6.1可編程控制器的指令結(jié)構(gòu)和指令系統(tǒng)6.2位邏輯指令6.3定時器和計數(shù)器指令6.4數(shù)據(jù)處理功能指令6.5數(shù)據(jù)運算指令6.6控制指令思考題與習題第6章西門子S7-300系列PLC基本指令

主要內(nèi)容：

(1)掌握可編程控制器的編程語言。

(2)熟練掌握利用梯形圖、指令表進行電氣控制設(shè)計的方法。

PLC是由取代繼電器接觸器控制系統(tǒng)開始產(chǎn)生和發(fā)展的。隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，PLC具有計算機控制系統(tǒng)的功能，例如算術(shù)運算、數(shù)據(jù)處理指令、中斷等極為強大的功能。這些功能通常是通過各種功能指令的形式來實現(xiàn)的。實際上，現(xiàn)在的PLC就是一個計算機控制系統(tǒng)。為了滿足工業(yè)控制的需要，PLC生產(chǎn)廠家為PLC增添了過程控制、數(shù)據(jù)處理和特殊功能的指令，這些指令稱為功能指令(FunctionInstruction)。功能指令的出現(xiàn)，極大地拓寬了PLC的應(yīng)用范圍，增強了PLC編程的靈活性。功能指令的豐富程度及使用的方便程度是衡量PLC性能的一個重要指標?？删幊炭刂破魇怯捎布糠趾蛙浖糠纸M成的。其硬件原理已經(jīng)在4.5節(jié)中詳細講述過，軟件可分為操作系統(tǒng)和用戶程序兩部分。操作系統(tǒng)是由PLC的生產(chǎn)廠家提供的，它用于支持和管理用戶程序，所以用戶只要會熟練應(yīng)用即可。用戶程序是用戶為了完成特定的任務(wù)而編寫的應(yīng)用程序，所以先要知道在什么編程軟件下進行自己的程序設(shè)計。對于西門子公司的SIMATICS7系列PLC，常用的編程軟件是STEP7，STEP7中有豐富的S7系列PLC的編程語言，通常我們使用的是梯形圖(LAD)、語句表(STL)和順控指令(GRAPH)等，另外，還有功能塊圖(FDB)、標準控制語言(SCL)、狀態(tài)圖(HiGraph)、連續(xù)功能圖(CFC)和STEP7的C語言等。在編程的過程中，用戶可以選擇上面所示的某一種語言進行編程，也可以利用多種語言的優(yōu)點來進行混合編程，使用戶的程序開發(fā)、輸入和調(diào)試等工作變得極為方便。對于初學者，我們建議先從梯形圖(LAD)開始學習。梯形圖具有直觀、簡單等優(yōu)點，并且在STEP7中，梯形圖可以轉(zhuǎn)換成為語句表(STL)和功能塊圖(FDB)。

在學習本章的過程中，用戶可以參照第9章的內(nèi)容進行實際操作或者實驗，同時結(jié)合第2章～第4章進行對比學習，這樣對學習該章有很大的促進作用。

可編程控制器的生產(chǎn)廠家很多，其型號眾多，不同的可編程控制器的指令都有區(qū)別，但是其指令的內(nèi)容基本是相同的。用戶程序是由若干條順序排列的指令組成的，指令是程序的最小獨立單位。對于不同的編程語言，如語句表和梯形圖，其指令也有所不同，分別稱為語句指令和梯形圖邏輯指令。盡管不同的語言的表達形式不同，但是它們表達的內(nèi)容都是相同的。下面介紹S7的編程語言，即語句指令(STL)、梯形圖(LAD)和功能塊圖(FDB)。6.1可編程控制器的指令結(jié)構(gòu)和指令系統(tǒng)6.1.1指令簡介

1.語句指令

語句指令類似于計算機中的助記符語言，是PLC的最基礎(chǔ)的編程語言。指令表編程是用一系列指令來表達程序的控制要求。指令的格式為：

操作碼[操作數(shù)]

其中，方括號表示可選用。

指令表和梯形圖具有一定的對應(yīng)關(guān)系。如下為一語句指令：

AI0.0//把輸入繼電器I0.0和其他元件串聯(lián)，即“與”其中：A(是And的縮寫)代表“與”，I0.0代表輸入繼電器0.0(I代表輸入，是單詞In的縮寫；0.0代表繼電器的序號)；“//”代表注釋，和C語言中的“/*”作用是相同的。我們把A稱為操作碼，I0.0稱為操作數(shù)。每一條語句指令是由一個操作碼和一個操作數(shù)(地址)組成的。操作碼是必不可少的，表示了該做什么事情；操作數(shù)為具體的操作對象，可以是一符號名或絕對標志，包括常數(shù)，可編程控制器狀態(tài)字中的位、符號名、數(shù)據(jù)塊和數(shù)據(jù)塊區(qū)域中的單元、功能FC、功能塊FB、集成的系統(tǒng)功能SFC、集成的系統(tǒng)功能塊SFB及其編號，地址標識符和通過地址標識符指出的存儲區(qū)單元。有些指令沒有操作數(shù)，如以下語句指令：

NOT//對操作結(jié)果取反，即“非”

2.梯形圖邏輯指令

PLC梯形圖是在繼電器接觸器控制電路中的繼電器接觸器基礎(chǔ)上演變而來的，用圖形符號進行編程，其中很多圖形符號和繼電器接觸器電路中的元件具有對應(yīng)關(guān)系。其編程思想也和繼電器接觸器控制電路的梯形圖基本一致，所以學習起來相對要方便一些。

梯形圖的內(nèi)容在4.2.2節(jié)中已做過介紹，這里不再贅述。

3.功能塊圖

功能塊圖(FBD)是一種與邏輯控制電路圖結(jié)構(gòu)相類似的圖形編程語言。它類似于“與”、“或”、“非”的邏輯電路結(jié)構(gòu)的編程方式。如用“&”來表示“與”邏輯操作等。FBD使用不同功能的“盒”，其中“盒”中的符號表示各種功能，就像邏輯方塊圖一樣，根據(jù)不同的方塊邏輯來表達控制任務(wù)。這種編程方式對計算機編程不熟悉的工程師來說是相當容易的。

圖6-1為邏輯功能塊圖。當輸入“Key_1”和“Key_2”均為“1”時，輸出“Green_Light”為“1”。

圖6-1邏輯功能塊圖6.1.2數(shù)據(jù)類型

數(shù)據(jù)是程序處理和控制的對象，在程序中對所有的數(shù)據(jù)都要指定其數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是數(shù)據(jù)的組織形式。數(shù)據(jù)是通過變量來傳遞和存儲的。一個變量需要兩個要素，即變量的名稱和變量的數(shù)據(jù)類型。數(shù)據(jù)類型決定了數(shù)據(jù)的屬性，包括其長度、取值范圍等。STEP7中的數(shù)據(jù)類型有基本數(shù)據(jù)類型、復雜數(shù)據(jù)類型和參數(shù)數(shù)據(jù)類型三大類。

1.基本數(shù)據(jù)類型

STEP7中的基本數(shù)據(jù)類型有12種，現(xiàn)分別介紹如下：

(1)位(Bit)。位數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)類型為BOOL(布爾)型，如I0.0，Q0.1，M0.0，V0.1等。該類型數(shù)據(jù)長度為1位，取值只有True(或1)和False(或0)，標識符為X。它常用于開關(guān)量的表示，如各種觸點等，觸點閉合為“1”，斷開為“0”。

(2)字節(jié)(Byte)。一個字節(jié)(Byte)等于8位(Bit)，其中0位為最低位，7位為最高位。如IB0(包括I0.0～I0.7位)，QB0(包括Q0.0～Q0.7位)，MB0(包括MB0.0～MB0.7位)，VB0(包括VB0.0～VB0.7位)等。其范圍為00～FF(即十進制的0～255)，助記符為B。它在STEP7中的格式為B#16#0～B#16#FF。

(3)字(Word)。兩個字節(jié)(Byte)組成一個字(Word)，用來表示一個無符號數(shù)，因此，字為16位。如IW0是由IB0和IB1組成的，其中I是區(qū)域標識符，W表示字，0是字的起始字節(jié)。需要注意的是，字的起始字節(jié)(如上例中的“0”)都必須是偶數(shù)。字的范圍為十六進制的0000～FFFF(即十進制的0～65536)，助記符為W。在編程時要注意，如果已經(jīng)用了IW0，則再用IB0或IB1要特別加以小心，由于IB0和IB1的地址為IW0的低8位和高8位，可能使IW0的內(nèi)容發(fā)生變化。它在STEP7中的格式有以下幾種：二進制表達式：2#0～2#1111_1111_1111_1111

十六進制表達式：W#16#0000～W#16#FFFF

無符號十進制表達式：B#(0，0)～B#(255，255)

BCD表達式：C#-999～C#999或C#0～C#999

(4)雙字(DoubleWord)。相鄰的兩個字(Word)組成一個雙字，用來表示一個無符號數(shù)，因此，雙字為32位。如MD100是由MW100和MW102組成的，其中M是區(qū)域標識符，D表示雙字，100是雙字的起始字節(jié)。需要注意的是，雙字的起始字節(jié)(如上例中的“100”)和字一樣，必須是偶數(shù)。雙字的范圍為十六進制的0000～FFFFFFFF(即十進制的0～4

294

967

295)

，助記符為DW。在編程時要注意，如果已經(jīng)用了MD100，則再用MW100或MW102要特別加以小心。以上的字節(jié)、字和雙字數(shù)據(jù)類型均為無符號數(shù)，即只有正數(shù)，沒有負數(shù)。雙字長度為4字節(jié)，其表達格式如下：

二進制表達式：

2#0～2#1111_1111_1111_1111_1111_1111_1111_1111

十六進制表達式：W#16#0000_0000～W#16#FFFF_FFFF

無符號十進制表達式：B#(0,0,0,0)～B#(255,255,255,255)

(5)字符類型(Char)。字符類型用來表示ASCII字符，其長度為1字節(jié)，8位，如“A”、“a”等。

(6)單整數(shù)(Int)。單整數(shù)的長度為雙字節(jié)，取值范圍為-215～215-1(即-32

768～32

767)。整數(shù)為有符號數(shù)，最高位為符號位，“1”表示負數(shù)，“0”表示正數(shù)。

(7)長整數(shù)(Dint)。32位整數(shù)和16位整數(shù)一樣，為有符號數(shù)，最高位為符號位，“1”表示負數(shù)，“0”表示正數(shù)。其長度為4字節(jié)，取值范圍為-231～231-1(即-2

147

483

648～

2

147

483

647)。它的表達式格式為L#-2147483648～L#2147483647。

(8)實數(shù)(Real)。實數(shù)的長度為4字節(jié)，表達式格式為±3.402823E+38～±1.175495E-38，實數(shù)為32位，可以用來表示小數(shù)。實數(shù)可以表示為1.m

×

2e，且式中指數(shù)e

=

E

+

127

(1≤e≤254)，為8位整數(shù)，其存儲結(jié)構(gòu)如圖6-2所示。

圖6-2實數(shù)的存儲結(jié)構(gòu)

(9)定時器數(shù)(S5Time)。定時器數(shù)用來設(shè)置SIMATIC時間格式，長度為2字節(jié)，16位。其表達式格式為S5T#1H_10M_10S_20MS(定時時間為1小時10分鐘10秒鐘20毫秒)。S5時間常數(shù)的取值范圍(用特定格式表示)為S5T#0H_0M_0S_0MS～S5T#2H_46M_30S_0MS,即0ms～2h46ms30s0ms時間增量為10ms。

(10)時間數(shù)(Time)。時間數(shù)用來設(shè)置IEC時間格式(帶符號)，分辨率為1ms，長度為4字節(jié)，32位。其取值范圍為T#-24D_20H_31M_23S_648MS～T#24D_20H_31M_23S_647MS。

(11)日期(Date)。日期用來設(shè)置IEC日期格式，分辨率為一天，長度為4字節(jié)，32位。其取值范圍為D#1990_1_1～D#2168_12_31。

(12)時間數(shù)(Time_Of_Day)。時間數(shù)用來設(shè)置24小時時間格式，分辨率為1ms，長度為4字節(jié)，32位。其表達式格式為TOD#0:0:0.0～TOD#23:59:59.999。

2.復雜數(shù)據(jù)類型

復雜數(shù)據(jù)是由一些基本數(shù)據(jù)類型組合而成的復合型數(shù)據(jù)，或者是長度超過32位的數(shù)據(jù)類型。STEP7中的復雜數(shù)據(jù)類型有以下7種。

(1)日期時間數(shù)據(jù)類型(Date_And_Time)。該數(shù)據(jù)類型用于存儲年、月、日、時、分、秒、毫秒和星期的數(shù)據(jù)。它占用8個字節(jié)，使用BCD編碼。星期天代碼為1，星期一～星期六代碼分別為2～7。其取值范圍為DT#1990-1-1-0：0：0.0～DT#2089-12-31-23：59：59.999。

如：DT＃2004-07-16-12:30:16.200為2004年7月16日12時30分16.2秒。

(2)字符串類型(String)。字符串是由最多254個字符組成的一維數(shù)組。其最大長度為256字節(jié)，String類型的前兩個字節(jié)存儲字符串長度信息，因此一個String類型的數(shù)據(jù)最多包含254個字符。其常數(shù)表示形式為有兩個單引號包括的字符串，如‘Abcde-300F’等。用戶在定義String類型變量的時候也可以限定它的最大長度，如String[8]，表示該變量最多可以包含8個字符。

(3)數(shù)組類型(Array)。將一組同一類型的數(shù)據(jù)組合在一起組成一個單位就是數(shù)組。數(shù)組的維數(shù)最大可以到6維；數(shù)組中的元素可以是基本數(shù)據(jù)類型或者附在數(shù)據(jù)類型中的任一數(shù)據(jù)類型，但是數(shù)組類型不能嵌套。數(shù)組中的每一維的上、下標取值范圍為-32768～32767，同時下標須小于上標。

數(shù)組的定義必須說明數(shù)組的維數(shù)、元素類型和每一維的上、下標范圍。如A[1..3,1..5,1..4]表示3×5×4的三維數(shù)組，而A[1，2，3]表示數(shù)組中的一個元素。

(4)結(jié)構(gòu)類型(Struct)。將一組不同類型的數(shù)據(jù)組合在一起組成一個單位就是結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)類型是由不同數(shù)據(jù)類型組成的復合型數(shù)據(jù)，用來定義某一組相關(guān)的數(shù)據(jù)。如定義電機的一組數(shù)據(jù)可以用如下方式：

Motor：STRUCT

Speed:INT

Current:REAL

END_STRUCT

(5)用戶定義類型(UDT)。用戶定義的數(shù)據(jù)類型(User-DefinedDataTypes，UDT)是由用戶將基本數(shù)據(jù)類型和復合數(shù)據(jù)類型組合在一起形成的數(shù)據(jù)類型，用在數(shù)據(jù)塊(DB)和變量聲明表中定義復合數(shù)據(jù)類型。同樣，該類型也是由不同的數(shù)據(jù)類型組合而成的復合數(shù)據(jù)類型，UDT是一個模塊，可以用來定義其他變量。它在STEP

7中也是以模塊的形式存儲的，稱為UDT塊(UDT1～UDT65535)。使用該類型數(shù)據(jù)時，在Blocks目錄下單擊鼠標右鍵，在快捷菜單中選擇InsertNewObject/DataType，就可以建立一個UDT塊，以后就可以將一個變量聲明成為UDT類型。

(6)

FB功能塊型。該數(shù)據(jù)類型僅可以在FB的靜態(tài)變量區(qū)定義，用于實現(xiàn)多背景數(shù)據(jù)塊。

(7)

SFB順序功能塊型。該數(shù)據(jù)類型同F(xiàn)B功能塊型。

3.參數(shù)數(shù)據(jù)類型

該類型是一種用于FC或FB的參數(shù)的數(shù)據(jù)類型，是為在邏輯塊之間傳遞參數(shù)的形參(FormalParameter，形式參數(shù))定義的數(shù)據(jù)類型。其主要包括以下幾種。

(1)

Timer/Counter：定時器/計數(shù)器類型。

(2)

BLOCK_FB/BLOCK_FC/BLOCK_DB/BLOCK_SDB:塊類型。

(3)

Pointer：6字節(jié)指針類型，傳遞DB塊號和數(shù)據(jù)地址。

(4)

Any：10字節(jié)指針類型，傳遞DB塊號、數(shù)據(jù)地址、數(shù)據(jù)數(shù)量以及數(shù)據(jù)類型。

使用以上數(shù)據(jù)類型時，可以把定時器、計數(shù)器、程序塊、數(shù)據(jù)塊，甚至不確定類型和長度的數(shù)據(jù)通過參數(shù)傳遞給FC和FB。參數(shù)類型為程序提供了很高的靈活性，可以實現(xiàn)更通用的控制功能。6.1.3操作數(shù)和存儲區(qū)功能

1．操作數(shù)

操作數(shù)是一條指令的地址，指一個常數(shù)或指令能找到一個數(shù)值(數(shù)據(jù)對象)的位置，指令可對該數(shù)進行操作。該地址可以是一符號名或絕對標志。地址可為下面的任意一項。

(1)常數(shù)。常數(shù)即定時器或計數(shù)器的數(shù)值，或一待裝入累加器1的ASCII碼字符串，見表6-1。

表6-1操作數(shù)(2)可編程控制器狀態(tài)字中的位。語句表指令的地址可以是PLC狀態(tài)字中的一個或多個位。指令檢查并影響狀態(tài)字中單個位的狀態(tài)，或解釋狀態(tài)字中兩個位的組合，如表6-2所示。

表6-2可編程控制器狀態(tài)字中的位(3)符號名。在STL中僅能使用已聲明過的符號名，包括已輸入到符號表中的共享符號名和塊中的局部名，如表6-3所示。表6-3符號名(4)數(shù)據(jù)塊和數(shù)據(jù)塊區(qū)域中的單元、功能(FC)、功能塊(FB)、集成的系統(tǒng)功能(SFC)、集成的系統(tǒng)功能塊(SFB)及編號，如表6-4所示表6-4數(shù)據(jù)塊(5)地址標識符和通過地址標識符表示的存儲區(qū)單元。一個地址標識符可以是以下三個基本類型之一：

①指明PLC中存儲區(qū)域和該區(qū)域中數(shù)據(jù)對象大小的地址標識符，見表6-5。存儲區(qū)是指令能在其中尋找到一個值(數(shù)據(jù)對象)并對它進行操作的區(qū)域(如“I”指輸入過程暫存區(qū))，數(shù)值(數(shù)據(jù)對象)的大小是指令對其進行操作的長度(如“B”指字節(jié)，“W”指字，“D”指雙字)。

表6-5指明存儲區(qū)域和數(shù)據(jù)對象大小的地址標識符②指明一個存儲區(qū)域，但沒有該區(qū)域中數(shù)據(jù)對象大小的地址標識符(如一個標識符表示區(qū)域，T指定時器，C指計數(shù)器，DB指數(shù)據(jù)塊，并加上這些定時器、計數(shù)器、數(shù)據(jù)塊的編號)，見表6-6。表6-6指明存儲區(qū)，但沒有數(shù)據(jù)對象大小的地址標識符③指明一個數(shù)據(jù)對象的大小，但無存儲區(qū)域的地址標識符，見表6-7。其實它的存儲區(qū)域已經(jīng)在跟隨地址標識符的存儲單元中編碼了存儲區(qū)單元，如表6-8所示。表6-7指明數(shù)據(jù)對象大小，但無存儲區(qū)域的地址標識符表6-8包括地址標識符和地址單元的地址

(6)字或雙字作為數(shù)據(jù)對象的應(yīng)用。如果運用一條指令的地址標識符指明可編程邏輯控制器(PLC)中的存儲區(qū)域，并且它的數(shù)據(jù)對象大小是一個字或雙字，則必須注意這里的存儲單元總是指一個字節(jié)單元，如圖6-3和6-4所示。這個字節(jié)單元是字或雙字最低的字節(jié)號，如圖6-4中的地址指在存儲區(qū)域M中四個連續(xù)的字節(jié)，它從字節(jié)10(MB10)開始到字節(jié)13(MB13)結(jié)束。

圖6-3以字節(jié)單元注明存儲單元的例子

圖6-4數(shù)據(jù)對象的大小雙字：存儲區(qū)雙字MD10。

字：存儲區(qū)字MW10、MW12。

字節(jié)：存儲區(qū)字節(jié)MB10、MB11、MB12、MB13。

當絕對地址的寬度為字或雙字時，要保證沒有指定任何字節(jié)，以免造成重疊。

(7)存儲器單元。地址標識符的地址屬于以下兩種類型之一：

①在規(guī)定存儲區(qū)域中的單元(如1.0在地址I1.0中指“輸入模塊1，輸入0位”)。

②在局部存儲區(qū)域、數(shù)據(jù)區(qū)或地址寄存器中的單元(如[AR1，P#4.3]指在地址寄存器1中的數(shù)值，加上4個字節(jié)，3個位)。前面介紹了操作碼和操作數(shù)，操作數(shù)是由標識符和參數(shù)組成的，如I0.0，I0.1，I0.2和Q0.0等。從控制線路來說，操作數(shù)代表了某一個或者某一組元件，和低壓電器元件類似，區(qū)別是一個是軟元件，一個是硬件的元件。從PLC角度來說，操作數(shù)代表了I/O口的某一個地址或者內(nèi)部的某一個軟元件(如中間繼電器等)。從PLC內(nèi)部來說，操作數(shù)表示了其在內(nèi)存中的具體地址，其中標識符表示內(nèi)存的某一區(qū)域，參數(shù)表示該區(qū)域中的具體位置。梯形圖和語句指令中均有操作數(shù)。對于梯形圖，操作數(shù)在梯形圖指令符號的上方；對于語句指令，操作數(shù)在操作碼的后面。在學習過程中，可以認為操作數(shù)是某一個元件。標識符由主標識符和輔助標識符構(gòu)成。其中：主標識符表示元件的類型，也表示操作數(shù)在內(nèi)存中的區(qū)域，如表6-9所示；輔助標識符代表操作數(shù)的位數(shù)，如一個字節(jié)或者兩個字節(jié)等，對于單字節(jié)長度的標識符是沒有輔助標識符的，如表6-10所示。

表6-9主標識符表6-10輔助輸入標識符上面所講到的操作數(shù)使用的是絕對地址，也就是PLC的存儲區(qū)域的物理地址，該地址的參數(shù)范圍可在STEP7硬件組態(tài)中直接查閱。圖6-5所示為硬件地址的查閱，其中開關(guān)量輸入為I124.0～I126.7，輸出為Q124.0～Q125.7(注意：每一個地址代表0～7八位)。而模擬量的輸入為PIW752～PIW761，計數(shù)器為C768～C783等。

圖6-5STEP7硬件組態(tài)圖編程人員希望使用一些有意義的符號來表示元件，如“啟動按鈕”和“停止按鈕”等符號，這是符號地址的表示方法，該方法可以增強程序的可讀性和方便的修改能力，特別是對比較大的程序更有意義。所以在編程過程中希望能夠使用符號地址，符號地址必須先定義，也就是和絕對地址相對應(yīng)，然后才能使用。對于不同的元件不能使用相同的符號地址，當然，作為符號地址，一方面要表示元件的具體意義，同時也要將操作數(shù)的其他信息表達清楚，方便以后更改和編程。

2.存儲區(qū)

S7系列PLC的存儲區(qū)分為系統(tǒng)存儲區(qū)、裝載存儲區(qū)和工作存儲器三個基本存儲區(qū)。CPU可以通過輸入/輸出的映像存儲區(qū)來訪問對應(yīng)的I/O口，所以操作數(shù)實際是I/O口的映像存儲區(qū)的實際物理地址。通過對映像存儲區(qū)的訪問就可以訪問相應(yīng)的I/O口。S7系列PLC的存儲區(qū)域及其功能見表6-11。

表6-11存儲區(qū)域及其功能續(xù)表續(xù)表在SIMATICS7系列可編程控制器中，梯形圖(LAD)可以和語句指令(STL)直接轉(zhuǎn)換。另外，電氣控制電路向梯形圖轉(zhuǎn)換是很方便的，所以本章主要講述梯形圖邏輯指令。6.1.4尋址方式

在STEP7中，操作數(shù)可以是常數(shù)、S7狀態(tài)字的狀態(tài)位、各種寄存器、數(shù)據(jù)塊(DB)、功能塊(FB和FC)、系統(tǒng)功能塊(SFB和SFC)以及S7中的各存儲區(qū)中的單元。

尋址方式是指指令如何得到操作數(shù)的各種方式，對于操作數(shù)，在指令中可以直接給出，也可以間接給出。S7有四種尋址方式，即立即尋址、直接尋址、存儲器間接尋址和寄存器間接尋址。

1.立即尋址

立即尋址的指令直接跟著它要操作的數(shù)值，或者操作數(shù)本身也可直接包含在指令中。立即尋址用于對常數(shù)或者常量的尋址。如：

SET //將RLO置“1”，RLO是Resultof LogicOperation的縮寫

OW W#16#A320 //將字常量W#16#A320與累加器 1“或”運算

L 30 //把整數(shù)30裝入累加器1中，L是 Load的縮寫

L ‘ABC’ //把ASCII碼字符ABC裝入累加器1中

L B#(100,12) //將字100和12裝入累加器１中

L C#0100 //把BCD碼常數(shù)0100裝入累加器1中

2.直接尋址

直接尋址是對寄存器和存儲器的直接尋址，直接尋址中直接給出操作數(shù)的存儲單元地址。用于直接尋址的指令具有以下兩部分的地址，它們指明指令將要處理的數(shù)值單元：地址標識符(如“IB”指輸入字節(jié))和地址標識符指明的在存儲區(qū)域中確切的單元地址直接指向數(shù)值的單元。如：

A I0.0 //對輸入位I0.0進行“與”邏輯操作

S L20.0 //把本地數(shù)據(jù)位L20.0置“1”，L為Local的 縮寫，意為本地數(shù)據(jù)

= M0.0 //把RLO結(jié)果存于M0.0中

L IB10 //把輸入字節(jié)IB10的內(nèi)容裝入累加器1

T DBD12 //把累加器1中的內(nèi)容傳送給數(shù)據(jù)雙字 DBD12中

3.存儲器間接尋址

存儲器間接尋址指令中的存儲器中的內(nèi)容為操作數(shù)所在存儲單元的地址，該地址也稱為地址指針。用于存儲器間接尋址的指令具有以下兩部分的地址，它們指明指令將要處理的數(shù)值單元：地址標識符(如“IB”指輸入字節(jié))和以下指針之一：

字：包含了定時器(T)、計數(shù)器(C)、數(shù)據(jù)塊(B)、功能(FC)、功能塊(FB)的編號。

雙字：包含了地址標識符指明的在存儲區(qū)域中確切的數(shù)值單元地址，通過指針指明數(shù)值或編號的單元。字或雙字應(yīng)在位存儲區(qū)(M)、背景數(shù)據(jù)塊(DIB)、數(shù)據(jù)塊(DB)和局部數(shù)據(jù)(L)的區(qū)域之中。

存儲器間接尋址的好處是當程序執(zhí)行時能動態(tài)地修改語句的地址。

當用一個存放在數(shù)據(jù)塊中的存儲器間接尋址時，必須首先用打開數(shù)據(jù)塊指令(OPEN)打開數(shù)據(jù)塊，這樣就可以用字或雙字作為一個間接地址，如：

OPENDB10

LIB[DBDZO]

又如：

AI[MD2] //對由MD2指出的輸入位進行“與” 邏輯操作

=DIX[DBD2] //把RLO結(jié)果賦值給數(shù)據(jù)位，具體 數(shù)據(jù)由數(shù)據(jù)雙字DBD2

//指出

LIB[DID4] //把由數(shù)據(jù)雙字DID4指出的輸入 字節(jié)裝入累加器1中

OQ[LD3] //把本地數(shù)據(jù)雙字指出的輸出位進 行“或”邏輯操作

4.寄存器間接尋址

在用STL編程時，有些間接尋址類型需要使用CPU中的某些寄存器。S7中有兩個地址寄存器AR1和AR2。地址寄存器的內(nèi)容加上偏移量形成地址指針，該指針可以指向數(shù)據(jù)所在的存儲單元。寄存器間接尋址分為區(qū)域內(nèi)寄存器間接尋址和區(qū)域間寄存器間接尋址兩種。如：

AI[AR1，P#4.3] //對輸入位進行“與”操作， 存儲單元為AR1的內(nèi)容加4

//字節(jié)3位計算

TLD[AR2，P#56.0] //將累加器1的內(nèi)容傳送給數(shù)據(jù)雙 字LD，存儲單元為AR2

//內(nèi)容加56字節(jié)加0位

LP#8.7 //裝載指向位地址單元8.7的雙字 指針至累加器16.1.5CPU的寄存器

1.累加器

S7-300系列PLC有兩個32位累加器，如圖6-6所示，它們是通用寄存器，用來處理位、字節(jié)、字和雙字。累加器可以裝載常數(shù)或裝載作為地址的存儲區(qū)的數(shù)據(jù)并對它們做邏輯運算，也可把累加器1中的操作結(jié)果傳送到存儲區(qū)單元。操作指令對其影響如下：

(1)裝載指令總是影響累加器1，且把舊的內(nèi)容存入累加器2。

(2)傳送指令不改變累加器中的內(nèi)容(除TAR1和TAR2指令之外)。

(3)

TAK指令對換累加器1和累加器2中的內(nèi)容。

圖6-6累加器

2.狀態(tài)字

狀態(tài)字表示了CPU在執(zhí)行指令時的狀態(tài)，有些指令的執(zhí)行會影響到狀態(tài)字中的某些位，同樣指令的執(zhí)行也會受到狀態(tài)字的影響。狀態(tài)字可以在位邏輯指令和字邏輯指令中訪問并檢測。狀態(tài)字的結(jié)構(gòu)如圖6-7所示。

圖6-7狀態(tài)字的結(jié)構(gòu)

1)

/FC(首次檢測位)

CPU對邏輯串第一條指令的檢測產(chǎn)生的結(jié)果存于RLO中，該結(jié)果稱為首次檢測結(jié)果。若該位為“0”，表示一個梯形圖邏輯網(wǎng)絡(luò)的開始或者語句指令的第一條指令。也就是說，/FC在邏輯串的開始時為“0”，在邏輯串的執(zhí)行過程中為“1”，當一個邏輯串結(jié)束時(如輸出或者跳轉(zhuǎn)等)，/FC被清0。

2)

RLO(邏輯操作結(jié)果)

該位用來存儲邏輯指令或者算術(shù)比較指令的邏輯結(jié)果。RLO的狀態(tài)可以表示有關(guān)信號流的信息。當RLO為“1”時，表示有信號流(接通)；當RLO為“0”時，表示無信號流(斷開)。RLO結(jié)果可以在定時器、計數(shù)器等上作為觸發(fā)信號。

3)

STA(狀態(tài)位)

該位不能用指令來檢測，僅在程序測試中被CPU解釋并使用。若一條指令是對存儲區(qū)操作的位邏輯指令，則無論是對該位進行讀或?qū)懖僮?，STA總是與該位的值取得一致；對不訪問存儲區(qū)的位邏輯指令來說，STA沒有意義，此時，它總被置位為“1”。

4)

OR(或位)

在先邏輯“與”后邏輯“或”的邏輯串操作中，OR位暫存邏輯“與”的操作結(jié)果，以便進行后面的邏輯“或”運算。其他指令將OR位清0。

5)

OV(溢出位)

當一個算術(shù)運算或?qū)崝?shù)比較指令執(zhí)行時出現(xiàn)溢出、非法操作和不規(guī)范格式時，該位被置1。若后面的算術(shù)運算或?qū)崝?shù)比較指令執(zhí)行結(jié)果正常，則OV位就被清0。

6)

OS(溢出狀態(tài)保持位)

當OV位被置為“1”時，OS位也被置為“1”；當OV位被清0時，OS位保持為“1”。該位用來表明先前一些指令執(zhí)行中是否產(chǎn)生過錯誤。只有JOS(OS為“1”時跳轉(zhuǎn))、塊調(diào)用指令和塊結(jié)束指令才能使該位復位。

7)

CC1和CC0(條件碼1和條件碼0)

這兩位結(jié)合起來表示累加器1中產(chǎn)生的算術(shù)運算或邏輯運算結(jié)果與0的大小關(guān)系。表6-12所示為算術(shù)運算后的結(jié)果與0比較的結(jié)果。比較指令、移位指令的狀態(tài)如表6-13所示。

表6-12CC1和CC0(條件碼1和條件碼0)表6-13比較指令、移位指令的狀態(tài)8)

BR(二進制結(jié)果位)

該位用在一段既有位操作又有字操作的程序中，以表示字操作結(jié)果是否正常。把BR位加入程序中，無論字操作結(jié)果如何，均不會使二進制邏輯鏈中斷。在LAD的方塊指令中，BR位與ENO有對應(yīng)關(guān)系，用于表明方塊指令是否被正確執(zhí)行。當出現(xiàn)錯誤時，BR和ENO為“0”；當無錯誤時，BR和ENO均為“1”。

在用戶編寫的FB和FC中，須對BR位進行管理。當功能塊正確運行時，BR位為“1”，否則為“0”。在STL和LAD的SAVE指令中，將RLO結(jié)果存入BR位中。

位邏輯指令處理兩個數(shù)字，即“1”和“0”。這兩個數(shù)字是構(gòu)成二進制數(shù)字系統(tǒng)的基礎(chǔ)，稱為二進制數(shù)字或二進制位。位邏輯指令主要對BOOL類型(即“0”和“1”)的操作數(shù)進行操作，這一點和繼電器接觸器控制系統(tǒng)中的觸點或者線圈等相似。在接點與線圈領(lǐng)域，“1”表示動作或通電，“0”表示未動作或未通電。如常閉觸點在未動作前為“1”，在動作后為“0”；常開觸點在得電之前為“0”，在得電以后為“1”。6.2位?邏?輯?指?令位邏輯指令掃描信號狀態(tài)“1”和“0”，并根據(jù)布爾邏輯對“0”和“1”進行布爾運算等操作，經(jīng)過操作后的結(jié)果也是邏輯值“0”或者“1”。結(jié)果將會置于位RLO中。邏輯運算有或、與、非及其組合。下面我們對位邏輯指令進行逐一講解。由位邏輯指令觸發(fā)的邏輯操作可執(zhí)行各種類型的功能，如用位邏輯來觸發(fā)定時器、計數(shù)器等。

可執(zhí)行下列功能的位邏輯指令如下：

——||—— 常開觸點(地址)

——|/|—— 常閉觸點(地址)

——(SAVE) 將RLO存入BR存儲器

XOR 位異或

——() 輸出線圈

——(#)—— 中間輸出

——|NOT|—— 信號流反向當RLO為1時，下列指令起作用，并執(zhí)行其相應(yīng)的功能：

——(S) 線圈置位

——(R) 線圈復位

SR 置位復位觸發(fā)器

RS 復位置位觸發(fā)器

對上升沿和下降沿有反應(yīng)的指令有：

——(N)—— RLO下降沿檢測

——(P)—— RLO上升沿檢測

NEG 地址下降沿檢測

POS 地址上升沿檢測

PIB/PIW 立即讀操作

PQB/PQW 立即寫操作6.2.1位邏輯運算和輸出指令

1.常開和常閉觸點指令

常開觸點指令和常閉觸點指令，相當于繼電器接觸器系統(tǒng)中的常開觸點和常閉觸點。

常開觸點指令和常閉觸點指令的LAD和STL形式及功能如表6-14所示。

——||——

為常開觸點指令。當該指令上方的地址中的值為“1”時，表示觸點閉合。當觸點閉合時，電流可以流過該元件，并且邏輯運算結(jié)果(RLO)為“1”。相反，當該指令上方的地址中的值為“0”時，表示觸點斷開。當觸點斷開時，電流無法通過該元件，并且邏輯運算結(jié)果(RLO)為“0”。

表6-14常開和常閉觸點指令的形式及功能——|/|——為常閉觸點指令。當該指令上方的地址中的值為“0”時，表示觸點閉合。當觸點閉合時，電流可以流過該元件，并且邏輯運算結(jié)果(RLO)為“1”。當該指令上方的地址中的值為“1”時，表示觸點斷開。當觸點斷開時，電流無法通過該元件，并且邏輯運算結(jié)果(RLO)為“0”。在語句指令中，這兩個指令在串聯(lián)使用時，使用邏輯“與”指令來表示RLO，并聯(lián)使用時，使用邏輯“或”指令來表示RLO。

對于常開觸點，我們通常使用A或O來表示。其中：操作碼A代表邏輯“與”，是And的縮寫，對應(yīng)于串聯(lián)的常開觸點；操作碼O代表邏輯“或”，是Or的縮寫，對應(yīng)于并聯(lián)的常開觸點。對于常閉觸點，使用操作碼AN或ON來描述。其中：AN代表邏輯“與非”，是AndNot的縮寫，對應(yīng)于串聯(lián)的常閉觸點；操作碼ON代表邏輯“或非”，是OrNot的縮寫，對應(yīng)于并聯(lián)的常閉觸點。

這兩個指令對狀態(tài)字的影響如表6-15所示。

表6-15常開和常閉觸點指令對狀態(tài)字的影響

【例6-1】

圖6-8所示為常開觸點指令的用法。

相應(yīng)的語句為：

A(

O I0.0 //并聯(lián)常開觸點I0.0

O I0.2 //并聯(lián)常開觸點I0.2

) //并聯(lián)塊

A I0.1 //串聯(lián)觸點I0.1

圖6-8常開觸點指令應(yīng)用舉例該圖的邏輯關(guān)系為：當輸入I0.0或者I0.2為“1”，并且I0.1為“1”時，RLO(結(jié)果)為“1”；當I0.0和I0.2都為“0”，或者I0.1為“0”時，RLO為“0”。即：RLO=(I0.0+I0.2)I0.1。

【例6-2】

圖6-9所示為常閉觸點指令的用法。

相應(yīng)的語句為：

A(

O I0.0 //并聯(lián)常開觸點I0.0

ON I0.0 //并聯(lián)常閉觸點I0.0，和上一條指 令共同代表“1”

) //并聯(lián)塊

A I0.1 //串聯(lián)觸點I0.1

邏輯關(guān)系為：RLO=(I0.0+)I0.2。

圖6-9常閉觸點指令應(yīng)用舉例2.輸出線圈指令

輸出線圈指令的LAD和STL形式及功能如表6-16所示。

表6-16輸出線圈指令的形式及功能——()為輸出線圈指令，用來表示輸出，它和繼電器或接觸器的線圈相似。當輸出結(jié)果RLO為“1”時，表示該線圈中流過電流，輸出為“1”；當RLO為“0”時，表示線圈斷電，輸出為“0”。該元件只能放在梯形圖的最右端，并且可以使用多達16個線圈作為輸出。使用——|NOT|——(翻轉(zhuǎn)電流)指令可以使輸出翻轉(zhuǎn)，即“1”變?yōu)椤?”，“0”變?yōu)椤?”。在語句指令中，輸出指令用符號“=”來表示。

該指令在一個被激活的MCR(主控繼電器)區(qū)中，當電流流過該元件時，該元件被置位，而如果MCR區(qū)關(guān)閉，則無論是否有電流流過，該指令上的地址均為“0”。

該指令對狀態(tài)字的影響如表6-17所示。表6-17輸出線圈指令對狀態(tài)字的影響

【例6-3】

圖6-10所示為輸出線圈指令的用法。

語句指令如下：

A I0.0 //串聯(lián)常開觸點I0.0

A I0.1 //串聯(lián)常開觸點I0.1

ON I0.2 //并聯(lián)常閉觸電I0.2

= L20.0 //輸出給本地數(shù)據(jù)L20.0

A L20.0 //取L20.0

BLD 102

= Q4.0 //輸出給線圈Q4.0

A L20.0 //取L20.0

A I0.3 //串聯(lián)I0.3

= Q4.1 //輸出給線圈Q4.1

圖6-10輸出線圈指令應(yīng)用舉例當輸入I0.0和I0.1的狀態(tài)均為“1”或輸入I0.2的狀態(tài)為“0”時，則輸出信號Q4.0的狀態(tài)為“1”。

當輸入I0.0和I0.1的狀態(tài)均為“1”或輸入I0.2的狀態(tài)為“0”，并且輸入I0.3的狀態(tài)為“1”時，則輸出信號Q4.1的狀態(tài)為“1”。

【例6-4】

如圖2-11為三相交流異步電動機的啟動、停止和保護的繼電器接觸器控制電路。在此用梯形圖來表示。

(1)將電氣控制梯形圖轉(zhuǎn)化為PLC梯形圖，并對相應(yīng)的元件分配地址。在此我們給啟動按鈕分配地址I0.0，給停止按鈕分配地址I0.1，給接觸器分配地址Q0.0，暫時不考慮保護電路。轉(zhuǎn)換后的梯形圖如圖6-11所示。

圖6-11轉(zhuǎn)換后的PLC梯形圖

(2)按照梯形圖轉(zhuǎn)化為的語句指令如下：

OI0.0 //取并聯(lián)常開觸點I0.0

OQ0.0 //并聯(lián)常開觸點Q0.0

AI0.1 //串聯(lián)常閉觸點I0.1

=Q0.0 //將結(jié)果賦給線圈Q0.0

注意：

①

Q0.0就像接觸器或者繼電器一樣，既有線圈，又有觸點。

②

//

表示后面為注釋語句。

③

STEP7具有梯形圖和語句指令等語言的自動轉(zhuǎn)換功能。

3.將RLO存入BR存儲器指令

——(SAVE)(將RLO存入BR存儲器指令，也稱SAVE指令)可以將RLO存儲到狀態(tài)字的BR位。該指令首先檢查位/FC是否復位，然后將BR位的狀態(tài)在下一程序段的與(AND)邏輯運算中包含。

對于在LAD、FBD、STL中的SAVE指令，因為其中任何一個指令均可能改變BR位，所以盡量不要在同一個程序塊或者附屬的程序塊中使用SAVE指令和BR位，但是可以使用BR位來測試上一個程序塊中的SAVE指令。

SAVE指令對狀態(tài)字的影響如表6-18所示。

表6-18SAVE指令對狀態(tài)字的影響

【例6-5】

圖6-12所示為SAVE指令的用法。

語句指令如下：

A I0.0 //取常開觸點I0.0

A I0.1 //串聯(lián)常開觸點I0.1

O I0.2 //并聯(lián)常開觸點I0.2

SAVE //將結(jié)果保存在BR位中

該程序?qū)LO的狀態(tài)存儲于BR位中。圖6-12SAVE指令應(yīng)用舉例

4.異或指令XOR

該指令在語句指令中使用X來描述，在梯形圖中由常開觸點和常閉觸點指令組合而成。

圖6-13異或指令應(yīng)用舉例【例6-6】

如圖6-13所示為異或指令XOR的用法。

語句指令如下：

AN I0.0 //取常閉觸點I0.0

A I0.1 //串聯(lián)常開觸點I0.1

O //并聯(lián)塊

A I0.0 //取常開觸點I0.0

AN I0.1 //串聯(lián)常閉觸點I0.1

= Q4.0 //輸出給線圈Q4.0

或者：

AN I0.0

X I0.1

= Q4.0

則有：Q4.0

=?I0.0·I0.1

+

I0.0·I0.1。

【例6-7】

設(shè)計一個樓梯燈開關(guān)，要求當行人從下到上或者從上到下時，可以在樓梯開關(guān)SB1上開燈，在SB2上關(guān)燈。

該設(shè)計可以使用自鎖按鈕進行設(shè)計。由邏輯關(guān)系知，輸出是兩個輸入的邏輯“異或”。

(1)樓梯燈開關(guān)功能塊圖如圖6-14所示。

(2)語句指令如下：

AN I0.0

X I0.1

= Q4.0

(3)樓梯燈開關(guān)梯形圖如圖6-13所示。

圖6-14樓梯燈開關(guān)功能塊圖

5.中間輸出指令

中間輸出指令用來存儲RLO的中間值，該值是該指令執(zhí)行前位邏輯串的操作的結(jié)果值，當它和其他觸點串聯(lián)時，功能和一般觸點是相同的。中間輸出指令不能用于結(jié)束一個邏輯串，所以，中間輸出指令不能置于邏輯串的結(jié)尾或者分支的結(jié)尾處。通過使用取反指令可以使其狀態(tài)翻轉(zhuǎn)。

中間輸出指令對狀態(tài)字的影響如表6-19所示。

表6-19中間輸出指令對狀態(tài)字的影響

【例6-8】

圖6-15所示為中間輸出指令的用法。

語句指令如下：

A I1.0 //取常開觸點I1.0

A I1.1 //串聯(lián)常開觸點I1.1

= M0.0 //輸出給中間線圈M0.0

A M0.0 //取中間線圈M0.0

A I2.2 //串聯(lián)常開觸點I2.2

A I1.3 //串聯(lián)常開觸點I1.3

NOT //結(jié)果取反

= M1.1 //輸出給中間線圈M1.1

A M1.1 //取中間線圈M1.1

NOT //結(jié)果取反

= M2.2 //取中間線圈M2.2

A M2.2 //取中間線圈M2.2

= Q4.0 //輸出給線圈Q4.0

其中：M0.0是I1.0和I1.1串聯(lián)的結(jié)果；M1.1是I1.0、I1.1、I2.2和I1.3串聯(lián)運算，再經(jīng)過對結(jié)果取反的結(jié)果；M2.2是M1.1取反的結(jié)果。

圖6-15中間輸出指令應(yīng)用舉例6.取反指令

取反指令將RLO邏輯結(jié)果進行取反。

取反指令對狀態(tài)字的影響如表6-20所示。表6-20取反指令對狀態(tài)字的影響【例6-9】

圖6-16所示為取反指令的用法。

語句指令如下：

A( //串聯(lián)塊

OI0.0 //并聯(lián)線圈I0.0

O //并聯(lián)塊

AI0.1 //串聯(lián)常開觸點I0.1

AI0.2 //串聯(lián)常開觸點I0.2

)

NOT //輸出取反

=Q4.0 //輸出給線圈Q4.0

當輸入觸點I0.0為1或者I0.2和I0.1均為“1”時，輸出Q4.0的結(jié)果為“0”。圖6-16取反指令應(yīng)用舉例6.2.2置位/復位指令

置位/復位指令根據(jù)RLO的值來決定被尋址位的狀態(tài)是否需要改變。如果RLO的值為“1”，則可以被置位為“1”或者被復位為“0”；如果RLO的值為“0”，則被尋址位的狀態(tài)保持不變。

1.置位指令和復位指令

置位/復位指令的LAD和STL形式及功能如表6-21所示。

表6-21置位/復位指令的形式及功能置位指令只有在RLO為“1”時，將對其上方的地址置“1”，即使RLO又變?yōu)椤?”，輸出仍然為“1”(電流流過線圈)。這種特性稱為靜態(tài)置位。當RLO為“0”時，置位指令沒有作用。置位指令在語句指令中使用S來標識。

復位指令只有在RLO為“1”時，將對其上方的地址復位為“0”，即使RLO又變?yōu)椤?”，輸出仍然為“0”。當RLO為“0”時，復位指令沒有作用。復位指令在語句指令中使用R來標識。該指令上方的地址也可以是定時器或者計數(shù)器，復位后均為“0”。

置位/復位指令在一個被激活的MCR(主控繼電器)區(qū)中，當電流流過該元件時，該元件被置位，而如果MCR區(qū)關(guān)閉，則無論是否有電流流過，該指令上的地址均為“0”。

置位/復位指令對狀態(tài)字的影響如表6-22所示。表6-22置位/復位指令對狀態(tài)字的影響【例6-10】

圖6-17所示為置位指令的用法。

語句指令如下：

AI0.0 //取常開觸點I0.0

AI0.1 //串聯(lián)常開觸點I0.1

ON

I0.2 //并聯(lián)常閉觸點I0.2

SQ4.0 //置位線圈Q4.0

圖6-17置位指令應(yīng)用舉例當輸入I0.0和I0.1的狀態(tài)都為“1”或者輸入I0.2的狀態(tài)為“0”時，輸出Q4.0將會變?yōu)椤?”。

如果RLO為“0”(邏輯串的執(zhí)行結(jié)果為“0”)，則輸出Q4.0保持原來的狀態(tài)不變。

如果該段程序在一個被激活的MCR區(qū)中，則當MCR打開時，Q4.0的狀態(tài)和上述相同；當MCR關(guān)閉時，無論是否有電流流過，Q4.0的狀態(tài)均不改變。

【例6-11】

圖6-18所示為復位指令的用法。

語句指令如下：

Network1 //輸出線圈復位

A I0.0 //取常開觸點I0.0

A I0.1 //串聯(lián)常開觸點I0.1

ON I0.2 //并聯(lián)常閉觸點I0.2

R Q4.0 //復位線圈Q4.0

Network2 //定時器復位

A I0.3 //取常開觸點I0.3

R T1 //復位定時器T1

Network3 //計數(shù)器復位

圖6-18復位指令應(yīng)用舉例

A I0.4 //取常開觸點I0.4

R C1 //復位計數(shù)器C1

在梯形圖6-18中，如果RLO為“0”，則輸出Q4.0保持原來的狀態(tài)不變。如果下面任一條件成立，即

(1)輸入I0.0和I0.1的狀態(tài)均為“1”；

(2)輸入I0.2的狀態(tài)為“0”，

則輸出Q4.0將會被復位為“0”。

同樣，如果輸入I0.3的狀態(tài)為“1”，則定時器T1將會被復位。當輸入I0.4的狀態(tài)為“1”時，計數(shù)器C1將會被復位為“0”。

當MCR打開時，Q4.0、T1和C1的狀態(tài)與上述相同。當MCR關(guān)閉時，無論是否有電流流過，Q4.0、T1和C1的狀態(tài)均不改變。

2.?RS和SR觸發(fā)器指令

觸發(fā)器有兩種，即置位優(yōu)先型(SR)觸發(fā)器和復位優(yōu)先型(RS)觸發(fā)器。如表6-23所示，其中S為置位端子(Set)，R為復位端子(Reset)，Q為輸出端子。這兩種觸發(fā)器均可以用在邏輯串的最右端，用來結(jié)束一個邏輯串，或者用在邏輯串中間，用來影響右邊的邏輯操作結(jié)果。

表6-23RS和SR觸發(fā)器指令的功能RS和SR觸發(fā)器在置位輸入S為“1”時，觸發(fā)器置位，輸出Q為“1”，此時即使置位端子S變?yōu)椤?”，輸出Q仍然保持為“1”不變。只有當復位端子R為“1”時，輸出Q才能復位為“0”。

如果兩個端子都為“1”，則對于置位優(yōu)先型觸發(fā)器，S端子有效，輸出置位為“1”；對于復位優(yōu)先型觸發(fā)器，復位端子R有效，復位為“0”。

地址中的狀態(tài)和輸出Q的狀態(tài)相同。

同樣，上述兩個指令在一個被激活的MCR(主控繼電器)區(qū)中，RS觸發(fā)器的運行和上述相同，而如果MCR區(qū)關(guān)閉，則當前的地址單元的狀態(tài)將不發(fā)生任何變化。

RS和SR觸發(fā)器指令對狀態(tài)字的影響如表6-24所示。

表6-24RS和SR觸發(fā)器指令對狀態(tài)字的影響

【例6-12】

圖6-19所示為RS觸發(fā)器指令的用法。

語句指令如下：

AI0.0

RM0.0

AI0.1

SM0.0

AM0.0

=Q4.0圖6-19RS觸發(fā)器指令應(yīng)用舉例如果輸入I0.0的信號狀態(tài)為“1”，輸入I0.1的信號狀態(tài)為“0”，則存儲位M0.0將被復位，輸出Q4.0為“0”。相反，如果輸入I0.0的信號狀態(tài)為“0”，輸入I0.1的信號狀態(tài)為“1”，則存儲位M0.0將被復位，輸出Q4.0為“1”。如果兩個信號狀態(tài)均為“0”，則無變化。如果兩個信號狀態(tài)均為“1”，則由于順序之故，復位指令優(yōu)先，M0.0復位，Q4.0為“0”。

如果梯形圖6-19在一個激活的MCR區(qū)中，則Q4.0的狀態(tài)和上述相同；如果MCR關(guān)閉，則無論輸入狀態(tài)如何，Q4.0不作任何變化。

【例6-13】

圖6-20所示為SR觸發(fā)器指令的用法。

語句指令如下：

AI0.0

SM0.0

AI0.1

RM0.0

AM0.0

=Q4.0

圖6-20SR觸發(fā)器指令應(yīng)用舉例如果輸入I0.0的信號狀態(tài)為“1”，輸入I0.1的信號狀態(tài)為“0”，則存儲位M0.0將被置位，輸出Q4.0為“1”。相反，如果輸入I0.0的信號狀態(tài)為“0”，輸入I0.1的信號狀態(tài)為“1”，則存儲位M0.0將被復位，輸出Q4.0為“0”。如果兩個信號狀態(tài)均為“0”，則無變化。如果兩個信號狀態(tài)均為“1”，則由于順序之故，置位指令優(yōu)先，M0.0置位，Q4.0為“1”。

如果指令在被激活的MCR區(qū)中，則當MCR接通時，Q4.0將如上所述被置位或復位；當MCR斷開時，Q4.0將保持不變，與輸入狀態(tài)無關(guān)。6.2.3位測試指令

1.邊沿檢測指令

信號狀態(tài)的變化有兩種：一種是從“0”跳變?yōu)椤?”，即上升沿或者正跳沿；另一種是從“1”跳變?yōu)椤?”，即下降沿或者負跳沿。邊沿檢測將前一個掃描周期的信號狀態(tài)存儲起來，并且和當前的信號狀態(tài)掃描結(jié)果相比較，如二者不同，則表明有跳變信號。

邊沿檢測指令的LAD和STL形式及功能如表6-25所示。

RLO下降沿檢測指令可以檢測地址從“1”到“0”的信號變化，并在操作之后顯示RLO為“1”。將RLO的當前信號狀態(tài)與“邊沿存儲位”地址的信號狀態(tài)進行比較。如果操作之前地址的信號狀態(tài)為“1”，并且RLO為“0”，則在操作之后，RLO將為“1”(脈沖)，所有其他的情況為“0”。操作之前的RLO存儲在地址中。

表6-25邊沿檢測指令的形式及功能

RLO上升沿檢測指令可以檢測地址從“0”到“1”的信號變化，并在操作之后顯示RLO為“1”。將RLO的當前信號狀態(tài)與“邊沿存儲位”地址的信號狀態(tài)進行比較。如果操作之前地址的信號狀態(tài)為“0”，并且RLO為“1”，則在操作之后，RLO將為“1”(脈沖)，所有其他的情況為“0”。操作之前的RLO存儲在地址中。

邊沿檢測指令對狀態(tài)字的影響如表6-26所示。

表6-26邊沿檢測指令對狀態(tài)字的影響【例6-14】

圖6-21所示為邊沿檢測指令的用法。

在梯形圖6-21中，邊沿存儲位M0.0存儲RLO的舊狀態(tài)。如果RLO的信號從“1”變?yōu)椤?”，則程序跳轉(zhuǎn)至標號CAS1處。

語句指令如下：

A(

AI0.0

AI0.1

OI0.2

)

FPM0.0

JCCAS1

圖6-21邊沿檢測指令應(yīng)用舉例2.觸點跳變沿檢測指令

NEG(負跳沿檢測指令)可以將“<地址1>”的信號狀態(tài)與存儲在“<地址2>”中的先前掃描的信號狀態(tài)進行比較。如果當前的RLO狀態(tài)為“0”，而先前的狀態(tài)為“1”(上升沿檢測)，則在操作之后，RLO位將為“1”。

POS(正跳沿檢測指令)可以將“<地址1>”的信號狀態(tài)與存儲在“<地址2>”中的先前掃描的信號狀態(tài)進行比較。如果當前的RLO狀態(tài)為“1”，而先前的狀態(tài)為“0”(上升沿檢測)，則在操作之后，RLO位將為“1”。

觸點跳變沿檢測指令的LAD和STL形式及功能如表6-27所示。

表6-27觸點跳變沿檢測指令的形式及功能觸點跳變沿檢測指令對狀態(tài)字的影響如表6-28所示。

表6-28觸點跳變沿檢測指令對狀態(tài)字的影響【例6-15】

圖6-22所示為負跳沿檢測指令的用法。

語句指令如下：

AI0.0

AI0.1

AI0.2

A(

AI0.3

BLD

100

FNM0.0

)

AI0.4

=Q4.0

圖6-22負跳沿檢測指令應(yīng)用舉例在梯形圖6-22中，當以下所有條件均成立時，即

①輸入I0.0、I0.1和I0.2均為“1”；

②輸入I0.3有負跳沿出現(xiàn)(下降沿)；

③輸出I0.4的信號狀態(tài)為1，

輸出Q4.0將會變?yōu)椤?”。

【例6-16】

圖6-23所示為正跳沿檢測指令的用法。

語句指令如下：

AI0.0

AI0.1

AI0.2

A(

AI0.3

BLD100

FPM0.0

)

AI0.4

=Q4.0

圖6-23正跳沿檢測指令應(yīng)用舉例在梯形圖6-23中，當以下所有條件均成立時，即

①輸入I0.0、I0.1和I0.2均為“1”；

②輸入I0.3有正跳沿出現(xiàn)(上升沿)；

③輸出I0.4的信號狀態(tài)為1，

輸出Q4.0將會變?yōu)椤?”。6.2.4立即讀/立即寫操作

1.立即讀操作

立即讀(ImmediateRead)功能對于有時間限制的應(yīng)用，可以以比每OB1掃描循環(huán)一次的正常情況快的速度讀取一個數(shù)字量輸入的當前狀態(tài)。立即讀功能可以在掃描立即讀邏輯程序級的同時，從輸入模塊獲得一個數(shù)字量輸入的狀態(tài)。否則，當I存儲區(qū)使用P存儲狀態(tài)更新時，必須等到下一OB1掃描循環(huán)結(jié)束。為了從輸入模塊立即讀取一個輸入，應(yīng)使用外圍輸入(PI)存儲區(qū)，而不使用輸入(I)存儲區(qū)。外圍輸入存儲區(qū)可以作為一個字節(jié)、一個字或一個雙字來讀取。因此，通過一個接點(位)元素，不能讀取一個單獨的數(shù)字量輸入。

2.立即寫操作

立即寫(ImmediateWrite)功能對于有時間限制的應(yīng)用，可以以比每OB1掃描循環(huán)一次的正常情況快的速度，將一個數(shù)字量輸出的當前狀態(tài)發(fā)送到輸出模塊。立即寫功能可以在掃描立即寫邏輯程序級的同時，將一個數(shù)字量輸出寫入輸出模塊。否則，當Q存儲區(qū)使用P存儲狀態(tài)更新時，必須等到下一OB1掃描循環(huán)結(jié)束。為了將一個輸出立即寫入輸出模塊，應(yīng)使用外圍輸出(PQ)存儲區(qū)，而不使用輸出(Q)存儲區(qū)。外圍輸出存儲區(qū)可以作為一個字節(jié)、一個字或一個雙字來讀取。因此，通過一個線圈元素，不能更新一個單獨的數(shù)字量輸出。為了將一個數(shù)字量輸出的狀態(tài)立即寫入輸出模塊，包含相關(guān)位的Q存儲器的字節(jié)、字或雙字可以有條件地復制到相應(yīng)的PQ存儲器中(直接輸出模塊地址)。注意：

(1)由于Q存儲器的整個字節(jié)被寫入輸出模塊，當進行立即輸出時，該字節(jié)中的所有輸出位都將被更新。

(2)如果一個輸出位在不應(yīng)發(fā)送到輸出模塊的整個程序中出現(xiàn)中間狀態(tài)(1/0)，則立即寫功能會造成危險情況(輸出瞬時脈沖)。

(3)作為一般設(shè)計規(guī)則，在一個程序中，外部輸出模塊只能認為是一個線圈。如果遵守該設(shè)計規(guī)則，則可以避免使用立即輸出時的大多數(shù)潛在問題。

【例6-17】

控制傳送帶。圖6-24所示為一個能夠控制電氣啟停的傳送帶。在傳送帶的起點有兩個按鈕開關(guān)：用于啟動的S1和用于停止的S2。在傳送帶的尾端也有兩個按鈕開關(guān)：用于啟動的S3和用于停止的S4?？梢詮娜我欢藛踊蛲Ｖ箓魉蛶АＡ硗?，當傳送帶上的物件到達末端時，傳感器S5使傳送帶停機。圖6-24控制傳動帶應(yīng)用舉例①絕對編程和符號編程。先作一個符號表，使選擇的符號與絕對值相對應(yīng)(參見“STEP7在線幫助”)，如表6-29所示。

表6-29控制傳送帶系統(tǒng)地址分配②控制傳送帶的梯形邏輯程序。

程序段1：按動一個啟動開關(guān)，可以接通電機，如圖6-25所示。

程序段2：按動一個停止開關(guān)或打開傳送帶端部的常閉接點，可以切斷電機，如圖6-26所示。

圖6-25控制傳送帶程序段1圖6-26控制傳送帶程序段2

【例6-18】

設(shè)計一個檢測傳送帶的運動方向的指示裝置。圖6-27所示為一個裝配有兩個光電傳感器(PEB1和PEB2)的傳送帶，傳感器用來檢測包裹在傳送帶上的移動方向。每一個光電傳感器都可以像常開接點一樣使用。

①絕對編程和符號編程。檢測傳送帶系統(tǒng)地址分配表如表6-30所示。

圖6-27檢測傳送帶應(yīng)用舉表6-30檢測傳送帶系統(tǒng)地址分配表②檢測傳送帶運動方向的梯形邏輯程序。

程序段1：如果在輸入I0.0上出現(xiàn)的信號狀態(tài)從“0”變?yōu)椤?”(上升沿)，同時輸入I0.1的信號狀態(tài)為“0”，則傳送帶上的包裹向左移動，如圖6-28所示。

程序段2：如果在輸入I0.1上出現(xiàn)的信號狀態(tài)從“0”變?yōu)椤?”(上升沿)，同時輸入I0.0的信號狀態(tài)為“0”，則傳送帶上的包裹向右移動。如果有一個光電傳感器被遮擋，則意味著在光電傳感器間有一個包裹，如圖6-29所示。

圖6-28檢測傳送帶程序段1圖6-29檢測傳送帶程序段2程序段3：如果沒有一個光電傳感器被遮擋，則在光電傳感器之間沒有包裹，方向指示燈熄滅，如圖6-30所示。圖6-30檢測傳送帶程序段3

6.3.1定時器指令

定時器是PLC中的重要元件，用來實現(xiàn)或者監(jiān)控時間序列。它是由位和字組成的復合單元，其中用位來表示定時器觸點的閉合和斷開(即輸出為“0”或“1”)。定時時間為字，存儲于字存儲器中，像時間繼電器一樣，其觸點為邏輯值，有延時關(guān)斷型和延時接通型兩種。S7-300系列有S_PULSE(脈沖定時器)、S_PEXT(擴展脈沖定時器)、S_ODT(接通延時定時器)、S_ODTS(保持型接通延時定時器)和S_OFFDT(斷開延時定時器)5種定時器方塊指令及對應(yīng)的5種定時器線圈指令，如表6-31所示。6.3定時器和計數(shù)器指令

表6-31定

時

器

指

令

1.定時器的組成

存儲器中的定時器區(qū)域用來存儲定時器的定時時間值。每一個定時器占2B，稱為定時字。在S7-300系列PLC中，定時區(qū)為512B，故只能使用256個定時器。定時器的訪問只能使用有關(guān)的定時器指令，其編址為T加編號，如T22、T200等。

在S7系列PLC中，定時時間值的表示方法有兩種。一種是用S5中的時間表示方法來裝入定時時間值，方式為