S7200PLC的指令系統(tǒng).ppt

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1、電氣控制與 PLC應用 第 6章 S7-200 PLC的 指令系 統(tǒng) 學習目標： 熟練掌握梯形圖和語句表的編程方法， 掌握基本指令和功能指令中的常用指令， 了解和會用其他指令。通過對本章的學習， 做到可以根據(jù)需要編制出結構較復雜的控 制程序。 第 6章 S7-200 PLC的 指令系統(tǒng) 教學內容： 6.1 S7-200 PLC編程基礎 6.2 S7-200 PLC的基本指令及編程方法 6.3 S7-200 PLC的功能指令及編程方法 第 6章 S7-200 PLC的 指令系統(tǒng) S7-200系列 PLC主機中有 兩類指令集 ： IEC11313

2、指令集； SIMATIC指令集。 IEC11313指令集 是國際電工委員會（ IEC） 制定的 PLC國際標準 11313Programming Language(編程語言 )中推薦的標準語言，只能用梯 形圖（ LAD）和功能塊圖（ FBD）編程語言編程， 通常指令執(zhí)行時間較長。 SIMATIC指令集 是西門子公司為 S7-200 PLC 設計的編程語言，該指令通常執(zhí)行時間短，而且可 以用梯形圖（ LAD）、功能塊圖（ FBD）和語句表 （ STL）三種編程語言。 6.1.1 編程語言 SIMATIC指令集是西門子公司專為 S7-200 PLC設計的編程語言。該指令集中

3、，大多數(shù)指 令也符合 IEC11313標準。 SIMATIC指令集不 支持系統(tǒng)完全數(shù)據(jù)類型檢查。 使用 SIMATIC指令集，可以用梯形圖 （ LAD）、功能塊圖（ FBD）和語句表（ STL） 編程語言編程。 返回 6.1 S7-200 PLC編程基礎 1. 梯形圖（ LAD）編程語言 圖 5-1 梯形圖（ LAD） 梯形圖（ LAD）是與電氣控制電路相呼應的圖形語言。 它沿用了繼電器、觸頭、串并聯(lián)等術語和類似的圖形符號， 并簡化了符號，還增加了一些功能性的指令。梯形圖按自 上而下，從左到右的順序排列，最左邊的豎線稱為起始母 線也叫左母線，然后按一定的控制要求和規(guī)則連接

4、各個接 點，最后以繼電器線圈（或再接右母線）結束，稱為一邏 輯行或叫一“梯級”。通常一個梯形圖中有若干邏輯行 （梯級），形似梯子，如圖 5-1所示。 右母線省略 2. 功能塊圖（ FBD）編程語言 圖 5-2 功能塊圖（ FBD） 對應圖 5-1中的I0.1常閉觸點 功能塊圖 （ FBD） 類似于普通邏輯功能圖 ， 它 沿用了半導體邏輯電路的邏輯框圖的表達方式 。 一 般用一種功能方框表示一種特定的功能 ， 框圖內的 符號表達了該功能塊圖的功能 。 功能塊圖通常有若 干個輸入端和若干個輸出端 。 輸入端是功能塊圖的 條件 ， 輸出端是功能塊圖的運算結果 。 3. 語句表（ ST

5、L）編程語言 語句表（ STL）是用助記符 來表達 PLC的各種控制功能的。 它類似于計算機的匯編語言， 但比匯編語言更直觀易懂，編 程簡單，因此也是應用很廣泛 的一種編程語言。這種編程語 言可使用簡易編程器編程，但 比較抽象，一般與梯形圖語言 配合使用，互為補充。 圖 5-3 語句表（ STL） 通常梯形圖（ LAD）程序、功能塊圖（ FBD） 程序、語句表（ STL）程序可有條件的方便地轉換 （以網(wǎng)絡為單位轉換）。但是，語句表（ STL）可 以編寫梯形圖（ LAD）或功能塊圖（ FBD）無法 實現(xiàn)的程序。 SIMATIC S7-200系列 PLC數(shù)據(jù)類型可以是 布爾型

6、 、 整型和實型 （ 浮點數(shù) ） 。 實數(shù)采 用 32位單精度數(shù)來表示 ， 其數(shù)值有較大的 表 示 范 圍 ： 正 數(shù) 為 +1.175495E-38 +3.402823E+38 ；負數(shù)為 - 1.175495E38 -3.402823E+38。 6.1.2 數(shù)據(jù)類型及范圍 在編程中經(jīng)常會使用常數(shù) 。 常數(shù)數(shù)據(jù) 長度可為字節(jié) 、 字和雙字 ， 在機器內 部的數(shù)據(jù)都以二進制存儲 ， 但常數(shù)的 書寫可以用二進制 、 十進制 、 十六進 制 、 ASCII碼或浮點數(shù) （ 實數(shù) ） 等多 種形式 。 幾種常數(shù)形式分別如表 3.9 所示 。 常數(shù) 6.1.3 主要編程元件 PLC在其系統(tǒng)

7、軟件的管理下 ， 將用戶程序 儲存區(qū)劃分出若干個區(qū) ， 并將這些區(qū)域 賦予 不同的功能 ， 由此組成了各種內部器件 ， 即 PLC的 編程元件 。 這些編程元件 沿用了傳統(tǒng)繼電器控制線 路中的元件的名稱 ， 并根據(jù)其功能 ， 分別稱 之為輸入繼電器 、 輸出繼電器 、 輔助繼電器 、 變量繼電器 、 定時器 、 計數(shù)器 、 數(shù)據(jù)繼電器 等等 。 編程元件的 種類和數(shù)量因廠家 、 不同系 列 、 不同型號不同而不同 ， 編程元件的種類 和數(shù)量越多 ， 其功能越強 。 返回 一、主要編程元件 一）編程元件的基本特征 PLC編程元件的物理實質： 電子電路及存儲器 。 并不真正 存在這些物

8、理器件與連線，所以稱為“軟元件 與 軟接線” ， 與此對應的只是存儲器中的某些存儲單元。 在 PLC中 用 邏輯與、邏輯或、邏輯非等 邏輯運算來處理各 種繼電器的連接 ； 編程元件和繼電接觸器的元件類似 、 具有 線圈和常開 、 常 閉觸點； 當線圈被選中 （ 通電 ） 時 ， 常開觸點閉合 ， 常閉觸點斷開 ， 當線圈 失去選中件時 ， 常閉接通 ， 常開斷開 ； 可編程序控制器的編程元件可以有 無數(shù)多個常開 、 常閉觸 點 。 1 0 ON OFF PLC內部 存儲單元與 繼電器的 對應關系 編程元件的基本特征 編程元件與繼電接觸器元件比較表 相同點 不同點 都具有線圈和

9、常開 常閉觸點，觸點的 狀態(tài)隨著線圈的狀 態(tài)而變化，即當線 圈被選中（通電） 時，常開觸點閉合， 常閉觸點斷開，當 線圈失去選中條件 時，常閉接通，常 開斷開。 編程元件被選中， 只是代表這個元件 的存儲單元置 1，失 去選中條件只是這 個元件的存儲單元 置 0；編程元件可以 無限次地訪問，可 編程控制器的編程 元件可以有無數(shù)多 個常開、常閉觸點。 S7-200將編程元件統(tǒng)一歸為存儲器單元 ， 存儲單元 按字節(jié)進行編址 ， 無論所尋址的是何種數(shù)據(jù)類型 ， 通常應指出它在所在存儲區(qū)域和在區(qū)域內的字節(jié)地 址 。 每個單元都有惟一的地址 ， 地址用名稱和編號 兩部分組成 。 二）主要編程元件

10、 1、輸入繼電器 I 輸入繼電器： 作用是接受并存儲輸入到 PLC中的現(xiàn)場 的控制按鈕 、 行程開關的開關信號 ， 以及各種傳感器等的 輸入信號 。 特點：其狀態(tài)由外部信號決定 ， 而不能由用戶 程序控制 。 本質就是 PLC的存儲系統(tǒng)中的輸入映像寄存器 ， 一個 輸入觸點對應于某一位輸入映像寄存器 ， 與對應的輸入端 子相連 。 在使用中不必考慮接點的容量 ， 即在編程時 ， 可以通 過使用輸入繼電器的觸點 ， 無限制地使用輸入繼電器的狀 態(tài) 。 基本輸入輸出單元繼電器按字節(jié)編號 ， 一般 采用 “ 字 節(jié) .位 ” 的方式表示 ， 如： I1.2。 2、輸出繼電器 Q

11、輸出繼電器： 具有一對物理接點 ， 與 PLC的一個輸出 端子相連 ， 可以直接驅動負載 。 特點：其狀態(tài)只能由用戶 程序決定 ， 而不可能由外部信號控制 。 本質就是 PLC的存儲系統(tǒng)中的輸入映像寄存器 ， 一個 輸入觸點對應于某一位輸入映像寄存器 ， 與對應的輸入端 子相連 。 在使用中不必考慮接點的容量 ， 即在編程時 ， 可以通 過使用輸入繼電器的觸點 ， 無限制地使用輸入繼電器的狀 態(tài) 。 基本輸入輸出單元繼電器按字節(jié)編號 ， 一般 采用 “ 字 節(jié) .位 ” 的方式表示 ， 如： Q1.2。 3、輔助繼電器 M 它與外界沒有聯(lián)系 ， 僅作運算的中間結果使用 ， 有

12、時也稱 作 內部繼電器 或 中間繼電器 ， 它 不能直接驅動外部負載 ， 外部負載的驅動要通過輸出繼電器進行 。 這類輔助繼電器 的線圈與輸出繼電器一樣 有無數(shù)的電子常開和常閉觸點 。 本質就是 PLC的存儲系統(tǒng)中的一個基本單元 ， 它可以由所 有編程元件 （ 包括自己 ） 的觸點驅動 。 借助于輔助繼電器 ， 可以根據(jù)控制要求 ， 在輸入和輸出之間建立復雜的控制邏 輯和連鎖關系 。 按字節(jié)編號 ， 一般 采用 “ 字節(jié) .位 ” 的方式表示 ， 但是 也 可以字節(jié) 、 字雙字為單位 ， 用于存儲數(shù)據(jù) ， 不過建議在存 儲數(shù)據(jù)時 ， 采用變量寄存器 V。 可以無限制地使用 。 4

13、、特殊繼電器 SM 用來存儲系統(tǒng)的狀態(tài)變量及有關的控制參數(shù)和信息 。 它是用戶程序與系統(tǒng)程序之間的界面 ， 用戶可以通過特 殊繼電器來溝通 PLC與被控對象之間的信息 ， PLC通過特 殊繼電器為用戶提供一些特殊的控制功能和系統(tǒng)信息 ， 用戶也可以將對操作的特殊要求通過特殊繼電器通知 PLC。 例如可以讀取程序運行過程中的設備狀態(tài)和運算結 果信息 ， 利用這些信息實現(xiàn)一些控制動作 。 用戶也可以 通過對某些特殊繼電器位的直接設置 ， 使設備實現(xiàn)某些 功能 。 P110 5、變量寄存器 V S7-200中有大量變量寄存器 ， 用于模擬量控制 、 數(shù)據(jù) 運算 、 參數(shù)設置及存放程序執(zhí)行過程中

14、控制邏輯操作的中 間結果 。 變量寄存器可以以位為單位使用 ， 也可以字節(jié) 、 字雙 字為單位 使用 。 6、定時器 T 定時器相當于繼電器系統(tǒng)中的 時間繼電器 ， 可在程序中 用于 延時控制 。 S7-200的 CPU22X系列的定時器數(shù)量有 256個 ， T0 T255。 定時器精度有 1ms（ 4個 ） 、 10ms（ 16個 ） 、 100ms （ 236個 ） 。 可以分為 3種類型 ：接通延時定時器 TON；斷開延時型 定時器 TOF；保持接通延時定時器 TONR。 計數(shù)器用來對輸入脈沖的個數(shù)進行累計 ， 實現(xiàn)計數(shù)值 。 使用時要先預置計數(shù)的設定值 ， 當計數(shù)器觸發(fā)后

15、， 計數(shù)器開 始累積計數(shù)輸入端的脈沖前沿的次數(shù) ， 當達到設定值時 ， 計 數(shù)器觸點動作 。 S7-200的 CPU22X系列的計數(shù)器數(shù)量有 256個 ， 編號 0 255。 每個計數(shù)器都有一個 16位的當前值寄存器及 1個狀態(tài)位 C-bit。 7、計數(shù)器 C 8、高速計數(shù)器 HSC 普通計數(shù)器計數(shù)頻率受到掃描周期的限制 ， 高速計數(shù)不 受掃描周期的限制 ， 為 32位的計數(shù)器 。 9、狀態(tài)（順序控制）繼電器 S 狀態(tài)器 S是 構成狀態(tài)轉移圖的重要軟元件 ， 它與步進 控制指令配合使用 ， 可以在小型 PLC上實現(xiàn)復雜的控制功 能 。 10、累加器 AC 累加器用來 暫存數(shù)據(jù) ，

16、 它可以用來在子程序和父程序 之間傳遞參數(shù)和數(shù)據(jù) 、 也可以用來存放運算數(shù)據(jù) 、 中間數(shù) 據(jù)和結果 。 共有 4個 32位的累加器： AC0 AC3。 累加器存取數(shù)據(jù)的長度取決于所使用的質量 ， 它支持 字節(jié) 、 字 、 雙字的存取 ， 以字或字節(jié)存取時 ， 訪問的是低 16位或低 8位 。 11、局部變量存儲器 L 用于存儲局部變量 。 共有 64個 ， 其中 60個可以用作暫時存儲器或給子程序傳遞 參數(shù) 。 與數(shù)據(jù)存儲器 V的區(qū)別 ：數(shù)據(jù)存儲器用于存儲全局變量 ， 即它可以被任何一個程序讀?。痪植看鎯ζ鞯膬热葜皇蔷?部有效的 。 支持字節(jié) 、 字 、 雙字的存取 。

17、12、模擬量輸入寄存器 AIW、模擬量輸出寄存器 AQW 用于模擬量的輸入輸出 長度為 16位 ， 因此要用偶數(shù)字節(jié)地址來存取這些數(shù)據(jù) 。 PLC的存儲器分為程序區(qū)、系統(tǒng)區(qū)、數(shù)據(jù)區(qū)。 程序區(qū) 用于存放用戶程序，存儲器為 EEPROM。 系統(tǒng)區(qū) 用于存放有關 PLC配置結構的參數(shù)，如 PLC主機及擴展 模塊的 I/O配置和編址、配置 PLC站地址，設置保護口令、停電 記憶保持區(qū)、軟件濾波功能等，存儲器為 EEPROM。 數(shù)據(jù)區(qū) 是 S7-200 CPU提供的存儲器的特定區(qū)域。它包括輸入 映象寄存器（ I）、輸出映像寄存器（ Q）、變量存儲器（ V）、 內部標志位存儲器（ M

18、）、順序控制繼電器存儲器（ S）、特殊 標志位存儲器（ SM）、局部存儲器（ L）、定時器存儲器（ T）、 計數(shù)器存儲器（ C）、模擬量輸入映像寄存器（ AI）、模擬量 輸出映像寄存器（ AQ）、累加器（ AC）、高速計數(shù)器（ HC）。 存儲器為 EEPROM和 RAM。 返回 二、存儲區(qū)域 1. 數(shù)據(jù)區(qū)存儲器的地址表示格式 (1)位地址格式 數(shù)據(jù)區(qū)存儲器區(qū)域的某一位的地址格式為： Ax.y。 必須指定存儲器區(qū)域標識符 A、字節(jié)地址 x及位號 y。例 I4.5 表示圖 5-4中黑色標記的位地址。 I是變量存儲器的區(qū)域標識 符， 4是字節(jié)地址， 5是位號，在字節(jié)地址 4與位號 5

19、之間用點 號 “ .隔開。 存儲器是由許多存儲單元組成，每個存儲單元 都有惟一的地址，可以依據(jù)存儲器地址來存取數(shù) 據(jù)。數(shù)據(jù)區(qū)存儲器地址的表示格式有位、字節(jié)、 字、雙字地址格式。 圖 5-4 位尋址格式 MSB表示最高位 LSB表示最低位 (2)字節(jié)、字、雙字地址格式 數(shù)據(jù)區(qū)存儲器區(qū)域的字節(jié)、字、雙字地址格式為： ATx。 必須指定區(qū)域標識符 A、數(shù)據(jù)長度 T以及該字節(jié)、字或雙字 的起始字節(jié)地址 x。圖 5-5中，用 VB100、 VW100、 VD100分別 表示字節(jié)、字、雙字的地址。 VW100由 VB100、 VB101兩個字 節(jié)組成； VD100由 VB100

20、VB103四個組成。 圖 5-5 字節(jié)、 字、 雙字 尋址 格式 (3)其他地址格式 數(shù)據(jù)區(qū)存儲器區(qū)域中，還包括定時器存儲器（ T）、計數(shù) 器存儲器（ C）、累加器（ AC）、高速計數(shù)器（ HC）等，它 們是模擬相關的電器元件的。它們的地址格式為： Ay。 由區(qū)域標識符 A和元件號 y組成，例 T24表示某定時器的地 址， T是定時器的區(qū)域標識符， 24是定時器號，同時 T24又可 表示此定時器的當前值。 6.1.4 尋址方式 1. 立即尋址 指令中如何提供操作數(shù)或操作數(shù)地址 ， 稱為尋 址方式 。 S7-200 PLC的尋址方式有： 立即尋址、直接

21、尋址、間接尋址。 立即尋址方式是 ， 指令直接給出操作數(shù)，操作數(shù)緊跟著操 作碼，在取出指令的同時也就取出了操作數(shù)，立即有操作數(shù) 可用，所以稱為立即操作數(shù)或立即尋址。 CPU以二進制方式存儲所有常數(shù)。指令中可用十進制、十 六進制、 ASCII碼或浮點數(shù)形式來表示。表示格式舉例如下： 十進制常數(shù)： 30112 十六進制常數(shù)： 16#42F ASCII常數(shù)： INPUT 實數(shù)或浮點常數(shù)： +1.1E-10 二進制常數(shù)： 2#0101 1110 #為常數(shù)的進制格式說明符 返回 2. 直接尋址 直接尋址方式是，指令直接使用存儲器或寄存器的元件 名稱和地址編號，根

22、據(jù)這個地址就可以立即找到該數(shù)據(jù)。 操作數(shù)的地址應按規(guī)定的格式表示。指令中，數(shù)據(jù)類型應 與指令標識符相匹配。 不同數(shù)據(jù)長度的尋址指令舉例如下： 位尋址： AND Q5.5 字節(jié)尋址： ORB VB33， LB21 字尋址： MOVW AC0， AQW2 雙字尋址： MOVD AC1， VD200 返回 3. 間接尋址 間接尋址方式是，指令給出了存放操作數(shù)地址的存儲單 元的地址（也稱地址指針）。 可作為地址指針的存儲器有： V、 L、 AC（ 13） 可間接尋址的存儲器區(qū)域有： I、 Q、 V、 M、 S、 T（僅當 前值）、 C（僅當前值）。 對獨立的位（ BIT）值

23、或模擬量值不能進行間接尋址。 (1)建立指針 間接尋址前，應先建立指針。指針為雙字長，是所要 訪問的存儲單元（最大為雙字型 32位）的物理地址。只能 使用變量存儲器（ V）、局部存儲器（ L）或累加器（ AC1、 AC2、 AC3）作為指針， AC0不能用作間接尋址的指針。 將所要訪問的存儲器單元的地址裝入用來作為指針的存儲 器單元或寄存器 ， 裝入的是地址而不是數(shù)據(jù)本身 ， 格式如 下： MOVD 例： SI Q0.0， 2 4. 立即復位指令 RI， 立即復位指令 。 用立即復位指令訪問輸出點時 ， 從指 令所指出的位 （ bit） 開始的

24、 N個 （ 最多為 128個 ） 物理輸出 點被立即復位 ， 同時 ， 相應的輸出映像寄存器的內容也被刷 新 。 各操作數(shù)類型及范圍如表 5-10所示 。 指令格式： RI bit， N; 例： RI Q0.0， 1 表 5-10 立即置位和立即復位指令操作數(shù)類型及范圍 操作 數(shù) 范 圍 類 型 位 bit Q BOOL 型 數(shù)量 N VB， IB， QB， MB， SMB， LB， SB， AC， *VD， *AC， *LD ，常數(shù) BYTE 型 （最大 128） 6.2.2 立即操作指令 應用舉例： LD I0.0

25、//裝入常開觸點 = Q0.0 //輸出觸點 ， 非立即 =I Q0.1 //立即輸出觸點 SI Q0.2， 1 //從 Q0.2開始的 1個觸點被立即置 1 LDI I0.0 //立即輸入觸點指令 = Q0.3 //輸出觸點 ， 非立即 圖 5-14 立即指令程序 圖 5-15 立即指令時序圖 條件： I0.0在上一掃描周期某時跳變。 Q0.0在本周期輸出刷新時置 1; Q0.1與 Q0.2在本周期立即指令執(zhí)行時置 1; Q0.3在上一周期立即指令執(zhí)行時置 1。 6.2.3 堆棧操作（復雜邏輯） 指令

26、 堆棧操作 （ 復雜邏輯指令 ） 主要用來 描述： 1、 對觸點塊 （ 即對觸點進行的復雜 連接 ） 的操作 ； 2、 對邏輯堆棧的操作 。 本類指令包括： ALD、 OLD、 LPS、 LRD、 LPP和 LDS， 這些指令中 除 LDS外 ， 其余指令都無操作數(shù) 。 返回 S7-200可編程序控制器 使用一個邏輯堆棧 來分析控制邏輯 。 用語句表編程時要根據(jù)這一堆棧邏輯進行 組織程序 ，用相關指令來實現(xiàn)堆棧操作， 用 梯形圖和功能框圖時 ，程序員 不必考慮 主機的這一邏輯，這兩種編程工具自動地 插入必要的指令來處理各種堆棧邏輯操作。 返回 一、邏輯堆棧

27、邏輯堆棧結構是由 九個 堆棧存儲器位組成的串聯(lián)堆 棧 ， 棧頂是布爾型數(shù)據(jù)進出 堆棧的必由之路 。進棧時， 數(shù)據(jù)由棧頂壓入，堆棧中原 來所存的數(shù)據(jù)被串行下移一 格，如果原來 STACK（堆疊） 8中存有數(shù)據(jù)，則這數(shù)據(jù)被 推出堆棧而自動丟失。出棧 時，數(shù)據(jù)從棧頂被取出，所 有數(shù)據(jù)串行上移一格， STACK 8中隨機地裝入一個 數(shù)值。 表 5-6 邏輯堆棧結構 堆棧結 構 名稱 說明 S0 STACK 0 第一個堆 棧 S1 STACK 1 第二個堆 棧 S2 STACK 2 第三個堆 棧 S3 STACK 3 第四個堆 棧 S4 STACK 4 第五個堆 棧 S5 STACK

28、5 第六個堆 棧 S6 STACK 6 第七個堆 棧 S7 STACK 7 第八個堆 棧 S8 STACK 8 第九個堆 棧 棧頂 棧頂 STACK 0在此邏輯堆棧的位運算中兼有累加器 的作用 ， 存放第一操作數(shù) 。 每執(zhí)行一次 LD/LDN指令 ， 自動進行一次入棧操作； 執(zhí)行 、 O指令 ， 則是將棧頂值與操作數(shù)做相應的 邏輯運算后 ， 將結果保存在棧頂； 執(zhí)行 LDN、 N、 ON指令 ， 則是將操作數(shù)先取反后 ， 再與棧頂做相應的邏輯運算后 ， 將結果保存在棧 頂； 當一個梯級掃描結束 ， 或是 =指令執(zhí)行完畢 ， PLC 自動執(zhí)行出棧操作 ， 將棧頂值保

29、存到對應儲存區(qū) 域 。 二、基本邏輯指令對邏輯堆棧的影響 LD、 LDN指令的執(zhí)行對邏輯堆 棧的影響 指令 LD I0.1（假設 I0.1=1）執(zhí)行情況如表 5-7所 示。如果是 LDN指令，則將操作數(shù)取反后再裝入棧 頂，其他操作相同。 表 5-7 LD I0.1的執(zhí)行 名 稱 執(zhí) 行 前 執(zhí) 行 后 說 明 STACK0 S0 1 將新值 I0.1=1裝入 堆棧 STACK1 S1 S0 由 S0下移一個單元 得到 STACK2 S2 S1 由 S1下移一個單元 得到 STACK3 S3 S2 由 S2下移一個單元 得到 STACK4 S4 S3 由

30、S3下移一個單元 得到 STACK5 S5 S4 由 S4下移一個單元 得到 STACK6 S6 S5 由 S5下移一個單元 得到 STACK7 S7 S6 由 S6下移一個單元 得到 STACK8 S8 S7 由 S7下移一個單元 得到 原值 S0串行 下移一 個單元 , 其余以 此類推。 原 S8自 動丟 失。 指令 A、 O、 NOT對邏輯堆棧的 影響 指令 A I0.2（假設 I0.2=0）執(zhí)行情況如表 5-8所 示。如果是 AN指令，則將操作數(shù)取反后再和棧頂 值相與，結果放回棧頂。即： 1*1=1 S0 表 5-8 指令 A I0.2的執(zhí)行 名 稱 執(zhí)

31、 行 前 執(zhí) 行 后 說 明 STACK0 1 0 執(zhí)行前棧頂值為 1。 執(zhí)行是用棧頂值和 指令操作數(shù) （ I0.2的 值為 0） 進行與運算 ， 結果放回棧頂 。 即： S0*I0.2=1*0=0 S0 STACK1 S1 S1 STACK2 S2 S2 STACK3 S3 S3 STACK4 S4 S4 STACK5 S5 S5 STACK6 S6 S6 STACK7 S7 S7 STACK8 S8 S8 除 S0值外，其他各 值不變 . 三、堆棧操作 指令 1. 觸點塊串聯(lián)操作（棧裝載與）指令 （ And Load） ， 觸點塊串聯(lián)操作 （ 棧裝載與 ） 指

32、 令 ：用于將并聯(lián)電路塊 進 行串聯(lián) 連接 。 執(zhí)行 ALD指令 ， 將堆棧中的 第一級和第二級的值進行 邏輯 “ 與 ” 操作 ， 結果置 于棧頂 （ 堆棧第一級 ） ， 并將堆棧中的第三級至第 九級的值依次上彈一級 。 圖 5-16a 觸點塊串聯(lián)指令 的操作過程 LD I0.0 LD I0.1 ON I0.2 ALD = Q0.3 觸點塊串聯(lián)操作（棧裝載與）指令 電路塊特點：左小右大 OLD（ Or Load） ， 觸 點塊并聯(lián) （ 棧裝載或 ） 指令 ：用于將串聯(lián)電路 塊進行并聯(lián)連接 。 執(zhí)行 OLD指令 ， 將堆棧中的 第一級和第二級的值進 行邏輯 “ 或

33、” 操作 ， 結 果置于棧頂 （ 堆棧第一 級 ） ， 并將堆棧中其余 各級的內容依次上彈一 級 。 圖 5-16b 觸點塊并聯(lián)指令 的操作過程 2. 觸點塊并聯(lián)（棧裝載或）指令 LD I0.0 LDN I0.1 A I0.2 OLD = M0.1 觸點塊并聯(lián)（棧裝載或）指令 電路塊特點：上小下大 3. 邏輯入棧指令 4. 邏輯讀棧指令 LPS， 邏輯入棧指令 （ 分支或主控指令 ） 。 用于復制棧頂 的值并將這個值推入棧頂 ， 原堆棧中各級棧值依次下壓一級 。 在梯形圖中的分支結構中 ， 用于生成一條新的母線 ， 左側為 主控邏輯塊時 ， 第一個完

34、整的從邏輯行從此處開始 。 LRD， 邏輯讀棧指令 。 把堆棧中第二級的值復制到棧頂 。 堆棧沒有推入?；驈棾鰲２僮?， 但原棧頂值被新的復制值取 代 。 在梯形圖中的分支結構中 ， 當左側為主控邏輯塊時 ， 開 始第二個和后邊更多的從邏輯塊 。 應注意 ， LPS后第一個和 最后一個從邏輯塊不用本指令 。 返回 6. 裝入堆棧指令 LPP， 邏輯棧彈出指令 （ 分支結束或主控復位指令 ） 。 堆 棧作彈出棧操作 ， 將棧頂值彈出 ， 原堆棧中各級棧值依次上 彈一級 ， 堆棧第二級的值成為新的棧頂值 。 在梯形圖中的分 支結構中 ， 用于將 LPS指令生成的一條新母線進行恢復 。

35、 應 注意 ， LPS與 LPP必須配對使用 。 LDS， 裝入堆棧指令 。 復制堆棧中的第 n級的值到棧頂 。 原 棧中各級棧值依次下壓一級 ， 棧底值丟失 。 5. 邏輯棧彈出指令 圖 5-17 LPS、 LRD、 LPP、 LDS指令的操作過程 這里 n 3 LPS與 LPP必須配對使用 LD I0.0 //裝入常開觸點 O I2.2 //或常開觸點 LD I0.1 //被串的塊開始 LD I2.0 //被并路開始 A I2.1 //與常開觸點 OLD //觸點塊并聯(lián) ALD //觸點塊串聯(lián) =

36、 Q5.0 //輸出觸點 返回 應用舉例：堆棧指令的應用 LD I0.0 //裝入常開觸點 LPS //邏輯推入棧 ， 主控 A I0.5 //與常開觸點 = Q7.0 //輸出觸點 LRD //邏輯讀棧 ， 新母線 LD I2.1 //裝入常開觸點 O I1.3 //或常開觸點 ALD //棧裝載與 = Q6.0 //輸出觸點 LPP //邏輯彈出棧 ， 母線復原 LD I3.1 //裝入常開出觸點 O I2.0 //或常開觸點 ALD //棧裝載與

37、 = Q1.3 //輸出觸點 LPS后第 一和最 后一個 從邏輯 塊不用 LRD指令 應用舉例：堆棧指令的應用 每一個觸點塊的起始第一個元件必須使 用裝入指令 LD/LDN， 即每個電路塊的起始端 （ 左端 ） 都當作母線處理 ！ 返回 注意： LD I0.0 LPS A I0.1 LPS A I0.2 = Q0.0 LPP A I0.3 = Q0.1 LPP A I0.4 LPS AN I0.5 = Q0.2 LPP A I0.6 = Q0.3 應用舉例：堆棧指令的應用 二層 堆棧 LD I0.0 LPS A I0

38、.1 LPS A I0.2 LPS A I0.3 = Q0.0 LPP = Q0.1 LPP = Q0.2 LPP = Q0.3 應用舉例：堆棧指令的應用 三層 堆棧 6.2.5 定時器和計數(shù)器指令 1. 定時器指令 定時器是重要的編程元件 。 定時器編程時設定 時間預設值 ， 在運行時當定時器的 輸入條件滿足時開始計時 ， 當前值從 0 開始按一定的時間單位增加 ， 當定時器的當前值達到預設值 時 ， 定時器發(fā)生動作 。 此時它對應的常開觸點閉合 ， 常閉觸 點斷開 。 系統(tǒng)提供 3種定時指令 ： TON（ 通電延時 ） 、 TONR（ 有記憶 通電延時 ）

39、 和 TOF（ 斷電延時 ） 。 S7-200定時器的分辨率 （ 時間增量 /時間單位 /分辨率 ） 有 3 個等級： 1ms、 10ms和 100ms。 返回 定時器指令有 3個操作信息 ： 編號 、 預設值 和 使能輸入 。 1） 編號： 用定時器的名稱和它的常數(shù)編號 （ 最大 255） 來表示 ， 即 Txxx， 如： T4。 編號同時也代表了定時器的定時 精度和類型 ： T4不僅僅是定時器的編號 ， 它還包含兩方面的信息： 它 是保持接通型 、 定時精度 10ms。 表 5-11 定時器號和分辨率 定時器類 型 分辯率 /ms 計時范圍 /s 定時器號 TON TO

40、F 1 32.767 T32， T96 10 327.67 T33 T36， T97 T100 100 3276.7 T37 T63， T101 T255 TONR 1 32.767 T0， T64 10 327.67 T1 T4， T65 T68 100 3276.7 T5 T31， T69 T95 每一個 定時器都包含兩個變量信息： 定時器位 和 定時器 當前值 ， 和一個 預置值 ： 定時器位 （ 對應于觸點狀態(tài) ） ： 定時器位與時間繼電器 的輸出相似 ， 當 定時器的當前值達到預設值 PT時 ， 該位被置 為 “ 1。 定時器當前值： 存儲定時器當前所累計的時間 ， 它

41、用 16 位有符號整數(shù)來表示 ， 故最大計數(shù)值為 32767。 預設值 PT： 數(shù)據(jù)類型為 INT型 。 尋址范圍可以是 VW、 IW、 QW、 MW、 SW、 SMW、 LW、 AIW、 T、 C、 AC、 *VD、 *AC、 *LD和 常數(shù) 。 定時時間的計算： T=PT S ---（ T為實際定時時間 ， PT為預設值 ， S為分辨率等級 ） 例如： TON指令用定時器 T33， 預設值為 125， 則實際定時時 間 T=125 10=1250ms 使能輸入 IN端 （ 只對 LAD和 FBD） ： 布爾型 ， 可以 是 I、 Q、 M、 SM、 T、 C、 V、 S、 L

42、和能流 。 可以用復位指令來對 3種定時器復位 ， 復位指令的 執(zhí)行結果是：使定時器位變?yōu)?OFF：定時器當前值變?yōu)?0。 如： S T2,1 （ 1）接通延時定時器指令： TON 用于單一間隔定時 。 上電周期或首 次掃描 ， 定時器位 OFF， 當前值為 0。 使能輸入接通時 ， 定時器位為 OFF， 當前值從 0開始計數(shù)時間 ， 當前值達 到預設值時 ， 定時器位為 ON， 當前值 連續(xù)計數(shù)到 32767。 使能輸入斷開 ， 定時器自動復位 ， 即定時器位 OFF， 當前值為 0。 填 “ 計 定時器號 ” ,如： T35 填 “ 預設值”，如： 100 指令格式： TON

43、Txxx， PT 例： TON T120， 8 （ 2）有記憶接通延時定時器指令： TONR 用于對許多間隔的累計定時 。 上 電周期或首次掃描 ， 定時器位 OFF， 當前值保持 。 使能輸入接通時 ， 定 時器位為 OFF， 當前值從 0開始累計 計數(shù)時間 。 使能輸入斷開 ， 定時器 位和當前值保持最后狀態(tài) 。 使能輸 入再次接通時 ， 當前值從上次的保 持值繼續(xù)計數(shù) ， 當累計當前值達到 預設值時 ， 定時器位 ON， 當前值連 續(xù)計數(shù)到 32767。 填 “ 計 定時器號 ” ,如： T31 填 “ 預設值”，如： 100 TONR定時器只能用復位指令進行復位操作 ，

44、 使當前值清零 。 指令格式： TONR Txxx， PT； 例： TONR T20， 63 （ 3）斷開延時定時器指令： TOF 用于斷開后的單一間隔定時 。 上電 周期或首次掃描 ， 定時器位 OFF， 當 前值為 0。 使能輸入接通時 ， 定時器 位為 ON， 當前值為 0。 當使能輸入由 接通到斷開時 ， 定時器開始計數(shù) ， 當前值達到預設值時 ， 定時器位 OFF， 當前值等于預設值 ， 停止計數(shù) 。 TOF復位后 ， 如果使能輸入再有從 ON 到 OFF的負跳變 ， 則可實現(xiàn)再次啟動 。 填 “ 計 定時器號 ” ,如： T35 填 “ 預設值”，如： 100 指令

45、格式： TOF Txxx， PT； 例 TOF T35， 6 LD I0.0 //使能輸入 TON T35,+4 //通電延時定時器 ， 延時時間為 40ms LD I0.0 //使能輸入 TONR T2.+10 //有記憶通電延時定時器 ， //延時時間為 100ms LD I0.0 //使能輸入 TOF T36,+3 //斷電延時定時器，延時時間為 30ms （ 4）應 用 舉 例 ： 圖 5-21 定 時 器

46、 特 性 T35為通電延時定時器 T2為有記憶通電延時定時器 T36為斷電延時定時器 上述梯形圖程序中輸入輸出執(zhí)行時序關系 如圖 5-22所示。 圖 5-22 定時器時序 返回 使能輸入接通時，定時器 位為 ON，當前值為 0,預啟動。 （ 5）應用定時器指令應注意的幾個問題 不能把一個定時器號 同時用作斷開延時定時器 （ TOF） 和接通延時定時器 （ TON） 。 使用復位 （ R） 指令對定時器復位后 ， 定時器位為 “ 0， 定時器當前值為 “ 0。 保持型 （ 有記憶 ） 接通延時定時器 （ TONR） 只能通過復 位指令進行復位 。 對于斷開

47、延時定時器 （ TOF） ， 需要輸入端有一個負跳 變 （ 由 on到 off， 即斷開 ） 的輸入信號啟動計時 。 不同精度的定時器 ， 它們當前值的刷新周期是不同的 ， 具體情況如下： 1ms分辨率定時器 1ms分辨率定時器啟動后， 定時器對 1ms的時間間隔（時基信號）進行計時。 定時器當前值每隔 1ms刷新一次，在一個掃描周 期中要刷新多次，而 不和掃描周期同步 。 10ms分辨率定時器 10ms分辨率定時器啟動后， 定時器對 10ms的時間間隔進行計時。程序執(zhí)行 時，在每次掃描周期開始對 10ms定時器刷新， 在一個掃描周期內定時器當前值保持不變 。 100ms分

48、辨率定時器 100ms分辨率定時器啟動 后，定時器對 100ms的時間間隔進行計時。只有 在定時器指令執(zhí)行時， 100ms定時器的當前值才 被刷新。 PLC應用中 ， 經(jīng)常需要自復位功能的定時器 。 在圖 5-23a中 ， T32定時器 1ms更新一次 。 當定 時器當前值 100在圖示 A處刷新 ， Q0.0可以接通一 個掃描周期 ， 若在其他位置刷新 ， Q0.0則用永遠不 會接通 。 而在 A處刷新的概率是很小的 。 圖 5-23a同 樣不適合 10ms分辨率定時器 。 若改為圖 5-23b， 就可保證當定時器當前值達到 設定值時 ， Q0.0會接通一個掃描周期 。 圖 5-2

49、3 1ms定時器編程 定時器的正確使用 在子程序和中斷程序中不宜使用 100ms定 時器 。子程序和中斷程序不是每個掃描周期都 執(zhí)行的，那么在子程序和中斷程序中的 100ms 定時器的當前值就不能及時刷新，造成時基脈 沖丟失，致使 計時失準 ； 在主程序中，不能重 復使用同一個 100ms的定時器號 ，否則該定時 器指令在一個掃描周期中多次被執(zhí)行，定時器 的當前值在一個掃描周期中多次被刷新。這樣， 定時器就會多計了時基脈沖，同樣造成計時失 準。 因而， 100ms定時器只能用于每個掃描周期 內同一定時器指令執(zhí)行一次，且僅執(zhí)行一次的 場合。 100ms定時器的編程例子如圖 5-24a所示

50、。 a) b) 圖 5-24 100ms定時器的應用 返回 與圖 5-23a 相比較， 該定時 器確保 在此處 刷新當 前值。 2. 計數(shù)器指令 計數(shù)器用來累計輸入脈沖的次數(shù) ， 經(jīng)常用來對產(chǎn)品進行 計數(shù) 。 計數(shù)器與定時器的結構和使用基本相似 ， 編程時輸入它 的預設值 PV（ 計數(shù)的次數(shù) ） ， 計數(shù)器累計它的脈沖輸入 個數(shù) （ 上升沿 /正跳變 ） ， 當計數(shù)器達到預設值 PV時 ， 計數(shù)器位狀態(tài)改變 。 計數(shù)器指令有 3種： 增計數(shù) CTU、 增減計數(shù) CTUD和 減計數(shù) CTD。 計數(shù)器指令有 4

51、種操作信息 ： 編號 、 預設值 、 脈沖輸入 和 復位輸入 。 1） 編號： 用計數(shù)器名稱和它的常數(shù)編號 （ 最大 255） 來表示 ， 即 Cxxx， 如： C6。 每 一個計數(shù)器都包 含兩個的變量信息 ： 計數(shù)器位 和 計數(shù)器當前值 。 計數(shù)器位： 表示計數(shù)器是否發(fā)生動作的狀態(tài) ， 當 計數(shù)器的當前值達到預設值 PV時 ， 該位被置為 “ 1”。 計數(shù)器當前值： 存儲計數(shù)器當前所累計的脈沖個 數(shù) ， 它用 16位有符號整數(shù) （ INT） 來表示 ， 故最 大計數(shù)值為 32767。 2） 預設值 PV： 數(shù)據(jù)類型為 INT型 。 尋址范圍可以是 VW、 IW、 QW、 MW、

52、SW、 SMW、 LW、 AIW、 T、 C、 AC、 *VD、 *AC、 *LD和常數(shù) 。 3）計數(shù)脈沖輸入： 布爾（位） 型，可以是 I、 Q、 M、 SM、 T、 C、 V、 S、 L和能流。 4） 復位輸入： 與脈沖輸入同類型和范圍 。 （ 1） 增計數(shù)器指令： CTU 初始值 ：首次掃描 ， 定時器 位 OFF， 當前值為 0。 在增計數(shù)器的 計數(shù)輸入端 （ CU） 脈沖輸入的每個 上升 沿 ， 計數(shù)器計數(shù) 1次 ， 當前值 增加 1個單位 ， 保持當前計數(shù) 值 ， 直到下一個脈沖上升沿到 來； 當前值等于預設值時 ， 計數(shù) 器位 ON， 當前值 繼續(xù)計數(shù)到 最大值 （

53、 32767） 停止計數(shù) 。 填 “ 計 數(shù)器編號 ” ,如： C30 填 “ 預設值”，如： 3 脈沖輸入 復位輸入 復位輸入有效 ， 或執(zhí)行復位指令 ， 計數(shù)器復位 ， 即 計數(shù)器位 OFF， 當前值為 0。 指令格式： CTU Cxxx， PV； 例： CTU C20， 3 應用舉例： LD I0.0 //計數(shù)脈沖信號輸入端 LD I0.1 //復位信號輸入端 CTU C20， +3 //增計數(shù) ， 計數(shù)設定值為 3個脈沖 LD C20 //裝入計數(shù)器觸點 = Q0.0 //輸出觸點 圖 5-25

54、增計數(shù) 程序及時序 復位與計 數(shù)脈沖同時 有效時， 優(yōu) 先執(zhí)行復位 。 （ 2）增減計數(shù)器指令： CTUD 該指令有 兩個脈沖輸入端 ： CU輸入端用于遞 增計數(shù) ， CD輸入端用于遞減計數(shù) 。 初始值 ：首次掃描 ， 定時器位 OFF， 當前值為 0。 CU輸入的每個 上升沿 ， 計數(shù)器當前值增加 1個單位 ， CD輸入的每個 上升沿 ， 都使計數(shù)器當前值減小 1個 單位 ， 當前值等于預設值時 ， 計數(shù)器位 ON。 循環(huán)計數(shù) ：增減計數(shù)器計數(shù)到 32767（ 最大值 ） 后 ， 下一個 CU輸入的上升沿將使當前值跳變?yōu)樽钚≈?（ 32768） ；反之 ， 當前值達到最

55、小值 （ 32768） 時 ， 下一個 CD輸入的上升沿將使當前值跳變?yōu)樽畲?值 （ 32767） 。 復位輸入有效或執(zhí)行復位指令 ， 計數(shù)器復位 ， 即計 數(shù)器位 OFF， 當前值為 0。 指令格式： CTUD x， PV； 例： CTUD C30， 5 LD I0.0 //增計數(shù)輸入端 LD I0.1 //減計數(shù)輸入端 LD I0.2 //復位端 CTUD C30， +5 //增減計數(shù) ， 設定脈沖數(shù)為 5 LD C30 //裝入計數(shù)器觸點 = Q0.0

56、 //輸出觸點 應用舉例： 圖 5-26 增 減 計 數(shù) 程 序 及 時 序 當前值大 于（或小于） 設定值后， 仍然隨計數(shù) 脈沖而變化， 而計數(shù)器位 保持。 （ 3）減計數(shù)器指令： CTD 首次掃描 ， 定時器位 OFF， 當前 值為預設值 PV。 計數(shù)器檢測到 CD輸入的每個 上升沿 時 ， 計數(shù)器 當前值減小 1個單位 ， 當前值減到 0時 ， 計數(shù)器位 ON。 復位輸入有效或執(zhí)行復位指令 ， 計數(shù)器復位 ， 即計數(shù)器位 OFF， 當前值復位為預設值 ， 而不是 0。 指令格式： CTD Cxxx， PV； 例： CTD C40， 4 應

57、用舉例： LD I0.0 //減計數(shù)脈沖輸入端 LD I0.1 //復位輸入端 CTD C40,+4 //減計數(shù)器 ， 設定計數(shù)脈沖 //數(shù)為 4 LD C40 //裝入計數(shù)器觸點 = Q0.0 //輸出觸點 圖 5-27 減計數(shù) 程序及時序 當前值 減到 0后， 計數(shù)脈沖 對當前值 和位都不 起作用 。 0 4 4 2 2 3 3 4 1 用計數(shù)器和定時器配合增加延時時間。程序中 實 際延時時間為：定時時間 計數(shù)次數(shù) =100ms 30000

58、 10=30000s。 圖 5-28 計數(shù)器應用例 LD I0.0 //啟動通電延時 AN M0.0 //重新啟動延時 TON T50， +30000 //延時時間設定為 3000s LD T50 //延時時間到 = M0.0 //關定時器 ， 產(chǎn)生一脈沖 LD M0.0 //每隔 3000s輸入一脈沖 LDN I0.0 //復位輸入 CTU C20， +10 //增計數(shù)，累計脈沖總數(shù) （ 4）應用舉例 增加延時時間： （ 5）應用計數(shù)器指令應注意的問題 : 可以用 復位指令 來對 3種計數(shù)

59、器復位 ， 復位指令的執(zhí)行結果是： 使計數(shù)器位變?yōu)?OFF；計數(shù)器當前值變 為 0（ CTD變?yōu)轭A設值 PV） 。 在一個程序中 ， 同一個計數(shù)器編號只 能使用一次 。 脈沖輸入和復位輸入同時有效時 ， 優(yōu) 先執(zhí)行復位操作 。 第五章習題與思考題 1. S7-200指令參數(shù)所用的基本數(shù)據(jù)類型有哪些？ 3. 邏輯堆棧指令有哪些 ？ 各用于什么場合 ？ 4. 定時器有幾種類型？各有何特點？與定時器相 關的變量有哪些？梯形圖中如何表示這些變量？ 5. 計數(shù)器有幾種類型，各有何特點？與計數(shù)器 相關的變量有哪些？梯形圖中如何表示這些變量？ 12. 用順序控制繼電器（ SCR）指令設計一個居 室通風系統(tǒng)控制程序，使三個居室的通風機自動 輪流地打開和關閉。輪換時間間隔為 1h。 返回 第 2章， 9題： 試設計 S7-200PLC控制系 統(tǒng)，要求：第一臺電動機起動 10s后，第二臺電動機自動起 動，運行 5s后，第一臺電動機 停止，同時第三臺電動機自動 起動，運行 15s后，全部電動 機停止。 梯形圖