PLC第六章1

后一页,返回,PLC 编程及应用 S200,邢台学院物理系,后一页,返回,邢台学院物理系,第6章 可编程序控制器的功能指令,返回,后一页,前一页,6.1 S7-200的指令规约与数据类型检查,6.2 程序控制指令,6.3 局部变量表与子程序,6.4 数据处理指令,6.5 数学运算指令,6.6 中断程序与中断指令,6.7 高速计数器与高速脉冲输出指令,返回,后一页,前一页,6.1 S7-200的指令规约与数据类型检查,6.1.1 STEP7-MicroWIN32编程的概念和规约,6.1.2 SIMATIC与IECll31.3变量的数据类型检查,返回,后一页,前一页,1EN与ENO 在梯形图中，用方框表示功能指令，在SIMATIC指令系统中将这些方框称为“盒子”(Box)，在IECll31-3指令系统中将它们称为“功能块”。功能块的输入端均在左边，输出端均在右边(见图6-1)。梯形图中有一条提供“能流”的左侧垂直母线，图中I2.4的常开触点接通时，能流流到功能块DEC_B的数字量输入端EN(Enable IN，使能输入)，该输入端有能流时，功能指令DEC_B才能被执行。,返回,后一页,前一页,如果功能块在EN处有能流而且执行时无错误，则ENO(Enable OUT，使能输出)将能流传递给下一元件。如果执行过程中有错误，能流在出现错误的功能块终止。 ENO可作为下一功能块的EN输入，即几个功能块可以串联在一行中(见图6-1)，只有前一功能块被正确执行，后一功能块才能被执行。EN和ENO的操作数均为能流，数据类型为BOOL(布尔)型。 图中的功能块DEC_B表示将字节变量VB0的值减1，并将结果送回VB0，该功能块的输入和输出可以是不同的变量。,返回,后一页,前一页,语句表(STL)中没有EN输入，对于要执行的STL指令，栈顶的值必须为1，指令才能执行。与梯形图中的ENO相对应，语句表设置了ENO位，可用AENO(And ENO)指令存取ENO位，AENO用来产生与功能块的ENO相同的效果。,图6-1中的梯形图对应的语句表为：LD I2.4DEC_B VB0AENOMOV_B VB0,VB2,返回,后一页,前一页,S7-200系统手册的指令部分给出了指令的描述，使 ENO=0的错误条件、受影响的SM 位、该指令支持的CPU型号和操作数表，该表中给出了每个操作数允许的存储器区、寻址方式和数据类型。表6-1列出了S7-200CPU存储器的范围和特性，表6-2给出了S7-200操作数的范围。2网络 在梯形图中，程序被划分为称为网络(Network)的独立的段，网络由触点、线圈和功能块组成。在梯形图中给出了网络的编号，如网络2。能流只能从左往右流动，网络中不能有断路、开路和反方向的能流。允许以网络为单位给梯形图程序加注释。,返回,后一页,前一页,STL程序不使用网络，如果用Network这个关键词对程序分段，可以将STL程序转换为梯形图程序。,返回,后一页,前一页,3.指令的输入与输出必须有能流输入才能执行的功能块或线圈指令称为条件输入指令，它们不能直接连接到左侧母线上，如果需要无条件执行这些指令，可以用接在左侧母线上的SM0.0（该位始终为1）的常开触点来驱动它们。有的线圈或功能块的执行与能流无关，如标号指令LBL和顺序控制指令SCR等，称为无条件输入指令，应将它们直接接在左侧母线上。不能级连的指令块ENO没有输出端和能流流出。JMP、CRET、LBL、NEXT、SCR和SCRE等属于这类指令。,返回,后一页,前一页,触点比较指令没有能流输入时，输出为0，有能流输入时， 输出与比较结果有关。4、其他规约SIMATIC程序编辑器中的直接地址由存储器区和地址组成，如I0.0。IEC程序编辑器用%表示直接地址，如%I0.0，“INPUT1”为全局符号名，符号“#INPUT1”中的“#”号表示该符号是局部变量，红色部号“?.?”或“?”表示需要输入的地址或数值。梯形图中的规约：“ ”是一个开路符号，或需要能流连接。,返回,后一页,前一页,“ |”表示输出是一个可选的能流，用于指令的级连。符号“>”表示有一个值或能流可以使用。6.1.2 SIMATIC与IECll31.3变量的数据类型检查 在局部变量表中赋值时，必须为各局部变量定义数据类型。如果在IECll31-3模式下编程，必须为全局符号表中所有的数值选择数据类型。表6-3和表6-4分别列出IECll31-3的基本数据类型和复杂数据类型。 数值的数据类型包含数据的位数(位、字节、字或双字)和表示方式的信息。,返回,后一页,前一页,6.2 程序控制指令,表6-11是程序控制指令的列表。下面对各种程序控制指令分别加以说明。621 循环指令 在控制系统中经常遇到需要重复执行若干次同样的任务的情况，这时可以使用循环指令。FOR指令表示循环的开始，NEXT指令表示循环的结束，并将堆栈的栈顶值设为1。驱动FOR指令的逻辑条件满足时，反复执行FOR与NEXT之间的指令。在FOR指令中，需要设置指针或当前循环次数计数器(INDX)、起始值(INIT)和结束值(FINAL)。,返回,后一页,前一页,假设INIT等于1，FINAL等于10，每次执行FOR与NEXT之间的指令后，INDX的值加1，并将结果与结束值比较。如果INDX大于结束值，则循环终止，FOR与NEXT之间的指令将被执行10次。如果起始值大于结束值，则不执行循环。 下面是使用FOR/NEXT循环的注意事项：（1）如果启动了FOR/NEXT循环，除非在循环内部修改了结束值，否则循环就一直进行，直到循环结束。在循环的执行过程中，可以改变循环的参数。,返回,后一页,前一页,返回,后一页,前一页,2)再次启动循环时，它将初始值INIT传送到指针INDX中。 FOR指令必须与NEXT指令配套使用。允许循环嵌套，即FORNEXT循环在另一个FORNEXT循环之中，最多可嵌套8层。 图6-3中的I2.1接通时，执行100次标有1的外层循环，I2.1和I2.2同时接通时，执行2次标有2的内层循环。,【例6-1】在I0.5的上升沿，求VB10VB29中20个字节的异或值。网络1LD I0.5EU/ 在I0.5的上升沿MOVB 0, AC0/ 清累加器0MOVD &VB10, AC1/ 累加器1（存储区指针）指向VB10FOR VW0, 1, 20/ 循环开始网络2LDSM0.0XORB*AC1, AC0/ 字节异或INCB AC1/ 指针AC1的值加1，指向下一个变量存储器字节网络3NEXT/ 循环结束网络4LD I0.5 EUMOVBAC0, VB40/ 保存异或结果,返回,后一页,前一页,6.2.2 跳转与标号指令条件满足(栈顶的值为1)时，跳转指令JMP(Jump)使程序流程转到对应的标号LBL(1abel)处，标号指令用来指示跳转指令的目的位置。JMP与LBL指令中的操作数n为常数0255，JMP和对应的LBL指令必须在同一程序块中。图6-4中12.1的常开触点闭合时，程序流程将跳到标号LBL 4处。,返回,后一页,前一页,程序控制指令,返回,后一页,前一页,6.2.3 停止指令 停止指令STOP使可编程序控制器从运行模式进入停止模式，立即终止程序的执行。如果在中断程序中执行停止指令，中断程序立即终止，并忽略全部等待执行的中断，继续执行主程序的剩余部分，并在主程序的结束处，完成从运行方式至停止方式的转换。,返回,后一页,前一页,6.2.4 监控定时器复位指令 监控定时器(Watchdog)又称看门狗，它的定时时间为300ms，每次扫描它都被自动复位一次，正常工作时如果扫描周期小于300ms，监控定时器不起作用。如果强烈的外部干扰使可编程序控制器偏离正常的程序执行路线，监控定时器不再被周期性地复位，定时时间到时，可编程序控制器将停止运行。 在以下情况下扫描周期可能大于300ms，监控定时器会停止执行用户程序：(1)用户程序很长。(2)出现中断事件时，执行中断程序的时间较长。,返回,后一页,前一页,(3)循环指令使扫描时间延长。 为了防止在正常情况下监控定时器动作，可将监控定时器复位(WDR)指令插人到程序中适当的地方，使监控定时器复位。如果FORNEXT循环程序的执行时间可能超过监控定时器的定时时间，可将WDR指令插入到循环程序中。条件跳转指令JMP若在它对应的标号之后(即程序往回跳)，可能因连续反复跳步使它们之间的程序被反复执行，总的执行时间超过监控定时器的定时时间。为了避免出现这样的情况，可在JMP指令和对应的标号之间插入WDR指令。使用WDR指令后，在终止本次扫描之前，下列操作将被禁止：,返回,后一页,前一页,(1)通信(自由口模式除外)。(2)IO更新(立即IO除外)。(3)强制更新。(4)SM位更新(不能更新SM0(5)运行时间诊断。 (6)在中断程序中的STOP指令(7)如果扫描时间超过25s，10ms定时器和lOOms定时器不能正确累计时间。如果将CPU的方式开关切换到STOP位置，1.4s内CPU转到停止模式。,返回,后一页,前一页,6.3 局部变量表与子程序,6.3.1 局部变量表1局部变量与全局变量程序中的每个POU(ProgramOrganizationalUnit，程序组织单元)均有自己的由64字节L储器组成的局部变量表。它们用来定义有范围限制的变量，局部变量只在它被创建的POU中有效。与之相反，全局符号在各POU中均有效，只能在符号表全局变量表中定义。全局符号与局部变量名称相同时，在定义局部变量的POU中，该局部变量的定义优先，该全局定义则在其它POU中使用。,返回,后一页,前一页,局部变量适用于以下两种情况：(1)在子程序中只用局部变量，不用绝对地址或全局符号，子程序可移植到别的项目去。(2)如果使用临时变量(TEMP)，同一片物理存储器可在不同的程序中重复使用。如果不是上述两种情况，不需要使用局部变量。通过在符号表(SIMATIC)或全局变量表（IEC）中进行定义，可使符号成为全局变量。2局部变量的类型TEMP(临时变量)：暂时保存在局部数据区中的变量。只有在执行该POU时，定义的临时变量才被使用，POU执行完后，不再保存临时变量的数值。,返回,后一页,前一页,在主程序或中断程序中，局部变量表只包含TEMP变量。子程序中的局部变量表还有下面的3种变量：IN(输入变量)：由调用它的POU提供的输入参数。OUT输出变量)：返回给调用它的POU的输出参数。IN_OUT(输入输出变量)：其初始值由调用它的POU提供，被子程序修改后返回给调用它的POU。3。局部变量的赋值在局部变量表中赋值时，只需指定声明局部变量的类型(TEMP，IN，IN_OUT或OUT)和数据类型(参见SIMATIC和IEC11313的数据类型)，但不指定存储器地址，程序编辑器自在L存储区中为所有局部变量指定存储器位置。,返回,后一页,前一页,4在局部变量表中增加新的变量对于主程序与中断程序，局部变量表显示一组已被预先定义为TEMP(临时)变量的行。表中增加行，只需用右键单击表中的某一行，选择“插入”一“上一行”指令，在所选行的上部插入行，选择“插入”一“下一行”指令，在所选行的下部插入新的行。对于子程序，局部变量表显示数据类型被预先定义为IN、IN_OUT、OUT和TEMP的一行，不能改变它们的顺序。如果要增加新的局部变量，必须用鼠标右键单击已有的行，并出菜单在所击行的上下插入相同类型的另一局部变量。,