S應(yīng)用教程 廖常初

會(huì)計(jì)學(xué)1S應(yīng)用教程廖常初3.1.2STEP7中的編程語言1．梯形圖(LAD)：直觀易懂，適合于數(shù)字量邏輯控制。2.語句表(STL)：功能比梯形圖強(qiáng)，類似于51系列單片機(jī)的匯編語言。3．功能塊圖(FBD)：國內(nèi)很少使用。以上是3種基本編程語言，可以相互轉(zhuǎn)換。4．順序功能圖(S7Graph)，適應(yīng)于順序控制過程。5．結(jié)構(gòu)化控制語言(SCL)：適合于復(fù)雜的計(jì)算，或管理大量的數(shù)據(jù)等。以上對(duì)應(yīng)于IEC6113-3的5種編程語言。6．S7HiGraph：用狀態(tài)圖（stategraphs）描述異步、非順序過程。7．S7CFC：連續(xù)功能圖，適于連續(xù)過程控制的編程。第1頁/共34頁第2頁/共34頁3.2S7-300/400CPU的存儲(chǔ)區(qū)3.2.1數(shù)制

1．二進(jìn)制數(shù)二進(jìn)制數(shù)的1位（bit）只能取0和1這兩個(gè)不同的值，用來表示開關(guān)量的兩種不同的狀態(tài)。ON/OFF，TURE/FALSE。二進(jìn)制常數(shù)：2#1111_0110_1001_0001。2．十六進(jìn)制數(shù)十六進(jìn)制的16個(gè)數(shù)字：0～9和A～F，每個(gè)占二進(jìn)制數(shù)的4位，W#16#23AF。3．BCD碼BCD碼用4位二進(jìn)制數(shù)表示一位十進(jìn)制數(shù)，各位之間逢十進(jìn)一。最高4位用來表示符號(hào)，16位BCD碼的范圍：–999～＋999。十進(jìn)制數(shù)123對(duì)應(yīng)的BCD碼為W#16#123，或2#0000000100100011。因?yàn)檫\(yùn)算規(guī)則是逢16進(jìn)1，十六進(jìn)制數(shù)W#16#123對(duì)應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)為W#16#123＝1×162＋2×161＋3＝291。第3頁/共34頁3.2.2基本數(shù)據(jù)類型1．位（bit）：BOOL型，例如I3.2，2#0，TRUE。2．字節(jié)（Byte）：例如QB0，B#16#3A。3．字(Word)：16位無符號(hào)數(shù)，例如W#16#13AF。4．雙字（DWord）：32位無符號(hào)數(shù)。例如DW#16#35AF023C。5．整數(shù)（INT，Integer）：16位有符號(hào)數(shù)，補(bǔ)碼，最高位為符號(hào)位。6．32位整數(shù)（DINT，DoubleInteger）有符號(hào)數(shù)，補(bǔ)碼。最高位為符號(hào)位。第4頁/共34頁7．32位浮點(diǎn)數(shù)浮點(diǎn)數(shù)又稱實(shí)數(shù)（REAL），可表示為1.m2E

，指數(shù)E是有符號(hào)數(shù)。ANSI/IEEE標(biāo)準(zhǔn)浮點(diǎn)數(shù)＝1.m2e，e=E+127（1≤e≤254，8位正整數(shù)）。STEP7中用小數(shù)表示浮點(diǎn)數(shù)。ANSI/IEEE標(biāo)準(zhǔn)浮點(diǎn)數(shù)占用一個(gè)雙字（32位）。因?yàn)橐?guī)定尾數(shù)的整數(shù)部分總是為1，只保留尾數(shù)的小數(shù)部分m（第0～22位）。浮點(diǎn)數(shù)的表示范圍為±1.17549510-38

～±3.4028231038。L#為32位雙整數(shù)常數(shù)，例如L#+5。P#為地址指針常數(shù)，例如P#M2.0是M2.0的地址。S5T#是16位S5時(shí)間常數(shù)，格式為S5T#aD_bH_cM_dS_eMS。取值范圍為S5T#0S～9990S。T#為32位IEC時(shí)間常數(shù)。只能用于語句表。C#為計(jì)數(shù)器常數(shù)（BCD碼），例如C#250。8位ASCII字符用單引號(hào)表示，例如‘ABC’。IEC日期常數(shù)：例如D#2004-1-15。TOD#是32位實(shí)時(shí)時(shí)間（Timeofday）常數(shù)，例如TOD#23:50:45.300。第5頁/共34頁3.2.3系統(tǒng)存儲(chǔ)器1．過程映像輸入/輸出（I/Q），批量輸入、批量輸出。2．內(nèi)部存儲(chǔ)器標(biāo)志位（M）存儲(chǔ)器區(qū)3．定時(shí)器（T）存儲(chǔ)器區(qū)：時(shí)間值可以用二進(jìn)制或BCD碼方式讀取。4．計(jì)數(shù)器（C）存儲(chǔ)器區(qū)：計(jì)數(shù)值可以用二進(jìn)制或BCD碼方式讀取。5．共享數(shù)據(jù)塊（DB）與背景數(shù)據(jù)塊（DI）DB為共享數(shù)據(jù)塊，DB2.DBX2.3、DBB5、DBW10和DBD12。DI為背景數(shù)據(jù)塊，DIX3.5、DIB2、DIW4和DID6。6．外設(shè)I/O區(qū)（PI/PO）外設(shè)輸入（PI）和外設(shè)輸出（PQ）區(qū)直接訪問本地的和分布式輸入模塊和輸出模塊。不能以位為單位訪問。I、Q、M、DB均可以按位、字節(jié)、字和雙字來存取，例如I0.0、IB0、IW0和ID0。3.2.4CPU中的寄存器1．累加器（ACCUx）S7-300有兩個(gè)32位累加器（ACCU1和ACCU2），S7-400有4個(gè)累加器（ACCU1～ACCU4）。字節(jié)和字放在累加器的低端（右對(duì)齊）。2．狀態(tài)字寄存器（16位）第6頁/共34頁首次檢測(cè)位一般不用。RLO：邏輯運(yùn)算結(jié)果。狀態(tài)位STA與位邏輯指令中的位的狀態(tài)相同。OR位暫存邏輯“與”的操作結(jié)果，以便進(jìn)行后面的邏輯“或”運(yùn)算。溢出位OV：算術(shù)運(yùn)算或比較指令執(zhí)行時(shí)出現(xiàn)錯(cuò)誤，OV被置1。溢出狀態(tài)保持位OS：用于保存OV位。條件碼1（CC1）和條件碼0（CC0）：用于表示算術(shù)運(yùn)算或邏輯運(yùn)算的結(jié)果與0的大小關(guān)系、比較指令的執(zhí)行結(jié)果或移位指令的移出位狀態(tài)。二進(jìn)制結(jié)果位BR：對(duì)應(yīng)于梯形圖中的ENO輸出的能流。如果功能被正確執(zhí)行，BR位與ENO均為1；執(zhí)行出錯(cuò)時(shí)BR位為0。3．?dāng)?shù)據(jù)塊寄存器：DB和DI寄存器分別用來保存打開的共享數(shù)據(jù)塊和背景數(shù)據(jù)塊的編號(hào)。第7頁/共34頁3.3位邏輯指令位邏輯指令用于二進(jìn)制數(shù)的邏輯運(yùn)算，位邏輯運(yùn)算的結(jié)果簡(jiǎn)稱為RLO。3.3.1觸點(diǎn)指令1.觸點(diǎn)與線圈A（And，與）指令：串聯(lián)的常開觸點(diǎn)。O(Or，或)指令：并聯(lián)的常開觸點(diǎn)。AN(AndNot，與非)指令：串聯(lián)的常閉觸點(diǎn)。ON(OrNot，或非)指令：并聯(lián)的常閉觸點(diǎn)。賦值（輸出）指令“=”將RLO寫入地址位，與線圈相對(duì)應(yīng)。運(yùn)算優(yōu)先級(jí)：先“與”后“或”。A(A I0.0AN I0.1O I0.2)A I0.3= L20.0A L20.0= Q4.3A L20.0AN I3.4= Q4.6第8頁/共34頁4．中線輸出指令A(yù) I0.0AN I0.1= M0.1A M0.1A I0.3= Q4.3第9頁/共34頁P(yáng)OS與NEG相當(dāng)于一個(gè)觸點(diǎn)，檢測(cè)方框上面的元件的邊沿。M0.0為邊沿存儲(chǔ)位，用于保持上一掃描周期的狀態(tài)?！纠?-1】設(shè)計(jì)故障信息顯示電路，故障信號(hào)I0.0為1時(shí)Q4.0控制的指示燈以1Hz的頻率閃爍。操作人員按復(fù)位按鈕I0.1后，如果故障已經(jīng)消失，指示燈熄滅。如果沒有消失，指示燈轉(zhuǎn)為常亮，直至故障消失。第10頁/共34頁SET與CLR（Clear）指令將RLO置位或復(fù)位，緊接在它們后面的賦值語句中的地址將變?yōu)?狀態(tài)或0狀態(tài)。SET //將RLO置位=M0.2 //M0.2的線圈“通電”CLR //將RLO復(fù)位=Q4.7 //Q4.7的線圈“斷電”3.4定時(shí)器與計(jì)數(shù)器指令3.4.1定時(shí)器指令

時(shí)間基準(zhǔn)代碼為00、01、10和11時(shí)，對(duì)應(yīng)10ms、100ms、1s和10s?？梢园聪铝械男问綄r(shí)間預(yù)置值裝入累加器的低位字：(1)直接裝入上圖格式的十六進(jìn)制數(shù)。(2)S5T#aHbMcSdMS，S5T#18S，S5T#1800S。第11頁/共34頁3．脈沖定時(shí)器脈沖定時(shí)器相當(dāng)于上升沿觸發(fā)的單穩(wěn)態(tài)電路。定時(shí)期間當(dāng)前值不斷減1。每種定時(shí)器有兩種表示方式。設(shè)置輸入端S：在其上升沿將設(shè)定值寫入當(dāng)前值寄存器。TV：預(yù)置值輸入端；R：復(fù)位輸入端；Q：定時(shí)器位輸出端BI：輸出不帶時(shí)基的十六進(jìn)制格式BCD：輸出BCD格式的當(dāng)前時(shí)間值和時(shí)基。各變量均可以使用I、Q、M、L、D存儲(chǔ)區(qū)。第12頁/共34頁4．?dāng)U展的脈沖定時(shí)器起動(dòng)信號(hào)脈沖寬度可以比定時(shí)時(shí)間短5．接通延時(shí)定時(shí)器第13頁/共34頁6．保持型接通延時(shí)定時(shí)器起動(dòng)信號(hào)脈沖寬度可以比定時(shí)時(shí)間短，不能用線圈斷電的方法復(fù)位，必須用復(fù)位信號(hào)來復(fù)位。7．?dāng)嚅_延時(shí)定時(shí)器圖3-46沖水控制電路

第14頁/共34頁3.4.2計(jì)數(shù)器指令1．計(jì)數(shù)器的存儲(chǔ)器區(qū)每個(gè)計(jì)數(shù)器有一個(gè)16位的字和一個(gè)二進(jìn)制位。計(jì)數(shù)值的范圍為0～999。CU：加計(jì)數(shù)脈沖輸入；S：其上升沿將計(jì)數(shù)器的預(yù)置值裝入累加器的低字；PV：預(yù)置值；Q：位輸出；CV：二進(jìn)制計(jì)數(shù)當(dāng)前值；CV_BCD：十進(jìn)制計(jì)數(shù)當(dāng)前值。設(shè)置計(jì)數(shù)值線圈SC輸入的上升沿，預(yù)置值被送入指定的計(jì)數(shù)器。CU線圈為加計(jì)數(shù)線圈，在I0.0的上升沿，如果計(jì)數(shù)值小于999，計(jì)數(shù)值加1。R為復(fù)位線圈。計(jì)數(shù)值大于0時(shí)計(jì)數(shù)器位（即輸出Q）為1；計(jì)數(shù)值為0時(shí)，計(jì)數(shù)器位亦為0。第15頁/共34頁在減計(jì)數(shù)輸入信號(hào)CD的上升沿，如果計(jì)數(shù)值大于0，計(jì)數(shù)值減1。計(jì)數(shù)值大于0時(shí)計(jì)數(shù)器位（即輸出Q）為1；第16頁/共34頁3.5數(shù)據(jù)處理指令3.5.1裝入指令與傳送指令1．裝入指令與傳送指令裝入（L，Load）指令將源操作數(shù)裝入累加器1，而累加器1原有的數(shù)據(jù)移入累加器2。傳送（T，Transfer）指令將累加器1中的內(nèi)容寫入目的存儲(chǔ)區(qū)中，累加器1的內(nèi)容不變。裝入與傳送指令可以對(duì)字節(jié)、字、雙字?jǐn)?shù)據(jù)迸行操作。尋址方式是指令取得操作數(shù)的方式。T#2S只能用于語句表，S5T#2S可用于指令表和梯形圖。2．立即尋址的裝入與傳送指令立即尋址的操作數(shù)直接在指令中，下面是使用立即尋址的例子。L 35 L L#5 L W#16#3E4F L 2#0001_1001_1110_0010 L 25.38 L ‘ABCD’ L T#1M20S L S5T#2S L TOD#12:30:3.0 L D#2004-2-3 L C#50 L P#M5.6 第17頁/共34頁3．直接尋址的裝入與傳送指令直接尋址在指令中直接給出存儲(chǔ)器或寄存器的區(qū)域、長(zhǎng)度和位置：4．存儲(chǔ)器間接尋址在存儲(chǔ)器間接尋址指令中，給出一個(gè)作地址指針的存儲(chǔ)器，該存儲(chǔ)器的內(nèi)容是操作數(shù)所在存儲(chǔ)單元的地址。定時(shí)器（T）、計(jì)數(shù)器（C）、數(shù)據(jù)塊（DB）、功能塊（FB）和功能（FC）的編號(hào)范圍小于65535，使用字指針。其它地址使用雙字指針，其中第0～2位（xxx）為被尋址地址中位的編號(hào)（0～7），第3～18位為被尋址地址的字節(jié)的編號(hào)（0～65535）。訪問一個(gè)字、宇節(jié)或雙字存儲(chǔ)器時(shí)，指針的位編號(hào)應(yīng)為0，例如P#Q20.0。L P#4.0 T DBD 10L QB[DBD10] //QB4的地址指針在雙字DBD10中L P#4.3 T LD 4A M[LD4] //存儲(chǔ)器位M4.3的地址指針在雙字LD4中P#4.0的值為2＃00000000000000000000000000100000。P#4.3的值為2＃00000000000000000000000000100011。第18頁/共34頁5．寄存器間接尋址地址寄存器AR1和AR2的內(nèi)容加上偏移量形成地址指針，指向數(shù)值所在的存儲(chǔ)單元。地址指針的第0～2位（xxx）為被尋址地址中位的編號(hào)（0～7），第3～18位為被尋址地址的字節(jié)的編號(hào)（0～65535）。第24～26位（rrr）為被尋址地址的區(qū)域標(biāo)識(shí)號(hào)，第31位x=0為區(qū)域內(nèi)間接尋址，第31位x=1為區(qū)域間的間接尋址。（1）存儲(chǔ)區(qū)內(nèi)部間接尋址：存儲(chǔ)區(qū)的類型在指令中給出，第24～26位（rrr）和第31位為0。指針常數(shù)P＃5.0對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)為2＃00000000000000000000000000101000。L P#5.0 LAR1 A M[AR1,P#2.3] //AR1中的P#5.0加偏移量P#2.3，對(duì)M7.3操作= Q[AR1,P#0.2] //邏輯運(yùn)算的結(jié)果送Q5.2L DBW[AR1,P#18.0] //將DBW23裝入累加器1（2）區(qū)域間寄存器間接尋址：地址指針中的第24～26位為存儲(chǔ)區(qū)域標(biāo)識(shí)符rrr，第31位為1。訪問字節(jié)、字或雙字時(shí)，指針中的位地址編號(hào)應(yīng)為0。L P#M6.0 LAR1 T W[AR1,P#50.0] //將累加器1的內(nèi)容傳送到存儲(chǔ)器字MW56P#M6.0對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)為2#10000011000000000000000000110000。第19頁/共34頁6．裝入時(shí)間值或計(jì)數(shù)值指令L T5 LC C16 7．地址寄存器的裝入與傳送指令不經(jīng)過累加器1，與地址寄存器AR1和AR2交換數(shù)據(jù)。用得不多。8．梯形圖中的傳送指令3.5.2比較指令梯形圖中的方框比較指令在梯形圖中相當(dāng)于一個(gè)常開觸點(diǎn)，可以比較整數(shù)（I）、雙整數(shù)（D）和浮點(diǎn)數(shù)（R）。語句表中的比較指令用于比較累加器1與累加器2中的數(shù)據(jù)大小，被比較的數(shù)的數(shù)據(jù)類型應(yīng)該相同。如果比較的條件滿足，則RLO為1，否則為0。L MD4 L 2.345E+02 >R = Q4.2 //如果MD4>2.345E+02，則Q4.2為1第20頁/共34頁第21頁/共34頁3.6數(shù)學(xué)運(yùn)算指令3.6.1整數(shù)與浮點(diǎn)數(shù)數(shù)學(xué)運(yùn)算指令例：IW10/MW14→DB1.DBW2L IW10 L MW14 /I T DB1.DBW2 //累加器1低字中的運(yùn)算結(jié)果傳送到DB1的DBW2中第22頁/共34頁【例3-7】壓力計(jì)算公式為P=（10000

N）/27648（kPa） 運(yùn)算時(shí)一定要先乘后除。假設(shè)A/D轉(zhuǎn)換后，AIW中的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為雙整數(shù)，存放在MD6中，以kPa為單位的運(yùn)算結(jié)果在MW10中。

第23頁/共34頁浮點(diǎn)數(shù)三角函數(shù)指令的輸入值為弧度，角度值乘以/180轉(zhuǎn)換為弧度值。

第24頁/共34頁用指令中的參數(shù)<number>來指定移位位數(shù)，16位移位指令為0～15，32位移位指令為0～32。如果<number>等于0，移位指令被當(dāng)作NOP（空操作）指令來處理。L MW4 SSI 6 //累加器1低字中的有符號(hào)數(shù)右移6位，結(jié)果仍在累加器1T MW8 //累加器1低字中的運(yùn)算結(jié)果傳送到MW8中第25頁/共34頁第26頁/共34頁用或運(yùn)算將QW10的低4位置位為1：

L QW 10 OW W#16#000F T QW 10 用與運(yùn)算將IW20的高4位復(fù)位為0：

L IW 20 AW W#16#0FFF T MW 10 第27頁/共34頁3.7邏輯控制指令3.7.1跳轉(zhuǎn)指令與狀態(tài)位觸點(diǎn)指令與堆棧有關(guān)的指令用得很少第28頁/共34頁第29頁/共34頁只能在同一邏輯塊內(nèi)跳轉(zhuǎn)。同一個(gè)跳轉(zhuǎn)目的地址只能出現(xiàn)一次。跳轉(zhuǎn)或循環(huán)指令的操作數(shù)為地址標(biāo)號(hào)，標(biāo)號(hào)由最多4個(gè)字符組成。在梯形圖中，目標(biāo)標(biāo)號(hào)必須是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)的開始?！纠?-11】IW8與MW12的異或結(jié)果如果為0，將M4.0復(fù)位，非0則將M4.0置位。

L IW8 L MW12 XOW JN NOZE R M4.0 JU NEXTNOZE: AN M4.0 S M4.0NEXT: NOP 0

第30頁/共34頁3.7.2循環(huán)指令循環(huán)指令LOOP<jumplabel>用ACCU1-L作循環(huán)計(jì)數(shù)器，每次執(zhí)行LOOP指令時(shí)ACCU1-L的值減1，若減1后ACCU1-L非0，將跳轉(zhuǎn)到<jumplabel>指定的標(biāo)號(hào)處?！纠?-12】在I0.0的上升沿，用循環(huán)指令和間接尋址求從MW10開始存放的5個(gè)字的累加和，累加的結(jié)果用MD20保存。

A I 0.0 FP M 0.0 JNB m001 //不是I0.0的上升沿則跳轉(zhuǎn)

L L#0 //32位整數(shù)0裝入累加器1 T MD 20 //累加和清零

L P#10.0