模块化编程模块类型指令结构

教改教案NO。12授课日期2003年10月24日８周年月日周年月日周授课班级控制专业0221班专业班专业班课题西门子公司SIMATICS7系列PLCS7系列PLC的基本指令及应用教学目标知识点模块化编程模块类型指令结构能力培养培养学生分析问题的能力、归纳总结能力德育培养培养学生团队精神教学重点模块类型教学难点指令结构教学内容——过程教学方法教具或教学环境时间（分钟）复习：··西门子SIMATICS7有哪些机型·西门子SIMATICS7-300的配置·西门子SIMATICS7-300的编址第三章西门子公司的SIMATICS7系列PLC第二节西门子公司的SIMATICS7系列PLC的基本指令及应用一、SIMATICS7的编程软件1．编程语言：梯形图指令表逻辑功能图高级语言（SCL）编程方式：编程器（不常用）、上位机（多用）2．编程软件··STEP7包Micro/WIN——S7-200·STEP7Mini——S7-300·标准软件包STEP7——S7-300和4003．标准软件包STEP7的程序结构STEP7有三种编程方法可供选用··线性编程——将个用户程序写在一个指令连续的块中，适合于较简单的控制任务·分部式编程——将用户程序分成相对独立的指令块，各分块的执行顺序由组织块中的指令决定·结构化编程——要注用户程序提供一些通用的指令块，可被反复调用（多用）结构化编程也即模块化编程方式。它将用户程序分成各种不同的块类型。总体上分为：系统块和用户块两大类。系统块：系统块：·SFB=系统功能块·SFC=系统功能·SDB=系统数据块用户块：·OB=组织块·FC=功能·FB=功能块·DB=数据块（1）组织块（OB）OB块构成了S7CPU和用户程序的接口。可将全部程序存在OB1中，让它连续不断地循环处理。也可将程序放在不同的块中，用OB1在需要的时候调用。除OB1外，操作系统根据不同的事件可以调用其它的OB块。如：··时间-日期中断·周期时间中断·诊断中断·硬件中断·故障处理中断·硬件启动（2）功能块（FB）是逻辑操作块内的功能或功能组，在操作块内分配有存储器，并存有变量。FB需要这个背景数据块形式的辅助存储器。通过背景数据块传递参数，而且，一些局部参数也保存在此区。其它的临时变量存在局部堆栈中。保存在背景数据块内的数据，当功能块关闭时数据仍保持。（3）功能（FC）功能是类似于功能块的逻辑操作块，但是，其中不分配存储区。FC不需要背景数据块。临时变量保存在局部堆栈中，直到功能结束。当FC执行结束时，使用的变量要丢失。（4）数据块（DB）数据块是一个永久分配的区域，其中存有其它功能的数据或住处数据块是可读/写区，并作为用户程序的一部分转入CPU。（5）系统功能（SFC）是集成在S7CPU中的已经编程并调试过的功能。这些块支持的一些任务是设置模板参数、数据通讯和拷贝功能等。用户程序可以不用装载直接调用SFC。SFC不需要分配数据块。（6）系统功能块（SFB）系统功能块是S7CPU的集成功能。由于SFB是操作系统的一部分，用户程序可以不用装载直接调用SFB。SFB需要分配背景数据块DB，数据块必须作为用户程序的一部分下装到CPU。（7）系统数据块（SDB）是由不同STEP7工具产生的程序存储区，其中存有操作控制器的必要数据。SDB中存有一些信息。二、SIMATICS7的指令及结构1．指令的组成（1）语句指令一条指令由一个操作码和一个操作数组成，而操作数由标志符和参数组成。其中，操作码定义要执行的功能，它告诉CPU该做什么；操作数为执行该操作所需要的信息，它告诉CPU用什么去做。例如：AI1.0参数操作码（与）标志符操作数（2）梯形图逻辑指令在梯形图中，操作码是用图素表示的。如：Q4.0（）表示一个二进制赋值操作。2．操作数（1）标识符及标识参数在存储器中的指令的操作数由操作标识符和参数组成。操作数标识符表明操作数放在存储器的哪个区域及操作数位数；标识参数则进一步说明操作数在该存储区域内的具体位置。操作数标识符由主标识符和辅助标识符组成。主标识符表示操作数所在的存储区，辅助标识符进一步说明操作数的位数长度。或没有辅助标识符，则指操作数的位数是第一位。主标识符有：··I——输入过程映像存储区·Q——输出过程映像存储区·M——位存储区·PI——外部输入·PQ——外部输出·T——定时器·C——计数器·DB——数据块·L——本地数据辅助标识符有：··X——位·B——字节·W——字（2字节）·D——双字（4字节）PLC物理存储器是以字节为单位的，所以存储单元规定为字节单元。位地址参数用一个点与字节地址分开。如M10.1当操作数长度是字或双字时，标识符后给出的标识参数是字或双字内的最低字节单元号。字节、字、双字的关系及表示方法如图：（2）操作数的表示方法在STEP7中，操作数有两种表示方法：·物理地址（绝对地址）表示法·符号地址表示法用物理地址表示操作数时，要明确指出操作数的所在存储区、操作数的位数及具体位置。如：Q4.0表示这是一个在输出过程映像区中的输出位，具体位置是第四个字节的第0位。用符号地址表示操作数时，符号名必须先定义后使用，且符号名必须是唯一的。如Q4.0可用符号名MOTOR_ON替代表示。定义符号时，需要指明操作数所在的存储区，操作数的位数、具体位置及数据类型。3．数据类型·基本数据类型：·基本数据类型：定义不超过32位的数据·复式数据类型：定义超过32位或由其它数据类型组成的数据·参数类型：定义传给FB块和FC块的参数其中基本数据类型有确定的位数··布尔数据类型（BOOL）——1位·字节（BYEE）——8位·双字（DWORD）——32位15……987654321BRCC1CC0OSOVSTARLO／FC4．状态字用于表示CPU执行指令时所具有的状态。一些指令是否执行或以何方式执行可能取决于状态字中的某些位；执行指令时也可能改变状态字中的某些位，也能在位逻辑指令或字逻辑指令中0访问并检测它们。下图显示了状态字的结构：（1）／FC——首位检测位（2）RLO——逻辑操作结果（3）STA——状态字（4）OR——或位（5）OV——溢出位（6）OS——举国出状态保