S7-200系列PLC的基本指令及应用

直接寻址可以采用按位编址或按字节编址的方式进行寻址。取代继电器控制系统的数字量控制系统一般只采用直接寻址。下面是各个寄存器进行直接寻址的情况：•(1)输入映像寄存器（I）寻址输入映像寄存器的标识符为I（I0.0~I15.7），在每个扫描的周期的开始，CPU对输入点进行采样，并将采样值存于输入映像寄存器中。•(2)输出映像寄存器（Q）寻址输出映像寄存器的标识符为Q（Q0.0~Q15.7），在扫描周期的末尾，CPU将输出映像寄存器的数据传送给输出模块，再由后者驱动外部负载。•(3)变量存储器（V）寻址在程序执行的过程中存放中间结果，或用来保存与工序或任务有关的其它数据。•(4)位存储器（M）区寻址内部存储器标志位（M0.0~M31.7）用来保存控制继电器的中间操作状态或其它控制信息。•(5)特殊存储器（SM）标志位寻址特殊存储器用于CPU与用户之间交换信息。•(6)局部存储器（L）区寻址S7-200有64个字节的局部存储器，其中60个可以作为暂时寄存器，或给子程序传递参数。•(7)定时器（T）寻址定时器相当于继电器控制系统中的时间继电器。•(8)计数器（C）寻址计数器用来累计其计数输入端脉冲电平由低到高的次数。•(9)顺序控制继电器（S）寻址顺序控制继电器（SCR）位用于组织机器的顺序操作。•(10)模拟量输入（AI）寻址S7-200的模拟量输入电路将现实世界连续变化的模拟量（如温度、压力、电流、电压等）电信号用A/D转换器转换为1个字长（16位）的数字量，用区域标识符AI、数据长度（W）和字节的起始地址来表示模拟量的输入地址。•(11)模拟量输出（AQ）寻址S7-200的模拟量输出电路将1个字长的数字用D/A转换器转换为标准模拟量，用区域标识符AQ、数据长度（W）和字节的起始地址来表示存储模拟量输出的地址。•(12)累加器（AC）寻址累加器可以像存储器那样使用读/写单元，例如可以用它向子程序传递参数，或从子程序返回参数，以及用来存放计算的中间值。•(13)高速计数器（HC）寻址高速计数器用来累计比CPU的扫描速率更快的事件，其当前值和设定值为32位有符号整数，当前值为只读数据。•2.间接寻址间接寻址方式是指数据存放在寄存器或存储器中，在指令中只出现所需数据所在单元的内存地址的地址，存储单元地址的地址又称为地址指针。•用间接寻址方式存取数据的过程如下。•(1)建立指针•(2)用指针来存取数据•(3)修改指针•2.3.3符号地址与绝对地址在程序编制过程中，可以用数字和字母组成的符号来代替存储器的地址，这种地址称为符号地址。绝对地址是指可编程控制器内实际的物理地址。程序编译后下载到可编程控制器时，所有的符号地址被转换为绝对地址。第3章S7-200系列PLC的基本指令及应用3.1基本逻辑指令3.2程序控制指令3.3PLC顺序控制程序设计3.4顺序控制指令指令是用户程序中最小的独立单位，由若干条指令顺序排列在一起就构成了用户程序。在S7-200的编程软件中，用户可以选用梯形图LAD（ladder）、功能块图（FunctionBlockDiagram）或语句表STL（StatementList）等编程语言来编制用户程序。语句表和梯形图语言是一个完备的指令系统，支持结构化编程方法，而且两种编程语言可以相互转化。在用户程序中尽管它们的表达形式不同，但表示的内容却是相同或相似的。3.1基本逻辑指令此类指令是PLC中最基本最常用的一类指令，主要包括位逻辑指令、堆栈操作指令、置位/复位指令、立即指令以及微分指令等。3.1.1位逻辑指令位逻辑指令主要用来完成基本的位逻辑运算及控制。1.LD、LDN和=（Out）指令LD（Load）、LDN（LoadNot）：取指令。启动梯形图任何逻辑块的第一条指令时，分别连接动合触点和动断触点。=（Out）：输出指令。线圈驱动指令，必须放在梯形图的最右端。LD、LDN指令操作数为：I、Q、M、T、C、SM、S、V。=指令的操作数为：M、Q、T、C、SM、S。图3-1LD、LDN和=指令梯形图及语句表应用示例2.A和AN指令A（And）：逻辑“与”指令，用于动合触点的串联。AN（AndNot）：逻辑“与非”指令，用于动断触点的串联。A和AN指令的操作数为：I、Q、M、SM、T、C、S、V。图3-2A和AN指令梯形图及语句表应用示例网络1网络2I0.1M0.0Q0.0Q0.1=ANLD=Q0.0M0.0I0.2Q1.1//驱动输出继电器Q0.0//驱动输出继电器Q0.1//使用逻辑“与非”指令I0.0I0.2LDAI0.0I0.1//使用逻辑“与”指令M0.1AM0.1//使用逻辑“与”指令3.O和ON指令O（Or）：逻辑“或”指令，用于动合触点的并联。ON（OrNot）：逻辑“或非”指令，用于动断触点的并联。O和ON指令的操作数为：I、Q、M、SM、T、C、S、V。图3-3O和ON指令梯形图及语句表应用示例网络1M0.1Q0.0OLD=M0.0I0.0Q0.0//驱动输出继电器Q0.0//使用逻辑“或”指令I0.0M0.0ONM0.1//使用逻辑“或非”指令4.ALD指令ALD（AndLoad）：逻辑块“与”指令。用于并联电路块的串联连接。ALD指令无操作数。图3-4ALD指令梯形图及语句表应用示例网络1I0.0I0.1M0.1M0.0Q0.0ONLD=M0.1M0.0Q0.0//驱动输出继电器Q0.0//第二个逻辑块开始ALD//使用逻辑块“与”指令OI0.1//第一个逻辑块开始LDI0.05.OLD指令OLD（OrLoad）：逻辑块“或”指令。用于串联电路块的并联连接。OLD指令无操作数。图3-5OLD指令梯形图及语句表应用示例网络1I0.0I0.1M0.1M0.0Q0.1ANLD=M0.1I0.1Q0.1//驱动输出继电器Q0.1//第二个逻辑块开始OLD//使用逻辑块“或”指令AM0.0//第一个逻辑块开始LDI0.03.1.2堆栈指令。1.堆栈操作S7-200有一个9位的堆栈，栈顶用来存储逻辑运算的结果，下面的8位用来存储中间运算结果。堆栈中的数据按“先进后出”的原则存取。图3-6OLD指令对堆栈的影响S0S1iV0iV1iV2iV3iV4iV5iV6S2XiV0iV1iV2iV3iV4iV5iV6S2=S1+S0执行前执行后第一层第九层对堆栈进行操作时，执行各指令的情况如下：执行LD指令时，将指令指定的位地址中的二进制数据装入栈顶。执行A指令时，将指令指定的位地址中的二进制数和栈顶中的二进制数相“与”，结果存入栈顶。执行O指令时，将指令指定的位地址中的数和栈顶中的数相“或”，结果存入栈顶。图3-6OLD指令对堆栈的影响执行LDN、AN和ON指令时，取出位地址中的数后，先取反，再做出相应的操作。执行输出指令“=”时，将栈顶值复制到对应的映像寄存器。执行ALD、OLD指令时，对堆栈第一层和第二层的数据进行“与”、“或”操作。并将运算结果存入栈顶，其余层的数据依次向上移动一位。最低层（栈底）补随机数。2.堆栈操作指令。堆栈操作指令包含LPS、LRD、LPP、LDS几条命令。各命令功能描述如下：LPS（LogicPush）：逻辑入栈指令（分支电路开始指令）。该指令复制栈顶的值并将其压入堆栈的下一层，栈中原来的数据依次向下推移，栈底值推出丢失。LRD（LogicRead）：逻辑读栈指令。该指令将堆栈中第二层的数据复制到栈顶，2～9层的数据不变，原栈顶值丢失。LPP（LogicPop）：逻辑出栈指令（分支电路结束指令）。该指令使栈中各层的数据向上移一层，原第二层的数据成为新的栈顶值。LDS（LogicStack）：装入堆栈指令。该指令复制堆栈中第n（n=1～8）层的值到栈顶，栈中原来的数据依次向下一层推移，栈底丢失。栈操作示意图如图3-7所示。图3-7堆栈操作的过程LPP执行前执行后第一层第九层LDS3执行前执行后第一层第九层LPS执行前执行后第一层第九层LRD执行前执行后第一层第九层iV0iV1iV2iV3iV4iV5iV6iV7iV8iV0iV0iV1iV2iV3iV4iV5iV6iV7iV0iV1iV2iV3iV4iV5iV6iV7iV8iV1iV2iV3iV4iV5iV6iV7iV8iV1iV0iV1iV2iV3iV4iV5iV6iV7iV8iV1iV2iV3iV4iV5iV6iV7iV8XiV0iV1iV2iV3iV4iV5iV6iV7iV8iV3iV0iV1iV2iV3iV4iV5iV6iV73.1.3置位/复位指令1.置位指令SS（SET）：置位指令，将从bit开始的N个元件置1并保持。STL指令格式如下：Sbit,N其中，N的取值为1～255。2.复位指令RR（RESET）：复位指令，将从bit开始的N个元件置0并保持。STL指令格式如下：Rbit,N其中，N的取值为1～255。置位和复位指令应用的梯形图及指令表如图3-8所示。图3-8置位和复位指令应用示例网络1网络2I0.3Q0.1Q0.1ONLDI0.3I0.2I0.1I0.2LDSI0.1Q0.1,1//使用置位指令RQ0.1,1//使用复位指令S1R13.1.4立即指令I立即指令I包含LDI、LDNI；OI、ONI；AI、ANI；=I；SI、RI几条命令，各命令功能描述如下：LDI、LDNI：立即取、立即取非指令。OI、ONI：立即“或”、立即“或非”指令。AI、ANI：立即“与”、立即“与非”指令。=I：立即输出指令。SI、RI：立即置位、立即复位指令。立即指令I（Immediate）是为了提高PLC对输入/输出的响应速度而设置的，它不受PLC扫描周期的影响，允许对输入和输出点进行快速直接存取。当用立即指令读取输入点的状态时，对I进行操作，相应的输入映像寄存器中的值并未更新；当用立即指令访问输出点时，对Q进行操作，新值同时写到PLC的物理输出点和相应的输出映像寄存器。立即指令应用示例如图3-9所示。图3-9立即指令应用示例网络1网络2Q0.0Q0.3SI=IQ0.2Q0.1I0.1I0.2LD=I0.1Q0.0LDII0.2//使用立即装载指令Q0.1Q0.2ISI1I//使用立即输出指令//使用立即置位指令=Q0.33.1.5微分指令微分指令又叫边沿触发指令，分为上升沿微分和下降沿微分指令。EU（EdgeUP）：上升沿微分指令，其作用是在上升沿产生脉冲。指令格式如下：该指令无操作数。ED（EdgeDown）：下降沿微分指令，其作用是在下降沿产生脉冲。指令格式如下：该指令无操作数。在使用EU指令时，当其执行条件从OFF变为ON时，EU就会变成ON一个周期，而使用ED指令时，当其执行条件从ON变成OFF时，ED就会变成为ON一个周期。PN微分指令应用示例如图3-10所示。3-10微分指令应用示例及时序图3.1.6取反指令NOT：取反指令。将其左边的逻辑运算结果取反，指令没有操作数。网络1网络2Q0.0Q0.1EULD==I0.3Q0.0Q0.1//检测I0.3的上升沿I0.3I0.3LDI0.3ED//检测I0.3的下降沿PNTTT-扫描周期I0.3Q0.0Q0.1取反指令应用示例如图3-11所示。图3-11NOT指令应用示例3.1.7空操作指令NOP：空操作指令，不影响程序的执行。指令格式如下：NOPN//N为执行空操作指令的次数，N=0～255。网络1Q0.0NOT=Q0.0//对I0.0的状态取反I0.0LDI0.0NOT3.1.8定时器指令定时器是PLC常用的编程元件之一，S7-200系列PLC有三种类型的定时器，即：通电延时定时器（TON）、断电延时定时器（TOF）和保持型通电延时定时器（TONR），共计256个。定时器分辨率（S）可分为三个等级：1ms、10ms和100ms。1.通电延时型定时器TON（On-DelayTimer）通电延时型定时器（TON）用于单一时间间隔的定时。输入端（IN）接通时，开始定时，当前值大于等于设定值（PT）时（PT=1～32767），定时器位变为ON，对应的常开触点闭合，长闭触点断开。