第4章PLC基本指令 SIMATIC指令集是西门子公司专为S7 200PLC设计的编程语言 该指令集中 大多数指令也符合IEC1131 3标准 SIMATIC指令集不支持系统完全数据类型检查 使用SIMATIC指令集 可以用梯形图 LAD 功能块图 FBD 和语句表 STL 编程语言编程 PLC的存储器分为程序区 系统区 数据区 程序区用于存放用户程序 存储器为EEPROM 系统区用于存放有关PLC配置结构的参数 数据区是S7 200CPU提供的存储器的特定区域 它包括输入映象寄存器 I 输出映像寄存器 Q 变量存储器 V 内部标志位存储器 M 顺序控制继电器存储器 S 特殊标志位存储器 SM 局部存储器 L 定时器存储器 T 计数器存储器 C 模拟量输入映像寄存器 AI 模拟量输出映像寄存器 AQ 累加器 AC 高速计数器 HC 返回 1 数据区存储器的地址表示格式 1 位地址格式数据区存储器区域的某一位的地址格式为 Ax y 必须指定存储器区域标识符A 字节地址x及位号y 例I4 5表示图5 4中黑色标记的位地址 I是变量存储器的区域标识符 4是字节地址 5是位号 在字节地址4与位号5之间用点号 隔开 存储器是由许多存储单元组成 每个存储单元都有惟一的地址 可以依据存储器地址来存取数据 数据区存储器地址的表示格式有位 字节 字 双字地址格式 2 字节 字 双字地址格式数据区存储器区域的字节 字 双字地址格式为 ATx 必须指定区域标识符A 数据长度T以及该字节 字或双字的起始字节地址x 图5 5中 用VB100 VW100 VD100分别表示字节 字 双字的地址 VW100由VB100 VB101两个字节组成 VD100由VB100 VB103四个组成 3 其他地址格式数据区存储器区域中 还包括定时器存储器 T 计数器存储器 C 累加器 AC 高速计数器 HC 等 它们是模拟相关的电器元件的 它们的地址格式为 Ay 由区域标识符A和元件号y组成 例T24表示某定时器的地址 T是定时器的区域标识符 24是定时器号 同时T24又可表示此定时器的当前值 1 输入 输出映像寄存器 I Q 输入映像寄存器 I PLC的输入端子是从外部接收输入信号的窗口 每一个输入端子与输入映像寄存器 I 的相应位相对应 输入点的状态 在每次扫描周期开始 或结束 时进行采样 并将采样值存于输入映像寄存器 作为程序处理时输入点状态的依据 2 数据区存储器区域 输入映像寄存器的状态只能由外部输入信号驱动 而不能在内部由程序指令来改变 输入映像寄存器 I 的地址格式为 位地址 I 字节地址 位地址 如I0 1 字节 字 双字地址 I 数据长度 起始字节地址 如IB4 IW6 ID10 CPU226模块输入映像寄存器的有效地址范围为 I 0 0 15 7 IB 0 15 IW 0 14 ID 0 12 输出映像寄存器 Q 每一个输出模块的端子与输出映像寄存器的相应位相对应 CPU将输出判断结果存放在输出映像寄存器中 在扫描周期的结尾 CPU以批处理方式将输出映像寄存器的数值复制到相应的输出端子上 通过输出模块将输出信号传送给外部负载 输出映像寄存器 Q 地址格式为 位地址 Q 字节地址 位地址 如Q1 1字节 字 双字地址 Q 数据长度 起始字节地址 如QB5 QW8 QD11 CPU226模块输出映像寄存器的有效地址范围为 Q 0 0 15 7 QB 0 15 QW 0 14 QD 0 12 在程序的执行过程中 对于输入或输出的存取通常是通过映像寄存器 而不是实际的输入 输出端子 S7 200CPU执行有关输入输出程序时的操作过程如图所示 S7 200CPU输入 输出的操作 返回 2 内部标志位存储器 M 内部标志位存储器 M 也称内部线圈 是模拟继电器控制系统中的中间继电器 它存放中间操作状态 或存储其他相关的数据 内部标志位存储器 M 以位为单位使用 也可以字节 字 双字为单位使用 内部标志位存储器 M 的地址格式为 位地址 M 字节地址 位地址 如M26 7 字节 字 双字地址 M 数据长度 起始字节地址 如MB11 MW23 MD26 CPU226模块内部标志位存储器的有效地址范围为 M 0 0 31 7 MB 0 31 MW 0 30 MD 0 28 3 变量存储器 V 变量存储器 V 存放全局变量 存放程序执行过程中控制逻辑操作的中间结果或其他相关的数据 变量存储器是全局有效 全局有效是指同一个存储器可以在任一程序分区 主程序 子程序 中断程序 被访问 V存储器的地址格式为 位地址 V 字节地址 位地址 如V10 2 字节 字 双字地址 V 数据长度 起始字节地址 如VB20 VW100 VD320 CPU226模块变量存储器的有效地址范围为 V 0 0 5119 7 VB 0 5119 VW 0 5118 VD 0 5116 4 局部存储器 L 局部存储器用来存放局部变量 局部存储器是局部有效的 局部有效是指某一局部存储器只能在某一程序分区 主程序或子程序或中断程序 中使用 S7 200PLC提供64个字节局部存储器 局部存储器可用作暂时存储器或为子程序传递参数 可以按位 字节 字 双字访问局部存储器 可以把局部存储器作为间接寻址的指针 但是不能作为间接寻址的存储器区 局部存储器 L 的地址格式为 位地址 L 字节地址 位地址 如L0 0 字节 字 双字地址 L 数据长度 起始字节地址 如LB33 LW44 LD55 CPU226模块局部存储器的有效地址范围为 L 0 0 63 7 LB 0 63 LW 0 62 LD 0 60 5 顺序控制继电器存储器 S 顺序控制继电器 S 用于顺序控制 或步进控制 顺序控制继电器指令 SCR 基于顺序功能图 SFC 的编程方式 SCR指令提供控制程序的逻辑分段 从而实现顺序控制 顺序控制继电器存储器 S 的地址格式为 位地址 S 字节地址 位地址 如S3 1 字节 字 双字地址 S 数据长度 起始字节地址 如SB4 SW10 SD21 CPU226模块顺序控制继电器存储器的有效地址范围为 S 0 0 31 7 SB 0 31 SW 0 30 SD 0 28 返回 6 特殊标志位存储器 SM 特殊标志位 SM 即特殊内部线圈 它是用户程序与系统程序之间的界面 为用户提供一些特殊的控制功能及系统信息 用户对操作的一些特殊要求也通过特殊标志位 SM 通知系统 特殊标志位区域分为只读区域 SM0 0 SM29 7 头30个字节为只读区 和可读写区域 在只读区特殊标志位 用户只能利用其触点 特殊标志位存储器 SM 的地址表示格式为 位地址 SM 字节地址 位地址 如SM0 1 字节 字 双字地址 SM 数据长度 起始字节地址 如SMB86 SMW100 SMD12 7 定时器存储器 T 定时器是模拟继电器控制系统中的时间继电器 S7 200PLC定时器的时基有三种 1ms 10ms 100ms 通常定时器的设定值由程序赋予 需要时也可在外部设定 定时器存储器地址表示格式为 T 定时器号 如T24 S7 200PLC定时器存储器的有效地址范围为 T 0 255 8 计数器存储器 C 计数器是累计其计数输入端脉冲电平由低到高的次数 有三种类型 增计数 减计数 增减计数 通常计数器的设定值由程序赋予 需要时也可在外部设定 计数器存储器地址表示格式为 C 计数器号 如C3 S7 200PLC计数器存储器的有效地址范围为 C 0 255 9 模拟量输入映像寄存器 AI 模拟量输入模块将外部输入的模拟信号的模拟量转换成1个字长的数字量 存放在模拟量输入映像寄存器 AI 中 供CPU运算处理 模拟量输入 AI 的值为只读值 模拟量输入映像寄存器 AI 的地址格式为 AIW 起始字节地址 如AIW4 模拟量输入映像寄存器 AI 的地址必须用偶数字节地址 如AIW0 AIW2 AIW4 来表示 CPU226模块模拟量输入映像寄存器 AI 的有效地址的范围为 AIW 0 62 返回 10 模拟量输出映像寄存器 AQ CPU运算的相关结果存放在模拟量输出映像寄存器 AQ 中 供D A转换器将1个字长的数字量转换为模拟量 以驱动外部模拟量控制的设备 模拟量输出映像寄存器 AQ 中的数字量为只写值 模拟量输出映像寄存器 AQ 的地址格式为 AQW 起始字节地址 如AQW10 模拟量输出映像寄存器 AQ 的地址必须用偶数字节地址 如AQW0 AQW2 AQW4 来表示 CPU226模块模拟量输出映像寄存器 AQ 的有效地址的范围为 AQW 0 62 11 累加器 AC 累加器是用来暂时存储计算中间值的存储器 也可向子程序传递参数或返回参数 S7 200CPU提供了4个32位累加器 AC0 AC1 AC2 AC3 累加器的地址格式为 AC 累加器号 如AC0 CPU226模块累加器的有效地址范围为 AC 0 3 累加器是可读写单元 可以按字节 字 双字存取累加器中的数值 由指令标识符决定存取数据的长度 例如 MOVB指令存取累加器的字节 DECW指令存取累加器的字 INCD指令存取累加器的双字 按字节 字存取时 累加器只存取存储器中数据的低8位 低16位 以双字存取时 则存取存储器的32位 12 高速计数器 HC 高速计数器用来累计高速脉冲信号 当高速脉冲信号的频率比CPU扫描速率更快时 必须要用高速计数器计数 高速计数器的当前值寄存器为32位 bit 读取高速计数器当前值应以双字 32位 来寻址 高速计数器的当前值为只读值 高速计数器地址格式为 HC 高速计数器号 如HC1 CPU226模块高速计数器的有效地址范围为 HC 0 5 1 装入常开指令 LD 在梯形图中 每个从左母线开始的单一逻辑行 每个程序块 逻辑梯级 的开始 指令盒的输入端都必须使用LD和LDN这两条指令 以常开触点开始时用LD指令 以常闭触点开始时则用LDN指令 本指令对各类内部编程元件的常开触点都适用 指令格式 LDbit 2 装入常闭指令 LDN 每个以常闭触点开始的逻辑行都使用这一指令 各类内部编程元件的常闭触点都适用 指令格式 LDNbit 3 与常开指令 A 即串联一个常开触点 由于堆栈存储器数量的限制 梯形图中 一次最多可以有七个常开触点串联 指令格式 Abit 4 与常闭指令 AN 即在梯形图中串联一个常闭触点 在一个逻辑行中 最多可以连用六次 指令格式 ANbit 5 或常开指令 O 即并联一个常开触点 在梯形图中 一次最多可以有七个触点相互并联 指令格式 Obit 6 或常闭指令 ON 即并联一个常闭触点 在梯形图中 一次最多可以连用六次 指令格式 ONbit 7 输出指令 将逻辑运算结果输出到指定存储器位或输出继电器对应的映像寄存器位 以驱动本位线圈 指令格式 bit 例 Q2 6 返回 3 置位和复位指令置位即置1 复位即置0 置位和复位指令可以将位存储区的某一位开始的一个或多个 最多可达255个 同类存储器位置1或置0 这两条指令在使用时需指明三点 操作性质 开始位和位的数量 各操作数类型及范围如表5 9所示 置位和复位指令操作数类型及范围 1 置位指令 S 将位存储区的指定位 位bit 开始的N个同类存储器位置位 指令格式 Sbit N 2 复位指令 R 将位存储区的指定位 位bit 开始的N个同类存储器位复位 当用复位指令时 如果是对定时器T位或计数器C位进行复位 则定时器或计数器位被复位 同时 定时器或计数器的当前值被清零 指令格式 Rbit N 返回 立即指令允许对输入和输出点进行快速和直接存取 当用立即指令读取输入点的状态时 相应的输入映像寄存器中的值并未发生更新 用立即指令访问输出点时 访问的同时 相应的输出寄存器的内容也被刷新 只有输入继电器I和输出继电器Q可以使用立即指令 返回 1 立即触点指令在每个标准触点指令的后面加 I 指令执行时 立即读取物理输入点的值 但是不刷新相应映像寄存器的值 这类指令包括 LDI L