SIMATICS700PLC及指令系統(tǒng)

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1、 計(jì)算機(jī)控制裝置 1 四、 SIMATIC S7-300 PLC及指令系統(tǒng) 4.1 系統(tǒng)組成 4.2 系統(tǒng)配置 4.3 指令系統(tǒng)簡(jiǎn)介 4.4 程序結(jié)構(gòu) 4.5 S7 PLC的網(wǎng)絡(luò)通信 計(jì)算機(jī)控制裝置 2 4.1 S7-300 PLC的系統(tǒng)組成 S7-300 PLC的硬件構(gòu)成 ： CPU模塊 接口模塊（ IM） I/O模塊（ SM） 功能模塊（ FM） 電源模塊（ PS） 導(dǎo)軌（ RACK）等 總 線 連 接 器 電 源 模 塊 CPU 模 塊 通 信 模 塊 I/O 模 塊 DIN 導(dǎo) 軌 模 塊 DIN 導(dǎo) 軌 計(jì)算機(jī)控制裝置 3 4.1.1 CPU單元 SIMATIC S7-300有多種性

2、能級(jí)別的 CPU： 1. 各種 CPU均封裝在一個(gè)緊湊的塑料殼體內(nèi) 2. CPU上集成有 MPI多點(diǎn)接口， MPI接口可以使 PLC與其它 PLC、 OS、 PG、 OP等建立通信聯(lián)系，可建立由多個(gè)站點(diǎn)組成的簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)。 3. CPU31x 2集成 Profibus-DP接口，適用于大范圍分布式自動(dòng)化結(jié)構(gòu)。 4. 通過(guò)模塊擴(kuò)展，可以實(shí)現(xiàn) EtherNet通信 5. 執(zhí)行速率、存儲(chǔ)器容量、可擴(kuò)展 I/O點(diǎn)數(shù)等都隨著 CPU序號(hào)的遞增 而增加。 計(jì)算機(jī)控制裝置 4 CPU單元 1 CPU CPU312IFM CPU313 CPU314 CPU315-2DP 工作存儲(chǔ)器 6KB 12KB 24KB 6

3、4KB 內(nèi)部裝載存儲(chǔ)器 20KB RAM 20KBEEPROM 20KB RAM 40KB RAM 96KB RAM 擴(kuò)展裝載存儲(chǔ)器 4M FEPROM 4M FEPROM 4M FEPROM DI （最大） 256+10（集成） 256 1024 1024（ 8192） DO （最大） 256+6（集成） 256 1024 1024（ 8192） AI （最大） 64 64 256 256（ 512） AO （最大） 32 32 128 128（ 512） 最大機(jī)架數(shù)（模塊數(shù)） 1（ 8） 1（ 8） 4（ 32） 4（ 32） CPU集成 DP接口 1 CPU集成 MPI接口 計(jì)算機(jī)控制裝

4、置 5 4.1.2 模擬量輸入模塊 (SM331) 模擬量值的表示方法 SM331的輸入測(cè)量范圍很寬，可直接輸入電壓、電流、電阻、 mV等信號(hào) 單極性 電壓、電流輸入的數(shù)字化表示： 量 程 1 5V 4 20mA 150 十進(jìn)制結(jié)果 范圍 5 1 20 4 150 0 27648 0 標(biāo)稱(chēng)范圍 雙極性 是什么意思？ 計(jì)算機(jī)控制裝置 6 L PIW 400 /從端口地址 （ 例如： 400） 讀入十進(jìn)制轉(zhuǎn)換結(jié)果 T # Dec_in /存入臨時(shí)變量 Dec_in， 表示臨時(shí)變量 CALL SCALE /直接調(diào)用系統(tǒng)提供的轉(zhuǎn)換函數(shù) ， 以下是輸入輸出參數(shù) IN : =# Dec_in /入口參數(shù)：

5、十進(jìn)制轉(zhuǎn)換結(jié)果 HI_LIM : =2.000000e+002 /入口參數(shù)：工程量上限 200， kPa（ PLC本身沒(méi)有單位概念 ） LO_LIM : =0.000000e+000 /入口參數(shù)：工程量下限 0 BIPOLAR : =FALSE /入口參數(shù)： TRUE為雙極性 ， FALSE為單極性 RET_VAL : =#ret /出口參數(shù)：返回值 （ 準(zhǔn)確 0， 錯(cuò)誤其它值 ） OUT : =#In_result /出口參數(shù)：工程量轉(zhuǎn)換結(jié)果 4 20mA 1 5VDC 0 10mA 0 20mA 數(shù)字量 0 27648 -27648 27648 AI模塊 轉(zhuǎn)換程序 工程量，如： 0 200

6、kPa 變送器：把 （ 0 200kPa） 轉(zhuǎn)換為 （ 4 20mA） 模 塊：把 （ 4 20mA） 轉(zhuǎn)換為 （ 0， 27648） 程 序：把 （ 0， 27648） 轉(zhuǎn)換為 （ 0 200kPa） 的值 （ In_result ） ， 共程序調(diào)用 計(jì)算機(jī)控制裝置 7 SM331模塊的硬件設(shè)置 2種規(guī)格型號(hào)： 8通道、 2通道 模擬量模塊裝有 量程塊 ， 調(diào)整量程塊的方位可改變模塊內(nèi)部的硬件結(jié)構(gòu) 每 兩個(gè)相鄰輸入通道 共用一個(gè)量程塊 ， 構(gòu)成一個(gè)通道組 。 量程塊是一個(gè)正方體的短接塊 ， 在上方有 “ A， “ B， “ C， “ D四個(gè)標(biāo)記 不同的量程塊位臵 ， 適用于不同的測(cè)量方法和測(cè)

7、量范圍 。 ch 0、 1 ch 2、 3 量程塊上的標(biāo)記 模塊上的標(biāo)記 計(jì)算機(jī)控制裝置 8 SM331量程塊設(shè)置對(duì)應(yīng)關(guān)系 ： 設(shè)置 標(biāo)記 對(duì)應(yīng)的測(cè)量方式及范圍 缺省設(shè)置 A 電 壓： 1000mV 電 阻： 150、 300、 600、 Pt100、 Ni100 熱電偶： N、 E、 J、 K等各型熱電偶 電壓： 1000mV B 電 壓： 10V 電壓： 10V C 電 流： 20mA（ 4線制變送器輸出） 電流： 4 20mA（ 4線制） D 電 流： 4 20mA（ 2線制變送器輸出） 電流： 4 20mA（ 2線制） 計(jì)算機(jī)控制裝置 9 SM331模塊的軟件設(shè)置 通道組診斷 斷線檢查

8、 信號(hào)類(lèi)型 信號(hào)范圍 積分時(shí)間設(shè)置 上下限設(shè)置 診斷中斷允許 限幅中斷允許 通道組 計(jì)算機(jī)控制裝置 10 SM331模塊的信號(hào)連接 電壓信號(hào) 電流信號(hào) 二線制電流 四線制電流 毫伏信號(hào) 電阻信號(hào) 輸入信號(hào)類(lèi)型： 計(jì)算機(jī)控制裝置 11 電壓信號(hào)連接 模塊配臵成電壓輸入 (B) L M M M+ M+ M 光隔 MANA ADC 總線 U U 計(jì)算機(jī)控制裝置 12 電流信號(hào)連接 兩線制儀表與四線制儀表？ L M M M+ M+ M 光隔 MANA ADC 總線 模塊配置成四線制電流輸入 (C)，只接收 4 20mA電流 I 420mA 24VDC/ 220VAC I 420mA 24VDC/ 22

9、0VAC 四線制儀表 四線制輸入 計(jì)算機(jī)控制裝置 13 電流信號(hào)連接 L M M M+ M+ M 光隔 MANA ADC 總線 模塊配置成四線制電流輸入 (C)，只接收 4 20mA電流 I 420mA 24V電源 二線制儀表 四線制輸入 計(jì)算機(jī)控制裝置 14 電流信號(hào)連接 L M M M+ M+ M 光隔 MANA ADC 總線 模塊配置成二線制電流輸入 (D)，帶配電接收 4 20mA電流 I 420mA 二線制儀表 二線制輸入 MANA ADC 24V I 420mA 內(nèi)部原理示意 計(jì)算機(jī)控制裝置 15 毫伏信號(hào)連接 一般什么儀表輸出 mV信號(hào)？ 該儀表在使用時(shí)需要注意什么？ L M M

10、 M+ M+ M COMP + COMP ADC 補(bǔ)償盒 參考點(diǎn) 補(bǔ)償導(dǎo)線 外部補(bǔ)償 L M M M+ M+ M COMP + COMP ADC 內(nèi)部補(bǔ)償 計(jì)算機(jī)控制裝置 16 電阻信號(hào)連接 一般什么儀表輸出 信號(hào)？ 該儀表在使用時(shí)需要注意什么？ 四線制連接方式 L M M M+ Ic+ Ic MANA ADC L M M M+ Ic+ Ic MANA ADC L M M M+ Ic+ Ic MANA ADC 三線制連接方式 二線制連接方式 計(jì)算機(jī)控制裝置 17 4.1.3 模擬量輸出模塊 (SM332) 模擬量值的表示方法 單極性輸出 雙極性輸出 輸出信號(hào)標(biāo)稱(chēng)范圍 十進(jìn)制 結(jié)果 輸出信號(hào)標(biāo)稱(chēng)

11、范圍 十進(jìn)制 結(jié)果 0 20mA 4 20mA 0 10V 1 5V 10V 20mA 20.000 0 20.000 4.000 10.000 0 5.0000 1.0000 27648 0 10.0000 -10.0000 20.000 -20.000 27648 -27648 SM332模塊可以輸出電壓和電流兩種類(lèi)型的信號(hào) 計(jì)算機(jī)控制裝置 18 CALL UNSCALE /直接調(diào)用系統(tǒng)提供的轉(zhuǎn)換函數(shù) ， 以下是輸入輸出參數(shù) IN :=#Out /入口參數(shù)：閥位值 0 100 浮點(diǎn)數(shù) HI_LIM :=1.000000e+002 /入口參數(shù)：閥位上限 100 LO_LIM :=0.0000

12、00e+000 /入口參數(shù)：閥位下限 0 BIPOLAR :=FALSE /入口參數(shù)： TRUE為雙極性輸出 ， FALSE單極性輸出 RET_VAL :=#Err /出口參數(shù)：返回值 OUT :=#Out_result /出口參數(shù)：十進(jìn)制轉(zhuǎn)換結(jié)果存入臨時(shí)變量 L #Out_result T PQW 416 /十進(jìn)制轉(zhuǎn)換結(jié)果輸出到過(guò)程輸出緩沖區(qū) ， 如 416 AO模塊 4 20mA 0 10VDC 0 20mA 單 ： 0 27648 雙 ： 27648 27648 轉(zhuǎn)換程序 閥位 如： 0 100 程 序：把 （ 0 100 ） 轉(zhuǎn)換為 （ 0 27648） 模 塊：把 （ 0 27648

13、 ） 轉(zhuǎn)換為 （ 4 20mA） 執(zhí)行器：把 （ 4 20mA） 轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的閥位 計(jì)算機(jī)控制裝置 19 SM332模塊的軟件設(shè)置（不需要硬件設(shè)置） SM332有 2 12、 4 12、 8 12位等 AO模塊，其特性、參數(shù)、工作原理完全相同。 通道診斷 信號(hào)類(lèi)型 I、 V 信號(hào)范圍 020mA 4 20mA CPU停止時(shí)輸出保持 診斷中斷允許 CPU停止時(shí)輸出為 0 電壓輸出范圍 計(jì)算機(jī)控制裝置 20 SM332模塊的信號(hào)連接 電壓信號(hào) 電流信號(hào) 輸出信號(hào)類(lèi)型： 每通道有 4個(gè)端子 電壓輸出 L M S QV S MANA DAC R L L M S QV S MANA DAC R L 電壓

14、輸出（ 4線） 電壓輸出（ 2線） 計(jì)算機(jī)控制裝置 21 電流輸出 L M S QI S MANA DAC R L Io 計(jì)算機(jī)控制裝置 22 4.1.4 開(kāi)關(guān)量輸入模塊 (SM321) 開(kāi)關(guān)量輸入模塊 SM321主要有直流信號(hào)輸入和交流信號(hào)輸入二大類(lèi) SM321開(kāi)關(guān)量輸入模塊 16 24VDC 32 24VDC 16 120VAC 8 120/230VAC 輸入點(diǎn)數(shù) 16 32 16 8 輸入電壓 1 15 30VDC 15 30VDC 79 132VAC 79 264VAC 0 3 5VDC 3 5VDC 0 20VAC 0 40VAC 與背板總線的隔離 光耦 光耦 光耦 光耦 1信號(hào)典型

15、輸入電流 7mA 7.5mA 6mA 6.5mA/11mA 典型輸入延遲時(shí)間 1.2 4.8ms 1.2 4.8ms 25ms 25ms 診斷中斷 某些型號(hào)具備 絕緣耐壓測(cè)試 500VDC 500VDC 1500VAC 1500VAC 計(jì)算機(jī)控制裝置 23 4.1.5 開(kāi)關(guān)量輸出模塊 (SM322) SM322模塊有晶體管、可控硅和繼電器 3種輸出類(lèi)型 SM322開(kāi)關(guān)量輸出模塊 晶體管輸出 可控硅輸出 繼電器輸出 輸出點(diǎn)數(shù) 8 16 32 8 16 8 16 額定電壓 24VDC 120/230VAC 120VAC 230VAC/24VDC 1信號(hào)最大輸出電流 2A 0.5A 0.5A 1A

16、0.5A 0信號(hào)最大輸出電流 0.5mA 2mA 1mA 與背板總線的隔離 光耦 光耦 光耦 觸點(diǎn)容量 2A 阻性負(fù)載 100Hz 10Hz 2Hz 觸點(diǎn)開(kāi) 關(guān)頻率 感性負(fù)載 0.5Hz 0.5Hz 0.5Hz 燈負(fù)載 100Hz 1Hz 2Hz 診斷 LED指示 絕緣耐壓測(cè)試 500VDC 1500VAC 1500VAC 計(jì)算機(jī)控制裝置 24 4.2 系統(tǒng)配置 根據(jù)自動(dòng)化系統(tǒng)的實(shí)際規(guī)模和要求，配置 PLC硬件系統(tǒng)。 S7系列 PLC采用的是模塊化的結(jié)構(gòu)形式，根據(jù)系統(tǒng)規(guī)模用戶(hù)可選擇不同型號(hào) 和不同數(shù)量的模塊，并把這些模塊安裝在一個(gè)或多個(gè)機(jī)架上。 除了 CPU模塊、電源模塊、通信接口模塊之外，它

17、規(guī)定每一個(gè)機(jī)架最多可以 安裝 8個(gè) I/O信號(hào)模塊 。 一個(gè) PLC系統(tǒng)的最大配置能力（包括 I/O點(diǎn)數(shù)、機(jī)架數(shù)等）與 CPU的型號(hào)相關(guān) 計(jì)算機(jī)控制裝置 25 常用的模塊： CPU： 312、 313、 314、 315-2DP、 316-2 電源： PS-307（ 2A、 5A、 10A）、 SITOP（ 5A、 10A、 20A、 40A） 接口模塊（連接機(jī)架）： IM365（ CR，最多 1） /IM365（ ER，最多 1） IM360（ CR，最多 1） /IM361（ ER，最多 3） IM153（ ER，最多 127， DP總線） AI： SM331（ I、 V、 mV、 ； 2

18、通道、 8通道） SM331 RTD（ ； 2通道、 8通道） AO： SM332（ I、 V； 2通道、 4通道， 8通道） DI： SM321（ 8/16/32通道） DO： SM322 （ 8/16/32通道） 計(jì)算機(jī)控制裝置 26 某系統(tǒng)需要 輸入： 46路 4 20mA信號(hào) 輸入： 4路 PT100信號(hào) 輸出： 32路 4 20mA信號(hào) 要求配臵 S7 PLC的 I/O模塊并選擇合適的 CPU單元 每路 420mA占 1個(gè) A/D通道 需 46個(gè) A/D通道 需 7塊 8通道 SM331 每路 420mA占 1個(gè) D/A通道 需 32個(gè) D/A通道 需 4塊 8通道 SM332 示例

19、： 電阻信號(hào)可以配置 RTD模塊 需 4個(gè) RTD通道 需 1塊 8通道 SM331 RTD (1) IO模塊配置一 冗余 10 個(gè)通道 冗余 4個(gè) RTD通道 過(guò)多的冗余是浪費(fèi)，但適當(dāng)?shù)娜哂噙€是必要的 總計(jì) 12塊 SM模塊，需要 2個(gè)機(jī)架 計(jì)算機(jī)控制裝置 27 每路 420mA占 1個(gè) A/D通道 需 46個(gè) A/D通道 每路 420mA占 1個(gè) D/A通道 需 32個(gè) D/A通道 需 4塊 8通道 SM332 示例： 每路電阻信號(hào)占 2個(gè) A/D通道 需 8個(gè) A/D通道 需 7塊 8通道 SM331 (2) IO模塊配置二 冗余 2個(gè) A/D通道 總計(jì) 11塊 SM模塊，需要 2個(gè)機(jī)架

20、 (3) CPU配置 該系統(tǒng)需要 12個(gè) SM模塊，必須安裝到 2的機(jī)架，如果單純從 I/O配置的角度 分析（暫不考慮內(nèi)存、速度需求），根據(jù)表 7.1中的性能參數(shù)，該系統(tǒng)可 以選用 CPU314或 CPU314以上的型號(hào)均可。 計(jì)算機(jī)控制裝置 28 有三種選擇： 示例： (3) 接口模塊 (4) 電源模塊 模塊供電，外部?jī)x表供電（確定合適的電源模塊的功率） 盡管理論上可以集中供電，即兩個(gè)機(jī)架用同一個(gè)電源，但實(shí)際系統(tǒng)建議每 個(gè)機(jī)架分別配置電源模塊 2塊 第一種： IM365/IM365，最經(jīng)濟(jì) 第二種： IM360/IM361，有一定擴(kuò)展 能力，可以擴(kuò)到 4個(gè)機(jī)架 第三章： IM153， CPU

21、上需要有 DP口（或者通過(guò)模塊擴(kuò)展 DP口），有很大的 擴(kuò)展能力，可方便地和其他系統(tǒng)組網(wǎng) 計(jì)算機(jī)控制裝置 29 示例： (5) 其它附設(shè) 導(dǎo)軌：安裝各種模塊（幾個(gè)機(jī)架至少幾塊） 與上位機(jī)通信的接口卡：板卡式 MPI網(wǎng)卡 CP5611 編程電纜（外置， USB或者串口連接） 內(nèi)存卡：新 CPU必須，有不同容量，如 64KB、 128KB、 512KB、 2MB、 4MB 總線連接器： DP總線連接、上下位機(jī)采用網(wǎng)卡連接時(shí)需要，每點(diǎn) 1個(gè) 通信電纜（屏蔽雙絞線）： DP總線連接、上下位機(jī)采用網(wǎng)卡連接時(shí)需要 下位機(jī)開(kāi)發(fā)軟件： STEP7 5.x（很貴的?。?上位機(jī)組態(tài)軟件： WINCC（和系統(tǒng)點(diǎn)數(shù)有

22、關(guān)系，可以自主開(kāi)發(fā)） 計(jì)算機(jī)控制裝置 30 4.2.1 硬件結(jié)構(gòu)配置 PLC模塊的安裝是有順序要求的，每個(gè)機(jī)架從左到右分為 11個(gè) 邏輯 槽號(hào) 電源模塊安裝在最左邊的 1#槽， 2#槽安裝 CPU模塊， 3#槽安裝通信接口模塊， 4 11#槽可自由分配 I/O信號(hào)模塊、功能模塊或擴(kuò)展通信模塊。 需要注意的是，槽號(hào)是相對(duì)的，機(jī)架上并不存在物理上的槽位限制。 電 源 模 塊 CPU 模 塊 通 信 模 塊 I/O模塊 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 邏輯槽號(hào) 計(jì)算機(jī)控制裝置 31 電 源 1 CPU 2 IO 4 IO 5 IO 6 IO 7 IO 8 IO 9 電 源 1 接 口

23、 2 IO 4 IO 5 IO 6 IO 7 IO 8 IO 9 計(jì)算機(jī)控制裝置 32 機(jī)架的連接 (1) 如果： 機(jī)架數(shù)量 =2 and 機(jī)架之間的距離 1米 方式一： 信號(hào) 、 功能模塊 1 3 4 5 6 7 8 9 10 11 擴(kuò)展機(jī)架 （ ER） 信號(hào) 、 功能模塊 1 3 4 5 6 7 8 9 10 11 2 中央機(jī)架 （ CR） CPU 槽位號(hào) 接口模塊： IM365 接口模塊： IM365 計(jì)算機(jī)控制裝置 33 1 3 4 5 6 7 8 9 擴(kuò)展機(jī)架 （ ER） 機(jī)架的連接 (2) 如果： 機(jī)架數(shù)量 4 and 機(jī)架之間的距離 10米 方式二： 接口模塊： IM361 接口

24、模塊： IM360 1 3 4 5 6 7 8 9 10 11 2 中央機(jī)架 （ CR） 1 3 4 5 6 7 8 9 擴(kuò)展機(jī)架 （ ER） 接口模塊： IM361 計(jì)算機(jī)控制裝置 34 機(jī)架的連接 (3) 如果： 機(jī)架數(shù)量 4 or 機(jī)架之間的距離 10米 要求： CPU上集成 DP口或在 CR上擴(kuò)展 DP口（ Profibus DP） 方式三： 1 3 4 5 6 7 8 9 擴(kuò)展機(jī)架 （ ER） 1 3 4 5 6 7 8 9 擴(kuò)展機(jī)架 （ ER） 1 3 4 5 6 7 8 9 擴(kuò)展機(jī)架 （ ER） 1 3 4 5 6 7 8 9 擴(kuò)展機(jī)架 （ ER） 1 2 4 5 6 7 8 9

25、 CR：安裝在控制室 連接到 DP接口 IM153 Profibus-DP總線 計(jì)算機(jī)控制裝置 35 總結(jié) 硬件配置部分 【 一個(gè)機(jī)架 】 8個(gè) SM/FM模塊 電源 CPU SM/FMSM/FMSM/FM 【 兩個(gè)機(jī)架，間距 10米 /1米 】 8個(gè) SM/FM模塊 電源 CPU IM360/365 SM/FMSM/FMSM/FM 8個(gè) SM/FM模塊 電源 IM361/365 SM/FMSM/FMSM/FM 計(jì)算機(jī)控制裝置 36 【 3 4個(gè)機(jī)架，間距 10米 】 8個(gè) SM/FM模塊 電源 CPU IM360 SM/FMSM/FMSM/FM 電源 電源 電源 IM361 SM/FMSM/

26、FMSM/FM IM361 SM/FMSM/FMSM/FM IM361 SM/FMSM/FMSM/FM 計(jì)算機(jī)控制裝置 37 【 多個(gè)機(jī)架，間距“不限” 】 電源 電源 電源 電源 電源 IM153 SM/FMSM/FMSM/FM IM153 SM/FMSM/FMSM/FM IM153 SM/FMSM/FMSM/FM IM153 SM/FMSM/FMSM/FM IM153 SM/FMSM/FMSM/FM 電源 CPU SM/FMSM/FMSM/FM Profibus DP總線 計(jì)算機(jī)控制裝置 38 PLC系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的基本流程 根據(jù)工藝要求，確定 I/O參數(shù)數(shù)量 依據(jù)工藝流程圖 硬件選型： CPU

27、、 IO、通信接口、電源 確定硬件結(jié)構(gòu) 1. 進(jìn)入 Step 7 2-1.硬件配置 2-2.地址配置：網(wǎng)絡(luò)地址 IO端口地址 3. 軟件編程 (針對(duì)工藝要求 ) 控制柜設(shè)計(jì) (機(jī)架分配、布置 )和制作 PLC系統(tǒng)及端子的布置與接線 (成套 ) 現(xiàn)場(chǎng)儀表的連接 (現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施的開(kāi)始 ) Offline Offline Online 聯(lián)機(jī)調(diào)試、投運(yùn) 計(jì)算機(jī)控制裝置 39 4.2.2 IO地址配置 系統(tǒng)的 I/O模塊分為： 模擬量和數(shù)字量二種類(lèi)型， 每個(gè)模塊包含若干個(gè)通道。 模塊上任何通道均配臵獨(dú)立的地址 應(yīng)用程序則根據(jù)地址實(shí)現(xiàn)對(duì)它們的操作。 每個(gè)通道的地址占用一位 (bit) 數(shù)字量模塊最大為 32

28、通道 模塊地址最多占 4 字節(jié) 數(shù)字量 I/O模塊 每個(gè)模擬量地址為一個(gè)字地址 (2byte) 模擬量模塊最大為 8 通道 模擬地址最多占 16 字節(jié) 模擬量 I/O模塊 計(jì)算機(jī)控制裝置 40 I/O地址的生成 I/O地址的生成 在硬件配置時(shí)，系統(tǒng)提供缺省地址 (推薦使用 ) 手動(dòng)更改 (部分 CPU提供這種功能 ) 計(jì)算機(jī)控制裝置 41 I/O地址的配置注意事項(xiàng)： 1. 配臵 IO模塊地址時(shí)，可以是系統(tǒng)提供缺省地址 (初學(xué)者推薦使用 )，也 可以是手工自主配臵 (部分 CPU不支持該功能； 2. 不同 CPU的最大 IO尋址能力是不同的，如 CPU315 2DP可達(dá) 2KB； 3. 輸入、輸

29、出的地址是不同的，即 CPU315 2DP最大輸入地址 2KB，最 大輸出地址也是 2KB，實(shí)際可尋址 4KB 4. 0 127字節(jié)留給開(kāi)關(guān)量模塊使用 計(jì)算機(jī)控制裝置 42 例子： 某 8通道 SM331模塊，配臵地址為 256 271 第 07通道的地址分別為： 256、 258、 260、 262、 264、 266、 268、 270 讀取第 0個(gè)通道的模擬量轉(zhuǎn)換結(jié)果： L PIW256 讀取第 7個(gè)通道的模擬量轉(zhuǎn)換結(jié)果： L PIW270 L PIW256就是把十進(jìn)制轉(zhuǎn)換結(jié)果，讀入到累加器。 如 4 20mA輸入信號(hào)的轉(zhuǎn)換結(jié)果式 0 27648 用 scale函數(shù)可以在 PLC內(nèi)部把

30、0 27648還原到與變送器量程對(duì)于的工程量 計(jì)算機(jī)控制裝置 43 某 8通道 SM332模塊，配臵地址為 272 287 把一個(gè)輸出送到第 0個(gè)輸出通道： T PQW272 把一個(gè)輸出送到第 7個(gè)輸出通道： T PQW286 輸出過(guò)程： （ 1）控制策略運(yùn)算結(jié)果，一般為 0 100的閥位 （ 2）調(diào)用 unscale函數(shù)把 0 100轉(zhuǎn)換為 0 27648（十進(jìn)制數(shù)） （ 3） T PQW272 / 274 例子： 計(jì)算機(jī)控制裝置 44 例子： 某 32通道 SM321模塊，配臵地址為 0 3 讀入第 0個(gè)通道的二進(jìn)制值： A I 0.0 讀入第 7個(gè)通道的二進(jìn)制值： A I 0.7 讀入第

31、 8個(gè)通道的二進(jìn)制值： A I 1.0 讀入第 22個(gè)通道的二進(jìn)制值： A I 2.6 某 16通道 SM322模塊，配臵地址為 4 5 輸出一個(gè)二進(jìn)制值到第 0通道： Q 4.0 輸出一個(gè)二進(jìn)制值到第 7通道： Q 4.7 輸出一個(gè)二進(jìn)制值到第 12通道： Q 5.4 計(jì)算機(jī)控制裝置 45 4.2.3 內(nèi)部寄存器 S7 CPU的寄存器有（ 7個(gè)）： 累加器 32位 累加器 1 （ A1） 主 累加器 2 （ A2） 輔 2個(gè) 32位累加器 * 地址寄存器 32位 地址寄存器 1 （ AR1） 地址寄存器 2 （ AR2） 2個(gè) 32位地址寄存器 * 數(shù)據(jù)塊地址寄存器 32位 共享數(shù)據(jù)塊 背景

32、數(shù)據(jù)塊 2個(gè) 32位數(shù)據(jù)塊地址寄存器 狀態(tài)字寄存器 16位 狀態(tài)位 1個(gè) 16位狀態(tài)字寄存器 * 計(jì)算機(jī)控制裝置 46 4.2.4 存儲(chǔ)區(qū) CPU能訪問(wèn)的存儲(chǔ)區(qū)： P、 Q、 I、 M、 T、 C、 DB塊、 L堆棧 名 稱(chēng) 存儲(chǔ)區(qū) 存 儲(chǔ) 區(qū) 功 能 輸入（ I） 輸出（ Q） 過(guò)程 輸入 映像表 過(guò)程 輸出 映像表 每個(gè)掃描周期更新一次 （ 對(duì)應(yīng)開(kāi)關(guān)量輸入輸出 ） 過(guò)程輸入 /輸出映像表分別對(duì)應(yīng)外設(shè)輸入 /輸出存儲(chǔ)區(qū)的前 128字節(jié)映像 訪問(wèn)方式： 位 、字節(jié)、字、雙字 外設(shè)輸入（ PI） 外設(shè)輸出（ PQ） 外設(shè) 輸入 存儲(chǔ)器 外設(shè) 輸出 存儲(chǔ)器 外設(shè)存儲(chǔ)區(qū)與所有 IO對(duì)應(yīng) ， 允許直接

33、訪問(wèn)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備 訪問(wèn)方式：字節(jié)、字、雙字（不能訪問(wèn)位） 位存儲(chǔ)區(qū)（ M） 存放程序運(yùn)行的標(biāo)志或其他中間結(jié)果 ， 其大小與 CPU型號(hào)有關(guān) 訪問(wèn)方式： 位 、 字節(jié) 、 字 、 雙字 數(shù)據(jù)塊（ DB） 數(shù)據(jù)塊 數(shù)據(jù)類(lèi)型、數(shù)據(jù)塊大小自由定義，訪問(wèn)方式： 位 、字節(jié)、字、雙字 分共享數(shù)據(jù)塊、背景數(shù)據(jù)塊 定時(shí)器（ T） 定時(shí)器 定時(shí)器數(shù)量與 CPU型號(hào)有關(guān) 計(jì)數(shù)器（ C） 計(jì)數(shù)器 計(jì)數(shù)器數(shù)量與 CPU型號(hào)有關(guān) 臨時(shí)本地?cái)?shù)據(jù)存 儲(chǔ)區(qū)（ L） L堆棧 在 FB、 FC、 OB塊運(yùn)行時(shí)，在塊變量聲明表中暫時(shí)變量存放在該存儲(chǔ) 區(qū)。（ 建議編程時(shí)不要直接使用該存儲(chǔ)區(qū) ） 主要關(guān)心哪些存儲(chǔ)區(qū)能夠按“ 位 ”方位，哪

34、些不能。 計(jì)算機(jī)控制裝置 47 外設(shè) I/O與存儲(chǔ)區(qū)的映像 外設(shè) IO模塊與存儲(chǔ)區(qū)有二種映射關(guān)系： 外設(shè)輸入輸出存儲(chǔ)區(qū)（ PI、 PQ） 輸入輸出映像區(qū)（ I、 Q） 外設(shè)輸入輸出存儲(chǔ)區(qū) ： 包括外設(shè)輸入（ PI）和外設(shè)輸出（ PQ） 不能逐位訪問(wèn)，其它都可以 輸入輸出映像表 ： 包括輸入過(guò)程映像表（ I）和輸出過(guò)程映像表（ Q） 輸入映像表為 128Byte，是對(duì) PI首 128Byte的映像， 輸出映像表為 128Byte，是對(duì) PQ的首 128Byte的映像 這兩段地址一般作為開(kāi)關(guān)量輸入、輸出模塊的 IO地址 能夠逐位方式訪問(wèn)，其它也可以 計(jì)算機(jī)控制裝置 48 輸入映像示例 物理模塊 配

35、置地址 PI I 用戶(hù)程序 32路 DI 中央機(jī)架 槽 4 0I 0I 0 裝載輸入映 像區(qū) 第 0字節(jié) IB 0 逐位裝載 I0. 5 1I 1I 1 2I 3I 2 8路 AI 中央機(jī)架 槽 5 0 272I 127I 273I 1 274I 272I 127 275I 273I 裝載外設(shè)輸 入存儲(chǔ)區(qū) PIW 272 第 0 AI 通道 2 276I 274I 277I 275I 3 278I 276I 279I 277I 4 280I 278I 281I 279I 裝載外設(shè)輸 入存儲(chǔ)區(qū) PIW 280 第 4 AI 通道 5 282I 280I 283I 281I 6 284I 282I

36、 285I 283I 7 286I 287I 開(kāi)關(guān)量輸入模 塊缺省地址 模擬量輸入模 塊地址 計(jì)算機(jī)控制裝置 49 物理模塊 配置地址 外設(shè)輸出 存 儲(chǔ) 區(qū) 輸出映 像 區(qū) 用戶(hù)程序 16路 DO ER1 槽 4 32Q 逐位輸出 Q32. 2 33Q 32Q 32 33 4路 AO ER1 槽 5 0 400Q 127Q 401Q 1 402Q 400Q 127 403Q 401Q 2 404Q 402Q 405Q 403Q 3 406Q 404Q 407Q 405Q 裝載外設(shè) 輸出存儲(chǔ) 區(qū) PQW 400 406Q 407Q 64K 輸出映像示例 計(jì)算機(jī)控制裝置 50 4.3 指令系統(tǒng)簡(jiǎn)介

37、 SIMATIC S7系列 PLC用戶(hù)程序的開(kāi)發(fā)軟件包： STEP 7 S7系列 PLC的編程語(yǔ)言： LAD（梯形圖）、 STL（語(yǔ)句表） *、 SCL（標(biāo)準(zhǔn)控制語(yǔ)言）、 C for S7（ C語(yǔ)言）等， 用戶(hù)可以選擇一種語(yǔ)言編程，也可混合使用幾種語(yǔ)言編程。 常用的編程語(yǔ)言： LAD（梯形圖）、 STL（語(yǔ)句表） * 計(jì)算機(jī)控制裝置 51 4.3.1 STL指令及其結(jié)構(gòu) 語(yǔ)句指令： 操作碼 操作數(shù) A I 0.1 /對(duì)輸入繼電器 I 0.1 進(jìn)行與操作 L MW10 /將字 MW10裝入累加器 1 定義要執(zhí)行的功能 執(zhí)行該操作所需要的信息 有些語(yǔ)句指令不帶操作數(shù)，它們操作的對(duì)象是唯一的 。 N

38、OT /對(duì)邏輯操作結(jié)果（ RLO）取反。 計(jì)算機(jī)控制裝置 52 操作數(shù)： 標(biāo)識(shí)符 標(biāo)識(shí)參數(shù) A I 0.1 L M W 10 表示操作數(shù)在該存儲(chǔ)區(qū)域 內(nèi)的具體位置 主標(biāo)識(shí)符：表示操作數(shù)所在的存儲(chǔ)區(qū) 主要有： I（輸入映像區(qū)）， Q（輸出映像區(qū)）， M（位存儲(chǔ)區(qū)）， PI（外部輸入）， PQ（外部 輸出）， T（定時(shí)器）， C（計(jì)數(shù)器）， DB （數(shù)據(jù)塊）， L（本地?cái)?shù)據(jù)）等 輔助標(biāo)識(shí)符進(jìn)一步說(shuō)明操作數(shù)的位數(shù)長(zhǎng)度 包括有： X（位）， B（字節(jié)）， W（字 2字節(jié)）， D（雙字 4字節(jié)） 表示操作數(shù)存放區(qū)域及操作數(shù) 位數(shù)（位、字節(jié)、字等） 計(jì)算機(jī)控制裝置 53 7 6 5 4 3 2 1 0 1

39、0.7 10.6 10.5 10.4 10.3 10.2 10.1 10.0 MB10 MB11 MB12 MB13 MB14 M 10.3 MW10 MD10 位存儲(chǔ)區(qū)的操作數(shù)表示方式 計(jì)算機(jī)控制裝置 54 存儲(chǔ)區(qū)及其操作數(shù)表示方法 存儲(chǔ)區(qū)域 位 字節(jié) 字 雙字 輸入映像區(qū)（ I） I IB IW ID 輸出映像區(qū)（ Q） Q QB QW QD 位存儲(chǔ)區(qū)（ M） M MB MW MD 外部輸入存儲(chǔ)區(qū)（ PI） PIB PIW PID 外部輸出存儲(chǔ)區(qū)（ PQ） PQB PQW PQD 數(shù)據(jù)塊（用“ OPN DB打開(kāi)） DBX DBB DBW DBD 數(shù)據(jù)塊（用“ OPN DI打開(kāi)） DIX D

40、IB DIW DID 臨時(shí)堆棧（ L） L LB LW LD 計(jì)算機(jī)控制裝置 55 4.3.2 尋址方式 操 作 數(shù) 指令的操作或運(yùn)算對(duì)象 尋址方式 指令得到操作數(shù)的方式。 尋址方式 立即尋址 存儲(chǔ)器直接尋址 存儲(chǔ)器間接尋址 寄存器間接尋址 計(jì)算機(jī)控制裝置 56 尋址方式一：立即尋址 SET /把 RLO （ Result of Logic Operation） 置 “ 1 L 27 /把整數(shù) 27裝入累加器 1 L C#0100 /把 BCD碼常數(shù) 0100裝入累加器 1 立即尋址 ： 對(duì)常數(shù)或常量的尋址方式，操作數(shù)本身包含在指令中 計(jì)算機(jī)控制裝置 57 尋址方式二：直接尋址 A I0 .

41、0 /對(duì)輸入位 I0.0進(jìn)行 “ 與 ” 邏輯操作 S L20 . 0 /把本地?cái)?shù)據(jù)位 L20.0置 1 = M115 . 4 / 將 RLO的內(nèi)容傳給位存儲(chǔ)區(qū)中的位 M115.4 L DB1 . DBD12 /把數(shù)據(jù)塊 DB1雙字 DBD12中的內(nèi)容傳送給累加器 1 /雙字表示 32位 ， 如浮點(diǎn)數(shù)為 32為雙字 直接尋址： 在指令中直接給出操作數(shù)的存儲(chǔ)單元地址 計(jì)算機(jī)控制裝置 58 尋址方式三：存儲(chǔ)器間接尋址 （用得不是很多） 存儲(chǔ)器 間接尋址 ： 標(biāo)識(shí)參數(shù)由一個(gè)存儲(chǔ)器給出，存儲(chǔ)器的內(nèi)容對(duì)應(yīng)該標(biāo) 識(shí)參數(shù)的值 (該值又稱(chēng)為 地址指針 ) 該尋址方式能動(dòng)態(tài)改變操作數(shù)存儲(chǔ)器的地址，常用于程序循環(huán)

42、 A IMD 2 /對(duì)由 MD 2指出的輸入位進(jìn)行 “ 與 ” 邏輯操作 ， 如： MD 2值為 /2 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0101 0110表示 I 10. 6 L IBDBD 4 /將由雙字 DBD 4指出的輸入字節(jié)裝入累加器 1， 如 DBD 4值為 /2 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0101 0000表示對(duì) IB10操作 OPN DBMW 2 /打開(kāi)由字 MW2指出的數(shù)據(jù)塊，如 MW2為 3，則打開(kāi) DB3 計(jì)算機(jī)控制裝置 59 地址的兩種表述方式 標(biāo)識(shí)參數(shù)： 1.2 標(biāo)識(shí)參數(shù)： 10 標(biāo)識(shí)參數(shù)： 12 A I 1

43、.2 L MB10 L MD 12 直接尋址 DB1.DBD0=P#1.2 MD16=P#10.0 MW20=12 存 儲(chǔ) 器 間接尋址 A I DB1.DBD0 L MB MD16 L MD MW20 字地址指針 雙字地址指針 計(jì)算機(jī)控制裝置 60 字地址指針的描述： MW20 15 8 7 0 XXXX XXXX XXXX XXXX 表示 0 65535 雙字地址指針的描述： MD16、 DB1.DBD0 31 24 23 16 15 8 7 0 XXXX XXXX XXXX XXXX XXXX XXXX XXXX XXXX 0000 0000 0000 0bbb bbbb bbbb bb

44、bb bxxx 字節(jié)編號(hào) 位編號(hào) 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1010 1.2 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0110 0000 12 可描述范圍： 0.0 65535.7 用雙字格式訪問(wèn)字節(jié)、字、雙字存儲(chǔ)器，必須保證位編號(hào)為 0。 地址指針的描述 計(jì)算機(jī)控制裝置 61 實(shí)例 L +5 /將整數(shù) +5裝入累加器 1 T MW0 /將累加器 1的內(nèi)容傳送給存儲(chǔ)字 MW0， 此時(shí) MW0內(nèi)容為 5 OPN DBMW0 /打開(kāi)由 MW0指出的數(shù)據(jù)塊 ， 即打開(kāi)數(shù)據(jù)塊 5（ DB5） L P#8.7 /將地址指針 2#0000 0

45、000 0000 0000 0000 0000 0100 0111裝入 A1 T MD2 /將累加器 1的內(nèi)容 P#8.7傳送給位存儲(chǔ)區(qū)中的 MD2 L P#4.0 /將 2#0000 0000 0000 0000 0000 0000 0010 0000裝入 A1 累加器 1原內(nèi)容 P#8.7被裝入累加器 2 +I /將累加器 1和累加器 2內(nèi)容整數(shù)相加 ， 在累加器 1中得到的 “ 和 ” 為 2#0000 0000 0000 0000 0000 0000 0110 0111（ P#12.7） T MD6 /將累加器 1的當(dāng)前內(nèi)容傳送 MD6（ 12.7） A IMD2 /對(duì)輸入位 I8.7

46、進(jìn)行 “ 與 ” 邏輯操作 ， 結(jié)果存放在 RLO中 = QMD6 /將 RLO賦值給輸出位 Q12.7 計(jì)算機(jī)控制裝置 62 尋址方式四：寄存器間接尋址 在 S7中有兩個(gè)地址寄存器（ AR1和 AR2） 地址寄存器的內(nèi)容 偏移量 地址指針 L P#8.6 LAR1 L P#10.0 LAR2 A IAR1， P#1.0 = QAR2， P#4.1 這是 區(qū)域內(nèi) 寄存器間接尋址 指令中給出存儲(chǔ)區(qū)域標(biāo)識(shí) L P#I8.6 LAR1 L P#Q10.0 LAR2 A AR1， P#1.0 = AR2， P#4.1 這是 區(qū)域間 寄存器間接尋址 存儲(chǔ)區(qū)域的信息包含在地址指針中 /將 P#8.6裝入

47、A 1 /將累加器 1的內(nèi)容傳送至地址寄存器 1 /將 P#10.0裝入 A1 /將累加器 1的內(nèi)容傳送至地址寄存器 2 /AR1+偏移量 (9.6) /AR2+偏移量 (14.1) /將指向 I8.6的地址指針裝入 A 1 /將累加器 1的內(nèi)容傳送至地址寄存器 1 /將指向 Q8.6的地址指針裝入 A 1 /將累加器 1的內(nèi)容傳送至地址寄存器 2 /AR1+偏移量 (9.6) /AR2+偏移量 (14.1) 等以后熟 悉了再用 計(jì)算機(jī)控制裝置 63 存儲(chǔ)器地址指針的描述 31 24 23 16 15 8 7 0 XXXX XXXX XXXX XXXX XXXX XXXX XXXX XXXX

48、z000 0rrr 0000 0bbb bbbb bbbb bbbb bxxx 字節(jié)編號(hào) 位編號(hào) 0：區(qū)域內(nèi)間接尋址 1：區(qū)域間間接尋址 存儲(chǔ)區(qū)域標(biāo)識(shí)符 P.255 31 24 23 16 15 8 7 0 XXXX XXXX XXXX XXXX XXXX XXXX XXXX XXXX z000 0rrr 0000 0bbb bbbb bbbb bbbb bxxx 字節(jié)編號(hào) 位編號(hào) 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0100 0110 P#8.6 1000 0001 0000 0000 0000 0000 0100 0110 P#I8.6 1000 0010 0000

49、 0000 0000 0000 0100 0110 P#Q8.6 計(jì)算機(jī)控制裝置 64 實(shí)例 1 L P#0.0 LAR1 L P#10.0 LAR2 L 64 n1: T #loopcounter OPN DB1 CLR A I AR1,P#0.0 = DBX AR2,P#0.0 L P#0.1 +AR1 L P#0.1 +AR2 L #loopcounter LOOP n1 作用： 把地址為 0.0開(kāi)始的 64個(gè)開(kāi)關(guān)量輸 入信號(hào)采用循環(huán)方式逐個(gè)轉(zhuǎn)存到 DB1，存放位置由 DB1.DBX10.0開(kāi) 始的 64個(gè)位。 Loopcounter為整形臨時(shí)變量 累加器 A1減 1， A1不為 0，則

50、循環(huán)到 n1 計(jì)算機(jī)控制裝置 65 實(shí)例 2 L P#256.0 LAR1 L P#200.0 LAR2 L 32 n1: T #loopcounter OPN DB2 L PIW AR1,P#0.0 T # Dec _In CALL SCALE IN : =# Dec_in HI_LIM : =2.000000e+002 LO_LIM : =0.000000e+000 BIPOLAR : =FALSE RET_VAL : =#ret OUT : =#In_result L #In_result T DBDAR2,P#0.0 L P#2.0 +AR1 L P#4.0 +AR2 L #loopj

51、sq LOOP n1 作用： 把地址為 256.0開(kāi)始的 32個(gè)模擬 量輸入信號(hào)采用循環(huán)方式逐個(gè) 轉(zhuǎn)存到 DB2，存放位置由 DB2.DBD200開(kāi)始的 32個(gè)浮點(diǎn)數(shù) 。 如果不同量程如何處理？ 計(jì)算機(jī)控制裝置 66 4.3.3 狀態(tài)字 15 8 7 6 5 4 3 2 1 0 BR CC1 CC0 OS OV OR STA RLO FC 首次檢測(cè)位 * 邏輯操作結(jié)果 * 狀態(tài)位 或位 溢出位 溢出狀態(tài)保持位 條件碼 0 條件碼 1 二進(jìn)制結(jié)果位 狀態(tài)字表示 CPU執(zhí)行指令時(shí)所具有的狀態(tài)，用戶(hù)程序可以訪問(wèn)和檢 測(cè)狀態(tài)字，并可以根據(jù)狀態(tài)字中的某些位決定程序的走向和進(jìn)程。 計(jì)算機(jī)控制裝置 67 首

52、次檢測(cè)位（ FC） 位置 ：狀態(tài)字位 “ 0 作用 ：首次檢測(cè)位 FC 決定了對(duì)其接點(diǎn)信號(hào)的存放位置。 在邏輯串指令執(zhí)行過(guò)程中 ： 若 FC 0，表明一個(gè)梯形邏輯網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)始（或?yàn)槭讞l邏輯串指 令）， CPU對(duì)操作數(shù)的檢測(cè)結(jié)果（首次檢測(cè)結(jié)果）直接保存在狀態(tài) 字的 RLO位中， FC 位置 1； 若 FC 1，檢測(cè)結(jié)果與 RLO相運(yùn)算，并把運(yùn)算結(jié)果存于 RLO 清除 ：執(zhí)行輸出指令（ S、 R、 =）或與 邏輯運(yùn)算有關(guān)的轉(zhuǎn)移指令 時(shí) FC被清 0（表示邏輯串結(jié)束） OMRON PLC沒(méi)有這個(gè)位，因?yàn)?OMRON有 LD 和 LD NOT 計(jì)算機(jī)控制裝置 68 邏輯操作結(jié)果 (RLO) Result

53、 of Logic Operation， RLO 位置 ：狀態(tài)字位 “ 1 作用 ：存儲(chǔ)位邏輯指令或算術(shù)比較指令的結(jié)果。 所有的邏輯運(yùn)算結(jié)果均放在此處！ 計(jì)算機(jī)控制裝置 69 語(yǔ)句表 實(shí)際狀態(tài) 檢測(cè)結(jié)果 RLO FC 說(shuō)明 0 FC 0：下一條指令開(kāi)始新邏輯串 A I 0.0 1 1 1 1 首次檢測(cè)結(jié)果存放 RLO， FC置 1 AN I 0.1 0 1 1 1 檢測(cè)結(jié)果與 RLO運(yùn)算，結(jié)果存 RLO =Q1.0 1 0 RLO賦值給 Q1.0， FC清 0 RLO、 FC的變化示例 I0.0 I0.1 Q1.0 計(jì)算機(jī)控制裝置 70 4.3.4 位邏輯運(yùn)算指令 PLC中的觸點(diǎn)包括 常開(kāi)觸點(diǎn)

54、 (動(dòng)合觸點(diǎn) )和 常閉觸點(diǎn) (動(dòng)斷觸點(diǎn) )兩種形式。 常開(kāi) (動(dòng)合 )觸點(diǎn) ： “ 1 “動(dòng)作” “閉合” “ 0 “不動(dòng)作” “斷開(kāi)” 常閉 (動(dòng)斷 )觸點(diǎn) ： “ 1 “動(dòng)作” “斷開(kāi)” “ 0 “不動(dòng)作” “閉合” 位邏輯運(yùn)算指令主要包括： 與 A 與非 AN 或 O 或非 ON 異或 XOR 賦值 置位 S 復(fù)位 R 計(jì)算機(jī)控制裝置 71 串聯(lián)邏輯 A、 AN ( ) I0.0 I1.0 M2.1 Q4.0 “1” “1” “0” “1” A I 0.0 A I1.0 AN M2.1 = Q4.0 I0.0為“ 1 且 I1.0為“ 1 且 M2.1為“ 0 Q4.0 為“ 1 語(yǔ)句

55、表 實(shí)際狀態(tài) 檢測(cè)結(jié)果 RLO FC 說(shuō)明 0 下一條指令表示一新邏輯串的開(kāi)始 A I 0.0 1 1 1 1 首次檢測(cè)結(jié)果 RLO， FC置 1 A I1.0 1 1 1 1 檢測(cè)結(jié)果與 RLO 與 ”運(yùn)算 RLO AN M2.1 0 1 1 1 檢測(cè)結(jié)果與 RLO 與 ”運(yùn)算 RLO = Q4.0 1 0 RLO Q4.0， FC清 0 計(jì)算機(jī)控制裝置 72 并聯(lián)邏輯 O、 ON ( ) I0.0 Q4.0 I1.0 M2.1 I0.0為“ 1 或 I1.0為“ 1 或 M2.1為“ 0 Q4.0 為“ 1 O I 0.0 O I1.0 ON M2.1 = Q4.0 語(yǔ)句表 實(shí)際狀態(tài) 檢測(cè)

56、結(jié)果 RLO FC 說(shuō)明 0 以下是新邏輯串的開(kāi)始 O I 0.0 0 0 0 1 首次檢測(cè)結(jié)果存放 RLO， FC置 1 O I1.0 1 1 1 1 檢測(cè)結(jié)果與 RLO運(yùn)算，結(jié)果存 RLO ON M2.1 1 0 1 1 檢測(cè)結(jié)果與 RLO運(yùn)算，結(jié)果存 RLO = Q4.0 1 0 RLO賦值給 Q4.0， FC清 0 計(jì)算機(jī)控制裝置 73 串并聯(lián)的復(fù)合達(dá)式和先 “ 與 ” 后 “ 或 ” 當(dāng)邏輯串是串并聯(lián)的復(fù)合組合時(shí)， CPU的掃描順序是先 “與” 后 “或” 。 A( A I0.0 A I0.1 O AN I0.3 AN I0.4 ) A I0.2 = Q1.2 ( ) I0.0 Q1

57、.2 I0.4 I0.1 I0.3 I0.2 A( O I0.0 ON I0.3 ) A( O I0.1 ON I0.4 ) A I0.2 = Q1.2 ( ) I0.0 Q1.2 I0.4 I0.1 I0.3 I0.2 計(jì)算機(jī)控制裝置 74 輸出指令 ( ) 該操作把狀態(tài)字中 RLO的值賦給指定的操作數(shù)（位地址） 把首次檢測(cè)位（ FC位）置 0，來(lái)結(jié)束一個(gè)邏輯串 一個(gè) RLO可以驅(qū)動(dòng)多個(gè)輸出元件 A I 0.0 = Q 1.2 = Q 1.3 ( ) I0.0 Q1.2 ( ) Q1.3 計(jì)算機(jī)控制裝置 75 置位復(fù)位指令 置位復(fù)位指令根據(jù) RLO的值，來(lái)決定被尋址位的信號(hào)狀態(tài)是否需要改變。

58、 若 RLO的值為 1，被尋址位的信號(hào)狀態(tài)被置 l或清 0； 若 RLO是 0，則被尋址位的信號(hào)保持原狀態(tài)不變， 又被稱(chēng)為靜態(tài)置位復(fù)位 【 賦值輸出（）被稱(chēng)為動(dòng)態(tài)賦值輸出 】 指令格式 指令示例 說(shuō)明 S S Q0.2 RLO為 1，則被尋址信號(hào)狀態(tài)置 1， 即使 RLO又變?yōu)?0，輸出仍保持為 1； FC 清 0。 R R M1.2 RLO為 1，則被尋址信號(hào)狀態(tài)置 0， 即使 RLO又變?yōu)?0，輸出仍保持為 0； FC 清 0。 計(jì)算機(jī)控制裝置 76 4.4 程序結(jié)構(gòu) STEP7 有二種編程方法 ： 線性編程、 結(jié)構(gòu)化編程 A I0.0 A M1.0 BEU 主程序 函數(shù) (過(guò)程 )1 函

59、數(shù) (過(guò)程 ) n 計(jì)算機(jī)控制裝置 77 結(jié)構(gòu)化編程的“塊” STEP 7 C語(yǔ)言 main() 中斷函數(shù) OB1塊 其它 OB塊 組織塊 OB 功能塊 DB塊 全局變量 數(shù)據(jù)塊 SFB、 SFC 庫(kù)函數(shù) FC塊 用戶(hù)定義函數(shù) FB塊 類(lèi)似于子程序 /過(guò)程 計(jì)算機(jī)控制裝置 78 4.4.1 數(shù)據(jù)塊 PLC可定義的數(shù)據(jù)類(lèi)型 ： bool、 byte、 int、 dint、 real、 date、 time等基本 數(shù)據(jù)類(lèi)型，以及數(shù)組、結(jié)構(gòu)等復(fù)式數(shù)據(jù)類(lèi)型 數(shù)據(jù)塊定義的原則 ： 先定義后訪問(wèn) S7 CPU允許建立不同大小的數(shù)據(jù)塊，以序號(hào)區(qū)分 不同的 CPU對(duì)允許定義的數(shù)據(jù)塊數(shù)量及數(shù)據(jù)總量有限制 例如：

60、 CPU 314允許定義用作數(shù)據(jù)塊的存儲(chǔ)器最多 8KByte， 用戶(hù)定義的數(shù)據(jù)總量不能超過(guò) 8K，否則將造成系統(tǒng)錯(cuò)誤。 計(jì)算機(jī)控制裝置 79 數(shù)據(jù)塊定義 用 STEP 7開(kāi)發(fā)軟件包定義，使用前作為用戶(hù)程序的一部分下載到 CPU 程序運(yùn)行過(guò)程中通過(guò)系統(tǒng)函數(shù)動(dòng)態(tài)定義數(shù)據(jù)塊 (慎用，定義不當(dāng)易崩潰 ) 有 2種定義方式 : 計(jì)算機(jī)控制裝置 80 數(shù)據(jù)塊訪問(wèn) 直接訪問(wèn)，指令中寫(xiě)明數(shù)據(jù)塊號(hào)、類(lèi)型、位置 L DB1.DBD2 /塊號(hào) 1，雙字，數(shù)據(jù)塊中 2 5字節(jié) A DB1.DBX2.2 /塊號(hào) 1，位， 2字節(jié)第 2位 L “Temp”T0 /符號(hào)地址 先打開(kāi)后訪問(wèn) ” OPN DB 1 L DBD

61、2 /訪問(wèn) DB1.DBD2 OPN DI2 T DBD 4 /訪問(wèn) DI2.DBD4 注：數(shù)據(jù)塊沒(méi)有專(zhuān)門(mén)的關(guān)閉指令 ， 在打開(kāi)一個(gè)新塊時(shí) ， 先前打開(kāi)的塊自動(dòng)關(guān)閉 因 CPU只有 DB和 DI兩個(gè)數(shù)據(jù)塊地址寄存器 ， 所以最多可同時(shí)打開(kāi)兩個(gè)塊 計(jì)算機(jī)控制裝置 81 背景數(shù)據(jù)塊和共享數(shù)據(jù)塊 背景數(shù)據(jù)塊： 附屬于某個(gè) FB塊 ， 數(shù)據(jù)塊與某 FB所要求的輸入輸出數(shù)據(jù)格式 完全相符 。 背景數(shù)據(jù)庫(kù)可以理解為某 FB的輸入實(shí)參體 。 共享數(shù)據(jù)塊： 定義的數(shù)據(jù)可以被任何塊讀寫(xiě)訪問(wèn) 數(shù)據(jù)塊在 CPU的存儲(chǔ)器中是沒(méi)有區(qū)別的 ， 只是由于打開(kāi)方式不同 ， 才在打 開(kāi)時(shí)有背景數(shù)據(jù)塊和共享數(shù)據(jù)塊之分 。 原則上

62、 ， 數(shù)據(jù)塊都可以當(dāng)作共享數(shù) 據(jù)塊使用 。 數(shù)據(jù)塊可以定義多個(gè) ， 以序號(hào)加以區(qū)分 計(jì)算機(jī)控制裝置 82 4.4.2 邏輯功能塊 S7 PLC程序可以放在任何 OB、 FB、 FC中 FB、 FC可以被 OB調(diào)用，也可以被其它 FB、 FC調(diào)用。 OB FB FC SFB SFC OB塊不可以被調(diào) 用 應(yīng)用程序 應(yīng)用程序 call 其它 FB/FC/ SFB/SFC 不超過(guò) 8級(jí) 計(jì)算機(jī)控制裝置 83 (1)FC塊 FC功能塊由兩個(gè)主要部分組成：一是 變量聲明表 ；二是 應(yīng)用程序 變量申明表 應(yīng)用程序 包括： in、 out、 in_out、 temp 計(jì)算機(jī)控制裝置 84 FB功能塊由兩個(gè)主

63、要部分組成：一是 變量聲明表 ；二是 應(yīng)用程序 變量申明表 應(yīng)用程序 (2)FB塊 包括： in、 out、 in_out、 temp、 stat 計(jì)算機(jī)控制裝置 85 (3)變量說(shuō)明 臨時(shí)變量?jī)H在邏輯塊運(yùn)行時(shí)有效，邏輯塊結(jié)束時(shí)存儲(chǔ)臨時(shí)變 量的內(nèi)存被操作系統(tǒng)另行分配。 in out in_out 實(shí)現(xiàn)調(diào)用塊和被調(diào)用塊間的數(shù)據(jù)傳遞。 在調(diào)用功能塊時(shí)給出，實(shí)參的數(shù)據(jù)類(lèi)型必須與形參一致。 stat 靜態(tài)變量定義在背景數(shù)據(jù)塊中 當(dāng)被調(diào)用塊運(yùn)行時(shí)，能讀出或修改背景數(shù)據(jù)塊中的靜態(tài)變量； 被調(diào)用塊運(yùn)行結(jié)束后，靜態(tài)變量保留在背景數(shù)據(jù)塊中。 temp 計(jì)算機(jī)控制裝置 86 (4)FC、 FB的調(diào)用 CALL F

64、B4 , DB33 a1:= a2:= b1:= c1:= FB塊的調(diào)用： DB33中的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)應(yīng)與 FB4中 的變量申明表結(jié)構(gòu)（除 temp變 量）完全相同 FC功能塊沒(méi)有背景數(shù)據(jù)塊，調(diào)用時(shí)賦實(shí)參 (數(shù)據(jù)類(lèi)型相同 )： CALL FC1 a1:= DB1.DBD0.0 a2:= DB2.DBW6.0 b1:= DB10.DBX5.6 c1:= MW12 計(jì)算機(jī)控制裝置 87 (5)其它 FB、 FC可以定義多個(gè)，以序號(hào)區(qū)分。 S7CPU中可使用的 B堆棧大小是有限制的，對(duì)于 S7300 CPU可在 B堆棧中存儲(chǔ) 8個(gè)塊的信息，因此在控制程序 中最多可同時(shí)激活 8個(gè)塊。 計(jì)算機(jī)控制裝置 88

65、4.4.3 組織塊及中斷優(yōu)先級(jí) DB/FB/FC可以根據(jù)需要定義，以序號(hào)區(qū)分 同一類(lèi)的塊沒(méi)有“貴賤”之別 OB塊也可以根據(jù)需要定義，以序號(hào)區(qū)分 但不同的塊功能不同，且有“優(yōu)先級(jí)”之別 1.每一個(gè) OB可以對(duì)應(yīng)為一種中斷， 不同的 OB對(duì)應(yīng)有不同的優(yōu)先級(jí) 2. OB1是主循環(huán)塊，任何 S7PLC系統(tǒng)都需要 OB1，所以?xún)?yōu)先級(jí)最低 問(wèn)題：從過(guò)程控制的角度看，除了 OB1之外，通常還需要哪些中斷？ 計(jì)算機(jī)控制裝置 89 OB塊 說(shuō)明 優(yōu)先級(jí) OB1主循環(huán) r 基本組織塊，循環(huán)掃描 1（最低） OB10時(shí)間中斷 根據(jù)設(shè)置的日期、時(shí)間定時(shí)啟動(dòng) 2 OB20延時(shí)中斷 受 SFC22控制啟動(dòng)后延時(shí)特定時(shí)間允

66、許 3 OB35循環(huán)中斷 根據(jù)特定的時(shí)間間隔允許 12 OB40硬件中斷 檢測(cè)到外部模塊的中斷請(qǐng)求時(shí)允許 16 OB80 0B87異步錯(cuò)誤中斷 檢測(cè)到模塊診斷錯(cuò)誤或超時(shí)錯(cuò)誤時(shí)啟動(dòng) 26 OB100啟動(dòng) 當(dāng) CPU從 STOP狀態(tài)到 RUN狀態(tài)時(shí)啟動(dòng) 27 部分 OB塊的優(yōu)先級(jí)： 計(jì)算機(jī)控制裝置 90 注意事項(xiàng) 一個(gè) OB塊可以形成一個(gè)程序鏈 (OB調(diào)用 FB/FC， FB/FC調(diào)其它 FB/FC) 所有程序的臨時(shí)變量存放在 L堆棧中， L堆棧是有限的，如： CPU 314 的 L堆棧為 1536Byte，供程序中的所有優(yōu)先級(jí)劃分使用。 對(duì)于 CPU 314，允許每個(gè)優(yōu)先級(jí)及所有嵌套調(diào)用中激活塊的自定義臨時(shí) 變量總數(shù)不能超過(guò) 236Byte（有 20B被 OB自己占用了），否則 L堆棧會(huì) 溢出，導(dǎo)致 CPU有 RUN模式變?yōu)?STOP模式。 問(wèn)題：如果臨時(shí)變量不夠用怎么辦？ 計(jì)算機(jī)控制裝置 91 OB35 使用 20字節(jié) L 堆棧 功能塊或 系統(tǒng)功能塊 L堆棧 256字節(jié) L堆棧 256字節(jié) 總共 1536字節(jié) OB1 使用 20字節(jié) L 堆棧 背景數(shù)據(jù)塊 優(yōu)先級(jí) 12 功能塊或 系統(tǒng)功