可编程序控制器指令系统

电气控制及PLC技术制作：电气学院杨霞2014年6月修订24可编程序控制器的指令系统知识点：基本位逻辑关系语句指令（9个）特殊输出类语句指令数据处理、运算指令特殊功能指令学习重点：本讲是学习PLC的指令系统。重点掌握：

PLC的基本位逻辑关系语句指令（9个：符号、梯形图程序绘法、工作原理，时序图

）特殊输出类语句指令3

程序控制类指令指令（作用、用法、图形符号、时序图）1

定时器、计数器、比较、程序控制类程序控制类指令用于程序运行状态的控制，主要包括系统控制、跳转、循环、子程序调用和顺序控制等指令。一、END、STOP、WDR指令（系统控制指令）（一）结束指令LDM0.0END注意：必须指出MicroWin32STEP-7编程软件，在主程序的结尾自动生成无条件结束指令（MEND）用户不得输入，否则编译出错。MEND4

(一）结束指令结束指令有两条：END和MEND。两条指令在梯形图中以线圈形式编程。END，条件结束指令。使能输入有效时，终止用户主程序。MEND无条件结束指令。无条件终止用户程序的执行，返回主程序的第一条指令。指令格式：END（无操作数）5（二）停止指令STOP，暂停指令。使能输入有效时，该指令使主机CPU的工作方式由RUN切换到STOP方式，从而立即终止用户程序的执行。STOP指令在梯形图中以线圈形式编程。指令不含操作数。指令格式：STOP （无操作数）LDSM5.0//SM5.0为检测到I/O错误时置1STOP//强制转换至STOP（停止）模式6注意：END和STOP的区别。图中，当I0.0接通时，Q0.0有输出，若I0.1接通，执行END指令，终止用户程序，并返回主程序的起点，这样，Q0.0仍保持接通，但下面的程序不会执行。若I0.1断开，接通I0.2，则Q0.1有输出，若将I0.3接通，则执行STOP指令，立即终止程序执行，Q0.0与Q0.1均复位，CPU转为STOP方式。图END/STOP指令的区别7（三）看门狗复位指令

WDR：看门狗复位指令。当使能输入有效时，执行WDR指令，每执行一次，看门狗定时器就被复位一次。用本指令可用以延长扫描周期，从而可以有效避免看门狗超时错误。指令格式：WDR（无操作数）LDM0.4//M0.4接通时WDR//重新触发WDR，允许扩展扫描时间

警戒时钟的定时时间为300毫秒,每次扫描它都被自动复位一次，正常工作时，如果扫描周期小于300毫秒，警戒时钟不起作用。注意：如果预计扫描时间将超过300毫秒，或者预计会发生大量中断活动，可能阻止返回主程序，扫描超过300毫秒，应使用WDR指令，重新触发看门狗计时器。8END、STOP、WDR举例9

二、循环、跳转指令

（一）循环指令

由

FOR和NEXT指令构成程序的循环体。FOR指令标记循环的开始，NEXT指令为循环体的结束指令。

工作原理：使能输入EN有效，循环体开始执行，执行到NEXT指令时返回，每执行一次循环体，当前值计数器INDX增1，达到终止值FINAL时，循环结束。使能输入无效时，循环体程序不执行。每次使能输入有效，指令自动将各参数复位。FOR/NEXT指令必须成对使用，循环可以嵌套，最多为8层。

FORINDX，INIT，FINALNEXTFOR

循环程序的开始。NEXT

循环程序的结束，无操作数。INDX指定当前循环计数器，用于记录循环次数,INIT指定循环次数的初值，FINAL指定循环次数的终值。10

循环指令示例图中，当I0.0为ON时，1所示的外循环执行3次，由VW200累计循环次数。当I0.1为ON时，外循环每执行一次，2所示的内循环执行3次，且由VW210累计循环次数。图6-50循环指令示例11

（二）跳转指令（1）跳转指令

JMP，跳转指令。使能输入有效时，使程序流程跳到同一程序中的指定标号n处执行。（2）标号指令

LBL，标号指令。标记程序段，作为跳转指令执行时跳转到的目的位置。操作数n为0~255的字型数据。

LDI0.0JMP1LBL1

图JMP/LBL指令格式必须强调的是：跳转指令及标号必须同在主程序内或在同一子程序内，同一中断服务程序内，不可由主程序跳转到中断服务程序或子程序，也不可由中断服务程序或子程序跳转到主程序。12跳转指令示例图中当JMP条件满足（即I0.0为ON时）程序跳转执行LBL标号以后的指令，而在JMP和LBL之间的指令一概不执行，在这个过程中，即使I0.1接通也不会有Q0.1输出。当JMP条件不满足时，则当I0.1接通时Q0.1有输出。

LDI0.0JMP3LDI0.1=Q0.1LBL3LDI0.2=Q0.2

13图6-53a）外部接线图

图6-53b）程序结构应用举例:3台电机的顺序起动和停止14图6-53（c）梯形图I0.0=1自动程序I0.0=0手动程序自动程序手动程序3台电机的起动和停止15MP、LBL指令在工业现场控制中，常用于工作方式的选择。如有3台电动机M1～M3，具有两种起停工作方式：1）手动操作方式：分别用每个电动机各自的起停按钮控制M1～M3的起停状态。2）自动操作方式：按下起动按钮，M1～M3每隔5s依次起动；按下停止按钮，M1～M3同时停止。

PLC控制的外部接线图，程序结构图，梯形图分别如图6-53a、b、c所示。从控制要求中，可以看出，需要在程序中体现两种可以任意选择的控制方式。所以运用跳转指令的程序结构可以满足控制要求。如图6-53b所示，当操作方式选择开关闭合时，I0.0的常开触点闭合，跳过手动程序段不执行；I0.0常闭触点断开，选择自动方式的程序段执行。而操作方式选择开关断开时的情况与此相反，跳过自动方式程序段不执行，选择手动方式程序段执行。分析:16三、子程序调用指令：1.建立子程序；2.子程序调用；3.带参数的子程序调用

1.建立子程序

（1）从“编辑”菜单，选择插入→子程序；（2）从“指令树”，用鼠标右键单击“程序块”图标，并从弹出菜单选择插入→子程序；（3）从“程序编辑器”窗口，用鼠标右键单击，并从弹出菜单选择插入→

子程序。默认的子程序名为SBR_N，编号N的范围为0～63，从0开始按顺序递增，2.子程序调用子程序调用和返回指令子程序调用

SBR子程序条件返回CRET3.带参数的子程序调用（1）子程序参数；（2）局部变量的类型；（3）数据类型；（4）建立带参数子程序的局部变量表；（5）带参数子程序调用指令

CALLSBR_0CRETRET17

子程序调用指令应用举例18局部变量表分配带参数的子程序调用19（1）顺序步开始指令(LSCR)

（2）顺序步结束指令(SCRE)

（3）顺序步转移指令(SCRT)通常用顺序控制继电器的位S0.0~S31.7代表程序的状态步。四、顺序控制指令20应用举例：

使用顺序控制结构，编写出实现红、绿灯循环显示的程序（要求循环间隔时间为1s）。

功能流程图分析：当I0.0输入有效时，起动S0.0，执行程序的第一步，输出Q0.0置1（点亮红灯），Q0.1置0（熄灭绿灯），同时起动定时器T37，经过1s，步进转移指令使得S0.1置1，S0.0置0，程序进入第二步，输出点Q0.1置1（点亮绿灯），输出点Q0.0置0（熄灭红灯），同时起动定时器T38，经过1s，步进转移指令使得S0.0置1，S0.1置0，程序进入第一步执行。如此周而复始，循环工作。SM0.0RUN状态监控，PLC在运行RUN状态，该位始终为121本例是用顺序继电器实现的顺序控制中的一个步S0.5的程序段，这一步实现的功能是：使两个电机M1和M2起动运行20秒后停止，切换到下一步。22

在使用顺序控制指令时应注意：（1）步进控制指令SCR只对状态元件S有效。为了保证程序的可靠运行，驱动状态元件S的信号应采用短脉冲。（2）当输出需要保持时，可使用S/R指令。（3）不能把同一编号的状态元件用在不同的程序中，例如，如果在主程序中使用S0.1，则不能在子程序中再使用。（4）在SCR段中不能使用JMP和LBL指令。即不允许跳入或跳出SCR段，也不允许在SCR段内跳转。可以使用跳转和标号指令在SCR段周围跳转。（5）不能在SCR段中使用FOR、NEXT和END指令。23空操作指令（NOP）

空操作指令，起增加程序容量的作用。操作数N为执行空操作指令的次数，N=0~255。

LADSTL功能NOPN空操作指令空操作指令格式NOPN24逻辑取反指令（NOT）逻辑取反指令，逻辑状态取反指令，改变能流状态。无操作数。

LADSTL功能NOT取反指令逻辑取反指令格式NOT25逻辑取反指令（NOT）举例262S7-200系列PLC功能指令（自学）表功能指令数据转换指令中断指令高速计数器指令高速脉冲输出指令PID回路指令时钟指令传送指令数学运算指令逻辑运算指令移位和循环移位指令272S7－200系列PLC功能指令一、表功能指令指令描述ATTDATA，TABLE填表FND=TBL，PATRN，INDX查表FND＜＞TBL，PATRN，INDX查表FND＜TBL，PATRN，INDX查表FND＞TBL，PATRN，INDX查表FIFODATA，TABLE先入先出LIFODATA，TABLE后入先出FILLIN，OUT，N填充281．填表指令（ATT）

填表指令（AddToTable）向表（TBL）中增加一个字（DATA）表内的第一个数是表的最大长度（TL）,第二个数是表内实际的项数（EC）。新数据被放入表内上一次填入的数的后面。每向表内填入一个新的数据，EC自动加1。除了TL和EC外，表最多可以装入100个数据。TBL为WORD型，DATA为INT型。29填表指令的举例图填表指令的举例执行ATT指令之前执行ATT指令之后302．查表指令

查表指令（TableFind）从指针INDX所指的地址开始查表TBL，搜索与数据PTN的关系满足CMD定义的条件的数据。

命令参数CMD=1~4，分别代表“=”、“＜＞”、“＜”、和“＞”。如果发现了一个符合条件的数据，则INDX指向该数据。要查找下一个符合条件的数据，再次启动查表之前，应先将INDX加1。如果没有找到，INDX的数值等于EC。一个表最多有100个填表数据，数据的编号为0~99。

TBL和INDX为WORD型，PTN为INT型，CMD为字节型。31查表指令操作举例图查表指令操作举例LDI2.1FND-VW202,16#3130,AC1323．先入先出（FIFO）指令

先入先出（FirstInFirstOut）指令从表（TBL）中移走最先放进的第一个数据（数据0），并将它送入DATA指定的地址，表中剩下的各项依次向上移动一个位置。每次执行此指令，表中的项数EC减1。TABLE为INT型，DATA为WORD型。33先入先出指令的应用

LIFO执行后图先入先出指令举例执行前344．后入先出（LIFO）指令

后入先出（LastInFirstOut）指令从表（TBL）中移走最后放进的数据，并将它送入DATA指定的位置，剩下的各项依次向上移动一个位置。每次执行此指令，表中的项数EC减1。TABLE为INT型，DATA为WORD型。35后入先出指令的应用图后入先出指令的应用举例LIFO执行前LIFO执行后365．存储器填充指令

存储器填充指令FILL（MemoryFill）用输入值（IN）填充从输出OUT开始的N个字，字节型整数N=1~255。图7－26中的FILL指令将0填入VW200~VW219，IN和OUT为WORD型。图填充指令376．读写实时时钟指令

读写实时时钟指令TODR(TimeofDayRead)从时钟读取当前时间和日期，并把它们装入以T为起始地址的8个字节缓冲区，依次存放年、月、日、时、分、秒、0和星期、时间和日期的数据类型为字节型。图时钟指令38二、转换指令

转换指令是对操作数的类型进行转换，并输出到指定的目标地址中去。转换指令包括数据的类型转换、数据的编码和译码指令以及字符串类型转换指令。6．字节与整数的转换指令2．双字整数转换为实数3．四舍五入取整指令4．截位取整指令5．整数与双整数的转换1、BCD码与整数之间的转换39转换指令如图：图转换指令图转换指令407．译码指令8．段译码指令SEGENINENOOUTD0D1D2D5D4D3D6

图段译码指令41三、中断指令（一）中断源1．中断源（1）通信中断（2）I/O中断I/O中断包括外部输入中断、高速计数器中断和脉冲串输出中断。（3）时间中断时间中断包括定时中断和定时器中断。PLC的自由通信模式下,通信口的状态可由程序来控制S7-200系列可编程控制器最多有34个中断源，422．中断优先级

中断优先级由高到低依次是：通信中断、输入输出中断、时基中断。

在PLC应用系统中通常有多个中断源。当多个中断源同时向CPU申请中断时，要求CPU能将全部中断源按中断性质和处理的轻重缓急进行排队，并给予优先权。3．CPU响应中断的顺序PLC中，CPU响应中断的顺序可以分以下三种情况：（1）当不同的优先级的中断源同时申请中断时，CPU响应中断请求的顺序为从优先级高的中断源到优先级低的中断源。（2）当相同优先级的中断源申请中断时，CPU按先来先服务的原则响应中断请求。43（3）当CPU正在处理某中断，又有中断源提出中断请求时，新出现的中断请求按优先级排队等候处理，当前中断服务程序不会被其他甚至更优先级的中断程序打断。任何时刻CPU只执行一个中断程序。（二）中断控制

经过中断判优后，将优先级最高的中断请求送给CPU，CPU响应中断后自动保存逻辑堆栈、累加器和某些特殊标志寄存器位，即保护现场。中断处理完成后，又自动恢复这些单元保存起来的数据，即恢复现场。44中断指令如图图中断指令45三、中断程序(中断服务程序)中段程序是为处理中断事件而事先编好的程序。中断程序不是由程序调用，而是在中断事件发生时由操作系统调用。

注意:(1)在中断程序中禁止使用DISI、ENI、HDEF、LSCR、END