可編程邏輯控制器（基于S7-200系列）課件 第3章s7-200指令及編程

第3章S7-200系列PLC

基本指令及應(yīng)用

指令是編程軟件能夠識別、計(jì)算機(jī)能夠執(zhí)行的命令。

在S7-200系列PLC的編程軟件中，支持梯形圖LAD（ladder）、語句表STL（StatementList）等編程語言來編制用戶程序。梯形圖和語句表是最基本、最常用的PLC編程語言。3.1S7-200系列PLC編程軟件、編程規(guī)約

3.1.1編程軟件使用S7-200PLC，首先要在PC機(jī)上安裝STEP7-Mirco/WIN編程軟件；使用S7-200SMARTPLC，則需要在PC機(jī)上安裝STEP7-Mirco/WINSMART編程軟件。用戶應(yīng)按照編程軟件規(guī)定的編程語言（指令格式）編寫PLC應(yīng)用程序。

在STEP7-Mirco/WIN和STEP7-Mirco/WINSMART軟件環(huán)境下，同一程序可以使用梯形圖、語句表和功能塊圖三種不同的編程語言進(jìn)行編程，可以直接進(jìn)行顯示切換.PLC應(yīng)用程序編輯、編譯和下載可以通過上位機(jī)運(yùn)行集成編程軟件來實(shí)現(xiàn)。STEP7-Mirco/WIN和STEP7-Mirco/WINSMART軟件指令格式基本相同。STEP7-Micro/WINV4.0窗口組件

STEP7-Mirco/WIN窗口組件2.S7-200指令基本格式及編程規(guī)約

指令基本格式：

（1）LAD（梯形圖）使用類似于電氣控制形式的符號來描述指令要執(zhí)行的操作，以符號上的數(shù)據(jù)表示需要操作的數(shù)據(jù)。例如：

（2）STL指令一般由助記符和操作數(shù)組成。

例如：LD I0.1

//LD:取指令操作碼;I0.1:輸入位操作數(shù).

（3）.操作數(shù)的表示方法指令中的操作數(shù)一般由兩部分組成：標(biāo)識符和參數(shù)。例如：操作數(shù)I0.1:

I表示輸入映像寄存器，0.1表示I寄存器0字節(jié)中的第1位輸入點(diǎn)。

操作數(shù)Q1.0:

Q表示輸出映像寄存器，1.0表示Q寄存器1字節(jié)中的第0位輸出位。

操作數(shù)VB

200：

V表示變量存儲器區(qū)域；B表示8位數(shù)據(jù)（字節(jié)）；200表示字節(jié)地址。

操作數(shù)VW200：

V表示變量存儲器區(qū)域；W表示16位數(shù)據(jù)（字）；200表示字地址。S7-200PLC梯形圖編程規(guī)約：

使用梯形圖編程時(shí)應(yīng)符合以下規(guī)約。1）每個(gè)網(wǎng)絡(luò)單元（即輸出單元）構(gòu)成一個(gè)梯級，每個(gè)網(wǎng)絡(luò)必須以觸點(diǎn)開始，網(wǎng)絡(luò)結(jié)束（右側(cè)）為輸出單元。2）一個(gè)網(wǎng)絡(luò)可有若干個(gè)線圈，不能在網(wǎng)絡(luò)上串聯(lián)一個(gè)以上線圈（即不能在一個(gè)網(wǎng)絡(luò)的一條水平線上放置多個(gè)線圈）。3）梯形圖中，輸入、輸出及其他軟繼電器或指令的觸點(diǎn)，可以任意重復(fù)使用。4）同一編號的線圈在同一程序中不得使用多次。5）線圈或指令盒不能直接與左母線連接。6）觸點(diǎn)可以任意并聯(lián)和串聯(lián)，多個(gè)線圈和指令盒也可以并聯(lián)使用。7）編程應(yīng)按“上繁下簡、左繁右簡”原則進(jìn)行。8）編程時(shí)，以假設(shè)電路中概念電流（能流）的理解方式為出發(fā)，更能確保程序的正確性。9）對于子程序、中斷程序，不能按一般計(jì)算機(jī)常規(guī)編程思想編寫梯形圖，否則會出現(xiàn)梯形圖程序執(zhí)行情況與編程者本來意圖不一致的結(jié)果。3.2

基本邏輯指令

3.2.1觸點(diǎn)輸入/線圈驅(qū)動輸出指令

（1）取指令:LDbit

啟動梯形圖任何邏輯塊的第一條指令時(shí)，對應(yīng)輸入端點(diǎn)連接開關(guān)導(dǎo)通，觸點(diǎn)bit閉合.

bit：觸點(diǎn)位地址（下同）。（2）取反指令:LDNbit

啟動梯形圖任何邏輯塊的第一條指令時(shí)，對應(yīng)輸入端點(diǎn)連接開關(guān)導(dǎo)通，觸點(diǎn)bit斷開。

（3）=（Out）指令線圈驅(qū)動指令（輸出指令），在梯形圖中必須放在最右端。例：下圖程序中的I0.0由PLC外接常開按鈕控制，I0.1由常閉按鈕控制1）當(dāng)輸入常開按鈕SB1閉合時(shí)，執(zhí)行LD指令，I0.0為ON，Q1.0為ON，輸出線圈KM1得電。2）當(dāng)輸入常閉觸點(diǎn)SB2未按下（閉合）時(shí)，由于執(zhí)行LDN指令，常閉位I0.1為OFF，Q1.1為OFF，輸出線圈KM2失電。3）當(dāng)輸入常閉觸點(diǎn)SB2按下（斷開）時(shí)，則常閉位I0.1為ON，Q1.1為ON，輸出線圈KM2電得；3.2.2～3.2.5.邏輯與、或及邏輯塊指令（1）邏輯“與”指令A(yù)

邏輯“與”指令A(yù)（And）：用于動合觸點(diǎn)的串聯(lián)連接（串聯(lián)在一起的所有觸點(diǎn)全部閉合時(shí)輸出才有效）。（2）邏輯“與非”指令A(yù)N

邏輯“與非”指令A(yù)N（AndNot）：用于動斷觸點(diǎn)的串聯(lián)連接。例：邏輯與指令梯形圖及語句表示例（3）邏輯“或”指令A(yù)（4）邏輯塊“與”指令A(yù)LD（AndLoad）：用于并聯(lián)電路塊的串聯(lián)連接。（5）邏輯塊“或”指令OLD（OrLoad）： 用于串聯(lián)電路塊的并聯(lián)連接。例：ALD指令梯形圖及語句表示例3.2.6置位/復(fù)位指令

（1）置位指令S：

Sbit,N

功能：從bit（位）開始的N個(gè)元件（位）置0并保持。（2）復(fù)位指令RRbit,N

功能：從bit（位）開始的N個(gè)元件（位）置1并保持。3.2.7立即指令立即指令又稱加I指令，其格式為在LAD符號內(nèi)或STL的操作碼后加入“I”。

AI bit 立即“與”指令

LDI bit 立即取立即指令（Immediate）不受PLC掃描工作方式的限制，可以對輸入、輸出點(diǎn)進(jìn)行立即讀寫操作并產(chǎn)生其邏輯作用。3.2.8.邊沿觸發(fā)指令

（1）上升沿微分指令

EU

指令功能：當(dāng)其執(zhí)行條件從OFF變?yōu)镺N時(shí)，其作用是在上升沿產(chǎn)生一個(gè)掃描周期的脈沖。上升沿微分指令的LAD格式由常開觸點(diǎn)中加入符號“P”構(gòu)成。（2）下降沿微分指令

ED

指令功能：當(dāng)其執(zhí)行條件從ON變成OFF時(shí)，其作用是在下降沿產(chǎn)生一個(gè)掃描周期的脈沖。下降沿微分指令的LAD格式由常開觸點(diǎn)中加入符號“N”構(gòu)成。

3.2.9.堆棧操作指令堆棧操作指令包含：1）LPS（LogicPush）：邏輯入棧指令（分支電路開始指令）。2）LRD（LogicRead）：邏輯讀棧指令3）LPP（LogicPop）：邏輯出棧指令（分支電路結(jié)束指令）。4）LDS（LogicStack）：裝入堆棧指令。堆棧操作梯形圖及語句表指令示例：3.2.10.取反指令/空操作指令1.取反指令NOT2.空操作指令NOP空操作指令NOP，不影響程序的執(zhí)行3.4定時(shí)器指令3.3.1.基本概念及定時(shí)器編號（1）S7-200系列PLC提供了三種類型的定時(shí)器，即：通電延時(shí)定時(shí)器（TON）、斷電延時(shí)定時(shí)器（TOF）和保持型通電延時(shí)定時(shí)器（TONR）。（2）S7-200系列PLC定時(shí)器分辨率（S）可分為三個(gè)精度等級：1ms、10ms和100ms。（3）定時(shí)器編號可提供用戶定時(shí)器位（輸出觸點(diǎn)）的狀態(tài)及定時(shí)器當(dāng)前所累計(jì)的定時(shí)時(shí)間。定時(shí)器的編號格式為：

Tn（n為常數(shù)）例如：T0、T33、T255。（4）定時(shí)器定時(shí)時(shí)間T為定時(shí)器的分辨率S與定時(shí)器設(shè)定值PT的乘積。 即T=S×PT3.3.2.通電延時(shí)定時(shí)器（TON）TON用于通電后單一時(shí)間間隔的計(jì)時(shí)。

TON：接通延時(shí)定時(shí)器指令助記符；

Tn：定時(shí)器編號；

IN：定時(shí)器定時(shí)輸入控制端；

PT：定時(shí)設(shè)定值輸入端。

輸入端（IN）接通時(shí)，定時(shí)器位為OFF，定時(shí)器開始從當(dāng)前值0（加1）開始記時(shí)，當(dāng)前值大于等于設(shè)定值時(shí)（PT=1～32767），定時(shí)器位變?yōu)镺N，定時(shí)器對應(yīng)的常開觸點(diǎn)閉合。輸入端斷開時(shí)，定時(shí)器復(fù)位，即當(dāng)前值被清零，定時(shí)器位為OFF。

3.3.3斷電延時(shí)定時(shí)器TOF（Off-DelayTimer）

斷電延時(shí)定時(shí)器（TOF）用于斷電后的單一時(shí)間間隔計(jì)時(shí)?！纠坑枚〞r(shí)器設(shè)計(jì)延時(shí)接通/延時(shí)斷開電路，實(shí)現(xiàn)輸入I0.0和輸出Q0.1的時(shí)序圖及程序如下圖所示。接通延時(shí)型定時(shí)器梯形圖、語句表指令示例:3.3.4保持型通電延時(shí)定時(shí)器TONR保持型通電延時(shí)定時(shí)器TONR用于對許多間隔的累計(jì)定時(shí)，具有記憶功能。保持型通電延時(shí)定時(shí)器梯形圖、語句表指令、時(shí)序圖示例3.3.5定時(shí)器當(dāng)前值刷新方式

在S7-200PLC的定時(shí)器中，由于定時(shí)器的分辨率不同，其刷新方式是不同的常用的定時(shí)器的刷新方式有1ms、10ms、100ms三種。

（1）1ms定時(shí)器1ms定時(shí)器由系統(tǒng)每隔1ms對定時(shí)器和當(dāng)前值刷新一次，不與掃描周期同步。掃描周期較長時(shí)，定時(shí)器在一個(gè)周期內(nèi)可能多次被刷新，或者說，在一個(gè)掃描周期內(nèi)，其定時(shí)器位及當(dāng)前值可能要發(fā)生變化。

（2）10ms定時(shí)器10ms定時(shí)器執(zhí)行定時(shí)器指令時(shí)開始定時(shí)，在每一個(gè)掃描周期開始時(shí)刷新，每個(gè)掃描周期只刷新一次。

（3）100ms定時(shí)器100ms定時(shí)器在執(zhí)行定時(shí)器指令時(shí)，才對定時(shí)器的當(dāng)前值進(jìn)行刷新。應(yīng)保證每一掃描周期內(nèi)同一條100ms定時(shí)器指令只執(zhí)行一次。

在使用時(shí)一定要注意根據(jù)使用場合和要求來選擇定時(shí)器3.4計(jì)數(shù)器指令

3.4.

1.基本概念及計(jì)數(shù)器編號

（1）S7-200PLC提供了三種類型的計(jì)數(shù)器，遞增計(jì)數(shù)器CTU、遞減計(jì)數(shù)器CTD、增減計(jì)數(shù)器CTUD。

（2）在S7-200PLC控制程序中，是通過對計(jì)數(shù)器的編號來使用計(jì)數(shù)器的。

計(jì)數(shù)器的編號格式為：Cn（n為常數(shù)）

例如：C50

（3）計(jì)數(shù)器編號在程序中可作為計(jì)數(shù)器位（輸出觸點(diǎn)）的狀態(tài)及計(jì)數(shù)器當(dāng)前所累計(jì)的計(jì)數(shù)脈沖個(gè)數(shù)，3.4.2.遞增計(jì)數(shù)器CTUCTU：遞增計(jì)數(shù)器指令助計(jì)符；

Cn：計(jì)數(shù)器編號；

CU：計(jì)數(shù)脈沖輸入端；

R：復(fù)位輸入端；

PV：設(shè)定值。

當(dāng)復(fù)位輸入（R）無效時(shí)，計(jì)數(shù)器開始對計(jì)數(shù)脈沖輸入（CU）的上升沿進(jìn)行加1計(jì)數(shù)，若計(jì)數(shù)當(dāng)前值大于等于設(shè)定值（PV）時(shí)，計(jì)數(shù)器位被置ON，計(jì)數(shù)器繼續(xù)計(jì)數(shù)直到32767；當(dāng)復(fù)位輸入（R）有效時(shí)，計(jì)數(shù)器復(fù)位，計(jì)數(shù)器位變?yōu)镺FF，當(dāng)前值清零。遞增計(jì)數(shù)器梯形圖、語句表指令示例及時(shí)序圖：3.4.3.遞減計(jì)數(shù)器CTD

CTD為遞減計(jì)數(shù)器指令助計(jì)符；Cn為計(jì)數(shù)器編號；CD為減計(jì)數(shù)脈沖輸入端；LD為復(fù)位脈沖輸入端；PV為設(shè)定值。3.4.4

增減計(jì)數(shù)器CTUDCU為加計(jì)數(shù)脈沖輸入端；CD為減計(jì)數(shù)脈沖輸入端；R為復(fù)位輸入端；PV為設(shè)定值。3.5比較指令比較指令運(yùn)算符及格式比較指令用來比較兩個(gè)數(shù)IN1和IN2的大小。在梯形圖中，滿足比較關(guān)系式給出的條件時(shí)，觸點(diǎn)接通。比較指令是通過取指令LD、邏輯與指令A(yù)、邏輯或指令O操作碼分別加上數(shù)據(jù)類型符號B（字節(jié)）、I（W）（整數(shù)）、D（雙整數(shù)）、R（實(shí)數(shù)）進(jìn)行組和實(shí)現(xiàn)編程的。

比較運(yùn)算符有以下6種。=（比較IN1是否等于IN2）

＜＞

（比較IN1是否不等于IN2）>

（比較IN1是否大于IN2）<（比較IN1是否小于IN2）>=（比較IN1是否大于等于IN2）<=（比較IN1是否小于等于IN2）

比較指令格式:例：

網(wǎng)絡(luò)1：整數(shù)比較取指令，IN1為計(jì)數(shù)器C5的當(dāng)前值，IN2為常數(shù)20，當(dāng)C5的當(dāng)前值大于等于20時(shí)，比較指令觸點(diǎn)閉合，M0.0=1。網(wǎng)絡(luò)2：實(shí)數(shù)比較邏輯與指令，IN1為雙字存儲單元VD1的數(shù)據(jù)，IN2為常數(shù)100.7，當(dāng)VD1小于100.7時(shí)，比較指令觸點(diǎn)閉合，該觸點(diǎn)與I0.1邏輯與置M0.1=1。網(wǎng)絡(luò)3：字節(jié)比較邏輯或指令。

3.6程序控制指令程序控制指令包括：跳轉(zhuǎn)、循環(huán)、看門狗、停止、結(jié)束及子程序調(diào)用等指令。3.6.1跳轉(zhuǎn)指令跳轉(zhuǎn)指令又稱轉(zhuǎn)移指令，程序中使用跳轉(zhuǎn)指令可以根據(jù)對不同條件的判斷，選擇不同的程序段執(zhí)行程序。跳轉(zhuǎn)指令格式：3.6.2循環(huán)指令循環(huán)指令由循環(huán)開始指令FOR、循環(huán)體和循環(huán)結(jié)束指令NEXT組成。指令格式如下：EN：循環(huán)控制輸入端；

INDX：設(shè)置指針或當(dāng)前循環(huán)次數(shù)計(jì)數(shù)器；

INIT：計(jì)數(shù)初始值；

FINAL：循環(huán)計(jì)數(shù)終值。功能：在循環(huán)控制輸入端有效時(shí)且邏輯條件INDX<FINAL滿足時(shí)，反復(fù)執(zhí)行FOR和NEXT之間的循環(huán)體程序，每執(zhí)行一次循環(huán)體，INDX自增加1，直至當(dāng)前循環(huán)計(jì)數(shù)器值大于終值時(shí)，退出循環(huán)。3.6.3看門狗復(fù)位指令WDR

看門狗復(fù)位指令WDR（WatchDogReset）實(shí)際上是一個(gè)監(jiān)控定時(shí)器，在梯形圖中以線圈形式編程。

該指令的定時(shí)時(shí)間為300ms（由系統(tǒng)設(shè)置）。CPU每次掃描到該指令，則延時(shí)300ms后PLC被自動復(fù)位一次。WDR指令執(zhí)行過程如下。1）如果PLC正常工作時(shí)掃描周期小于300ms，在WDR定時(shí)器未到定時(shí)時(shí)間，系統(tǒng)開始下一掃描周期，WDR定時(shí)器不起作用。2）如果外界干擾使程序死機(jī)或運(yùn)行時(shí)間超過300