现代电气控制技术第7章课件.ppt
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- 现代 电气控制 技术 课件
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1、Ch7 S7-200系列系列PLC的功能指令的功能指令 程序控制类指令程序控制类指令 数据处理类指令数据处理类指令 运算指令运算指令 转换指令转换指令子程序子程序 时钟指令时钟指令 中断中断 高速计数器指令高速计数器指令 高速脉冲输出指令高速脉冲输出指令n功能指令功能指令(Functional Instruction)也称应用指令,是也称应用指令,是基本指令之外的指令。基本指令之外的指令。n功能指令的丰富程度及使用的方便程度是衡量功能指令的丰富程度及使用的方便程度是衡量PLC性性能的一个重要指标。能的一个重要指标。n功能指令的梯形图符号多为功能指令的梯形图符号多为“功能块功能块”,涉及到的机,
2、涉及到的机内器件种类、数据类型及数据量较多。内器件种类、数据类型及数据量较多。n功能指令依据其功能大致分为程序控制类指令、数据功能指令依据其功能大致分为程序控制类指令、数据处理类指令、特殊功能类指令等。处理类指令、特殊功能类指令等。nS7-200系列系列PLC功能指令较多,学习时应重点了解其功能指令较多,学习时应重点了解其基本功能和基本概念,通过读程序、编程序和调试程基本功能和基本概念,通过读程序、编程序和调试程序来学习功能指令。序来学习功能指令。指令规约指令规约若将若将“ENO”作为下一个功能块的输入,作为下一个功能块的输入,则可将功能块串联在同一逻辑行中(如下图)。则可将功能块串联在同一逻
3、辑行中(如下图)。只有当前一个功能块被正确执行时后面的功能块才能被只有当前一个功能块被正确执行时后面的功能块才能被执行。执行。功能块的级联不仅使梯形图程序更加紧凑,而且能在指功能块的级联不仅使梯形图程序更加紧凑,而且能在指令出错时及时停止执行后续指令。令出错时及时停止执行后续指令。无使能输出端的功能块指令不能用于级联。无使能输出端的功能块指令不能用于级联。上图所对应语句表如下:上图所对应语句表如下:LD I0.0SQRT VD0,VD4AENOMOVB VB8,QB2SQRTENINENOOUTMOV-BENINENOOUT能流I0.0VD0VD4 VB8QB2能流 在梯形图中,程序被划分为独
4、立的段,称之为在梯形图中,程序被划分为独立的段,称之为网络(网络(Network),每一个网络由一个或多个梯级组成;在语),每一个网络由一个或多个梯级组成;在语句表中,使用句表中,使用“NETWORK”关键词对程序分段,多条语句组关键词对程序分段,多条语句组成一个程序段;在功能块图中,使用网络概念给程序分段。成一个程序段;在功能块图中,使用网络概念给程序分段。语句表程序可以不使用网络,但只有将语法正确的语句表语句表程序可以不使用网络,但只有将语法正确的语句表程序正确的划分为网络,才能将语句表程序转换为梯形图程序。程序正确的划分为网络,才能将语句表程序转换为梯形图程序。在输入语句表指令时,必须使
5、用英文标点符号。在输入语句表指令时,必须使用英文标点符号。梯形图中的网络与指令梯形图中的网络与指令 注意:注意:梯形图中左、右两侧的垂直线称之为梯形图中左、右两侧的垂直线称之为左、右母线左、右母线,通常情况,通常情况下右母线省略不画。下右母线省略不画。在两母线之间是由在两母线之间是由触点、线圈和功能块触点、线圈和功能块组成的组成的梯级梯级。触点代。触点代表表逻辑输入条件逻辑输入条件,如外部开关、按钮等;线圈代表,如外部开关、按钮等;线圈代表逻辑输出结逻辑输出结果果,用来控制外部的负载或内部的输出条件;功能块用来表示,用来控制外部的负载或内部的输出条件;功能块用来表示计数器、定时器等功能指令。计
6、数器、定时器等功能指令。条件输入指令条件输入指令是指必须有是指必须有“能流能流”输入才能执行的输入才能执行的线圈或功能块指令,它们不能直接连接在左母线;如线圈或功能块指令,它们不能直接连接在左母线;如果指令需要无条件的被执行,可以用连接至左母线的果指令需要无条件的被执行,可以用连接至左母线的SM0.0(该位始终为(该位始终为1)常开触点进行驱动;)常开触点进行驱动;无条件输无条件输入指令入指令是指线圈或功能块的执行与是指线圈或功能块的执行与“能流能流”无关,则无关,则与左母线直接相连,如与左母线直接相连,如LBL、SCR等。等。程序控制指令程序控制指令有条件结束指令有条件结束指令ENDEND根
7、据前面的逻辑条件终止用户主程序的根据前面的逻辑条件终止用户主程序的执行,返回主程序的起点(第一条指令行)。执行,返回主程序的起点(第一条指令行)。在梯形图中,该指令不能直接连在左母线上,用于无条件结在梯形图中,该指令不能直接连在左母线上,用于无条件结束指令束指令MENDMEND之前,且只能用于主程序、不能用在子程序和中之前,且只能用于主程序、不能用在子程序和中断程序中。断程序中。有有条件结束指令条件结束指令程序控制类指令用于程序运行状态的控制,主要包括跳转指程序控制类指令用于程序运行状态的控制,主要包括跳转指令、循环指令等,能够影响程序执行的流向及内容。令、循环指令等,能够影响程序执行的流向及
8、内容。M0.0LD M0.0a)梯形图b)语句表(END )END注意注意 无条件结束指令无条件结束指令MEND在执行时,终止用户程序的执行返在执行时,终止用户程序的执行返回主程序第一条指令行。回主程序第一条指令行。STEP 7-Micro/WIN 4.0编程软件会自动编程软件会自动在主程序结束时加上一个无条件结束指令,用户不能输入,否则在主程序结束时加上一个无条件结束指令,用户不能输入,否则编译出错。编译出错。PLC反复进行输入采样、程序执行、输出刷新,在程序反复进行输入采样、程序执行、输出刷新,在程序的最后写入的最后写入END指令,表示程序结束,直接进行输出处理。在程指令,表示程序结束,直
9、接进行输出处理。在程序调试过程中,可以按段插入序调试过程中,可以按段插入END指令,按顺序扩大对各程序段指令,按顺序扩大对各程序段动作的检查,当确定处于前面的电路块的动作正确无误之后,再动作的检查,当确定处于前面的电路块的动作正确无误之后,再依次删去依次删去END指令。另外,在执行指令。另外,在执行END指令时,也刷新监视时指令时,也刷新监视时钟。钟。停止指令停止指令 停止指令停止指令STOP在使能输入有效时,立即终止程序的执在使能输入有效时,立即终止程序的执行,能够引起行,能够引起CPU工作方式发生变化,使工作方式发生变化,使CPU从从RUN模式转模式转为为STOP模式,立即终止程序的执行。
10、因此,停止指令主要模式,立即终止程序的执行。因此,停止指令主要用于处理突发紧急事件。用于处理突发紧急事件。STOP指令可以用于主程序,也可以用于子程序和中断指令可以用于主程序,也可以用于子程序和中断程序。若在中断程序中执行程序。若在中断程序中执行STOP指令,则中断程序立即终指令,则中断程序立即终止,并且忽略所有等待执行的中断,继续扫描循环中的剩余止,并且忽略所有等待执行的中断,继续扫描循环中的剩余主程序,在当前扫描结束时将主程序,在当前扫描结束时将CPU由由RUN切换至切换至STOP。SM5.0LD SM5.0STOP(STOP )监视器重设指令监视器重设指令 监视器重设指令(监视器重设指令
11、(WDR,Watchdog Reset)又称看门狗)又称看门狗复位指令或监控定时器复位指令,用于重新触发复位指令或监控定时器复位指令,用于重新触发CPU的系统的系统监视程序计时器,扩展扫描允许使用的时间,而不会出现监监视程序计时器,扩展扫描允许使用的时间,而不会出现监视程序错误。视程序错误。SM5.0LD SM5.0a)梯形图b)语句表(STOP)STOPM5.6(WDR )MOV_BIWENENOINOUTQB2QB2I0.0(END)LD M5.6WDRLD I0.0ENDBIW QB2,QB2 工作原理:工作原理:为了保证系统可靠运行,为了保证系统可靠运行,PLC内部设置了内部设置了系统
12、监视定时器系统监视定时器WDT,以监视扫描周期是否超时。监视器定时时间为,以监视扫描周期是否超时。监视器定时时间为500ms,每次扫描它都被自动复位一次。如果扫描周期小于每次扫描它都被自动复位一次。如果扫描周期小于500ms,它,它不起作用;由于用户程序很长、执行中断程序的时间较长、循不起作用;由于用户程序很长、执行中断程序的时间较长、循环指令的循环次数过多等原因,扫描周期有可能大于环指令的循环次数过多等原因,扫描周期有可能大于500ms,监控定时器会停止执行用户程序。监控定时器会停止执行用户程序。注意注意 如果使用监视器重设指令允许执行扫描时间很长的程如果使用监视器重设指令允许执行扫描时间很
13、长的程序,模式开关切换到序,模式开关切换到STOP位置,会使位置,会使S7-200在在1.4秒内转换为秒内转换为STOP模式。模式。带数字量输出的扩展模块也有一监控定时器,在使用带数字量输出的扩展模块也有一监控定时器,在使用WDR指令时,应对每个扩展模块的某一个输出字节使用立即写指令时,应对每个扩展模块的某一个输出字节使用立即写(BIW)指令来复位扩展模块的监控定时器。)指令来复位扩展模块的监控定时器。循环指令循环指令I2.1FORENENOINDXINITFINALVW100110I2.2FORENENOINDXINITFINALVW20015(NEXT)(NEXT)12FOR指令中,指令中
14、,INDX称为称为索引值或当前值计数器,索引值或当前值计数器,INIT为起始值,为起始值,FINAL为终值,均为整数类型。为终值,均为整数类型。由由FOR和和NEXT指令构成指令构成程序的循环体。程序的循环体。FOR指令指令执行执行FOR和和NEXT之间的之间的指令,是循环的开始;指令,是循环的开始;NEXT指令表示循环结束,指令表示循环结束,并将堆栈的栈顶值设为并将堆栈的栈顶值设为1。跳转跳转指令指令SM0.2LDN SM0.2b)语句表(JMP)JMP 4LBL 4LBL44a)梯形图JMP与与LBL(Label)配合实现配合实现程序的跳转,在使能输入有效时,程序的跳转,在使能输入有效时,
15、跳转指令使程序流程转到对应的标跳转指令使程序流程转到对应的标号号LBL处,标号指令用来指示跳转处,标号指令用来指示跳转指令的目的位置;使能输入无效时,指令的目的位置;使能输入无效时,程序顺序执行。程序顺序执行。JMP以线圈形式编程,而以线圈形式编程,而LBL以功能块形式编程。以功能块形式编程。JMP与与LBL指令之间的区域称为跳转区,在跳转发生的扫描周期中,指令之间的区域称为跳转区,在跳转发生的扫描周期中,跳转区内的程序段停止执行,涉及的各输出器件状态保持不跳转区内的程序段停止执行,涉及的各输出器件状态保持不变。跳转执行时,栈顶值始终为变。跳转执行时,栈顶值始终为1。操作数操作数n为常数为常数
16、0255。注意注意 跳转及其对应的标号指令跳转及其对应的标号指令必须始终位于相同的代码段中必须始终位于相同的代码段中(同在(同在主程序内、同一子程序或同一中断服务程序内),不可由主程主程序内、同一子程序或同一中断服务程序内),不可由主程序跳转至子程序或中断服务程序中的标号,也不可由子程序或序跳转至子程序或中断服务程序中的标号,也不可由子程序或中断服务程序跳转至子程序或中断服务程序之外的标号。中断服务程序跳转至子程序或中断服务程序之外的标号。由于跳转指令具有选择程序段的功能,因此,在同一程序但位由于跳转指令具有选择程序段的功能,因此,在同一程序但位于因跳转而不会被同时执行的程序段中的相同线圈不被
17、视为于因跳转而不会被同时执行的程序段中的相同线圈不被视为双双线圈线圈。可以可以多条跳转指令使用同一标号,但多条跳转指令使用同一标号,但不能不能一个跳转指令对应多一个跳转指令对应多个标号。个标号。7.2 数据处理类指令数据处理类指令字节传送指令。字节传送指令。MOVB IN,OUT功能:功能:当当EN=1时,将一时,将一个个无符号单字节无符号单字节数据由数据由IN传送到传送到OUT。字传送指令。字传送指令。MOVW IN,OUT功能:功能:当当EN=1时,将一个时,将一个有符号有符号单字长单字长数据由数据由IN传送到传送到OUT。双字传送指令双字传送指令梯形图:梯形图:语句表:语句表:MOVD
18、IN,OUT 功能:功能:当当EN=1时,将一时,将一个个有符号双字长数据有符号双字长数据由由IN传送到传送到OUT。实数传送指令实数传送指令语句表:语句表:MOVR IN,OUT梯形图:梯形图:功能:功能:当当EN=1时,将一时,将一个个有符号双字长的实数有符号双字长的实数数据由数据由IN传送到传送到OUT。利用传送指令实现利用传送指令实现3台电动机台电动机M0、M1和和M2同时启同时启/停控制,试停控制,试梯形图电路实现控制功能。梯形图电路实现控制功能。M0.1QB0OUTI0.0ENMOV_B7INENOQB0OUTENMOV_B0INENO网络网络1 启动三台电动机启动三台电动机网络网
19、络2 同时停止三台电动机同时停止三台电动机字节左、右移指令字节左、右移指令梯形图:梯形图:语句表:语句表:SHLB OUT,N SHRB OUT,N 功能:功能:当当EN=1时,将单字节长的输入无符号数时,将单字节长的输入无符号数IN按位按位进行左移或右移进行左移或右移N位,移位后最右边移走的位或最左边位,移位后最右边移走的位或最左边移走的位补移走的位补0,结果存入,结果存入OUT。其他移位指令其他移位指令梯形图:梯形图:语句表:语句表:SHLW OUT,N SHRW OUT,N 梯形图:梯形图:语句表:语句表:SHLD OUT,N SHRD OUT,N(2)循环左移、循环右移循环左移、循环右
20、移 循环移位特点:循环移位特点:移位数据存储单元的移出端与另一端相连移位数据存储单元的移出端与另一端相连,同时又与,同时又与SM1.1 (溢出)相连,所以最后被移出的位被移到另一端的同时,(溢出)相连,所以最后被移出的位被移到另一端的同时,也被放到也被放到SM1.1位存储单元。位存储单元。移位次数与移位数据的长度有关,如果移位次数设定值大于移位次数与移位数据的长度有关,如果移位次数设定值大于移位数据的位数,则执行循环移位之前,系统先对设定值取移位数据的位数,则执行循环移位之前,系统先对设定值取以数据长度为底的模以数据长度为底的模(求余数),(求余数),用小于数据长度的结果作用小于数据长度的结果
21、作为实际循环移位的次数。为实际循环移位的次数。如字左移时,若移位次数设定为如字左移时,若移位次数设定为36,则先对则先对36取以取以16为底的模,得到小于为底的模,得到小于16的结果的结果移位次数移位次数N为字节型数据。为字节型数据。使能输入有效时,把字节型输入数据使能输入有效时,把字节型输入数据IN循环左移或循环右移循环左移或循环右移N位后,再将结果输出到位后,再将结果输出到OUT所指的字节存储单元(在语句所指的字节存储单元(在语句表中,表中,IN与与OUT使用同一个单元)。使用同一个单元)。实际移位次数为设定值实际移位次数为设定值取以取以8为底的模所得的结果。为底的模所得的结果。指令格式:
22、指令格式:RLB OUT,N (字节循环左移)(字节循环左移)RRB OUT,N (字节循环右移)(字节循环右移)例:例:RLB MB0,2 RRB LB0,3 (1)字节循环左移和右移指令:)字节循环左移和右移指令:RLB,RRB(2)字循环左移和右移指令:)字循环左移和右移指令:RLW,RRW 功能框与字节循环移位只有名称变为功能框与字节循环移位只有名称变为ROL W和和ROR W,其他,其他部分完全相同。使能输入有效时,把字型输入数据部分完全相同。使能输入有效时,把字型输入数据IN循环左移循环左移或循环右移或循环右移N位后,再将结果输出到位后,再将结果输出到OUT所指的字存储单元所指的字
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