_S7-300指令系统

南阳理工学院——电子与电气工程系电气教研室电气控制与PLC应用技术电气控制与PLC应用技术可编程序控制器原理（第5-9章）下篇第5章S7-300指令系统本章内容5.1STEP-7编程基础5.2指令及其结构5.3位逻辑指令5.4定时器与计数器指令5.5数据处理功能指令5.6数据运算指令5.7控制指令思考与练习题教学目的掌握位逻辑指令的应用掌握定时器和计数器指令的应用教学重点掌握位逻辑指令的应用掌握定时器和计数器指令的应用教学难点定时器和计数器指令第5章S7-300指令系统5.1STEP7编程基础数据/数据类型STEP7编程语言存储器的寻址方式程序结构设计S7-300的内部资源■■■■■指令组成：操作码+操作数操作码定义要执行的功能；操作数为执行该操作所需要的信息,由标识符和参数组成;有些语句指令不带操作数，它们操作的对象是唯一的;5.2指令及其结构5.2.1指令的组成1.语句指令语句指令：操作码操作数AI0.1//对输入继电器I0.1进行与操作LMW10//将字MW10装入累加器1定义要执行的功能执行该操作所需要的信息※NOT//对逻辑操作结果（RLO）取反5.2.1指令的组成1.语句指令例如：Q4.0——()该指令中：——()可认为是操作码，表示一个二进制赋值操作。Q4.0是操作数，表示赋值的对象。5.2.1指令的组成2.梯形逻辑指令梯形逻辑指令用图形元素表示PLC要完成操作其操作码是用图素表示的，该图素形象表明CPU做什么其操作数的表示方法与语句指令相同操作数：标识符标识参数AI0.1LMW10表示操作数在该存储区域内的具体位置主标识符：表示操作数所在的存储区主要有：I（输入映像区），Q（输出映像区），M（位存储区），PI（外部输入），PQ（外部输出），T（定时器），C（计数器），DB（数据块），L（本地数据）等辅助标识符进一步说明操作数的位数长度包括有：X（位），B（字节），W（字—2字节），D（双字—4字节）表示操作数存放区域及操作数位数（位、字节、字等）5.2.2操作数1.操作数的组成5.2.2操作数2.操作数的表示两种表示方法：物理地址(绝对地址)表示法要明确指出操作数的所在存储区，该操作数的位数具体位置。例如：Q4.0。符号名先定义后使用,不能重名。定义符号时，需指明操作数所在的存储区、位数、具体位置及数据类型。符号地址表示法位逻辑指令处理两个数字，“1”和“0”。这两个数字“1”和“0”称为二进制数字或二进制位。在接点与线圈领域，“1”表示动作或通电，“0”表示未动作或未通电。位逻辑指令扫描信号状态1和0，并根据布尔逻辑对它们进行组合。这些组合产生结果1或0，称为“逻辑运算结果（RLO）”。5.3位逻辑指令位逻辑运算指令位操作指令位测试指令位逻辑指令主要包括：位逻辑运算指令是“与”(AND)“或”(OR)“异或”(XOR)指令组合5.3.1位逻辑运算指令1.“与”和“与非”(A，AN)指令用语句表指令完全表示为：AI0.0AQ4.1ANM10.1＝Q4.0()I0.0Q4.1M10.1Q4.05.3.1位逻辑运算指令2.“或”和“或非”(O，ON)指令OI1.1ONM2.0OQ4.0＝Q4.15.3.1位逻辑运算指令I1.1M2.0Q4.0（）Q4.1用语句表指令完全表示为：3.“异或”和“异或非”(X，XN)指令XI0.0XI0.1＝Q4.05.3.1位逻辑运算指令用语句表指令完全表示为：5.3.1位逻辑运算指令I0.0()I0.2M10.0M0.3M10.1Q4.0(a)I0.0()I0.2M10.0M0.3M10.1Q4.0(b)4.串并联组合表示法当逻辑串是复杂组合时，CPU的扫描顺序是先“与”后“或”。A(OI0.0OI0.2)A(OM10.0OM0.3)AM10.1＝Q4.0先并后串梯形图语句表5.3.1位逻辑运算指令I0.0()I0.2M10.0M0.3M10.1Q4.0(a)I0.0()I0.2M10.0M0.3M10.1Q4.0(b)A(AI0.0AM10.0OAI0.2AM0.3)AM10.1＝Q4.0先串后并梯形图语句表【例】运动机械自动往复运动的PLC控制。1.按下启动按钮SB1后，电动机驱动工作台运动2.如果工作台运动到极限位置时，由行程开关SQ1或SQ2检测并发出停止前进指令，同时自动发出返回指令。3.只要不按停止按钮SB2，工作台将继续这种自动往复运动。4.工作台驱动电动机通过热继电器做过载保护。控制要求：5.3.1位逻辑运算指令举例4.校验1.分析控制要求2.做I/O分配表3.编写程序解题过程：逻辑串输出指令又称为赋值操作指令该操作把状态字中RLO的值赋给指定的操作数(位地址)一个RLO可被用来驱动几个输出元件在LAD中，输出线圈是上下依次排列的在STL中，这些输出具有相同的优先级5.3.2位操作指令1.输出指令AI0.0AI0.1ONI0.2＝Q4.0AI0.3＝Q4.1多重输出梯形图Q4.0()I0.1I0.2I0.0Q4.1()I0.3用语句表指令完全表示为：5.3.2位操作指令置位／复位指令根据RLO的值，来决定被寻址位的信号状态是否需要改变2.置位／复位指令5.3.2位操作指令若RLO的值为1，被寻址位的信号状态被置1或清0若RLO是0，则被寻址位的信号保持原状态不变(b)置位指令操作网络1AAONRI0.0I0.1I0.2Q4.0(R)Q4.0I0.0I0.1I0.2网络1AAONSI0.0I0.1I0.2Q4.0(S)Q4.0I0.0I0.1I0.2(a)复位指令操作5.3.2位操作指令RS触发器梯形图方块指令中标有一个置位输入(S)端，一个复位输入(R)端，输出端标为Q。3.RS触发器5.3.2位操作指令触发器可以用在逻辑串最右端，结束一个逻辑串，也可用在逻辑串中，影响右边的逻辑操作结果。RS触发器分为置位优先和复位优先型两种置位优先型RS触发器的R端在S端之上，当两个输入端都为1时，下面的置位输入最终有效,既置位输入优先,如图AI0.0RM0.0AI0.1SM0.0AM0.0=Q4.0置位优先型RS触发器5.3.2位操作指令根据I0.1和I0.2的时序图画出Q0.0的时序图。【例】时序图抢答器有三个输入，分别为I0.0、I0.1和I0.2，输出分别为Q4.0、Q4.1和Q4.2，复位输入是I0.4。要求：三人中任意抢答，谁先按按钮，谁的指示灯优先亮，且只能亮一盏灯，进行下一问题时主持人按复位按钮，抢答重新开始。5.3.2位操作指令举例【例】抢答器的设计4.校验1.分析控制要求2.做I/O分配表3.编写程序解题过程：4.对RLO的直接操作指令这一类指令直接对RLO进行操作，改变状态字中RLO位的状态。LAD指令STL指令功能说明——|NOT|——NOT取反RLO在逻辑串中，对当前的RLO取反—SET置位RLO把RLO无条件置1并结束逻辑串；使STA置1，OR、FC清0—CLR复位RLO把RLO无条件清0并结束逻辑串；使STA、OR、FC清0——(SAVE)SAVE保存RLO把RLO存入状态字的BR位，该指令不影响其他状态位5.3.2位操作指令当信号状态变化时就产生跳变沿从0变到1时，产生一个上升沿(或正跳沿)5.3.3位测试指令从1变到0时，产生一个下降沿(或负跳沿)两类跳变沿检测指令，一是对RLO的跳变沿检测的指令,另一种是对触点跳变沿直接检测的梯形图方块指令RLO正跳沿检测123456789OBI扫描周期Q4.0M1.0I1.0信号状态图Q4.0M1.0I1.0语句表AFP＝I1.0(P)M1.0()Q4.0梯形图5.3.3位测试指令【例】设计一个闪烁电路，按动按钮I0.0，使灯泡亮，再按动按钮，灯泡灭；重复。5.3.3位测试指令举例负跳沿（下降沿）检测指令5.3.3位测试指令触点负跳沿检测NEGI0.3QM_BITM0.0I0.2I0.1I0.0I0.4()Q4.0如果下列条件同时成立，则输出Q4.0为1：·输入I0.0、I0.1和I0.2的信号状态为1。·输入I0.3有负跳沿。·输入I0.4的信号状态为1。5.3.3位测试指令地址上升沿检测指令示例5.3.3位测试指令【例】若故障信号I0.0为1，使Q4.0控制的指示灯以1Hz的频率闪烁。操作人员按复位按钮I0.1后，如果故障已经消失，则指示灯熄灭，若没有消失，指示灯转为常亮，直至故障消失。5.3.3位测试指令举例1.传送带控制在传送带的起终点各有两个按钮开关：用于START的S1和S3；S2和S4用于STOP。可以从任一端启动或停止传送带。另外，当传送带上的物件到达末端时，传感器S5使传送带停机。5.3.4位逻辑指令编程举例MOTOR_ONS1S2StartStopS3S4StartStopS5用于传送带系统符号编程的元素系统部件绝对地址符号符号表启动按钮开关I1.1S1I1.1S1停止按钮开关I1.2S2I1.2S2启动按钮开关I1.3S3I1.3S3停止按钮开关I1.4S4I1.4S4传感器I1.5S5I1.5S5电机Q4.0MOTOR_ONQ4.0MOTOR_ONI/O分配表控制传送带程序“S1”(S)“MOTOR_ON”网络1：按任何一个启动开关，接通电机“S3”网络1：OOSS1S3MOTOR_ON“S2”(R)“MOTOR_ON”网络2：按任何一个停止或打开传送带末端的常闭接点，停止电机“S4”网络2：OOONS2S4RMOTOR_ONS5“S5”2.风机监控程序某设备有三台风机，当设备处于运行状态时，如果风机至少有两台以上转动，则指示灯常亮；如果仅有一台风机转动，则指示灯以0.5Hz的频率闪烁；如果没有任何风机动，则指示灯以2Hz的频率闪烁。当设备不运行时，指示灯不亮。5.3.4位逻辑指令编程举例图4.17风机监控程序I0.0()I0.0I0.1Q4.0Q4.1I0.2I0.1I0.2I0.0I0.1I0.2(#)M10.1M9.3(#)M10.0M10.0M10.1M9.7注：输入位I0.0，I0.1，I0.2分别为风机1，2，3的反馈输入端。M9.3为2Hz频率CPU中的时钟信号；M9.7为0.5Hz频率信号。风机监控程序ANM10.0ANM10.1AM9.7)AQ4.0＝Q4.1风机状态检测的语句表程序，从中可看出中间输出指令的用法：A(A(AI0.0AI0.1OAI0.0AI0.2OAI0.1AI0.2)＝M10.0AM10.0O(ANI0.0ANI0.1ANI0.2＝M10.1AM10.1AM9.3)O风机监控程序5.4定时器与计数器指令5.4.1定时器指令脉冲定时器(SP)扩展定时器(SE)接通延时定时器(SD)带保持的接通延时定时器(SS)断电延时定时器(SF)。S7-300/400提供的定时器有：定时器的组成–定时器是一种由位和字组成的复合单元，定时器的触点由位表示，其定时时间值存储在字存储器中。–在CPU的存储器中留出了定时器区域，用于存储定时器的定时时间值。每个定时器为2B，称为定时器字。–在S7-300中，最多允许使用256个定时器。–定时时间等于时基与定时值的乘积。–采用减计时,定时时间到后会引起定时器触点的动作。5.4.1定时器指令定时器的第0位到第11位存放二进制格式的定时值，第12、13位存放二进制格式的时基。定时器字的表示方法图4.18累加器1低字的内容(定时值127，时基ls)1112135.4.1定时器指令ͼ4.180150100001001001118707210,01s--0,1s--1s--10s--00011011时间值:0...999不用时基时基的二进制代码分辨率定时范围10ms000.01s10MS至9S_990MS100ms010.1s100MS至1M_39S_900MS1s101s1S至16M_39S10s1110s10S至2H_46M_30S定时器时基5.4.1定时器指令设置定时时间的方法其中，a：小时，b