自动化基础教材之应用指令

第5章应用指令

5.1程序控制类指令5.2特殊指令

5.1程序控制类指令

空操作

5.1.2结束及暂停

看门狗

跳转

子程序指令

程序循环

顺序控制继电器

与ENO指令

返回本章首页空操作

NOP，空操作指令。使能输入有效时，执行空操作指令。空操作指令不影响用户程序的执行，操作数N是标号，是一个0~255的常数。指令格式： NOP N例： NOP 30 程序如下图5.1所示。返回本节5.1.2结束及暂停

1.结束指令结束指令有两条：END和MEND。两条指令在梯形图中以线圈形式编程。END，条件结束指令。使能输入有效时，终止用户主程序。MEND无条件结束指令。无条件终止用户程序的执行，返回主程序的第一条指令。用Micro/Win32编程时，编程人员不需手工输入MEND指令，而是由软件自动加在主程序结尾。指令格式：END （无操作数）2.暂停指令STOP，暂停指令。使能输入有效时，该指令使主机CPU的工作方式由RUN切换到STOP方式，从而立即终止用户程序的执行。STOP指令在梯形图中以线圈形式编程。指令不含操作数。指令的执行不考虑对特殊标志寄存器位和能流的影响。指令格式：STOP （无操作数）返回本节看门狗

WDR，看门狗复位指令。当使能输入有效时，执行WDR指令，每执行一次，看门狗定时器就被复位一次。用本指令可用以延长扫描周期，从而可以有效避免看门狗超时错误。指令格式：WDR （无操作数）程序实例：指令STOP、END、WDR的应用如图5.2所示。图5.2停止、结束、看门狗指令返回本节跳转

1.跳转指令与跳转相关的指令有下面两条：（1）跳转指令JMP，跳转指令。使能输入有效时，使程序流程跳到同一程序中的指定标号n处执行。执行跳转指令时，逻辑堆栈的栈顶值总是1。（2）标号指令LBL，标号指令。标记程序段，作为跳转指令执行时跳转到的目的位置。操作数n为0~255的字型数据。程序实例：如右图5.3所示。用增减计数器进行计数，如果当前值小于500，则程序按原顺序执行，若当前值超过500，则跳转到从标号10开始的程序执行。返回本节图5.3程序跳转实例子程序指令令建立子程序序2.子程序调用用3.带参数的子子程序调用用1.建立子程序序可用编程软软件Edit菜单中的Insert选项，选择择Subroutine，以建立或或插入一个个新的子程程序，同时时在指令树树窗口可以以看到新建建的子程序序图标，默默认的程序序名是SBR_n，编号n从0开始按递增增顺序生成成，可以在在图标上直直接更改子子程序的程程序名。在在指令树窗窗口双击子子程序的图图标就可对对它进行编编辑。2.子程序调用用（1）子程序调调用和返回回指令子程序调用用子程序条件件返回（2）注意事项项（3）应用实例例图5.4所示的程序序实现用外外部控制条条件分别调调用两个子子程序。图5.4子程序调用用举例（1）子程序参参数变量名变量类型数据类型（2）参数子程程序调用的的规则（3）变量表使使用（4）程序实例例3.带参数的子子程序调用用以上面指令令为例，局局部变量表表分配如表表5.1所示，程序序段如图5.5所示。表5.1局局部变变量表例图5.5带参数的子子程序调用用返回本节程序循环循环开始循环结束3.程序实例图5.6程序循环(1)返回本节图5.6程序循环(2)顺序控制继继电器1.顺序继电器器指令（1）定义顺序序段（2）段开始（3）段结束（（4）段转移2.注意事项3.顺序结构4.程序实例本例是用顺顺序继电器器实现的顺顺序控制中中的一个步步的程序段段，这一步步实现的功功能是使两两个电机M1和M2起动运行20秒后停止，，切换到下下一步。程序如图5.7所示。返回本节与ENO指令AENO，与ENO指令。ENO是梯形图和和功能框图图编程时指指令盒的布布尔能流输输出端。如如果指令盒盒的能流输输入有效，，同时执行行没有错误误，ENO就置位，将将能流向下下传递。当当用梯形图图编程时，，且指令盒盒后串联一一个指令盒盒或线圈，，语句表语语言中用AENO指令描述。。指令格式：：AENO（无操作数数）图5.8与ENO指令AENO指令只能在在语句表中中使用，将将栈顶值和和ENO位的逻辑与与运算，运运算结果保保存到栈顶顶。程序如如图5.8所示。返回本节5.2特殊指令时钟指令中断通信高速计数高速脉冲输输出回路指令返回本章首首页时钟指令令1.读实时时时钟TODR，读实时时时钟指指令。当当使能输输入有效效时，系系统读当当前时间间和日期期，并把把它装入入一个8字节的缓缓冲区。。2.写实时时时钟TODW，写实时时时钟指指令。用用来设定定实时时时钟。当当使能输输入有效效时，系系统将包包含当前前时间和和日期，，一个8字节的缓缓冲区将将装入时时钟。时钟缓冲冲区的格格式如表表5.2所示。表5.2时钟钟缓冲区区程序实例例控制要求求：编写一段段程序，，可实现现读、写写实时时时钟，并并以BCD码显示分分钟。时时钟缓冲冲区从VB100开始。程序中的的子程序序SBR_0为写时钟钟子程序序，将当当前时间间写入从从VB100开始的8字节时间间缓冲区区，时间间设置如如下表5.3所示。程程序实现现：读写写时钟程程序如图图5.9所示。。图5.9读写时钟钟返回本节节中断1.中断源（1）中断源源及种类类中断源，，即中断断事件发发出中断断请求的的来源。。S7-200可编程序序控制器器具有最最多可达达34个中断源源，每个个中断源源都分配配一个编编号用以以识别，，称为中中断事件件号。这这些中断断源大致致分为三三大类：：通信中中断、输输入输出出中断和和时基中中断。（2）中断优优先级中断优先先级由高高到低依依次是：：通信中中断、输输入输出出中断、、时基中中断。每每种中断断中的不不同中断断事件又又有不同同的优先先权。主机中的的所有中中断事件件及优先先级如表表5.4所示。表5.4中断断事件及及优先级级2.中断调用用即调用中中断程序序，使系系统对特特殊的内内部或外外部事件件作出响响应。系系统响应应中断时时自动保保存逻辑辑堆栈、、累加器器和某些些特殊标标志存储储器位，，即保护护现场。。中断处处理完成成时，又又自动恢恢复这些些单元原原来的状状态，即即恢复现现场。（1）中断调调用指令令（2）注意事事项（3）程序实实例（3）程序实实例控制要求求：程序实现现的功能能是调用用I0.1输入点的的上升沿沿中断，，若发现现I/O错误，则则禁止本本中断，，用外部部条件可可以禁止止全局中中断。程序实现现：本程程序如图图5.10所示。图5.103.中断程序序（1）构成中断程序序必须由由三部分分构成：：中断程程序标号号、中断断程序指指令和无无条件返返回指令令。（2）要求（3）编制方方法（4）注意事事项返回本节节通信通信指令令包括：：XMT，自由口口发送指指令RCV，自由口口接收指指令NETR，网络读读指令NETW，网络写写指令GPA，获取口口地址指指令高速计数数1.高速计数数器介绍绍2.高速计数数指令3.高速计数数器的使使用方法法4.应用实例例1.高速计数数器介绍绍（1）数量及及编号（2）中断事事件类型型（3）工作模模式及输输入点（1）数量及及编号高速计数数器在程程序中使使用时的的地址编编号用HCn来表示（（在非程程序中有有时用HSCn），HC表编程元元件名称称为高速速计数器器，n为编号。。HCn除了表示示高速计计数器的的编号之之外，还还代表两两方面的的含义：：高速计计数器位位和高速速计数器器当前值值。编程程时，从从所用的的指令可可以看出出是位还还是当前前值。不同型号号的PLC主机，高高速计数数器的数数量对应应如表5.7所示。（2）中断事事件类型型高速计数数器的计计数和动动作可采采用中断断方式进进行控制制，与CPU的扫描周周期关系系不大，，各种型型号的PLC可用的高速计计数器的中断断事件大致分分为3类：当前值等等于预设值中中断、输入方方向改变中断断和外部复位位中断。所有有高速计数器器都支持当前前值等于预设设值中断。每个高速计数数器的3种中断的优先先级由高到低低，不同高速速计数器之间间的优先级又又按编号顺序序由高到低。。具体对应关关系如表5.8所示。（3）工作模式及及输入点工作模式输入端连接高速计数器的的工作模式共共有12种。以模式4为例，时序如如图5.11所示。图5.11模式4操作时序选用某个高速速计数器在某某种工作模式式下工作，高高速计数器的的输入端不是是任意选择，，必须按系统统指定的输入入点。如表5.9所示。2.高速计数指令令高速计数器指指令有两条：：HDEF和HSC。（1）HDEF指令HDEF，定义高速计计数器指令。。使能输入有有效时，为指指定的高速计计数器分配一一种工作模式式，即用来建建立高速计数数器与工作模模式之间的联联系。梯形图图指令盒中有有两个数据输输入端：HSC，高速计数器器编号，为0~5的常数，字节节型；MODE，工作模式，，为0~11的常数，字节节型。（2）HSC指令HSC，高速计数器器指令。使能能输入有效时时，根据高速速计数器特殊殊存储器位的的状态，并按按照HDEF指令指定的工工作模式，设设置高速计数数器并控制其其工作。梯形形图指令盒数数据输入端N：高速计数器器编号，为0~5的常数，字型型。每个高速计数数器都有固定定的特殊功能能存储器与之之相配合，完完成高速计数数功能。具体体对应关系如如表5.11所示。3.高速计数器的的使用方法每个高速计数数器都有一个个状态字节，，程序运行时时根据运行状状况自动使某某些位置位，，可以通过程程序来读相关关位的状态，，用以作为判判断条件实现现相应的操作作。状态字节节中各状态位位的功能如表表5.12所示。（1）选择计数器器及工作模式式（2）设置控制字字节（3）执行HDEF指令（4）设定当前值值和预设值（5）设置中断事事件并全局开开中断（6）执行HSC指令使用高速计数数器时，要按按以下步骤进进行：表5.13控控制位含含义4.应用实例要对一高速事事件精确控制制，通过对脉脉冲信号进行行增计数，计计数当前值达达到24产生中断，重重新从0计数，对中断断次数进行累累计。计数方方向用一个外外部信号控制制，并能实现现外部复位。。所用的主机机型号为CPU221。设计步骤：①选择高速计数数器HSC0，并确定工作作方式4。②令SM37=16#F8③③执行HDEF指令，输入端端HSC为0，MODE为4。④装入当前值，，令SMD38=0。⑤装入设定值，，令SMD42=24。⑥执行中断连接接ATCH指令，输入端端INT为INT0，EVNT为10。主程序、初始始化子程序和和中断程序分分别如图5.12、图5.13和图5.14所示。图5.12主程序图5.13初始化子程程序图5.14中断程序返回本节高速脉冲输输出1.高速脉冲输输出介绍（1）高速脉冲冲输出的形形式（2）输出端子子的确定（3）相关寄存存器（4）脉冲输出出指令每个高速脉脉冲发生器器对应一定定数量特殊殊标志寄存存器，这些些寄存器包包括控制字字节寄存器器、状态字字节寄存器器和参数数数值寄存器器，用以控控制高速脉脉冲的输出出形式、反反映输出状状态和参数数值。各寄寄存器分配配如表5.14所示。l状态字节每个高速脉脉冲输出都都有一个状状态字节，，程序运行行时根据运运行状况自自动使某些些位置位，，可以通过过程序来读读相关位的的状态，用用以作为判判断条件实实现相应的的操作。状状态字节中中各状态位位的功能如如表5.15所示。控制字节每个高速脉脉冲输出都都对应一个个控制字节节，通过对对控制字节节中指定位位的编程，，可以根据据操作要求求设置字节节中各控制制位，如脉脉冲输出允允许、PTO/PWM模式选择、、单段/多段选择、、更新方式式、时间基基准、允许许更新等。。控制字节节中各控制制位的功能能如表5.16所示。2.高速脉冲串串输出PTO（1）周期和脉脉冲数（2）PTO的种类（3）中断事件件类型（4）PTO的使用（1）周期和脉脉冲数周期：单位位可以是微微秒μs或毫秒ms；为16位无符号数数据，周期期变化范围围是50~65535μμs或2~65535ms，通常应设设定周期值值为偶数，，若设置为为奇数，则则会引起输输出波形占占空比的轻轻微失真。。如果编程程时设定周周期单位小小于2，系统默认认按2进行设置。。脉冲数：用用双字长无无符号数表表示，脉冲冲数取值范范围是1~4294967295之间。如果果编程时指指定脉冲数数为0，则系统默默认脉冲数数为1个。（2）PTO的种类PTO方式中，如如果要输出出多个脉冲冲串，允许许脉冲串进进行排队，，形成管线线，当前输输出的脉冲冲串完成之之后，立即即输出新脉脉冲串，这这保证了脉脉冲串顺序序输出的连连续性。单段管线多段管线包络表由包包络段数和和各段构成成。每段长长度为8个字节，包包括：脉冲冲周期值（（16位）、周期期增量值（（16位）和脉冲冲计数值（（32位）。以包包络3段的包络表表为例，包包络表的结结构如表5.17所示。（3）中断事件件类型高速脉冲串串输出可以以采用中断断方式进行行控制，各各种型号的的PLC可用的高速速脉冲串输输出的中断断事件有两两个，如表表5.18所示。（4）PTO的使用使用高速脉脉冲串输出出时，要按按以下步骤骤进行：确定脉冲发发生器及工工作模式设置控制字字节写入周期值值、周期增增量值和脉脉冲数装入包络的的首地址设置中断事事件并全局局开中断执行PLS指令3.应用实例（1）控制要求求步进电机转转动过程中中，要从A点加速到B点后恒速运运行，又从从C点开始减速速到D点，完成这这一过程时时用指示灯灯显示。电电机的转动动受脉冲控控制，A点和D点的脉冲频频率为2kHz，B点和C点的频率为为10kHz，加速过程程的脉冲数数为400个，恒速转转动的脉冲冲数为4000个，减速过过程脉冲数数为200个。工作过程如如图5.15所示。图5.15步进电机工工作过程（2）分析确定脉冲发发生器及工工作模式设置控制字字节写入周期值值、周期增增量值和脉脉冲数装入包络表表首地址中断调用执行PLS指令（3）程序实现现本控制系统统主程序如如下图5.16所示。初始始化子程序序SBR_1如图5.17所示。包络络表子程序序如图5.18所示。中断断程序如图图5.19所示。图5.16主程序图5.17初始化子程程序SBR_1图5.18包络表子程程序SBR_0（图5.18包络表子程程序SBR_0（2）图5.19中断程序4.宽度可调脉脉冲输出PWM（1）周期和脉脉冲宽度（2）更新方式式（3）PWM的使用返回本节回路指令PID算法2.PID指令3.应用实例1.PID算法1.PID算法如果一个PID回路路的的输输出出M(t)是时时间间的的函函数数，，则则可可以以看看作作是是比比例例项项、、积积分分项项和和微微分分项项三三部部分分之之和和。。即即：：用数数字字计计算算机机处处理理这这样样的的控控制制算算式式，，连连续续的的算算式式必必须须周周期期采采样样进进行行离离散散化化，，同同时时各各信信号号也也要要离离散散化化，，公公式式如如下下：：MPn=Kc*(SPn-PVn)+Kc*Ts/Ti*(SPn-PVn)+MX+Kc*Td/Ts*(PVn-1-PVn)回路路表表初初始始化化程程序序实实例例：：如果果Kc为0.4，Ts为0.2秒，，Ti为30分钟钟，，Td为15分钟钟，，则则可可以以建建立立一一个个子子程程序序SBR0用来来对对回回路路表表进进行行初初始始化化。。程程序序如如图图5.20所示示。。图5.20回路路表表初初始始化化子子程程序序SBR0PID，PID回路路指指令令。。使使能能输输入入有有效效时时，，该该指指令令利利用用回回路路表表中中的的输输入入信信息息和和组组态态信信息息，，进进行行PID运算。。梯形形图的的指令令盒中中有2个数据据输入入端：：TBL，回路路表的的起始始地址址，是是由VB