39271西门子plc系统综合应用技术电子课件第二章

西门子PLC系统综合应用技术第二章

刘文芳方强编著第2章S7-200PLC基本指令及程序设计

2.1S7-200系列PLC的数据类型和寻址方式2.1.1数据类型1.数据类型和范围SIMATICS7-200系列PLC中以不同的格式保存和处理数据，数据类型可以是布尔型（0或1）、整型和实型（浮点数）及字符串。数据类型、长度及范围如表2-1所示。2.常数S7-200系列PLC的编程中，经常会使用常数，如数据运算、定时器、计数器等，常数的数据长度可为字节、字和双字。常数的书写可以用二进制、十进制、十六进制、浮点数等。书写时在数字的前面加注几进制，如2#1010111100001011表示二进制；16#7A8F表示十六进制；而十进制前面不用加标注。2.1.2寻址方式1.直接寻址直接寻址是在指令中直接使用存储器或寄存器的元件名称（区域标志）和地址编号，直接到指定的区域读取或写入数据。有按位、字节、字、双字的寻址方式，存储器的单位可以是位（bit）、字节（Byte）、字（Word）、双字（DoubleWord），那么寻址方式也可以分为位、字节、字、双字寻址。2.间接寻址间接寻址时操作数并不提供直接数据位置，而是通过使用地址指针来存取存储器中的数据。在S7-200中允许使用指针对I、Q、M、V、S、T、C（仅当前值）存储区进行间接寻址。2.2S7-200系列的基本逻辑指令2.2.1位逻辑指令1.装载指令LD（Load）指令：LDbit梯形图:2.取反装载指令LDN（LoadNot）指令：LDNbit梯形图:3．或(并联常开触点)指令O（Or）指令：Obit梯形图:2.2.1位逻辑指令4.或非(并联常闭触点)指令ON指令：ONbit梯形图:5.与（串联常开触点）指令A指令：Abit梯形图:6.与非（串联常闭触点）指令AN指令：ANbit梯形图:2.2.1位逻辑指令7．输出（线圈驱动）指令指令：=bit梯形图:8．置位（S）与复位(R)指令1)S（SET）：置位指令指令：Sbit，N梯形图:2)R（Reset）：复位指令指令：Rbit，N梯形图:9.取反指令指令：NOT梯形图:2.2.1位逻辑指令10．正、负跳变指令1）EU（EdgeUP）：上升沿微分指令，指令：EU梯形图:2）ED（EdgeDown）：下降沿微分指令，指令：ED梯形图:11．立即指令（I）

2.2.1位逻辑指令12.RS触发器指令

2.2.1位逻辑指令13.比较指令比较指令是将两个操作数按指定的条件比较，操作数可以是整数，也可以是实数和字符串，在S7-200PLC的比较指令中，比较条件为真时，触点就闭合（将栈顶值置1），否则断开（将栈顶值置0）。所以比较指令实际上也是一种位指令。比较触点可以装入，也可以串、并联。比较指令为上、下限控制提供了极大的方便。数值的类型有：单字节无符号数（B）、有符号单字长整数（I）、有符号双字整数（D）、有符号实数（浮点数R）及字符串（S）。数值比较的运算有：IN1=IN2（等于），IN1<IN2（小于），IN1>IN2（大于），IN1<>IN2（不等于），IN1<=IN2（小于等于）,IN1>=IN2（大于等于）；而字符串比较指令用来比较两个ASCII码字符串是否相同,字符串的长度不能超过254个字符。字符串比较的运算只有：IN1=IN2（字符串相同），IN1<>IN2（字符串不相同）。2.2.2堆栈的基本概念及逻辑堆栈操作指令

1.栈装载与（块串联）指令在梯形图中就是把两个已装入的触点块串连起来。2.2.2堆栈的基本概念及逻辑堆栈操作指令2.栈装载或（块并联）指令在梯形图中就是把2个已装入的触点块并连起来。2.2.2堆栈的基本概念及逻辑堆栈操作指令3.逻辑推入栈（分支电路开始）指令逻辑推入栈指令（LPS）复制栈顶的值，并将这个值推入栈。栈底的值被推出并消失。在梯形图中，它用于生成一条新的母线，即把新的分支电路开始时的逻辑状态推入栈。4.逻辑读栈指令逻辑读栈指令（LRD）复制堆栈中的第二个值到栈顶。堆栈没有推入栈或者弹出栈操作，但旧的栈顶值被新的复制值取代。即读取最近推入栈的内容。5.逻辑弹出栈指令逻辑弹出栈指令（LPP）弹出栈顶的值，堆栈的第二个栈值成为新的栈顶值。6.装入堆栈指令复制堆栈中的第N个值到栈顶，栈底的值被推出并消失。2.3S7-200系列的定时器、计数器指令

2.3.1S7-200系列的定时器指令1.有关定时器指令的几个基本概念1）定时器的编号定时器的编号用定时器的名称和它的常数编号（最大为255）来表示，即T×××。2）定时器位：与其他继电器的输出相似。当定时器的当前值≥设定值PT时，定时器的位被置为ON，触点动作。3）定时器当前值：存储定时器当前所累计的时间，它用16位符号整数来表示，最大计数值为32767。4）定时器的设定值PT：数据类型为INT型。操作数可为：VW、IW、QW、MW、SW、SMW、LW、AIW、T、C、AC、*VD、*AC、*LD和常数，其中常数最为常用。5）定时器的设定时间：设定时间T=设定值PT×分辨率。6）TON和TOF使用相同范围的定时器编号，所以在同一个PLC程序中决不能把同一个定时器号同时用作TON和TOF。S7-200定时器的精度分辨率有3个等级：1ms、10ms和100ms。2.3.1S7-200系列的定时器指令2.3.1S7-200系列的定时器指令1.有关计数器指令的几个基本概念1）计数器的编号：计数器的编号用计数器的名称和它的常数编号（最大为255）来表示，即C×××。2）计数器位：与其他继电器的输出相似。当计数器的当前值达到设定值PV时，计数器的位被置为ON，触点动作。3）计数器当前值：存储计数器当前所累计的脉冲个数，它用16位符号整数来表示，最大计数值为32767。4）计数器的设定值PV：数据类型为INT型。操作数可为：VW、IW、QW、MW、SW、SMW、LW、AIW、T、C、AC、*VD、*AC、*LD和常数，其中常数最为常用。5）由于每一个计数器只有一个当前值，所以不要多次定义同一个计数器2.3.1S7-200系列的定时器指令2.定时器指令的梯形图和语句表格式

2.4S7-200系列的程序控制指令

2.4.1结束、停止指令及看门狗复位指令

1.条件结束指令（END）指令：END梯形图:2.停止指令（STOP）指令：STOP梯形图:3.看门狗复位指令（WDR）指令：WDR梯形图:2.4.2跳转指令1)跳转指令JMP：使能输入有效时，使程序跳转到同一程序中的相同的跳转标号LBLn的后面一条指令执行。2)标号指令LBL：标记程序段，作为跳转指令执行时跳转到的目的位置n。（操作数n:常数0～255）3)跳转及标号指令成对出现在程序中，可以在主程序、子程序或者中断服务程序中，使用跳转指令。跳转和与之相应的标号指令必须位于同一段程序代码（无论是主程序、子程序还是中断服务程序）。不能从主程序跳到子程序或中断程序，同样不能从子程序或中断程序跳出。可以在SCR程序段中使用跳转指令，但相应的标号指令必须也在同一个SCR段中。4)执行跳转后，被跳过的程序段不被执行。2.4.3循环指令在控制系统中经常遇到需要重复执行若干次同样的任务的情况，这时可以使用循环指令。循环开始指令FOR和循环结束指令NEXT可以描述需重复进行一定次数的循环体。每条FOR指令必须对应一条NEXT指令。循环开始指令和循环结束指令的梯形图和语句表格式如图2.5基本指令应用及典型环节程序设计

2.5.1梯形图编程的基本规则PLC的编程应该遵循以下基本原则：1）外部输入、输出、内部继电器（位存储器）、定时器、计数器等器件的触点使用次数是无限制的。因为触点相当于对存储单元进行读操作，读多少次存储内容也不受影响。只读的特殊继电器，不能由程序控制。所以在程序中只能使用它们的触点，不能出现它们的线圈。2）梯形图每一行都是从左侧母线开始，然后是各种触点的逻辑连接，线圈或指令盒接在最右边，触点不能放在线圈的右边。如图2-22所示。但如果是以有能量传递的指令盒结束时，可以使用AENO指令在其后面连接指令盒（较少使用）。西门子的编程软件，右母线省略不画。2.5.1梯形图编程的基本规则3）线圈不能直接与左侧母线相连。如需要的话可通过特殊的中间继电器SM0.0（常ON特殊中间继电器）完成，2.5.1梯形图编程的基本规则4）同一编号的线圈在一个程序中使用两次及以上（称为双线圈输出）容易引起误操作，应尽量避免双线圈输出。5）梯形图程序必须符合顺序执行的原则，从左到右，从上到下地执行，如不符合顺序执行的电路不能直接编程。6）在梯形图中串联触点、并联触点的使用次数没有限制，可无限次地使用。应把串联多的电路块尽量放在最上边，把并联多的电路块尽量放在最左边，这样可节省指令条数。2.5.2典型电路及环节的PLC程序设计PLC控制系统和其他自控系统一样，不论多么复杂的系统，大多是由一些典型的环节组合而成的，下面我们先讨论一些典型环节的PLC程序设计及应用。例2-1

用PLC控制一台电动机正反转。设计PLC控制系统必须要有画出主电路；分配PLC的I/O表；画出I/O接线图；编写PLC控制程序这些步骤。2.5.2典型电路及环节的PLC程序设计例2-2

设计一个PLC控制系统，控制电动机正反转循环要求系统起动后电动机正转5s反转5s，如此循环，运行完3次后，系统自动停止，按停止按钮，系统也停止。I/O分配表：I0.0停止按钮；I0.1起动按钮；I0.2热继电器常闭触点；Q0.0接触器KM1线圈;Q0.1接触器KM2线圈。2.5.2典型电路及环节的PLC程序设计例2-3设计一个PLC控制系统，用1个按钮控制起动和停止，第一次按起动，第二次按停止。2.5.2典型电路及环节的PLC程序设计例2-4

设计一个PLC控制系统，在输入信号不规范的情况下，要求在每一个输入信号的上升沿产生一个宽度固定的脉冲输出，其时序图和梯形图如图2.5.2典型电路及环节的PLC程序设计例2-5设计一个PLC控制系统，要求在有输入信号后，延时一段时间产生一个脉冲输出，其时序图和梯形图如图2.5.2典型电路及环节的PLC程序设计例2-6设计计数器的扩展电路。如前所述，一个计数器的最大计数值是32767，在实际应用中如计数范围超过最大值，就需要用到计数器的扩展电路。图2-31所示为计数器扩展电路的程序。2.5.2典型电路及