西门子S7-200基本指令.ppt
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1、第4章 基本指令,4.1位操作类指令 4.2运算指令 4.3其他数据处理指令 4.4表功能指令 4.5转换指令,本章学习目的,l位操作类指令,主要是位操作及运算指令,与时也包含与位操作密切相关的定时器和计数器指令等。l运算指令,包括常用的算术运算和逻辑运算指令。l其他数据处理类,包括数据的传送、移位、填充和交换等指令。l 表功能指令,包括对表的存取和查找指令。l 转换指令,包括数据类型转换、码转换和字符转换指令。,返回本章首页,4.1位操作类指令,指令使用概述 基本逻辑指令 复杂逻辑指令 定时器指令 计数器指令 比较,返回本章首页,指令使用概述,1.主机的有效编程范围存储器的存储容量及各编程元
2、件的有效编程范围如右表4.1所示。,许多指令中含有操作数,操作数的有效编址范围如表4.2所示。,(1)指令例整数加法+I,整数加法指令。使能输入有效时,将两个单字长(16位)的符号整数IN1和IN2相加,产生一个16位整数结果输出(OUT)。在LAD和FBD中,以指令盒形式编程。指令盒的执行结果:IN1+IN2=OUT在STL中,执行结果:IN1+OUT=OUTIN1和IN2的寻址范围:VW、IW、QW、MW、SW、SMW、LW、AIW、T、C、AC、*VD、*AC、*LD和常数。OUT的寻址范围:VW、IW、QW、MW、SW、SMW、LW、T、C、AC、*VD、*AC和*LD。,本指令影响的
3、特殊存储器位:SM1.0(零);SM1.1(溢出);SM1.2(负)使能流输出ENO断开的出错条件:SM1.1(溢出);SM4.3(运行时间);0006(间接寻址)指令格式:+IIN1,OUT,例:+IVW0,VW4本指令在梯形图和语句表中的编程如图4.1所示。,图4.1整数加法,3.梯形图的基本绘制规则(1)Network(2)能流/使能(3)编程顺序(4)编号分配(5)内、外触点的配合(6)触点的使用次数(7)线圈的使用次数(8)线圈的连接,返回本节,基本逻辑指令,基本逻辑指令在语句表语言中是指对位存储单元的简单逻辑运算,在梯形图中是指对触点的简单连接和对标准线圈的输出。一般来说,语句表语
4、言更适合于熟悉可编程序控制器和逻辑编程方面有经验的编程人员。用这种语言可以编写出用梯形图或功能框图无法实现的程序。选择语句表时进行位运算要考虑主机的内部存储结构。,可编程序控制器中的堆栈与计算机中的堆栈结构相同,堆栈是一组能够存储和取出数据的暂时存储单元。堆栈的存取特点是“后进先出”,S7-200可编程序控制器的主机逻辑堆栈结构如表4.3所示。,1.标准触点指令,(1)LD:装入常开触点(LoaD)(2)LDN:装入常闭触点(LoaD Not)(3)A:与常开触点(And)(4)AN:与常闭触点(And Not)。(5)O:或常闭触点(Or)(6)ON:或常闭触点(Or Not)(7)NOT:
5、触点取非(输出反相)(8)=:输出指令,在语句表中,LD、LDN、A、AN、O、ON、NOT这几条指令的执行对逻辑堆栈的影响分别如表4.4、表4.5其后的说明。,表4.5指令AI0.2的执行,程序实例:本程序段用以介绍标准触点指令在梯形图、语句表和功能块图3种语言编程中的应用,仔细比较不同编程工具的区别与联系。其梯形图和语句表程序结构如图4.2所示。,图4.2标准触点LAD和STL例,本程序对应的功能框图如图4.3所示。在功能框图中,常闭触点的装入和串并联用指令盒的对应输入信号端加圆圈来表示。程序执行的时序图如图4.4所示。,图4.3标准触点FBD例,2.正负跳变指令,图4.4时序图,负跳变触
6、点检测到脉冲的每一次负跳变后,产生一个微分脉冲。指令格式:ED(无操作数)应用举例:图4.5是跳变指令的程序片断。图4.6是图4.5指令执行的时序。,图4.5跳变应用,图4.6时序,(1)S,置位指令(2)R,复位指令 置位即置1,复位即置0。置位和复位指令可以将位存储区的某一位开始的一个或多个(最多可达255个)同类存储器位置1或置0。这两条指令在使用时需指明三点:操作性质、开始位和位的数量。各操作数类型及范围如表4.6所示。,3.置位和复位指令,(1)S,置位指令 将位存储区的指定位(位bit)开始的N个同类存储器位置位。用法:Sbit,N例:SQ0.0,1,(2)R,复位指令 将位存储区
7、的指定位(位bit)开始的N个同类存储器位复位。当用复位指令时,如果是对定时器T位或计数器C位进行复位,则定时器位或计数器位被复位,同时,定时器或计数器的当前值被清零。用法:Rbit,N例:RQ0.2,3应用举例:图4.7为置位和复位指令应用程序片断。,图4.7置位复位,本程序对应的时序图如图4.8所示。,图4.8时序图,4.立即指令,(1)立即触点指令(2)=I,立即输出指令(3)SI,立即置位指令(4)RI,立即复位指令,(1)立即触点指令在每个标准触点指令的后面加“I”。指令执行时,立即读取物理输入点的值,但是不刷新对应映像寄存器的值。这类指令包括:LDI、LDNI、AI、ANI、OI和
8、ONI。下面以LDI指令为例。用法:LDIbit例:LDII0.2注意:bit只能是I类型。,(2)=I,立即输出指令用立即指令访问输出点时,把栈顶值立即复制到指令所指出的物理输出点,同时,相应的输出映像寄存器的内容也被刷新。用法:=Ibit例:=IQ0.2注意:bit只能是Q类型。,(3)SI,立即置位指令用立即置位指令访问输出点时,从指令所指出的位(bit)开始的N个(最多为128个)物理输出点被立即置位,同时,相应的输出映像寄存器的内容也被刷新。用法:SIbit,N例:SIQ0.0,2注意:bit只能是Q类型。SI和RI指令的操作数类型及范围如表4.7所示。,(4)RI,立即复位指令用立
9、即复位指令访问输出点时,从指令所指出的位(bit)开始的N个(最多为128个)物理输出点被立即复位,同时,相应的输出映像寄存器的内容也被刷新。用法:RIbit,N例:RIQ0.0,1应用举例:图4.9为立即指令应用中的一段程序,图4.10是程序对应的时序图。,图4.9立即指令程序,图4.10时序图,返回本节,复杂逻辑指令,1.栈装载与指令 2.栈装载或指令 3.逻辑推入栈指令 4.逻辑弹出栈指令 5.逻辑读栈指令 6.装入堆栈指令,1.栈装载与指令,ALD,栈装载与指令(与块)。在梯形图中用于将并联电路块进行串联连接。在语句表中指令ALD执行情况如表4.8所示。,OLD,栈装载或指令(或块)。
10、在梯形图中用于将串联电路块进行并联连接。在语句表中指令OLD执行情况如表4.9所示。,2.栈装载或指令,LPS,逻辑推入栈指令(分支或主控指令)。在梯形图中的分支结构中,用于生成一条新的母线,左侧为主控逻辑块时,第一个完整的从逻辑行从此处开始。注意:使用LPS指令时,本指令为分支的开始,以后必须有分支结束指令LPP。即LPS与LPP指令必须成对出现。在语句表中指令LPS执行情况如下表4.10所示。,3.逻辑推入栈指令,4.逻辑弹出栈指令,LPP,逻辑弹出栈指令(分支结束或主控复位指令)。在梯形图中的分支结构中,用于将LPS指令生成一条新的母线进行恢复。注意:使用LPP指令时,必须出现在LPS的
11、后面,与LPS成对出现。在语句表中指令LPP执行情况如下表4.11所示。,5.逻辑读栈指令,LRD,逻辑读栈指令。在梯形图中的分支结构中,当左侧为主控逻辑块时,开始第二个和后边更多的从逻辑块。在语句表中指令LRD 执行情况如表4.12所示。,6.装入堆栈指令,LDS,装入堆栈指令。本指令编程时较少使用。指令格式:LDSn(n为08的整数)例:LDS4指令LDS4 在语句表中执行情况如下表4.13所示。,应用举例:图4.11是复杂逻辑指令在实际应用中的一段程序的梯形图。,图4.11复杂逻辑指令的应用,返回本节,定时器指令,系统提供3种定时指令:TON、TONR和TOF。精度等级:S7-200定时
12、器的精度(时间增量/时间单位/分辨率)有3 个等级:1ms、10ms和100ms,精度等级和定时器号关系如表4.14所示。,指令操作数,1)编号:2)预设值PT:3)使能输入(只对LAD和FBD):,1.接通延时定时器,TON,接通延时定时器指令。用于单一间隔的定时。上电周期或首次扫描,定时器位OFF,当前值为0。使能输入接通时,定时器位为OFF,当前值从0开始计数时间,当前值达到预设值时,定时器位ON,当前值连续计数到32767。使能输入断开,定时器自动复位,即定时器位OFF,当前值为0。指令格式:TONTxxx,PT例:TONT120,8,2.有记忆接通延时定时器,TONR,有记忆接通延时
13、定时器指令。用于对许多间隔的累计定时。上电周期或首次扫描,定时器位OFF,当前值保持。使能输入接通时,定时器位为OFF,当前值从0开始计数时间。使能输入断开,定时器位和当前值保持最后状态。使能输入再次接通时,当前值从上次的保持值继续计数,当累计当前值达到预设值时,定时器位ON,当前值连续计数到32767。TONR定时器只能用复位指令进行复位操作。指令格式:TONRTxxx,PT例:TONRT20,63,3.断开延时定时器,TOF,断开延时定时器指令。用于断开后的单一间隔定时。上电周期或首次扫描,定时器位OFF,当前值为0。使能输入接通时,定时器位为ON,当前值为0。当使能输入由接通到断开时,定
14、时器开始计数,当前值达到预设值时,定时器位OFF,当前值等于预设值,停止计数。TOF复位后,如果使能输入再有从ON到OFF的负跳变,则可实现再次启动。指令格式:TOFTxxx,PT例:TOFT35,6,4.应用举例,例1:图4.12是介绍3种定时器的工作特性的程序片断,其中T35为通电延时定时器,T2为有记忆通电延时定时器,T36为断电延时定时器。,图4.12定时器特性,本梯形图程序中输入输出执行时序关系如图4.13所示。,图4.13定时器时序,例2:用TON构造各种类型的时间继电器触点。有的厂商的PLC只有TON定时器,因此,在这种情况下可以利用TON来构造断电延时型的各种触点。图4.14是
15、用TON构造TOF作用的触点。其时序图与TOF的时序完全相同。图4.15用通电延时定时器与输出继电器组成带瞬动触点的定时器。图4.16是利用常开触点实现通电和断电都延时的触点作用。本程序实现的功能是:用输入端I0.0控制输出端Q0.0,当I0.0接通后,过3个时间单位Q0.0端输出接通,当I0.0断开后,过6个时间单位Q0.0断开。,图4.14定时器应用,图4.14定时器应用,图4.15定时器应用,图4.16定时器应用,返回本节,计数器指令,1.概 述 2.增计数器 3.增减计数器 4.减计数器 5.应用举例,1.概述,计数器用来累计输入脉冲的次数。计数器也是由集成电路构成,是应用非常广泛的编
16、程元件,经常用来对产品进行计数。计数器指令有3种:增计数CTU、增减计数CTUD和减计数CTD。指令操作数有4方面:编号、预设值、脉冲输入和复位输入。,图4.18电机顺序起动,2.增计数器,CTU,增计数器指令。首次扫描,定时器位OFF,当前值为0。脉冲输入的每个上升沿,计数器计数1次,当前值增加1个单位,当前值达到预设值时,计数器位ON,当前值继续计数到32767停止计数。复位输入有效或执行复位指令,计数器自动复位,即计数器位OFF,当前值为0。指令格式:CTUCxxx,PV例:CTUC20,3程序实例:图4.19为增计数器的程序片断和时序图。,图4.19增计数程序及时序,3.增减计数器,C
17、TUD,增减计数器指令。有两个脉冲输入端:CU输入端用于递增计数,CD输入端用于递减计数。指令格式:CTUDCxxx,PV例:CTUDC30,5程序实例:如图4.20所示为增减计数器的程序片断和时序图。,图4.20增减计数程序及时序,4.减计数器,CTD,增减计数器指令。脉冲输入端CD用于递减计数。首次扫描,定时器位OFF,当前值为等于预设值PV。计数器检测到CD输入的每个上升沿时,计数器当前值减小1个单位,当前值减到0时,计数器位ON。复位输入有效或执行复位指令,计数器自动复位,即计数器位OFF,当前值复位为预设值,而不是0。指令格式:CTDCxxx,PV例:CTDC40,4程序实例:图4.
18、21为减计数器的程序片断和时序图。,图4.21减计数程序及时序,5.应用举例,1)循环计数。以上三种类型的计数器如果在使用时,将计数器位的常开触点作为复位输入信号,则可以实现循环计数。2)用计数器和定时器配合增加延时时间,如图4.22所示。试分析以下程序中实际延时为多长时间。,图4.22计数器应用例,返回本节,比较,1.字节比较 2.整数比较 3.双字整数比较 4.实数比较 5.应用举例,1.字节比较,字节比较用于比较两个字节型整数值IN1和IN2的大小,字节比较是无符号的。比较式可以是LDB、AB或OB后直接加比较运算符构成。如:LDB=、AB、OB=等。整数IN1和IN2的寻址范围:VB、
19、IB、QB、MB、SB、SMB、LB、*VD、*AC、*LD和常数。指令格式例:LDB=VB10,VB12ABMB0,MB1OB=AC1,116,2.整数比较,整数比较用于比较两个一字长整数值IN1和IN2的大小,整数比较是有符号的(整数范围为16#8000和16#7FFF之间)。比较式可以是LDW、AW或OW后直接加比较运算符构成。如:LDW=、AW、OW=等。整数IN1和IN2的寻址范围:VW、IW、QW、MW、SW、SMW、LW、AIW、T、C、AC、*VD、*AC、*LD和常数。指令格式例:LDW=VW10,VW12AWMW0,MW4OW=AC2,1160,3.双字整数比较,双字整数比
20、较用于比较两个双字长整数值IN1和IN2的大小,双字整数比较是有符号的(双字整数范围为16#80000000和16#7FFFFFFF之间)。指令格式例:LDD=VD10,VD14ADMD0,MD8OD=HC0,*AC0,4.实数比较,实数比较用于比较两个双字长实数值IN1和IN2的大小,实数比较是有符号的(负实数范围为-1.175495E-38和-3.402823E+38,正实数范围为+1.175495E-38和+3.402823E+38)。比较式可以是LDR、AR或OR后直接加比较运算符构成。指令格式例:LDR=VD10,VD18ARMD0,MD12OR*AC1,VD100,5.应用举例,控
21、制要求:一自动仓库存放某种货物,最多6000箱,需对所存的货物进出计数。货物多于1000箱,灯L1亮;货物多于5000箱,灯L2亮。其中,L1和L2分别受Q0.0和Q0.1控制,数值1000和5000分别存储在VW20和VW30字存储单元中。本控制系统的程序如图4.23所示。程序执行时序如图4.24所示。,图4.23程序举例,图4.24时序图,返回本节,4.2运算指令,4.2.1 加法 减法 乘法 除法 4.2.5 数学函数指令 增减 4.2.7 逻辑运算,返回本章首页,4.2.1 加法,1.整数加法+I,整数加法指令。使能输入有效时,将两个单字长(16位)的符号整数IN1和IN2相加,产生一
22、个16位整数结果OUT。,图4.25整数加法例,2.双整数加法+D,双整数加法指令。使能输入有效时,将两个双字长(32位)的符号双整数IN1和IN2相加,产生一个32位双整数结果OUT。在LAD和FBD中,以指令盒形式编程,执行结果:IN1+IN2=OUT。在STL中,执行结果:IN1+OUT=OUT。OUT的寻址范围:VD、ID、QD、MD、SD、SMD、LD、AC、*VD、*AC、*LD。指令格式:+DIN1,OUT例:+DVD0,VD4,+R,实数加法指令。使能输入有效时,将两个双字长(32位)的实数IN1和IN2相加,产生一个32位实数结果OUT。在LAD和FBD中,以指令盒形式编程,
23、执行结果:IN1+IN2=OUT。OUT的寻址范围:VD、ID、QD、MD、SD、SMD、LD、AC、*VD、*AC、*LD。本指令影响的特殊存储器位:SM1.0(零);SM1.1(溢出);SM1.2(负)。,返回本节,减法,减法指令是对有符号数进行相减操作。包括:整数减法、双整数减法和实数减法。这三种减法指令与所对应的加法指令除运算法则不同之外,其他方面基本相同。,在LAD和FBD中,以指令盒形式编程,执行结果:IN1-IN2=OUT。在STL中,执行结果:OUT-IN2=OUT。指令格式:-IIN2,OUT(整数减法)-DIN2,OUT(双整数减法)-RIN2,OUT(实数减法)例:-IA
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