《數(shù)控機(jī)床電氣控制》課件第7章

第7章可編程控制器及其應(yīng)用

7.1概述

7.2可編程控制器的組成和工作原理

7.3S7-200系列可編程控制器

7.4應(yīng)用基本指令編程

思考與練習(xí)

7.1概

述

7.1.1可編程控制器的產(chǎn)生和定義

20世紀(jì)60年代，由于小型計(jì)算機(jī)的出現(xiàn),人們曾試圖用其來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的繼電器-接觸器實(shí)現(xiàn)工業(yè)控制。因?yàn)閭鹘y(tǒng)的繼電器-接觸器控制采用的是固定接線方式，一旦生產(chǎn)過程有所變動，就得重新設(shè)計(jì)線路和連線安裝，不利于產(chǎn)品的更新?lián)Q代。但采用小型計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)工業(yè)控制價(jià)格昂貴，輸入、輸出線路不匹配，編程技術(shù)復(fù)雜，因而沒能得到推廣和應(yīng)用。

國際電工委員會(IEC)對可編程控制器的定義是：“可編程控制器是專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的一種數(shù)字運(yùn)算操作的的電子裝置，是帶有存儲器、可以編制程序的控制器。它能夠存儲和執(zhí)行命令，進(jìn)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作，并通過數(shù)字式和模擬式的輸入、輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。可編程控制器及其有關(guān)設(shè)備，都應(yīng)按易于與工業(yè)控制器系統(tǒng)聯(lián)成一體，易于擴(kuò)充功能的原則設(shè)計(jì)?！?.1.2可編程控制器的主要特點(diǎn)可編程控制器的主要特點(diǎn)有：簡單易學(xué)、

操作方便、

改變控制程序靈活。

（2）

可靠性高，

抗干擾能力強(qiáng)。

（3）

通用性和靈活性強(qiáng)，

應(yīng)用范圍廣。

（4）

系統(tǒng)組成靈活。

（5）

編制程序簡單、

容易。

7.1.3可編程控制器的應(yīng)用

開關(guān)量邏輯控制。

(2)運(yùn)動控制。

(3)過程控制。

(4)分散型控制系統(tǒng)。

7.1.4可編程控制器的分類

1.按輸入、輸出點(diǎn)數(shù)分類可編程控制器用于對外部設(shè)備的控制，外部信號的輸入及PLC運(yùn)算結(jié)果的輸出都要通過PLC輸入、輸出端子來進(jìn)行接線，輸入、輸出端子的數(shù)目之和被稱作PLC的輸入、輸出點(diǎn)數(shù)，簡稱I／O點(diǎn)數(shù)。為滿足不同控制系統(tǒng)處理信息量的要求，PLC具有不同的I／O點(diǎn)數(shù)、用戶程序存儲量和功能。根據(jù)I／O點(diǎn)數(shù)的多少可將PLC分成小型(含微型)、中型和大型。小型(微型)PLC的I／O點(diǎn)數(shù)小于256點(diǎn)，以開關(guān)量控制為主，具有體積小、價(jià)格低的優(yōu)點(diǎn)，適用于小型設(shè)備的控制。中型PLC的I／O點(diǎn)數(shù)在256～1024之間，功能比較豐富，兼有開關(guān)量和模擬量的控制能力，適用于較復(fù)雜系統(tǒng)的邏輯控制和閉環(huán)過程控制。大型PLC的I／O點(diǎn)數(shù)在1024點(diǎn)以上,用于大規(guī)模過程控制，集散式控制和工廠自動化網(wǎng)絡(luò)。各廠家可編程控制器產(chǎn)品自我定義的大、中、小型各有不同。如有的廠家建議小型PLC為512點(diǎn)以下，中型PLC為512～2048點(diǎn)，

大型PLC為2048點(diǎn)以上。

2.按結(jié)構(gòu)形式分類根據(jù)結(jié)構(gòu)形式不同，可編程控制器可分為整體式結(jié)構(gòu)和模塊式結(jié)構(gòu)兩大類。小型PLC一般采用整體式結(jié)構(gòu)，即將所有電路安裝于1個(gè)箱內(nèi)為基本單元，另外，可以通過并行接口電路連接I／O擴(kuò)展單元。中型和大型PLC多采用模塊式結(jié)構(gòu)，不同功能的模塊，可以組成不同用途的PLC，適用于不同要求的控制系統(tǒng)。

7.1.5常見可編程控制器簡介世界范圍內(nèi)有幾十家公司生產(chǎn)各種型號的可編程控制器。其中美國、歐洲(主要是德國)和日本的廠家較多，市場占有率高。在美國，主要生產(chǎn)廠商有AB(AllenBradley)、莫迪康(MODICON)、GEFANUC、德州儀器(TI，TexasInstrument)、西屋(WestingHouse)、霍尼威爾(Honeywell)等。其中，

A－B、MODICON、GE

FANUC在中國市場占有較大份額。

在歐洲，主要生產(chǎn)廠商有西門子(Siemens)、金鐘-默勒(KiocknerMoeller)、Gmbh、BBC、TE(Telemecanique)、Alsthom等。在中國市場上，西門子的用戶最多。在日本，主要廠家有三菱電機(jī)(MITSUBISHl)、歐姆龍(OMRON)、富士電機(jī)(FujiElectric)、東芝(TOSHIBA)、光洋(KOYO)、松下電工(MEW)、日立(HITACHl)、夏普(SHARP)、和泉(IDEC)等。

排名居前的主要是三菱和歐姆龍(立石)。

7.2可編程控制器的組成和工作原理

7.2.1可編程控制器的硬件組成可編程控制器雖然種類繁多，但基本結(jié)構(gòu)組成和工作原理基本相同。PLC的基本結(jié)構(gòu)有微處理器（CPU），存儲器、I／O接口，電源，擴(kuò)展接口，通信接口，編程工具，

智能I／O接口等組成,如圖7-1所示。

圖

7-1PLC系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖

1.微處理器(CPU)

微處理器又稱中央處理器，簡稱CPU，它是PLC的核心，由控制電路、運(yùn)算器和存儲器等組成。CPU的作用是按照生產(chǎn)廠家預(yù)先編制的系統(tǒng)程序接收并存儲編程器輸入的用戶程序和數(shù)據(jù),采用掃描工作方式接收現(xiàn)場輸入信號,從存儲器逐條讀取并執(zhí)行用戶程序,根據(jù)運(yùn)算結(jié)果實(shí)現(xiàn)輸出控制。不同型號的PLC使用不同種類的中央處理器CPU，小型PLC用一片CPU，大型PLC采用多片CPU，CPU的性能直接影響PLC的性能。

2.存儲器

PLC使用的存儲器有只讀存儲器ROM、讀寫存儲器RAM和用戶固化程序存儲器E2PROM。ROM存放PLC制造廠家編寫的系統(tǒng)程序，具有開機(jī)自檢、工作方式選擇、信息傳遞和對用戶程序的解釋翻譯功能。ROM存放的信息是永遠(yuǎn)留駐的。RAM一般存放用戶程序和邏輯變量。用戶程序在設(shè)計(jì)和調(diào)試過程中要不斷進(jìn)行讀／寫操作。讀出時(shí)，RAM中內(nèi)容保持不變;寫入時(shí)，新寫入的信息將覆蓋原來的信息。若PLC失電，則RAM存放的內(nèi)容會丟失。如果有些內(nèi)容失電后不容許丟失，則可以把它放在斷電保持的RAM存儲單元中。這些存儲單元接上備用鋰電池供電，具有斷電保持能力。如果用戶經(jīng)調(diào)試后的程序要長期使用，可以用專用的E2PROM寫入器把程序固化在E2PROM芯片中,再把該芯片插入PLC的E2PROM專用插座上。

3.輸入／輸出（I／O）接口輸入部分的作用是把輸入設(shè)備的輸入信號送到可編程序控制器。輸入設(shè)備一般包括各類控制開關(guān)(如按鈕、行程開關(guān)、熱繼電器觸點(diǎn)等)和傳感器(如各類數(shù)字式或模擬式傳感器)等，這些量通過輸入接口電路的輸入端子與PLC的微處理器CPU相連(CPU處理的是標(biāo)準(zhǔn)電平)。因此，接口電路為了把不同的電壓或電流信號轉(zhuǎn)變?yōu)镃PU所能接收的電平，需要有各類接口模塊。為提高抗干擾能力，一般的I／O接口都有光電隔離裝置。在數(shù)字量I／O模塊中廣泛采用由發(fā)光二極管和光敏三級管組成的光電耦合器，在模擬量I／O模塊中通常采用隔離放大器。

PLC的開關(guān)量輸入接口電路通常有干接觸、直流輸入、交流輸入三種形式。干接觸式由內(nèi)部的直流電源供電，交流輸入必須外加電源。圖7-2為PLC的輸入接口電路原理圖。

圖7-2PLC的輸入接口電路(a）干接觸;(b）直流輸入;(c）交流輸入開關(guān)量輸出接口是把PLC的內(nèi)部信號轉(zhuǎn)換成現(xiàn)場執(zhí)行機(jī)構(gòu),如接觸器線圈、電磁閥線圈、指示燈等的各種驅(qū)動開關(guān)信號。開關(guān)量輸出單元又分為繼電器輸出、晶體管輸出和晶閘管輸出三種形式。繼電器輸出可接交流負(fù)載或直流負(fù)載，晶體管輸出只能接直流負(fù)載，晶閘管輸出只能接交流負(fù)載。

輸出負(fù)載必須外接電源。

圖7-3為PLC的接口電路圖。

圖7-3PLC的輸出接口電路(a）

繼電器輸出;(b）

晶體管輸出;(c）

晶閘管輸出

4.電源

PLC一般使用220V單相電源，電源部件是將交流電壓變成CPU、存儲器等所需的直流電，保證PLC的正常工作，還可以為外部輸入元件提供直流24V電源。該電源部件對供電電源采用了較多的濾波環(huán)節(jié)，對電網(wǎng)的電壓波動具有過壓和欠壓保護(hù)，并采用屏蔽措施防止和消除工業(yè)環(huán)境中的空間電磁干擾。

5.擴(kuò)展接口擴(kuò)展接口用于將擴(kuò)展單元與基本單元相連，使PLC的配置更加靈活，以滿足不同控制系統(tǒng)的需求。

6.通信接口為了實(shí)現(xiàn)“人―機(jī)”或“機(jī)―機(jī)”之間的對話，PLC配有多種通信接口。通過這些接口PLC可以與監(jiān)視器、打印機(jī)及其他的PLC或計(jì)算機(jī)相連。

7.智能I／O接口為了滿足工業(yè)上更加復(fù)雜的控制需要，PLC配有多種智能I／O接口，如滿足位置調(diào)節(jié)需要的位置閉環(huán)控制模塊，對高速脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)和處理的高速計(jì)數(shù)模塊等。這類智能模塊都有其自身的處理器系統(tǒng)。通過智能I／O接口，用戶可方便地構(gòu)成各種工業(yè)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)各種控制功能。

8.編程工具編程工具是供用戶進(jìn)行程序的編制、編輯、調(diào)試和監(jiān)視用的設(shè)備,最常用的是編程器。編程器有簡易型和智能型兩類。簡易型的編程器是由簡易鍵盤和發(fā)光二極管或其他顯示器件組成的，只能聯(lián)機(jī)編程，而且一般是先將梯形圖轉(zhuǎn)化為機(jī)器語言助記符后才能輸入。智能型編程器又稱圖形編程器，它可以聯(lián)機(jī)和脫機(jī)編程，具有LCD或CRT圖形顯示功能，可以直接輸入梯形圖和通過屏幕對話。

編程時(shí)也可以采用微機(jī)輔助編程，許多PLC廠家為自己的產(chǎn)品設(shè)計(jì)了計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)編程軟件，運(yùn)用這些軟件可以編輯、修改用戶程序，監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行，打印文件，采集和分析數(shù)據(jù)，在屏幕上顯示系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，對工業(yè)現(xiàn)場和系統(tǒng)進(jìn)行仿真等。但微機(jī)與可編程序控制器之間要配有相應(yīng)的通信電纜。

7.2.2可編程控制器的軟件組成

1.系統(tǒng)程序

系統(tǒng)程序主要包括三部分。第一部分為系統(tǒng)管理程序，他控制PLC的運(yùn)行，使整個(gè)PLC按部就班地工作。第二部分為用戶指令解釋程序，通過用戶指令解釋程序，將PLC的編程語言變?yōu)闄C(jī)器語言指令，再由CPU執(zhí)行這些指令。第三部分為標(biāo)準(zhǔn)程序模塊與系統(tǒng)調(diào)用程序，包括許多不同功能的子程序及其調(diào)用管理程序。

2.用戶程序用戶程序即應(yīng)用程序，是可編程控制器的使用者針對具體控制對象編制的應(yīng)用程序。根據(jù)不同控制要求編制不同的程序，相當(dāng)于改變可編程控制器的用途，也相當(dāng)于繼電接觸器控制設(shè)備的硬接線線路進(jìn)行重設(shè)計(jì)和重接線，這就是所謂的“可編程序”。程序既可由編程器方便地送入PLC內(nèi)部的存儲器中，也能通過它方便地讀出、檢查與修改。

參與PLC應(yīng)用程序編制的是其內(nèi)部代表編程器件的存儲器，俗稱“軟繼電器”，或稱編程“軟元件”。PLC中設(shè)有大量的編程“軟元件”，這些“軟元件”依編程功能分為輸入繼電器、輸出繼電器、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器等。由于“軟繼電器”實(shí)質(zhì)為存儲單元，取用它們的常開、常閉觸點(diǎn)實(shí)質(zhì)上是為了讀取存儲單元的狀態(tài)，因此可以認(rèn)為一個(gè)繼電器帶有無數(shù)多個(gè)常開、常閉觸點(diǎn)。

PLC為用戶提供了完整的編程語言，以適應(yīng)編制用戶程序的需要。PLC提供的編程語言通常有三種：梯形圖(LAD)、指令表(STL)和順序功能流程圖(SFC)。

1)梯形圖(LAD)編程梯形圖(LAD)編程語言是從繼電器控制系統(tǒng)原理圖的基礎(chǔ)上演變而來的。它的許多圖形符號與繼電器控制系統(tǒng)電路圖有對應(yīng)關(guān)系,如圖7-4所示。這種編程語言繼承傳統(tǒng)繼電器控制系統(tǒng)中使用的框架結(jié)構(gòu)、邏輯運(yùn)算方式和I／O形式，使得程序直觀易讀，具有形象實(shí)用的特點(diǎn)，

因此應(yīng)用最為廣泛。

PLC的梯形圖與繼電器控制系統(tǒng)電路圖的基礎(chǔ)思想是一致的，具體表達(dá)方式有一定的區(qū)別。只是PLC在編程中使用的繼電器、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器等的功能都是由軟件實(shí)現(xiàn)的。圖7－5是典型的梯形圖。左右兩垂直的線稱作母線(右母線可省略)。在左、右兩母線之間是觸點(diǎn)的邏輯連接和線圈的輸出，

這些觸點(diǎn)和線圈都是PLC的一定的存儲單元，

即“軟元件”。

PLC梯形圖的一個(gè)關(guān)鍵概念是“能流”，是一種假想的“能量流”。圖7-5中把左邊的母線假設(shè)為電源“火線”，而把右邊的母線(虛線所示)假想為電源“零線”。如果有“能流”從左至右流向線圈，

則線圈被激勵。如沒有“能流”,則線圈未被激勵。

圖

7-4符號對照

圖7-5典型梯形圖示意

“能流”可以通過被激勵(ON)的常開接點(diǎn)和未被激勵(OFF)的常閉接點(diǎn)自左向右流，也可以通過并聯(lián)接點(diǎn)中的一個(gè)接點(diǎn)流向右邊?！澳芰鳌痹谌魏螘r(shí)候都不會通過接點(diǎn)自右向左流。圖7-5中，當(dāng)A、B、C接點(diǎn)都接通后，線圈Y1才能接通(被激勵)，只要一個(gè)接點(diǎn)不接通，線圈就不會接通；而D、E、F接點(diǎn)中任何一個(gè)接通，線圈Y2就被激勵。要強(qiáng)調(diào)的是，引入“能流”概念，僅僅是為了和繼電接觸器控制系統(tǒng)相比較，告訴人們?nèi)绾蝸砝斫馓菪螆D各輸出點(diǎn)的動作，實(shí)際上并不存在這種“能流”。梯形圖語言簡單明了，易于理解，往往是編程語言的首選。

2)指令表(STL)編程指令表(STL)編程語言是一種類似于計(jì)算機(jī)匯編語言的助記符語言，它是可編程序控制器最基礎(chǔ)的編程語言。所謂指令表編程，是用一系列的指令表達(dá)程序的控制要求。一條典型指令往往由兩部分組成：一是幾個(gè)容易記憶的字符來代表可編程序控制器的某種操作功能，稱為助記符；另一部分為操作數(shù)或稱為操作數(shù)的地址。指令還與梯形圖有一定的對應(yīng)關(guān)系。不同廠家PLC的指令不盡相同?？删幊绦蚩刂破鱂X2系列PLC的基本指令包括“與”、“或”、“非”以及定時(shí)器、計(jì)數(shù)器等。圖7-6(a)是指令表編程的例子，圖7-6(a)是梯形圖，圖7－6(b)為相應(yīng)的指令表。圖7-6指令表編程舉例(a)梯形圖;(b)指令表

圖中LD指令為常開觸點(diǎn)與左側(cè)母線相連接，AND指令為常開觸點(diǎn)與其他程序段相串聯(lián)，OR指令為常開觸點(diǎn)與其他程序段相并聯(lián)，LDI指令為常閉觸點(diǎn)與左側(cè)母線相連接，ANI指令為常閉觸點(diǎn)與其他程序段相串聯(lián)，OUT指令為將運(yùn)算結(jié)果輸出到某個(gè)繼電器，X400、X401、X402、X403、X404中X為輸入繼電器，后面數(shù)字為編號，Y430、Y431、Y432中Y為輸出繼電器，后面數(shù)字為編號，M100中M為內(nèi)部標(biāo)志位，也稱位存儲區(qū)，類似于繼電接觸器系統(tǒng)中的中間繼電器。

3）狀態(tài)流程圖(功能圖)編程狀態(tài)流程圖(SFC)編程是一種較新的編程方法，是用“功能圖”來表達(dá)一個(gè)順序控制過程，是一種圖形化的編程方法。圖中用方框表示整個(gè)控制過程中每個(gè)“狀態(tài)”，或稱“功能”,或稱“步”，用線段表示方框間的關(guān)系及方框間狀態(tài)轉(zhuǎn)換的條件。圖7－7為鉆孔順序的狀態(tài)流程圖，方框中的數(shù)字代表順序步，每一步對應(yīng)一個(gè)控制任務(wù)，每個(gè)順序步執(zhí)行的功能和步進(jìn)條件寫在方框右邊。

圖

7-7鉆孔順序的狀態(tài)流程圖

狀態(tài)流程圖作為一種步進(jìn)順控語言，為順序控制類程序的編制提供了很大的方便。用這種語言可以對一個(gè)控制過程進(jìn)行分解，用多個(gè)相對獨(dú)立的程序段來代替一個(gè)長的梯形圖程序，還能使用戶看到在某個(gè)給定時(shí)間機(jī)器處于什么狀態(tài)。現(xiàn)在多數(shù)PLC產(chǎn)品都有專為使用功能圖編程所設(shè)計(jì)的指令，使用起來十分方便。在中、小型PLC程序設(shè)計(jì)時(shí)，如果采用功能圖法，首先根據(jù)控制要求設(shè)計(jì)功能流程圖，然后將其轉(zhuǎn)化為梯形圖程序。有些大型或中型PLC可直接用功能圖進(jìn)行編程。

3.可編程序控制器的程序結(jié)構(gòu)

1）用戶程序用戶程序是程序中的必備項(xiàng)。用戶程序在存儲器空間中稱為組織塊，它處于最高層次，可以管理其他塊，是用各種語言(如STL、LAD或FBD等)編寫的用戶程序。不同機(jī)型的CPU，其程序空間容量也不同。用戶程序的結(jié)構(gòu)比較簡單，一個(gè)完整的用戶控制程序應(yīng)當(dāng)包含一個(gè)主程序、若干子程序和若干中斷程序三大部分，不同編程設(shè)備對各程序塊的安排方法也不同。

PLC的用戶程序是用戶利用PLC的編程語言，根據(jù)用戶的不同控制要求編制的控制程序，這相當(dāng)于設(shè)計(jì)繼電器控制系統(tǒng)硬接線的電氣控制電路圖。

2）數(shù)據(jù)塊數(shù)據(jù)塊為可選部分，它主要存放控制程序所需的數(shù)據(jù)，在數(shù)據(jù)塊中允許的數(shù)據(jù)類型是：布爾型，

表示編程元件的狀態(tài)；

十進(jìn)位、

二進(jìn)位制或十六進(jìn)制數(shù)；

字母、

數(shù)字、

和字符型。

3）參數(shù)塊參數(shù)塊也是可選部分，它存放CPU組態(tài)數(shù)據(jù)，如果在編程軟件或其他編程工具上未進(jìn)行CPU組態(tài)，

則系統(tǒng)默認(rèn)值進(jìn)行自動配置。

7.2.3可編程控制器的工作原理

1.可編程序控制器的工作方式與運(yùn)行框圖眾所周知，繼電接觸器控制系統(tǒng)是一種“硬件邏輯系統(tǒng)”。如圖7-8(a)所示，三條支路是同時(shí)并行工作的，當(dāng)按下啟動按鈕SB2時(shí)，中間繼電器KA線圈通電并自鎖，KA的另一對常開觸頭閉合，使接觸器KM1、KM2線圈同時(shí)通電吸合動作。所以繼電接觸器控制系統(tǒng)采用的是并行工作方式。

圖7-8繼電接觸器控制與PLC控制方式比較(a)繼電接觸器控制系統(tǒng)控制；

(b)PLC控制梯形圖

可編程序控制器是一種工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，其工作原理是建立在計(jì)算機(jī)工作原理基礎(chǔ)上的，也就是通過執(zhí)行反映用戶控制要求的用戶程序來實(shí)現(xiàn)的。CPU以分時(shí)操作方式來處理各項(xiàng)任務(wù)，計(jì)算機(jī)在每一瞬間只能做一件事，所以程序的執(zhí)行是按程序順序依次完成相應(yīng)各軟電器的動作，成為時(shí)間的串行工作。由于運(yùn)算速度較高，各軟電器的動作幾乎是同時(shí)完成的，但實(shí)際的I／O的響應(yīng)是滯后的。在圖7-8(b)中，方框表示PLC，方框中的梯形圖表示PLC中裝有的控制程序，將圖7-8(a)、圖7－8(b)圖比較，知道它們的功能是相同的。PLC輸入接口上接有按鈕SB1、SB2和電源，輸出接口上接有接觸器KM1、KM2。當(dāng)SB1沒有被按下，SB2被按下時(shí)，PLC的繼電器X400、X401接通，PLC內(nèi)部繼電器M100工作，并使PLC內(nèi)的繼電器Y430及Y431工作。但是，M100和Y430、Y431的接通工作不是同時(shí)的。以X401接通為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，M100接通要晚3條指令執(zhí)行的時(shí)間，而Y431接通則要晚7條指令執(zhí)行的時(shí)間。

圖

7-9PLC工作過程

所以，PLC的工作方式是一個(gè)不斷循環(huán)的順序掃描工作方式，每一次掃描所用的時(shí)間稱為掃描周期或工作周期。CPU從第一條指令開始，按順序逐條地執(zhí)行用戶程序直到用戶程序結(jié)束，然后返回第一條指令開始新的一輪掃描。PLC就是這樣周而復(fù)始地重復(fù)上述循環(huán)掃描工作的。執(zhí)行用戶程序時(shí)，需要各種現(xiàn)場信息，將這些現(xiàn)場信息接到PLC的輸入端，如圖7－8中的按鈕SB1及SB2。PLC采集現(xiàn)場信息即采集輸入信號有兩種方式：采樣輸入方式和立即輸入方式。

1)集中采樣輸入方式一般在掃描周期的開始或結(jié)束將所有輸入信號(輸入元件的通／斷狀態(tài))采集并存放到輸入映像寄存器中。執(zhí)行用戶程序所需輸入狀態(tài)均從輸入映像寄存器中取用，而不直接到輸入端或輸入模塊上去取用。

2)立即輸入方式隨程序的執(zhí)行，需要哪一個(gè)輸入信號就直接從輸入端或輸出端模塊取出這個(gè)輸入狀態(tài)，如“立即輸入指令”就是這種。此時(shí)輸入映像寄存器的內(nèi)容不變，到下一次集中采樣輸入時(shí)才變化。同樣，PLC對外部的輸出控制也有集中輸出和立即輸出兩種方式。集中輸出方式在執(zhí)行用戶程序時(shí)并不是得到一個(gè)輸出結(jié)果就向外輸出一個(gè)，而是把執(zhí)行用戶程序所得的所有輸出結(jié)果，先后全部存放到輸出映像寄存器中，執(zhí)行完用戶程序后所有輸出結(jié)果一次性向輸出端或輸出模塊輸出，使輸出部件動作。立即輸出方式是執(zhí)行用戶程序時(shí)將該輸入結(jié)果立即向輸出端或輸出模塊輸出，如“立即輸出指令”就是這種，此時(shí)輸出映像寄存器的內(nèi)容也更新。

PLC工作的全過程可用圖7-9所示的運(yùn)行框圖來表示。整個(gè)過程可分為三部分。第一部分是上電處理。機(jī)器上電后對PLC系統(tǒng)進(jìn)行一次初始化，包括硬件初始化，I／O模塊配置檢查，

停電保持范圍設(shè)定及其他初始化處理等。

第二部分是掃描過程。PLC上電處理完成后進(jìn)入掃描工作過程。先完成輸入處理，其次完成與其他外設(shè)的通信處理，再次進(jìn)行時(shí)鐘、特殊寄存器更新。當(dāng)CPU處于STOP方式時(shí)，轉(zhuǎn)入執(zhí)行自診斷檢查。當(dāng)CPU處于RUN運(yùn)行方式時(shí)，還要完成用戶程序的執(zhí)行和輸出處理，再轉(zhuǎn)入執(zhí)行自診斷檢查。

第三部分是出錯處理。PLC每掃描一次，執(zhí)行一次自診斷檢查，確定PLC自身的動作是否正常，如CPU、電池電壓、程序存儲器、I／O、通信等是否正?；虺鲥e。如檢查出異常，則CPU面板上的LED及異常繼電器會接通，在特殊寄存器中會存入出錯代碼。當(dāng)出現(xiàn)致命錯誤時(shí)，CPU被強(qiáng)制為STOP方式，所有的掃描停止。順序掃描的工作方式簡單直觀，便于程序設(shè)計(jì)，并為PLC的可靠運(yùn)行提供了保障。當(dāng)PLC掃描到的指令被執(zhí)行后，其結(jié)果馬上就可被后面將要掃描到的指令所利用，而且還通過CPU內(nèi)部設(shè)置的監(jiān)視定時(shí)器來監(jiān)視每次掃描是否超過規(guī)定時(shí)間，避免由于CPU的內(nèi)部故障使程序執(zhí)行進(jìn)入死循環(huán)。

PLC運(yùn)行正常時(shí)，掃描周期長短與CPU的運(yùn)算速度、I／O點(diǎn)的情況、用戶應(yīng)用程序的長短及編程情況等均有關(guān)。通常用PLC執(zhí)行1K指令所需時(shí)間來說明其掃描速度(一般為1～10ms／K字)。值得注意的是，不同指令其執(zhí)行時(shí)間是不同的，從零點(diǎn)幾微秒到上百微秒不等，故選用不同指令所用的掃描時(shí)間將會不同。若用于高速系統(tǒng)要縮短掃描周期時(shí)，可從軟、硬件兩方面兼顧考慮。

2.可編程序控制器的工作過程當(dāng)PLC處于正常運(yùn)行時(shí)，它是按圖7-9所示的運(yùn)行框圖進(jìn)行工作的，也就是不斷重復(fù)圖中的掃描過程，不斷循環(huán)掃描地工作下去。分析上述掃描過程，如果對遠(yuǎn)程I／O特殊模塊和其他通信服務(wù)暫不考慮，這樣掃描過程就只剩下“輸入采樣”、“程序執(zhí)行”、“輸出刷新”三個(gè)階段了。下面就對這三個(gè)階段進(jìn)行詳細(xì)的分析，并形象地用圖7-10表示(此處I／O采用集中輸入、集中輸出方式)。

圖

7-10PLC掃描工作過程

1）輸入采樣階段

PLC在輸入采樣階段，首先掃描所有輸入端子，并將各輸入狀態(tài)存入內(nèi)存中各對應(yīng)的輸入映像寄存器中。此時(shí)，輸入映像寄存器被刷新。接著進(jìn)入程序執(zhí)行階段，在程序執(zhí)行階段和輸出刷新階段，輸入映像寄存器與外界隔離，無論輸入信號如何變化，其內(nèi)容保持不變，直到下一個(gè)掃描周期的輸入采樣階段，

才重新寫入輸入端的新內(nèi)容。

2）程序執(zhí)行階段根據(jù)PLC梯形圖程序掃描原則，PLC按先左后右、先上后下的步序逐點(diǎn)掃描。若遇到程序跳轉(zhuǎn)指令，則根據(jù)跳轉(zhuǎn)條件是否滿足來決定程序的跳轉(zhuǎn)地址。當(dāng)指令中涉及輸入、輸出狀態(tài)時(shí)，PLC就從輸入映像寄存器中“讀入”上一階段采入的對應(yīng)輸入端子的狀態(tài)，從輸入映像寄存器“讀入”對應(yīng)元件(“軟繼電器”)的當(dāng)前狀態(tài)。然后進(jìn)行相應(yīng)的運(yùn)算，運(yùn)算結(jié)果再存入元件映像寄存器中。對元件映像寄存器來說，每一個(gè)元件(“軟繼電器”)的狀態(tài)會隨著程序執(zhí)行過程而變化。

3）輸出刷新階段在所有指令執(zhí)行完畢后，輸出映像寄存器中所有輸出繼電器的狀態(tài)(接通／斷開)在輸出刷新階段轉(zhuǎn)存到輸出鎖存器中，通過一定方式輸出，驅(qū)動外部負(fù)載。從上述可編程序控制器的工作過程可知，PLC在一個(gè)掃描周期中，對輸入狀態(tài)的掃描只是在輸入采樣階段進(jìn)行。當(dāng)PLC進(jìn)入程序執(zhí)行階段后，輸入端將被封鎖，直到下一個(gè)掃描周期的輸入采樣階段才對輸入狀態(tài)進(jìn)行新的掃描，這就是所謂集中采樣輸入，也就是PLC在一個(gè)掃描周期內(nèi)，集中對輸入狀態(tài)掃描。7.2.4PLC控制與繼電器控制的區(qū)別

(1)元器件不同。繼電器控制電路是由各種硬件繼電器組成，而PLC梯形圖中輸入繼電器、輸出繼電器、輔助繼電器、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器等軟繼電器是由軟件來實(shí)現(xiàn)的。

(2)工作方式不同。繼電器控制電路工作時(shí)，電路中硬件繼電器都處于受控狀態(tài)，凡符合條件吸合的硬件繼電器都同時(shí)處于吸合狀態(tài)，受各種約制條件不應(yīng)吸合的硬件繼電器都同時(shí)處于斷開狀態(tài)。PLC梯形圖中軟件繼電器都處于周期性循環(huán)掃描工作狀態(tài)，受同一條件制約的各個(gè)軟繼電器的動作順序取決于程序掃描順序。

(3)元件觸點(diǎn)數(shù)量不同。硬件繼電器的觸點(diǎn)數(shù)量有限，一般只有4～8對，而PLC梯形圖中軟繼電器的觸點(diǎn)數(shù)量編程時(shí)可無限制使用，既可常開又可常閉。

(4)控制電路實(shí)施方式不同。繼電器控制電路是通過各種硬件繼電器之間接線來實(shí)施，控制功能固定，當(dāng)要修改控制功能時(shí)必須重新接線。

PLC控制電路由軟件編程來實(shí)施，

可以靈活變化和在線修改。

7.3S7－200系列可編程控制器

7.3.1S7-200系列PLC的組成

S7-200系列PLC具有極高的性價(jià)比，較強(qiáng)的功能使其無論在獨(dú)立運(yùn)動中，還是相連成網(wǎng)絡(luò)皆能完成各種控制任務(wù)。S7-200系列PLC由基本單元、I／O擴(kuò)展單元、功能單元和外部設(shè)備等組成。其基本單元的結(jié)構(gòu)形式為整體式。S7-200系列PLC有CPU21X和CPU22X兩代產(chǎn)品，其中CPU22X型PLC有CPU221、CPU222、CPU224和CPU226四種基本型號。本節(jié)以CPU224型PLC為重點(diǎn)，分析小型PLC的組成。小型PLC系統(tǒng)由主機(jī)（主機(jī)箱）、I／O擴(kuò)展單元、文本／圖形顯示器、編程器組成。CPU224主機(jī)的結(jié)構(gòu)外形如圖7-11所示。

圖

7-11S7-200CPU結(jié)構(gòu)

1.基本I／O

CPU224集成14個(gè)輸入和10個(gè)輸出共24個(gè)數(shù)字量I／O點(diǎn)，可連接7個(gè)擴(kuò)展模塊，最大擴(kuò)展至168路數(shù)字量I／O或35路模擬I／O點(diǎn)，13KB字節(jié)程序和數(shù)據(jù)存儲空間。

CPU224主機(jī)有I0.0～I(xiàn)0.7、I1.0～I(xiàn)1.5共計(jì)14個(gè)輸入點(diǎn)和Q0.0～Q0.7、Q1.0～Q1.1共計(jì)10個(gè)輸出點(diǎn)。CPU224輸入電路采用了雙向光電藕合器，24VDC極性可任意選擇，系統(tǒng)設(shè)置1MB為I0.X字節(jié)輸入端子的公共端，2MB為I1.X字節(jié)輸入端子的公共端。在晶體管輸出電路中采用了MOSFET功率驅(qū)動器件，并將數(shù)字量輸出分為兩組，每組有一個(gè)獨(dú)立公共端，共有1L、2L兩個(gè)公共端，可接入不同的負(fù)載電源。CPU224外部電路原理如圖7-12所示。

圖

7-12CPU224外部電路圖

2.基本I／O及擴(kuò)展

CPU224PLC主機(jī)的輸入點(diǎn)數(shù)為14點(diǎn)，輸出點(diǎn)數(shù)為10點(diǎn)，可以擴(kuò)展的模塊數(shù)為7個(gè)。

3.高速反應(yīng)性

CPU224PLC有6個(gè)高速計(jì)數(shù)脈沖輸入端（I0.0～I(xiàn)0.5），最快的響應(yīng)速度為30kHz，用于捕捉比CPU掃描周期更快的脈沖信號。另外,還有2個(gè)高速脈沖輸出端（Q0.0、Q0.1），輸出脈沖頻率可達(dá)20kHz。

用于PTO（高速脈沖束）和PWM（寬度可變脈沖輸出）高速脈沖輸出。

4.存儲系統(tǒng)

S7-200CPU存儲系統(tǒng)由RAM和EEPROM兩種存儲器構(gòu)成，用以存儲器用戶程序、CPU組態(tài)（配置）、程序數(shù)據(jù)等。當(dāng)執(zhí)行程序下載操作時(shí)，用戶程序、CPU組態(tài)（配置）、程序數(shù)據(jù)等由編程器送入RAM存儲器區(qū)，并自動拷貝到EEPROM區(qū)永久保存。系統(tǒng)掉電時(shí)，自動將RAM中M存儲器的內(nèi)容保存到則EEPROM存儲器。上電恢復(fù)時(shí)，用戶程序及CPU組態(tài)（配置）自動存RAM中，如果V和M存儲區(qū)內(nèi)容丟失時(shí)，則EEPROM永久保存區(qū)的數(shù)據(jù)會被復(fù)制到RAM中去。執(zhí)行PLC的上載操作時(shí)，RAM區(qū)用戶程序、CPU組態(tài)（配置）上裝PC機(jī)，RAM和EEPROM中數(shù)據(jù)塊合并后上裝PC機(jī)。

5.存儲卡存儲卡可以選擇安裝擴(kuò)展卡。擴(kuò)展卡有EEPROM存儲卡、電池和時(shí)鐘卡等模塊。EEPROM存儲模塊用于用戶程序的復(fù)制。電池模塊用于長時(shí)間保存數(shù)據(jù)，使用CPU224內(nèi)部存儲電容數(shù)據(jù)存儲時(shí)間達(dá)190小時(shí)，

而使用電池模塊存儲時(shí)間可達(dá)200天。

7.3.2S7-200系列PLC的內(nèi)部元件

1）數(shù)據(jù)存儲器的分配

S7-200按元器件的種類將數(shù)據(jù)存儲器分成若干個(gè)存儲區(qū)域，每個(gè)區(qū)域的存儲單元按字節(jié)編址，每個(gè)字節(jié)由8位組成,可以對存儲單元進(jìn)行位操作，每一位都可以看成是有0、1狀態(tài)的邏輯器件。

2）數(shù)值表示方法（1）數(shù)值類型及范圍。S7-200系列在存儲單元所存放的數(shù)據(jù)類型有布爾型（BOOL）、整數(shù)型（INT）和實(shí)數(shù)型（REAL）三種。表7-1給出了不同長度數(shù)值所能表示的整數(shù)范圍。

表7-1數(shù)據(jù)長度大小范圍及相關(guān)整數(shù)范圍

（2）常數(shù)。在S7-200的許多指令中使用常數(shù)，其長度可以是字節(jié)、字或雙字。CPU以二進(jìn)制數(shù)方式存儲常數(shù)，可以采用十進(jìn)制，

十六進(jìn)制，

ASCII碼成浮點(diǎn)數(shù)形式書寫常數(shù)。

3）S7-200尋址方式

S7-200將信息存于不同的存儲單元，每個(gè)單元有一個(gè)惟一的地址，系統(tǒng)允許用戶以字節(jié)、字、雙字為單位存、取信息。提供參與操作的數(shù)據(jù)地址的方法稱為尋址方式。S7-200數(shù)據(jù)尋址方式有立即數(shù)尋址、直接尋址和間接尋址三大類。立即數(shù)尋址的數(shù)據(jù)在指令中以常數(shù)形式出現(xiàn)，直接尋址和間接尋址方式有位、字節(jié)、字和雙字四種尋址格式，下面對直接尋址和間接尋址方式加以說明。

（1）直接尋址方式。直接尋址方式是指在指令中直接使用存儲器或寄存器的元件名稱和地址編號，直接查找數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)直接尋址是指，在指令中明確指出了存取數(shù)據(jù)的存儲器地址，允許用戶程序直接存取信息。

數(shù)據(jù)直接地址表示方法如圖7-13所示。

圖7-13數(shù)據(jù)直接地址表示方法

位尋址舉例如圖7-14所示，圖中I7.4表示數(shù)據(jù)地址為輸入映像寄存器的第7字節(jié)第4位的位地址。

可以根據(jù)I7.4地址對該位進(jìn)行讀／寫操作。

圖

7-14位尋址

可以進(jìn)行位操作的元器件有：輸入映像寄存器（I）、輸出映像寄存器（Q）、內(nèi)部標(biāo)志位（M）、特殊標(biāo)志位（SM）、局部變量存儲器（L）、變量存儲器（V)和狀態(tài)元件（S）等。字節(jié)、字、雙字操作：直接訪問字節(jié)（8位）、字（16位）、雙字（32位）數(shù)據(jù)時(shí)，必須指明數(shù)據(jù)存儲區(qū)域、數(shù)據(jù)長度及起始地址。當(dāng)數(shù)據(jù)長度為字或雙字時(shí)，最高有效字節(jié)為起始地址字節(jié)。對變量存儲器V的數(shù)據(jù)操作如圖

7-15所示。

圖

7-15對變量存儲器V的數(shù)據(jù)操作

可按字節(jié)B（Byte）操作的元器件有：I、Q、M、SM、S、V、L、AC（只用低8位）、常數(shù)。可按字W（Word）操作的元器件有：I、Q、M、SM、S、T、C、L、AC（只用低16位）、常數(shù)?？砂措p字D（DoubleWord）操作的元器件有：I、Q、M、SM、S、V、L、AC（32位全用）、HC、常數(shù)。

（2）間接尋址方式。間接尋址是指使用地址指針來存取存儲器中的數(shù)據(jù)。使用前，首先將數(shù)據(jù)所在單元的內(nèi)存地址放入地址指針寄存器中，然后根據(jù)此地址存取數(shù)據(jù)。S7－200CPU中允許使用指針進(jìn)行間接尋址的元器件有I、Q、V、M、S、T、C。建立內(nèi)存地址的指針為雙字長度（32位），故可以使用V、L、AC作為地址指針。必須采用雙字傳送指令（MOVD）將內(nèi)存的某個(gè)地址移入到指針當(dāng)中，以生成地址指針。指令中的操作數(shù)（內(nèi)存地址）必須使用“&”符號表示內(nèi)存某一位置的地址（32位）。例如,MOV&VB200，AC1表示將VB200地址值送至AC1。

VB200是直接地址編號，&為地址符號，將本指令中&VB200改為&VW200或VD200，指令功能不變。間接尋址（用指針存取數(shù)據(jù)）：在使用指針存取數(shù)據(jù)的指令中，操作數(shù)前加有“*”時(shí)表示該操作數(shù)為地址指針。例如，MOVW*AC1，AC0表示將AC1作為內(nèi)存地址指針，W規(guī)定了傳送數(shù)據(jù)長度，本指令把以AC1中內(nèi)容為起始地址的內(nèi)存單元的16位數(shù)據(jù)送到累加器AC0中，操作過程如圖7-16所示。圖

7-16使用指針間接尋址

2.S7-200系列PLC內(nèi)部元器件

1）I／O寄存器

I／O映像寄存器都是以字節(jié)為單位的寄存器，可以按位操作，它們的每一位對應(yīng)一個(gè)數(shù)字量I／O接點(diǎn)。（1）輸入映像寄存器I（輸入繼電器）的工作原理。圖7-17為輸入映像寄存器（輸入繼電器）的示意圖，輸入繼電器線圈只能由外部信號驅(qū)動，不能用程序指令驅(qū)動，常開觸點(diǎn)和常閉觸點(diǎn)供用戶編程使用。外部信號傳感器（如按鈕、行程開關(guān)、

現(xiàn)場設(shè)備、

熱電偶等）用來檢測外部信號的變化。

它們與PLC或輸入模塊的輸入相連。

圖

7-17輸入映像寄存器電路示意圖

（2）輸出映像寄存器Q（輸出繼電器）的工作原理。圖7-18為輸出映像繼存器（輸出繼電器）等效電路圖，輸出繼電器是用來將PLC的輸出信號傳遞給負(fù)載，

只能用程序指令驅(qū)動。

圖

7-18輸出映像寄存器等效電路示意圖

程序控制能量流從輸出繼電器Q0.0線圈左端流入時(shí)，Q0.0線圈通電（存儲器位置1），帶動輸出觸電動作，使負(fù)載工作。負(fù)載又稱執(zhí)行器（如接觸器，電磁閥，LED顯示器等），連接到PLC輸出模塊的輸出接線端子，由PLC控制執(zhí)行的啟動和關(guān)閉。

I／O映像寄存器可以按位、字節(jié)、字或雙字等方式編址。例如，I0.1、Q0.1（位尋址）、

IBI、

QB5（字節(jié)尋址）。

S7-200CPU輸入映像寄存器區(qū)域有I0～I(xiàn)15等16個(gè)字節(jié)存儲單元，能存儲128點(diǎn)信息。CPU224主機(jī)有I0.0～I(xiàn)0.7、1.0～I(xiàn)1.5共14個(gè)數(shù)字量輸入接點(diǎn)，其余輸出映像寄存器可用于擴(kuò)展或其他。

S7-200CPU輸出映像寄存器區(qū)域共有Q0～Q15等16個(gè)字節(jié)存儲單元，能存儲128點(diǎn)信息。CPU224主機(jī)有Q0.0～Q0.7、Q1.0、Q1.1共10個(gè)數(shù)字量輸出端點(diǎn)，其余輸出映像寄存器可用于擴(kuò)展或其他。

2）變量存儲器V變量存儲器V用于存儲運(yùn)算的中間結(jié)果，也可以用來保存工序或任務(wù)相關(guān)的其他數(shù)據(jù)，如模擬量控制，數(shù)據(jù)運(yùn)算、設(shè)置參數(shù)等。變量存儲器可按位使用，也可按字節(jié)、字或雙字使用。變量存儲器有較大的存儲空間，

如CPU224有VB0.0～VB5119.7的5KB存儲容量。

3）內(nèi)部標(biāo)志位（M）存儲區(qū)內(nèi)部標(biāo)志位（M）可以按位使用，作為控制繼電器（又稱中間繼電器），用來存儲中間操作數(shù)或其他控制信息。也可以按字節(jié)、字或雙字來存取存儲區(qū)的數(shù)據(jù)，編址范圍M0.0～M31.7。

4）順序控制繼電器（S）存儲區(qū)順序控制繼電器S又稱為狀態(tài)元件，用來組織機(jī)器操作或進(jìn)入等效程序段工步，以實(shí)現(xiàn)順序控制和步進(jìn)控制。

可以按位、

字節(jié)、

字或雙字來存取S位，

編址范圍S0.0～S31.7。

5）特殊標(biāo)志位（SM）存儲器

SM存儲器提供了CPU與用戶程序之間信息傳遞的方法，用戶可以使用這些特殊的標(biāo)志位提供的信息，SM控制S7-200CPU的一些特殊功能。特殊標(biāo)志位可以分為只讀區(qū)和讀／寫區(qū)兩大部分。CPU224的SM編址范圍為SM0.0～SM179.7共180個(gè)字節(jié)，其中SM0.0～SM29.7的30個(gè)字節(jié)為只讀型的區(qū)域。例如，特殊存儲器只讀字節(jié)SMB0為狀態(tài)位，在每次掃描循環(huán)結(jié)尾由S7-200CPU更新，用戶可使用這些位的信息啟動程序內(nèi)的功能，編制用戶程序。SMB0字節(jié)特殊標(biāo)志位定義如下：

SM0.0：RUN監(jiān)控，PLC在運(yùn)行狀態(tài)，該位始終為1。

SM0.1：首次掃描時(shí)為1，PLC由STOP轉(zhuǎn)為RUN狀態(tài)時(shí)，輸入一個(gè)高電平的掃描周期，用于程序的初始化。

SM0.2:當(dāng)RAM中數(shù)據(jù)丟失時(shí)，輸出一個(gè)高電平掃描周期，用于出錯處理。

SM0.3:PLC上電進(jìn)入RUN方式，ON一個(gè)掃描周期，可用在啟動操作之前給設(shè)備提供一個(gè)預(yù)熱時(shí)間。

SM0.4:分脈沖，該位輸出一個(gè)占空比為50%的分時(shí)鐘脈沖,可用作時(shí)間基準(zhǔn)或簡易延時(shí)。

SM0.5:秒脈沖，該位輸出一個(gè)占空比為50%的秒時(shí)鐘脈沖,可用作時(shí)間基準(zhǔn)或簡易延時(shí)。

SM0.6:掃描時(shí)鐘，一個(gè)掃描周期為ON（高電平），另一個(gè)為OFF（低電平），循環(huán)交替。

SM0.7:工作方式開關(guān)位置指示，0為TERM位置，1為RUN位置。為1時(shí)，使自由端口通信方式有效。

指令狀態(tài)位SMB1提供不同指令的錯誤指示，例如表及數(shù)學(xué)操作，部分位的操作如下:

SM1.0:零標(biāo)志，運(yùn)算結(jié)果為零時(shí)，該位為1。

SM1.1:溢出標(biāo)志，運(yùn)算結(jié)果溢出或查出非法數(shù)值時(shí)，該位為1。

SM1.2：負(fù)數(shù)標(biāo)志，數(shù)學(xué)運(yùn)算結(jié)果為負(fù)時(shí)，該位為1。特殊標(biāo)志位SM的詳細(xì)定義及功能可參看其使用手冊。

6）局部存儲器（L）局部存儲器（L）和變量存儲器（V）很相似，主要區(qū)別在于局部存儲器（L）是局部有效的，變量存儲器（V）則是全局有效的。全局有效是指同一個(gè)存儲器可以被任何程序（如主程序、中斷程序或子程序）存取，局部有效是指存儲區(qū)和特定的程序相關(guān)聯(lián)。

S7-200有64個(gè)字節(jié)的局部存儲器，編址范圍為LB0.0～LB63.7。其中60個(gè)字節(jié)可以用作暫時(shí)存儲器或者給子程序傳遞參數(shù)，最后4個(gè)字節(jié)為系統(tǒng)保留字節(jié)。S7-200系列PLC根據(jù)需要分配局部存儲器。當(dāng)主程序執(zhí)行時(shí)，64個(gè)字節(jié)的局部存儲器分配給主程序,當(dāng)中斷或調(diào)用子程序時(shí)，局部存儲器重新分配給相應(yīng)程序。局部存儲器在分配時(shí)PLC不進(jìn)行初始化，初始值是任意的。

7）定時(shí)器（T）

PLC中定時(shí)器相當(dāng)于時(shí)間繼電器，用于延時(shí)控制。S7-200CPU中的定時(shí)器是對內(nèi)部時(shí)鐘累計(jì)時(shí)間增量的設(shè)備。定時(shí)器的主要參數(shù)有定時(shí)器預(yù)置值、當(dāng)前計(jì)時(shí)值和狀態(tài)位。時(shí)間預(yù)置值為16位符號整數(shù)，有程序指令給定；16位的當(dāng)前值寄存器用以存放當(dāng)前計(jì)時(shí)值（16位符號整數(shù)），定時(shí)器輸入條件滿足時(shí)，當(dāng)前值從零開始增加，每隔1個(gè)時(shí)間基準(zhǔn)增加1。時(shí)間基準(zhǔn)又稱定時(shí)精度，S7-200共有3個(gè)時(shí)基等級（1ms、10ms、100ms）。定時(shí)器按地址編號的不同，分屬各個(gè)時(shí)基等級；每個(gè)定時(shí)器除有預(yù)置值和當(dāng)前值外，還有1位狀態(tài)位。定時(shí)器的當(dāng)前值增加到大于等于預(yù)置值后，狀態(tài)位為1，梯形圖中代表狀態(tài)位讀操作的常開觸點(diǎn)閉合。

8）計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器主要用來累計(jì)輸入脈沖個(gè)數(shù)。其結(jié)構(gòu)與定時(shí)器相似，其設(shè)定值（預(yù)置值）在程序中賦予，有1個(gè)16位當(dāng)前值寄存器和1位狀態(tài)位。當(dāng)前值用以累計(jì)脈沖個(gè)數(shù)，計(jì)數(shù)器當(dāng)前值大于或等于預(yù)置值時(shí)，狀態(tài)位置1。

S7-200CPU提供三種類型的計(jì)數(shù)器：增計(jì)數(shù)器、減計(jì)數(shù)器和增／減計(jì)數(shù)。計(jì)數(shù)器用符號C和地址編號表示。

9）模擬量I／O映像寄存器（AI／AQ）

S7-200的模擬量輸入電路將外部輸入的模擬量（如溫度、電壓）等轉(zhuǎn)化成1個(gè)字長（16位）的數(shù)字量，存入模擬量輸入映像寄存器區(qū)域，可以用區(qū)域標(biāo)志符（AI），數(shù)據(jù)長度（W）及字節(jié)的起始地址來存取這些值。因?yàn)槟M量為1個(gè)字長,起始地址定義為偶數(shù)字節(jié)地址，如AIW1，

AIW2，…,AIW62，

共有32個(gè)模擬量輸入點(diǎn)。

模擬量輸入值為只讀數(shù)據(jù)。

S7-200模擬量輸出電路將模擬量輸出映像寄存器區(qū)域的1個(gè)字長（16位）數(shù)字值轉(zhuǎn)換為模擬電流或電壓輸出,可以用標(biāo)識符（AQ）、數(shù)據(jù)長度（W）及起始字節(jié)地址來設(shè)置。因?yàn)槟M量輸出數(shù)據(jù)長度為16位，起始地址也采用偶數(shù)字節(jié)地址，如AQW0，AQW2，…,AQW62，

共有32個(gè)模擬量輸出點(diǎn)。

用戶程序只能輸出映像寄存器區(qū)域置數(shù)，

而不能讀取。

10）累加器（AC）累加器是用來暫存數(shù)據(jù)的寄存器，可以與子程序之間傳遞參數(shù)，以及存儲計(jì)算結(jié)果的中間值。S7-200CPU中提供了4個(gè)32位累加器AC0～AC3。累加器支持以字節(jié)（B）、字（W）或雙字（D）為單位的存取。按字節(jié)或字為單位存取時(shí)，累加器只使用低8位或低16位，數(shù)據(jù)存儲長度由所用的指令決定。

11）高速計(jì)數(shù)器（HC）

CPU224PLC提供了6個(gè)高速計(jì)數(shù)器（每個(gè)計(jì)數(shù)器最高頻率為30kHz）用來累計(jì)比CPU掃描速率更快的事件。高速計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值為雙字長的符號整數(shù)，且為只讀值。高速計(jì)數(shù)器的地址由符號HC和編號組成，

如HC0、

HC1、

…、

HC5。

3.S7-200系列PLC有效編程范圍

可編程控制器的硬件結(jié)構(gòu)是軟件結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)，S7-200系列PLC各編程元器件及操作數(shù)的有效編程范圍見附錄B中的表B-1和表B-2所示。

7.3.3S7-200系列PLC的基本指令

1.基本位操作指令

1）指令格式梯形圖指令由觸點(diǎn)或線圈符號和直接位地址兩部分組成，含有直接位地址的指令又稱位操作指令，基本位操作指令操作數(shù)尋址范圍是：I，Q，M，SM，T，C，V，S，L等?；疚徊僮髦噶罡袷饺绫?-2所示。

表7-2基本位操作指令格式梯形圖的觸點(diǎn)符號代表CPU對存儲器的讀操作。CPU運(yùn)行掃描到觸點(diǎn)符號時(shí)，到觸點(diǎn)位地址指定的存儲器位訪問，該位數(shù)據(jù)（狀態(tài)）為1時(shí)，觸點(diǎn)為動態(tài)（常開觸點(diǎn)閉合、常閉觸點(diǎn)斷開）；數(shù)據(jù)（狀態(tài)）為0時(shí)，觸點(diǎn)為常態(tài)（常開觸點(diǎn)斷開、常閉觸點(diǎn)閉合）。梯形圖的線圈符號代表CPU對存儲器的寫操作。線圈左側(cè)觸點(diǎn)組成邏輯運(yùn)算關(guān)系，邏輯運(yùn)算結(jié)果為1時(shí)，能量流可以到達(dá)線圈，使線圈通電，CPU將線圈位地址指定的存儲器位置1，邏輯運(yùn)算結(jié)果為0時(shí)，線圈不通電，存儲器位置0（復(fù)位）。梯形圖利用線圈通、斷電描述存儲器位的置位、復(fù)位操作。綜上所述，得出以下兩個(gè)結(jié)論：梯形圖的觸點(diǎn)代表CPU對存儲器的讀操作，由于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)讀操作的次數(shù)不受限制，因此用戶程序中，常開、常閉觸點(diǎn)使用的次數(shù)不受限制。梯形圖的線圈符號代表CPU對存儲器的寫操作，由于PLC采用自上而下的掃描方式工作，在用戶程序中，每個(gè)線圈只能使用一次，使用次數(shù)（存儲器寫入次數(shù)）多于一次時(shí)，其狀態(tài)以最后一次為準(zhǔn)。語句表的基本邏輯指令由指令助記符和操作數(shù)兩部分組成，操作數(shù)由可以進(jìn)行位操作的寄存器元件及地址組成，如LDI0.0。常用指令助計(jì)符的定義如下所述：（1）LD（Load）：裝載指令，對應(yīng)梯形圖從左側(cè)母線開始，連接常開觸點(diǎn)。（2）LDN（LoadNot）：裝載指令，對應(yīng)梯形圖從左側(cè)母線開始，連接常閉觸點(diǎn)。（3）A（And）：與操作指令，用于常開觸點(diǎn)的串聯(lián)。（4）AN（AndNot）：與操作指令，用于常閉觸點(diǎn)的串聯(lián)。（5）O（Or）：或操作指令，用于常開觸點(diǎn)的并聯(lián)。（6）ON（OrNot）：或操作指令，用于常閉觸點(diǎn)的并聯(lián)。（7）=（Out）：置位指令，線圈輸出。圖7-19位操作指令程序應(yīng)用梯形圖分析：網(wǎng)絡(luò)段1：當(dāng)輸入點(diǎn)I0.0有效（I0.0=1態(tài)）、輸入端I0.1無效（I0.1=0態(tài)）時(shí)，線圈M0.0通電（內(nèi)部標(biāo)志位M0.0置1），其常開觸點(diǎn)閉合自鎖，即使I0.0復(fù)位無效（I0.0=0態(tài)），M0.0線圈仍然維持導(dǎo)電。M0.0線圈斷電的條件是常閉觸點(diǎn)I0.1打開（I0.1=0），M0.0自鎖回路打開，線圈斷電。網(wǎng)絡(luò)段2：當(dāng)輸入點(diǎn)I0.2或I0.3有效、I0.4無效時(shí)，滿足網(wǎng)絡(luò)段2的邏輯關(guān)系，輸出線圈Q0.1通電（Q0.1置1）。

2）STL指令對較復(fù)雜梯形圖的描述方法在較復(fù)雜梯形圖的邏輯電路圖中，梯形圖無特殊指令，繪制非常簡單，但觸點(diǎn)的串、并聯(lián)關(guān)系不能全部用簡單的與、或、非邏輯關(guān)系描述，語句表指令系統(tǒng)中設(shè)計(jì)了電路塊的“與”操作和電路塊的“或”操作指令，以及棧操作指令。下面對這類指令加以說明。（1）塊的“與”操作指令A(yù)LD。用于兩個(gè)或兩個(gè)以上的觸點(diǎn)并聯(lián)連接的電路之間的串聯(lián)，稱之為并聯(lián)電路塊的串聯(lián)連接。

ALD指令的使用操作示例如圖7-20所示。圖7-20ALD指令的使用操作示例塊的“與”操作是將梯形圖中以LD起始的電路塊與以LD起始的電路串聯(lián)起來。（2）塊的“或”操作指令OLD。用于兩個(gè)或兩個(gè)以上的觸點(diǎn)串聯(lián)連接的電路之間的并聯(lián)，稱之為串聯(lián)電路塊的并聯(lián)連接。

OLD指令的使用操作示例如圖7-21所示。塊的“或”操作就是將梯形圖中以LD起始的電路塊和另外以LD起始的電路塊并聯(lián)起來。圖7-21OLD指令的使用操作示例（3）棧操作指令。

LPS：（LogicPush）邏輯堆棧操作指令（無操作元件）。

LRD：（LogicRead）邏輯讀棧指令（無操作元件）。

LPP：（LogicPop）邏輯彈棧指令（無操作元件）。

S7-200采用模擬棧結(jié)構(gòu)，用來存放邏輯運(yùn)算結(jié)果以及保存斷點(diǎn)地址，所以其操作又稱為邏輯棧操作。在此，僅討論斷點(diǎn)保護(hù)功能的棧操作概念。堆棧操作時(shí)將斷點(diǎn)的地址壓入棧區(qū)，棧區(qū)內(nèi)容自動下移（棧底內(nèi)容丟失）。讀棧操作時(shí)將存儲器棧區(qū)頂部的內(nèi)容讀入程序的地址指針寄存器，棧區(qū)內(nèi)容保持不變。彈棧操作時(shí)，棧的內(nèi)容依次按照后進(jìn)先出的原則彈出，將棧頂內(nèi)容彈入程序的地址指針寄存器，棧的內(nèi)容依次上移。邏輯堆棧指令（LPS）可以嵌套使用，最多為9層。為保證程序地址指針不發(fā)生錯誤，堆棧和彈棧指令必須成對使用，最后一次讀棧操作應(yīng)使用彈棧指令。棧操作指令應(yīng)用程序段如圖7-22所示。圖7-22棧操作指令應(yīng)用程序段2.取反和空操作指令取反和空操作指令格式如表7-3所示。表7-3取反和空操作指令格式

(1)取反指令（NOT）。指對存儲器位的取非操作，用來改變能量流的狀態(tài)。梯形圖指令用觸點(diǎn)形式表示，觸點(diǎn)左側(cè)為1時(shí)，右側(cè)為0，能量流不能到達(dá)右側(cè)，輸出無效。反之觸點(diǎn)左側(cè)為0時(shí)，右側(cè)為1，能量流可以通過觸點(diǎn)向右傳遞。

(2)空操作指令（NOP）。起增加程序容量的作用。使能輸入有效時(shí)，執(zhí)行空操作指令，將稍微延長掃描周期長度，不影響用戶程序的執(zhí)行，不會使能流輸出斷開。操作數(shù)N為執(zhí)行空操作指令的次數(shù)，N在0～255之間。

(3)AENO(AndENO)指令。梯形圖的指令盒指令右側(cè)的輸出連線為使能輸出端ENO，用于指令盒或輸出線圈的串聯(lián)（與邏輯），不串聯(lián)元件時(shí)，作為指令行的結(jié)束。

AENO指令的作用是和前面的指令盒輸出端ENO相與,AENO指令只能在語句表中使用。

STL指令格式：AENO（無操作數(shù)）。取反指令和空操作指令應(yīng)用舉例如圖7-23所示。圖7-23取反指令和空操作指令應(yīng)用LDNI0.ONOT//條件滿足時(shí)

NOP20//空操作20次

3.置位／復(fù)位指令普通線圈獲得能量流時(shí)線圈通電（存儲器位置1），能量流不能到達(dá)時(shí)，線圈斷電（存儲器位置0）。梯形圖利用線圈通、斷電描述存儲器位的置位、復(fù)位。置位／復(fù)位指令則是將線圈設(shè)計(jì)成置位線圈和復(fù)位線圈兩大部分，將存儲器的置位、復(fù)位功能分離開來。置位線圈受到脈沖前沿觸發(fā)時(shí)，線圈通電鎖存（存儲器位置1），復(fù)位線圈受到脈沖前沿觸發(fā)時(shí)，線圈斷電鎖存（存儲器位置0），下次置位、復(fù)位操作信號到來前，線圈狀態(tài)保持不變（自鎖功能）。為了增強(qiáng)指令的功能，置位／復(fù)位指令將置位和復(fù)位的位數(shù)擴(kuò)展為N位。指令格式如表7-4所示。表7-4置位／復(fù)位指令格式執(zhí)行置位（置1）／復(fù)位（置0）指令時(shí)，從操作數(shù)的直接位地址（Bit）或輸出狀態(tài)表（OUT）指定的地址參數(shù)開始的N個(gè)點(diǎn)（最多255個(gè)）都被置位／復(fù)位。當(dāng)置位、復(fù)位輸入同時(shí)有效時(shí)，復(fù)位優(yōu)先。置位／復(fù)位指令的應(yīng)用程序段如圖7-24所示。圖7-24置位／復(fù)位指令應(yīng)用程序段

4.邊沿觸發(fā)指令（脈沖生成）邊沿觸發(fā)是指用邊沿觸發(fā)信號產(chǎn)生一個(gè)機(jī)器周期的掃描脈沖，通常用作脈沖整形。邊沿觸發(fā)指令分為正跳變出發(fā)（上升沿）和負(fù)跳變出發(fā)（下降沿）兩大類。正跳變觸發(fā)指輸入脈沖的上升沿，使觸點(diǎn)ON一個(gè)掃描周期。負(fù)跳變出發(fā)指輸入脈沖的下降沿，使觸點(diǎn)ON一個(gè)掃描周期。邊沿觸發(fā)指令格式如表7-5所示。表7-5邊沿觸發(fā)（脈沖形成）指令格式圖7-25邊沿觸發(fā)程序指令示例

I0.0的上跳沿：觸點(diǎn)（EU）產(chǎn)生一個(gè)掃描周期的時(shí)鐘脈沖，M0.0線圈通電一個(gè)掃描周期，M0.0常開觸點(diǎn)閉合(一個(gè)掃描周期)，使輸出線圈Q0.0置位有效（輸出線圈Q0.0=1），并保持。

I0.0的下跳沿：觸點(diǎn)（EU）產(chǎn)生一個(gè)掃描周期的時(shí)鐘脈沖，驅(qū)動輸出線圈M0.1通電一個(gè)掃描周期，M0.1常開觸點(diǎn)閉合（一個(gè)掃描周期），使輸出線圈Q0.0復(fù)位有效（輸出線圈Q0.0=0），并保持時(shí)序分析如圖7-26所示。圖7-26邊沿觸發(fā)時(shí)序圖

5.定時(shí)器

S7-200系列PLC的定時(shí)器為增量型定時(shí)器，用于實(shí)現(xiàn)時(shí)間控制，可以按照工作方式和時(shí)間基準(zhǔn)（時(shí)基）分類，時(shí)間基準(zhǔn)又稱為定時(shí)精度和分辨率。

1)工作方式按照工作方式定時(shí)器可分為通電延時(shí)型（TON）、有記憶的通電延時(shí)型（保持型）（TONR）和斷電延時(shí)型（TOF）三種類型。

2)時(shí)基基準(zhǔn)按照時(shí)基基準(zhǔn)，定時(shí)器可分為1ms、10ms、100ms三種類型，不同的時(shí)基標(biāo)準(zhǔn)、定時(shí)精度、定時(shí)范圍和定時(shí)器的刷新方式也不同。定時(shí)器的工作原理是定時(shí)器使能輸入有效后，當(dāng)前值寄存器對PLC內(nèi)部的時(shí)基脈沖增1計(jì)數(shù)，當(dāng)計(jì)數(shù)值大于或等于定時(shí)器的預(yù)置值后，狀態(tài)位置1。從定時(shí)器輸入有效，到狀態(tài)位輸出有效經(jīng)過的時(shí)間為定時(shí)時(shí)間。定時(shí)時(shí)間T=時(shí)基×預(yù)置值，若時(shí)基越大，則精度越差。定時(shí)器使能輸入有效后，當(dāng)前寄存器對時(shí)基脈沖遞增計(jì)數(shù)。定時(shí)器的刷新方式：

1ms定時(shí)器每隔1ms定時(shí)器刷新一次，定時(shí)器刷新與掃描周期和程序處理無關(guān)。10ms定時(shí)器，在每個(gè)掃描周期開始時(shí)刷新。每個(gè)掃描周期之內(nèi)，當(dāng)前值不變。

100ms定時(shí)器是定時(shí)器指令執(zhí)行時(shí)被刷新，下一條執(zhí)行的指令即可使用刷新后的結(jié)果，非常符合正常思維，使用方便可靠。但應(yīng)當(dāng)注意，如果該定時(shí)器的指令不是每個(gè)周期都執(zhí)行（比如條件跳轉(zhuǎn)時(shí)）的，則定時(shí)器就不能及時(shí)刷新，可能會導(dǎo)致出錯。

CPU22X系列PLC的256個(gè)定時(shí)器分屬TON（TOF）和TONR工作方式，以及三種時(shí)基標(biāo)準(zhǔn)，TOF與TON共享同一組定時(shí)器，不能重復(fù)使用。定時(shí)器工作方式及類型如表7-6所示。表7-6定時(shí)器工作方式及類型

3)定時(shí)器指令格式定時(shí)器指令格式如表7-7所示。其中,IN是使能輸入端：編程范圍為T0～T255；PT是預(yù)置輸入端，最大預(yù)置值為32767；PT類型為INT型。表7-7定時(shí)器指令格式

4)使用方法（1）通電延時(shí)型（TON）。使能端（IN）輸入有效時(shí)，定時(shí)器開始計(jì)時(shí)，當(dāng)前值從0開始遞增，大于或等于預(yù)置值（PT）時(shí)，定時(shí)器輸出狀態(tài)位置1（輸出觸點(diǎn)有效），當(dāng)前值的最大值為32767。使能端無效（斷開）時(shí)，定時(shí)器復(fù)位（當(dāng)前值清0，輸出狀態(tài)位置0）。通電延時(shí)型定時(shí)器應(yīng)用程序如圖7-27所示。圖7-27通電延時(shí)型定時(shí)器應(yīng)用程序段（2）有記憶通電延時(shí)型（TONR）。使能端（IN）輸入有效時(shí)（接通），定時(shí)器開始對時(shí)間基準(zhǔn)遞增計(jì)數(shù)，當(dāng)前值大于或等于預(yù)置值（PT）時(shí)，輸出狀態(tài)位置1。使能端輸入無效（斷開）時(shí)，當(dāng)前值保持（記憶），使能端（IN）再次接通有效時(shí)，在原記憶值的基礎(chǔ)上遞增計(jì)時(shí)。有記憶通電延時(shí)型（TONR）定時(shí)器采用線圈的復(fù)位指令（R）進(jìn)行復(fù)位操作，當(dāng)復(fù)位線圈有效時(shí)，定時(shí)器當(dāng)前值清0，輸出狀態(tài)位置0。有記憶通電延時(shí)型定時(shí)器應(yīng)用程序段如圖7-28所示。圖7-28有記憶通電延時(shí)型定時(shí)器應(yīng)用程序段

(3)斷電延時(shí)型（TOF）。使能端（IN）輸入有效時(shí)，定時(shí)器輸出狀態(tài)位立即置1，當(dāng)前值復(fù)位（為0）。使能端（IN）斷開時(shí)，開始計(jì)時(shí)，當(dāng)前值從0遞增，當(dāng)前值達(dá)到預(yù)置值時(shí)，定時(shí)器狀態(tài)位復(fù)位置0，并停止計(jì)時(shí)，當(dāng)前值保持。斷電延時(shí)型定時(shí)器應(yīng)用程序段如圖7-29所示。圖7-29斷電延時(shí)型定時(shí)器應(yīng)用程序段該程序在I0.0接通時(shí)，T37的當(dāng)前值立即置0，常開觸點(diǎn)T37立即接通。I0.0斷開時(shí)，常開觸點(diǎn)T37并不立即斷開，當(dāng)前值從0開始計(jì)數(shù)，該計(jì)數(shù)器為100ms定時(shí)精度，計(jì)數(shù)30次對應(yīng)的定時(shí)時(shí)間為3s，計(jì)滿后常開觸點(diǎn)T37才斷開，且計(jì)數(shù)值保持。

6.計(jì)數(shù)器

S7-200系列PLC有增計(jì)數(shù)（CTU）、減計(jì)數(shù)（CTD）、增／減計(jì)數(shù)（CTUD）等三類計(jì)數(shù)指令。計(jì)數(shù)器的使用方法和基本結(jié)構(gòu)與定時(shí)器基本相同，主要由預(yù)置值寄存器、當(dāng)前值寄存器、狀態(tài)位等組成。

1)指令格式計(jì)數(shù)器的梯形圖指令符號為指令盒形式，指令格式如表7-8所示。表7-8計(jì)數(shù)器指令格式

2）使用方法（1）增計(jì)數(shù)指令（CTU）。增計(jì)數(shù)指令在CU端輸入脈沖上升沿，計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值增1計(jì)數(shù)。當(dāng)前值大于或等于預(yù)置值（PV）時(shí)，計(jì)數(shù)器狀態(tài)位置1。當(dāng)前值累加的最大值為32767。復(fù)位輸入（R）有效時(shí)，計(jì)數(shù)器狀態(tài)位復(fù)位（置0），當(dāng)前計(jì)數(shù)值清0。（2）增／減計(jì)數(shù)指令（CTUD）。增／減計(jì)數(shù)器有兩個(gè)脈沖輸入端，其中CU端用于遞增計(jì)數(shù)，CD端用于遞減計(jì)數(shù)。執(zhí)行增／減計(jì)數(shù)指令時(shí)，當(dāng)前值大于或等于預(yù)置值（PV）時(shí)，計(jì)數(shù)狀態(tài)位置1，否則置0。復(fù)位輸入（R）有效或執(zhí)行復(fù)位指令時(shí)，計(jì)數(shù)器狀態(tài)位復(fù)位，當(dāng)前值清0。達(dá)到當(dāng)前值最大值32767后，下一個(gè)CU輸入上升沿將使計(jì)數(shù)值變?yōu)樽钚≈担?32678）。同樣達(dá)到最小值（-32768）后，下一個(gè)CD輸入上升沿將使計(jì)數(shù)值變?yōu)樽畲笾担?2678）。增／減計(jì)數(shù)指令應(yīng)用程序如圖7-30所示。圖7-30增／減計(jì)數(shù)指令應(yīng)用程序該指令的功能是對I4.0輸入信號的上升沿作加1計(jì)數(shù),對I3.0信號的上升沿作減1計(jì)數(shù)。只要計(jì)數(shù)值大于或等于4，計(jì)數(shù)器觸頭C48就置1，否則置0。當(dāng)復(fù)位輸入I2.1有效時(shí)，C48復(fù)位且當(dāng)前值清零。C48輸出狀態(tài)的通斷可通過Q0.0觀察。（3）減計(jì)數(shù)指令（CTD）。復(fù)位輸入（LD）有效時(shí)，計(jì)數(shù)器把預(yù)置值（PV）裝入當(dāng)前值存儲器，計(jì)數(shù)器狀態(tài)位復(fù)置0。CD端每一個(gè)輸入脈沖上升沿，減計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值從預(yù)置值開始遞減計(jì)數(shù)，當(dāng)前值等于0時(shí)，計(jì)數(shù)器狀態(tài)位置置1，停止計(jì)數(shù)。減計(jì)數(shù)器指令應(yīng)用程序如圖7-31所示。圖7-31減計(jì)數(shù)指令應(yīng)用程序段減計(jì)數(shù)器在計(jì)數(shù)脈沖I3.0的上升沿減1計(jì)數(shù)，當(dāng)前值從預(yù)置值開始減至0時(shí)，定時(shí)器輸出狀態(tài)位置1，Q0.0通電（置1）。復(fù)位脈沖I1.0的上升沿，定時(shí)器狀態(tài)位置0（復(fù)位），當(dāng)前值等于預(yù)置值，為下次計(jì)數(shù)工作做好準(zhǔn)備。7.3.4S7-200系列PLC的程序控制指令

1.暫停、結(jié)束、看門狗復(fù)位指令暫停、結(jié)束、看門狗復(fù)位指令格式見表7-9。表7-9暫停、結(jié)束、看門狗復(fù)位指令

1）暫停指令（STOP）

STOP指令在使能輸入有效時(shí)，立即終止程序的執(zhí)行，CPU工作方式由RUN切換到STOP方式。如在中斷程序中執(zhí)行STOP指令，則該中斷立即終止，并且忽略所有掛起的中斷，繼續(xù)掃描程序的剩余部分。在本次掃描的最后，將CPU由RUN切換到STOP。

2）結(jié)束指令（END／MEND）梯形圖結(jié)束指令直接連在左側(cè)電源的母線時(shí)，為無條件結(jié)束指令（MEND）；不連在左側(cè)的母線時(shí)，為條件結(jié)束指令（END）。條件結(jié)束指令只在其使能輸入有效時(shí)，終止用戶程序的執(zhí)行返回主程序的第一條指令指行（循環(huán)掃描工作方式）。無條件結(jié)束指令無使能輸入，直接連在左側(cè)的母線，該指令在運(yùn)行中立即終止主程序的執(zhí)行，返回主程序的第一條指令。結(jié)束指令只能在主程序使用,不能用于子程序和中斷服務(wù)程序。

STEPMicro／WIN32V3.1SP1編程軟在主程序的結(jié)尾會自動生成無條件結(jié)束（MEND）指令，用戶不得輸入無條件結(jié)束指令，否則編譯出錯。

3）看門狗復(fù)位指令（WDR）看門狗定時(shí)器指令的功能是在其使能輸入有效時(shí)，重新觸發(fā)看門狗定時(shí)器WDR，增加程序的本次掃描時(shí)間,一般在程序掃描周期超過300ms時(shí)使用。若WDR的使能輸入無效，則看門狗定時(shí)器時(shí)間到時(shí)，程序必須終止當(dāng)前指令，不能增加本次掃描時(shí)間，并返回到第一條指令重新啟動WDR執(zhí)行新的掃描周期。使用WDR指令時(shí)，要防止過度延遲掃描完成時(shí)間，因?yàn)樵诮K止本次掃描之前，許多操作過程不能執(zhí)行，如通訊（自由端口方式除外）、I／O更新（立即I／O除外）、強(qiáng)制更新、SM更新（SM0，SM5～SM29不能被更新）、運(yùn)行時(shí)間診斷、中斷程序中的STOP指令等。另外，如掃描時(shí)間超過25s，則10ms和100ms定時(shí)器將不能正確計(jì)時(shí)。暫停、條件結(jié)束、看門狗復(fù)位指令應(yīng)用舉例如圖7-32所示。圖7-32暫停、條件結(jié)束、看門狗復(fù)位指令應(yīng)用舉例

2.順序控制指令梯形圖程序的設(shè)計(jì)思想也和其他高級語言的一樣，應(yīng)該首先用程序流程圖來描述程序的設(shè)計(jì)思想，然后再用指令編寫出符號程序設(shè)計(jì)思想的程序。梯形圖程序常用的一種程序流程圖叫程序的功能流圖，使用功能流圖可以描述程序的順序執(zhí)行、循環(huán)、條件分支、程序的合并等功能流程概念。在功能流圖中，程序的執(zhí)行分成各個(gè)程序步驟，每一步有進(jìn)入條件、程序處理、轉(zhuǎn)換條件和程序結(jié)束等四個(gè)部分組成。功能流圖中常用順序控制繼電器位S0.0～S31.7代表程序的狀態(tài)步，順序控制指令可以將功能流圖轉(zhuǎn)換成梯形圖程序。順序控制用三條指令描述程序的順序控制步進(jìn)狀態(tài)，指令格式如表7-10所示。表7-10順序控制指令格式

(1）順序步開始指令（LSCR）。順序控制繼電器位Sx.y=1時(shí)，該程序步執(zhí)行。（2）順序步結(jié)束指令（SCRE）。SCRE為順序步結(jié)束指令，順序步的處理程序在LSCR和SCRE之間。