S7-200功能指令及应用-传送、移位和填充指令

1、第第4章章 S7-200功能指令及应用功能指令及应用 本章内容本章内容 4.1 传送、移位和填充指令传送、移位和填充指令 4.2 运算和数学指令运算和数学指令 4.3 表功能指令表功能指令 4.4 转换指令转换指令 4.5 字符串指令字符串指令 4.6 子程序子程序 4.7 时钟指令时钟指令 4.8 中断中断 4.9 高速计数器指令高速计数器指令 4.10 高速脉冲输出指令高速脉冲输出指令 4.11 PID回路指令回路指令 S7-200指令指令 逻辑指令逻辑指令 实现基本的逻辑控制，通常情况下是根据实现基本的逻辑控制，通常情况下是根据 “位位”信息产生信息产生“位位”信息。信息。 功能指令功能

2、指令 完成更为复杂的控制程序设计；完成更为复杂的控制程序设计； 完成特殊工业控制环节的任务；完成特殊工业控制环节的任务； 使程序设计更加优化和方便。使程序设计更加优化和方便。 4.1 传送、移位和填充指令传送、移位和填充指令 1.传送指令传送指令 n作用作用完成各存储单元之间一个或多个数据的传送。完成各存储单元之间一个或多个数据的传送。 n指令指令 单一传送单一传送 块传送块传送 传送字节立即读传送字节立即读 传送字节立即写传送字节立即写 注：注：口口可为B、W、D（DW）、R 移位指令移位指令 n作用作用常用于顺序动作的控制常用于顺序动作的控制 n指令指令 右移右移 左移左移 循环右移循环右

3、移 循环左移循环左移 寄存器移位寄存器移位 字节交换及填充指令字节交换及填充指令 n作用作用字数据高低字节内容互换；字数据存储区填充。字数据高低字节内容互换；字数据存储区填充。 n指令指令 字节交换字节交换 字数据填充字数据填充 4.2 运算和数学指令运算和数学指令 1.运算指令运算指令 n作用作用算术运算算术运算 n指令指令 n使用注意事项使用注意事项 lLAD和和STL中的不同中的不同 l尽量使用不同的存储单元来存放不同的数据尽量使用不同的存储单元来存放不同的数据 加法加法 减法减法 一般乘法一般乘法 完全整数乘法完全整数乘法 一一 般除法般除法 完全整数除法完全整数除法 数学函数指令数学

4、函数指令 n作用作用以公式计算函数值以公式计算函数值 n指令指令 平方根平方根 自然对数自然对数 指数指数 正弦正弦 余弦余弦 正切正切 增减指令增减指令 n作用作用自增减自增减1 l用作长延时的程序设计中非常有效用作长延时的程序设计中非常有效 n指令指令 增增1指令指令 减减1指令指令 逻辑运算指令逻辑运算指令 n作用作用完成逻辑运算完成逻辑运算 n指令指令 逻辑与逻辑与 逻辑或逻辑或 逻辑异或逻辑异或 逻辑非（取反）逻辑非（取反） 4.3 表功能指令表功能指令 1.数据表格式数据表格式 n表功能指令作用表功能指令作用用来进行数据的有序存取和查找用来进行数据的有序存取和查找 n数据表格式数据

5、表格式 1.指令指令 表存数指令表存数指令 表取数（先进先出）指令表取数（先进先出）指令 表取数（后进先出）指令表取数（后进先出）指令 表查找指令表查找指令 4.4 转换指令转换指令 1.数据类型转换指令数据类型转换指令 n作用作用将数据转换成指令规定的格式将数据转换成指令规定的格式 n指令（指令（1） 字节到整数字节到整数 整数到字节整数到字节 双整数到整数双整数到整数 整数到双整数整数到双整数 实数到双整数实数到双整数 双整数到实数双整数到实数 整数到实数整数到实数 数据类型转换指令数据类型转换指令 n指令（指令（2）：）：BCD码转换指令码转换指令 lBCD 在一些数字系统中，如计算机、

6、控制器和数字式仪器中，为了方便起在一些数字系统中，如计算机、控制器和数字式仪器中，为了方便起 见，往往采用二进制码表示十进制数。通常把用一组四位二进制码来见，往往采用二进制码表示十进制数。通常把用一组四位二进制码来 表示一位十进制数的编码方法称作二表示一位十进制数的编码方法称作二十进制码，亦称十进制码，亦称BCD码码 （Binary Code Decimal）。）。 lBCD码在码在PLC中的应用中的应用 BCD码拨码开关、码拨码开关、 BCD显示器；显示器；HMI BCD码到整数码到整数 整数到整数到BCD码码 编码、译码、段码指令编码、译码、段码指令 n作用作用最低有效位记录及置位；最低有

7、效位记录及置位；LED七段译码七段译码 n指令指令 编码指令编码指令 译码指令译码指令 段码指令段码指令 1.ASCII转换指令转换指令 n基本概念基本概念 l什么是什么是ASCII码？码？American Standard Code for Information Interchange。它。它 用来制订计算机中每个符号对应的代码，每个用来制订计算机中每个符号对应的代码，每个ASCII码以码以1个字节（个字节（Byte）储存，）储存， 从从0到数字到数字127代表不同的常用符号，例如大写代表不同的常用符号，例如大写A的的ASCII码是码是65，小写，小写a则是则是97。 l作用作用 ASCI

8、I码转换指令是将标准字符码转换指令是将标准字符ASCII编码与编码与16进制数值、整数、双整数及进制数值、整数、双整数及 实数之间进行转换。可进行转换的实数之间进行转换。可进行转换的ASCII码为码为3039和和4146，对应的十六进制，对应的十六进制 数为数为09和和AF。 n指令指令 ASCIIHEX HEX ASCII INT ASCII DINT ASCII Real ASCII 1.字符串转换指令字符串转换指令 n作用作用 实现数值与字符串之间的转换。实现数值与字符串之间的转换。 (字符串为全部合法的字符串为全部合法的ASCII字符串字符串) n指令指令 INT Str DINT S

9、tr Real Str Str INT Str DINT Str Real 4.5 字符串指令字符串指令 作用作用人机交互界面设计和数据转换人机交互界面设计和数据转换 指令指令 a) 串长度串长度 b) 串复制串复制 c) 串连接串连接 d)子串子串 e)串搜索串搜索 f)字符搜索字符搜索 4.6 子程序子程序 1.为什么要使用子程序？为什么要使用子程序？ 2.建立一个子程序建立一个子程序 3.子程序的调用子程序的调用 n子程序调用指令（子程序调用指令（CALL） l在使能输入有效时，主程序把程序控制权交给子程序。子程序的调用在使能输入有效时，主程序把程序控制权交给子程序。子程序的调用 可以带

10、参数，可以不带参数。可以带参数，可以不带参数。 n子程序条件返回指令（子程序条件返回指令（CRET） l在使能输入有效时，结束子程序的执行，返回主程序中（此子程序调在使能输入有效时，结束子程序的执行，返回主程序中（此子程序调 用的下一条指令）。梯形图中以线圈的形式编程，指令不带参数。用的下一条指令）。梯形图中以线圈的形式编程，指令不带参数。 1.使用说明使用说明 lCRET多用于子程序的内部，由判断条件决定是否结束子程序调用，多用于子程序的内部，由判断条件决定是否结束子程序调用，RET用于子用于子 程序的结束。软件自动处理程序的结束。软件自动处理RET指令。指令。 l如果在子程序的内部又对另一

11、子程序执行调用指令，则这种调用称为子程序的如果在子程序的内部又对另一子程序执行调用指令，则这种调用称为子程序的 嵌套。子程序的嵌套深度最多为嵌套。子程序的嵌套深度最多为8级。级。 l当一个子程序被调用时，系统自动保存当前的堆栈数据，并把栈顶置当一个子程序被调用时，系统自动保存当前的堆栈数据，并把栈顶置1，堆栈中，堆栈中 的其他值为的其他值为0，子程序占有控制权。子程序执行结束，通过返回指令自动恢复原，子程序占有控制权。子程序执行结束，通过返回指令自动恢复原 来的逻辑堆栈值，调用程序又重新取得控制权。来的逻辑堆栈值，调用程序又重新取得控制权。 2.举例举例 1.带参数的子程序的调用带参数的子程序

12、的调用 n用途用途 n局部变量表的使用局部变量表的使用 n举例举例 4.7 时钟指令时钟指令 1. 作用作用 调用和设置系统时钟，实现运行监视、运行记录、实时控制等。调用和设置系统时钟，实现运行监视、运行记录、实时控制等。 2. 指令指令 3. 时钟缓冲区格式时钟缓冲区格式 读取时钟读取时钟 设定时钟设定时钟 读取夏令制时钟读取夏令制时钟 设定夏令制时钟设定夏令制时钟 字节字节TT+1T+2T+3T+4T+5T+6T+7 含义含义年年月月日日时时分分秒秒0星期星期 范围范围00-9901-1201-3100-2300-5900-59000-07 *8字节数据字节数据 *BCD码格式码格式 4.

13、 举例举例 读实时时钟，并读实时时钟，并 在在LED数码管上显数码管上显 示分钟值。示分钟值。 字字 节节 T T + 1 T + 2 T + 3 T + 4 T + 5 T + 6 T + 7 含含 义义 年年月月日日时时分分秒秒 0 星星 期期 范范 围围 0 0 - 9 9 0 1 - 1 2 0 1 - 3 1 0 0 - 2 3 0 0 - 5 9 0 0 - 5 9 0 0 0 - 0 7 4.8 中断中断 1.什么叫中断？它的作用是什么？什么叫中断？它的作用是什么？ 2.几个基本概念几个基本概念 n中断源中断源 n中断类型中断类型 l通信中断通信中断(自由口自由口) l输入、输出

14、中断输入、输出中断(高速脉冲输入及输出高速脉冲输入及输出) l时基中断时基中断(定时中断定时中断0,SMB34*1ms; 定时中断定时中断1,SMB35*1ms) n中断优先级中断优先级(通信通信I/O 时基时基;不支持中断嵌套不支持中断嵌套) 3.中断指令中断指令 中断连接中断连接 中断分离中断分离 开中断开中断 关中断关中断 清除中断清除中断 中断返回中断返回 INT-中断程序号中断程序号 EVNT-中断事件号中断事件号 1.举例举例 模拟量数据采集，每模拟量数据采集，每200ms进行一次。进行一次。 1.中断程序中断程序 构成构成 建立建立 要求要求 中断程序标号中断程序标号 中断程序指

15、令中断程序指令 无条件返回指令无条件返回指令 利用编程软件中菜单选项插入利用编程软件中菜单选项插入 短小精悍、执行时间短。短小精悍、执行时间短。 杜绝使用杜绝使用END等指令。等指令。 1.使用中断的几点说明使用中断的几点说明 n多个事件可以调用同一个中断程序，但同一个中断事件不能同时指定多个事件可以调用同一个中断程序，但同一个中断事件不能同时指定 多个中断服务程序。否则，在中断允许时，若某个中断事件发生，系多个中断服务程序。否则，在中断允许时，若某个中断事件发生，系 统默认只执行为该事件指定的最后一个中断程序。统默认只执行为该事件指定的最后一个中断程序。 n当系统由其他模式切换到当系统由其他

16、模式切换到RUN模式时，就自动关闭了所有的中断。模式时，就自动关闭了所有的中断。 n可以通过编程，在可以通过编程，在 RUN模式下，用使能输入执行模式下，用使能输入执行ENI指令来开放所指令来开放所 有的中断，以实现对中断事件的处理。全局关中断指令有的中断，以实现对中断事件的处理。全局关中断指令DISI使所有中使所有中 断程序不能被激活，但允许发生的中断事件等候，直到使用开中断指断程序不能被激活，但允许发生的中断事件等候，直到使用开中断指 令重新允许中断。令重新允许中断。 n特别提示：在一个程序中若使用中断功能，则至少要使用一次特别提示：在一个程序中若使用中断功能，则至少要使用一次ENI指指

17、令，不然程序中的令，不然程序中的ATCH指令完不成使能中断的任务。指令完不成使能中断的任务。 4.9 高速计数器指高速计数器指 令令 1. 作用作用 高频脉冲计数，实现精确定位和测量长度等控制任务。高频脉冲计数，实现精确定位和测量长度等控制任务。 2. 指令指令 3. 使用高速计数器的几个关键点使用高速计数器的几个关键点 n计数器类型的选择计数器类型的选择 n输入点的确定输入点的确定 n状态字节和控制字节的使用状态字节和控制字节的使用 n相关中断的触发条件和中断程序的设计相关中断的触发条件和中断程序的设计 定义指令定义指令 高速计数器指令高速计数器指令 1. 使用高速计数器的编程步骤使用高速计

18、数器的编程步骤 n选择高速计数器选择高速计数器 n设置控制字节设置控制字节 n执行执行HDEF指令指令 n设置初始值和预设值设置初始值和预设值 n设置中断事件并全局开中断设置中断事件并全局开中断 n执行执行HSC指令指令 1. 举例举例 n采用测频的方法测量电机的转速采用测频的方法测量电机的转速 l用测频法测量电机的转速是指在单位时间内采集编码器脉冲的个用测频法测量电机的转速是指在单位时间内采集编码器脉冲的个 数，因此可以选用高速计数器对转速脉冲信号进行计数，同时用数，因此可以选用高速计数器对转速脉冲信号进行计数，同时用 时基来完成定时。知道了单位时间内的脉冲个数，再经过一系列时基来完成定时。

19、知道了单位时间内的脉冲个数，再经过一系列 的计算就可以得知电机的转速。的计算就可以得知电机的转速。 4.10 高速脉冲输出指令高速脉冲输出指令 1.作用作用驱动负载实现运动的精确控制驱动负载实现运动的精确控制 2.高速脉冲的输出方式高速脉冲的输出方式 nPTO（Pulse Train Output） nPWM（Pulse Width Modulation） 3.指令指令 4.11 PID回路指令回路指令 1.问题讨论问题讨论 n什么是什么是PID？ n什么场合需要用什么场合需要用PID？ nPID指令的实质是什么？如何选择指令的实质是什么？如何选择PID的功能？的功能？ n如何在计算机控制系统

20、中使用如何在计算机控制系统中使用PID？ n在在PLC控制系统中如何使用控制系统中如何使用PID？ l过去的情况过去的情况 l现在的情况现在的情况 l信号在信号在PLC端子上的表现形式端子上的表现形式 t dtdeKcMedtKceKctM 0 0 /)( )()/()()/()( 1 PVnPVTsTdKcMXPVnSPnTiTsKcPVnSPnKcMn n PROPORTIONAL INTEGRAL DIFFERENTIAL 1.PID回路表回路表 )()/()()/()( 1 PVnPVTsTdKcMXPVnSPnTiTsKcPVnSPnKcMn n 1.PID指令及使用方法指令及使用方

21、法 n指令指令 n确定确定PID回路号回路号 TBL回路表起始地址回路表起始地址 LOOP回路号回路号 用户程序中最多可有用户程序中最多可有8条条PID回路，不同的回路，不同的PID回路指令必须使用不同的回路号。回路指令必须使用不同的回路号。 回路号值（回路号值（LOOP）=07 nPID指令的使用指令的使用 l回路输入量的转换及归一化回路输入量的转换及归一化 为什么要进行归一化处理？为什么要进行归一化处理？ 第一步，将工程实际值由第一步，将工程实际值由16位整数转化为实数，程序如下：位整数转化为实数，程序如下： XORD AC0，AC0 /清累加器清累加器AC0 ITD AIW0，AC0 /

22、把整数转化为双整数（设采集数据通道地址为把整数转化为双整数（设采集数据通道地址为AIW0） DTR AC0，AC0 /把双整数转化为实数把双整数转化为实数 第二步，将实数格式的工程实际值转化为第二步，将实数格式的工程实际值转化为0.0，1.0之间的无量纲相对值，用之间的无量纲相对值，用 下式来完成这一过程：下式来完成这一过程： RNorm=（RRawSpan）+Offset 式中：式中：RNorm 为工程实际值的归一化值；为工程实际值的归一化值；RRaw 为工程实际值的实数形式值，为工程实际值的实数形式值， 未归一化处理。标准化实数又分为双极性（围绕未归一化处理。标准化实数又分为双极性（围绕0

23、.5上下变化）和单极性（以上下变化）和单极性（以 0.0为起点在为起点在0.0和和1.0之间的范围内变化）两种。对于双极性，之间的范围内变化）两种。对于双极性，Offset为为0.5； 对于单极性，对于单极性，Offset为为0，Span表示值域的大小，通常单极性时取表示值域的大小，通常单极性时取32 000， 双极性时取双极性时取64 000。 以下程序段用于将以下程序段用于将AC0中的双极性模拟量进行归一化处理（可紧接上面的程中的双极性模拟量进行归一化处理（可紧接上面的程 序）：序）： /R 64000.0，AC0 /将将AC0中的双极性模拟量值进行归一化中的双极性模拟量值进行归一化 +R

24、 0.5，AC0 / Offset处理处理 MOVR AC0，VD200 /将归一化结果存入将归一化结果存入TABLE中（设中（设TABLE表地址为表地址为 VD200） nPID指令的使用指令的使用 l回路控制输出转换为按工程量标定的整数值回路控制输出转换为按工程量标定的整数值 为什么要进行工程量标定转换？为什么要进行工程量标定转换？ 第一步，用下式将回路输出转换为按工程量标定的实数格式：第一步，用下式将回路输出转换为按工程量标定的实数格式： Rscal = (MnOffset ) Span 式中：式中：Rscal为已按工程量标定的实数格式的回路输出；为已按工程量标定的实数格式的回路输出；M

25、n为归一化实数格为归一化实数格 式的回路输出。程序如下：式的回路输出。程序如下： MOVR VD208，AC0 /将回路输出结果（设将回路输出结果（设TABLE表首地址为表首地址为VB200）放）放 入入AC0 -R 0.5，AC0 /对双极性场合减去对双极性场合减去0.5 *R 64 000，AC0 /将将AC0中的值按工程量标定中的值按工程量标定 第二步，将已标定的实数格式的回路输出转化为第二步，将已标定的实数格式的回路输出转化为16位的整数格式，并输出。位的整数格式，并输出。 TRUNC AC0，AC0 /取整数取整数 DTI AC0，AC0 /双整数转换为整数双整数转换为整数 MOVW AC0，AQW0 /把整数值送到到模拟量输出通道（设为把整数值送到到模拟量输出通道（设为AQW0） l选择选择PID回路类型回路类型 关闭积分回路关闭积分回路 关闭微分回路关闭微分回路 关闭比例回路关闭比例回路 1.PID使用举例使用举例 n题目