第5章s7 200系列plc指令与程序设计

第五章S7-200系列PLC指令与程序设计第四节其它指令(P21)第五节子程序与中断程序(P40)第六节指令向导(P51)第七节程序调试与运行(P65)第八节列表法(P70)1第三节常用字节、字和双字操作指令(P3)第五章S7-200系列PLC指令与程序设计按页码访问030405060708091011121314151617181920212223242526272829303132333435363738394041424344454647484950515253545556575859606162636465660267686970717273747576777879802数据传送指令--数据传送指令(MOV)将一个数据传送至另一个存储位置字节/字/双字操作指令三注意：1、指令盒类型和两端数据类型保持一致字节型双字型双字型浮点型指令盒必须有前导触点，也就是说必须是有条件接通的。如果确实是无条件接通，可选SM0.0（始终接通的特殊中间继电器）为前导触点2、指令盒不能直接与母线连接3、注意使用触点与边沿的区别根据PLC扫描特点，当触点接通后，每个扫描周期其后的指令均会被运行，因此如仅在触点有效时运行一次，则应使用边沿指令3数据传送指令--数据块传送指令(BLKMOV)将某个地址开始的指定个数据传送至另一个地址开始的位置4数据传送指令--字节交换指令(SWAP)将IN端的字型数据高8位和低8位数据进行交换5数据传送指令--字节数据立即传送指令(MOV_BI

)移动字节立即写入（MOV_BIW）指令从位置IN读取数值并写入（以字节为单位）实际输入OUT，以及对应的“进程图像”位置RW6运算指令--整数运算之加减法（ADD/SUB）加减法指令各两条，用于实现整型(字)与双整型(双字)数据的加减运算特殊中间寄存器SMB1中的相应位用于存放运算的状态：结果为零时SM1.0置位、溢出时SM1.1置位、结果为负时SM1.2置位7运算指令--整数运算之乘除法（MUL/DIV）整数乘除指令各有三条，分别为整数相乘得双整数(MUL)、整数相乘(MUL_I)、双整数相乘(MUL_DI)、整数相除得商/余数(DIV)、整数相除(DIV_I)与双整数相除(DIV_DI)8整数乘除法运算同样会影响SMB1：结果为零时SM1.0置位，溢出时SM1.1置位，结果为负时SM1.2置位，除数为0时SM1.3置位运算指令--整数运算之自增/自减指令（INC/DEC）递增与递减指令分别有字节型、字型和双字型，用于完成使IN中输入的数据加1后向OUT端的数据输出影响SMB1中的位有：结果为零时M1.0置位，溢出时SM1.1置位，(字或双字型递增或递减)结果为负时SM1.2置位9运算指令--逻辑运算指令（与AND/或OR/异或XOR/非INV）逻辑运算指令用于对数据的二进制格式的每一位进行运算，结果影响SM1.0，当结果为0时置位非运算0101与运算×0×10001110或运算+0+100101111异或运算001011010110运算指令--移位/循环指令(SHL/RROL/R)移位指令中包含左移与右移指令，用于将IN端的数据相应地移动N位，相应的移出位补0，并向OUT端数据输出I0.0网络1移位指令移位指令：每次I0.0出现上升沿使VB20向左移动1位SHL_BENINOUTENOPNVB201VB20100101010SM1.1VB20000SM1.011运算指令--移位/循环指令(SHL/RROL/R)移位指令中包含左移与右移指令，用于将IN端的数据相应地移动N位，相应的移出位补0，并向OUT端数据输出I0.0网络1移位指令移位指令：每次I0.0出现上升沿使VB20向左移动3位SHL_BENINOUTENOPNVB203VB20100101010SM1.1VB20000SM1.00012运算指令--移位/循环指令(SHL/ROL)循环指令中包含左移与右移指令，用于将IN端的数据相应地移动N位，移出的位补至另一端的移出位，向OUT端数据输出I0.0网络1循环指令移位指令：每次I0.0出现上升沿使MB1向左移动2位ROL_BENINOUTENOPNMB12MB1100101010SM1.1MB100SM1.01013运算指令--移位/循环指令(SHL/ROL)在Q0.0~Q0.7分别连接了8盏灯，试编写程序使灯依次点亮一秒14浮点数运算指令浮点数也被称为实数，均为双字型数据(32位)，采用的数据格式与通用的数据格式相同。在浮点数运算指令中，除加减乘除运算外，还可完成开方、正余弦、正切、自然对数、自然指数等运算，运算结果也是浮点数。运算影响的SMB1中的位有：零结果时SM1.0置位，溢出时SM1.1置位，结果为负进SM1.2置位，(除法运算时)除数为0时SM1.3置位15比较指令比较指令用于两个数(字节型、字型、双字型)进行比较，结果为布尔量。在LAD语言中表现为触点形式，当结果为真时触点接通，结果为假时触点断开。16比较指令利用比较指令实现使Q0.0连接的灯亮2秒灭2秒的功能17字符串指令ASCII码的概念：计算机中用ASCII码代表字符用于打印或数据传输，每个符号都有独一无二的编码，如数字字符“1”的ASCII码为16进制的31，字母“A”的ASCII码为16进制的41等；每个汉字占据2个字节，如汉字“中”的编码为16进制的D6D0S7-200内部的数据定义有ASCII数据字节与字符串两种1、字符串操作指令仅在S7-22X类型PLC及Step7-Micro/WinV4.0版本软件中使用2、输入ASCII数据字节时使用的是一般数据传送指令MOV，输入字符串时则需用STR_CPY指令。3、输入ASCII数据字节时使用单引号，字符串则需用双引号”4、ASCII数据字节通常在存储空间中占用1、2或4个字节，字符串则可存放最多255个字节的字符18字符串指令两种数据的定义方式及其在存储空间中的存放格式19第五章S7-200系列PLC指令与程序设计第四节其它指令20实时时钟操作指令PLC自带实时时钟，当外接电源断开时，可采用内部超级电容进行供电。长时间不使用时，时间将会归零，此时需要连接PC后在软件中进行设置21实时时钟操作指令指令中支持使用设置时钟指令（SET_RTC）和读取时钟指令（READ_RTC)对实时时钟进行操作，时钟数据共占据8个字节实时时钟时间格式T字节说明数据类型0年(0~99)当前年份(BCD值)1月(1~12)当前月份(BCD值)2日(1~30)当前日期(BCD值)3小时(0~23)当前小时(BCD值)4分钟(0~59)当前分钟(BCD值)5秒(0~59)当前秒(BCD值)600保留---始终为007星期(1~7)当前星期几(1=星期日)(BCD值)22实时时钟操作指令设置时钟应用实例23实时时钟操作指令读取时钟应用实例字节位说明0年(0~99)1月(1~12)2日(1~30)3小时(0~23)4分钟(0~59)5秒(0~59)6007星期(1~7)VB30VB31VB32VB33VB34VB35VB36VB3724实时时钟操作指令I0.0连接的触点在9：00-10：00内按下两次，试用实时时钟程序记录相隔的时间(精确到分钟)，存放在VW100中思考题1：如果上例中需要记录的时间精确到秒，程序该如何编制？思考题2：如果上例中去掉9：00-10：00的条件，程序该如何编制？25实时时钟操作指令采用实时时钟程序实现Q0.1接通3小时后使Q0.2接通的功能26时钟捕捉指令(BGN_ITIME和CAL_ITIME)时钟捕捉指令读取PLC内置1毫秒定时器的当前值，并将该值存储于OUT位置的双字单元(BGN_ITIME)或将当前时刻与IN端的时间比较输出至OUT位置的单元，双字毫秒的最大间隔为232个1毫秒，即49.7日。27程序控制指令----跳转指令（JMP和LBL）当指令前的触点有效时，程序直接跳转至相同标号的LBL指令所在的位置。该指令同样通过堆栈进行操作，当JMP指令执行时对程序中标签（n）执行分支操作；当跳转接受时堆栈顶值始终为逻辑1；标签（LBL）指令标记跳转目的地（n）的位置。28程序控制指令----循环指令（FOR和NEXT）循环指令执行FOR和NEXT之间的指令，FOR指令前面的触点条件满足时开始循环。在使用时要使用一个V、M或L区的字变量做为索引值(INDX)，即循环变量，用于对循环计数，同时需指定索引值的起始值(INIT)和结束值(FINAL)，循环次数=FINAL-INIT+1，如果FINAL值小于INIT值则不执行循环。NEXT指令标记FOR循环结束，并将堆栈顶值设为1。每条FOR指令配一个NEXT指令，循环条件也可以嵌套(即在FOR/NEXT指令中再增加FOR/NEXT指令)，最多可嵌套八层。29程序控制指令----循环指令（FOR和NEXT）计算1+2+3+…+10030程序控制指令----循环指令（FOR和NEXT）使用数据传送指令实现STR_CPY指令将VB0开始的字符串复制至VB100的功能31程序控制指令----循环指令（FOR和NEXT）需使用8个双字存放水泵的运行时间(以分钟为单位)，位置是VD0~VD28，试编制程序完成该功能32程序控制指令----顺序控制指令顺序控制指令采用专用的S堆栈进行操作，顺序控制指令有3条，分别是载入顺序控制继电器(LSCR)、SCR转换指令(SCRT)和有条件SCR结束(CSCRE)，S堆栈用于指示当前正在运行的顺控程序位置顺控指令开始时使用S指令将SCR的位S×.×，然后利用该位使用SCR指令开始顺控，该段程序使用SCRE标识程序段的结尾。在其它顺控有效前，程序将始终扫描该程序段。当该段程序需要结束时，在该段程序内增加SCRT指令结束当前程序段，转而执行下段与位对应的SCR段程序。33程序控制指令----顺序控制指令顺序控制主要控制程序在执行完某一功能(程序段)后再开始执行另一功能，其最大特点是：从当前状态跳转且唯一跳转至另一状态，没有分支状态。34程序控制指令----顺序控制指令利用置位(S)指令将S变量置位用SCR/SCRE代表程序段开始与结束程序段中利用SCRT指令跳出当前程序段，进入下一程序段35程序控制指令----顺序控制指令分散控制和汇合控制用于使多个功能(程序段)同时完成，分散控制是指从一个状态中同时激活多个状态，此后多个状态同时运行。36程序控制指令----顺序控制指令汇合控制用于与分散控制相结合使多个同时运行的状态流汇合成一个状态流37程序控制指令----其它控制指令(1)有条件结束(END)指令有条件结束指令用于根据其前方的逻辑条件终止主程序。该指令通常用于用户主动结束当前扫描周期的主程序运行。(2)停止(STOP)指令当该指令执行后，可将PLC由运行(RUN)状态强制转换为停止(STOP)状态。(3)看门狗复原(WDR)指令该指令用于重新触发S7-200CPU的系统监视程序定时器，避免出现看门狗(扫描延时)错误。当使用程序跳转、循环指令或中断程序过多使单次用户程序扫描的时间延长，则在用户程序完成后一系列更新才能完成。当预计扫描时间将超过500毫秒时应当使用WDR指令，重新触发看门狗定时器。38第五章S7-200系列PLC指令与程序设计第五节子程序与中断程序39子程序----子程序输入输出数据设置40子程序----子程序编制41子程序----子程序调用42中断程序----中断的概念与分类为确保PLC在运行过程中准确获取外部信息(输入端子或通讯)或实现对某些高速信号的精确控制(如高速计数器)，需要采用中断以及中断程序完成用户要求的功能。中断通常由外部信号触发，不同的外部信号产生的中断被称为中断事件(Event)。S7-200支持的中断事件共有三种类型，分别为通讯口中断、I/O中断和时间基准中断。通讯端口中断：S7-200生成允许程序控制通讯端口的事件。I/O中断：S7-200生成用于各种I/O状态不同变化的事件。这些事件使程序可以对高速计数器、脉冲输出或输入的上升沿或下降沿状态进行应答的事件。时间基准中断：S7-200使程序按照具体间隔进行应答的事件。43中断程序----中断的优先级当多个中断事件同时发生时，系统将根据优先级进行排队，并且送入中断队列进行排队，以确保优先级最高的事件优先得到服务。与微机程序不同，低优先级的中断程序在执行时，高优先级中断不能打断该中断程序，只能进入中断队列进行优先等待处理。事件

优先级别优先级别受CPU支持号码中断说明群组组别221222224224XP/2268端口0：接收字符通讯

(最高)0√√√√9端口0：传输完成

0√√√√23端口0：接收信息完成0√√√√24端口1：接收信息完成1

√25端口1：接收字符1

√26端口1：传输完成1

√19PTO0完全中断

0√√√√20PTO1完全中断1√√√√0上升边缘，I0.0离散

(中等)2√√√√2上升边缘，I0.13√√√√4上升边缘，I0.24√√√√6下降边缘，I0.35√√√√1下降边缘，10.06√√√√3下降边缘，I0.17√√√√5下降边缘，I0.28√√√√7下降边缘，I0.39√√√√12HSC0CV=PV10√√√√27HSC0方向改变11√√√√28HSC0外部复原／Zphase12√√√√13HSC1CV=PV13

√√14HSC1方向改变14

√√15HSC1外部复原15

√√16HSC2CV=PV16

√√17HSC2方向改变17

√√18HSC2外部复原18

√√32HSC3CV=PV19√√√√29HSC4CV=PV20√√√√30HSC1方向改变21√√√√31HSC1外部复原／Zphase22√√√√33HSC2CV=PV23√√√√10定时中断0定时

（最低）0√√√√11定时中断11√√√√21定时器T32CT=PT中断2√√√√22定时器T96CT=PT中断3√√√√44中断程序设计----（1）建立中断程序设计中断程序，使I0.0出现下降沿时产生中断，程序作用是每次使VB100自加1，同时使M0.2的状态取反45中断程序设计----（1）建立中断程序设计中断程序，使I0.0出现下降沿时产生中断，程序作用是每次使VB100自加1，同时使M0.2的状态取反46中断程序设计----（2）建立中断连接采用ATCH使中断程序与事件之间建立连接，即在主程序界面的ATCH指令INT端填写中断程序名称，在EVNT端填写中断事件号码，在本例中应分别填写INT_0(名称)或INT0(中断程序编号)和147中断程序设计----（3）开中断与关中断使用开中断指令将所有中断事件打开。需要注意的是：开中断指令和禁止中断针对的对象是所有中断48中断程序设计----（4）清除中断利用清除中断事件指令(CLR_EVNT)可清除所有类型为EVNT的中断事件，包括中断队列中的中断事件。49第五章S7-200系列PLC指令与程序设计第六节指令向导50指令向导指令向导是软件中帮助用户实现某些特殊功能和指令的专用程序，指令通常包含通讯、高速脉冲、数据调度等功能。51指令向导----高速计数器PLC的硬件与软件上增加了专用的高速计数器端子与指令，CPU200CN系列PLC的高速计数器频率最高可达30KHz，而CPU224XP系列PLC则可达到200KHz，根据CPU类型和输入信号单双相的区别，每台PLC有2~6个高速计数器，可以满足大多数高速计数场合的要求。52指令向导----高速计数器高速计数器共有12种工作模式，具有不同的功能HSC模式说明输入HSC0I0.0I0.1I0.2HSC1I0.6I0.7I0.2I1.1HSC2I1.2I1.3I1.1I1.2HSC3I0.1HSC4I0.3I0.4I0.5HSC5I0.40具有内部方向控制的单相计数器时钟脉冲1时钟脉冲复位2时钟脉冲复位启动3具有外部方向控制的单相计数器时钟脉冲方向4时钟脉冲方向复位5时钟脉冲方向复位启动6具有两个时钟输入的双相计数器增计数脉冲减计数脉冲7增计数脉冲减计数脉冲复位8增计数脉冲减计数脉冲复位启动9A/B相正交计数器时钟脉冲A时钟脉冲B10时钟脉冲A时钟脉冲B复位11时钟脉冲A时钟脉冲B复位启动12仅HSC0和HSC3支持模式12HSC0计数Q0.0所发脉冲的数目HSC3计数Q0.1所发脉冲的数目53指令向导----高速计数器54指令向导----高速计数器S7-200符号名称SM地址功能HSC_StatusSMB(y)HSC计数器状态

SM(y).0-SM(y).4保留Status_5SM(y).5当前计数方向状态位：1=增计数Status_6SM(y).6当前值等于预置值状态位：1=等于Status_7SM(y).7当前值大于预置值状态位：1=大于注释：计数器状态仅限在执行由高速计数器事件触发的中断程序时有效HSC_CtrlSMB(y+1)HSC控制HSC_Reset_LevelSM(y+1).0HSC的复位有效电平控制位：0=复位有效电平高；1=复位有效电平低SM(y+1).1保留HSC_RateSM(y+1).2HSC计数速率选择：0=4x计数速率；1=1x计数速率HSC_DirSM(y+1).3HSC方向控制位：1=增计数HSC_Dir_UpdateSM(y+1).4HSC更新方向：1=更新方向HSC_CV_UpdateSM(y+1).5HSC更新预置值：1=在HSC预设中写入新预置值HSC_PV_UpdateSM(y+1).6HSC更新当前值：1=在HSC预设中写入新当前值HSC_EnableSM(y+1).7HSC使能位：1=使能注释：当采用外部复位中断事件(请参考表5.6)时，不能使用对该字节进行修改并重新装入新计数值或禁止，然后重新使能高速计数器的方法，否则会出现严重错误HSC_CVSMD(y+2)HSC新当前值双字数值：可将当前高速计数器当前值进行更新，然后使SM(y+1).6写入1，写入的值就成为计数器的当前值HSC_PVSMD(y+6)HSC新预置值双字数值：可将当前高速计数器预置值进行更新，然后使SM(y+1).5写入1，写入的值就成为计数器的新的预置值注释：SM地址中的y值根据需要设置的高速计数器确定。HSC0时y=36，HSC1时y=46，HSC2时y=56，HSC3时y=136，HSC4时y=146，HSC5时y=156。如HSC0的HSC_Status为SMB36，HSC_Ctrl为SMB37，HSC_CV为SMD38，HSC_PV为SMD4255指令向导----PID控制器56指令向导----PID控制器PID控制器在控制系统中的作用57指令向导----PID控制器除S7-224XP外，S7-200系列的CPU均不带有模拟量输入输出端子，但可以选择模拟量扩展模块与CPU连接后接收或发送模拟量信号，使用前需设置模拟量信号的范围EM231单极性满量程输入分辨率SW1SW2SW3ONOFFON0-10V2.5mVONOFF0-5V1.25mV0-20mA5μA双极性满量程输入分辨率SW1SW2SW3OFFOFFON±5V2.5mVONOFF±2.5V1.25mVEM235单极性满量程输入分辨率SW1SW2SW3SW4SW5SW6ONOFFOFFONOFFON0-50mV12.5μVOFFONOFFONOFFON0-100mV25μVONOFFOFFOFFONON0-500mV125μVOFFONOFFOFFONON0-1V250μVONOFFOFFOFFOFFON0-5V1.25mV0-20mA5μAOFFONOFFOFFOFFON0-10V2.5mV双极性满量程输入分辨率SW1SW2SW3SW4SW5SW6ONOFFOFFONOFFOFF±25mV12.5μVOFFONOFFONOFFOFF±50mV25μVOFFOFFONONOFFOFF±100mV50μVONOFFOFFOFFONOFF±250mV125μVOFFONOFFOFFONOFF±500mV250μVOFFOFFONOFFONOFF±1V500μVONOFFOFFOFFOFFOFF±2.5V1.25mVOFFONOFFOFFOFFOFF±5V2.5mVOFFOFFONOFFOFFOFF±10V5mV58指令向导----PID控制器PID模块的调用59指令向导----PID控制器PID参数的修改（方法1）编程程序或在状态表中直接根据PID配置时使用的地址对数据进行修改地址(全部为实数)参数说明地址示例(以PID模块地址为VB0~VB119)为例VD(x)PV：实测值VD0VD(x+4)SP：设定值VD4VD(x+8)Output：输出VD8VD(x+12)Gain：比例增益VD12VD(x+16)SampleTime：采样周期VD16VD(x+20)I_Time：积分时间VD20VD(x+24)D_Time：微分时间VD2460指令向导----PID控制器PID参数的修改（方法2）利用PID调节控制面板直接对控制曲线进行监测并对P、I、D和采样周期各参数进行修改61指令向导----PID控制器PID参数的修改（方法3）利用PID回路指令直接传递已存放的参数组62指令向导----文本显示向导为显示PLC中的相关运行数据，或帮助操作者完成某种操作或对PLC内部数据进行修改，通常需要为PLC增加人机界面(Human-MachineInterface,HMI)，目前最常用的是仅可显示文字的文本屏和具有图形化界面的触摸屏。所有的人机交互界面在使用前均需进行组态(Configuration)，即设计界面上需要显示或操作的内容。63第五章S7-200系列PLC指令与程序设计第七节程序调试与运行64程序调试与运行----数据块数据块用于为程序运行提供初始化数据65程序调试与运行----程序编译与下载编译用于将用户编制的程序自动修改成为机器语言下载用于将编译后的程序传送至PLC使其运行66程序调试与运行----程序与状态表监控在PC与PLC连接且二者程序完全一致的前提下，用户可以在PC上实时监视程序运行与数据实时值与趋势图67程序调试与运行----交叉引用程序编译完成后，用户可使用交叉引用查询程序中是否使用过某一变量或使用使用变量在程序中的位置68第五章S7-200系列PLC指令与程序设计第八节列表法69列表法由于PLC采用循环扫描方式运行程序，因此更看重逻辑，这里介绍列表法以帮助分析逻辑，减少程序编制中出现的双线圈输出和逻辑混乱的问题。本方法的基本操作是：分析所有可以使某个线圈接通与断开的条件，接通条件通常为瞬态信号，当该信号有效时使线圈接通并自锁；断开条件通常为常态信号，当该信号有效时使线圈解锁断开。当存在多个接通条件时，以上条件均被称为正条件，相互间为“或”关系；当存在多个断开条件时，以上条件被称为反条件，相互间为“或非”的关系(可直接用FBD块编制)，将所有线圈(包含中间继电器M、定时器T与计数器C)的输出采用列表方式表示后即可采用梯形图、STL语言或FBD块编程，其中尤以FBD效果最好，LAD语言次之70列表法PLC的Q0.0与Q0.1分别通过KM1与KM2线圈连接了两台电机，I0.0与I0.1分别连接了启动与停止按键。要求的逻辑如下：当I0.0按下时，Q0.0接通启动第一台电机，在5秒后自动接通Q0.1启动第二台电机；当I0.1按下时，Q0.1立即断开使第二台电机停止，3秒后断开Q0.0使第一台电机停止逻辑分析表线圈名称功能说明自锁条件(瞬态信号)解锁条件(常态信号)Q0.0电机1I0.0↑T38=1M0.0T37保持I0.0↑T38=1T37(TON)启动定时M0.0=1开始定时T38=1Q0.1电机2T37↑I0.1=1M0.1T38保持I0.1↑T38=1T38(TON)停止定时M0.1=1开始定时T38=1说明：↑与↓分别表示前面触点出现上升沿与下降沿，触点=0与触点=1分别代表常闭触点与常开触点71列表法----示例1（FBD程序1）将所有自锁条件和线圈自身触点进行“或”运算得到正条件，将所有解锁条件进行“或”运算后取反后得到反条件，正反条件相与后输出至线圈逻辑分析表线圈名称功能说明自锁条件(瞬态信号)解锁条件(常态信号)Q0.0电机1I0.0↑T38=1M0.0T37保持I0.0↑T38=1T37(TON)启动定时M0.0=1开始定时T38=172列表法----示例1(FBD程序2）将所有自锁条件和线圈自身触点进行“或”运算得到正条件，将所有解锁条件进行“或”运算后取反后得到反条件，正反条件相与后输出至线圈逻辑分析表线圈名称功能说明自锁条件(瞬态信号)解锁条件(常态信号)Q0.1电机2T37↑I0.1=1M0.1T38保持I0.1↑T38=1T38(TON)停止定时M0.1=1开始定时T38=173列表法----示例1(LAD程序1）