《SIMATICS7-300PLC及指令系統(tǒng)》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《SIMATICS7-300PLC及指令系統(tǒng)（110頁珍藏版）》請在裝配圖網上搜索。

1、四、SIMATIC S7-300 PLC及指令系統(tǒng),4.1系統(tǒng)組成 4.2 系統(tǒng)配置 4.3指令系統(tǒng)簡介 4.4程序結構 4.5 S7 PLC的網絡通信,4.1 S7-300 PLC的系統(tǒng)組成,S7-300 PLC的硬件構成 ：CPU模塊 接口模塊（IM） I/O模塊（SM） 功能模塊（FM） 電源模塊（PS） 導軌（RACK）等,4.1.1 CPU單元,SIMATIC S7-300有多種性能級別的CPU： 1. 各種CPU均封裝在一個緊湊的塑料殼體內 2. CPU上集成有MPI多點接口， MPI接口可以使PLC與其它PLC、OS

2、、PG、OP等建立通信聯系，可建立由多個站點組成的簡單網絡。 3. CPU31x 2集成Profibus-DP接口，適用于大范圍分布式自動化結構。 4. 通過模塊擴展，可以實現EtherNet通信 5. 執(zhí)行速率、存儲器容量、可擴展I/O點數等都隨著CPU序號的遞增而增加。,CPU單元1,4.1.2 模擬量輸入模塊(SM331),模擬量值的表示方法,SM331的輸入測量范圍很寬，可直接輸入電壓、電流、電阻、mV等信號,單極性電壓、電流輸入的數字化表示：,,雙極性是什么意思？,L PIW 400//從端口地址（例如：400）讀入十進制轉換結果 T # Dec_in//存入臨時變量Dec_in

3、，表示臨時變量 CALL SCALE//直接調用系統(tǒng)提供的轉換函數，以下是輸入輸出參數 IN : =# Dec_in//入口參數：十進制轉換結果 HI_LIM : =2.000000e+002//入口參數：工程量上限200，kPa（PLC本身沒有單位概念） LO_LIM : =0.000000e+000//入口參數：工程量下限0 BIPOLAR : =FALSE//入口參數：TRUE為雙極性，FALSE為單極性 RET_VAL : =#ret//出口參數：返回值（準確0，錯誤其它值） OUT : =#In_result//出口參數：工程量轉換結果,420mA 15VDC 010mA

4、020mA ,數字量 027648 -2764827648,工程量，如： 0200kPa ,變送器：把（0200kPa）轉換為（420mA） 模 塊：把（420mA）轉換為（0，27648） 程 序：把（0，27648）轉換為（0200kPa）的值（ In_result ），共程序調用,,SM331模塊的硬件設置,2種規(guī)格型號：8通道、2通道, 模擬量模塊裝有量程塊，調整量程塊的方位可改變模塊內部的硬件結構 每兩個相鄰輸入通道共用一個量程塊，構成一個通道組。 量程塊是一個正方體的短接塊，在上方有“A”，“B”，“C”，“D”四個標記 不同的量程塊位置，適用于不同的測量方法和測量范圍。,SM33

5、1量程塊設置對應關系 ：,SM331模塊的軟件設置,SM331模塊的信號連接,電壓信號,電流信號,毫伏信號,電阻信號,輸入信號類型：,電壓信號連接,模塊配置成電壓輸入(B),電流信號連接,兩線制儀表與四線制儀表？,模塊配置成四線制電流輸入(C)，只接收420mA電流,四線制儀表,四線制輸入,電流信號連接,模塊配置成四線制電流輸入(C)，只接收420mA電流,,,,,,,,,,二線制儀表,四線制輸入,電流信號連接,模塊配置成二線制電流輸入(D)，帶配電接收420mA電流,二線制儀表,二線制輸入,內部原理示意,毫伏信號連接,一般什么儀表輸出mV信號？ 該儀表在使用時需要注意什么？,補償導線,,外部

6、補償,,內部補償,電阻信號連接,一般什么儀表輸出信號？ 該儀表在使用時需要注意什么？,四線制連接方式,三線制連接方式,二線制連接方式,P,4.1.3 模擬量輸出模塊(SM332),模擬量值的表示方法,,SM332模塊可以輸出電壓和電流兩種類型的信號,CALL UNSCALE//直接調用系統(tǒng)提供的轉換函數，以下是輸入輸出參數 IN :=#Out//入口參數：閥位值0100浮點數 HI_LIM :=1.000000e+002//入口參數：閥位上限100 LO_LIM :=0.000000e+000//入口參數：閥位下限0 BIPOLAR :=FALSE//入口參數：TRUE為雙極性輸出，FA

7、LSE單極性輸出 RET_VAL :=#Err//出口參數：返回值 OUT :=#Out_result//出口參數：十進制轉換結果存入臨時變量 L #Out_result T PQW 416//十進制轉換結果輸出到過程輸出緩沖區(qū)，如416,程 序：把（0100）轉換為（027648） 模 塊：把（027648 ）轉換為（420mA） 執(zhí)行器：把（420mA）轉換為相應的閥位,,SM332模塊的軟件設置（不需要硬件設置）,SM332有212、412、812位等AO模塊，其特性、參數、工作原理完全相同。,SM332模塊的信號連接,電壓信號,電流信號,輸出信號類型：,每通道有4個端子,電壓輸

8、出,,,,,,,RL,,,,,RL,電壓輸出（4線）電壓輸出（2線）,電流輸出,,,,,RL,,Io,4.1.4 開關量輸入模塊 (SM321),開關量輸入模塊SM321主要有直流信號輸入和交流信號輸入二大類,4.1.5 開關量輸出模塊(SM322),SM322模塊有晶體管、可控硅和繼電器3種輸出類型,4.2 系統(tǒng)配置,根據自動化系統(tǒng)的實際規(guī)模和要求，配置PLC硬件系統(tǒng)。,S7系列PLC采用的是模塊化的結構形式，根據系統(tǒng)規(guī)模用戶可選擇不同型號和不同數量的模塊，并把這些模塊安裝在一個或多個機架上。 除了CPU模塊、電源模塊、通信接口模塊之外，它規(guī)定每一個機架最多可以安裝8個I/O信號模塊。 一個

9、PLC系統(tǒng)的最大配置能力（包括I/O點數、機架數等）與CPU的型號相關,常用的模塊： CPU：312、313、314、315-2DP、316-2 電源：PS-307（2A、5A、10A）、SITOP（5A、10A、20A、40A） 接口模塊（連接機架）：IM365（CR，最多1）/IM365（ER，最多1） IM360（CR，最多1）/IM361（ER，最多3） IM153（ER，最多127，DP總線） AI：SM331（I、V、mV、；2通道、8通道） SM331 RTD（ ；2通道、8通道） AO：SM332（I、V；2通道、4通道，8通道） DI：SM321（8/16/32通道） D

10、O：SM322 （8/16/32通道）,某系統(tǒng)需要,輸入：46路420mA信號 輸入：4路PT100信號 輸出：32路420mA信號,要求配置S7 PLC的I/O模塊并選擇合適的CPU單元,每路420mA占1個A/D通道 需46個A/D通道,,需7塊8通道SM331,每路420mA占1個D/A通道 需32個D/A通道,,需4塊8通道SM332,示例：,電阻信號可以配置RTD模塊 需4個RTD通道,,需1塊8通道SM331 RTD,(1) IO模塊配置一,冗余10個通道,冗余4個RTD通道,過多的冗余是浪費，但適當的冗余還是必要的,總計12塊SM模塊，需要2個機架,每路420mA占1個A/D通道

11、 需46個A/D通道,每路420mA占1個D/A通道 需32個D/A通道,,需4塊8通道SM332,示例：,每路電阻信號占2個A/D通道 需8個A/D通道,,需7塊8通道SM331,(2) IO模塊配置二,冗余2個A/D通道,總計11塊SM模塊，需要2個機架,(3) CPU配置,該系統(tǒng)需要12個SM模塊，必須安裝到2的機架，如果單純從I/O配置的角度分析（暫不考慮內存、速度需求），根據表7.1中的性能參數，該系統(tǒng)可以選用CPU314或CPU314以上的型號均可。,有三種選擇：,示例：,(3) 接口模塊,(4) 電源模塊,模塊供電，外部儀表供電（確定合適的電源模塊的功率） 盡管理論上可以集中供電

12、，即兩個機架用同一個電源，但實際系統(tǒng)建議每個機架分別配置電源模塊 2塊,第一種：IM365/IM365，最經濟 第二種：IM360/IM361，有一定擴展 能力，可以擴到4個機架 第三章：IM153，CPU上需要有DP口（或者通過模塊擴展DP口），有很大的擴展能力，可方便地和其他系統(tǒng)組網,示例：,(5) 其它附設,導軌：安裝各種模塊（幾個機架至少幾塊） 與上位機通信的接口卡：板卡式MPI網卡CP5611 編程電纜（外置，USB或者串口連接） 內存卡：新CPU必須，有不同容量，如64KB、128KB、512KB、2MB、4MB 總線連接器：DP總線連接、上下位機采用網卡連接

13、時需要，每點1個 通信電纜（屏蔽雙絞線）：DP總線連接、上下位機采用網卡連接時需要 下位機開發(fā)軟件：STEP7 5.x（很貴的?。?上位機組態(tài)軟件：WINCC（和系統(tǒng)點數有關系，可以自主開發(fā)） ,4.2.1 硬件結構配置,PLC模塊的安裝是有順序要求的，每個機架從左到右分為11個邏輯槽號 電源模塊安裝在最左邊的1#槽，2#槽安裝CPU模塊，3#槽安裝通信接口模塊，411#槽可自由分配I/O信號模塊、功能模塊或擴展通信模塊。 需要注意的是，槽號是相對的，機架上并不存在物理上的槽位限制。,電源模塊,CPU模塊,通信模塊,I/O模塊,1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11,邏輯槽號,,,

14、電源 1,CPU2,IO 4,IO 5,IO 6,IO 7,IO 8,IO 9,電源 1,接口2,IO 4,IO 5,IO 6,IO 7,IO 8,IO 9,,機架的連接(1),如果：機架數量=2 and 機架之間的距離1米,方式一：,,,機架的連接(2),如果：機架數量4 and 機架之間的距離10米,方式二：,,,機架的連接(3),如果：機架數量4 or 機架之間的距離10米 要求：CPU上集成DP口或在CR上擴展DP口（ProfibusDP）,方式三：,CR：安裝在控制室,,連接到DP接口,IM153,,,,,Profibus-DP總線,總結,硬件配置部分 【一個機架】

15、 8個SM/FM模塊 電源 CPU SM/FMSM/FMSM/FM 【兩個機架，間距 10米/1米】 8個SM/FM模塊 電源 CPU IM360/365 SM/FMSM/FMSM/FM 8個SM/FM模塊 電源 IM361/365 SM/FMSM/FMSM/FM,【34個機架，間距 10米】 8個SM/FM模塊 電源 CPU IM360 SM/FMSM/FMSM/FM,電源 電源 電源,IM361 SM/FMSM/FMSM/FM IM361 SM/FMSM/FMSM/

16、FM IM361 SM/FMSM/FMSM/FM,,,,【多個機架，間距“不限”】,電源 電源 電源 電源 電源,IM153 SM/FMSM/FMSM/FM IM153 SM/FMSM/FMSM/FM IM153 SM/FMSM/FMSM/FM IM153 SM/FMSM/FMSM/FM IM153 SM/FMSM/FMSM/FM,,,電源 CPU,SM/FMSM/FMSM/FM,,,,,Profibus DP總線,PLC系統(tǒng)開發(fā)的基本流程,根據工藝要求，確定I/O參數數量,1. 進入Step 7 2-1.硬件配置 2-2.地址配置：網絡地址 IO端口地址 3. 軟

17、件編程(針對工藝要求),4.2.2 IO地址配置,系統(tǒng)的I/O模塊分為：模擬量和數字量二種類型， 每個模塊包含若干個通道。 模塊上任何通道均配置獨立的地址 應用程序則根據地址實現對它們的操作。,每個通道的地址占用一位(bit) 數字量模塊最大為 32 通道 模塊地址最多占 4 字節(jié),數字量I/O模塊,每個模擬量地址為一個字地址(2byte) 模擬量模塊最大為 8 通道 模擬地址最多占 16 字節(jié),模擬量I/O模塊,I/O地址的生成,I/O地址的配置注意事項：,配置IO模塊地址時，可以是系統(tǒng)提供缺省地址(初學者推薦使用)，也可以是手工自主配置(部分CPU不支持該功能； 不同CPU的最大IO尋址能

18、力是不同的，如CPU3152DP可達2KB； 輸入、輸出的地址是不同的，即CPU3152DP最大輸入地址2KB，最大輸出地址也是2KB，實際可尋址4KB 0127字節(jié)留給開關量模塊使用,例子：,某8通道SM331模塊，配置地址為256271,第07通道的地址分別為：256、258、260、262、264、266、268、270 讀取第0個通道的模擬量轉換結果：L PIW256 讀取第7個通道的模擬量轉換結果：L PIW270,L PIW256就是把十進制轉換結果，讀入到累加器。 如420mA輸入信號的轉換結果式027648 用scale函數可以在PLC內部把027648還原到與變送器量程

19、對于的工程量,某8通道SM332模塊，配置地址為272287,把一個輸出送到第0個輸出通道：T PQW272 把一個輸出送到第7個輸出通道： T PQW286,輸出過程： （1）控制策略運算結果，一般為0100的閥位 （2）調用unscale函數把0100轉換為027648（十進制數） （3）T PQW272 / 274,例子：,例子：,某32通道SM321模塊，配置地址為03,讀入第0個通道的二進制值：A I 0.0 讀入第7個通道的二進制值： A I 0.7 讀入第8個通道的二進制值： A I 1.0 讀入第22個通道的二進制值： ,A I 2.6,某16通道SM322模塊，配

20、置地址為45,輸出一個二進制值到第0通道： Q 4.0 輸出一個二進制值到第7通道： Q 4.7 輸出一個二進制值到第12通道： , Q 5.4,4.2.3 內部寄存器,S7 CPU的寄存器有（7個）：,4.2.4 存儲區(qū),CPU能訪問的存儲區(qū)：P、Q、I、M、T、C、DB塊、L堆棧,主要關心哪些存儲區(qū)能夠按“位”方位，哪些不能。,外設I/O與存儲區(qū)的映像,外設IO模塊與存儲區(qū)有二種映射關系： 外設輸入輸出存儲區(qū)（PI、PQ） 輸入輸出映像區(qū)（I、Q）,外設輸入輸出存儲區(qū)：包括外設輸入（PI）和外設輸出（PQ） 不能逐位訪問，其它都可以,輸入輸出映像表：包括輸入過程映像表（I）和

21、輸出過程映像表（Q） 輸入映像表為128Byte，是對PI首128Byte的映像， 輸出映像表為128Byte，是對PQ的首128Byte的映像 這兩段地址一般作為開關量輸入、輸出模塊的IO地址 能夠逐位方式訪問，其它也可以,輸入映像示例,,,,,,,,,,,,,,,,,,開關量輸入模塊缺省地址,模擬量輸入模塊地址,輸出映像示例,4.3 指令系統(tǒng)簡介,SIMATIC S7系列PLC用戶程序的開發(fā)軟件包：STEP 7 S7系列PLC的編程語言：LAD（梯形圖）、STL（語句表）*、 SCL（標準控制語言）、C for S7（C語言）等， 用戶可以選

22、擇一種語言編程，也可混合使用幾種語言編程。 常用的編程語言： LAD（梯形圖）、STL（語句表）*,4.3.1STL指令及其結構,語句指令： 操作碼 操作數,A I 0.1 //對輸入繼電器 I 0.1 進行與操作,,,L MW10 //將字MW10裝入累加器1,,,定義要執(zhí)行的功能,執(zhí)行該操作所需要的信息,,,,, 有些語句指令不帶操作數，它們操作的對象是唯一的。 NOT //對邏輯操作結果（RLO）取反。,MB10,MB11,MB12,MB13,MB14,M 10.3,,,,,,,MW10,MD10,位存儲區(qū)的操作數表示方式,存儲區(qū)及其操作數表示方法

23、,4.3.2 尋址方式,操 作 數指令的操作或運算對象 尋址方式指令得到操作數的方式。 尋址方式立即尋址 存儲器直接尋址 存儲器間接尋址 寄存器間接尋址,尋址方式一：立即尋址,SET //把RLO （Result of Logic Operation）置“1” L 27 //把整數27裝入累加器1 L C#0100 //把 BCD碼常數0100裝入累加器1,立即尋址：對常數或常量的尋址方式，操作數本身包含在指令中,尋址方式二：直接尋址,A I0 . 0 //對輸入位I0.0進行“與”邏輯操作 S L20 . 0//把本地數據位L20.0置1 = M115

24、 . 4 // 將RLO的內容傳給位存儲區(qū)中的位M115.4 L DB1 . DBD12 //把數據塊DB1雙字DBD12中的內容傳送給累加器1 //雙字表示32位，如浮點數為32為雙字,直接尋址：在指令中直接給出操作數的存儲單元地址,尋址方式三：存儲器間接尋址,（用得不是很多）,存儲器間接尋址 ：標識參數由一個存儲器給出，存儲器的內容對應該標識參數的值(該值又稱為地址指針) 該尋址方式能動態(tài)改變操作數存儲器的地址，常用于程序循環(huán),A IMD 2//對由MD 2指出的輸入位進行“與”邏輯操作，如： MD 2值為 //20000 0000 0000 0000 000

25、0 0000 0101 0110表示I 10. 6 L IBDBD 4 //將由雙字DBD 4指出的輸入字節(jié)裝入累加器1，如DBD 4值為 //20000 0000 0000 0000 0000 0000 0101 0000表示對IB10操作 OPN DBMW 2 //打開由字MW2指出的數據塊，如MW2為3，則打開DB3,地址的兩種表述方式, 標識參數：1.2 標識參數：10 標識參數：12, DB1.DBD0=P#1.2 MD16=P#10.0 MW20=12,字地址指針,雙字地址指針,字地址指針的描述：MW20,15 8 7 0 XXXX XXXX XXXX XXXX,表

26、示065535,,雙字地址指針的描述：MD16、DB1.DBD0,31 24 23 16 15 8 7 0 XXXX XXXX XXXX XXXX XXXX XXXX XXXX XXXX 0000 0000 0000 0bbb bbbb bbbb bbbb bxxx 字節(jié)編號 位編號 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1010 1.2 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0110 0000 12,用雙字格式訪問字節(jié)、字、雙字存儲器，必須保證位編號為0。,地址指針的描述,實例,L

27、 +5//將整數+5裝入累加器1 T MW0//將累加器1的內容傳送給存儲字MW0，此時MW0內容為5 OPN DBMW0//打開由MW0指出的數據塊，即打開數據塊5（DB5） L P#8.7 //將地址指針2#0000 0000 0000 0000 0000 0000 0100 0111裝入A1 T MD2//將累加器1的內容P#8.7傳送給位存儲區(qū)中的MD2 L P#4.0//將2#0000 0000 0000 0000 0000 0000 0010 0000裝入A1 累加器1原內容P#8.7被裝入累加器2 +I//將累加器1和累加器2內容整數相加，在累加器1中得到的“和”為

28、 2#0000 0000 0000 0000 0000 0000 0110 0111（P#12.7） T MD6//將累加器1的當前內容傳送MD6（12.7） AIMD2//對輸入位I8.7進行“與”邏輯操作，結果存放在RLO中 = QMD6//將RLO賦值給輸出位Q12.7,尋址方式四：寄存器間接尋址,在S7中有兩個地址寄存器（AR1和AR2） 地址寄存器的內容 偏移量 地址指針,LP#8.6 LAR1 L P#10.0 LAR2 A IAR1，P#1.0 = QAR2，P#4.1,這是區(qū)域內寄存器間接尋址指令中給出存儲區(qū)域標識,LP#I8.6 LAR1 L P#Q10.0 LA

29、R2 A AR1，P#1.0 = AR2，P#4.1,這是區(qū)域間寄存器間接尋址存儲區(qū)域的信息包含在地址指針中,//將P#8.6裝入A 1 //將累加器1的內容傳送至地址寄存器1 //將P#10.0裝入A1 //將累加器1的內容傳送至地址寄存器2 //AR1+偏移量(9.6) //AR2+偏移量(14.1),//將指向I8.6的地址指針裝入A 1 //將累加器1的內容傳送至地址寄存器1 //將指向Q8.6的地址指針裝入A 1 //將累加器1的內容傳送至地址寄存器2 //AR1+偏移量(9.6) //AR2+偏移量(14.1),等以后熟悉了再用,存儲器地址指針的描述,31 24 23

30、16 15 8 7 0 XXXX XXXX XXXX XXXX XXXX XXXX XXXX XXXX z000 0rrr 0000 0bbb bbbb bbbb bbbb bxxx 字節(jié)編號 位編號,,,0：區(qū)域內間接尋址 1：區(qū)域間間接尋址,,存儲區(qū)域標識符P.255,31 24 23 16 15 8 7 0 XXXX XXXX XXXX XXXX XXXX XXXX XXXX XXXX z000 0rrr 0000 0bbb bbbb bbbb bbbb bxxx 字節(jié)編號 位編號 0000 000

31、0 0000 0000 0000 0000 0100 0110 P#8.6 1000 0001 0000 0000 0000 0000 0100 0110 P#I8.6 1000 0010 0000 0000 0000 0000 0100 0110 P#Q8.6,實例1,L P#0.0 LAR1 L P#10.0 LAR2 L 64 n1: T #loopcounter OPN DB1 CLR A I AR1,P#0.0 = DBX AR2,P#0.0 L P#0.1 +AR1 L P#0.1 +AR2 L #loopcounter LOO

32、P n1,作用： 把地址為0.0開始的64個開關量輸入信號采用循環(huán)方式逐個轉存到DB1，存放位置由DB1.DBX10.0開始的64個位。 Loopcounter為整形臨時變量,累加器A1減1，A1不為0，則循環(huán)到n1,實例2,L P#256.0 LAR1 L P#200.0 LAR2 L 32 n1: T #loopcounter OPN DB2 L PIW AR1,P#0.0 T # Dec _In CALL SCALE IN : =# Dec_in HI_LIM : =2.000000e+002 LO_LIM : =0.000000e+000

33、 BIPOLAR : =FALSE RET_VAL : =#ret OUT : =#In_result L#In_result TDBDAR2,P#0.0 L P#2.0 +AR1 LP#4.0 +AR2 L #loopjsq LOOP n1,作用： 把地址為256.0開始的32個模擬量輸入信號采用循環(huán)方式逐個轉存到DB2，存放位置由DB2.DBD200開始的32個浮點數。 如果不同量程如何處理？,4.3.3 狀態(tài)字,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,首次檢測位 *,邏輯操作結果*,狀態(tài)位,或位,溢出位,溢出狀態(tài)保持位,條件碼0,條件碼1,二進制結果位,狀態(tài)

34、字表示CPU執(zhí)行指令時所具有的狀態(tài)，用戶程序可以訪問和檢測狀態(tài)字，并可以根據狀態(tài)字中的某些位決定程序的走向和進程。,,首次檢測位（FC）,位置：狀態(tài)字位 “0” 作用：首次檢測位FC 決定了對其接點信號的存放位置。 在邏輯串指令執(zhí)行過程中 ： 若 FC 0，表明一個梯形邏輯網絡的開始（或為首條邏輯串指令），CPU對操作數的檢測結果（首次檢測結果）直接保存在狀態(tài)字的RLO位中，FC 位置1； 若FC 1，檢測結果與RLO相運算，并把運算結果存于RLO 清除：執(zhí)行輸出指令（S、R、=）或與邏輯運算有關的轉移指令時 FC被清0（表示邏輯串結束） OMRON PLC沒有這個位，因為,OMRO

35、N有 LD 和 LD NOT,邏輯操作結果(RLO),Result of Logic Operation， RLO,位置：狀態(tài)字位 “1” 作用：存儲位邏輯指令或算術比較指令的結果。,所有的邏輯運算結果均放在此處！！,,,,RLO、FC的變化示例,4.3.4 位邏輯運算指令,PLC中的觸點包括常開觸點(動合觸點)和常閉觸點(動斷觸點)兩種形式。 常開(動合)觸點： “1”“動作”“閉合” “0”“不動作”“斷開” 常閉(動斷)觸點： “1”“動作”“斷開” “0”“不動作”“閉合”,位邏輯運算指令主要包括：與 A 與非AN 或 O 或非ON 異或XOR 賦值 置位 S 復位 R,串聯邏輯

36、A、AN,A I 0.0 A I1.0 AN M2.1 = Q4.0,I0.0為“1” 且 I1.0為“1” 且 M2.1為“0” Q4.0為“1”,并聯邏輯 O、ON,I0.0為“1” 或 I1.0為“1” 或 M2.1為“0” Q4.0為“1”,O I 0.0 O I1.0 ON M2.1 = Q4.0, 串并聯的復合達式和先“與”后“或”,當邏輯串是串并聯的復合組合時，CPU的掃描順序是先“與”后“或”。,A( A I0.0 A I0.1 O AN I0.3 AN I0.4 ) A I0.2 = Q1.2,A( O I0.0 O

37、N I0.3 ) A( O I0.1 ON I0.4 ) A I0.2 = Q1.2, 輸出指令(), 該操作把狀態(tài)字中RLO的值賦給指定的操作數（位地址） 把首次檢測位（FC位）置0，來結束一個邏輯串 一個RLO可以驅動多個輸出元件,A I 0.0 = Q 1.2 = Q 1.3,置位復位指令, 置位復位指令根據RLO的值，來決定被尋址位的信號狀態(tài)是否需要改變。 若RLO的值為1，被尋址位的信號狀態(tài)被置l或清0； 若RLO是0，則被尋址位的信號保持原狀態(tài)不變， 又被稱為靜態(tài)置位復位【賦值輸出（）被稱為動態(tài)賦值輸出】,4.4 程序結構,STEP7 有

38、二種編程方法： 線性編程、結構化編程,結構化編程的“塊”,STEP 7,C語言,main(),,中斷函數,,組織塊OB,程 序 代 碼,,功能塊,DB塊,全局變量,,數 據,數據塊,SFB、SFC,庫函數,,系統(tǒng)函數,FC塊,用戶定義函數,,,FB塊,類似于子程序/過程,,4.4.1 數據塊,PLC可定義的數據類型：bool、byte、int、dint、real、date、time等基本數據類型，以及數組、結構等復式數據類型,數據塊定義的原則： 先定義后訪問 S7 CPU允許建立不同大小的數據塊，以序號區(qū)分 不同的CPU對允許定義的數據塊數量及數據總量有限制 例如：CPU 314允許定義用作數

39、據塊的存儲器最多8KByte， 用戶定義的數據總量不能超過8K，否則將造成系統(tǒng)錯誤。, 數據塊定義,用STEP 7開發(fā)軟件包定義，使用前作為用戶程序的一部分下載到CPU,程序運行過程中通過系統(tǒng)函數動態(tài)定義數據塊 (慎用，定義不當易崩潰),有2種定義方式:, 數據塊訪問,直接訪問，指令中寫明數據塊號、類型、位置 L DB1.DBD2 //塊號1，雙字，數據塊中25字節(jié) A DB1.DBX2.2 //塊號1，位， 2字節(jié)第2位 L “Temp”T0 //符號地址, “先打開后訪問” OPN DB 1 L DBD 2 //訪問DB1.DBD2 OPN DI2 T DBD

40、 4 //訪問DI2.DBD4,,注：數據塊沒有專門的關閉指令，在打開一個新塊時，先前打開的塊自動關閉 因CPU只有DB和DI兩個數據塊地址寄存器，所以最多可同時打開兩個塊, 背景數據塊和共享數據塊,背景數據塊：附屬于某個FB塊，數據塊與某FB所要求的輸入輸出數據格式完全相符。背景數據庫可以理解為某FB的輸入實參體。 共享數據塊：定義的數據可以被任何塊讀寫訪問 數據塊在CPU的存儲器中是沒有區(qū)別的，只是由于打開方式不同，才在打開時有背景數據塊和共享數據塊之分。原則上，數據塊都可以當作共享數據塊使用。 數據塊可以定義多個，以序號加以區(qū)分,,4.4.2 邏輯功能塊,S7 PLC程序可以放在

41、任何OB、FB、FC中 FB、FC可以被OB調用，也可以被其它FB、FC調用。,OB,FB FC SFB SFC,,,,OB塊不可以被調用,,,,應用程序,應用程序,其它 FB/FC/ SFB/SFC,,,, 不超過8級,(1)FC塊,FC功能塊由兩個主要部分組成：一是變量聲明表；二是應用程序,變量申明表,應用程序,包括：in、out、in_out、temp,,FB功能塊由兩個主要部分組成：一是變量聲明表；二是應用程序,變量申明表,應用程序,(2)FB塊,包括：in、out、in_out、temp、stat,,(3)變量說明,臨時變量僅在邏輯塊運行時有效，邏輯塊結束時存儲臨時變量的內存被操作系

42、統(tǒng)另行分配。,in out in_out,,實現調用塊和被調用塊間的數據傳遞。 在調用功能塊時給出，實參的數據類型必須與形參一致。,stat,靜態(tài)變量定義在背景數據塊中 當被調用塊運行時，能讀出或修改背景數據塊中的靜態(tài)變量；被調用塊運行結束后，靜態(tài)變量保留在背景數據塊中。,temp,(4)FC、FB的調用,CALL FB4 , DB33 a1:= a2:= b1:= c1:=,FB塊的調用：,DB33中的數據結構應與FB4中的變量申明表結構（除temp變量）完全相同,FC功能塊沒有背景數據塊，調用時賦實參(數據類型相同)：,CALL FC1 a1:= DB1.DBD0.0 a2:=

43、 DB2.DBW6.0 b1:= DB10.DBX5.6 c1:= MW12,(5)其它, FB、FC可以定義多個，以序號區(qū)分。 S7CPU中可使用的B堆棧大小是有限制的，對于S7300 CPU可在B堆棧中存儲8個塊的信息，因此在控制程序中最多可同時激活8個塊。,4.4.3 組織塊及中斷優(yōu)先級,DB/FB/FC可以根據需要定義，以序號區(qū)分 同一類的塊沒有“貴賤”之別,OB塊也可以根據需要定義，以序號區(qū)分 但不同的塊功能不同，且有“優(yōu)先級”之別,1.每一個OB可以對應為一種中斷，不同的OB對應有不同的優(yōu)先級 2. OB1是主循環(huán)塊，任何S7PLC系統(tǒng)都需要OB1，所以優(yōu)先級最低 問題：從過程

44、控制的角度看，除了OB1之外，通常還需要哪些中斷？,,部分OB塊的優(yōu)先級：,注意事項,一個OB塊可以形成一個程序鏈(OB調用FB/FC，FB/FC調其它FB/FC) 所有程序的臨時變量存放在L堆棧中，L堆棧是有限的，如：CPU 314的L堆棧為1536Byte，供程序中的所有優(yōu)先級劃分使用。 對于CPU 314，允許每個優(yōu)先級及所有嵌套調用中激活塊的自定義臨時變量總數不能超過236Byte（有20B被OB自己占用了），否則L堆棧會溢出，導致CPU有RUN模式變?yōu)镾TOP模式。,問題：如果臨時變量不夠用怎么辦？,3個常用組織塊,(1) 初始化塊（OB100）,當PLC從STOP狀態(tài)切換到RUN狀

45、態(tài)后，CPU首先調用OB100一次，OB100調用結束后，操作系統(tǒng)開始進入程序運行； 如沒有OB100，則系統(tǒng)不對任何參數進行初始化。,(2) 主循環(huán)塊（OB1）,OB1是最基本的組織塊，當OB100調用結束后，操作系統(tǒng)開始周而復始地調用OB1，這稱為掃描循環(huán)。 調用OB1的時間間隔稱為掃描周期，掃描周期的長短，主要由 OBI中的程序執(zhí)行所需時間決定。 OB1必須存在，但OB1中不一定需要放置代碼。 為防止程序陷入死循環(huán)，可以設置確定主循環(huán)的最長時間。正常情況下，掃描周期小于該時間，如果掃描周期大于設定主程序最大允許循環(huán)行時間，操作系統(tǒng)調用OB80（循環(huán)時間超時），若OB 80中未編寫程序，C

46、PU將轉入停止（STOP）狀態(tài)。,S7300 PLC允許設計一個以固定間隔運行的定時中斷組織塊OB35，定時時間間隔可以在lmslmin的范圍內設置，當允許循環(huán)中斷時，OB35以固定的間隔循環(huán)運行，但要求確保設置的定時時間間隔大于OB35的執(zhí)行時間，否則將造成系統(tǒng)異常，操作系統(tǒng)將調用異步錯誤OB 80。,(3)循環(huán)中斷（OB 35）,4.4.4 邏輯塊的調用關系,4.5 S7 PLC的網絡通信,現代計算機控制系統(tǒng)已不再是自動化的“孤島”，而是集過程控制、生產管理、網絡通信、IT技術等為一體的綜合自動化系統(tǒng)，系統(tǒng)最主要的結構特征表現為一個多層次的網絡體系。,S7 PLC的網絡功能很強，它可以適應

47、不同控制需要的網絡體系，也為各個網絡層次提供互聯模塊或接口裝置，通過通信子網把PLC、PG、PC、OP及其它控制設備互聯起來。,S7 PLC可以提供：MPIMultipoint Interface PROFIBUSDP Industrial Ethernet 這3種通信方式都有各自的技術特點和不同的適應面。,（1）PLC機架的三種通信（集成）方式,IM365/IM365本地集成一 IM360/IM361本地集成二 IM153分布式IO,,控制室,現場,優(yōu)先考慮,（2）PLC與上位機的三種通信方式,MPI通信,物理層符合RS485標準，是一種低成本的網絡系統(tǒng)，用于連接多個不同的CPU或設備。

48、 多數SIMATIC產品都集成有MPI接口,一個MPI網最多允許連接32個網絡站點，它的傳輸速率是187.5Kbps，因此，MPI子網主要適用于站點數不多、數據傳輸量不大的應用場合。,MPI連接距離有限，從第一個節(jié)點到最后一個節(jié)點最長距離僅為50m。對于一個要求較大區(qū)域的信號傳輸，采用兩個中繼器可以將MPI通信電纜最大長度延伸到1100m。,適用于多數中小系統(tǒng),MPI通信,ProfibusDP通信,說明： 1.CPU上需要有DP接口，可以是集成的，也可以式擴展的（如CP3425） 2.最大站點數127 3.最大通信距離（不加中繼器）1200米，與通信波特率有關 4.OS需要配置接口卡（如CP5

49、611等) 5.OS需要軟件支持,Ethernet通信,說明： 1.PLC上需要配置以太網擴展接口模塊（如CP3431等，P.271) 2.OS上可以用普通網卡 3.OS需要軟件支持（如基于OPC的通信支持軟件包）,（3）PLC與PLC的三種通信方式,MPI通信,物理層符合RS485標準，是一種低成本的網絡系統(tǒng)，用于連接多個不同的CPU或設備。 多數SIMATIC產品都集成有MPI接口,MPI通信,GD通信，參見P268,ProfibusDP通信,S7函數通信 CALL AG_RECV“ CALL AG_SEND 左邊發(fā)送的數據即是右邊接收的數據，發(fā)送方和接收方的數據長度要統(tǒng)一,DP

50、 coupler通信,定義通信，需要通信的數據只需要在DP coupler上配置，即可實現自動通信 發(fā)送方和接收方的數據長度要統(tǒng)一,（4）PLC與其它協議的通信,與RS232之間的通信,,,CP340(6ES7 340-1AH02-0AE0)或 CP341(6ES7 341-1AH01-0AE0),與RS422/RS485之間的通信,,,CP340(6ES7 340-1CH02-0AE0)或 CP341(6ES7 341-1CH01-0AE0),作業(yè)：閱讀以下程序，寫出程序功能（文字描述或框圖均可）,CLR //清除RLO，使RLO0 A #Po_Ne JCN z1//RLO=“0”，跳

51、轉至z1 L #in_sp L #in_Vn -R T #en0 JU f1//無條件跳轉至f1 z1: L #in_Vn L #in_sp -R T #en0 f1: L #en1 -R L #A1 *R T #zc1 L 5.000000e-001 L #A2 /R L #en0 *R L #A1 *R T #zc2 L #A3 L 5.000000e-001 /R L#A1 *R T #zc3,L 2.000000e+000 L #en1 *R T #zc4 L #en0 L #zc4 -R L #en2 +R L #zc3 *R L #zc2 +R L #zc1 +R T#d_Vout L#Vout +R T#Vout L #Vout L 0.000000e+000 R JCN n3 L 1.000000e+002 T #Vout n3: L #en1 T #en2 L #en0 T #en1 BEU //本段程序結束,6月7日作業(yè),教材P281、P282中7-11、7-12兩題,