教改教案NO。12授課日期2003年10月24日８周年月日周年月日周授課班級(jí)控制專業(yè)0221班專業(yè)班專業(yè)班課題西門子公司SIMATICS7系列PLCS7系列PLC的基本指令及應(yīng)用教學(xué)目標(biāo)知識(shí)點(diǎn)模塊化編程模塊類型指令結(jié)構(gòu)能力培養(yǎng)培養(yǎng)學(xué)生分析問題的能力、歸納總結(jié)能力德育培養(yǎng)培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)精神教學(xué)重點(diǎn)模塊類型教學(xué)難點(diǎn)指令結(jié)構(gòu)教學(xué)內(nèi)容——過程教學(xué)方法教具或教學(xué)環(huán)境時(shí)間（分鐘）復(fù)習(xí)：··西門子SIMATICS7有哪些機(jī)型·西門子SIMATICS7-300的配置·西門子SIMATICS7-300的編址第三章西門子公司的SIMATICS7系列PLC第二節(jié)西門子公司的SIMATICS7系列PLC的基本指令及應(yīng)用一、SIMATICS7的編程軟件1．編程語言：梯形圖指令表邏輯功能圖高級(jí)語言（SCL）編程方式：編程器（不常用）、上位機(jī)（多用）2．編程軟件··STEP7包Micro/WIN——S7-200·STEP7Mini——S7-300·標(biāo)準(zhǔn)軟件包STEP7——S7-300和4003．標(biāo)準(zhǔn)軟件包STEP7的程序結(jié)構(gòu)STEP7有三種編程方法可供選用··線性編程——將個(gè)用戶程序?qū)懺谝粋€(gè)指令連續(xù)的塊中，適合于較簡單的控制任務(wù)·分部式編程——將用戶程序分成相對(duì)獨(dú)立的指令塊，各分塊的執(zhí)行順序由組織塊中的指令決定·結(jié)構(gòu)化編程——要注用戶程序提供一些通用的指令塊，可被反復(fù)調(diào)用（多用）結(jié)構(gòu)化編程也即模塊化編程方式。它將用戶程序分成各種不同的塊類型?？傮w上分為：系統(tǒng)塊和用戶塊兩大類。系統(tǒng)塊：系統(tǒng)塊：·SFB=系統(tǒng)功能塊·SFC=系統(tǒng)功能·SDB=系統(tǒng)數(shù)據(jù)塊用戶塊：·OB=組織塊·FC=功能·FB=功能塊·DB=數(shù)據(jù)塊（1）組織塊（OB）OB塊構(gòu)成了S7CPU和用戶程序的接口?？蓪⑷砍绦虼嬖贠B1中，讓它連續(xù)不斷地循環(huán)處理。也可將程序放在不同的塊中，用OB1在需要的時(shí)候調(diào)用。除OB1外，操作系統(tǒng)根據(jù)不同的事件可以調(diào)用其它的OB塊。如：··時(shí)間-日期中斷·周期時(shí)間中斷·診斷中斷·硬件中斷·故障處理中斷·硬件啟動(dòng)（2）功能塊（FB）是邏輯操作塊內(nèi)的功能或功能組，在操作塊內(nèi)分配有存儲(chǔ)器，并存有變量。FB需要這個(gè)背景數(shù)據(jù)塊形式的輔助存儲(chǔ)器。通過背景數(shù)據(jù)塊傳遞參數(shù)，而且，一些局部參數(shù)也保存在此區(qū)。其它的臨時(shí)變量存在局部堆棧中。保存在背景數(shù)據(jù)塊內(nèi)的數(shù)據(jù)，當(dāng)功能塊關(guān)閉時(shí)數(shù)據(jù)仍保持。（3）功能（FC）功能是類似于功能塊的邏輯操作塊，但是，其中不分配存儲(chǔ)區(qū)。FC不需要背景數(shù)據(jù)塊。臨時(shí)變量保存在局部堆棧中，直到功能結(jié)束。當(dāng)FC執(zhí)行結(jié)束時(shí)，使用的變量要丟失。（4）數(shù)據(jù)塊（DB）數(shù)據(jù)塊是一個(gè)永久分配的區(qū)域，其中存有其它功能的數(shù)據(jù)或住處數(shù)據(jù)塊是可讀/寫區(qū)，并作為用戶程序的一部分轉(zhuǎn)入CPU。（5）系統(tǒng)功能（SFC）是集成在S7CPU中的已經(jīng)編程并調(diào)試過的功能。這些塊支持的一些任務(wù)是設(shè)置模板參數(shù)、數(shù)據(jù)通訊和拷貝功能等。用戶程序可以不用裝載直接調(diào)用SFC。SFC不需要分配數(shù)據(jù)塊。（6）系統(tǒng)功能塊（SFB）系統(tǒng)功能塊是S7CPU的集成功能。由于SFB是操作系統(tǒng)的一部分，用戶程序可以不用裝載直接調(diào)用SFB。SFB需要分配背景數(shù)據(jù)塊DB，數(shù)據(jù)塊必須作為用戶程序的一部分下裝到CPU。（7）系統(tǒng)數(shù)據(jù)塊（SDB）是由不同STEP7工具產(chǎn)生的程序存儲(chǔ)區(qū)，其中存有操作控制器的必要數(shù)據(jù)。SDB中存有一些信息。二、SIMATICS7的指令及結(jié)構(gòu)1．指令的組成（1）語句指令一條指令由一個(gè)操作碼和一個(gè)操作數(shù)組成，而操作數(shù)由標(biāo)志符和參數(shù)組成。其中，操作碼定義要執(zhí)行的功能，它告訴CPU該做什么；操作數(shù)為執(zhí)行該操作所需要的信息，它告訴CPU用什么去做。例如：AI1.0參數(shù)操作碼（與）標(biāo)志符操作數(shù)（2）梯形圖邏輯指令在梯形圖中，操作碼是用圖素表示的。如：Q4.0（）表示一個(gè)二進(jìn)制賦值操作。2．操作數(shù)（1）標(biāo)識(shí)符及標(biāo)識(shí)參數(shù)在存儲(chǔ)器中的指令的操作數(shù)由操作標(biāo)識(shí)符和參數(shù)組成。操作數(shù)標(biāo)識(shí)符表明操作數(shù)放在存儲(chǔ)器的哪個(gè)區(qū)域及操作數(shù)位數(shù)；標(biāo)識(shí)參數(shù)則進(jìn)一步說明操作數(shù)在該存儲(chǔ)區(qū)域內(nèi)的具體位置。操作數(shù)標(biāo)識(shí)符由主標(biāo)識(shí)符和輔助標(biāo)識(shí)符組成。主標(biāo)識(shí)符表示操作數(shù)所在的存儲(chǔ)區(qū)，輔助標(biāo)識(shí)符進(jìn)一步說明操作數(shù)的位數(shù)長度?；驔]有輔助標(biāo)識(shí)符，則指操作數(shù)的位數(shù)是第一位。主標(biāo)識(shí)符有：··I——輸入過程映像存儲(chǔ)區(qū)·Q——輸出過程映像存儲(chǔ)區(qū)·M——位存儲(chǔ)區(qū)·PI——外部輸入·PQ——外部輸出·T——定時(shí)器·C——計(jì)數(shù)器·DB——數(shù)據(jù)塊·L——本地?cái)?shù)據(jù)輔助標(biāo)識(shí)符有：··X——位·B——字節(jié)·W——字（2字節(jié)）·D——雙字（4字節(jié)）PLC物理存儲(chǔ)器是以字節(jié)為單位的，所以存儲(chǔ)單元規(guī)定為字節(jié)單元。位地址參數(shù)用一個(gè)點(diǎn)與字節(jié)地址分開。如M10.1當(dāng)操作數(shù)長度是字或雙字時(shí)，標(biāo)識(shí)符后給出的標(biāo)識(shí)參數(shù)是字或雙字內(nèi)的最低字節(jié)單元號(hào)。字節(jié)、字、雙字的關(guān)系及表示方法如圖：（2）操作數(shù)的表示方法在STEP7中，操作數(shù)有兩種表示方法：·物理地址（絕對(duì)地址）表示法·符號(hào)地址表示法用物理地址表示操作數(shù)時(shí)，要明確指出操作數(shù)的所在存儲(chǔ)區(qū)、操作數(shù)的位數(shù)及具體位置。如：Q4.0表示這是一個(gè)在輸出過程映像區(qū)中的輸出位，具體位置是第四個(gè)字節(jié)的第0位。用符號(hào)地址表示操作數(shù)時(shí)，符號(hào)名必須先定義后使用，且符號(hào)名必須是唯一的。如Q4.0可用符號(hào)名MOTOR_ON替代表示。定義符號(hào)時(shí)，需要指明操作數(shù)所在的存儲(chǔ)區(qū)，操作數(shù)的位數(shù)、具體位置及數(shù)據(jù)類型。3．?dāng)?shù)據(jù)類型·基本數(shù)據(jù)類型：·基本數(shù)據(jù)類型：定義不超過32位的數(shù)據(jù)·復(fù)式數(shù)據(jù)類型：定義超過32位或由其它數(shù)據(jù)類型組成的數(shù)據(jù)·參數(shù)類型：定義傳給FB塊和FC塊的參數(shù)其中基本數(shù)據(jù)類型有確定的位數(shù)··布爾數(shù)據(jù)類型（BOOL）——1位·字節(jié)（BYEE）——8位·雙字（DWORD）——32位15……987654321BRCC1CC0OSOVSTARLO／FC4．狀態(tài)字用于表示CPU執(zhí)行指令時(shí)所具有的狀態(tài)。一些指令是否執(zhí)行或以何方式執(zhí)行可能取決于狀態(tài)字中的某些位；執(zhí)行指令時(shí)也可能改變狀態(tài)字中的某些位，也能在位邏輯指令或字邏輯指令中0訪問并檢測它們。下圖顯示了狀態(tài)字的結(jié)構(gòu)：（1）／FC——首位檢測位（2）RLO——邏輯操作結(jié)果（3）STA——狀態(tài)字（4）OR——或位（5）OV——溢出位（6）OS——舉國出狀態(tài)保