S7200系列PLC基本指令課件

1、第7章 S7-200系列PLC基本指令及經(jīng)驗編程法 7.1 S7-200系列可編程序控制器基本指令 7.2 梯形圖及語句表的結(jié)構(gòu)規(guī)則 7.3 梯形圖程序的經(jīng)驗設(shè)計法 習(xí)題及思考題 7.1 S7-200系列可編程序控制器基本指令7.1.1 邏輯取及線圈驅(qū)動指令邏輯取及線圈驅(qū)動指令為LD、LDN和=。LD (Load) :取指令。用于網(wǎng)絡(luò)塊邏輯運算開始的常開觸點與母線的連接。LDN (Load Not )：取反指令。用于網(wǎng)絡(luò)塊邏輯運算開始的常閉觸點與母線的連接。= （Out）：線圈驅(qū)動指令。7.1 S7-200系列可編程序控制器基本指令使用說明：（1）LD、LDN指令不僅用于網(wǎng)絡(luò)塊邏輯計算開始時與

2、母線相連的常開和常閉觸點，而且在分支電路塊的開始也要使用LD、LDN指令，與后面要講的ALD、OLD指令配合完成塊電路的編程。（2）并聯(lián)的=（輸出）指令可連續(xù)使用任意次。（3）在同一程序中不能使用雙線圈輸出，即同一個元器件在同一程序中只使用一次=（輸出）指令。（4）LD、LDN、=指令的操作數(shù)為：I、Q、M、SM、T、C、V、S和L。T和C也作為輸出線圈，但不能使用=指令驅(qū)動（專有定時器和計數(shù)器線圈驅(qū)動指令）。7.1 S7-200系列可編程序控制器基本指令7.1.2 觸點串聯(lián)指令觸點串聯(lián)指令為A、AN。A（And）：與指令。用于單個常開觸點的串聯(lián)連接。AN（And Not）：與反指令。用于單個

3、常閉觸點的串聯(lián)連接。圖5-2所示為上述兩條指令的用法。7.1 S7-200系列可編程序控制器基本指令使用說明:(1) A、AN是單個觸點的串聯(lián)連接指令，可以連續(xù)使用。但在用梯形圖編程時會受到屏幕顯示的限制。S7-200PLC的編程軟件中規(guī)定的串聯(lián)觸點使用上限為11個。（2）圖5-2中所示的連續(xù)輸出電路，可以反復(fù)使用=（輸出）指令，但次序必須正確，否則就不能連續(xù)使用=指令編程了。圖5-3所示的電路就不屬于連續(xù)輸出電路。（3）A、AN指令的操作數(shù)為：I、Q、M、SM、T、C、V、S和L。7.1 S7-200系列可編程序控制器基本指令7.1.3 觸點并聯(lián)指令觸點并聯(lián)指令為O、ON。O（OR）：或指令

4、。用于單個常開觸點的并聯(lián)連接。ON（OR Not）：或反指令。用于單個常閉觸點的并聯(lián)連接。圖5-1 例5.1應(yīng)用程序 7.1.4 串聯(lián)電路塊的并聯(lián)連接指令串聯(lián)電路塊的并聯(lián)連接指令為OLD。兩個以上觸點串聯(lián)形成的支路叫串聯(lián)電路塊。OLD（OR Load）：或塊指令。用于串聯(lián)電路塊的并聯(lián)連接。圖5-5所示為OLD指令的用法。使用說明：（1）除在網(wǎng)絡(luò)塊邏輯運算的開始使用LD或LDN指令外，在塊電路的開始也要使用LD或LDN。（2）每完成一次塊電路的并聯(lián)時要寫上OLD指令。（3）OLD指令無操作數(shù)。圖5-2 例5.2程序 7.1.5 并聯(lián)電路塊的串聯(lián)連接指令并聯(lián)電路塊的串聯(lián)連接指令為ALD。兩條以上支

5、路并聯(lián)形成的電路叫并聯(lián)電路塊。ALD（And Load）：與塊指令。用于并聯(lián)電路塊的串聯(lián)連接。圖5-6所示為ALD指令的用法。使用說明：（1）在塊電路開始時要使用LD或LDN指令。（2）在每完成一次塊電路的串聯(lián)連接后要寫上ALD指令。（3）ALD指令無操作數(shù)圖5-3 例5.3程序 7.1.10 邏輯堆棧操作指令S7-200系列PLC使用一個9層堆棧來處理所有邏輯操作。堆棧是一組能夠存儲和取出數(shù)據(jù)的暫存單元，其特點是“先進(jìn)后出”。每一次進(jìn)行入棧操作，新值放入棧頂，棧底值丟失；每一次進(jìn)行出棧操作，棧頂值彈出，棧底值補進(jìn)隨機數(shù)。邏輯堆棧指令主要用來完成對觸點進(jìn)行的復(fù)雜連接。1. 邏輯入棧LPS、邏輯

6、讀棧LRD和邏輯出棧LPP指令LPS（Logic Push）：邏輯入棧指令（分支電路開始指令）。從梯形圖中的分支結(jié)構(gòu)中可以形象地看出，它用于生成一條新的母線，其左側(cè)為原來的主邏輯塊，右側(cè)為新的從邏輯塊，因此可以直接編程。從堆棧使用上來講，LPS指令的作用是把棧頂值復(fù)制后壓入堆棧。LRD（Logic Read）：邏輯讀棧指令。在梯形圖分支結(jié)構(gòu)中，當(dāng)新母線左側(cè)為主邏輯塊時，LPS開始右側(cè)的第一個從邏輯塊，LRD開始第二個以后的從邏輯塊編程。從堆棧使用上來講，LRD讀取最近的LPS壓入堆棧的內(nèi)容，而堆棧本身不進(jìn)行Push和Pop工作。LPP（Logic Pop）：邏輯出棧指令（分支電路結(jié)束指令）。在

7、梯形圖分支結(jié)構(gòu)中，LPP用于LPS產(chǎn)生的新母線右側(cè)的最后一個從邏輯塊的編程，它在讀取完它最近的LPS壓入堆棧內(nèi)容的同時復(fù)位該條母線。從堆棧使用上來講，LPP把堆棧彈出一級，堆棧內(nèi)容依次上移。下面是三條指令的用法舉例。圖5-4 LPS、 LPD、 LPP指令的操作過程 圖5-5 棧操作指令應(yīng)用程序段 圖5-6 例5.5程序 7.1.12 取非和空操作指令1、取非指令（NOT）取非指令可對存儲器位進(jìn)行取非操作，以改變能流的狀態(tài)。2、空操作指令（NOP）空操作指令起增加程序容量的作用。當(dāng)使能輸入有效時，執(zhí)行空操作指令，將可稍微延長掃描周期長度，但不會影響用戶程序的執(zhí)行，不會使能流輸出斷開。操作數(shù)N為

8、執(zhí)行空操作指令的次數(shù)，N=0255。7.1.13 置位、復(fù)位指令7.1.13 置位、復(fù)位指令使用說明：（1）對位元件來說一旦被置位，就保持在通電狀態(tài)，除非對它復(fù)位；而一旦被復(fù)位就保持在斷電狀態(tài)，除非再對它置位。（2）S/R指令可以互換次序使用，但由于PLC采用掃描工作方式，所以寫在后面的指令具有優(yōu)先權(quán)。（3）如果對計數(shù)器和定時器復(fù)位，則計數(shù)器和定時器的當(dāng)前值被清零。（4）N的常數(shù)范圍為1255。（5）S/R指令的操作數(shù)為：I、Q、M、SM、T、C、V、S和L。圖5-7 例5.6程序 7.1.14 邊沿觸發(fā)指令（脈沖生成）邊沿脈沖指令為EU（Edge Up）、ED（Edge Down）。邊沿脈沖

9、指令的使用及說明如表5-4所示。圖5-8 例5.7程序 圖5-9 邊沿觸發(fā)示例的時序分析 7.1.15 定時器指令定時器是PLC中最常用的元器件之一。用好、用對定時器對PLC程序設(shè)計非常重要。定時器編程時，要預(yù)置定時值，在運行過程中當(dāng)定時器的輸入條件滿足時，當(dāng)前值從0開始按一定的單位增加；當(dāng)定時器的當(dāng)前值達(dá)到設(shè)定值時，定時器發(fā)生動作，從而滿足各種定時邏輯控制的需要。1. 幾個基本概念（1）種類S7-200PLC為用戶提供了三種類型的定時器：接通延時定時器（TON）、有記憶接通延時定時器（TONR）和斷開延時定時器（TOF）。（2）分辨率與定時時間的計算單位時間的時間增量稱為定時器的分辨率。S7

10、-200PLC定時器有3個分辨率等級：1ms、10ms、100ms。定時器定時時間T的計算：T=PTXS。式中：PT為設(shè)定值，S為分辨率。7.1.15 定時器指令例如：TON指令使用T97（為10ms的定時器），設(shè)定值為100，則實際定時時間為 T=100X10ms=1 000ms定時器的設(shè)定值PT: 數(shù)據(jù)類型為INT型，通常為常數(shù)。（3）定時器的編號定時器的編號用定時器的名稱和它的常數(shù)編號（最大為255）來表示，如T40。定時器的編號包含兩方面的變量信息：定時器位和定時器當(dāng)前值。定時器位：與其他繼電器的輸出相似。當(dāng)定時器的當(dāng)前值達(dá)到設(shè)定值PT時，定時器的觸點動作。定時器當(dāng)前值：存儲定時器當(dāng)前

11、所累計的時間，它用16位符號整數(shù)來表示，最大計數(shù)值為32 767。定時器的分辨率和編號如表5-6所示。注意：在同一個PLC程序中不能用TON和TOF驅(qū)動同一個定時器。3. 定時器指令使用說明三種定時器指令的LAD和STL格式如表5-7所示。（1）接通延時定時器TON（On-Delay Timer）接通延時定時器用于單一時間間隔的定時。首次掃描時，定時器位為OFF，當(dāng)前值為0。輸入端接通時，定時器位為OFF，當(dāng)前值從0開始計時，當(dāng)前值達(dá)到設(shè)定值時，定時器位為ON，當(dāng)前值仍連續(xù)計數(shù)到32 767。輸入端斷開時，定時器自動復(fù)位，即定時器位為OFF，當(dāng)前值為0。（2）記憶接通延時定時器TONR（Ret

12、entive On-Delay Timer）顧名思義，記憶接通定時器具有記憶功能，它用于對多間隔的累計定時。上電周期或首次掃描時，定時器位為OFF，當(dāng)前值保持在掉電前的值。當(dāng)輸入端接通時，當(dāng)前值從上次的保持值繼續(xù)計時；當(dāng)累計當(dāng)前值達(dá)到設(shè)計值時，定時器為ON，當(dāng)前值可繼續(xù)計數(shù)到32 767。TONR定時器只能用復(fù)位指令R對其進(jìn)行復(fù)位操作。TONR復(fù)位后，定時器位為OFF，當(dāng)前值為0。圖5-10 通電延時型定時器的應(yīng)用程序及運行時序分析 圖5-11 有記憶通電延時型定時器的應(yīng)用程序及運行時序分析 （3）斷開延時定時器TOF（Off-Delay Timer）斷開延時定時器用于斷電后的單一間隔時間計時

13、。上電周期或首次掃描時，定時器位為OFF，當(dāng)前值為0。輸入端接通時，定時器位為ON，當(dāng)前值為0。當(dāng)輸入端由接通到斷開時，定時器開始計時。當(dāng)達(dá)到設(shè)定值時定時器位為OFF，當(dāng)前值等于設(shè)定值，停止計時。輸入端再次由OFFON時，TOF復(fù)位，這時TOF的位為ON，當(dāng)前至為0。如果輸入端再次從ON OFF，則TOF可實現(xiàn)再次啟動。圖5-12 斷電延時型定時器的應(yīng)用程序及運行時序分析 5. 定時器的刷新方式和正確使用（1）定時器的刷新方式在S7-200系列PLC的定時器中，1ms、10ms、100ms定時器的刷新方式是不同的，因此在使用方法上也有很大的不同。這和其他PLC是有很大區(qū)別的。1ms定時器 1m

14、s定時器有系統(tǒng)每隔1ms刷新一次，與掃描周期無關(guān)。10ms定時器 10ms 定時器由系統(tǒng)在每個掃描周期開始時自動刷新。100ms定時器 100ms定時器在定時器指令執(zhí)行時被刷新，因此100ms定時器僅用在定時器指令在每個掃描周期執(zhí)行一次的程序中。圖5-13 自身激勵輸入 圖5-14 非自身激勵輸入 7.1.16 計數(shù)器計數(shù)器用來累計輸入脈沖的次數(shù)，在實際應(yīng)用中用來對產(chǎn)品進(jìn)行計數(shù)或完成復(fù)雜的邏輯控制任務(wù)。計數(shù)器的使用和定時器基本相似，編程時輸入它的計數(shù)設(shè)定值，計數(shù)器累計它的脈沖輸入端信號上升沿的個數(shù)。當(dāng)計數(shù)值達(dá)到設(shè)定值時，計數(shù)器發(fā)生動作，以便完成計數(shù)控制任務(wù)。1. 幾個基本概念（1）種類S7-2

15、00系列PLC的計數(shù)器有3種：加計數(shù)器CTU、加減計數(shù)器CTUD和減計數(shù)器CTD。（2）編號計數(shù)器的編號用計數(shù)器名稱和數(shù)字（0255）組成。計數(shù)器的編號包含兩方面的信息：計數(shù)器的位和計數(shù)器當(dāng)前值。計數(shù)器位：計數(shù)器位和繼電器一樣是一個開關(guān)量，表示計數(shù)器是否發(fā)生動作的狀態(tài)。當(dāng)計數(shù)器的當(dāng)前值達(dá)到設(shè)定值時，該位被置位為ON。計數(shù)器當(dāng)前值：其值是一個存儲單元，它用來存儲計數(shù)器當(dāng)前所累計的脈沖個數(shù)，用16位符號整數(shù)來表示，最大數(shù)值為32 767。（3）計數(shù)器的輸入端和操作數(shù)設(shè)定值輸入：數(shù)據(jù)類型為INT型。一般使用常數(shù)作為計數(shù)器的設(shè)定值。2. 計數(shù)器指令使用說明計數(shù)器指令的LAD和STL格式如表5-8所列。

16、（1）增計數(shù)器CTU（Count Up）首次掃描時，計數(shù)器位為OFF，當(dāng)前值為0。在計數(shù)脈沖輸入端CU的每個上升沿，計數(shù)器計數(shù)1次，當(dāng)前值增加一個單位。當(dāng)前值達(dá)到設(shè)定值時，計數(shù)器位為ON，當(dāng)前值可繼續(xù)計數(shù)到32 767后停止計數(shù)。復(fù)位輸入端有效或?qū)τ嫈?shù)器執(zhí)行復(fù)位指令，計數(shù)器自動復(fù)位，即計數(shù)器位為OFF，當(dāng)前值為0。圖5-17所示為增計數(shù)器的用法。（2）增減計數(shù)器CTUD( Count Up/Down ) 增減計數(shù)器有兩個計數(shù)脈沖輸入端：CU輸入端用于遞增計數(shù)，CD輸入端用于遞減計數(shù)。首次掃描時，計數(shù)器位為OFF，當(dāng)前值為0。CU輸入的每個上升沿，計數(shù)器當(dāng)前值增加1個單位；CD輸入的每個上升沿，

17、都使計數(shù)器當(dāng)前值減小1個單位，當(dāng)前值達(dá)到設(shè)定值時，計數(shù)器位置位為ON。復(fù)位輸入端有效或使用復(fù)位指令對計數(shù)器執(zhí)行復(fù)位操作后，計數(shù)器自動復(fù)位，即計數(shù)器位為OFF，當(dāng)前值為0。圖5-15所示為增減計數(shù)器的用法圖5-15 增/減計數(shù)指令應(yīng)用程序段及運行時序分析 減計數(shù)器CTD（Count Down）首次掃描時，計數(shù)器位為ON，當(dāng)前值為預(yù)設(shè)定值PV。對CD輸入端的每個上升沿計數(shù)器計數(shù)1次，當(dāng)前值減少一個單位，當(dāng)前值減小到0時，計數(shù)器位置位為ON，復(fù)位輸入端有效或?qū)τ嫈?shù)器執(zhí)行復(fù)位指令，計數(shù)器自動復(fù)位，即計數(shù)器位OFF，當(dāng)前值復(fù)位為設(shè)定值。圖5-16所示為減計數(shù)器的用法。注意：減計數(shù)器的復(fù)位端是LD，而不是

18、R。在語句表中，CD、LD的順序不能出錯。圖5-16 減計數(shù)指令應(yīng)用程序段及運行時序分析 7.1.17 比較指令比較指令是將兩個數(shù)值或字符串按指定條件進(jìn)行比較，條件成立時，觸點就閉合。所以比較指令實際上也是一種位指令。在實際應(yīng)用中，比較指令為上、下限控制以及數(shù)值條件判斷提供了方便。比較指令的類型有：字節(jié)比較、整數(shù)比較、雙字整數(shù)比較、實數(shù)比較和字符串比較。數(shù)值比較指令的運算符號有：=、=、和等6種，而字符串比較指令只有=和兩種。對比較指令可進(jìn)行LD、A、O編程。比較指令的LAD和STL形式如表5-9所列。字節(jié)比較用于比較兩個字節(jié)型整數(shù)值IN1和IN2的大小，字節(jié)比較是無符號的。整數(shù)比較用于比較兩

19、個一個字長的整數(shù)值IN1和IN2的大小，整數(shù)比較是有符號的，其范圍是16#800016#7FFF。雙字整數(shù)比較用于比較兩個雙字長整數(shù)值IN1和IN2的大小。它們的比較也是有符號的，其范圍是16#8000000016# 7FFFFFFF。實數(shù)比較用于比較兩個雙字長實數(shù)值IN1和IN2的大小，實數(shù)比較是有符號的。字符串比較用于比較兩個字符串?dāng)?shù)據(jù)的相同與否。字符串的長度不能超過254個字符。圖5-20所示為比較指令的用法。圖5-17 比較指令應(yīng)用程序 7.2 梯形圖及語句表的結(jié)構(gòu)規(guī)則一、梯形圖的結(jié)構(gòu)規(guī)則梯形圖編程的基本規(guī)則如下：（1）PLC內(nèi)部元器件觸點的使用次數(shù)是無限制的。（2）梯形圖的每一行都是

20、從左母線開始，然后是各種觸點的邏輯連接，最后以線圈或指令盒結(jié)束。觸點不能出現(xiàn)在線圈的右邊。7.2 梯形圖及語句表的結(jié)構(gòu)規(guī)則（3）線圈和指令盒一般不能直接連在左邊的母線上，如需要的話可通過特殊的中間繼電器SM0.0（常ON特殊中間繼電器）完成，如圖5-29所示。（4）在同一程序中，同一編號的線圈使用兩次及兩次以上稱為雙線圈輸出。雙線圈輸出非常容易引起誤動作，所以應(yīng)避免使用。S7-200PLC中不允許雙線圈輸出。（5）在手工編寫梯形圖程序時，觸點應(yīng)畫在水平線上，不要畫在垂直線上。7.2 梯形圖及語句表的結(jié)構(gòu)規(guī)則（6）不包含觸點的分支線條應(yīng)放在垂直方向，不要放在水平方向，以便于閱讀和美觀。7.2 梯

21、形圖及語句表的結(jié)構(gòu)規(guī)則（7）應(yīng)把串聯(lián)多的電路盡量放在最上邊，把并聯(lián)多的電路放在最左邊，這樣一是節(jié)省指令，二是美觀，如圖5-32所示。（8）圖5-33所示為梯形圖的推薦畫法。7.2 梯形圖及語句表的結(jié)構(gòu)規(guī)則二、語句表的編程規(guī)則利用PLC的指令對梯形圖編程時，可以把整個梯形圖程序看成有許多網(wǎng)絡(luò)塊組成，每個網(wǎng)絡(luò)塊均起始于母線。所有的網(wǎng)絡(luò)塊組合在一起就是梯形圖程序，這是S7-200PLC的特點。LAD程序可以通過編程軟件直接轉(zhuǎn)換為STL形式。S7-200 PLC用STL編程時，如果也是以每個獨立的網(wǎng)絡(luò)塊為單位，則STL程序和LAD程序基本上是一一對應(yīng)的，而且兩者可以通過編程軟件相互轉(zhuǎn)換；如果不以每個獨

22、立的網(wǎng)絡(luò)為單位編程，而是連續(xù)編寫，則STL程序和LAD程序不能通過編程軟件相互轉(zhuǎn)換。大家使用時要注意。LAD是使用最多的編程語言，它非常直觀易懂，對每個人都使用；技術(shù)熟練者有時使用STL直接編程，但不易看懂。不管怎么說，大家對這兩種形式的程序都應(yīng)該熟悉。特別是會用手工把一個LAD程序轉(zhuǎn)換為STL程序，這對進(jìn)一步理解PLC程序執(zhí)行的原理有很大幫助。7.2 梯形圖及語句表的結(jié)構(gòu)規(guī)則對每一個獨立的LAD網(wǎng)絡(luò)塊中的程序，可分成若干小塊，對每個小塊按照從左到右、從上到下的原則進(jìn)行編程。然后將程序塊連接起來，就完成了該網(wǎng)絡(luò)塊的STL編程。例如：7.2 梯形圖及語句表的結(jié)構(gòu)規(guī)則三、雙線圈輸出問題在梯形圖中，線圈前邊的觸點代表輸出的條件，線圈代表輸出。在同一個程序中，某個線圈的輸出條件可以非常復(fù)雜，但卻應(yīng)是唯一且集中表達(dá)的。由PLC的操作系統(tǒng)引出的梯形圖編繪法則規(guī)定，某個線圈在梯形圖中只能出現(xiàn)一次，如果多次出現(xiàn)，則稱為雙線圈輸出。同時，一般PLC認(rèn)定，程序中存在雙線圈輸出時，前邊的程序無效，最后一次輸出才是有效的。7.3 梯形圖程序的經(jīng)驗設(shè)計法一、可編程序控制器用于工業(yè)控制的基本模式1、將可編程序控制器接入控