第6章_西門子S7-300系列PLC基本指令.ppt

第6章 西門子s7-300系列plc基本指令,西門子s7-300系列plc基本指令,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(xí)題,s7-300 plc指令及編程軟件,對于西門子公司的simatic s7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(biāo)準(zhǔn)控制語言(scl)、狀態(tài)圖(higraph)、連續(xù)功能圖(cfc)和step 7的c語言等。 梯形圖具有直觀、簡單等優(yōu)點，并且在step 7中，梯形圖可以轉(zhuǎn)換成為語句表(stl)和功能塊圖(fdb)。 在編程的過程中，用戶可以選擇上面所示的某一種語言進(jìn)行編程，也可以利用多種語言的優(yōu)點來進(jìn)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。,邏輯取及線圈驅(qū)動指令,指令 ld（load）：取指令。 ldn（load not）：取反指令。 =（out）：線圈驅(qū)動指令。 not:取反指令。 用法,邏輯取及線圈驅(qū)動指令,使用說明 ld、ldn指令不只是用于網(wǎng)絡(luò)塊邏輯計算開始時與母線相連的常開和常閉觸點，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。 并聯(lián)的 = 指令可連續(xù)使用任意次。 什么是并聯(lián)輸出？ 在同一程序中不要使用雙線圈輸出，即同一個元器件在同一程序中只使用一次 = 指令。 什么是雙線圈輸出？ 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。,觸點串聯(lián)指令,指令 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。用于單個常閉觸點的串聯(lián)連接。 用法,觸點串聯(lián)指令,使用說明 a、an是單個觸點串聯(lián)連接指令，可連續(xù)使用。但在用梯形圖編程時會受到打印寬度和屏幕顯示的限制，s7-300 plc的編程軟件中規(guī)定的串聯(lián)觸點使用上限為11個。 對連續(xù)輸出電路，可以反復(fù)使用 = 指令，但次序必須正確，不然就不能連續(xù)使用 = 指令編程了。 什么是連續(xù)輸出電路？ 下圖所示的電路就不屬于連續(xù)輸出電路 a、an指令的操作數(shù)為：i、q、m、sm、t、c、v、s和l。,觸點并聯(lián)指令,指令 o（or）：或指令。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。 用法 使用說明 單個觸點的o、on指令可連續(xù)使用。 o、on指令的操作數(shù)為：i、q、m、sm、t、c、v、s和l。,置位/復(fù)位指令,指令 用法,置位/復(fù)位指令,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。 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)。如在上圖中，若i0.0和i0.1同時為1，則q0.0、q0.1肯定處于復(fù)位狀態(tài)而為0。 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。定時器和計數(shù)器的復(fù)位有其特殊性，可參考計數(shù)器和定時器的有關(guān)部分。 n的范圍為1255，n可為：vb、ib、qb、mb、smb、sb、lb、ac、常數(shù)、*vd、*ac和*ld。一般情況下使用常數(shù)。 s/r指令的操作數(shù)為：i、q、m、sm、t、c、v、s和l。,rs觸發(fā)器指令,指令 sr（set dominant bistable）：置位優(yōu)先觸發(fā)器指令。當(dāng)置位信號（s1）和復(fù)位信號（r）都為真時，輸出為真。 rs（reset dominant bistable）：復(fù)位優(yōu)先觸發(fā)器指令。當(dāng)置位信號（s）和復(fù)位信號（r1）都為真時，輸出為假。 用法 沒有stl形式,立即指令,什么是立即指令？有何用途？ 對輸入 對輸出 指令,立即指令,舉例,邊沿脈沖指令,指令 舉例,old（or load）,串聯(lián)電路塊的并聯(lián)連接指令（或塊指令），用于串聯(lián)電路塊的并聯(lián)連接。 什么是串聯(lián)電路塊？ 兩個以上觸點串聯(lián)形成的支路叫串聯(lián)電路塊。 用法 使用說明 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和ldn指令。 每完成一次塊電路的并聯(lián)時要寫上old指令。 old指令無操作數(shù)。,ald（and load）,并聯(lián)電路塊的串聯(lián)連接指令（與塊指令）。用于并聯(lián)電路塊的串聯(lián)連接。 什么是并聯(lián)電路塊？ 兩條以上支路并聯(lián)形成的電路叫并聯(lián)電路塊。 用法 使用說明 在塊電路開始時要使用ld和ldn指令。 在每完成一次塊電路的串聯(lián)連接后要寫上ald指令。 ald指令無操作數(shù)。,邏輯堆棧操作指令,邏輯堆棧操作指令 指令2 lps（logic push）：邏輯入棧指令（分支電路開始指令）。 lrd（logic read）：邏輯讀棧指令。 lpp（logic pop）：邏輯出棧指令（分支電路結(jié)束指令）。 邏輯堆棧操作指令 使用說明 由于受堆?？臻g的限制（9層堆棧），lps、lpp指令連續(xù)使用時應(yīng)少于9次。 lps和lpp指令必須成對使用，它們之間可以使用lrd指令。 lps、lrd、lpp指令無操作數(shù)。,lps/lrd/lpp舉例,lps/lrd/lpp舉例,lps/lrd/lpp舉例,邏輯堆棧操作指令,邏輯堆棧操作指令,指令4 aeno 使用較少 舉例,比較指令,作用：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。 類型： 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有：=、=、和等6種，字符串比較指令有=和兩種。 對比較指令可進(jìn)行l(wèi)d、a和o編程。 比較指令屬于“位指令”,比較指令,定時器及其使用,最常用的器件 幾個基本概念 種類：ton，tonr，tof 分辯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，即精度。s7-200 plc定時器有3個精度等級：1 ms、10 ms和100 ms。 定時器定時時間t的計算：t = pt s。式中：t為實際定時時間，pt為設(shè)定值，s為分辨率。 例如：ton指令使用t97（為10 ms的定時器），設(shè)定值為100，則實際定時時間為： t = 100 10 = 1 000 ms 定時器的設(shè)定值pt：數(shù)據(jù)類型為int型。操作數(shù)可為：vw、iw、qw、mw、sw、smw、lw、aiw、t、c、ac、*vd、*ac、*ld和常數(shù)，其中常數(shù)最為常用。,定時器及其使用,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，即t*。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。,定時器及其使用,定時器的編號 編號表 ton和tof使用相同范圍的定時器編號，所以在同一個plc程序中決不能把同一個定時器號同時用作ton和tof。例如在程序中，不能既有接通延時（ton）定時器t32，又有斷開延時（tof）定時器t32。,定時器及其使用,定時器的指令及使用 指令,定時器的指令及使用,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。 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，定時器自動復(fù)位，即定時器位為off，當(dāng)前值為0。 記憶接通延時定時器tonr（retentive on-delay timer） 記憶接通延時定時器具有記憶功能,它用于對許多間隔的累計定時。 上電周期或首次掃描時，定時器位為掉電前的狀態(tài)，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)定值時，定時器位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。掌握好對tonr的復(fù)位及啟動是使用好tonr指令的關(guān)鍵。,斷開延時定時器tof,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。 上電周期或首次掃描，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)前值為0。如果輸入端再從onoff，則tof可實現(xiàn)再次啟動。,定時器及其使用,定時器的指令及使用 舉例,定時器的刷新方式和正確使用,1 ms、10 ms、100 ms定時器的刷新方式是不同的，從而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。 1 ms定時器 1 ms定時器由系統(tǒng)每隔1 ms刷新一次，與掃描周期及程序處理無關(guān)。它采用的是中斷刷新方式。因此，當(dāng)掃描周期大于1 ms時，在一個周期中可能被多次刷新。其當(dāng)前值在一個掃描周期內(nèi)不一定保持一致。 10 ms定時器 10 ms定時器由系統(tǒng)在每個掃描周期開始時自動刷新，由于是每個掃描周期只刷新一次，故在一個掃描周期內(nèi)定時器位和定時器的當(dāng)前值保持不變。 100 ms定時器 100 ms定時器在定時器指令執(zhí)行時被刷新，因此，如果100 ms定時器被激活后，如果不是每個掃描周期都執(zhí)行定時器指令或在一個掃描周期內(nèi)多次執(zhí)行定時器指令，都會造成計時失準(zhǔn)，所以在后面講到的跳轉(zhuǎn)指令和循環(huán)指令段中使用定時器時，要格外小心。100 ms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。,定時器及其使用,定時器的刷新方式和正確使用 舉例,時間間隔定時器,這是在最新版本的cpu中增加的有特殊功能的定時器，說是定時器，其實是2條指令。使用這2條指令可以記錄某一信號的開通時刻以及開通延續(xù)的時間。plc停電后，停止記錄。 觸發(fā)時間間隔（bitim，beginning interval time） 該指令用來讀取plc中內(nèi)置的1毫秒計數(shù)器的當(dāng)前值，并將該值存儲于out。雙字毫秒值的最大計時間隔為2的32次方，即49.7天。 計算時間間隔（citim，calculate interval time） 該指令計算當(dāng)前時間與in所提供時間的時間差，并將該差值存儲于out。雙字毫秒值的最大計時間隔為2的32次方，即49.7天。 2條指令的有效操作數(shù)為：in和out端均為雙字。,定時器及其使用,時間間隔定時器 舉例,計數(shù)器及其使用,種類：ctd, ctud, ctd 編號 計數(shù)器的編號用計數(shù)器名稱和數(shù)字（0255）組成，即c*，如c6。 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。 計數(shù)器輸入端和操作數(shù) 設(shè)定值輸入：數(shù)據(jù)類型為int型。 尋址范圍：vw、iw、qw、mw、sw、smw、lw、aiw、t、c、ac、*vd、*ac、*ld和常數(shù)。 一般情況下使用常數(shù)作為計數(shù)器的設(shè)定值。,計數(shù)器及其使用,指令及其使用 指令,計數(shù)器及其使用,指令及其使用 ctu 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。 注意：在語句表中，cu、r的編程順序不能錯誤。,計數(shù)器及其使用,指令及其使用 ctu,計數(shù)器及其使用,指令及其使用 ctud 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，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。 增減計數(shù)器當(dāng)前值計數(shù)到32 767（最大值）后，下一個cu輸入的上升沿將使當(dāng)前值跳變?yōu)樽钚≈担?32 768）；當(dāng)前值達(dá)到最小值-32 768后，下一個cd輸入的上升沿將使當(dāng)前值跳變?yōu)樽畲笾?2767。 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off，當(dāng)前值為0。 注意：在語句表中，cu、cd、r的順序不能錯誤。,計數(shù)器及其使用,指令及其使用 ctud,計數(shù)器及其使用,指令及其使用 ctd 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。 注意：減計數(shù)器的復(fù)位端是ld，而不是r。在語句表中，cd、ld的順序不能錯誤。,計數(shù)器及其使用,指令及其使用 ctd,程序控制指令,結(jié)束及暫停指令 end和mend 結(jié)束指令分為有條件結(jié)束指令（end）和無條件結(jié)束指令（mend）。 使用說明： 結(jié)束指令只能用在主程序中，不能在子程序和中斷程序中使用。而有條件結(jié)束指令可用在無條件結(jié)束指令前結(jié)束主程序。 在調(diào)試程序時，在程序的適當(dāng)位置插入無條件結(jié)束指令可實現(xiàn)程序的分段調(diào)試。 可以利用程序執(zhí)行的結(jié)果狀態(tài)、系統(tǒng)狀態(tài)或外部設(shè)置切換條件來調(diào)用有條件結(jié)束指令，使程序結(jié)束。 使用方法：軟件自動處理。,結(jié)束及暫停指令,停止指令stop stop指令有效時，可以使主機cpu的工作方式由run切換到stop，從而立即中止用戶程序的執(zhí)行。stop指令在梯形圖中以線圈形式編程。指令不含操作數(shù)。 stop指令可以用在主程序、子程序和中斷程序中。如果在中斷程序中執(zhí)行stop指令，則中斷處理立即中止，并忽略所有掛起的中斷。繼續(xù)掃描程序的剩余部分，在本次掃描周期結(jié)束后，完成將主機從run到stop的切換。 stop和end指令通常在程序中用來對突發(fā)緊急事件進(jìn)行處理，以避免實際生產(chǎn)中的重大損失。,看門狗指令,wdt（watchdog reset）稱為看門狗復(fù)位指令。它可以把警戒時鐘刷新，即延長掃描周期，從而有效地避免看門狗超時錯誤。 帶數(shù)字量輸出的擴展模塊也包含有一個看門狗定時器，在擴展的掃描時間內(nèi)，對每個帶數(shù)字量輸出的擴展模塊進(jìn)行立即寫操作，以保證正確的輸出。 舉例,跳轉(zhuǎn)及標(biāo)號指令,作用 指令 跳轉(zhuǎn)指令jmp（jump to label）：當(dāng)輸入端有效時，使程序跳轉(zhuǎn)到標(biāo)號處執(zhí)行。 標(biāo)號指令lbl（label）：指令跳轉(zhuǎn)的目標(biāo)標(biāo)號。操作數(shù)n為0255。 使用說明： 跳轉(zhuǎn)指令和標(biāo)號指令必須配合使用，而且只能使用在同一程序塊中，如主程序、同一個子程序或同一個中斷程序。不能在不同的程序塊中互相跳轉(zhuǎn)。 執(zhí)行跳轉(zhuǎn)后，被跳過程序段中的各元器件的狀態(tài)： q、m、s、c等元器件的位保持跳轉(zhuǎn)前的狀態(tài)； 計數(shù)器c停止計數(shù)，當(dāng)前值存儲器保持跳轉(zhuǎn)前的計數(shù)值； 對定時器來說，因刷新方式不同而工作狀態(tài)不同。,跳轉(zhuǎn)及標(biāo)號指令,循環(huán)指令,指令 循環(huán)開始指令for：用來標(biāo)記循環(huán)體的開始。 循環(huán)結(jié)束指令next：用來標(biāo)記循環(huán)體的結(jié)束。無操作數(shù)。 for和next之間的程序段稱為循環(huán)體，每執(zhí)行一次循環(huán)體，當(dāng)前計數(shù)值增1，并且將其結(jié)果同終值作比較，如果大于終值，則終止循環(huán)。,循環(huán)指令,參數(shù)使用說明 循環(huán)指令盒中有三個數(shù)據(jù)輸入端：當(dāng)前循環(huán)計數(shù)indx（index value or current loop count）、循環(huán)初值init（starting value）和循環(huán)終值final（ending value）。在使用時必須給for指令指定當(dāng)前循環(huán)計數(shù)（indx）、初值（init）和終值（final）。 indx操作數(shù)：vw、iw、qw、mw、sw、smw、lw、t、c、ac、*vd、*ac和*cd；屬int型。 init和final操作數(shù)：vw、iw、qw、mw、sw、smw、lw、t、c、ac、常數(shù)、*vd、*ac和*cd；屬int型。 指令使用說明 for、next指令必須成對使用。 for和next可以循環(huán)嵌套，嵌套最多為8層，但各個嵌套之間不可有交叉現(xiàn)象。 每次使能輸入（en）重新有效時，指令將自動復(fù)位各參數(shù)。 初值大于終值時，循環(huán)體不被執(zhí)行。 在使用循環(huán)指令時，要注意在循環(huán)體中對indx的控制，這一點非常重要。,循環(huán)指令,診斷l(xiāng)ed指令,這是新版的cpu增加的指令。plc的主機面板上有一個sf/diag（錯誤/診斷）指示燈，當(dāng)cpu發(fā)生系統(tǒng)故障時，該指示燈發(fā)紅光，表明系統(tǒng)出現(xiàn)錯誤（sf）。對于診斷（diag）功能部分，可以使用指令控制該指示燈是否發(fā)黃光。 其中in的數(shù)據(jù)類型為字節(jié)型數(shù)據(jù)。 舉例：一個使用診斷l(xiāng)ed指令的例子，在該例中，當(dāng)故障信號i0.0出現(xiàn)時，sf/ diag指示燈發(fā)黃光。,梯形圖編程