s7-200基本指令

1、第六章 可編程控制器的基本指令,1、西門子S7-200系列和三菱FX2N系列PLC,2、PLC內數(shù)據(jù)區(qū)的劃分及其不同功能（編程元件）,3、PLC的基本指令,4、梯形圖的編程規(guī)則,5、基本指令編程舉例,S7-200和FX2N的配置及技術性能,主機也稱為基本單元，采用一體化結構，將CPU、存儲器、輸入輸出接口及電源等都集成在一個模塊內，結構緊湊體積小。 主機具有輸入、輸出端口，通信端口、擴展模塊連接口等,S7-200,FX2N,S7-200外形結構,通信端口,狀態(tài)指示燈,電源輸入及 信號輸出端子,信號輸入端子 電源輸出端子,擴展I/O連接,EEPROM匣,FX2N外形結構,描述主機性能的常用指標,

2、本機數(shù)字量輸入 本機數(shù)字量輸出 本機模擬量輸入 本機模擬量輸出 數(shù)字I/O映象區(qū) 模擬I/O映象區(qū) 允許最大的擴展I/O模塊 允許最大的智能模塊 脈沖捕捉輸入 高速計數(shù)器 總數(shù) 單相計數(shù)器 兩相計數(shù)器 脈沖輸出 ,定時器總數(shù) 1ms 10ms 100ms 計數(shù)器總數(shù) 內部存儲器位掉電保持 時間中斷 邊沿中斷 模擬電位器 布爾量運算執(zhí)行時間 時鐘 卡件選項,S7-200的常用指標,DC/DC/DC: 24V DC電源供電 24V DC輸入 24V DC輸出 DC/DC/繼電器：100230V AC電源供電 24V DC輸入 繼電器輸出,FX常用指標,S7-200的擴展,主機（CPU模塊）,擴展模

3、塊,擴展模塊分為兩大類 1、輸入和輸出量擴展 DI擴展模塊、DO擴展模塊 DI和DO混合擴展模塊 AI擴展模塊、AO擴展模塊 2、智能擴展模塊 各種網絡通信模塊 定位控制模塊等 允許擴展的模塊數(shù)由PLC的型號決定。,FX的擴展,1、2 ：擴展單元和擴展模塊 3、4：模擬量、定位控制、高速計數(shù)器等 5：特殊串行通信適配器,S7-200的網絡應用（PPI）,PPI：點對點通信。只有圖中的PC機才能發(fā)出通信請求。 這種方式可實現(xiàn)程序的下載和上傳，利用PC對多臺PLC進行編程和調試。,S7-200的網絡應用（MPI）,MPI：多點通信。有多臺主叫設備可發(fā)出通信請求，被呼叫的從動設備向主叫方傳遞相關信息

4、。主叫設備可以是PC、操作面板或被指定的PLC。用于現(xiàn)場的人機交互或現(xiàn)場PLC間的協(xié)調配合。,S7-200的網絡應用（PROFIBUS）,第六章 指令系統(tǒng),一、數(shù)據(jù)類型 二、存儲器區(qū)域 三、編程語言及指令系統(tǒng) 1、編程語言 2、邏輯運算器的結構及其管理 3、編程中應注意的幾個問題 4、常用基本指令,PLC中的RAM和ROM存儲器,EEPROM：為防掉電，備份RAM的部分內容。用戶程序、CPU配置完全備份，而用戶數(shù)據(jù)部分備份，用戶需要保護數(shù)據(jù)應存入指定區(qū)域。,RAM,EEPROM,上電時，對應內容自動復制到RAM,CPU配置及用戶程序完成后，通過下載，才能改變其中內容。,S7-200數(shù)據(jù)區(qū)的功能

5、劃分（一）,數(shù)字量輸入的存儲區(qū)（也稱輸入繼電器）,數(shù)字量輸出的存儲區(qū)（也稱輸出繼電器）,通常用作模擬變量（數(shù)值量）的存儲區(qū),中間繼電器的存儲區(qū)（也稱輔助繼電器）,子程序的局部變量存儲區(qū),順序控制繼電器的存儲區(qū),特殊功能繼電器的存儲區(qū),以上各區(qū)可按位、字節(jié)、字或雙字存取數(shù)據(jù),S7-200存取數(shù)據(jù)的不同方式,0,7,1,2,3,4,5,6,0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,位號,字節(jié)偏移地址,雙字存取,字存取,字 節(jié) 存 取,區(qū),位存取,按位存取的尋址方法,I、Q、V、M、S、SM、L區(qū)可按位存取 按位存取的地址由三部分組成 如： I7.5 所在字節(jié)的位號 分隔符 字節(jié)偏移地址

6、區(qū)域標識符 M區(qū)中字節(jié)偏移地址為10，位號為3 的地址如何表示？,按字節(jié)、字、雙字存取的尋址,可按字節(jié)、字、雙字存取的區(qū)域有： V、I、Q、M、S、L、SM 被訪問單元的地址如下，由三部分組成： VB100 起始字節(jié)的偏移地址 存取數(shù)據(jù)的寬度（B、W、D） 區(qū)域的標識符,不同存取方式的數(shù)據(jù)表示方法,VB100,0,7,0,7,8,15,16,23,24,31,VW100,VD100,VB100,VB100,VB101,VB100,VB101,VB102,VB103,字節(jié)存取,字存取,雙字存取,低位字節(jié)組成數(shù)據(jù)的高8位。 高位字節(jié)組成數(shù)據(jù)的低8位。,尋址方式的課堂練習,指出圖中相同顏色單元的地址

7、 分別指出MD6、MB5、MW8和M10.6是那些單元,S7-200數(shù)據(jù)區(qū)功能劃分（二）,定時器,計數(shù)器,高速計數(shù)器,累加器,模擬量輸入緩存區(qū),模擬量輸出緩存區(qū),這些區(qū)域存放的是“軟功能器件”，不同器件有不同的數(shù)據(jù)存取規(guī)定。,這些區(qū)域可按位、字節(jié)、字、雙字存取數(shù)據(jù)。,T區(qū)的功能與尋址,T區(qū)設置了256個定時器，用于計數(shù)時鐘脈沖的個數(shù),PLC內部可發(fā)出1ms、10ms或100ms三種時鐘脈沖。 每個定時器設一個字單元存儲設定值,一個字單元計數(shù)脈沖數(shù)，另一個位單元是狀態(tài)標志，定時到，該位被置成1 反之為零。亦稱“軟時間繼電器”,0,15,T,T,計時單元,狀態(tài)標志,定時器地址是T。（-0255）

8、定時器的幾個單元是相同的地址，由于使用的條件不同，易于區(qū)分。,C區(qū)的功能與尋址,C區(qū)設置了256個計數(shù)器。用于計數(shù)外部輸入脈沖數(shù) 計數(shù)器設一個字單元存儲設定值，一個字單元計脈沖數(shù)。另一個位單元作為狀態(tài)標志，計數(shù)到，該位被置成1，計數(shù)未到，該位是0。,0,15,計數(shù)單元,狀態(tài)標志,C25,C25,計數(shù)器地址是C。（-0255） 計數(shù)器的幾個單元是相同的地址，由于使用的條件不同，易于區(qū)分。,HC區(qū)的功能與尋址,HC區(qū)設置了46高速計數(shù)器，計數(shù)外部高速事件，計數(shù)的頻率不受掃描周期的影響。 計數(shù)單元雙字長，只能讀，不能寫。沒有狀態(tài)標志。,0,7,8,15,16,23,24,31,HC0,Byte,By

9、te,Byte,Byte,高速計數(shù)器地址是HC。（-05）。,模擬量輸入存儲區(qū)(AI),每個模擬量占一個字。低字節(jié)為高8位，高字節(jié)為低8位,AI區(qū),AI區(qū)只能按圖示的編址方法，按字存取。即地址中的編號是偶數(shù),模擬量輸出存儲區(qū)（AQ）,每個模擬量占一個字。低字節(jié)構成高8位，高字節(jié)構成低8位。,0,7,1,2,3,4,5,6,0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,AQW0,AQW2,AQW4,AQ區(qū),AQ區(qū)編址的原理和方法同AI區(qū)。,AC區(qū),AC區(qū)有4個32位的累加器（AC0、AC1、AC2、AC3） 用于存放中間運算結果，也可用于程序間的數(shù)據(jù)傳遞。 數(shù)據(jù)可按字節(jié)、字或雙字存取。,外

10、部輸入和輸出與內部存儲的映像關系,擴展模塊1,擴展模塊2,擴展模塊3,擴展模塊4,擴展模塊5,基本單元主機,DI隊:1 DO隊:1,DI隊:2 DO隊:2,DI隊:3,DO隊:3,AI隊:1 AO隊:1,AI隊:2 AO隊:2,擴展模塊在擴展隊列中可隨意放置。映像單元分配地址時，按數(shù)字量和模擬量、輸入和輸出不同類型排隊（見圖示）。,對數(shù)字量模塊，I區(qū)和Q區(qū)從0號字節(jié)開始，自動以1個字節(jié)為單位按序向各自的隊列進行分配，模塊獲得的字節(jié)數(shù)以滿足最低需要為準,對模擬量模塊，AI和AQ自動以2個存儲單元（即2個字）為單位按序向各自的隊列進行分配。模塊獲得的單元數(shù)以滿足最低需要為準,課堂練習：確定內存映像

11、的地址,PLC位邏輯運算器（位堆棧）,Stact 0 Top of the stact,Stact 1,Stact 2,Stact 3,Stact 4,Stact 5,Stact 6,Stact 7,Stact 8,邏輯運算器以位為單元存放數(shù)據(jù)，類似堆棧有多層結構，只有棧頂具有邏輯運算功能，其余各層用于數(shù)據(jù)緩存。 西門子S7-200就是這種9層結構。,LD （LOAD）操作（將操作數(shù)取至棧頂）,iv8被覆蓋,LD前,LD后,指令格式:LD bit bit：位地址 執(zhí)行結果：bit單元存放的結果nv壓入棧頂，棧內原內容依序下移。,邏輯與操作（A 、 AN）,指令格式: A bit 執(zhí)行結果: S

12、0=iv0nv （nv是bit單元存放的內容）,操作前,操作后,邏輯或操作（O、ON）,指令格式：O bit bit：位地址 執(zhí)行結果：S0=iv0+nv （nv是bit單元存放的內容）,操作前,操作后,小結,1、PLC內數(shù)據(jù)存儲分為RAM和ROM兩個區(qū)，用戶編程主要涉及RAM區(qū)。 2、RAM被分成若干不同的功能區(qū)。不同區(qū)域的基本功能、尋址方法、存取數(shù)據(jù)的類型是PLC應用的基礎。 3、理清外部輸入輸出設備在RAM區(qū)的映像關系是編程前的基本準備工作。 4、掌握輸入輸出映像區(qū)在內外數(shù)據(jù)交換過程中的作用是準確應用指令的關鍵。,返回,PLC的編程語言,IEC1131-3是國際電工委員會制訂的可編程控制

13、器的編程語言標準。 共規(guī)定了五種編程語言。 1、梯形圖（Ladder diagram） 2、功能塊圖（Function block diagram） 3、指令表（Instruction list） 4、結構文本（structured text） 5、順序功能圖（Sequential function chart）,S7-200 提供梯形圖、功能塊圖、語句表(STL） 三種編程語言。 在程序編輯中，這三種語言可相互轉換。 SIMATIC 同時提供了SIMATIC和IEC1131-3兩種體系供選擇。,S7-200指令系統(tǒng),共有19類 位邏輯指令定時器指令計數(shù)器指令 程序控制指令子程序指令中斷指令

14、比較指令高速計數(shù)器指令脈沖輸出指令 傳送指令數(shù)字運算指令移位和循環(huán)指令 字符串指令轉換指令邏輯操作指令 表指令時鐘指令通訊指令 編碼和解碼指令,標準觸點（Standard Contacts）,bit,bit,LAD,LDbit LDNbit Abit ANbit Obit ONbit,Bit：位地址 該指令是從數(shù)據(jù)區(qū)讀取bit指定位。 LAD：Bit單元為1時，常開觸點閉合，反之常閉觸點閉合。 STL：LD 、A 、O分別表示從Bit單元取出一位進行壓入棧頂、棧頂相與，棧頂相或的操作。 LDN、AN、ON則是取“非”進行上述相同操作。,STL,標準觸點應用舉例,程序名,注釋,LDI0.0/I0

15、.0壓入棧頂 OI0.1/棧頂存放的結果 OR I0.1的結果存棧頂 ANI0.2/棧頂存放的結果 AND I0.2的結果存棧頂 =Q0.1/棧頂?shù)膬热菘截愔罳0.1,立即觸點（Immediate Contacts）,bit,bit,LAD,I,I,STL語句 LDIbit LDNIbit AIbit ANIbit OIbit ONIbit,執(zhí)行該指令，不是從數(shù)據(jù)區(qū)取數(shù)，而是直接從與bit對應的端口取數(shù) LAD：端口狀態(tài)為1，常開觸點閉合，反之斷開。 STL：LDI 、AI 、OI分別表示從Bit對應的端口取出一位進行壓入棧頂、棧頂相與，棧頂相或的操作。 LDNI、ANI、ONI則是取“非”進

16、行上述相同操作,取反指令（Not）,LAD,NOT,STL語句 NOT,STL：該指令將棧頂內容取反后存入棧頂 LAD：執(zhí)行該指令將取反之前的邏輯運算結果,LDIO.0 AI0.1 =QO.O NOT =Q0.1,NOT指令執(zhí)行效果比較,I0.0,I0.1,Q0.0,Q0.1,正負跳變指令Positive, Negative Transition,LAD,P,N,STL EU ED,根據(jù)棧頂由off-to-on或者on -to- off的跳變控制棧頂?shù)臓顟B(tài)。 STL： 該指令前面的運算結果發(fā)生off-to-on跳變，EU維持棧頂 “1”狀態(tài)一個掃描周期。 該指令前面的運算結果發(fā)生on-to-o

17、ff跳變，ED維持棧頂 “1”狀態(tài)一個掃描周期。 LAD：在上述相同條件下，兩指令都維持“電流”通過一個掃描周期,跳變指令示意,將LAD指令寫成STL指令，加深對程序執(zhí)行過程的理解。,跳變指令將信號的跳變轉換成持續(xù)僅一個掃描周期的短脈沖?；蛘呖衫斫獬砂鸭磳㈤_始的較長過程轉換成一種起始信號（有何意義）,輸出線圈（Output）,STL：執(zhí)行指令，棧頂?shù)漠斍盃顟B(tài)寫入bit 指定位。 LAD：該指令前面的邏輯運算結果為“1”，bit指定的線圈“通電”，反之則“斷電”。,bit,LAD,STL語句 = bit,立即輸出（Output Immediate）,bit,LAD,STL語句 =I bit,I,

18、STL：該指令把棧頂當前內容寫入Q區(qū)bit位的同時，還直接寫至bit對應的端口，無須等待輸出刷新階段。 LAD：該指令前面邏輯運算結果為“1”，bit指定的線圈“通電”，與之相對的端口同步“通電”。反之“斷電”。 該指令只能針對Q區(qū)應用，注意與輸出指令比較,置位復位線圈（Set, Reset N Bits）,bit,LAD,S,N,R,bit,N,STL語句 Sbit，N Rbit，N,LAD：該指令前面的運算結果為“1”，線圈“通電”，置位或者復位從bit開始的連續(xù)N位（ N可由1到 255 ） STL：執(zhí)行該指令時，若棧頂是“1”，置位或者復位從bit開始的連續(xù)N位。 復位指令在復位定時器

19、和計數(shù)器的狀態(tài)位時，同時清零計數(shù)單元。,置位復位指令舉例,I0.1,I0.2,Q0.2 to 0.7,立即置位復位指令,執(zhí)行立即置位或立即復位指令時，無須等待輸出刷新，即可將從bit開始的連續(xù)N位及其對應的外部設備置位或復位。N可由1到 128。 該指令只能針對Q區(qū)應用。,bit,LAD,SI,N,RI,bit,N,STL語句 SIbit，N RIbit，N,定時器指令,1、TON指令（通電延時定時器）,2、TOF指令（斷電延時定時器）,3、TONR指令（保持型通電延時定時器）,4、定時器的時標,5、定時器的刷新,TON指令(通電延時定時器),PT：定時長短的設定值（16位整形數(shù)）?？墒浅?shù)，

20、也可是直接尋址或指針尋址的變量 IN：使能端（布爾變量），該端“1”啟動計時。定時到，標志位置位，并繼續(xù)計時直至32767。該端“0”復位定時器。 Txxx：定時器地址（xxx：0-255） 。,LAD:,TON定時器的用法及特點,LAD,3,I2.0,T33,Q0.5,TON （延時通定時器）工作特點,使能端 （ IN ）為“1”時，開始計時 當計時值（ Txxx 單元內容）等于預定值PT時，狀態(tài)位置位 計時值達到預定值后繼續(xù)計時，直至最大值32767 使能端（IN）為“0”時，清零計時單元和狀態(tài)位 清零計時單元和狀態(tài)位，還可借助復位指令（R） TON定時器單個時間間隔的計時,返回,TOF指

21、令（斷電延時定時器）,LAD:,PT：設定值（16位整形數(shù)）?？墒浅?shù)，也可是直接尋址或指針尋址的變量 IN：使能端（布爾變量），該端由“0”到“1”正跳清零計時單元，置位標志單元。負跳時啟動定時，定時到復位標志位，同時停止計時。 Txxx：定時器地址（xxx：0-255） 。,TOF定時器的用法及特點,LAD:,TOF （斷電延時定時器）工作特點,使能端（IN）為“1”時，狀態(tài)位置位，計時單元清零 IN端由 “1” 到 “0” 跳變時開始計時 計時達到預定值，狀態(tài)標志位復位，同時停止計時 IN端為“0”的時間小于預定時間，狀態(tài)位將保持ON狀態(tài)。 RESET指令可用于TOF復位。,返回,TON

22、R 指令（積算型延時通定時器）,LAD:,PT：定時長短的設定值（16位整形數(shù)）?？墒浅?shù)，也可是直接尋址或指針尋址的變量 IN：使能端（布爾變量），該端為“1”啟動定時、為“0”，停止計時。 Txxx：定時器的地址（xxx：0-255） 。,TONR定時器的用法及特點,10,I2.1,LAD:,TONR （保持型延時通）工作特點,使能端（IN）為“1”時，開始計時 計時值等于預定值PT，狀態(tài)標志位置位 計時值達到預定值后，繼續(xù)計時直至最大值32767 IN為“0”時，停止計時，計時單元內容被保持 只能用復位指令（R）清除計時單元并復位狀態(tài)位 TONR定時器用于累計固定時間間隔的脈沖。,返回,

23、定時器的時標,定時器是計數(shù)時標脈沖的個數(shù)。其周期稱為時標，定時的長短等于脈沖數(shù)乘以時標。 S7-200型提供三種時標的計數(shù)器供選擇。這三種計數(shù)器的時標分別為1ms、10ms、100ms。 由于定時器的計數(shù)單元統(tǒng)一都是16位，應根據(jù)定時的長短選用恰當?shù)亩〞r器。,定時器的分配情況,設計舉例一,要求: 啟動時，電機D1啟動 3s后電機D2啟動 再過5s后電機D3啟動,I/O分配： I0.0：啟動按鈕 I0.1：停車按鈕 Q0.0：電機D1 Q0.1：電機D2 Q0.2：電機D3,返回,設計舉例2-閃爍控制,初始階段,為保證T1下次定時,需在T2定時后及時復位T1,為保證T2下次定時,需在T2定時后及

24、時復位T2,閃爍控制的核心是利用兩個計數(shù)器在輸出端產生周期及占空比皆可調的脈沖。如下圖Q端輸出的脈沖。,T,T1定時的條件：啟動指令或則T2定時到。 T2定時的條件：T1定時到。 T1復位可用的條件：Q=1 T2復位可用的條件：Q=0,Q0.0,SM0.0,Q0.0,M0.0,R,T1,2,I0.0,T2,M0.1,T1,M0.1,M0.0,Q0.0,M0.0,M0.1,T1,T2,Q0.0,R,S,Q0.0,1,2,50,20,SM0.0只在第一掃描周期中維持”1”狀態(tài) 用來進行初始化.,T1控制信號,T2控制信號,T1到置位Q0.0,T2到復位Q0.0,計數(shù)器指令,計數(shù)器分三種類型 加計數(shù)

25、（CTU） 減計數(shù)（CTD） 加減計數(shù)（CTUD）,CTU指令（加計數(shù)）,Cxxx：計數(shù)器編號（xxx：0-255），用于尋址 PV：預置值（16位整型），可是常數(shù)，也可是直接尋址或指針尋址的變量 CU：加計數(shù)脈沖輸入端 R： 布爾變量，該端正跳變請零計數(shù)器，為“0”允許計數(shù)，為”1“禁止計數(shù)。 PV：計數(shù)的設定值。,CTU C , PV,LAD:,STL:,CTU指令的用法,LDI2.1 LDI2.2 CTUC48,4,返回,4,I2.1,I2.2,CTD 指令（減計數(shù) ）,CTD C , PV,LAD:,STL:,CD端的正跳沿觸發(fā)計數(shù)。計數(shù)以減1的方式進行。 當計數(shù)值等于零時，置位狀態(tài)位

26、，并停止計數(shù)。. LD 端置位，將預定值（PV）移入計數(shù)單元，同時復位狀態(tài)位。 可用復位指令同時復位計數(shù)單元和狀態(tài)位。,CTD 指令的用法,LDI3.0 LDI2.0 CTUC50,3,返回,CTUD指令（加減計數(shù)）,CU CTUD CD R PV,C,CTUD C , PV,LAD:,STL:,CU 端的正跳沿觸發(fā)加計數(shù)，CD端的正跳沿觸發(fā)減計數(shù)。 R為“0”允許計數(shù)，為”1“禁止計數(shù)并清零計數(shù)器， 當計數(shù)值大于等于預定值PV ，置位狀態(tài)位。 加到32767后，下個加計數(shù)脈沖使計數(shù)值變成最小值-32768。減到 -32768后，下個減脈沖將使計數(shù)值變成最大值32767。 也可用復位指令同時復位計數(shù)單元和狀態(tài)位。,CTUD指令用法,LDI4.0 LDI3.0 LDI2.0 CTUC50,4,返回,計數(shù)器應用舉例：產