第4章s7-200系列PLC基本指令及实训

本章要点

? 梯形图、语句表、顺序功能流程图、功能块图等常用设计语言的简介 ? 基本位操作指令的介绍、应用及实训

? 定时器指令、计数器指令的介绍、应用及实训 ? 比较指令的介绍及应用

? 程序控制类指令的介绍、应用及实训

4.1 可编程控制器程序设计语言

在可编程控制器中有多种程序设计语言,它们是梯形图、语句表、顺序功能流程图、功能块图等。 梯形图和语句表是基本程序设计语言，它通常由一系列指令组成，用这些指令可以完成大多数简单的控制功能，例如，代替继电器、计数器、计时器完成顺序控制和逻辑控制等，通过扩展或增强指令集，它们也能执行其它的基本操作。

供S7-200系列PLC使用的STEP7-Micro/Win32编程软件支持SIMATIC和IEC1131-3两种基本类型的指令集，SIMATIC是PLC专用的指令集，执行速度快，可使用梯形图、语句表、功能块图编程语言。IEC1131-3是可编程控制器编程语言标准，IEC1131-3指令集中指令较少，只能使用梯形图和功能块图两种编程语言。SIMATIC指令集的某些指令不是IEC1131-3中的标准指令。SIMATIC指令和IEC1131-3中的标准指令系统并不兼容。我们将重点介绍SIMATIC指令。 1. 梯形图（Ladder Diagram）程序设计语言

梯形图程序设计语言是最常用的一种程序设计语言。它来源于继电器逻辑控制系统的描述。在工业过程控制领域，电气技术人员对继电器逻辑控制技术较为熟悉，因此，由这种逻辑控制技术发展而来的梯形图受到了欢迎，并得到了广泛的应用。梯形图与操作原理图相对应，具有直观性和对应性；与原有的继电器逻辑控制技术的不同点是，梯形图中的能流不是实际意义的电流，内部的继电器也不是实际存在的继电器，因此，应用时，需与原有继电器逻辑控制技术的有关概念区别对待。LAD图形指令有3个基本形式：

bit

常开触点

（1）触点： bit 常闭触点

触点符号代表输入条件如外部开关，按钮及内部条件等。CPU运行扫描到触点符号时，到触点位指定的存储器位访问（即CPU对存储器的读操作）。该位数据（状态）为1时，表示“能流”能通过。计算机读操作的次数不受限制，用户程序中，常开触点，常闭触点可以使用无数次。

bit （2）线圈： （ ）

线圈表示输出结果，通过输出接口电路来控制外部的指示灯、接触器等及内部的输出条件等。线圈左侧接点组成的逻辑运算结果为1时，“能流”可以达到线圈，使线圈得电动作，CPU将线圈

的位地址指定的存储器的位置位为1，逻辑运算结果为0，线圈不通电，存储器的位置0。即线圈代表CPU对存储器的写操作。PLC采用循环扫描的工作方式，所以在用户程序中，每个线圈只能使用一次。

（3）指令盒：指令盒代表一些较复杂的功能。如定时器，计数器或数学运算指令等。当“能流”通过指令盒时，执行指令盒所代表的功能。

梯形图按照逻辑关系可分成网络段，分段只是为了阅读和调试方便。在本书部分举例中我们将网络段省去。图4-1是梯形图示例。

2. 语句表（Statement List）程序设计语言

语句表程序设计语言是用布尔助记符来描述程序的一种程序设计语言。语句表程序设计语言与计算机中的汇编语言非常相似，采用布尔助记符来表示操作功能。

语句表程序设计语言具有下列特点：

(1) 采用助记符来表示操作功能，具有容易记忆，便于撑握的特点；

(2) 在编程器的键盘上采用助记符表示，具有便于操作的特点，可在无计算机的场合进行编程设计；

(3) 用编程软件可以将语句表与梯形图可以相互转换。 例如，图4-1中的梯形图转换为语句表程序如下：

网络1 LD I0.0 O Q0.0 AN T37 = Q0.0 TON T37, +50 网络2 LD I0.2

图4-1 梯形图

= Q0.1

3. 顺序功能流程图（Sepuential Function Chart）程序设计

顺序功能流程图程序设计是近年来发展起来的一种程序设计。采用顺序功能流程图的描述，控

制系统被分为若干个子系统，从功能入手，使系统的操作具有明确起动条件 的含义，便于设计人员和操作人员设计思想的沟通，便于程序的分

步1 动作 工设计和检查调试。顺序功能流程图的主要元素是步、转移、转移条件和动作。如图4-2所示。顺序功能流程图程序设计的特点是： 转移条件 （1）以功能为主线，条理清楚，便于对程序操作的理解和沟

步2 动作 通；

转移条件 （2）对大型的程序，可分工设计，采用较为灵活的程序结构，

可节省程序设计时间和调试时间；

步3 动作 （3）常用于系统的规模校大，程序关系较复杂的场合； （4）只有在活动步的命令和操作被执行后，才对活动步后的

图4-2 顺序功能流程图 转换进行扫描，因此，整个程序的扫描时间要大大缩短。

4.功能块图（Function Block Diagram）程序设计语言

功能块图程序设计语言是采用逻辑门电路的编程语言，有数字电路基础的人很容易掌握。功能块图指令由输入、输出段及逻辑关系函数组成。用STEP7-Micro/Win32编程软件将图4-1所示的梯形图转换为FBD程序，如图4-3所示。方框的左侧为逻辑运算的输入变量，右侧为输出变量，输入输出端的小圆圈表示“非”运算，信号自左向右流动。

图4-3 功能块图

4.2 基本位逻辑指令与应用

4.2.1 基本位操作指令介绍

位操作指令是PLC常用的基本指令，梯形图指令有触点和线圈两大类，触点又分常开触点和常闭触点两种形式；语句表指令有与、或以及输出等逻辑关系，位操作指令能够实现基本的位逻辑运算和控制。

1. 逻辑取（装载）及线圈驱动指令LD/LDN

（1）指令功能 LD（load）：常开触点逻辑运算的开始。对应梯形图则为在左侧母线或线路分支点处初始装载一个常开触点。

LDN（load not）：常闭触点逻辑运算的开始（即对操作数的状态取反），对应梯形图则为在左侧母线或线路分支点处初始装载一个常闭触点。

=（OUT）：输出指令，对应梯形图则为线圈驱动。对同一元件只能使用一次。 （2）指令格式如图4-4所示。

梯形图 语句表

网络1

LD I0.0 //装载常开触点 = Q0.0 //输出线圈 网络2

LDN I0.0 //装载常闭触点 = M0.0 //输出线圈

图4-4 LD/LDN、OUT指令的使用

说明：

1) 触点代表CPU对存储器的读操作，常开触点和存储器的位状态一致，常闭触点和存储器的位状态相反。用户程序中同一触点可使用无数次。

如：存储器I0.0的状态为1，则对应的常开触点I0.0接通，表示能流可以通过；而对应的常闭