S7-200功能指令

1、第六章 S7-200系列PLC的功能指令 學(xué)習(xí)要求 熟悉各功能指令的格式 熟練掌握梯形圖編程 會(huì)利用中斷技術(shù)綜述: 本章主要介紹s7-200系列的PLC功能指令:數(shù)據(jù)處理指令,算術(shù)/邏輯運(yùn)算指令,表功能指令,轉(zhuǎn)換指令,中斷指令,高速處理指令等常用的功能指令 功能指令又稱應(yīng)用指令,它是指令系統(tǒng)應(yīng)用于復(fù)雜控制的指令.6.1 數(shù)據(jù)處理指令 數(shù)據(jù)處理指令包括數(shù)據(jù)傳送指令，交換、填充指令，移位指令等。 6.1.1數(shù)據(jù)傳送 數(shù)據(jù)傳送指令有字節(jié)、字、雙字和實(shí)數(shù)的單個(gè)傳送指令，還有以字節(jié)、字、雙字為單位的數(shù)據(jù)塊的成組傳送指令，來(lái)實(shí)現(xiàn)各存儲(chǔ)器單元之間數(shù)據(jù)的傳送和復(fù)制。6.1.1數(shù)據(jù)傳送 1. 單個(gè)數(shù)據(jù)傳送 單個(gè)

2、數(shù)據(jù)傳送指令一次完成一個(gè)字節(jié)、字、雙字的傳送 LAD STL MOV IN，OUT /IN OUT 功能：使能流輸入EN有效時(shí)，把一個(gè)輸入IN單字節(jié)無(wú)符號(hào)數(shù)、單字長(zhǎng)或雙字長(zhǎng)符號(hào)數(shù)送到OUT指定的存儲(chǔ)器單元輸出。數(shù)據(jù)類型分別為B、W、DW。影響允許輸出ENO正常工作的出錯(cuò)條件：SM4.3，0006（間接尋址錯(cuò)誤）2. 數(shù)據(jù)塊傳送 指令類型：字節(jié)、字或雙字的N個(gè)數(shù)據(jù)成組傳送。 功能：使能輸入（EN）有效時(shí)，把從輸入（IN）字節(jié)開(kāi)始的N個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)傳送到以輸出字節(jié)（OUT）開(kāi)始的N個(gè)字節(jié)、字或雙字中。 1、字節(jié)的數(shù)據(jù)塊傳送指令。使能輸入EN有效時(shí)，把從輸入IN字節(jié)開(kāi)始的N個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)傳送到以輸出字節(jié)OU

3、T開(kāi)始的N個(gè)字節(jié)中。2、字的數(shù)據(jù)塊傳送指令。使能輸入EN有效時(shí)，把從輸入IN字開(kāi)始的N個(gè)字的數(shù)據(jù)傳送到以輸出字OUT開(kāi)始的N個(gè)字的存儲(chǔ)區(qū)中。 3、雙字的數(shù)據(jù)塊傳送指令。使能輸入EN有效時(shí)，把從輸入IN雙字開(kāi)始的N個(gè)雙字的數(shù)據(jù)傳送到以輸出雙字OUT開(kāi)始的N個(gè)雙字的存儲(chǔ)區(qū)中。IN，OUT操作數(shù)的數(shù)據(jù)類型分別為B、W、DW；N（BYTE）的數(shù)據(jù)范圍0-255。影響允許輸出ENO正常工作的出錯(cuò)條件：SM4.3（運(yùn)行時(shí)間），0091（操作數(shù)出界）。 例將變量存儲(chǔ)器VW100中內(nèi)容送到VW200中。 NETWORK 1 LD I0.0 使能輸入 MOVW VW100, VW200 VW100VW200 6

4、.2 移位指令 移位指令分為類左、右移位和循環(huán)左、右移位及寄存器移位指令三大類。 左、右移位和循環(huán)左、右移位指令按移位數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度又分為字節(jié)型、字型、雙字型三種。 左、右移位指令（SHL 、SHR ）的功能：使能輸入有效時(shí)，將輸入的字節(jié)、字或雙字（IN）左、右移N位后（右、左端補(bǔ)0），將結(jié)果輸出到OUT所指定的存儲(chǔ)單元中，最后一次移出位保存在SM1.1。 循環(huán)左、右移位指令（ROL 、ROR ）的功能：使能輸入有效時(shí)，字節(jié)、字或雙字（IN）數(shù)據(jù)循環(huán)左移N位后，將結(jié)果輸出到OUT所指定的存儲(chǔ)單元中，并將最后一次移出位送SM1.1。 6.2.1 移位指令 例5.21 將VD0右移2位送AC0。 NE

5、TWORK 1 LD I0.0 使能輸入 MOVD VD0, AC0 VD0=AC0 SRD AC0, 2 AC0右移2位 寄存器移位指令最大移位位數(shù)N數(shù)據(jù)類型（B、W、D）對(duì)應(yīng)的位數(shù)，移位位數(shù)（次數(shù)）N為字節(jié)型數(shù)據(jù)。6.2.2.寄存器移位指令寄存器移位指令是一個(gè)移位長(zhǎng)度可指定的移位指令。 SHRB I1.1, M1.0, +10 功能：指令執(zhí)行時(shí)，DATA位的值移入移位寄存器。 S-BIT為寄存器的最低位，N為移位寄存器的長(zhǎng)度（164）。每次使能有效時(shí)，整個(gè)移位寄存器移動(dòng)1位。 N為正值時(shí)，左移位（由低位到高位），DATA值從S-BIT位移入，移出位進(jìn)入SM1.1； N為負(fù)值時(shí)右移位（由高位

6、到低位），S-BIT移出到SM1.1，高端補(bǔ)充DATA移入位的值。 最高位的計(jì)算方法：（N 的絕對(duì)值1（S_BIT的位號(hào)）/8，余數(shù)即是最高位的位號(hào)，商與S_BIT的字節(jié)號(hào)之和即是最高位的字節(jié)號(hào)。 6.3 字節(jié)交換填充指令 1、字節(jié)交換指令（SWAY IN） 使能輸入（EN）有效時(shí)，將輸入字（IN）的高、低字節(jié)交換的結(jié)果輸出到（IN）存儲(chǔ)器單元。 2、字填充（FILL IN，OUT，N） 使能輸入（EN）有效時(shí)，字型輸入數(shù)據(jù)（IN）填充從輸出（OUT）指定單元開(kāi)始的N個(gè)字存儲(chǔ)單元。 N（BYTE）的數(shù)據(jù)范圍0255。 例將從VW100開(kāi)始的256個(gè)字節(jié)（128個(gè)字）存儲(chǔ)單元清零。 NETWOR

7、K 1 LD I0.0 使能輸入 FILL +0, VW100, 128 128個(gè)字填充0 本條指令執(zhí)行結(jié)果：從VW100開(kāi)始的256個(gè)字節(jié)（VW100VW354）的存儲(chǔ)單元清零。 6.4 算術(shù)、邏輯運(yùn)算指令算術(shù)、邏輯運(yùn)算指令 運(yùn)算指令包括算術(shù)運(yùn)算指令和邏輯運(yùn)算指令。 算術(shù)運(yùn)算指令包括加、減、乘、除運(yùn)算和常用的數(shù)學(xué)函數(shù)變換；在算術(shù)運(yùn)算中，數(shù)據(jù)類型為整型INT，雙整型DINT和實(shí)數(shù)REAL。邏輯運(yùn)算包括邏輯與、邏輯非、邏輯異或等，數(shù)據(jù)類型為字節(jié)型BYTE，字型WORD，雙字型DWORD。6.4.1 算術(shù)運(yùn)算指令 IN1IN2=OUT IN1-IN2=OUT 加減指令盒由指令類型，使能端EN，操作

8、數(shù)（IN1、IN2）輸入端，運(yùn)算結(jié)果輸出OUT，邏輯結(jié)果輸出端ENO等組成。 加減運(yùn)算指令小結(jié) 1、加減運(yùn)算指令格式 2、指令類型和運(yùn)算關(guān)系 a、整數(shù)加/減運(yùn)算ADD I/SUB I，使能EN輸入有效時(shí)，將兩個(gè)單字長(zhǎng)（16位）符號(hào)整數(shù)（IN1和IN2）相加減，然后將運(yùn)算結(jié)果送OUT指定的存儲(chǔ)器單元輸出。 b、雙整數(shù)加/減運(yùn)算ADD DI/SUB DI，使能EN輸入有效時(shí)，將兩個(gè)雙字長(zhǎng)（32位）符號(hào)整數(shù)（IN1和IN2）相加減，然后將運(yùn)算結(jié)果送OUT指定的存儲(chǔ)器單元輸出。 c、實(shí)數(shù)加/減運(yùn)算ADD R/SUB R，使能EN輸入有效時(shí)，將兩個(gè)雙字長(zhǎng)（32位）符號(hào)實(shí)數(shù)（IN1和IN2）相加減，然后將

9、運(yùn)算結(jié)果送OUT指定的存儲(chǔ)器單元輸出。3、加減運(yùn)算IN1、IN2、OUT操作數(shù)的數(shù)據(jù)類型：INT、DINT、REAL。4、對(duì)標(biāo)志位的影響。算術(shù)運(yùn)算指令影響特殊標(biāo)志的算術(shù)狀態(tài)位SM1.0-SM1.3，并建立指令盒能量流輸出ENO。a、算術(shù)狀態(tài)位（特殊標(biāo)志位）SM1.0（零），SM1.1（溢出），SM1.2（負(fù)）。 SM1.1用來(lái)指示溢出錯(cuò)誤和非法值。如果SM1.1置位， SM1.0 和SM1.2的狀態(tài)無(wú)效，原始操作數(shù)不變。如果SM1.1不置位， SM1.0 和SM1.2的狀態(tài)反映算術(shù)運(yùn)算結(jié)果。b 、ENO（能量流輸出位）輸入使能EN有效，運(yùn)算結(jié)果無(wú)錯(cuò)時(shí)，ENO=1，否則ENO=0（出錯(cuò)或無(wú)效）。

10、影響允許輸出ENO正常工作的出錯(cuò)條件：SM1.1=1（溢出），0006（間接尋址錯(cuò)誤），SM4.3（運(yùn)行時(shí)間）。例：加法運(yùn)算應(yīng)用舉例 NETWORK 1 LD I0.0 裝入常開(kāi)觸點(diǎn) MOVW VW100， VW200 VW100 VW200 +I +100， VW200 VW200+100VW200 6.4.2. 乘除運(yùn)算 乘法運(yùn)算 除法運(yùn)算 MUL I/DIV I為整數(shù)乘除運(yùn)算，MUL DI/DIV DI雙整數(shù)乘除運(yùn)算，MUL/DIV整數(shù)乘除的結(jié)果雙整數(shù)輸出，MUL R/DVI R實(shí)數(shù)乘除運(yùn)算 指令執(zhí)行的結(jié)果：乘法 IN1*IN2OUT 除法 IN1/IN2OUT 1、指令分析 a、整數(shù)乘

11、/除指令MUL I/DIV I，使能EN輸入有效時(shí)，將兩個(gè)單字長(zhǎng)（16位）符號(hào)整數(shù)（IN1和IN2）相乘/除，產(chǎn)生一個(gè) 單字長(zhǎng)（16位）整數(shù)結(jié)果，從OUT（積/商）指定的存儲(chǔ)器單元輸出。 b、雙整數(shù)乘/除指令MUL DI/DIV DI，使能EN輸入有效時(shí)，將兩個(gè)雙字長(zhǎng)（32位）符號(hào)整數(shù)（IN1和IN2）相乘/除，產(chǎn)生一個(gè)雙字長(zhǎng)（32位）整數(shù)結(jié)果，從OUT（積/商）指定的存儲(chǔ)器單元輸出。 c、整數(shù)乘/除運(yùn)算MUL/DIV，使能EN輸入有效時(shí)，將兩個(gè)單字長(zhǎng)（16位）符號(hào)整數(shù)（IN1和IN2）相乘/除，產(chǎn)生一個(gè)雙字長(zhǎng)（32位）整數(shù)結(jié)果，從OUT（積/商）指定的存儲(chǔ)器單元輸出。整數(shù)除法產(chǎn)生的32位結(jié)果

12、中低16位是商，高16位是余數(shù)。d、實(shí)數(shù)乘/除運(yùn)算MUL R/DIV R，使能EN輸入有效時(shí)，將兩個(gè)雙字長(zhǎng)（32位）符號(hào)整數(shù)（IN1和IN2）相乘/除，產(chǎn)生一個(gè)單字長(zhǎng)（32位）實(shí)數(shù)結(jié)果，從OUT（積/商）指定的存儲(chǔ)器單元輸出。2、操作數(shù)的尋址范圍。IN1、IN2、OUT操作數(shù)的數(shù)據(jù)類型根據(jù)乘/除法運(yùn)算指令功能分為：INT/WORD、DINT、REAL。3、乘/除法運(yùn)算對(duì)標(biāo)志位的影響。 a、乘/除法運(yùn)算指令執(zhí)行的結(jié)果影響算術(shù)狀態(tài)位（特殊標(biāo)志位）：SM1.0（零），SM1.1（溢出），SM1.2（負(fù)）、SM1.3（被0除）。 乘法運(yùn)算過(guò)程中SM1.1溢出被置位，就不寫(xiě)輸出，并且所有其他的算術(shù)狀態(tài)位

13、置為0。（整數(shù)乘法產(chǎn)生的雙整數(shù)指令輸出不會(huì)產(chǎn)生溢出）。如果除法運(yùn)算過(guò)程中SM1.3置位（被0除），其他的算術(shù)狀態(tài)位保留不變，原始輸入操作數(shù)不變。SM1.3不被置位，所有有關(guān)的算術(shù)狀態(tài)位都是算術(shù)操作的有效狀態(tài)。b 、影響允許輸出ENO（能量流輸出位）正常工作的出錯(cuò)條件：SM1.1=1（溢出），0006（間接尋址錯(cuò)誤），SM4.3（運(yùn)行時(shí)間）。例 乘除法指令的應(yīng)用 NETWORK 1LDN I0.0 裝入常閉觸點(diǎn)*R AC1, VD100 實(shí)數(shù)乘法MOVR VD10, VD200 /R VD10, VD200 實(shí)數(shù)除法 運(yùn)行結(jié)果： 6.5 數(shù)學(xué)函數(shù)指令 數(shù)學(xué)函數(shù)指令包括平方根、自然對(duì)數(shù)、指數(shù)、三角

14、函數(shù)等幾個(gè)常用的函數(shù)指令。除SQRT外，數(shù)學(xué)函數(shù)需要CPU224 1.0以上的版本支持。1. 平方根自然對(duì)數(shù)指數(shù)指令 SQRT IN，OUT /求平方根指令 SQRT（IN）OUT LN IN，OUT /求（IN）的自然對(duì)數(shù)指令 LN（IN）OUT EXP IN，OUT /求（IN）的指數(shù)指令EXP（IN）OUT 1、平方根指令（SQRT）是把一個(gè)雙字長(zhǎng)（32位）的實(shí)數(shù)（IN）開(kāi)方，得到32位的實(shí)數(shù)運(yùn)算結(jié)果，通過(guò)（OUT）指定的存儲(chǔ)器單元輸出。2、自然對(duì)數(shù)指令（LN）是將輸入的一個(gè)雙字長(zhǎng)（32位）的實(shí)數(shù)（IN）取自然對(duì)數(shù)，得到32位的實(shí)數(shù)運(yùn)算結(jié)果，通過(guò)（OUT）指定的存儲(chǔ)器單元輸出。3、指數(shù)指

15、令（EXP）是將一個(gè)雙字長(zhǎng)（32位）的實(shí)數(shù)（IN）的值取以e為底的指數(shù)，得到32位的實(shí)數(shù)運(yùn)算結(jié)果，通過(guò)（OUT）指定的存儲(chǔ)器單元輸出。 該指令可以與自然對(duì)數(shù)指令相配合，完成以任意數(shù)為底，任意數(shù)為指數(shù)的計(jì)算?？梢岳弥笖?shù)函數(shù)求解任意函數(shù)的x次方（yx=exlny）例 求以10為底，150的常用對(duì)數(shù)，150存于VD100，結(jié)果放到AC1（應(yīng)用對(duì)數(shù)的換底公式求解）。 當(dāng)求解以10為底的常用對(duì)數(shù)時(shí)，用實(shí)數(shù)除法指令將自然對(duì)數(shù)除以2.302585即可。（LN102.302585） LD I0.1 使能輸入 LN VD100, AC1 自然對(duì)數(shù) /Ln（VD100）AC1 LN 10.0, VD200 自然

16、對(duì)數(shù) /Ln（10）VD200 /R VD200, AC1 實(shí)數(shù)除法指令 /AC1/VD200VD200 2. 三角函數(shù)三角函數(shù)運(yùn)算指令包括正弦（sin）、余弦（cos）、和正切指令。三角函數(shù)運(yùn)行時(shí)把一個(gè)雙字長(zhǎng)（32位）的實(shí)數(shù)弧度值IN分別取正弦、余弦、正切，得到32位的實(shí)數(shù)運(yùn)算結(jié)果，通過(guò)OUT指定的存儲(chǔ)器單元輸出。2. 三角函數(shù) SIN IN，OUT /SIN（IN）OUT COS IN，OUT / COS（IN）OUT TAN IN，OUT /TAN（IN）OUT例 求65o的正切值 LDN I0.0 /使能輸入MOVR 3.14159, AC0 /裝入AC0/R 180.0, AC0 /

17、得/1800弧度 *R 65.0, AC0 /將角度轉(zhuǎn)化為弧度 TAN AC0, AC1 /求正切指令結(jié)果存放到AC13.數(shù)學(xué)函數(shù)變換指令對(duì)標(biāo)志位的影響及操作數(shù)的尋址范圍（1）平方根自然對(duì)數(shù)指數(shù)三角函數(shù)運(yùn)算指令執(zhí)行的結(jié)果影響特殊存儲(chǔ)器位：SM1.0（零），SM1.1（溢出），SM1.2（負(fù)），SM1.3（被0除）。（2）使能流輸出ENO=0的錯(cuò)誤條件是：SM1.1（溢出），SM4.3（運(yùn)行時(shí)間），0006（間接尋址錯(cuò)誤）。（3）IN、OUT操作數(shù)的數(shù)據(jù)類型為REAL。 6.6 增1減1計(jì)數(shù) 增1減1計(jì)數(shù)器用于自增、自減操作，以實(shí)現(xiàn)累加計(jì)數(shù)和循環(huán)控制等程序的編制。 字節(jié)、字、雙字增1 OUT+1

18、OUT 字節(jié)、字、雙字減1 OUT-1OUT 1、字節(jié)增1/減1（INC B/DEC B） 字節(jié)增1指令(INCB),用于使能端輸入有效時(shí),把一個(gè)字節(jié)的無(wú)符號(hào)輸入數(shù)IN加1,得到一個(gè)字節(jié)的運(yùn)算結(jié)果,通過(guò)OUT指定的存儲(chǔ)器單元輸出。 字節(jié)減1指令(DECB),用于使能端輸入有效時(shí),把一個(gè)字節(jié)的無(wú)符號(hào)輸入數(shù)IN減1,得到一個(gè)字節(jié)的運(yùn)算結(jié)果,通過(guò)OUT指定的存儲(chǔ)器單元輸出。2、 字增1/減1（INC W/DEC W） 字增1指令(INCB)/減1指令(DECB),用于使能端輸入有效時(shí),將單字長(zhǎng)符號(hào)輸入數(shù)IN加1/減1,得到一個(gè)字的運(yùn)算結(jié)果,通過(guò)OUT指定的存儲(chǔ)器單元輸出。3、 雙字增1/減1（INC

19、 DW/DEC DW） 雙字增1指令(INCB)/減1指令(DECB),用于使能端輸入有效時(shí),將雙字長(zhǎng)符號(hào)輸入數(shù)IN加1/減1,得到雙字運(yùn)算結(jié)果,通過(guò)OUT指定的存儲(chǔ)器單元輸出。IN、OUT操作數(shù)的數(shù)據(jù)類型為DINT。6.7 邏輯運(yùn)算指令 邏輯運(yùn)算是對(duì)無(wú)符號(hào)數(shù)進(jìn)行的邏輯處理，主要包括邏輯與、邏輯或、邏輯異或和取反等運(yùn)算指令。 與（或、異或）指令功能：使能輸入有效時(shí)，把兩個(gè)字節(jié)（字、雙字）長(zhǎng)的輸入邏輯數(shù)按位相與（或、異或） ，得到的一個(gè)字節(jié)（字、雙字）邏輯運(yùn)算結(jié)果，送到OUT指定的存儲(chǔ)器單元輸出。 取反指令功能：使能輸入有效時(shí)，將一個(gè)字節(jié)（字、雙字）長(zhǎng)的邏輯數(shù)按位取反，得到的一個(gè)字節(jié)（字、雙字）

20、邏輯運(yùn)算結(jié)果，送到OUT指定的存儲(chǔ)器單元輸出。 例 字或雙字異或字求反字節(jié)與操作編程舉例。 NETWORK 1 LD I0.0MOVW LW10, LW30 LW 10=LW30ORW LW20, LW30 字或操作 NETWORK 2LD I0.1MOVD VD100, VD120XORD VD200, VD120 雙字異或操作 NETWORK 3LD I0.2MOVW AC0, AC1INVW AC1 字取反操作 NETWORK 4LD I0.3MOVB AC0, AC1ANDB 255, AC1 字節(jié)與操作6.8 中斷指令 中斷是計(jì)算機(jī)在實(shí)時(shí)處理和實(shí)時(shí)控制中不可缺少的一項(xiàng)技術(shù)，應(yīng)用廣泛。

21、中斷定義：當(dāng)控制系統(tǒng)執(zhí)行正常的程序時(shí)，系統(tǒng)中出現(xiàn)某些急需處理的異常情況或特殊請(qǐng)求，這時(shí)系統(tǒng)暫時(shí)中斷現(xiàn)行程序，轉(zhuǎn)去對(duì)隨機(jī)發(fā)生的更緊迫時(shí)間進(jìn)行處理（執(zhí)行中斷服務(wù)程序），當(dāng)該事件處理完畢后，系統(tǒng)自動(dòng)回到原來(lái)被中斷的程序繼續(xù)執(zhí)行。6.8.1 中斷源1、中斷源中斷源是中斷事件向PLC發(fā)出中斷請(qǐng)求的來(lái)源。S7-200 CPU最多可有34個(gè)中斷源，每個(gè)中斷源都分配一個(gè)編號(hào)用于識(shí)別，稱為中斷事件號(hào)。中斷源大致分為三大類：通信中斷，輸入/輸出中斷和時(shí)基中斷。a、通信中斷。PLC在自由通信的模式下，通信口的狀態(tài)可以由程序來(lái)控制。用戶可以通過(guò)編程來(lái)設(shè)置通信協(xié)議，波特率和奇偶校驗(yàn)等參數(shù)。b、I/O中斷I/O中斷包括外

22、部輸入中斷、高速計(jì)數(shù)器中斷和脈沖輸出中斷。外部輸入中斷是系統(tǒng)利用I0.0-I0.3的上升或下降沿產(chǎn)生中斷，這些輸入點(diǎn)可以用做連接某些一旦發(fā)生必須引起注意的外部事件；高速計(jì)數(shù)器中斷可以響應(yīng)當(dāng)前值等于設(shè)置值、計(jì)數(shù)方向的改變、計(jì)數(shù)器外部復(fù)位等事件引起的中斷；脈沖串輸出中斷可以用來(lái)響應(yīng)給定數(shù)量的脈沖輸出完成引起的中斷。c、時(shí)基中斷時(shí)基中斷包括定時(shí)中斷和定時(shí)器中斷。定時(shí)中斷可以用來(lái)支持一個(gè)周期性活動(dòng)；定時(shí)器中斷，是利用定時(shí)器來(lái)對(duì)一個(gè)指定的時(shí)間段產(chǎn)生中斷。2、中斷優(yōu)先級(jí)在PLC應(yīng)用系統(tǒng)中通常有多個(gè)中斷源，多個(gè)中斷源同時(shí)向CPU申請(qǐng)中斷時(shí)間，要求CPU能將全部中斷源按中斷性質(zhì)和處理的輕重緩急進(jìn)行排隊(duì)，并給予優(yōu)先權(quán)。給中斷源指定處理次序就是給中斷源確定中斷優(yōu)先級(jí)