04s7-300编程语言与指令系统01剖析.ppt

第4章 S7-300编程语言 与指令系统,电气控制技术与PLC应用,2,,第4章 S7-300编程语言与指令系统,4.0 概述 S7-300PLC软件分为操作系统和用户程序两部分 操作系统是由PLC的生产厂家提供的，用于支持和管理用户程序 用户程序是用户为完成特定的任务而编写的应用程序 西门子为S7-300PLC配备的编程软件——STEP73,,4.1 STEP7编程语言 STEP7是S7-300/400系列PLC应用设计软件包 标准版配有基本语言： STL（语句表） LAD（梯形图） FBD（功能块图） 专业版附加有： GRAPH（顺序功能图） SCL（结构化控制语言） HiGraph（图形编程语言） CFC（连续功能图） 不同的编程语言可供不同知识背景的人员采用 用户可选择某一种语言或几种语言混合编程4,,,1. LAD（梯形图） 梯形图是一种图形语言，形象直观，容易掌握，用户第一编程语言 梯形图类似于继电器控制电路图的表达方式 适合熟悉继电器控制电路的用户使用5,2. STL（Statement List，语句表） 语句表类似汇编语言，低级语言 语句表适合习惯汇编语言的用户使用 语句表在运行时间和存储空间有优势。

6,,,3. FBD（Function Block Diagram，功能块图） 功能块图类似于数字电路的逻辑符号 适合有数字电路基础的编程人员使用7,,,,,8,GRAPH是描述控制程序顺序行为特征的图形化编程语言 适用于顺序控制的编程 GRAPH把控制任务分成若干步，某一步转换到下一步是由条件来控制的 GRAPH易读、开发效率极高4.GRAPH（Sequential Function Chart，顺序功能图）,,9,S7-SCL类似于PASCAL的高级编辑语言 用于S7-300/400和C7的编程 具有PLC公开的基本标准认证，符合IEC 1131-3 (结构化文本)标准5.SCL (Structured Control Language，结构化控制语言),,10,4.2 数据类型 一个变量需要定义名称和数据类型 数据类型决定了数据的长度、取值范围等属性 STEP 7中数据类型分为三大类： 基本数据类型 复杂数据类型 参数数据类型,,11,,4.2.1 基本数据类型 位(Bit) 数据类型为BOOL型，例I0.0、Q0.1、M0.0 长度为1位，取值True和False(或1和0) 字节(Byte) 长度为8位(Bit)，无符号数，例如IB0、QB0、MB0。

取值范围为16进制00～FF(0～255) 16进制格式为B#16#0～B#16#FF 字(Word) 长度为16位、2字节(Byte)，无符号数例如IW0、QW0、MW0 取值范围为16进制0000～FFFF(0～65 536) 字的起始地址必须是偶数12,,字的引用格式 2进制格式：2#0～2#1111_1111_1111_1111 16进制格式：W#16#0000～W#16#FFFF 10进制格式：B#(0，0)～B#(255，255) BCD格式：C#-999～C#999或C#0～C#999,13,,双字(Double Word) 长度为32位、双字，无符号数例如MD100 双字的起始地址必须是偶数 取值范围为16进制00000000~FFFFFFFF(0~4,294,967,295) 双字的引用 2进制格式： 2#0～2#1111_1111_1111_1111_1111_1111_1111_1111 16进制格式： W#16#0000_0000～W#16#FFFF_FFFF 十进制格式：B#(0,0,0,0)～B#(255,255,255,255),14,,字符类型(Char) 长度为1字节。

表示ASCII字符，例如“A”、“a” 整数(Int) 长度为2字节，有符号数，用补码表示 取值范围为-215～215-1 (-32,768～32,767)15,,长整数(Dint) 长度为4字节，有符号数，用补码表示 取值范围为-231～231-1(-2,147,483,648～2,147,483,647) 引用格式为L#-2147483648～L#2147483647 实数(Real) 长度为4字节，用来表示小数，例如3.14 取值范围为±1.175495E-38～±3.402823E+38 存储小，范围大，但运算费时 定时器常数(S5Time) 长度为2字节，用来设置S5时间常数 引用格式为S5T#1H_10M_10S_20MS 取值范围为S5T#0H_0M_0S_0MS～S5T#2H_46M_30S_0MS，增量为10 ms16,数据格式(16位),BCD,整数,BCD,,负数,整数,正数,+296,-413,PG,CPU,,17,数据格式(32位),,,,实数 = +1,5 * 2 126-127 = 0,75,DW#16#296,L#+296,+0.75 或 +7.5 E-1,BCD,DINT,REAL,,18,图4-1 基本数据类型说明,19,,4.2.2 复杂数据类型 是由基本数据类型组合而成，也包括长度超过32位的数据类型。

复杂数据类型有以下几种： 数组（ARRAY） 结构（STRUCT） 字符串（STRING） 日期和时间（DATE_AND_TIME） 用户定义的数据类型(UDT) 功能块类型（FB、SFB）,20,,(1) 数组类型(Array) 由同一类型的数据组合在一起而形成的； 数组中的元素可以是基本或复杂数据类型中的任一数据类型（Array类型除外）； 数组的维数最大6维； 数组中每一维的下标取值范围是-32768～32767； 下标的下限必须小于其上限； 例如： A[13,15,14] INT 表示三维数组； A[1，2，3]表示数组中的一个元素21,,(2) 结构类型(Struct) 由不同类型的数据组合在一起而形成的； 结构的元素可以是基本或是复杂数据类型； 结构通常用来定义一组相关的数据，例如电机的一组数据可以按如下方式定义： Motor：STRUCT Speed：INT Current：REAL END_STRUCT,22,,(3) 字符串类型(String) 由最多254个字符(CHAR)组成的一维数组； 最大长度为256字节(其中前两个字节存储字符串长度信息)； 字符串常数用单引号括起来，例如‘Abcde-300F’。

23,,(4) 日期时间数据类型( Date_And_Time) 用于存储年、月、日、时、分、秒、毫秒和星期，占用8个字节，用BCD格式保存； 星期天的代码为1，星期一～六的代码为2～7 例如： DT#2004-07-16-12:30:16.200 表示2004年7月16日12时30分16.2秒24,,(5) 用户定义类型(User-Defined Data Types，UDT) 表示用户自定义的结构，当作一个数据类型“模板”，存放在UDT块中(UDT1～UDT65535)； 将基本数据类型和复合数据类型组合在一起形成新的数据类型 (6) 功能块类型(FB、SFB) 只能在FB的静态变量区定义，用于实现多背景DB25,,4.2.3 参数数据类型 参数类型用于逻辑块(FB、FC)之间传递参数的数据类型主要有以下几种： (1)TIMER(定时器)和COUNTER(计数器)； (2)BLOCK(块)：指定一个块用作输入和输出，实参应为同类型的块； (3)POINTER：用变量的地址作为实参； (4)ANY：用于实参的数据类型未知或可以使用任何数据类型的情况 形式参数(Formal Parameter) 实际参数(Actual Parameter),26,,4.3 S7-300指令基础 4.3.1 PLC用户存储区的分类及功能 S7-300PLC的存储区分系统存储区、装载存储区和工作存储器三个基本存储区。

CPU可以读/写映像存储区来访问对应的I/O口27,S7-300 的存储器概念,,,,,注释,符号,块: • 逻辑块 (OB,FC,FB) • 数据块 (DB),,,28,装载存储器：RAM、或Flash ROM，用来储存下载来的用户程序和数据包括存储卡 工作存储器：高速RAM，用于存储运行时的程序和数据，一般指OB、FB、FC、DB等29,系统存储器：包含下面的存储器区域： 过程映象输入和输出表(PII, PIQ) 输入过程映像PII：I0.0 输出过程映像PIQ：Q8.0 位存储器(M)：M0.1…… 定时器(T)：T0、T1、…… 计数器(C)：C0、C1、…… 数据块：数据块DBX、DBB、DBW、DBD；背景数据块DIX、DIB、DIW、DID 外设I/O区：外设输入PIB、PIW、PID，外设输出PQB、PQW、PQD,,30,保持存储器：非易失RAM，用来保存位存储器、定时器、计数器和数据块 外设I/O存储区：PI和PQ，可直接访问31,表4-2 系统存储区及其功能,32,表4-2 系统存储区及其功能(续),33,4.3.2 指令操作数 指令由操作码和操作数组成 操作码代表所要完成的具体操作 操作数就是要处理的数据，或简单的说就是被“操作的对象”。

它可以是： 数据位：输入位、输出位、存储器位 定时器/计数器：预置值、累计值 程序控制 状态字中的位 ……等等,,34,4.3.3 CPU中的寄存器 1. 累加器ACCUx： S7-300PLC有2个32位的累加器 (ACCU1、ACCU2) 用于处理位、字节、字和双字的寄存器 可以把操作数送入累加器，并经运算和处理，结果除保存在ACCU1中外，还可以传送到存储区 处理8位或16位数据时，数据存放在累加器的低端(右对齐),,35,2. 状态字寄存器(16位) 用来存储CPU执行指令时的状态； 有些指令的执行会影响到状态字中的位； 指令的执行也会受到状态字的影响； 可用位逻辑指令和字逻辑指令来访问和检测状态字图4-8 状态字的结构,,36,⑴首次检测位(FC) 若FC位的状态为0，表示一个梯形逻辑网络的开始，或指令语句为第一条指令 FC在逻辑串的开始时为“0”，在逻辑串的执行过程中为“1” 当一个逻辑串结束时(如输出或者跳转等)，FC被清0 ⑵逻辑运算结果(RLO) RLO(Result of Logic Operation)，用于存储位逻辑指令或比较指令的结果 ⑶状态位(STA) 状态位不能用指令检测，仅在程序测试中被CPU解释并使用。

37,⑷或位(OR) 在先“与”后“或”的逻辑运算中，暂存逻辑“与”的结果，以便进行后面的逻辑“或”运算其它指令将OR位清0 ⑸溢出位(OV) OV被置1，表示算术运算或浮点数比较指令执行时出错(溢出、非法操作、不规范格式 ) ⑹溢出状态保持位(OS) OV被置1时OS也被置1；OV被清0时OS仍保持该位用来表明先前的指令执行时是否产生过错误 ⑺条件码1(CC1)和条件码0(CC0) 用这两位来表示累加器1中产生的算术运算或逻辑运算结果与0的大小关系见表4-4、4-538,表4-4 算术运算后的CC1和CC0,表4-5 比较指令、移位指令执行后的CC1和CC0,39,⑻二进制结果位(BR) 在LAD方块指令中，BR位与ENO有对应关系，用于表示方块指令执行是否正确： 如果执行出错，BR和ENO均为0； 如果执行正确，BR和ENO位均为1 在FB和FC程序中，当功能块正确运行后使BR位为1，否则使其为0 ⑼状态9～15位未用,,40,4.3.4 寻址方式 在STEP 7中，操作数可以是常数、状态位、各寄存器、数据块(DB)、功能块(FB和FC)、系统功能块(SFB和SFC)以及各存储区中的单元。

寻址方式就是指令执行时获取操作数的方式 S7-300有4种寻址方式： 立即寻址 存储。