S7-200指令总结.ppt

S7 200系列PLC基本指令总结 一内部编程元件 编程元件概念PLC中的每一个I O 内部存储元单元 定时器和计数器都称为内部编程元件 编程元件是PLC内部具有一定功能的器件 它们是由电子线路 寄存器及存储单元等组成的 为了将这种元器件与传统电气控制电路中的继电器区别 把它们称为编程元件 其特点是 触点 动合触点和动断触点 可以无限使用 寿命长 编程时只要记住编程元件的地址即可 编程元件的类别 返回 二编程语言及程序结构 IEC1131 3指令集 支持完全数据检查梯形图 LAD 功能块图 FBD 不支持完全数据检查梯形图 LAD 功能块图 FBD 语句表 STL SIMATIC指令集 S7 200的指令集 梯形图 LAD 由触点 线圈或功能块组成 梯形图左边一条竖线称为左母线 右边一条称为右母线 在S7 200中省略 触点代表逻辑输入条件 线圈代表逻辑输出结果 功能块用来表示定时器 计数器或数学运算等附加指令 梯形图中编程元件的 动合 或 动断 其本质是PLC内部某一存储器数据 位 的状态 线圈代表CPU对存储器的写操作 连线代表指令处理的顺序关系 从左到右 从上到下 梯形图流向清楚 简单 直观 易懂 很适合电气工程人员是由 是第一用户语言 5 IN PT TON T33 I0 0 T33 M0 0 M0 0 I0 0 常开触点 常闭触点 输出线圈 功能块 梯形图 左母线 能流 假想的电流 从左到右 从上到下 触点导通 能流 通过 触点断开 能流 不能通过 主要用来分析PLC的控制过程 网络 触点和线圈构成的具有独立功能的电路 T33 IN PT TON network1 300 Q0 0 T33 I0 2 network2 梯形图 网络1 网络2 注释 延时输出 网络编号 PLC是通过网络编号来识别网络的 语句表 STL 是利用助记符来表达PLC的各种控制功能的 类似于计算机的汇编语言 直观 易懂 简单 一般与梯形图语言配合使用 熟悉PLC和逻辑编程的有经验的程序员最适合使用语句表编程 但注意不同厂家的PLC语句表使用的助记符是不相同的 S7 200系列PLC的程序结构 S7 200系列PLC的程序由三部分组成 用户程序 数据块 参数块用户程序是必选项 可以管理其他块 用户程序由三个基本元素构成 程序结构图 主程序 主程序是程序的主体 每个项目都必须有并只能有一个主程序 在主程序中可以调用子程序和中断程序 主程序控制整个程序的执行 每次CPU扫描都要执行一次主程序 子程序 子程序是一个可选的指令集合 仅在被其他程序调用时才执行 同一子程序可在不同的地方被多次调用 使用子程序可以简化程序和减少扫描时间 中断程序 中断程序是指令的一个可选集合 中断程序不是被主程序调用 它们在中断事件发生时由PLC的操作系统调用 中断程序用来处理预先规定的中断事件 应为不能预指中断事件何时发生 因此不允许中断程序改写可能在其他程序中使用的存储器 主程序 子程序 可选 中断程序 可选 三数据类型及指令格式 基本数据类型及长度 数据类型检查 完全数据类型检查 简单数据类型检查 无数据类型检查 数据检查的级别 S7 200PLC的STMTIC指令集不支持完全数据类型检查 使用局部变量时执行简单数据检查 使用全局变量时 指令操作数为地址而不是可选的数据类型时 执行无数据类型检查 指令的格式 一条语句指令由一个操作码和一个操作数两部分组成 其格式为 操作码 也称助记符 定义指令要执行的功能 它告知CPU做什么 通常能表明指令性质的英文缩写来表示 如LD NOT AND MOVE等 操作数 为执行该操作所需的信息 它告诉CPU用什么去做 操作数位于PLC的存储器中 操作数通常由区域标识符 访问方式和操作数位置组成 用来表明数据区域中操作数的地址和性质 其格式为 区域标识符 指出该操作数存放在存储器哪个区域 用字母代表 访问方式 也称数据长度 指出操作数是按位 字节 字或双字访问的 访问反式用下列符号表示 b 位B 字节W 字 2个字节 D 双字 4个字节 PLC的物理存储器是以字节为单位的 因此存储单元规定以字节为单元 当操作数长度是字或双字时 标识符给出的访问反式是字或双字的最低字节单元号 但为表示字或双字的最低字节单元号是表示字或双字数据的最高有效字节 字节寻址 操作数位置 指明了操作数在此存储区的确切位置 用数字来指明 以字节为单位计数 位寻址 字寻址 MW20 MSB15 LSB0 87 MW21 高有效字节 第有效字节 除了上述的寻址方式外 对于其他的操作数的格式为 计数器寻址 双字寻址 MSB31 LSB0 87 1615 2423 VD103 VD100 VD101 VD102 各数据存储器的区域以及访问方式如下表 四触点指令 标准触点指令 bit bit bit bit bit bit bit bit bit bit bit bit 立即触点指令 I I I I I I 触点中的 I 表示立即动合触点 I 表示立即动断触点 立即是为了加快输入 输出响应速度而设置的存取指令 它不受PLC循环扫描方式的影响 当用立即指令读取输入点的状态时 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 新值同时写到PLC的物流输出端和相应的输出映像寄存器 取反指令 NOT 正 负跳变指令 P N 触点指令举例 I0 0 I0 1 Q0 0 5 1与指令 I1 0 I1 1 Q4 0 5 2或非指令 5 3与非 立即指令 五线圈指令 标准输出线圈指令 立即输出线圈指令 bitI bit 置位 复位线圈指令 bitSN bitRN 立即置位 立即复位线圈指令 bitSIN bitRIN 线圈指令举例 5 1置位 复位指令 I0 0 I0 1 Q0 0 Q0 1 六堆栈指令 堆栈的概念 PLC的堆栈是一组存取数据的临时存储单元 是由堆栈位存储器组成的串联堆栈 逻辑堆栈的操作原则是 先进后出 后进先出 进栈时 数据 串联堆栈 进栈时 数据由栈顶压入 堆栈中原数据行被串行下移一位 在栈底 STRCK8 是数据则丢失 出栈时 数据从栈顶被取出 所有数据向上串行 堆栈的结构 一位 在栈底 STRCK8 中装入一个随机数据 当所有触点呈简单的串联 并联关系时 可用前面介绍的逻辑指令 当所有触点呈比较复杂的连接关系时就要用到堆栈操作 因此 逻辑堆栈指令主要用来完成对触点进行复杂的连接 堆栈的有关指令 栈装载与 ALD 栈装载或 OLD 由两以上支路并形成的电路块称为并联电路块 并联电路块与前面电路串联时要使用ALD指令 由两以上触点串形成的支路称为串联电路块 两个或两个以上的串联电路块并联时要使用OLD指令 NETWORK1 LDI0 0AI0 1LDI1 0AI1 1LDI2 0AI2 1OLD Q6 0 两个或两个以上的串联电路块并联时要使用栈装载或 OLD 指令 NETWORK2 LDI3 1OI3 3LDI3 2OI3 4ALD Q6 1 并联电路块与前面电路串联时要使用栈装载与 ALD 指令 栈装载与 栈装载或指令举例 逻辑读栈 LRD 将堆栈中第2层的数据复制到栈顶第2 9层的数据不变 堆栈没有入栈或出栈操作 但原栈顶值被新的复制值取代 逻辑入栈 LPS 将栈顶值复制后压入堆栈 堆栈中原来各级的数据依次向下一层推移 栈底值被推出丢失 S8丢失 S0被覆盖 用于生成一条新母线 其左侧为原来的主逻辑块 右侧为新的从逻辑块 LPS开始右侧的第1个从逻辑块编程 也叫分支电路开始指令 当新母线左侧为主逻辑块时LRD开始右侧的第2个以后的从逻辑块编程 该指令在编程中使用较少 逻辑出栈 LPP 将栈顶的值弹出 堆栈中原来各级的数据依次向上一级推移 栈顶值从栈内丢失 原堆栈2级的值成为新的栈顶值 代表不确定值 装载堆栈 LDS 将栈内底n级的值复制到栈顶 堆栈中原来各级的数据依次向下一层推移 栈底值被推出丢失 这是第3级被装载哦 LDS3 S0丢失 S8丢失 用于将LPS指令生成一条新的母线复位 因此也叫分支电路结束指令 堆栈指令使用时要注意 由于受堆栈空间的限制 9级 故LPS LPP指令连续使用时应少于9次 LPS和LPP必须成对使用 它们之间可以使用LRD指令 LPS LRD和LPP指令无操作数 入栈 LPS 读栈 LRD 出栈 LPP 指令举例 网络1 I0 0 Q1 0 I0 1 I0 2 NETWORK1 LDI0 0PLSLDI0 1OI0 2ALD Q1 0LRDLDI0 3OI0 4ALD Q1 1LPPAI0 5 Q1 2 I0 5 Q1 2 在梯形图分支结构中 LPS开始右侧的第1个从逻辑块编程 并联电路块与前面电路串联时要使用ALD指令 在梯形图分支结构中 LRD开始第2个以后的从逻辑块编程 LPP复位新母线 与PLS成对出现 梯形图 指令表 七定时器指令 定时器的种类定时器是对PLC内部的时钟脉冲进行计数 S7 200PLC为用户提供了三种类型的定时器 通电延时定时器 TON 有记忆的通电延时定时器 TONR 和失电延时定时器 TOF 定时器的分辨率 编号和定时时间的计算 分辨率 单位时间的时间增量定时器时间的计算 T PT S 实际定时时间 设定值 分辨率 例 TON指令使用T97的定时器 设定值为100 则时间时间为T 100 10ms 1000ms 定时器的指令格式 TOFTXXX PT 梯形图 指令表 工作过程和用途 1 首次扫描时 定时器位为OFF 当前值为02 当IN接通时 定时器位即被置为ON 当前值为03 当输入端由接通到断开时 定时器开始计时4 当前值 设定值时 定时器状态位为OFF 当前值等于预设值 并停止计时5 可用R指令对定时器复位 定时器位为OFF 当前值为06 定时器复位后 如输入端IN从ON转到OOF时 定时器可再次启动7 用于关掉或故障事件后的时间延时 定时器中各参数的意义 TXXX PT IN T 定时器标志 使能输入端 设定值 梯形图 指令表 定时器指令的有效操作数 定时器指令的操作数有3个 即编号 预设值和导通条件 使能输入 1 定时器编号 TXXX 决定了定时器的分辨率 同时还包含定时器状态位和定时器当前值 定时器状态位 当定时器当前值达到预设值PT时 该位被置为1 即ON 定时器当前值 存储定时器当前所累计的时间用16位符号整数来表示 最大计数值为32767 通过定时器号既可以读去定时器的当前值 也可以用来读取定时器的状态位 2 预设值PT 数据类型为INT型 即字 16 与分辨率的乘积就是定时时间 3 使能输入 导通条件 BOOL型 寻址范围见后表 定时器指令的有效操作数表如下 定时器应用举例 T33 IN PT TON 网络1 300 Q0 0 T33 I0 2 NETWORK1LDI0 2TONT33 300NETWORK2LDT33 Q0 0 网络2 Q0 0 梯形图 指令表 时序图 通电 接通 延时定时器 TON T33 IN PT TON 网络1 300 Q0 0 T33 I0 2 NETWORK1LDI0 2TONT33 300NETWORK2LDT33 Q0 0 网络2 梯形图 指令表 T33分辨率为10ms T3 IN PT TONR 网络1 100 Q0 0 T3 I0 0 NETWORK1LDI0 0TONRT3 100NETWORK2RT3 1NETWORK3LDT3 Q0 0 网络2 Q0 0 I0 0 T3当前值 梯形图 指令表 时序图 I0 1 T3R1 网络3 t2 t1 t2 1s I0 1 分辨率 时基 10ms设定时间值 100 10ms 1000ms 1s 有记忆通电 接通 延时定时器 TONR 断电 断开 延时定时器 TOF 以及不同分辨率定时器的刷新方式自己总结 八计数器指令 计数器器的种类定时器是对PLC内部的时钟脉冲局限计数 而计数器是对PLC外部或由程序产生的计数脉冲进行计数 即用来累计输入脉冲的次数 S7 200PLC为用户提供了三种类型的计数器 增计数器 CTU 减计数器 CTD 和增 减计数器 CTUD 计数器的操作计数器的操作包括4个方面 编号 预设值 脉冲输入和复位输入 1 编号 用计数器名称 常数来表示 即CXXX 气范围为C0 C255 计数器编号还包含的信息有 计数器状态位和计数器当前值 计数器状态位 当计数器当前值达到预设值PV时 该位被置为 1 计数器当前值 存储计数器当前所累计的脉冲个数 用16位整数来表示 器最大计数值为32767 可以通过编号访问计数器的状态位和当前值 2 CU 递增计数器脉冲输入端 上升沿有效 3 CD 递减计数器脉冲输入端 上升沿有效 4 R 复位输入端 5 LD 装载复位输入端 只用于递减计数器 6 PV 计数器预设值 数据类型为INT 计数器的指令 1 首次扫描时 计数器位为OOF 当前值为02 当CU端在每一个上升沿接通时 计数器计数1次 当前值增加1个单位3 当前值达到设定值PV时 计数器置位为ON 当前值持续计数至327674 当复位输入端R接通时 计数器复位OFF 当前值为0 1 有两个输入端 CU用于递增计数 CU用于递减计数2 首次扫描时 计数器位为OFF 当前值为03 当CU在上升沿接通时 计数器当前值增加1个单位 当CD在上升沿接通时 计数器当前值减少1个单位4 当前值达到设定值PV时 计数器被置位为ON5 当复位输入端R接通时 计数器复位为OFF 当前值为0 1 首次扫描时 计数器位为OFF 当前值等于预设值2 当CD端在每一个上升沿接通时 计数器减小1个单位 当前值递减至0时 停止计数 该计数器置位为ON3 当复位端LD接通时 计数器复位为OFF 并把预设值PV装入计数器 即当前值为预设值而不是0 PLC计数器的设定值和定时器的设定值不仅可以用程序设定 也可以通过PLC内部的模拟电位器或PLC外接的拨码开关方便 直观地随时修改 计数器指令的有效操作数表如下 常数 计数器应用举例 C4 CU R CTU 网络1 4 Q0 0 C4 I2 4 NETWORK1LDI2 4LDI2 5CTUC4 4NETWORK2LDC4 Q0 0 网络2 加计数器 PV I2 5 梯形图 指令表 时序图 九比较触点指令 比较指令比较指令是将两个操作输入 IN1 IN2 按指定的比较关系进行比较 比较关系成立时则比较触点闭合 在梯形图中 比较指令是以动合触点的形式编程的 在动合触点中间注明比较参数和比较运算符 当两个数的比较结果为真时 该动合触点闭合 即接通或截断能流 在语句表中 比较指令与基本逻辑指令LD A O进行组合后编程 当比较结果为真时 将栈顶值置为1 指令格式 比较触点接起始母线 N1 N2 LDIN 比较触点的与 N1 LDIN 比较触点的或 梯形图 指令表 功能 说明 IN1和IN2的数据要匹配哦 3 输出OUT有 I QV MSM ST CL 能流 注意 不同数据类型的比较在LAD和STL中的表现方式是不同的使用是查表确定 应用举例 某轧钢厂的成品库可存放钢卷1000个 因为不断有钢卷入库 出库 需要对库存的钢卷进行统计 当库存低于下限100时 指示灯HL1亮 当库存大于900时 指示灯HL2亮 当达到库存上限1000时报警器HA响 停止入库 C0 CU CD 网络1库存统计 1000 M0 0 网络2库存情况提示和报警 PV M0 1 梯形图 CTUD I1 2 R C0 I100 Q1 0 C0 I1000 C0 I900 Q1 1 Q1 2 SM0 0 PLC在RUN方式时SM0 0总为1 通过计数器编号可访问计数器的当前值 HL1 库存低于100 HL2 库存高于900 HA 库存高于上限1000 加1 减1 复位 整数比较 NETWORK1LDM0 0LDM0 1CYUDC0 1000NETWORK2LDSM0 0LPSAW C0 100 Q1 0LRDAW C0 900 Q1 1LPPAW C0 1000 Q1 2 指令表 增 减计数器设定值1000 入栈 分支线路开始指令 读栈 分支线路第2个以后的从逻辑块编程 出栈 分支线路结束指令 钢卷数低于下限100时 指示灯HL1亮 钢卷数大于900时 指示灯HL2亮 钢卷数大于上限1000时 报警器HA响 整数比较 十程序控制指令 结束 停止 看门狗复位指令 梯形图 指令表 操作数 功能 END END WDR SOPT END MEND STOP WDR 无 无 无 无 有条件结束主程序 无条件结束主程序 暂停程序执行 警戒时钟刷新 1 有条件结束指令END 执行条件成立 左侧逻辑值为1 是结束主程序 返回到主程序的第一条指令执行 在梯形图中该指令不能连接在左侧母线上 END只能用在主程序中 不能用在子程序和中断程序中 2 无条件结束指令MEND 无条件结束主程序 返回到主程序的第一条指令执行 在梯形图中该指令直接连接在左侧母线上 3 在允许输入有效时立即终止程序的执行 CPU的工作方式由运行 RUN 模式进入停止 STOP 模式 在中断程序中执行STOP指令 该中断立即终止 并忽略全部等待执行的中断 继续执行主程序的剩余部分 并在主程序结束时完成从运行模式到停止模式的转换 4 警戒时钟刷新指令WDR 看门狗复位指令 为了保证系统可靠运行 PLC内部都设置了系统监控定时器WDT 用于监控扫描周期是否超时 当扫描到定时器WDT时 定时器WDT将复位 定时器WDT有一个设定值 100 300ms 系统正常工作时 所需扫描时间小于WDT的设定值 WDT被及时复位 系统出现故障时 扫描时间大于WDT的设定值 WDT不能及时复位 则会出现报警并止CPU运行 同时复位输入 输出 这种故障称为WDT故障 以防止系统故障或程序进入死循环而引起扫描周期过长 顺序控制指令 1 顺序控制 使生产过程按工艺要求事先安排的顺序自动地进行控制 在PLC的顺序控制中常常将控制过程分成若干个顺序控制继电器 SCR 断 简称步 每个SCR都是一个相对稳定的状态 都有开始步 步转换和步结束 2 顺序控制指令 SCR n SCRT SCRE LSCRn SCRTn SCRE 步开始 步转移 步结束 功能 操作对象 梯形图 指令表 顺序控制继电器S 顺序控制继电器S 无 3 指令说明 A SCR包括LSCR 程序步 的开始 SCRT 程序步的转换 SCRE 程序步的结束 指令 从LSCR开始到SCRE结束的所以指令组成一个SCR程序步 B 一个SCR程序步对应顺序功能图这的一个顺序步 C 装载顺序控制继电器 LSCRn 指令表示一个顺序控制继电器 SCR 程序步的开始 LCCR指令把Sn 如S0 1 是的值装载到SCR堆栈 SCR堆栈的值决定该SCR段程序是否执行 当SCR程序步的S位置位时 允许该SCR程序步工作 D SCRT指令有两个功能 一是使当前激活的SCR步停止工作 另一方面使下一个将要执行的SCR程序步工作 E SCRE指令表示一个SCR程序步结束 SCR程序步必须由SCRE结束 F 同一地址的S位不可用于不同的程序分区 顺序控制指令举例根据舞台灯光效果的要求 控制红 绿 黄三色灯 要求 红灯先亮 2s后绿灯亮 再过3s后黄灯亮 待红 绿 黄灯全亮3min后 全部熄灭分析 1 三种颜色的先后亮是典型的顺序控制过程 2 不同灯亮的时间不同 可用定时器来实现 I0 1 Q0 0 Q0 1 Q0 2 S0 1s1 SCR S0 1 SM0 0 Q0 0s1 T37 SCRT S0 2 SCRE SCR S0 2 SM0 0 Q0 1s1 T38 SCRT S0 3 SCRE LDI0 1ANQ0 0ANQ0 1 在初始状态下 置Q0 1 1ANQ0 2SQ0 1 1 LSCRS0 1 S0 1 1 激活第一段SCR程序 第1步 LDSM0 0 PLC在RUN方式时SM0 0总为1SQ0 0 1 红灯亮并保持TONT37 20 启动2s定时器LDT37SCRTS0 2 2s后程序转到第二段SCR S0 2 1 S0 1 0SCRE 第一段SCR结束 LSCRS0 2 S0 2 1 激活第二段SCR程序 第2步 LDSM0 0SQ0 1 1 绿灯亮并保持TONT38 30 启动3s定时器LDT38 3s后程序转到第三段SCR SCRTS0 3 S0 3 1 S0 2 0SCRE 第二段SCR结束 LSCRS0 3 S0 3 1 激活第三段SCR程序 第3步 LDSM0 0SQ0 2 1 黄灯亮并保持TONT39 1800 启动3min定时器LDT39SCRTS0 4 3min后程序转到第四段SCR S0 3 1 S0 2 0SCRE 第三段SCR结束 LSCRS0 4 S0 4 1 激活第四段SCR程序 第4步LDSM0 0RS0 1 4RQ0 0 3 3 红 绿 黄灯全灭SCRE 第四段SCR结束 跳转及标号指令 1 跳转及标号指令概念跳转指令使程序跳转到指定标号n处的程序分支执行 标号指令标记跳转目的地的位置n 2 跳转及标号指令 n JMPn LPLn 当输入端有效时 把程序的执行跳转到指定的标号处 指定跳转的目标标号 操作数0 244 功能 梯形图 指令表 JMP n LPL 3 指令举例手动与自动电路的转换 LDI0 0JMP3LBL3LDNI0 0JMP4LBL4 若I0 0为ON 跳转到LBL3处 执行 自动程序 若I0 0为OFF 程序顺序执行 手动程序 后 跳转到LBL4处 循环指令 1 指令格式 2 指令工作过程使能输入端 EN 有效 循环体开始执行 执行到NEXT指令时返回 每执行一次循环体 当前计数器加1 达到终值 FINAL 时 结束循环 3 使用说明 A FOR和NEXT必须成对使用 B 必须给FOR指令指定循环计数器 INDX 初值 INIT 和终值 FINAL C FOR和NEXT之间的程序步称为循环体 每执行一次循环体 计数器加1 并将其结果与循环终止比较 如果大于终值则停止循环 D FOR和NEXT指令可以嵌套 但最多嵌套8层 但各嵌套层不可交叉 E 如初值大于终值时 循环体不被执行 4 指令举例 I0 0 I0 1 VW100 1 100 VW220 1 5 NEXT NEXT 1 2 LDI0 0F