新書第3章S7-200的指令系統(tǒng)

1、第3章 S7-200的指令系統(tǒng)3.1 S7-200的數(shù)據(jù)區(qū) 3.2 S7-200的尋址方式3.3 S7-200的程序結(jié)構(gòu)3.4 S7-200的位邏輯指令3.5 S7-200的定時(shí)器和計(jì)數(shù)器指令3.6 S7-200的傳送和比較指令3.7 S7-200的運(yùn)算指令3.1 S7-200的數(shù)據(jù)區(qū)v3.1.1 數(shù)字量輸入和輸出映像區(qū)v3.1.2 模擬量輸入和輸出映像區(qū)v3.1.5 順序控制繼電器區(qū)v3.1.7 定時(shí)器存儲(chǔ)器區(qū)v3.1.8 計(jì)數(shù)器存儲(chǔ)器區(qū)v3.1.11 特殊存儲(chǔ)器區(qū)3.1.1 數(shù)字量輸入和輸出映像區(qū)數(shù)字量輸入映像區(qū)（I區(qū)）v是S7-200CPU為輸入端信號(hào)狀態(tài)開辟的一個(gè)存儲(chǔ)區(qū)，用I表示。v用

2、位表示：I0.0 , I0.1 , , I15.7 用字節(jié)表示：IB0 , IB1 , , IB15 用字表示：IW0 , IW2 , , IW14 用雙字表示：ID0 , ID4 , , ID123.1.1 數(shù)字量輸入和輸出映像區(qū)數(shù)字量輸出映像區(qū)（Q區(qū)）v是S7-200CPU為輸出端信號(hào)狀態(tài)開辟的一個(gè)存儲(chǔ)區(qū)，用Q表示。v用位表示： Q0.0 , Q0.1 , , Q15.7 用字節(jié)表示：QB0 , QB1 , , QB15 用字表示：QW0 , QW2 , , QW14 用雙字表示：QD0 , QD4 , , QD123.1.2 模擬量輸入和輸出映像區(qū)v模擬量輸入映像區(qū)（AI區(qū)） S7-20

3、0將測得的模擬量（如溫度、壓力）轉(zhuǎn)換成1個(gè)字長（16bit）的數(shù)字量。模擬量輸入用區(qū)域標(biāo)識(shí)符（AI）、數(shù)據(jù)長度（W）及字節(jié)的起始地址表示。 其表示形式如下：AIW0,AIW1,AIW303.1.2 模擬量輸入和輸出映像區(qū)v模擬量輸出映像區(qū)（AQ區(qū)） S7-200把1個(gè)字長（16bit）數(shù)字量按比例轉(zhuǎn)換為電流或電壓。模擬量輸出用區(qū)域標(biāo)識(shí)符（AQ）、數(shù)據(jù)長度（W）及字節(jié)的起始地址表示。 其表示形式如下：AQW0,AQW1,AQW303.1.5 順序控制繼電器區(qū)v是S7-200CPU為順序控制繼電器數(shù)據(jù)而建立的一個(gè)存儲(chǔ)區(qū)，用S表示。v用位表示： S0.0 , S0.1 , , S31.7 用字節(jié)表示

4、：SB0 , SB1 , , SB31 用字表示：SW0 , SW2 , , SW30 用雙字表示：SD0 , SD4 , , SD283.1.7 定時(shí)器存儲(chǔ)器區(qū) PLC在工作中少不了需要計(jì)時(shí)，定時(shí)器就是實(shí)現(xiàn)PLC具有計(jì)時(shí)功能的計(jì)時(shí)設(shè)備。3.1.7 定時(shí)器存儲(chǔ)器區(qū)S7-200定時(shí)器有三種類型v接通延時(shí)定時(shí)器v斷開延時(shí)定時(shí)器v有記憶接通延時(shí)定時(shí)器3.1.7 定時(shí)器存儲(chǔ)器區(qū)定時(shí)器有三種相關(guān)變量v定時(shí)器的時(shí)間設(shè)定值（PT）v定時(shí)器的當(dāng)前時(shí)間值（SV）v定時(shí)器的輸出狀態(tài)（0或者1）3.1.7 定時(shí)器存儲(chǔ)器區(qū)定時(shí)器的編號(hào)：v定時(shí)器存儲(chǔ)器區(qū)中每個(gè)定時(shí)器地址表示，應(yīng)該包括存儲(chǔ)器標(biāo)識(shí)符、定時(shí)器號(hào)兩部分。v存儲(chǔ)

5、器標(biāo)識(shí)符為“T” 定時(shí)器號(hào)為整數(shù) LD I0.0 /使能輸入 TON T35, +4 /通電延時(shí)定時(shí) /延時(shí)時(shí)間為 /40ms LD I0.0 / TONR T2, +10 /有記憶通電 /延時(shí)時(shí)間累計(jì) /為 1000ms LD I0.0 / TOF T36, +3 /斷電延時(shí)定時(shí) /延時(shí)時(shí)間為 /30ms 圖圖4.12定時(shí)器特性定時(shí)器特性v本梯形圖程序中輸入輸出執(zhí)行時(shí)序關(guān)系如圖4.13所示。圖圖4.13定時(shí)器時(shí)序定時(shí)器時(shí)序T36位4103I0.0T33當(dāng)前值T2當(dāng)前值T33位3T2位T36當(dāng)前值最大值最大值4LDI0.0/啟動(dòng) M0.0OM0.0/自保ANT33/斷開 M0.0=M0.0/瞬

6、時(shí)閉合/延時(shí) 50ms 斷開ANI0.0/連續(xù)輸出TON T33, +5/圖圖4.14定時(shí)器應(yīng)用定時(shí)器應(yīng)用LDI0.0/=Q0.0/定時(shí)器的瞬動(dòng)觸點(diǎn)TON T33, +50/通電延時(shí)定時(shí)器/時(shí)間為 500msLDT33/=Q0.1/延時(shí)動(dòng)作觸點(diǎn)圖圖4.14定時(shí)器應(yīng)用定時(shí)器應(yīng)用3.1.8 計(jì)數(shù)器存儲(chǔ)器區(qū)S7-200計(jì)數(shù)器有三種類型v增計(jì)數(shù)器v減計(jì)數(shù)器v增減計(jì)數(shù)器3.1.8 計(jì)數(shù)器存儲(chǔ)器區(qū)計(jì)數(shù)器有三種相關(guān)變量v計(jì)數(shù)器的設(shè)定值（PV）v計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值（SV）v計(jì)數(shù)器的輸出狀態(tài)（0或者1）3.1.8 計(jì)數(shù)器存儲(chǔ)器區(qū)計(jì)數(shù)器的編號(hào)：v計(jì)數(shù)器存儲(chǔ)器區(qū)中每個(gè)計(jì)數(shù)器地址表示，應(yīng)該包括存儲(chǔ)器標(biāo)識(shí)符、計(jì)數(shù)器號(hào)兩部分

7、。v存儲(chǔ)器標(biāo)識(shí)符為“C” 計(jì)數(shù)器號(hào)為整數(shù)增計(jì)數(shù)器 vCTU，增計(jì)數(shù)器指令。首次掃描，定時(shí)器位OFF，當(dāng)前值為0。脈沖輸入的每個(gè)上升沿，計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)1次，當(dāng)前值增加1個(gè)單位，當(dāng)前值達(dá)到預(yù)設(shè)值時(shí)，計(jì)數(shù)器位ON，當(dāng)前值繼續(xù)計(jì)數(shù)到32767停止計(jì)數(shù)。復(fù)位輸入有效或執(zhí)行復(fù)位指令，計(jì)數(shù)器自動(dòng)復(fù)位，即計(jì)數(shù)器位OFF，當(dāng)前值為0。v指令格式：CTUCxxx，PVv例：CTUC20，3v程序?qū)嵗簐圖4.19為增計(jì)數(shù)器的程序片斷和時(shí)序圖。LDI0.0/計(jì)數(shù)脈沖信號(hào)輸入端LDI0.1/復(fù)位信號(hào)輸入端CTU C20, +3/增計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)設(shè)定值/為 3 個(gè)脈沖LDC20/計(jì)數(shù)值達(dá)到 3，則=Q0.0/將輸入位置 1I0

8、.0I0.1C20 當(dāng)前值C20 位圖圖4.19增計(jì)數(shù)程序及時(shí)序增計(jì)數(shù)程序及時(shí)序增減計(jì)數(shù)器 vCTUD，增減計(jì)數(shù)器指令。有兩個(gè)脈沖輸入端：CU輸入端用于遞增計(jì)數(shù)，CD輸入端用于遞減計(jì)數(shù)。 v指令格式：CTUDCxxx，PVv例： CTUDC30，5v程序?qū)嵗喝鐖D4.20所示為增減計(jì)數(shù)器的程序片斷和時(shí)序圖。 LD I0.0 /增計(jì)數(shù)輸入端 LD I0.1 /減計(jì)數(shù)輸入端 LD I0.2 /復(fù)位輸入端 CTUD C30, +5 /增減計(jì)數(shù)，設(shè)定 /脈沖數(shù)為 5。 LD C30 /計(jì)數(shù)器觸點(diǎn) = Q0.0 /輸出觸點(diǎn) 圖圖4.20增減計(jì)數(shù)程序及時(shí)序增減計(jì)數(shù)程序及時(shí)序1234543434567I0.

9、0I0.1I0.2C30 當(dāng)前值C30 位減計(jì)數(shù)器 vCTD，增減計(jì)數(shù)器指令。脈沖輸入端CD用于遞減計(jì)數(shù)。首次掃描，定時(shí)器位OFF，當(dāng)前值為等于預(yù)設(shè)值PV。計(jì)數(shù)器檢測到CD輸入的每個(gè)上升沿時(shí)，計(jì)數(shù)器當(dāng)前值減小1個(gè)單位，當(dāng)前值減到0時(shí)，計(jì)數(shù)器位ON。v復(fù)位輸入有效或執(zhí)行復(fù)位指令，計(jì)數(shù)器自動(dòng)復(fù)位，即計(jì)數(shù)器位OFF，當(dāng)前值復(fù)位為預(yù)設(shè)值，而不是0。v指令格式：CTDCxxx，PVv例： CTDC40，4v程序?qū)嵗簣D4.21為減計(jì)數(shù)器的程序片斷和時(shí)序圖。LDI0.0/減計(jì)數(shù)脈沖輸入端LDI0.1/復(fù)位輸入端CTD C40, +4/減計(jì)數(shù)器，設(shè)定計(jì)數(shù)/脈沖數(shù)為 4。LDC40/裝入計(jì)數(shù)器觸點(diǎn)=Q0.0/

10、輸出觸點(diǎn)圖圖4.21減計(jì)數(shù)程序及時(shí)序減計(jì)數(shù)程序及時(shí)序I0.0I0.1C40 當(dāng)前值C40 位3.1.11 特殊存儲(chǔ)器區(qū)v是S7-200CPU為保存自身工作狀態(tài)數(shù)據(jù)而建立的一個(gè)存儲(chǔ)區(qū)，用SM表示。v用位表示： SM0.0 , SM0.1 , , SM179.7 用字節(jié)表示：SMB0 , SMB1 , , SMB179 用字表示：SMW0 , SMW2 , , SMW178 用雙字表示：SMD0 , SMD4 , , SMD1763.1.11 特殊存儲(chǔ)器區(qū)常用的特殊繼電器及其功能vSM0.0 PLC運(yùn)行時(shí)這一位始終為1， 是常閉（ON）繼電器。vSM0.1 PLC首次掃描時(shí)為一個(gè)掃描周期。 用途之

11、一是調(diào)用初始化使用。vSM0.3 開機(jī)進(jìn)入RUN方式， 將ON（閉合）一個(gè)掃描周期。3.4 S7-200的位邏輯指令v3.4.1 標(biāo)準(zhǔn)觸點(diǎn)指令v3.4.2 立即觸點(diǎn)指令v3.4.3 輸出操作指令v3.4.5 邏輯與操作指令v3.4.6 邏輯或操作指令v3.4.7 取非操作指令v3.4.8 串聯(lián)電路的并聯(lián)操作指令v3.4.9 并聯(lián)電路的串聯(lián)操作指令v3.4.10 置位與復(fù)位操作指令v3.4.12 微分操作指令3.4.1 標(biāo)準(zhǔn)觸點(diǎn)指令v標(biāo)準(zhǔn)觸點(diǎn)指令的梯形圖表示v標(biāo)準(zhǔn)觸點(diǎn)指令的語句表表示v標(biāo)準(zhǔn)觸點(diǎn)指令的功能v操作數(shù)范圍標(biāo)準(zhǔn)觸點(diǎn)指令3.4.2 立即觸點(diǎn)指令v立即觸點(diǎn)指令的梯形圖表示v立即觸點(diǎn)指令的語句

12、表表示v立即觸點(diǎn)指令的功能v操作數(shù)范圍立即觸點(diǎn)指令3.4.3 輸出操作指令v立即觸點(diǎn)指令的梯形圖表示v立即觸點(diǎn)指令的語句表表示v立即觸點(diǎn)指令的功能v操作數(shù)范圍輸出操作指令3.4.5 邏輯與操作指令v邏輯與操作的梯形圖表示v邏輯與操作的語句表表示v邏輯與操作的功能v操作數(shù)范圍邏輯與操作指令3.4.6 邏輯或操作指令v邏輯或操作的梯形圖表示v邏輯或操作的語句表表示v邏輯或操作的功能v操作數(shù)范圍邏輯或操作指令3.4.7 取非操作指令v取非操作的梯形圖表示v取非操作的語句表表示v取非操作的功能取非操作指令3.4.8 串聯(lián)電路的并聯(lián)操作指令v串聯(lián)電路的并聯(lián)連接的梯形圖表示v串聯(lián)電路的并聯(lián)連接的語句表表示

13、v串聯(lián)電路的并聯(lián)連接的功能串聯(lián)電路的并聯(lián)連接的編程3.4.9 并聯(lián)電路的串聯(lián)操作指令v并聯(lián)電路的串聯(lián)連接的梯形圖表示v并聯(lián)電路的串聯(lián)連接的語句表表示v并聯(lián)電路的串聯(lián)連接的功能并聯(lián)電路的串聯(lián)連接的編程3.4.10 置位與復(fù)位操作指令置位操作置位操作v置位操作的梯形圖表示v置位操作的語句表表示v置位操作的功能v置位操作的注意問題v操作數(shù)范圍置位指令與編程3.4.10 置位與復(fù)位操作指令復(fù)位操作v復(fù)位操作的梯形圖表示v復(fù)位操作的語句表表示v復(fù)位操作的功能v復(fù)位操作的注意問題v操作數(shù)范圍復(fù)位指令與編程3.4.12 微分操作指令上微分操作v上微分操作的梯形圖表示v上微分操作的語句表表示v上微分操作的功能

14、v上微分操作的注意問題上微分操作的編程3.4.12 微分操作指令下微分操作v下微分操作的梯形圖表示v下微分操作的語句表表示v下微分操作的功能v下微分操作的注意問題下微分操作的編程 例3-1下圖所示是一個(gè)供料控制系統(tǒng)。 例3-1 運(yùn)料小車負(fù)責(zé)向四個(gè)料倉送料，運(yùn)料路上從左向右共有4個(gè)料倉（1號(hào)倉4號(hào)倉）位置開關(guān)，其信號(hào)分別由PLC的輸入端I0.0、I0.1、I0.2、I0.3檢測，當(dāng)信號(hào)狀態(tài)為1時(shí)，說明運(yùn)料小車到達(dá)該位置，否則說明小車沒有在這個(gè)位置。小車行走受兩個(gè)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)，Q0.0驅(qū)動(dòng)小車左行，Q0.1驅(qū)動(dòng)小車右行。料倉要料信號(hào)由4個(gè)手動(dòng)按鈕發(fā)出，從左到右（ 1號(hào)倉4號(hào)倉）分別為I0.4、I0.

15、5、I0.6、I0.7。試設(shè)計(jì)一個(gè)驅(qū)動(dòng)小車自動(dòng)運(yùn)料的控制程序。 例3-1 為了設(shè)計(jì)運(yùn)料小車的控制程序，首先要對(duì)小車的 驅(qū)動(dòng)條件進(jìn)行分析。這里要抓住三點(diǎn)：其一是要料料倉的位置（由M0.0M0.3決定）；其二是運(yùn)料小車當(dāng)前所處的位置（由I0.0I0.3決定）；其三是運(yùn)料小車的右行、左行、停止控制（由Q0.0和Q0.1決定）。3.5 S7-200的定時(shí)器和計(jì)數(shù)器指令v3.5.1 定時(shí)器操作指令v3.5.2 計(jì)數(shù)器操作指令3.5 S7-200的定時(shí)器和計(jì)數(shù)器指令v定時(shí)器和計(jì)數(shù)器是PLC的重要元件，S7-200PLC共有三種定時(shí)器和三種計(jì)數(shù)器。v定時(shí)器可分為接通延時(shí)定時(shí)器(TON)、斷開延時(shí)定時(shí)器(TO

16、F)和帶有記憶接通延時(shí)定時(shí)器(TONR)。這些定時(shí)器分布于整個(gè)T區(qū)。v計(jì)數(shù)器可分為增計(jì)數(shù)器(CTU)、減計(jì)數(shù)器(CTD)和增減計(jì)數(shù)器(CTUD)。這些計(jì)數(shù)器分布在C區(qū)。3.5.1 定時(shí)器操作指令v接通延時(shí)定時(shí)器的梯形圖表示v接通延時(shí)定時(shí)器的語句表表示v接通延時(shí)定時(shí)器的工作原理v接通延時(shí)定時(shí)器的注意事項(xiàng)v操作數(shù)范圍1.接通延時(shí)定時(shí)器(TON)3.5.1 定時(shí)器操作指令v斷開延時(shí)定時(shí)器的梯形圖表示v斷開延時(shí)定時(shí)器的語句表表示v斷開延時(shí)定時(shí)器的工作原理v斷開延時(shí)定時(shí)器的注意事項(xiàng)v操作數(shù)范圍2.斷開延時(shí)定時(shí)器(TOF)3.5.1 定時(shí)器操作指令v帶有記憶接通延時(shí)定時(shí)器的梯形圖表示v帶有記憶接通延時(shí)定時(shí)

17、器的語句表表示v帶有記憶接通延時(shí)定時(shí)器的原理v帶有記憶接通延時(shí)定時(shí)器的應(yīng)用v操作數(shù)范圍3.帶有記憶接通延時(shí)定時(shí)器(TONR)例3-2自制脈沖源的設(shè)計(jì) 在實(shí)際應(yīng)用中，經(jīng)常會(huì)遇到需要產(chǎn)生一個(gè)周期確定而占空比可調(diào)的脈沖系列，這樣脈沖用兩個(gè)接通延時(shí)的定時(shí)器即可實(shí)現(xiàn)。設(shè)計(jì)一個(gè)周期為10s、占空比為0.5的脈沖系列，該脈沖的產(chǎn)生由輸入端I0.0控制。3.5.2 計(jì)數(shù)器操作指令v增計(jì)數(shù)器的梯形圖表示v增計(jì)數(shù)器的語句表表示v增計(jì)數(shù)器的工作原理v增計(jì)數(shù)器的注意事項(xiàng)v操作數(shù)范圍1.增計(jì)數(shù)器(CTU)3.5.2 計(jì)數(shù)器操作指令v減計(jì)數(shù)器的梯形圖表示v減計(jì)數(shù)器的語句表表示v減計(jì)數(shù)器的工作原理v減計(jì)數(shù)器的注意事項(xiàng)v操作

18、數(shù)范圍2.減計(jì)數(shù)器(CTD)3.5.2 計(jì)數(shù)器操作指令v增減計(jì)數(shù)器的梯形圖表示v增減計(jì)數(shù)器的語句表表示v增減計(jì)數(shù)器的工作原理v增減計(jì)數(shù)器的注意事項(xiàng)v操作數(shù)范圍3.增減計(jì)數(shù)器(CTUD)例3-3用按鈕控制人行道的設(shè)計(jì) 控制描述：通常車道上只允許車輛通行，道口處車道指示燈保持綠燈亮(Q0.2=1)，這時(shí)不允許人跨越車道，人行道指示燈保持紅色燈亮(Q0.3=1)。在車道兩側(cè)各設(shè)有一個(gè)人行道開關(guān)，當(dāng)有人想通過人行橫道時(shí)，需要用手按動(dòng)“走人行道”開關(guān)，要“走人行道”信號(hào)通過I0.0或I0.1送到S7-200中，S7-200在接到有人要“走人行道”時(shí)，開始執(zhí)行如下時(shí)序程序。例3-3用按鈕控制人行道的設(shè)計(jì)

19、當(dāng)有行人要通過橫道(I0.0=1或I0.1=1)時(shí)，車道的綠燈繼續(xù)保持亮30s，然后綠燈滅而黃燈亮(Q0.1=1)10s，10s過后，紅燈亮(Q0.0=1)，車輛停。當(dāng)車道紅燈亮5s后，人行道的紅燈滅(Q0.3=0)，綠燈亮(Q0.4=1)15s，行人可以過橫道，這15s的后5s人行道的綠燈應(yīng)閃爍，表示行人通行時(shí)間就要到了。人行道綠燈閃爍之后，人行道紅燈亮，再過5s車道綠燈亮，恢復(fù)車輛通行。一個(gè)控制時(shí)序結(jié)束。直到下一個(gè)人行道開關(guān)被按下，再啟動(dòng)“走人行道” 的時(shí)序程序。例3-3用按鈕控制人行道的設(shè)計(jì)3.7.3 移位操作指令1.右移指令v右移指令的梯形圖表示v右移指令的語句表表示v右移指令的操作v

20、數(shù)據(jù)范圍 例3-17下圖給出一個(gè)右移操作的編程。從梯形圖可以看到，在I0.0=1時(shí)，VB20中的內(nèi)容右移2位(因?yàn)镹=2)，被移走的位由0填充，其結(jié)果保存在VB0中。 在IN單元與OUT單元有不相同時(shí)，用語句表編程與梯形圖稍有不同。首先要利用傳送指令把IN的內(nèi)容傳送到OUT中，然后把OUT的內(nèi)容右移，其結(jié)果存入OUT中。3.7.3 移位操作指令2.左移指令v左移指令的梯形圖表示v左移指令的語句表表示v左移指令的操作v數(shù)據(jù)范圍 例3-18下圖給出一個(gè)左移操作的編程。從梯形圖可以看到，在I0.0=1時(shí)，VW20中的內(nèi)容左移4位(因?yàn)镹=4)，被移走的位由0填充，其結(jié)果保存在VW0中。 在IN單元與OUT單元有不相同時(shí)，用語句表編程與梯形圖稍有不同。首先要利用傳送指令把IN的內(nèi)容傳送到OUT中，然后把OUT的內(nèi)容左移，其結(jié)果存入OUT中。3.7.3 移位操作指令3.循環(huán)右移指令v循環(huán)右移指令的梯形圖表示v循環(huán)右移指令的語句表表示v循環(huán)右移指令的操作v數(shù)據(jù)范圍 例3-19下圖給出一個(gè)循環(huán)右移操作的編程。從梯形圖可以看到，