第5章1 s7200指令系統(tǒng)

1、S7-200 PLC指令系統(tǒng)指令系統(tǒng)-1PLC編程語言和程序結(jié)構(gòu) PLC編程語言的國際標(biāo)準(zhǔn)IEC61131-3 5種編程語言 順序功能圖SFC 結(jié)構(gòu)文本ST順序功能圖SFC 順序功能圖SFC提供一種組織程序的圖形方法,在順序功能圖中可以用別的語言嵌套編程。一般用順序功能圖描述系統(tǒng)的功能，然后再畫出梯形圖程序。梯形圖梯形圖(LAD) LAD可以建立與電氣接線圖等價的類似程序。梯形圖程序讓CPU仿真來自電源的電流通過一系列的輸入邏輯條件，根據(jù)結(jié)果決定邏輯輸出的允許條件。邏輯通常被分解成小片：稱為“梯級”或“段”。程序一次執(zhí)行一個段，從左到右，從上到下。用圖形符號表示的指令包括三個基本形式：例如：啟

2、保停程序 觸點(diǎn)代表邏輯“輸入”條件，如開關(guān)、按鈕、內(nèi)部條件等。 線圈通常代表邏輯“輸出”結(jié)果，如燈、電機(jī)啟動器、中間繼電器、內(nèi)部輸出條件等。 盒代表附加指令，如定時器、計數(shù)器或數(shù)學(xué)運(yùn)算指令。PLCPLC梯形圖語言的編程原則梯形圖語言的編程原則功能塊圖功能塊圖 (FBD) 編輯器可以查看到象普通邏輯門圖形的邏輯盒指令： 圖形邏輯門表示格式有利于程序流的跟蹤。 FBD編輯器可以使用SIMATIC和IEC 1131-3指令集。 可以使用STL顯示所有用SIMATIC FBD編輯器編寫的程序。語句表語句表 (STL) STL STL是一種類似于助記符表達(dá)是一種類似于助記符表達(dá)式的程序，最適合于有經(jīng)驗(yàn)的

3、程式的程序，最適合于有經(jīng)驗(yàn)的程序員。序員。 STL STL有時能夠解決利用有時能夠解決利用LADLAD和和FBDFBD編輯器不容易解決的問題。編輯器不容易解決的問題。 雖然可以利用雖然可以利用STLSTL編輯器查看編輯器查看或編輯用或編輯用SIMATIC LADSIMATIC LAD或或FBDFBD編程編程器編寫的程序，但是器編寫的程序，但是SIMATIC LADSIMATIC LAD或或FBDFBD編程器不能顯示所有利用編程器不能顯示所有利用STLSTL編輯器編寫的程序。編輯器編寫的程序。LD I0.0O Q0.0AN I0.1= Q0.0編程語言的相互轉(zhuǎn)換和選用 在S7-200的編程軟件S

4、TEP 7-Micro/Win32中用戶可以選擇梯形圖LAD、語句表STL和功能塊圖FBD三種語言，使用“檢視”菜單選擇其一即可。 建議無論是選擇哪種編程語言，都要用網(wǎng)絡(luò)分隔成段，這樣程序可以轉(zhuǎn)換。PLC的程序結(jié)構(gòu)存儲器的數(shù)據(jù)類型與尋址方式位、字節(jié)、字位、字節(jié)、字和和雙字雙字的關(guān)系的關(guān)系MSB LSB7 6 5 4 3 2 1 0I 3 . 4I 1I 6I 9I 7I 8I 4I 5I 3I 2I 0MSB = 最高有效位LSB = 最低有效位區(qū)域標(biāo)識符(I = input輸入)字節(jié)地址: 3 表示第4字節(jié)(0,1,2,3.)字節(jié)與位的分隔符字節(jié)的位號: 位 4(0,1,2,3,4,5,6,

5、 7)位數(shù)據(jù)存放位數(shù)據(jù)存放位、字節(jié)、字和雙字的關(guān)系最高有效字節(jié)31 24 23 16 15 8 7 0VB100 VB101 VB102 VB103區(qū)域標(biāo)識V W 100VD100V D 100MSB LSB7 015 8 7 0VW100 VB100 VB101VB100VB100訪問雙字字節(jié)地址最低有效字節(jié)最低有效字節(jié)最高有效字節(jié)CPU 224存儲區(qū)輸輸入入映映象象寄寄存存器器(I)I0.0-I15.7輸輸出出映映象象寄寄存存器器(Q)Q0.0-Q15.7變量存儲區(qū)變量存儲區(qū)(V) VB0-VB8191位存儲區(qū)位存儲區(qū)(M) M0.0-M31.7定時器存儲區(qū)定時器存儲區(qū)(T) T0-T25

6、5高速計數(shù)器高速計數(shù)器 (HC) HC0-HC5計數(shù)器存儲區(qū)(C) C0-C255特殊存儲器特殊存儲器(SM)只讀只讀SM0.0-SM29.7累加器累加器(AC) AC0-AC3特殊存儲器特殊存儲器(SM)SM0.0-SM549.7局部存儲器局部存儲器(L)LB0-LB63順序控制繼電器順序控制繼電器(S)S0.0-S31.7模擬量輸出模擬量輸出(AQ)AQW0-AQW62模擬量輸入模擬量輸入(AI)AIW0-AIW62直接尋址與間接尋址直接尋址I0.0 QB0 IW1 V110.5 HC1 AC2間接尋址1. 可以對I,Q,V,M,S,AI,AQ,T和C的當(dāng)前值間接尋址2. 只能用V,L和A

7、C作指針間接尋址用法:例MOVD &VB200, AC1MOVW *AC1, AC0 V204V201 34V200 12V202V203 78561 2 3 4V199AC1AC0VW200的地址將指針AC1所指的值送給AC0作為指針?biāo)腿階C1VB200的地址(VW200的起始地址)結(jié)果AC0中的值為1234*：間接尋址指針標(biāo)志：間接尋址指針標(biāo)志&：地址標(biāo)志，表示傳送的數(shù)據(jù)是地址：地址標(biāo)志，表示傳送的數(shù)據(jù)是地址常數(shù)常數(shù)的表示 常數(shù)值可為為字節(jié)、字或雙字。常數(shù)值可為為字節(jié)、字或雙字。 十進(jìn)制格式：十進(jìn)制格式： 十進(jìn)制值十進(jìn)制值 十六進(jìn)制格式：十六進(jìn)制格式： 16#十六進(jìn)制值十六進(jìn)制值 ASCI

8、I格式：格式： 十六進(jìn)制值十六進(jìn)制值 實(shí)數(shù)或浮點(diǎn)格式：實(shí)數(shù)或浮點(diǎn)格式： ANSI/IEEE 754-1985 二進(jìn)制格式：二進(jìn)制格式： 2#1010_0101S7-200PLCS7-200PLC指令系統(tǒng)指令系統(tǒng)2.功能塊功能塊1.繼電器繼電器觸點(diǎn)觸點(diǎn)線圈線圈( )Enable輸入?yún)?shù)輸入?yún)?shù)IN1IN2N輸出參數(shù)輸出參數(shù)OUT功能功能數(shù)據(jù)類型數(shù)據(jù)類型地址地址條件條件長度長度EN1、一、位操作指令一、位操作指令邏輯關(guān)系邏輯關(guān)系 梯形圖梯形圖 助記符助記符I0.0 I0.1LDI0.0AI0.1=Q0.0LDI0.0OI0.1=Q0.0LDN I0.1=Q0.0與與或或非非ANDORNOT當(dāng)當(dāng) I

9、0.0與與 I0.1 都都 “ON” 時，時，則輸出則輸出 Q0.0 “ON”(1)。當(dāng)當(dāng) I0.0 或或 I0.0 “ON” 時時,則輸出則輸出 Q0.0 “ON”(1)當(dāng)當(dāng) I0.1 “OFF” 時時則輸出則輸出 Q0.0 “ON”(1)Q0.0I0.0I0.1Q0.0Q0.0I0.1注意：注意：與、或、非運(yùn)算均是對從該指令前面的與、或、非運(yùn)算均是對從該指令前面的 指令到該指令的前一個指令處的結(jié)果進(jìn)行指令到該指令的前一個指令處的結(jié)果進(jìn)行 運(yùn)算。運(yùn)算。AI0.2是與圖中是與圖中A點(diǎn)處的結(jié)果（即點(diǎn)處的結(jié)果（即I0.0與與I0.1的的結(jié)果）相或，而不是與結(jié)果）相或，而不是與I0.1相或。相或。I

10、0.0I0.2I0.1LDI0.0AI0.1OI0.2=Q0.0例：例：Q0.01.常開觸點(diǎn)常開觸點(diǎn)讀輸入映象寄存器讀輸入映象寄存器的值的值,在右接線圖中在右接線圖中,按鈕未動時按鈕未動時I0.0=1, I0.1=02.常閉觸點(diǎn)常閉觸點(diǎn)讀輸入映象寄存器的讀輸入映象寄存器的非值非值,在右接線圖中在右接線圖中,按鈕未動時按鈕未動時I0.0=0, I0.1=1I0.0I0.0I0.1I0.1例例1 1：直接啟動停車控制直接啟動停車控制繼電器控制電路圖繼電器控制電路圖I/OI/O分配：分配：I0.0I0.0：停車：停車I0.1I0.1：啟動：啟動Q0.1Q0.1：KMKM梯形圖：梯形圖：語句表語句表L

11、D I0.1LD I0.1O Q0.1O Q0.1A I0.0A I0.0= Q0.1= Q0.1停止停止優(yōu)先優(yōu)先Q0.1Q0.1I0.0I0.0Q0.1Q0.1I0.1I0.1啟動優(yōu)先I/OI/O分配決定分配決定PLCPLC的端子接線圖的端子接線圖PLCPLC的端子接線方式又決定編的端子接線方式又決定編程語言程語言I/OI/O分配：分配：I0.0I0.0：停車：停車I0.1I0.1：啟動：啟動Q0.1Q0.1：KMKMQ0.1Q0.1I0.0I0.0Q0.1Q0.1I0.1I0.1Q0.1Q0.1I0.0I0.0Q0.1Q0.1I0.1I0.11LQ0.0 Q0.1 Q0.2 Q0.31MI

12、0.0 I0.1I0.2 I0.3KMFRSB1 SB2置位、復(fù)位指令I(lǐng)0.1Example NETWORK 1LD I0.0= Q0.0S Q0.1, 1R Q0.2, 2立即I/O指令立即輸入直接讀取物理輸入點(diǎn)的值，輸入映象寄存器內(nèi)容不更新。指令操作數(shù)僅限于輸入物理點(diǎn)的值 。LDI I2.1= Q1.1LDNI I2.3= Q1.2立即I/O指令立即輸出執(zhí)行立即輸出指令時，則將結(jié)果同時立即復(fù)制到物理輸出點(diǎn)和相應(yīng)的輸出映象寄存器 I2.1Q1.2 I2.3Q1.1III一個掃描周期一個掃描周期輸出映象寄存器Q1.1執(zhí)行指 令執(zhí)行指令一個掃描周期一個掃描周期輸入映象寄存器I2.1輸入端子I2.

13、1輸出端子Q1.1輸入端子I2.3輸出映象存器Q1.2輸出端子Q1.2立即I/O指令立即置位和復(fù)位指令注意：立即I/O指令是直接訪問物理輸入輸出點(diǎn)的，比一般指令訪問輸入輸出映象寄存器占用CPU時間要長，因而不能盲目地使用立即指令，否則，會加長掃描周期時間，反而對系統(tǒng)造成不利影響。LD I0.1SI Q2.0,2LD I0.2RI Q2.0,2空操作空操作正跳變正跳變負(fù)跳變負(fù)跳變能流到達(dá)取非觸點(diǎn)時，能流能流到達(dá)取非觸點(diǎn)時，能流就停止；能流未到達(dá)取非觸就停止；能流未到達(dá)取非觸點(diǎn)時，能流就通過。點(diǎn)時，能流就通過。檢測到每一次正跳變（信檢測到每一次正跳變（信號后，讓能流通過一個掃號后，讓能流通過一個掃

14、描周期的時間描周期的時間 檢測到每一次負(fù)跳變信檢測到每一次負(fù)跳變信號后，讓能流通過一個號后，讓能流通過一個掃描周期的時間掃描周期的時間 取非取非輸入映象寄存器I0.0輸出映象寄存器Q0.0輸出映象寄存器Q0.1輸出映象寄存器Q0.2一個周期一個周期空操作指令（空操作指令（NOP N）不影）不影響程序的執(zhí)行。響程序的執(zhí)行。操作數(shù)操作數(shù)N是常數(shù)是常數(shù) 0255Example NETWORK 1LD I0.0A I0.1= Q0.0NETWORK 2LD I0.0NOT= Q0.1NETWORK 3LD I0.1ED= Q0.2Example:搶答器設(shè)計 1LQ0.0Q0.1Q0.2Q0.31MI0

15、.0I0.1I0.2I0.3KM2SB1SB2KM3KM1復(fù)復(fù)位位SB3SB4限流電阻限流電阻KM4I0.4SB5Q0.1Q0.2M0.0Q0.0Q0.0I0.0Example:搶答器設(shè)計 Q0.0Q0.2M0.0Q0.1Q0.1I0.1Q0.1Q0.0M0.0Q0.2Q0.2I0.2LD I0.0O Q0.0AN Q0.1AN Q0.2AN M0.3= Q0.0LD I0.1O Q0.1AN Q0.0AN Q0.2AN M0.0= Q0.1I0.3M0.0M0.0I0.4LD I0.4O M0.0AN I0.3= M0.0LD I0.2O Q0.2AN Q0.0AN Q0.1AN M0.0=

16、 Q0.2邏輯堆棧指令 邏輯堆棧指令只用于語句表(STL)編程,在使用LAD和FBD編程時,LAD和FBD編輯器會自動插入相關(guān)的指令來處理堆棧操作. 堆棧指令包括六條指令: ALD 棧裝載”與” OLD棧裝載”或” LPS邏輯入棧 LRD邏輯讀棧 LPP邏輯出棧 LDS裝入堆棧邏輯關(guān)系邏輯關(guān)系 梯形圖梯形圖 助記符助記符LDI0.0OI0.1LDI0.2OI0.3ALD=Q0.0LDI0.0AI0.1LDI0.2AN I0.3OLD=Q0.0當(dāng)當(dāng) “I0.0 或或 I0.1”與與“I0.2 或或I0.3” 都都 “ON” 時，時，則輸出則輸出 Q0.0 “ON”。區(qū)塊與區(qū)塊與ALD（And S

17、tack）區(qū)塊或區(qū)塊或OLD（Or Stack）當(dāng)當(dāng) “I0.0 與與 I0.1”或或“I0.2 與與I0.3非非” “ON” 時，則輸時，則輸出出 Q0.0 “ON”。I0.0I0.1I0.2I0.3Q0.0I0.0I0.2I0.1I0.3Q0.0邏輯關(guān)系邏輯關(guān)系 梯形圖梯形圖 助記符助記符LD I0.0LPSLD I0.1O I0.2ALD= Q0.0LRDLD I0.3O I0.4ALD= Q0.2LPPLD I0.5ON I0.6ALD= Q0.3將中間有用值壓入堆棧將中間有用值壓入堆棧邏輯入棧邏輯入棧LPS（Logic Push）邏輯讀棧邏輯讀棧LRD（Logic Read）讀出先前

18、存入的值讀出先前存入的值I0.0I0.1I0.2Q0.3I0.3I0.4I0.5I0.6Q0.0邏輯出棧邏輯出棧LPP（Logic Pop）將壓入堆棧的中間有用將壓入堆棧的中間有用值彈出堆棧值彈出堆棧Q0.2邏輯關(guān)系邏輯關(guān)系 梯形圖梯形圖 助記符助記符LD I0.0LD I0.1NOTA Q0.0OLD= Q0.0LD I0.0LD I0.1NOTLPSA Q0.1= Q0.1LPPALDO Q0.1= Q0.1當(dāng)置位指令和復(fù)當(dāng)置位指令和復(fù)位指令都為位指令都為“1”時，輸出為時，輸出為“1”置位優(yōu)先置位優(yōu)先SRI0.0I0.1Q0.1I0.0I0.1Q0.0S1 OUTSRR S OUTRSR

19、1 復(fù)位優(yōu)先復(fù)位優(yōu)先RS當(dāng)置位指令和復(fù)當(dāng)置位指令和復(fù)位指令都為位指令都為“1”時，輸出為時，輸出為“0”I0.0I0.1Q0.1I0.0I0.1Q0.0S1 OUTSRR S OUTRSR1 編程中應(yīng)注意的編程中應(yīng)注意的幾個幾個問題問題I0.0I0.0Q0.0Q0.0I0.1I0.1Q0.0Q0.0I0.1I0.1Q0.0Q0.0I0.0I0.0Q0.0Q0.01 1、用電路變換簡化程序、用電路變換簡化程序( (減少指令的條數(shù)）減少指令的條數(shù)）2 2、邏輯關(guān)系應(yīng)盡量清楚、邏輯關(guān)系應(yīng)盡量清楚( (避免左輕右重避免左輕右重) )I0.3I0.3I0.2I0.2I0.5I0.5I0.4I0.4I0.

20、6I0.6I1.0I1.0I0.7I0.7Q0.0Q0.0I1.1I1.1LD I0.2LD I0.2AN I0.3AN I0.3A I0.4A I0.4LD I0.2LD I0.2A I0.5A I0.5AN I0.6AN I0.6A A I0.7I0.7LD I0.2LD I0.2A I0.5A I0.5AN I0.6AN I0.6A I1.0A I1.0AN I1.1AN I1.1OLDOLD= Q0.0= Q0.0ENDENDI0.3I0.3I0.2I0.2I0.5I0.5I0.4I0.4I0.6I0.6I1.0I1.0I0.7I0.7Q0.0Q0.0I1.1I1.1I0.5I0.5

21、I0.6I0.6I0.2I0.2I0.2I0.2頭大尾小，上重下輕，左重右輕頭大尾小，上重下輕，左重右輕 3 3、避免出現(xiàn)無法編程的梯形圖、避免出現(xiàn)無法編程的梯形圖I0.5I0.1I0.3I0.2Q0.1I0.4Q0.2LD I0.3A I0.5O I0.1A I0.2= Q0.1LD I0.1A I0.5O I0.3A I0.4= Q0.2ENDI0.3I0.2Q0.1I0.5I0.1I0.3I0.1I0.4Q0.2I0.5例子例子: 小車自動往返控制小車自動往返控制 要求要求：當(dāng)左行或右行按鈕接通時，小車在限位開關(guān)：當(dāng)左行或右行按鈕接通時，小車在限位開關(guān)I0.1和和I0.0之間自動往返運(yùn)動

22、，當(dāng)按停止按鈕之間自動往返運(yùn)動，當(dāng)按停止按鈕I0.2時立即停止。時立即停止。 I0.0 Q0.0I0.1I0.2 Q0.1I0.3I0.4停止按停止按鈕鈕左行接觸器左行接觸器KM1右 行 按右 行 按鈕鈕左 行 按左 行 按鈕鈕左 限 位 開左 限 位 開關(guān)關(guān)右 限 位 開右 限 位 開關(guān)關(guān)KM2右行接觸器右行接觸器I0.1I0.0Q0.0Q0.1Design based on experienceI0.1I0.1Q0.0Q0.0I0.3I0.3Q0.1Q0.1I0.0I0.0I0.2I0.2右啟右啟Q0.0Q0.0I0.4I0.4Left Left 左啟左啟RightRight左限位左限位s

23、topstopQ0.1Q0.1I0.0I0.0Q0.1Q0.1I0.4I0.4I0.3I0.3Q0.0Q0.0I0.1I0.1I0.2I0.2Right Right 左啟左啟右啟右啟Left Left 右限位右限位stopstop左限位開關(guān)左限位開關(guān)右限位開關(guān)右限位開關(guān)可逆電動機(jī)起動器電路 電動機(jī)電壓電動機(jī)電壓電動機(jī)電動機(jī)電路斷電路斷路器路器三相交流三相交流感應(yīng)電動機(jī)感應(yīng)電動機(jī)電動機(jī)起電動機(jī)起動器順時針動器順時針方向旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)左右右停電動機(jī)起動器電動機(jī)起動器逆時針方向旋逆時針方向旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)CPU 221I0.0 I0.1 I0.2 I0.3 當(dāng)與輸入點(diǎn)I0.0相連的左轉(zhuǎn)點(diǎn)動開關(guān)閉合時，電動機(jī)逆時

24、針方向旋轉(zhuǎn)，當(dāng)與輸入點(diǎn)I0.1相連的右轉(zhuǎn)點(diǎn)動開關(guān)閉合時，電動機(jī)順時針方向旋轉(zhuǎn)。 但這要有一個前題，即與輸入點(diǎn)I0.3相連的電動機(jī)電路斷路器和與輸入點(diǎn)I0.2相連的停機(jī)開關(guān)都沒有動作。 只有按下停機(jī)開關(guān)，并等待5秒鐘之后，才可以改變電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向。這樣做是為了讓電動機(jī)有足夠的時間剎車停轉(zhuǎn)，然后再反向起動。 如果需要電動機(jī)反轉(zhuǎn)的話。如果與I0.0和I0.1相連的點(diǎn)動開關(guān)同時按下，電動機(jī)停轉(zhuǎn)，并且不起動。程序Network 1 / 逆時針方向旋轉(zhuǎn)使能LD I0.2 / 如果無停機(jī)命令（OFF），AI0.3 / 且電路斷路器未動作ANM1.1 / 且順時針方向旋轉(zhuǎn)狀態(tài)位未置位，=M2.1 / 則逆時針方向旋轉(zhuǎn)使能位M2.1=1。Network 2 / 順時針