1、S7-200系列PLC主机中有两类指令集：IEC11313指令集是国际电工委员会制定的PLC国际标准语言，只能用梯形图（LAD）和功能块图（FBD）编程语言编程，通常指令执行时间较长。SIMATIC指令集是西门子公司为S7-200 PLC设计的编程语言，该指令通常执行时间短，而且可以用梯形图（LAD）、功能块图（FBD）和语句表（STL）三种编程语言。本章讲解SIMATIC指令集中的常用指令及使用方法。,第三节 S7-200 PLC的指令系统,一、 S7-200 PLC编程基础 （一） 编程语言,SIMATIC指令集是西门子公司专为S7-200 PLC设计的编程语言。使用SIMATIC指令集，
2、可以用梯形图（LAD）、功能块图（FBD）和语句表（STL）编程语言编程。,1. 梯形图（LAD）编程语言,梯形图（LAD）是与电气控制电路相呼应的图形语言。它沿用了继电器、触头、串并联等术语和类似的图形符号。梯形图按自上而下，从左到右的顺序排列，最左边的竖线称为起始母线也叫左母线，然后按一定的控制要求和规则连接各个接点，最后以继电器线圈（或再接右母线）结束，称为一逻辑行或叫一“梯级”。通常一个梯形图中有若干逻辑行（梯级），形似梯子，如图5-1所示。,右母线省略,2. 功能块图（FBD）编程语言,对应图5-1中的I0.1长闭触点,功能块图（FBD）类似于普通逻辑功能图，它沿用了半导体逻辑电路的
3、逻辑框图的表达方式。一般用一种功能方框表示一种特定的功能，框图内的符号表达了该功能块图的功能。功能块图通常有若干个输入端和若干个输出端。输入端是功能块图的条件，输出端是功能块图的运算结果。,3. 语句表（STL）编程语言,语句表（STL）是用助记符来表达PLC的各种控制功能的。它类似于计算机的汇编语言。这种编程语言可使用简易编程器编程，但比较抽象，一般与梯形图语言配合使用，互为补充。,语句表（STL）可以编写梯形图（LAD）或功能块图（FBD）无法实现的程序。,（二） 数据类型,1. 基本数据类型,S7-200 PLC的指令参数所用的基本数据类型有:1位 布尔型（BOOL）8位 字节型（BYT
4、E）16位 无符号整数型（WORD）16位 有符号整数型（INT）32位 无符号双字整数型（DWORD）32位 有符号双字整数型（DINT）32位 实数型（REAL）。,2. 数据长度与数值范围,不同的数据类型具有不同的数据长度和数值范围。在上述数据类型中，用字节（B）型、字（W）型、双字（D）型分别表示8位、16位、32位数据的数据长度。S7-200 编程时应注意操作数的数据类型和指令标识符相匹配。如整数乘法指令的操作数是字型数据；数据传送指令的操作数可以是字节或字或双字型数据。,（三） 存储器区域,PLC的存储器分为程序区、系统区、数据区。,1、程序区用于存放用户程序，存储器为EEPROM
5、。 2、系统区用于存放有关PLC配置结构的参数，如PLC主机及扩展模块的I/O配置和编址、配置PLC站地址，设置保护口令、停电记忆保持区、软件滤波功能等，存储器为EEPROM。 3、数据区是S7-200 CPU提供的存储器的特定区域。它包括输入映象寄存器（I）、输出映像寄存器（Q）、变量存储器（V）、内部标志位存储器（M）、顺序控制继电器存储器（S）、特殊标志位存储器（SM）、局部存储器（L）、定时器存储器（T）、计数器存储器（C）、模拟量输入映像寄存器（AI）、模拟量输出映像寄存器（AQ）、累加器（AC）、高速计数器（HC）。存储器为EEPROM和RAM。,1、数据区存储器的地址表示格式,(
6、1)位地址格式数据区存储器区域的某一位的地址格式为：Ax.y必须指定存储器区域标识符A、字节地址x及位号y。,存储器是由许多存储单元组成，每个存储单元都有惟一的地址，可以依据存储器地址来存取数据。数据区存储器地址的表示格式有位、字节、字、双字地址格式。,位寻址格式,例: I4.5，I是变量存储器的区域标识符（输入映像寄存器），4是字节地址，5是位号，在字节地址4与位号5之间用点号“.”隔开。,(2)字节、字、双字地址格式 数据区存储器区域的字节、字、双字地址格式为：ATx。必须指定区域标识符A、数据长度T以及该字节、字或双字的起始字节地址x。图中，用VB100、VW100、VD100分别表示字
7、节、字、双字的地址。VW100由VB100、VB101两个字节组成；VD100由VB100-VB103四个组成。（V是存储器的变量存储器区）,(3)其他地址格式 数据区存储器区域中，还包括定时器存储器（T）、计数器存储器（C）、累加器（AC）、高速计数器（HC）等，它们是模拟相关的电器元件的。它们的地址格式为：Ay。由区域标识符A和元件号y组成。例：T24表示某定时器的地址，T是定时器的区域标识符，24是定时器号，同时T24又可表示此定时器的当前值。,(1)输入/输出映像寄存器（I/Q） 输入映像寄存器（I）PLC的每一个输入端子与输入映像寄存器（I）的相应位相对应。,2. 数据区存储器区域,
8、输入点的状态，在每次扫描周期开始（或结束）时进行采样，并将采样值存于输入映像寄存器，作为程序处理时输入点状态的依据。输入映像寄存器的状态只能由外部输入信号驱动，而不能在内部由程序指令来改变。输入映像寄存器（I）的地址格式为：位地址：I字节地址.位地址，如I0.1。字节、字、双字地址：I数据长度起始字节地址，如IB4、IW6、ID10。CPU226模块输入映像寄存器的有效地址范围为：I（0.015.7）；IB（015）；IW（014）；ID（012）。, 输出映像寄存器（Q） 每一个输出模块的端子与输出映像寄存器的相应位相对应。CPU将输出判断结果存放在输出映像寄存器中，在扫描周期的结尾，CPU
9、以批处理方式将输出映像寄存器的数值复制到相应的输出端子上。输出映像寄存器（Q）地址格式为：位地址：Q字节地址.位地址，如Q1.1字节、字、双字地址：Q数据长度起始字节地址，如QB5、QW8、QD11。CPU226模块输出映像寄存器的有效地址范围为：Q（0.015.7）；QB（015 ）；QW（014）；QD（012）。,在程序的执行过程中，对于输入或输出的存取通常是通过映像寄存器，而不是实际的输入、输出端子。系统在程序执行期间完全与外界隔开，提高了系统抗干扰能力。S7-200 CPU执行有关输入输出程序时的操作过程如图所示。,S7-200 CPU输入、输出的操作,(2)内部标志位存储器（M）
10、内部标志位存储器（M）用来存放中间操作状态，或存储其他相关的数据。内部标志位存储器（M）以位为单位使用，也可以字节、字、双字为单位使用。内部标志位存储器（M）的地址格式为：位地址：M字节地址 .位地址，如M26.7。字节、字、双字地址：M数据长度起始字节地址，如MB11、MW23、MD26。CPU226模块内部标志位存储器的有效地址范围为：M（0.031.7）；MB（031）；MW（030）；MD（028）。,(3) 变量存储器（V）变量存储器（V）:存放全局变量、存放程序执行过程中控制逻辑操作的中间结果或其他相关的数据。变量存储器是全局有效。全局有效是指同一个存储器可以在任一程序分区（主程序
11、、子程序、中断程序）被访问。V存储器的地址格式为：位地址：V字节地址.位地址，如V10.2。字节、字、双字地址：V数据长度起始字节地址，如VB20、VW100、VD320。CPU226模块变量存储器的有效地址范围为： V（0.05119.7）；VB（05119）；VW（05118）；VD（05116）,(4)局部存储器（L）局部存储器用来存放局部变量。局部存储器是局部有效的。 局部有效：是指某一局部存储器只能在某一程序分区（主程序或子程序或中断程序）中使用。S7-200 PLC提供64个字节局部存储器,局部存储器可用作暂时存储器或为子程序传递参数。局部存储器（L）的地址格式为：位地址：L字节地
12、址.位地址，如L0.0。字节、字、双字地址：L数据长度起始字节地址，如LB33、LW44、LD55。CPU226模块局部存储器的有效地址范围为：L（0.063.7）；LB（063）；LW（062）；LD（060）。,(5)顺序控制继电器存储器（S）顺序控制继电器（S）:又称状态组件，与顺序控制继电器指令配合使用，用于顺序控制（或步进控制)。顺序控制继电器存储器（S）的地址格式为：位地址：S字节地址.位地址，如S3.1。字节、字、双字地址：S数据长度起始字节地址，如SB4、SW10、SD21。CPU226模块顺序控制继电器存储器的有效地址范围为：S（0.031.7）；SB（031）；SW（030
13、）；SD（028）。,(6)特殊标志位存储器（SM）特殊标志位（SM）:即特殊内部线圈。它是用户程序与系统程序之间的界面，用于CPU与用户之间交换信息。特殊标志位区域分为只读区域（SM0.0SM29.7，头30个字节为只读区）和可读写区域，在只读区特殊标志位，用户只能利用其触点。 特殊标志位存储器（SM）的地址表示格式为：位地址：SM字节地址.位地址，如SM0.1。字节、字、双字地址：SM数据长度起始字节地址，如SMB86、SMW100、SMD12。CPU226模块特殊标志位存储器的有效地址范围为：SM（0.0549.7）；SMB（0549）；SMW（0548）； SMD（0546）。,(7)
14、定时器存储器（T） 定时器是模拟继电器控制系统中的时间继电器。S7-200 PLC定时器的时基有三种：1ms、10ms、100ms。定时器存储器地址表示格式为：T定时器号，如T24。S7-200 PLC定时器存储器的有效地址范围为：T（0255）。(8)计数器存储器（C）计数器是累计其计数输入端脉冲电平由低到高的次数，有三种类型：增计数、减计数、增减计数。计数器存储器地址表示格式为：C计数器号，如C3。S7-200 PLC计数器存储器的有效地址范围为：C（0255）。,(9)模拟量输入映像寄存器（AI）模拟量输入模块将外部输入的模拟信号的模拟量转换成1个字长的数字量，存放在模拟量输入映像寄存器
15、（AI）中。模拟量输入（AI）的值为只读值。模拟量输入映像寄存器（AI）的地址格式为：AIW起始字节地址，如AIW4。模拟量输入映像寄存器（AI）的地址必须用偶数字节地址（如AIW0，AIW2，AIW4）来表示。CPU226模块模拟量输入映像寄存器（AI）的有效地址的范围为：AIW（062）。,(10)模拟量输出映像寄存器（AQ）CPU运算的相关结果存放在模拟量输出映像寄存器（AQ）中，供D/A转换器将1个字长的数字量转换为模拟量。模拟量输出映像寄存器（AQ）中的数字量为只写值。模拟量输出映像寄存器（AQ）的地址格式为：AQW起始字节地址，如AQW10。模拟量输出映像寄存器（AQ）的地址必须用
16、偶数字节地址（如AQW0，AQW2，AQW4）来表示。CPU226模块模拟量输出映像寄存器（AQ）的有效地址的范围为：AQW（062）。,(11)累加器（AC）累加器:是用来暂时存储计算中间值的存储器，也可向子程序传递参数或返回参数。S7-200 CPU提供了4个32位累加器（AC0、AC1、AC2、AC3）。累加器的地址格式为：AC累加器号，如AC0。CPU226模块累加器的有效地址范围为：AC（03）。累加器是可读写单元，可以按字节、字、双字存取累加器中的数值。,(12)高速计数器（HC）高速计数器用来累计高速脉冲信号。当高速脉冲信号的频率比CPU扫描速率更快时，必须要用高速计数器计数。高
17、速计数器的当前值寄存器为32位（bit），读取高速计数器当前值应以双字（32位）来寻址。高速计数器的当前值为只读值。高速计数器地址格式为：HC高速计数器号，如HC1。CPU226模块高速计数器的有效地址范围为：HC（05）。,（四）寻址方式,1.立即寻址,寻址方式：指令中如何提供操作数或操作数地址，称为寻址方式。 S7-200 PLC的寻址方式有：立即寻址、直接寻址、间接寻址。,立即寻址方式：指令直接给出操作数，操作数紧跟着操作码。CPU以二进制方式存储所有常数。指令中可用十进制、十六进制、ASCII码或浮点数形式来表示。表示格式举例如下： 十进制常数：30112 十六进制常数：16#42F
18、ASCII常数：INPUT 实数或浮点常数：+1.1E-10 二进制常数：2#0101 1110,#为常数的进制格式说明符，无格式说明符则默认十进制,2.直接寻址,直接寻址方式：指令直接使用存储器或寄存器的元件名称和地址编号，根据这个地址就可以立即找到该数据。即指令中给出了数据的地址。指令中，数据类型应与指令标识符相匹配。 不同数据长度的寻址指令举例如下： 位寻址：AND Q5.5 字节寻址：ORB VB33，LB21 字寻址：MOVW AC0，AQW2 双字寻址：MOVD AC1，VD200,3. 间接寻址,间接寻址方式：指令给出了存放操作数地址的存储单元的地址（也称地址指针）。 指令给出存
19、放数的地址的地址。可作为地址指针的存储器有：V、L、AC（13）可间接寻址的存储器区域有：I、Q、V、M、S、T（仅当前值）、C（仅当前值）。,存取连续地址的存储单元数据时：(1)建立指针 间接寻址前，应先建立指针。指针为双字长，存放所要访问的存储单元（最大为双字型32位）的物理地址。只能使用变量存储器（V）、局部存储器（L）或累加器（AC1、AC2、AC3）作为指针，AC0不能用作间接寻址的指针。,例如：MOVD &VB200，AC1说明： VB200只是一个直接地址编码，并不是它的物理地址。 地址符号“&”与VB200组合表示所对应单元的32位物理地址 。 指令中的第二个地址数据长度必须是
20、双字长，如：AC、LD和VD。 这里地址“VB200”要用32位表示，因而必须使用双字传送指令（MOVD）。,指针,地址符号,(2)间接存取 下面两条指令是建立指针和间接存取的应用方法：MOVD &VB200，AC1MOVW *AC1，AC0“*”号表示该操作数（AC1）为指针。 执行指令MOVW *AC1，AC0，把指针中的内容值（VB200）作为地址，由于指令MOVW的标识符是“W”，因而指令操作数的数据长度应是字型，把地址VB200、VB201处2个字节的内容（1234）传送到AC0。,间接寻址,把VB200的地址送入AC1建立指针,把指针处的值送到AC0,MOVD &VB200，AC1
21、MOVW *AC1，AC0“*”号表示该操作数（AC1）为指针。 执行指令MOVW *AC1，AC0，把指针中的内容值（VB200）作为地址，由于指令MOVW的标识符是“W”，因而指令操作数的数据长度应是字型，把地址VB200、VB201处2个字节的内容（1234）传送到AC0。,(3)修改指针 存取连续地址的存储单元中数据时，通过修改指针可以非常方便地存取数据。INCD AC1INCD AC1 MOVW *AC1，AC0用两次自增指令INCD AC1，将AC1指针中的值（VB200）修改为VB202后，指针即指向新地址VB202。执行指令MOVW*AC1，AC0 ，这样就可将VB202、VB
22、203二个字节的数据（5678）传送到AC0。,修改指针值时，应根据存取的数据长度来进行调整。若对字节进行存取，指针值加1（或减1）；若对字进行存取、或对定时器、计数器的当前值进行存取，指针值加2（或减2）；若对双字进行存取，则指针值加4（或减4）。,修改指针,把指针增加两次，指向下一个字,把AC1（VW202）所指向的字数值送到AC0,存取连续地址的存储单元数据时：,建立指针,间接存取,修改指针,间接存取,“*”号表示该操作数（AC1）为指针。,地址符号“&”与VB200组合表示所对应单元的32位物理地址。,（五） 用户程序结构,用户程序可分为三个程序分区：主程序、子程序（可选）和中断程序（
23、可选）。,主程序（OB1）：是用户程序的主体。CPU在每个扫描周期都要执行一次主程序指令。子程序：是程序的可选部分，只有当主程序调用时，才能够执行。合理使用子程序，可以优化程序结构，减少扫描时间。中断程序：是程序的可选部分，只有当中断事件发生时，才能够执行。中断程序可在扫描周期的任意点执行。,（六） 编程的一般规则,1. 网络 在梯形图（LAD）中，程序被分成称为网络的一些程序段。每个梯形图网络是由一个或多个梯级组成。,功能块图（FBD）中，使用网络概念给程序分段。 语句表（STL）程序中，使用“网络”这个关键词对程序分段。对梯形图、功能块图、语句表程序分段后，就可通过编程软件实现它们之间的相互转换。,2. 梯形图（LAD）/功能块图（FBD）梯形图中：左、右垂直线称为左、右母线。通常将右母线省略。在左、右母线之间是由触点、线圈或功能框组合的有序排列。梯形图的输入总是在图形的左边，输出总是在图形的右边，因而触点与左母线相连，线圈或功能框终止右母线，从而构成一个梯级。在一个梯级中，不允许“短路”、“开路”，也不允许“能流”反向流动。功能块图中：输入总是在框图的左边，输出总是在框图的右边。,
