plc基本指令系统课件

编程语言与数据类型

［编程语言

STEP-7是S7-300/400系歹UPLC的编程软件。

梯形图、语句表（即指令表）和功能块图是标准的

STEP-7软件包配备的3种基本编程语言，这3种语言

可以在STEP-7中相互转换。

1顺序功能图(SFC)

这是一种位于其他编程语言之上的图形语言，用来编制顺序控制

程序，STEP-7中的S7Graph顺序控制图形编程语言属于可选的软件包。

在这种语言中，工艺过程被划分为若干个顺序出现的步，步中包含控

制输出的动作，从一步到另一步的转换由转换条件控制。用Graph表达

复杂的顺序控制过程非常清晰，用于编程及故障诊断更为有效，使

PLC程序的结构更加易读，它特别适合于生产制造过程。S7Graph具

有丰富的图形、窗口和缩放功能。系统化的结构和清晰的组织显示使

S7Graph对于顺序过程的控制更加有效。

2梯形图(LAD)

梯形图是使用得最多的PLC图形编程语言。梯形图与继电器电路图

很相似，具有直观易懂的优点，特别适合于数字量逻辑控制。梯形图由

触点、线圈和用方框表示的指令框组成。触点代表逻辑输入条件，例如

外部的开关、按钮和内部条件等。线圈通常代表逻辑运算的结果，常用

来控制外部的指示灯、交流接触器和内部的标志位等。指令框用来表示

定时器、计数器或者数学运算等附加指令。

使用编程软件可以直接生成和编辑梯形图，并将它下载到PLC。

3语句表(STL)

S7系列PLC将指令表称为语句表(StatementList),它是一种类似于微

机的汇编语言中的文本语言，多条语句组成一个程序段。语句表比较适

合经验丰富的程序员使用，可以实现某些不能用梯形图或功能块图表示

的功能。

选择编程语言

STEP7基本数据类型

关键字长度（位）该类型的常数举例

BOOL1True或False（1或0）

BYTE8B#16#A9

WORD16W#16#12AF

DWORD32DW#16#ADAC1EF5

CHAR8'w'

S5TIME16S5T#5s_200ms

INT16123

DINT32L#65539

REAL321.2或34.5E-12

TIME32T#2D_1H_3M_45S_12MS

DATE16D#1993-01-20

TIME_OF_DAY32TOD#12:23:45.12

关键字长度（位）举例

DATE_AND_TIME64DT#97-09-24-12:14:55.0

复

杂STRING8*（字符个数+2）'Thisisastringf

（最多254个字符的字符串）'SIEMENS'

数

ARRAY用户定义测量值：ARRAY[1..2O]

（相同数据类型的元素组）INT

据

STRUCT用户定义Motor:STRUCT

类（不同数据类型的元素组）Speed:INT

Current:REAL

END_STRUCT

型

UDTUDTasblockUDTasarrayelement

（用户定义数据类型二用户定义

基本或复杂数据类型组成的STRUCTDrive:ARRAY[1..4]

模板）Speed:INTUDT1

Current:REAL

END_STRUCT

寻址数据单元

8位

数据字节0DBBO

-----------------LDBWO

数据字节1-

数据字节2

4DBDO

数据字节3

DBX4.1

DBD8188

DBW8190

数据字节8191DBB8191

STEP7中可能的寻址方式

示例:

A14.0A"Mot_on"OPNDB[MW10]Al[MD30]Al[AR1,P#0.0]A[AR1,P#0.0]

LIW10L#NumSPT["runtime"]LIW["Number"]LID[AR1,P#5.0]TW[AR1,P#0.0]

1.立即寻址

这是对常数或常量的寻址方式。操作数本身直接包含在指

令中。下面是立即寻址的例子：

SET〃把RLO置1

OWW#16#A320//将常量W#16#A320与累加器1“或”运

算

L27〃把整数27装入累加器1

LfABCDf〃把ASCII码字符ABCD装入累力口器1

Tnn〃用nm码堂卷rninn切入聚力n哭i

2.直接寻址

包括对寄存器和存储器的直接寻址。在直接寻址的指令中,

直接给出操作数的存储单元地址。例如：

AI0.0〃对输入位10.0进行“与”逻辑操作

SL20.0〃把本地数据位L20.0置1

=M115.4//使存储区位M115.4的内容等于RLO的内容

LIB10//把输入字节IB10的内容装入累加器1

TDBD12//把累加器1中的内容传送给数据双字DBD12中

3.存储器间接寻址

在存储器间接寻址的指令中，给出一个存储器（必须是表

4・1中的存储器），该存储器的内容是操作数所在存储单元的地

址，该地址又被称为地址指针。存储器间接寻址方式的优点是,

当程序执行时，能改变操作数的存储器地址，这对程序中的循

环尤为重要。例如：

AI[MD2]//对由MD2指出的输入位进行“与”逻辑操

作。如：MD2的值为

//2#00000000000000000000000001010110

则是对110.6进行“与”操作。

4.寄存器间接寻址

在S7中有两个地址寄存器，它们是AR1和AR2。通过地址

寄存器，可以对各存储区的存储器内容实现寄存器间接寻址。

地址寄存器的内容加上偏移量形成地址指针，该指针指向数值

所在的存储单元。

地址寄存器存储的地址指针有两种格式：区内寄存器间

接寻址区域间寄存器间接寻址。其长度均为双字。

的寄存器

累加器S7-CPU

CPU寄存器CPU的寄存器用于寻址或处理数据。在相关命令(L,T,...)的

仅适用于ACCU4।32位配合下，可以在CPU存储器区和寄存器之间进行数据交换。

S7-400

I

ACCU3；32位累加器:2个(S7-300)或者4个(S7-400)累加器用于算术、比较指令或者用于

L其他字节、字及双字指令。

地址寄存器:2个地址寄存器作为指针用于寄存器间接寻址。

ACCU232位数据块寄存器:数据块寄存器里包含打开的(活动的)数据块的号码。因此可能有

2个DB同时打开，其中一个DB使用DB寄存器，另一个作为背景DB使用DI寄存

位

ACCU132器。

地址寄存器状态字:状态字包含各个不同的状态位，这些状态位反应程序执行过程中各个指

令的执行结果或状态。

AR132位

AR232位

数据块寄存器

打开的DBDB长度

打开的DIDI长度

状态字16位16位

状态位16位

状态字结构

状态字各位的含义状态字用于表示CPU执行指令时所具有的状态。

位定义值含义

0FC2°首次检测位。若FC位的状态为0,则表明•个梯形逻辑网络的开始，或指

令为逻辑串第一条指令。

1RLO21逻辑操作结果RLO该位存储位逻辑指令或算术比较指令的结果。

2STA22状态位状态位不能用指令检测，它只是在程序测试中被CPU解释并使用。

3OR23或。在先逻辑“与”后逻辑“或”的逻辑串中，OR位暂存逻辑“与”的

操作结果，以便进行后面的逻辑“或”运算。其它指令将OR位清0。

4OS24溢出状态保持位。OV被置1时OS也被置1；OV被清。时OS仍保持。只有下

面的指令才能复位OS位：JOS（OS=1时跳转）；块调用和块结束指令。

5OV25保存溢出。溢出位被置1,表明一个算术运算或浮点数比较指令执行时出

现错误（错误：溢出、非法操作、不规范格式）。

6CCO26状态字的位7和位6称为条件码1和条件码0。这两位结合起来用于表示在累

加器1中产生的算术运算或逻辑运算结果与0的大小关系；比较指令的执行

7CC127结果或移位指令的移出位状态。

8BR28二进制结果位。在LAD的方块指令中，BR位与ENO有对应关系，用于表

明方块指令是否被正确执行：如果执行出现了错误，BR位为0,ENO也为

0；如果功能被正确执行，BR位为1,ENO也为1。

⑴首次检测位(因)

状态字的位。称为首次检测位。若FG位的状态为0,则表

明一个梯形逻辑网络的开始，或指令为逻辑串第一条指令。

⑵逻辑操作结果(RLO)

逻辑操作结果RLO(ResultofLogicOperation)o该位存储

位逻辑指令或算术比较指令的结果。

⑶状态位(STA)

状态位不能用指令检测，它只是在程序测试中被CPU解释

并使用。

(4)或位(OR)

状态字的位3称为或位(OR)。在先逻辑“与”后逻辑“或”

的逻辑串中，OR位暂存逻辑“与”的操作结果，以便进行后面

的逻辑“或”运算。其它指令将OR位清0。

(5)溢出位(OV)

溢出位被置1,表明一个算术运算或浮点数比较指令执行时

出现错误(错误：溢出、非法操作、不规范格式)。

(6)溢出状态保持位(OS)

OV被置1时OS也被置1；OV被清0时OS仍保持。只有下面

的指令才能复位OS位：JOS(OS=1时跳转)；块调用和块结束指

令。

(7)条件码1(CC1)和条件码O(CCO)

状态字的位7和位6称为条件码1和条件码0。这两位结合起

来用于表示在累加器1中产生的算术运算或逻辑运算结果与0的

大小关系；比较指令的执行结果或移位指令的移出位状态。

算术运算后的CC1和cco

算术运算浮点数算术运算

CC1cco整数算术运算有溢出

无溢出有溢出

整数加时产生负范围

00结果=0平缓下溢

溢出

乘负溢出；力口、减、

01结果V0负范围溢出

取负时正溢出

乘、除时正溢出；

10结果＞0正范围溢出

力口、减时负溢出

11—在除时除数为0非法操作

比较、移位和循环移位、字逻辑指令后的CC1和CCO

CC1CCO比较指令移位和循环移位指令字逻辑指令

00累加器2=累加器1移出位=0结果=0

01累加器2=累加器1

10累加器2=累加器1——结果O0

11不规范（只用于浮点数比较）移出位=1

(8)二进制结果位(BR)

它将字处理程序与位处理联系起来，用于表示字操作结果是否正确(异

常)。将BR位加入程序后，无论字操作结果如何，都不会造成二进制逻辑

链中断。在LAD的方块指令中，BR位与ENO有对应关系，用于表明方块指

令是否被正确执行：如果执行出现了错误，BR位为0,ENO也为0；如果功

能被正确执行，BR位为1,ENO也为1。

在用户编写的FB和FC程序中，必须对BR位进行管理，当功能块正确

运行后使BR位为1,否则使其为0。使用STL指令SAVE或LAD指令——

(SAVE),可将RLO存入BR中，从而达到管理BR位的目的。当FB或FC执

行无错误时，使RLO为1并存入BR,否则，在BR中存入0。

位指令

基本逻辑指令：与，或

FBDSTL

I0.0Q4.0A10.0

A10.1

I0.1

Q4.0

Q4.1

T=Q4.1

|=\S3

(I0.2)10.22

舞O10.2

I0.2—>=1Q4.2

>l=\S4O10.3

,I(I0.3)I0.3—

10.3Q4.2

L3(Q4.2)

基本逻辑指令：异或（XOR）

STL

10.4—&A10.4

10.5y>=1Q4.0AN10.5

—二0

10.4-&AN10.4

A10.5

10.5—

—Q4.0

X10.4

10.4—XORQ4.0

=LX10.5

10.5Q4.0

复

值

位

位

赋

sTL

A

1o

&Q9A

4.

1.1-

AM2

AM

sQ

.3

4.

oM4

oM

RQ

,5

4.1

触发器的置位/复位

STL

要O

M0.0M0.0

11.2Q5.3AI1.2

________NsSRQSR

复位\T——()11.2—oQSMO.O

优先________,/Q5.3AI1.3

11.3RM0.0

—I―R11.3一RQAM0.0

=Q5.3

MO.O

AI1.3

RS

11.3—RRM0.0

Q5.3AI1.2

SMO.O

—

11.2—sQAM0.0

=Q5.3

连接器

LADSTL

I1.0I1.1MO.O12.012.1M1.1Q4.0

-1I----1I----(羚---1I-----1I-----1NOT)―(巧---()—|AI1.0

AI1.1

=M0.0

AM0.0

AI2.0

AI2.1

NOT

—M1.1

AM1.1

=Q4.0

RLO-边沿检测

FBD庭

A11.0

n.o-&

M1.0M8.0A11.1

FPM1.0

11.1——P—zzM8.0

AI1.0

11.01&

M1.1M8.1AI1.1

FNM1.1

11.1———

N—M8.1

OB1-循环

n____________I______.

n.o:-----►

n____:=

例如11.1

j____i_

RLO

：____i:__________

M1.0

M1.1

M8.0

M8.1

信号-边沿检测

STL

A11.0

A(

A11.1

FP

IM1.0

M8.0

A11.0

A(

A11.1

FN

M1.1

)

M8.1

影响RLO的指令

LADFBD

Q4.0

NOTI0.010.1

fT卜

不存在

不存在

|~||SAVE

位逻辑指令编程举例

1.传送带控制

表示一个能够电气启动的传送带。在传送带的起点有两个

按钮开关：用于START的S1和用于STOP的S2。在传送带的尾

部也有两个按钮开关：S3用于START,S4用于STOP。可以从

任一端启动或停止传送带。另外，当传送带上的物件到达末端

时，传感器S5使传送带停机。

传送带示意图

用于传送带系统符号编程的元素

系统部件绝对地址符号符号表

启动按钮开关I1.1S111.1S1

停止按钮开关11.2S211.2S2

启动按钮开关11.3S311.3S3

停止按钮开关11.4S411.4S4

传感器11.5S511.5S5

电机Q4.0MOTOR__0NQ4.0

MOTORON

网络1:按任何一个启动开关，接通电机网络1

"S1"MOTO

—II-------------(s

“S3”

网络2：按任何一个停止或打开传送带

末端的常闭接点，停止电机

“S2”“MOTO

----II-------------(R

"S4

----II----

“S5”

-------------------------------------

控制传送带程序

风机监控程序

某设备有三台风机，当设备处于运行状态时，如果风机至

少有两台以上转动，则指示灯常亮；如果仅有一台风机转动，

则指示灯以0.5Hz的频率闪烁；如果没有任何风机转动，则指

示灯以2Hz的频率闪烁。当设备不运行时，指示灯不亮。实

现上述功能的梯形图程序见图。

注：输入位I0.0,IO.1,10・2分别为风机L2,3的反馈输入端。

M9.3为2Hz频率CPU中的时钟信号；M9.7为0.5Hz频率信号。

定时器是PLC中的重要部件，它用于实现或监控时间序列。

定时器是一种由位和字组成的复合单元，定时器的触点由位表

示，其定时时间值存储在字存储器中。

r脉冲定时器(SP)

扩展定时器(SE)

S7.300/400提供的定时器有：<接通延时定时器(SD)

带保持的接通延时定时器(SS)

I和断电延时定时器(SF)。

定时器的组成

S7中定时时间由时基和定时值两部分组成，定时时间等于

时基与定时值的乘积。采用减计时。定时时间到后会引起定时

器触点的动作。

定时器的第0位到第11位存放二进制格式的定时值，第12、

13位存放二进制格式的时基

时基与定时范围

住》庄》&如达丽6a&吐食中良心我

10IDS000.01slOMSa9S_990MS

100ms010.1s100MS§1M_39S_9OOMS

10ms101sIS&16M39s

10ms1110sIOSA2H46M30S

设置定时时间,用户需给累加器1装入需要的数值，避免格式错误,推荐采用下述直观的句法:

LW#16#wxyz

其中，w为时基，取值为0,1,2或3,分别表示时基为10ms,100ms,1s或10s；xyz为定时值，取值范围为1~999。

也可直接使用S5中的时间表示法装入定时数值，例如:

LS5T#aHbbMccSdddMS

其中，a：小时，bb：分钟，cc：秒，ddd：毫秒，时基是自动选择的，原则是能满足定时范围要求的最小时基。

•设置定时时间，用户需给累加器1装入需要的数值，避免格式

错误，推荐采用下述直观的句法：

LW#16#wxyz

其中，w为时基，取值为0,1,2或3,分别表示时基为10ms,100

ms,Is或10s；xyz为定时值，取值范围为1〜999。

­也可直接使用S5中的时间表示法装入定时数值，例如：

LS5T#aH_bbM_ccS_dddMS

其中，a：小时，bb：分钟，cc：秒，ddd：毫秒，时基是自动选

择的，原则是能满足定时范围要求的最小时基。

定时器：接通延时(SD)

LADFBD

T4

7_____14______

O.

T1S_ODT5S_ODT

SQ-?-)10.7SBl

S5T#35sTVBl一

MWOS5T#35sTVBCD

10.5

RBCD-QW610.5RQ

S5TIME0,01s<-00

0,1s<-01

数据类型1s<-10时间值:0...999

10s<-11

定时器：带保持接通延时(SS)

LADFBDSTL

T4T4

7A10.7

0.sODTSS_ODTS

LS5T#35s

sQ―MWO

10.7—SBlST4

S5T#35sTVBl一MWOS5T#35s—QW6AS10.5

TVBCDQZ：5

10.5rT4

RBCD一QW610.5—RO

lT4

T

OMWO

匚

T4

TQW6

AJ4

345

S处的RLO

R处的RLO

定时器

操作

)例如

Q

定时器：关断延时(SF)

LADFBD

T4T4

7A10.7

O..

.S0FFDTS_0FFDTLS5T#35s

—

SQ10.7-SBlMWOSFT4

S5T#35sBl

TV一MW0S5T#35s—TVBCDQW6A10.5

10.5Q4,5RT4

RBCD—QW610.5—RO—=

LT4

TMWO

LCT4

TQW6

AT4

定时器