《PLC控制技术及应用》课件-第七章 常用功能指令的使用

第七章常用功能指令的使用7.1比较指令PLC控制技术及应用-SIEMENSS7-1200目录

7.1比较指令比较指令1案例1：单按钮控制启动与停止2案例2：简易交通灯控制3比较指令S7-1200比较指令可以在博途软件基本指令中找到。案例1：单按钮控制启动和停止

一个启动按钮，每按一次按钮，就启动一台电机。一共四台电机。

按下停止按钮，全部停止。案例2：单按钮控制简易交通灯

启动，1灯亮10秒后灭，然后2灯亮5秒，2灯开始闪烁3秒后灭，3灯亮2秒后灭，开始新一轮的循环，1灯亮-2灯亮-2灯闪-3灯亮的顺序。可随时停止。小结第七章常用功能指令的使用7.2数学运算指令PLC控制技术及应用-SIEMENSS7-1200目录

7.2数学运算指令概述1数学函数指令2字逻辑运算指令3概述S7-1200数学运算指令可在博途软件基本指令的数学函数和字逻辑运算中找到。图1：数学函数指令图2：字逻辑运算指令数学函数指令①四则运算指令ADD、SUB、MUL和DIV指令可选多种整数和实数数据类型，整数除法截尾取整。IN1和IN2可以是常数，IN1、IN2和OUT的数据类型应相同。ADD和MUL指令可增加输入个数。图3：加减乘除指令格式图4：实例[(3+5)×30-8]÷26=?数学函数指令②CALCULATE指令可以用计算指令CALCULATE定义和执行数学表达式，根据所选的数据类型计算复杂的数学运算或逻辑运算。双击指令框中间的数学表达式方框，打开下图的对话框。输入待计算的表达式，表达式只能使用方框内的输入参数INn和运算符。可增加输入参数的个数。运行时使用方框外输入的值执行指定的表达式的运算，运算结果传送到MD36中。图5：CALCULATE指令格式图6：CALCULATE指令运行展示数学函数指令③浮点数函数运算指令浮点数数学运算指令的操作数IN和OUT的数据类型均为Real。SQRT和LN指令的输入值如果小于0，输出OUT为无效的浮点数。三角函数指令和反三角函数指令中角度均为以弧度为单位的浮点数。以度为单位的角度值乘以π/180.0，转换为弧度值。图7：浮点数函数运算指令实例【例题】测量远处物体的高度，已知被测物体到测量点的距离L和以度为单位的夹角θ，求被测物体的高度H，H=Ltanθ，MD40中角度的单位为度，乘以/180=0.0174533，得到角度的弧度值，运算的中间结果用实数临时局部变量Temp2保存。MD44中是L的实数值，运算结果在MD48中。数学函数指令④其他函数指令返回除法的余数指令MOD求二进制补码（取反）指令NEG递增指令INC与递减指令DEC计算绝对值指令ABS获取最小值指令MIN获取最大值指令MAX设置限值指令LIMIT提取小数指令FRAC图8-9：其他数学函数指令字逻辑运算指令①字逻辑运算指令字逻辑运算指令对两个输入IN1和IN2逐位进行逻辑运算，运算结果在输出OUT指定的地址中。可以增加输入的个数。与运算(AND)指令的两个操作数的同一位如果均为1，运算结果的对应位为1，否则为0。或运算(OR)指令的两个操作数的同一位如果均为0，运算结果的对应位为0，否则为1。异或运算(XOR)指令的两个操作数的同一位如果不相同，运算结果的对应位为1，否则为0。指令的操作数的数据类型为位字符串Byte、Word或DWord。求反码指令INVERT将输入IN中的二进制整数逐位取反（由0变1，由1变0），运算结果存放在输出OUT指定的地址。图10：“与”运算指令字逻辑运算指令②解码与编码指令图11：解码与编码指令如果输入参数IN的值为n，“解码”指令DECO将输出参数OUT的第n位置位为1，其余各位置0。如果输入IN的值大于31，将IN的值除以32以后，用余数来进行解码操作。IN为5时OUT为2#00100000（16#20），仅第5位为1。“编码”指令ENCO将IN中为1的最低位的位数送给OUT指定的地址。如果IN为2#00101000（即16#28），OUT中的编码结果为3；如果IN为1或0，OUT的值为0。如果IN为0，ENO为0状态。字逻辑运算指令③SEL与MUXDEMUX指令“选择”指令SEL（Select）的Bool输入参数G为0时选中IN0，G为1时选中IN1，选中的数值被保存到输出参数OUT指定的地址。“多路复用”指令MUX（Multiplex）根据输入参数K的值，选中某个输入数据，并将它传送到输出参数OUT指定的地址。K=m时，将选中输入参数INm。如果K的值大于可用的输入个数，ELSE的值将复制到输出OUT中，ENO为0状态。可以增加输入参数INn的个数。INn、ELSE和OUT的数据类型应相同。“多路分用”指令DEMUX根据输入参数K的值，将输入IN的内容复制到选定的输出，其他输出则保持不变。K=m时，将复制到输出OUTm。可以增加输出参数OUTn的个数。IN、ELSE和OUTn的数据类型应相同。如果参数K的值大于可用的输出个数，参数ELSE输出IN的值，ENO为0状态。小结第七章常用功能指令的使用7.3数学运算指令--实例PLC控制技术及应用-SIEMENSS7-1200目录

7.3数学运算指令实例案例1：计算y=ax2+bx+c1案例2：计算1+2+3+4+……+1002案例1：计算y=ax2+bx+c

当a、b、c为不同数值时，每一个x的值对应的y等于多少？分析：IN1：MD50—a

IN2：MD54—bIN3：MD58—cIN4：MD62—xOUT:MD66OUT=IN1*SQR(IN4)+IN2*IN4+IN3案例2：计算1+2+3+4+……+100，并写成公式。方法1：（1+100）×50=101×50=50501次：MW10=12次：MW10=23次：MW10=3100次：MW10=100…………案例2：计算1+2+3+4+……+100，并写成公式。方法2：INC递增指令小结第七章常用功能指令的使用7.4移动指令PLC控制技术及应用-SIEMENSS7-1200目录

7.4移动指令概述1移动指令2概述S7-200传送指令LADSTLMOVBIN,OUTMOVWIN,OUTMOVDIN,OUTMOVRIN,OUT操作数及数据类型IN:VB,IB,QB,MB,SB,SMB,LB,AC,常量。OUT:VB,IB,QB,MB,SB.SMB,LB,AC。IN:VW,IW,QW.MW,SW，SMW,LW,T,C,，AIW,常量,AC。OUT:VW,T,C,IW,QW,SW,MW,LW,AC,AQW。IN:VD,ID,QD,MD,SD,SMD,LD,HC,AC,常量。OUT:VD,ID,QD,MD,SD,SMD,LD,AC。IN:VD,ID,QD，MD,SD,SMD.LD,AC,常量。OUT:VD,ID,QD,MD,SD,SMD,LD,AC。字节字、整数双字、双整数实数功能使能输入有效时，即EN=1时，将一个输入IN的字节、字/整数、双字双整数或实数送到OUT指定的存储器输出。在传送过程中不改变数据的大小。传送后，输入存储器IN中的内容不变。概述S7-1200移动指令可以在博途软件的基本指令的移动操作中找到。图1：数学函数指令图2：字逻辑运算指令移动指令①MOVE：移动指令图3：加减乘除指令格式图4：实例[（3+5）×30-8]÷26=？移动指令②MOVE—BLK：块移动指令这条指令与SMART有重大区别，SMART中可以以字节、字、双字传送，而S7-1200中只能用数组传送数据。具体操作办法：方式1：在DB1中级建立两个数组，进行数据传送；方式2：在DB1和对DB2中分别建立一个数组，进行数据传送；练习演示:在DB1中建立两个数组。移动指令②MOVE—BLK：块移动指令移动指令②MOVE—BLK：块移动指令移动指令③FILL-BLK：填充指令移动指令④SWAP：字节交换指令例如：MW10进行交换输出给MW12,MB10为27，MB11为13，则进行交换的结果为MB12为13，MB13为27。移动指令④SWAP：字节交换指令小结第七章常用功能指令的使用7.5移动指令—复杂花样灯控制PLC控制技术及应用-SIEMENSS7-1200目录

7.5移动指令-复杂花样灯控制控制要求1现场视频2控制要求按下启动按钮SB1，要求8个输出指示灯（L1至L8）按以下规律显示：L1、L3、L5、L7同时亮1秒→L2、L4、L6、L8同时亮1秒→8盏指示灯同时亮1秒……如此循环，周而复始。按下停止按钮SB2，所有灯全灭。输入接线

输出接线

SB1SB2L1L2L3L4L5L6L7L8I0.0I0.1Q8.0Q8.1Q8.2Q8.3Q8.4Q8.5Q8.6Q8.7M0.0M0.1

小结第七章常用功能指令的使用7.6移位和循环移位指令PLC控制技术及应用-SIEMENSS7-1200目录

7.6移位和循环移位指令概述1移位和循环移位指令2概述7-1200移位指令可以在博途软件基本指令的移位和循环操作中找到。图1：S7-200中的移位/循环指令图2：S7-1200中的移位/循环指令移位和循环移位指令①右移指令SHR“右移”指令SHR将输入IN中操作数的内容按位向右移位，并在输出OUT中查询结果。参数N用于指定将指定值移位的位数。S当参数N的值为“0”时，输入IN的值将复制到输出OUT中的操作数中。H如果参数N的值大于可用位数，则输入IN中的操作数值将向右移动可用位数个位。RSHR右移移位和循环移位指令对于无符号值，移位时操作数左边区域中空出的位位置将用零填充。如果指定值有符号，则用符号位的信号状态填充空出的位。①右移指令SHR图3移位和循环移位指令①右移指令SHR图4：说明了如何将整数数据类型操作数的内容向右移动4位。移位和循环移位指令②左移指令SHL可以使用“左移”指令将输入IN中操作数的内容按位向左移位,并在输出OUT中查询结果。参数N用于指定将指定值移位的位数。S当参数N的值为“0”时，输入IN的值将复制到输出OUT中的操作数中。H如果参数N的值大于可用位数，则输入IN中的操作数值将向左移动可用位数个位。用零填充操作数右侧部分因移位空出的位。LSHL左移移位和循环移位指令②左移指令SHL图5：说明了如何将WORD数据类型操作数的内容向左移动6位。移位和循环移位指令②左移指令SHL移位和循环移位指令③循环右移指令RORR当参数N的值为“0”时，输入IN的值将复制到输出OUT中的操作数中。O当参数N的值大于可用位数时，输入IN中的操作数值将循环移动指定位数个位。RROR循环右移可以使用“循环左移”指令将输入IN中操作数的内容按位向左循环移位，并在输出OUT中查询结果。参数N用于指定循环移位中待移动的位数。用移出的位填充因循环移位而空出的位。移位和循环移位指令③循环右移指令ROR图6：显示了如何将DWORD数据类型操作数的内容向右循环移动3位。移位和循环移位指令④循环左移指令ROLR当参数N的值为“0”时，输入IN的值将复制到输出OUT中的操作数中。O当参数N的值大于可用位数时，输入IN中的操作数值将循环移动指定位数个位。LROR循环左移可以使用“循环右移”指令将输入IN中操作数的内容按位向右循环移位,并在输出OUT中查询结果。参数N用于指定循环移位中待移动的位数。用移出的位填充因循环移位而空出的位。移位和循环移位指令④循环左移指令ROL:图7：显示了如何将DWORD数据类型操作数的内容向左循环移动3位。小结

数学运算指令实例知识延伸：自动剪板机控制PLC控制技术及应用-SIEMENSS7-1200任务描述

自动剪板机控制自动剪板机属于直线切割机类，用于剪裁各种尺寸金属板材，在轧钢、汽车、飞机、桥梁等各个工业领域都有广泛应用。主要由输送辊道、工作台、压钳、剪刀等部分组成，工作示意图如图13-1所示。其中输送辊道由三相异步电动机拖动，压钳及剪刀的剪切由液压系统驱动。自动剪板机控制要求如下，剪切机工作前，压钳和剪刀均在上方，分别压合限位开关SQ2和SQ4；Y1得电，压钳下压，Y1失电，压钳返回；Y2得电，剪刀剪切，Y2失电，剪刀返回。按下启动按钮SB2，剪切液压系统的液压泵启动，10S后输送辊道启动，钢板经输送辊道送至剪切机，当钢板移动到位后，SQ1压下，输送辊道停止；剪切系统开始工作，首先是压钳下压，SQ3动作时剪刀下行将钢板剪断，延时10秒后剪刀返回，压下限位开关SQ4，压钳返回，当压钳回到SQ2时，可再次启动输送辊道，直到剪完指定的块数，液压泵停止，系统恢复原始状态。设备如遇紧急情况，可按下急停按钮SB1，立即停车。自动剪板机启动后，剪完5块钢板，停止工作。设计相应的PLC控制系统。任务分析1.日期与时间指令知识准备

（1）日期时间的数据类型日期和时间的常用数据类型有Time型和DTL型。Time型数据的长度为4字节，时间单位为ms。DTL这种数据类型主要用来保存日期和时间信息，可以在块的临时存储器中或者在DB中进行定义，DTL数据类型总共包含12个字节，其中年份占2个字节、月、日、星期、时、分、秒各占1个字节，纳秒（ns）占4个字节，如表13-1所示。（2）时间转换指令T_CONVT_CONV指令格式如图13-2所示。时间转换指令用于在整数和时间数据类型之间转换，可将输入IN的数据类型转换成输出OUT指定的数据类型。分别从输入数据类型列表和输出数据类型列表里对输入输出数据的类型进行选择。任务分析知识准备（2）时间加法T_ADD和减法T_SUB指令时间加法指令T_ADD可将输入IN1的时间与输入IN2的时间相加，可以是时间段与时间段相加，即两个TIME型数据相加，结果输出到TIME格式的变量中。1.日期与时间指令例13-2：将一个时间段6S和另一个时间段8S相加，输出OUT指定地址中的数据为相加的结果，等于14S，OUT中的数据类型也为TIME格式，如图13-6所示。例13-3：将一个时间段数据T#15S加到某个时间点上，这个时间点我们取为DTL#2021-09-213-00:00:00，相加的结果为DTL型数据DTL#2021-09-23-00:00:15，如图137所示。输入IN1的数据类型可以是TIME或者DTL，而IN2只能指定TIME格式的时间。任务分析2.PLC顺序控制功能知识准备步分为初始步和工作步两种形式。与系统的初始状态相对应的步称为初始步，初始状态一般是系统等待启动命令的相对静止的状态。初始步用双线框来表示。一个顺序功能图至少应有一个初始步。系统正处于某一步所在的阶段时，该步处于活动状态，称之为工作步，也叫活动步，该步内的元件为ON状态；处于不活动状态时，该步内的元件为OFF状态。每步所驱动的负载，称为步动作，用方框中的文字或符号表示，并用线将该方框和相应的步相连。在顺序功能图中，随着时间的推移和转换条件的实现，步的活动状态将会发生改变，将代表各步的方框按照它们成为活动步的先后顺序依次排列，并用有向连线将它们连接起来，表示步的转移路线及方向，有向连线上没有箭头标注时，默认方向为自上而下，自左而右。有向连线上用一条与之垂直的短划线来表示转换，使系统由当前步进入下一步的信号称为转换条件，转换条件可以是外部的输入信号或PLC内部产生的信号，转换条件还可以是若干个信号的与、或、非逻辑组合。当转换条件满足时，即封锁上一步，转向下一步执行新的控制程序；若条件不满足则继续执行本步的操作。控制系统的顺序功能图必须满足以下原则，首先步与步不能直接相连，必须用转换分开；其次转换与转换不能相连，必须用步分开；步与转换、转换与步之间的连接必须采用有向连线，从上向下、自左而右画时，可以省略箭头；一个功能图至少要有一个初始步，初始步一般对应于系统等待启动的初始状态，这一步可以没有输出，只是做好预备状态。程序执行过程分析2.PLC顺序控制功能知识准备2）顺序功能图基本结构形式顺序功能图的基本结构包括单序列、选择序列、并行序列等多种。单序列功能图由一系列相继激活的步组成，每一步后面仅有一个转移，每个转移后面也仅连接一个步，单序列的特点是没有分支与合并，如图13-13（a）所示。在这个单序列中，X2这一步工作的前提下如果又满足转换条件a，则激活X3步，同时关闭上步X2的工作,X3的关闭由下一步X4完成。程序执行过程分析1．自动剪板机控制系统I/O分配任务实施程序执行过程分析任务实施2.设计PLC控制接线图程序执行过程分析3.顺序功能图任务实施程序执行过程分析4.新建项目及组态任务实施（1）打开西门子PLC博途软件，在Portal视图中，单击“创建新项目”，并输入项目名称“自动剪板机控制”，路径和作者等信息，然后单击“创建”即可生成新项目；（2）在项目树中，单击“添加新设备”，选择CPU型号和版本号（必须与实际设备相匹配）。5.控制程序程序执行过程分析5.程序设计任务实施OB1程序程序执行过程分析程序执行过程分析6.程序下载与运行（1）程序编译无误后，选择PLC_1，单击下载按钮，搜索到PLC_1，点击下载。（2）下载成功后，转至在线状态并运行程序。按下系统启动按钮，自动剪板机控制系统启动运行，直到剪完指定的块数，液压泵停止，系统恢复原始状态。数学运算指令知识延伸：温度报警系统控制PLC控制技术及应用-SIEMENSS7-1200任务描述

温度报警系统控制某工业现场需对加热炉的炉温进行实时监测，现场温度变送器的量程为-200～850℃，输出信号为4～20mA，被CPU扩展的模拟量输入通道0（地址为IW96）将变送器输出0～20mA的电流信号转换为0～27648之间的数值。当按下系统启动按钮后，将启动温度报警控制程序，设置绿，红，黄3个指示灯来指示加热炉炉温状态。如果加热炉温度在200-600℃范围内，绿色指示灯点亮，表示系统运行正常。当加热炉温度低于下限200℃时，黄色指示灯点亮，进行低温报警。当被控温度超过上限600℃时，红色指示灯将点亮，进行高温报警。当按下停止按钮后，系统停止，所有指令灯全灭。任务分析主持人和三位参赛选手的指示灯都属于逻辑量控制，状态都需要保持。因此应用基本逻辑指令的常开指令、常闭指令和线圈指令就可以完成控制要求。指示灯状态保持需要应用自锁控制，三位参赛选手之间不能相互抢走，需要采取互锁控制。1.数学四则运算指令知识准备

（1）数学四则运算指令的格式与功能数学四则运算指令加、减、乘、除的格式与功能如表10-1所示。（2）指令说明①加、减、乘、除指令，它们执行的操作数的数据类型可以为整数(SInt、Int、DInt、USInt、UInt、UDInt)，也可以为浮点数Real，IN1和IN2还可以是常数，但IN1、IN2和OUT的数据类型应相同。②对于整数除法指令，是将得到的商截尾取整后，作为整数格式再输出给OUT。③对于ADD和MUL指令允许有多个输入，单击方框中参数IN2后面的黄色符号，将会增加输入IN3等等，以后增加的输入的编号也将依次递增。1.数学四则运算指令知识准备

例10-1：数学四则运算指令应用如图10-1所示。程序执行过程分析程序执行过程分析2.计算指令知识准备

（1）计算指令的格式与功能计算指令的格式如图10-1所示。指令功能：计算指令CALCULATE用来定义和执行数学表达式，根据所选的数据类型计算复杂的数学运算或逻辑运算。双击指令框中间的数学表达式方框，打开对话框。在对话框中输入待计算的表达式，表达式只能使用方框内的输入参数IN和运算符。（2）指令说明①允许有多个输入，单击方框中参数IN2后面的黄色符号，将会增加输入IN3等等，以后增加的输入的编号也将依次递增；②参与运算的数据数据类型必须一致。例10-2：运算指令应用如图10-3所示。程序执行过程分析3.其他函数运算指令知识准备

S7-1200PLC中的其他相关函数运算指令与功能如表10-2所示。程序执行过程分析4.转化操作指令知识准备

（1）转换值指令S7-1200PLC中的转换值指令格式与功能如表10-3所示。例10-3：转换值指令应用如图10-4所示。程序执行过程分析4.转化操作指令知识准备

（2）浮点数转换为双整数指令S7-1200PLC中浮点数转换为双字整数的指令格式与功能如表10-4所示。例10-4：浮点数转换为双整数指令应用如图10-5所示。程序执行过程分析4.转化操作指令

（3）标准化指令与缩放指令S7-1200PLC中标准化与缩放指令通常配合用于实现模拟量输入和输出的格式转换，其格式与功能如表10-5所示。例10-5：标准化与缩放指令应用如图10-6所示。知识准备程序执行过程分析4.转化操作指令知识准备

（3）标准化指令与缩放指令S7-1200PLC中标准化与缩放指令通常配合用于实现模拟量输入和输出的格式转换，其格式与功能如表10-5所示。例10-5：标准化与缩放指令应用如图10-6所示。程序执行过程分析1.温度报警系统控制系统I/O分配任务实施2.新建项目及组态（1）打开西门子PLC博途软件，在Portal视图中，单击“创建新项目”，并输入项目名称“温度报警系统控制”，路径和作者等信息，然后单击“创建”生成新项目。（2）在项目树中，单击“添加新设备”，选择CPU型号和版本号（必须与实际设备相匹配）。程序执行过程分析3.程序设计程序执行过程分析4.程序下载与运行1）程序编译无误后，选择PLC_1，单击下载按钮，搜索到PLC_1，点击下载。2）下载成功后，转至在线状态并运行程序。当按下系统启动按钮SB1，M10.0得电自锁表示系统进入运行状态，如没实际温度变送器，可强制给IW64写入数据20000，程序执行可算出实际温度满足在200-600摄氏度之间，此时正常工作指示灯绿灯Q0.0得电，表示加热炉正常。再强制给IW64写入数据100，通过程序执行，实际炉温低于了200摄氏度，此时黄色指示灯Q0.1得电低温报警。最后再强制给IW64写入数据25000，程序执行后将改为Q0.2红灯得电高温报警。移动指令-复杂花样灯控制知识延伸：跑马灯的PLC控制PLC控制技术及应用-SIEMENSS7-1200任务描述

跑马灯的PLC控制使用S7-1200PLC实现一个8盏灯的跑马灯控制，要求按下开始按钮后，第1盏灯亮，1S以后第2盏灯亮，再过1秒后第三盏灯亮，直到第8盏灯亮；再过1S后，第1盏灯再次亮起，如此循环。无论何时按下停止按钮，8盏灯全部熄灭。硬件原理图I/O口分配输入输出输入继电器元件输出继电器元件I0.0启动按钮SB1Q0.0~~Q0.7灯HL1~~HL7I0.1停止按钮SB2设计程序设计程序设计程序设计程序调试程序移动指令知识延伸：流水灯的PLC控制PLC控制技术及应用-SIEMENSS7-1200任务描述

流水灯的PLC控制使用S7-1200PLC实现一个8盏灯的流水灯控制，要求按下开始按钮后，第1盏灯亮，1S以后第1、2盏灯亮，再过1秒后第1、2、3三盏灯亮，直到8盏灯全亮；再过1S后，第1盏灯再次亮起，如此循环。无论何时按下停止按钮，8盏灯全部熄灭。同时，系统还要求无论何时按下开始按钮，都从第1盏灯亮起。硬件原理图I/O口分配设计程序调试程序移位和循环移位指令知识延伸：彩灯循环控制PLC控制技术及应用-SIEMENSS7-1200任务描述

彩灯循环控制虹彩灯系统中有8只彩灯Q0.0—Q0.7，当按下启动按钮后，第一只彩灯Q0.0点亮，1秒后Q0.0熄灭，Q0.1点亮，再过1秒后Q0.1熄灭，Q0.2点亮，8只彩灯按照该规律依次循环点亮，每次只有一个彩灯是点亮的，按下系统停止按钮，所有彩灯熄灭。1．移位指令知识准备

移位指令格式如图9-1所示，右移位指令助记符是SHR，左移位指令助记符是SHL。指令功能：EN端是使能端，条件满足时则会执行移位指令。移位指令是将输入参数IN端指定的存储单元的整个内容逐位右移或是逐位左移若干位，移位的位数由输入参数N来决定，移位的结果则保存在输出参数OUT指定的地址中。例9-1：左移位指令应用如图9-2所示。例9-2：左移位指令应用如图9-3所示。程序执行过程分析2．循环移位指令知识准备

循环移位指令格式如图9-4所示。指令功能：EN端是使能端，当条件满足时则会执行循环移位指令。循环右移指令和循环左移指令的功能是将输入参数IN指定的存储单元的整个内容逐位循环右移或循环左移若干位，即移出来的位又送回存储单元另一端空出来的位，原始的位不会丢失。N为移位的位数，移位的结果保存在输出参数OUT指定的地址。N为0时不会移位，但是IN指定的输入值复制给OUT指定的地址。移位位数N可以大于被移位存储单元的位数。例9-3：循环左移指令应用如图9-5所示。例9-4：循环右移指令应用如图9-6所示。程序执行过程分析1.彩灯循环控制系统I/O分配任务实施程序执行过程分析2.程序设计程序执行过程分析3.程序下载与运行（1）根据题目要求，连接PLC输入输出接线。（2）启动编程软件，程序编译无误后，将程序下载到PLC中，并使PLC进入运行状态，按下启动按钮I0.0，观察八个彩灯的亮灭情况；按下停止按钮I0.1，观察八个彩灯的工作情况；观察QB0的移位过程。程序执行过程分析置位复位指令知识延伸：置位复位指令在各个语言中的应用PLC控制技术及应用-SIEMENSS7-1200置位复位指令蓝色框为快键拦，可以把常用的指令拖进来，便于快速添加。一、LAD语言中的置位复位指令![LAD置位复位图示：左侧为置位指令(S)梯形图符号（方框内标S，左侧接触发信号，右侧接输出位地址），右侧为复位指令(R)梯形图符号（方框内标R，左侧接触发信号，右侧接输出位地址）]置位指令逻辑：当置位指令的输入信号（如常开触点I0.0）为1时，输出位（如Q0.0）被置为1并保持，即使输入信号变为0，Q0.0仍保持1。复位指令逻辑：当复位指令的输入信号（如常开触点I0.1）为1时，输出位（如Q0.0）被置为0并保持，即使输入信号变为0，Q0.0仍保持0。立即操作：通过在地址后追加“:P”实现立即置位/复位（如“%Q0.0:P”），直接操作物理输出端子，不更新过程映像寄存器置位复位指令二、FBD语言中的置位复位指令![FBD置位复位图示：左侧为置位功能框（标有“S”，输入接触发信号，输出接目标位地址），右侧为复位功能框（标有“R”，输入接触发信号，输出接目标位地址），功能框间可通过连线组合逻辑]置位复位指令三、SCL语言中的置位复位指令![SCL置位复位代码图示：左侧为置位代码示例，右侧为复位代码示例，代码旁标注逻辑说明]SCL语言中通过语句直接实现置位复位逻辑：IF"触发信号"THEN//如I0.0为1时"输出位":=TRUE;//置位Q0.0为1，保持状态END_IF;置位复位指令最后，![对比图示：左侧为普通线圈（断电后输出复位），右侧为置位复位控制的线圈（断电后保持状态），标注关键区别]置位复位指令知识延伸：置位复位指令模块功能的实现PLC控制技术及应用-SIEMENSS7-1200置位复位指令蓝色框为快键拦，可以把常用的指令拖进来，便于快速添加。一、指令基础概念置位(S)/复位(R)指令本质：▶

具有保持特性的输出指令▶

与普通线圈(Q)的核心区别：不依赖持续能流存储区类型：BOOL型，适用Q/M/DB存储器（LAD梯形图中S/R指令符号对比图，参考常开常闭线圈PPT中I/Q的呈现方式）置位复位指令二、LAD梯形图实现置位指令结构：┌─────┐│S│Q0.0└─────┘（输入条件满足后，Q0.0永久保持1状态）复位指令结构：┌─────┐│R│Q0.0└─────┘（输入条件满足后，Q0.0永久保持0状态）置位复位指令三、FBD功能块图实现SR触发器功能框：SET端→置位优先RESET端→复位优先扩展功能：▶

可添加EN/ENO使能端▶

支持多重输入并联置位复位指令扫描周期中的行为：读取物理输入状态执行程序逻辑（置位/复位优先于普通线圈）更新过程映像输出区输出到Q端子关键特性：▶

不受后续扫描周期影响▶

必须显式复位才能改变状态比较指令知识延伸：PLC电气控制设计应用案例PLC控制技术及应用-SIEMENSS7-1200任务描述B2B1推杆废品箱

1、控制任务任务描述

1、控制任务传送带一侧侧设置两个次品检测装置B1，B2，对传送带上的产品进行检测，当B1检测到次品时，延时5秒，启动电磁阀，推杆伸出将次品推入次品箱，若B2检测到次品时，延时3秒，启动电磁阀，推杆伸出将次品推入次品箱。任务分析接触器KM控制传送带电机运行、停止电磁阀YV，控制执行元器件推杆。

输入设备

传送带启、停控制按钮SB1、SB2检测传感器

B1、B2进行检测

输出设备任务分析

2、推杆动作原理

2、推杆动作原理I/O端口分配

2、推杆动作原理

3.分配I/O端口分配输出端口地址分配输入端口地址设备

作用

端口地址按钮SB1启动传送带I0.0按钮SB2传送带停止I0.1传感器B1检测1I0.2传感器B2检测2I0.3设备作用

端口地址接触器KM通断电机电源Q0.0电磁阀YV控制推杆Q0.1硬件设计

2、推杆动作原理

4、硬件设计程序设计

2、推杆动作原理

5、程序设计数学运算指令实例

知识延伸：星-三角降压启动控制PLC控制技术及应用-SIEMENSS7-1200任务描述

星-三角降压启动控制某三相异步电动机的星-三角降压启动控制带有手动和自动切换功能，系统设有启动按钮SB1和停止按钮SB2各一个，手动自动选择开关SA一个。当选择开关SA接通时，系统为手动切换控制方式，星-三角切换需前后按下SB1两次达到启动和切换的功能。当选择开关SA断开时，系统为自动运行方式，星-三角切换通过定时器定时自动进行，星-三角切换时间为8秒，为防止星-三角接法可能出现的短路故障，系统必须设有星-三角互锁系统。任务分析1.跳转指令与标签指令知识准备

（1）跳转指令与标签指令的格式与功能指令功能：当跳转指令JMP前面的逻辑运算结果（RLO）为1时，将执行跳转，程序将跳转到由跳转标签(LABEL)进行标识的程序段向下继续程序的执行。当前面的逻辑运算结果（RLO）为0时，跳转指令不执行，程序继续向下执行下一程序段。（2）指令说明①跳转时，跳转指令和标签指令之间的程序，CPU不再扫描执行。跳转时可以向前跳或向后跳，在同一程序块中也可以从多个位置跳转到同一标签。②跳转指令只能在同一个程序块中跳转，不能从一个程序块跳转到另一个程序块，在一个程序块中，跳转标签的名称只能使用一次。③标签指令上需要标上标签名称，标签名称可以是数字，也可以是字母或汉字。例11-1：跳转指令与标签指令应用如图11-2所示。程序执行过程分析2.跳转分支指令的格式与功能知识准备（1）跳转分支指令的格式与功能跳转分支指令的格式与功能如图11-3所示。指令功能：跳转分支指令SWITCH也与LABEL指令配合使用，根据比较结果，定义要执行的程序跳转。在指令框中为每个输入选择比较类型(==、<>、>=、<=、>、<)，为每一个指令的输出中指定跳转标签(LABEL)，参数K是要比较的值，将该值依次与各个输入（编号按照从小到大的顺序）提供的值按照选择的比较类型依次进行比较，根据比较结果，跳转到第一个为“真”的结果对应的输出标签。当满足了某个比较条件，后续的比较条件将不再考虑；如果不满足任何的比较条件，则将执行输出ELSE处的跳转；如果输出ELSE中未定义程序跳转，则程序继续顺序执行。（1）跳转分支指令的格式与功能跳转分支指令的格式与功能如图11-3所示。（2）指令说明①在指令框中可通过鼠标单击“*”增加输出的数量，输出编号从“0”开始，每增加一个新输出，都会按升序连续递增，同时会自动插入一个输入。程序执行过程分析3.返回的格式与功能知识准备

1）返回指令的格式与功能返回指令的格式与功能如图11-5所示。指令功能：返回指令(RET)可停止当前程序块的执行。如果返回指令前方输入端的逻辑运算结果(RLO)为1时，则将终止当前调用块中的程序执行，不再执行该指令后面的程序，返回调用它的块。当“返回”指令前方输入端的逻辑运算结果(RLO)为0时，则继续向下执行后面的程序指令。（2）指令说明①一般情况下不需要在程序块的最后使用RET指令，操作系统会自动完成返回指令。②RET线圈指令上的参数是返回值，数据类型为BOOL。如果当前的程序块是OB，返回值被忽略，如果当前程序块是FC或者FB，返回值作为FC或FB的ENO的值传送给调用它的块。返回值可以是TRUE、FALSE或指定的位地址。程序执行过程分析1.星-三角降压启动控制系统I/O分配任务实施2.设计PLC控制接线图（1）打开西门子PLC博途软件，在Portal视图中，单击“创建新项目”，并输入项目名称“温度报警系统控制”，路径和作者等信息，然后单击“创建”生成新项目。（2）在项目树中，单击“添加新设备”，选择CPU型号和版本号（必须与实际设备相匹配）。程序执行过程分析3.新建项目及组态任务实施（1）打开西门子PLC博途软件，在Portal视图中，单0击“创建新项目”，并输入项目名称“星-三角降压启动控制”，路径和作者等信息，然后单击“创建”生成新项目；（2）在项目树中，单击“添加新设备”，选择CPU型号和版本号（必须与实际设备相匹配）。程序执行过程分析4.程序设计程序执行过程分析5.程序下载与运行（1）程序编译无误后，选择PLC_1，单击下载按钮，搜索到PLC_1，点击下载；（2）下载成功后，转至在线状态并运行程序。首先将选择开关SA打到“ON”，再按下系统启动按钮SB1，可观察到KM1和KM2得电，电动机以星型接线方式启动运行，如果第二次按下SB1，会发现KM2将断电，KM3得电，电动机改为角型接线方式运行。按下停止按钮SB2，系统停止。如果将选择开关SA打到“OFF”，再按下系统启动按钮SB1，可观察到KM1和KM2得电，电动机以星型接线方式启动运行，8秒后，KM2自动断电，KM3得电，系统自动切换到角型接线方式运行，按下停止按钮，系统停止。数学运算指令

知识延伸：抢答器控制PLC控制技术及应用-SIEMENSS7-1200任务描述

抢答器控制某抢答器控制系统由系统启动按钮、停止按钮、选手抢答按钮和主持人复位按钮及7段数码管等设备组成。系统启动后，最先按下抢答按钮的，显示器通过7段数码管显示该组号码，此后其他选手再按下抢答按钮均无效，该题目抢答结束后，主持人按下复位按钮，显示器数码管全灭，开启下一题的抢答。所有题目抢答结束后，按下系统停止按钮，系统停止运行。知识准备1.逻辑运算指令（2）或运算指令或运算指令助记符OR，如图12-3所示。指令功能：当使能输入EN的信号状态为1时，将两个（或多个）输入操作数的值按位相或，即IN1的第0位和IN2的第0位执行或运算，结果存储在输出OUT的第0位中。其它各位依次类推。仅当该逻辑运算中的两个位的信号状态均为0时，或运算的结果才为0。只要有一个位的信号状态为1，则或运算的结果就为1。只有使能输入EN的信号状态为1时，才执行或运算操作，此时输出ENO的信号状态也为1，如果使能输入EN的信号状态为0，则使能输出ENO的状态也将复位为0。例12-2：或运算指令应用如图12-4所示。程序执行过程分析1.逻辑运算指令知识准备

（3）异或运算指令异或运算指令XOR，如图12-5所示。指令功能：当使能输入EN的信号状态为1时，将输入IN1和IN2的值执行异或运算，两个操作数的同一位如果不相同，运算结果的对应位为1，否则为0。例如16进制数01和00异或的结果是01。例12-3：异或运算指令应用如图12-6所示。程序执行过程分析程序执行过程分析1.逻辑运算指令知识准备（4）取反指令取反指令INV，指令格式如图12-7所示。指令功能：当使能输入EN的信号状态为1时，将输入IN中的操作数逐位取反，即0变1，1变0，运算结果存放在输出OUT指定的地址中。执行该指令后，ENO总是为TURE。取反指令的输入数据类型可以是字节Byte，字Word，双字Dword，字整数Int等等。例12-4：将输入16#00执行取反指令，指令执行的结果是16#FF，如图12-8所示。程序执行过程分析2.解码与编码指令知识准备（1）解码指令解码指令也叫译码指令，指令助记符为DECO，取自英文单词Decode，指令格式如图12-9所示。指令功能：当使能输入EN的信号状态为1时，如果输入操作数IN的值为n，那么解码指令DECO会将输出OUT的第n位置位为1，其余各位置0。例12-5：当输入IN为3时，经过解码，使得输出OUT中仅位号是3的这一位置1，其余各位都为0，即2#00001000，用16进制表示就是16#08，指令应用如图12-10所示。程序执行过程分析2.解码与编码指令知识准备（2）编码指令编码指令助记符ENCO，取自英文单词Encode，指令格式如图12-11所示。指令功能：当使能输入EN的信号状态为1时，将输入IN中最低一个有效位的位数送到OUT指定的地址中去。例12-6：假设IN中的数据为二进制数00101000，即16#28，二进制数中1称之为有效位，最低一个有效位的位数是3，所以执行编码指令后，输出OUT中的数值就为3，如图12-12所示。程序执行过程分析3.选择与多路复用指令知识准备（1）选择指令SEL选择指令SEL，英文单词Select的缩写形式，指令格式如图12-13所示。指令功能：选择指令除使能输入端EN外，还有3个操作数，分别是参数G，IN0和IN1，输出参数OUT。①选择指令的输入参数G的数据类型为Bool型输入，相当于一个开关，“选择”指令正是依靠参数G这个开关来选择输入IN0或IN1中的一个，并将其数据复制到输出OUT指定的地址中。如果参数G的信号状态为0，则输入IN0的值被复制到输出OUT，如果参数G的信号状态为1，则将输入IN1的值复制到输出OUT。②输入参数IN0、IN1的数据类型应与输出OUT的数据类型一致，可以在字节、字、双字、实数、整数型等多种数据类型中进行选择。例12-7：选择指令由布尔量M0.0进行选择，假设输入IN0的值为15，IN1为27，数据类型为整数型，当M0.0的信号状态为0时，可见输出OUT指定地址中存放的数据为15，即将输入IN0里的数据复制到了输出OUT中，当M0.0的信号状态为1时，输出OUT地址中的数据立即变为27，说明将输入IN1中的数据复制到输出OUT中，如图12-14所示。程序执行过程分析3.选择与多路复用指令知识准备（2）多路复用指令MUX“多路复用”指令助记符是MUX，取自英文单词Multiplex的缩写，是多路复用，多路传输的意思，指令格式如图12-15所示。指令功能：多路复用指令可以将所选输入的数据复制到输出OUT中去。①输入操作数包含K，IN0，IN1，ELSE等，输出为OUT，多路复用指令能够根据输入参数K的值，选中某个输入数据，并将该数据传送到输出参数OUT指定的地址中去；②MUX的可选输入数可以扩展，点击指令功能框中的星号，就可以增加输入参数IN的个数，同时输入会在该功能框中自动编号，从IN0开始，每个新输入的编号会连续递增。也可以删除某个输入参数IN；③当K=0时，将选中输入参数IN0，并将IN0的数据传送至输出OUT，当K=1时，把输入参数IN1的数据传送至输出OUT，依次类推。如果K的值大于可用的输入个数，则是将参数ELSE的值复制到输出OUT中。程序执行过程分析3.选择与多路复用指令知识准备例12-8：利用多路复用指令编写程序，初始状态下参数K的值等于0，所以会将输入IN0的值传送给输出OUT，此时OUT指定地址MW100中的数据同IN0，等于10，同时指令输出ENO为1状态。将输入参数K的值修改为1，执行多路复用指令，会将IN1中的数据11传送给输出OUT，再次修改K的值为3，因为可用的输入操作数只有IN0和IN1两个，并没有IN3，此时K的值已经大于了可用的输入个数，所以便将输入ELSE的数据传送到OUT中，输出OUT中的数据为16进制数000C，等于十进制数12，并且输出ENO为0状态，如图12-16所示。程序执行过程分析3.选择与多路复用指令知识准备（2）多路分用指令DEMUX多路分用指令DEMUX，格式如图12-17所示。指令功能：输入操作数为K和IN，输出有OUT0、OUT1及ELSE等多个，多路分用指令能够根据输入参数K的值，将输入IN的内容复制到选定的输出中去，其他输出则保持不变。①K=0时，将输入IN的数据复制到输出OUT0中，K=1时，将输入IN的数据复制到输出OUT1中，依次类推。如果参数K的值大于可用的输出个数，则会将IN的值输出给参数ELSE，同时ENO为0状态；②点击指令功能框中的星号同样可以增加输出参数OUT的个数；③输入参数K的数据类型为整数型，IN、ELSE和OUT的数据类型应相同，可以是字节、字、双字、整数型、实数等。程序执行过程分析3.选择与多路复用指令知识准备例12-8：利用多路分用指令编写程序，初始状态下参数K的值等于0，所以会将输入IN的数据3复制到输出OUT0中，使得OUT0中的数据为3，且指令输出ENO为1状态。修改参数K的值为1，则指令执行的结果是将输入IN中的数据3复制到OUT1中，再将K的值修改为2，此时输出只有OUT0和OUT1，没有OUT2，K的值已然大于了可用的输出个数，所以会将输入IN的数据复制到输出ELSE指定的地址中去，此时ELSE指定的地址中存入数据3，输出ENO由先前的1状态变为0状态，如图12-18所示。程序执行过程分析1.抢答器控制系统I/O分配任务实施任务实施2.设计PLC控制接线图程序执行过程分析3.新建项目及组态任务实施（1）打开西门子PLC博途软件，在Portal视图中，单击“创建新项目”，并输入项目名称“四人抢答器控制”，路径和作者等信息，然后单击“创建”即可生成新项目。（2）在项目树中，单击“添加新设备”，选择CPU型号和版本号（必须与实际设备相匹配）。程序执行过程分析4.程序设计任务实施（1）创建PLC变量表在项目树中，选择“PLC_1”→“PLC变量”，双击“添加新变量表”，变量表名为默认设置。PLC变量表如图12-20所示。程序执行过程分析OB1程序程序执行过程分析OB1程序程序执行过程分析

移动指令-复杂花样灯控制知识延伸：展厅人数控制系统PLC控制技术及应用-SIEMENSS7-1200任务描述

展厅人数控制系统

控制要求：现有一展厅，最多可容纳50人同时参观。展厅进口与出口各装一传感器，每有一人进出，传感器给出一个脉冲信号。试编程实现，当展厅内不足50人时，绿灯亮，表示可以进入；当展厅满50人时，红灯亮，表示不准进入。I/O口分配输入触点功能说明输出线圈功能说明I0.0系统启动按钮Q0.0绿灯输出I0.1进口传感器S1Q0.1红灯输出I0.2出口传感器S2设计程序

移动指令-复杂花样灯控制知识延伸：展厅人数控制系统PLC控制技术及应用-SIEMENSS7-1200任务描述

展厅人数控制系统

控制要求：现有一展厅，最多可容纳50人同时参观。展厅进口与出口各装一传感器，每有一人进出，传感器给出一个脉冲信号。试编程实现，当展厅内不足50人时，绿灯亮，表示可以进入；当展厅满50人时，红灯亮，表示不准进入。I/O口分配输入触点功能说明输出线圈功能说明I0.0系统启动按钮Q0.0绿灯输出I0.1进口传感器S1Q0.1红灯输出I0.2出口传感器S2设计程序移动指令知识延伸：PLC控制的抢答器设计与仿真PLC控制技术及应用-SIEMENSS7-1200任务描述

PLC控制的抢答器设计与仿真参加智力竞赛的A、B、C三位选手的桌上各有一个抢答按钮，分别为SB1、SB2和SB3，用三盏指示灯HL1、HL2、HL3显示他们抢得答题机会。当主持人按下抢答允许按钮SB4后，抢答允许指示灯HL4点亮，表示抢答开始。最先按下按钮的抢答者对应的指示灯亮，与此同时应禁止另外两个抢答者。指示灯在主持人断开开关Q后熄灭。答完题目后，主持人按复位按钮SB5，抢答允许指示灯HL4熄灭。同时HL1～HL3也熄灭，进入下一道题目抢答。任务分析主持人和三位参赛选手的指示灯都属于逻辑量控制，状态都需要保持。因此应用基本逻辑指令的常开指令、常闭指令和线圈指令就可以完成控制要求。指示灯状态保持需要应用自锁控制，三位参赛选手之间不能相互抢走，需要采取互锁控制。I/O口分配分配主持人和三位参赛选手的输入按钮元件I口地址和和输出指示灯的O口地址。设计抢答器控制程序程序执行过程分析在开始抢答之前，主持人需按下开始抢答按钮SB1，输入信号I0.0有效，将Q0.0得电并自锁，开始抢答信号灯亮。其常开接点Q0.1闭合，三个抢答支路运行抢答。如果1号学生抢答成功，输入信号I0.1有效，Q0.1得电并自锁，1号学生抢答灯亮。其常闭接点Q0.1断开线圈Q0.2、Q0.2的网络，此时2号、3号学生抢答无效。当主持人按下抢答复位按钮，输入信号I0.5有效，使Q0.0断电，输出信号Q0.0为0，抢答开始指示灯熄灭。同时三个抢答指示灯全灭，第一次抢答结束，等待下次抢答。2号、3号学生抢答过程与1号抢答过程完全相同。移位和循环移位指令知识延伸：9s倒计时的PLC控制PLC控制技术及应用-SIEMENSS7-1200实训任务

9s倒计时的PLC控制使用S7-1200PLC实现9s倒计时控制，要求按下开始按钮后，数码管上显示9，松开开始按钮后按每秒递减，减到0时停止。无论何时按下停止按钮，数码管显示0，再次按下开始按钮，数码管依然从数字9开始递减。I/O分配输入输出输入继电器元件输出继电器元件I0.0启动按钮SB1Q0.0数码管显示a段I0.1停止按钮SB2Q0.1数码管显示b段Q0.2数码管显示c段Q0.3数码管显示d段Q0.4数码管显示e段Q0.5数码管显示f段Q0.6数码管显示g