S7-200PLC逻辑运算指令

  逻辑运算指令

S7-200PLC ASCII码转换成十六进制数举例（梯形图和语句表程序）

将VB10～VB12中存放的3个ASCII码33、45、41，转换成十六进制数。

梯形图和语句表程序如图所示。

例题图

程序运行结果如下：

可见将VB10～VB12中存放的3个ASCII码33、45、41，转换成十六进制数3E和Ax ，放在VB20和VB21中，“x”表示VB21的“半字节”即低四位的值未改变。

整数加法（ADD-I）和减法（SUB-I）指令是：使能输入有效时，将两个16位符号整数相加或相减，并产生一个16位的结果输出到OUT。

双整数加法（ADD-D）和减法（SUB-D）指令是：使能输入有效时，将两个32位符号整数相加或相减，并产生一个32位结果输出到OUT。

整数与双整数加减法指令格式如表1所示。

表1  整数与双整数加减法指令格式

说明：

（1）当IN1、IN2和OUT操作数的地址不同时，在STL指令中，首先用数据传送指令将IN1中的数值送入OUT，然后再执行加、减运算即：OUT+IN2=OUT、OUT-IN2=OUT。为了节省内存，在整数加法的梯形图指令中，可以指定IN1或IN2=OUT，这样，可以不用数据传送指令。如指定INI=OUT，则语句表指令为：+I  IN2，OUT；如指定IN2=OUT，则语句表指令为：+I  IN1，OUT。在整数减法的梯形图指令中，可以指定IN1=OUT，则语句表指令为：-I  IN2，OUT。这个原则适用于所有的算术运算指令，且乘法和加法对应，减法和除法对应。

（2）整数与双整数加减法指令影响算术标志位SM1.0（零标志位），SM1.1（溢出标志位）和SM1.2（负数标志位）。

西门子PLC集成脉冲输出通过步进电机进行定位控制

关于定位控制(Positioning，调节(Regulated)和控制(Controlled)操作之间存在一些区别。步进电机小需要连续的位置控制，而在控制操作中得到应用。在以下的程序例子中，借助于CPU214所产生的集成脉冲输出，通过步进电机来实现相对的位置控制。虽然这种类型的定位控制小需要参考点，本例还是初略地描述了确定参考点的简单步骤。因为实际上它总是相对一根轴确定一个固定的参考点，因此，用户借助于一个输入字节的对偶码(Duul coding)给CPU指定定位角度。用户程序根据该码计算出所需的定位步数，再由CPU输出相关个数的控制脉冲。

例图

硬件要求

程序框图

程序和注释

一、初始化

在程序的**个扫描周期(SM0.1=1)，初始化重要参数。

二、设置和取消参考点

如果还没有确定参考点，那么参考点曲线(Reference Point Curve)应从按“START"(起动)按钮(I1 .0开始。CPU有可能输出**数量的控制脉冲。在所需的参考点，按“设置/取消参考点”开关((I1.4)后，首先调用停比电机的子程序。然后，将参考点标志位M0.3置成1，再把新的操作模式“定位控制激活”显示在输出端Q1.0。

如果I1.4的开关己被激活，而且“定位控制”也被激活(M0.3=1)，则切换到“参考点曲线”操作模式。在子程序1中，将M 0.3置成0，并取消“定位控制激活”的显示(Q1 .0=0)。此外，控制还为输出**数量的控制脉冲做准备。当两次激活I1 .4开关，便在两个模式之问切换。如果此信号产生，同时电机在运转，那么电机就自动停机。

实际上，一个与驭动器连接的参考点开关将代替手动操作切换开关的使用，所以，参考点标志能解决模式切换。

三、定位控制

如果确定了一个参考点(M0.3=1 ），而且没有联锁，那么就执行相对的定位控制。在子程序2中，控制器从输入字节IBO读出对偶码方式的定位角度后，再存入字节MB11。与此角度有关的脉冲数，根据下面的公式计算:

该示例程序所使用的步进电机采用半步操作方式((S=1000)。在子程序3中循环计算步数。如果说现在按“START”按钮(I1.0)， CPU将从输出端Q0. 0输出所计算的控制脉冲个数，而且电机将根据相应的步数来转动，并在内部将“电机转动”的标志位M0.1置成1。

在完整的脉冲输出之后，执行中断程序0，此程序将M0.1置成0，以便能够再次起动电机。

四、停止电机

按“STOP"(停止)按钮(I1.1)，可在任何时候停止电机。执行子程序0中与此有关的指令。

本程序长度为147个字。

西门子PLC填表指令的格式使用简介

表填表（ATT）指令：向表格（TBL）中增加一个字（DATA）。如图1所示。

说明：

（1） DATA为数据输入端，其操作数为：VW, IW, QW, MW, SW, SMW, LW, T, C, AIW, AC, 常量, *VD, *LD, *AC；数据类型为：整数。

（2）TBL为表格的首地址，其操作数为：VW, IW, QW, MW, SW, SMW, LW, T, C, *VD, , *LD *AC；数据类型为：字。

（3）指令执行后，新填入的数据放在表格中**后一个数据的后面，EC的值自动加1。

（4）使ENO = 0的错误条件：0006（间接地址），0091（操作数超出范围），SM1.4（表溢出），SM4.3（运行时间）。

（5）填表指令影响特殊标志位：SM1.4（填入表的数据超出表的**长度，SM1.4=1）。

 ATT  DATA，TBL

图1 填表指令的格式

填表指令应用举例。将VW100中的数据1111，填入首地址是VW200的数据表中（图1）。程序及运行结果如图2所示。

图1

LD     I0.0

ATT    VW100, VW200

图2

可编程控制器梯形图设计规则

1．触点的安排 

梯形图的触点应画在水平线上，不能画在垂直分支上。 

2．串、并联的处理 

在有几个串联回路相并联时，应将触点**多的那个串联回路放在梯形图**上面。在有几个并联回路相串联时，应将触点**多的并联回路放在梯形图的**左面。 

3．线圈的安排 

不能将触点画在线圈右边，只能在触点的右边接线圈。 

4．不准双线圈输出 

    如果在同一程序中同一元件的线圈使用两次或多次，则称为双线圈输出。这时前面的输出无效，只有**后一次才有效，所以不应出现双线圈输出。

5．重新编排电路

 如果电路结构比较复杂，可重复使用一些触点画出它的等效电路，然后再进行编程就比较容易。

 6．编程顺序

     对复杂的程序可先将程序分成几个简单的程序段，每一段从**左边触点开始，由上之下向右进行编程，再把程序逐段连接起来。

1．控制要求 

XCXDXEXF用PLC-01的常开开关表示，当XCXDXEXF取值不是（0001，0010，0011，0100，0101）时，L1闪亮表示出错，按停止按扭无效。必须取XCXDXEXF为（0001，0010，0011，0100，0101）后，再按停止按扭，复位一下，再按起动按钮，则L2亮表示可以进邮件，同时M5亮，S1产生1s的脉冲闪亮。在这基础上当XCXDXEXF取值0001时，表示邮编**个数字为1，当按下S2表示检测到了，脉冲开始计数，经五个脉冲后M1亮2s，表示开头为1的邮编进北京的邮箱，同时M5,L2,S1灭2s。当XCXDXEXF取值0010时，表示邮编**个数字为2，当按下S2表示检测到了，脉冲开始计数，经十个脉冲后M2亮2s，表示开头为2的邮编进上海的邮箱，同时M5,L2,S1灭2s。当XCXDXEXF取值0011时，表示邮编**个数字为3，当按下S2表示检测到了，脉冲开始计数，经十五个脉冲后M3亮2s，表示开头为3的邮编进天津的邮箱，同时M5,L2,S1灭2s。当XCXDXEXF取值0100时，表示邮编**个数字为4，当按下S2表示检测到了，脉冲开始计数，经二十个脉冲后M4亮2s，表示开头为4的邮编进武汉的邮箱，同时M5,L2,S1灭2s。当XCXDXEXF取值0101时，表示邮编**个数字为5，当按下S2表示检测到了，脉冲开始计数，经二十五个脉冲后，M5,L2,S1灭2s，表示开头为5的邮编进广州的邮箱。当开头为1的邮编检测到了，但M1还没亮时，转变XCXDXEXF的值，发生错误L1闪亮，情况就跟开头说的一样了，以此类推当其他号码检测到了，但还没投进箱子时，转变号码就发生错误。当邮编投进邮箱后再按S2表示检测到邮件工作。

图1  邮件分拣控制示意图

PLC基础知识(PLC入门必看)

PLC的发展历程 

在工业生产过程中，大量的开关量顺序控制，它按照逻辑条件进行顺序动作，并按照逻辑关系进行连锁保护动作的控制，及大量离散量的数据采集。传统上，这些功能是通过气动或电气控制系统来实现的。1968年美国GM（通用汽车）公司提出取代继电气控制装置的要求，第二年，美国数字公司研制出了基于集成电路和电子技术的控制装置，首次采用程序化的手段应用于电气控制，这就是**代可编程序控制器，称Programmable Controller（PC）。 

个人计算机（简称PC）发展起来后，为了方便，也为了反映可编程控制器的功能特点，可编程序控制器定名为Programmable Logic Controller（PLC）。 

上世纪80年代至90年代中期，是PLC发展**的时期，年增长率一直保持为30~40%。在这时期，PLC在处理模拟量能力、数字运算能力、人机接口能力和网络能力得到大幅度提高，PLC逐渐进入过程控制领域，在某些应用上取代了在过程控制领域处于统治地位的DCS系统。 

PLC具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点。PLC在工业自动化控制特别是顺序控制中的地位，在可预见的将来，是无法取代的。 

2 PLC的构成 

从结构上分，PLC分为固定式和组合式（模块式）两种。固定式PLC包括CPU板、I/O板、显示面板、内存块、电源等，这些元素组合成一个不可拆卸的整体。模块式PLC包括CPU模块、I/O模块、内存、电源模块、底板或机架，这些模块可以按照一定规则组合配置。 

3 CPU的构成 

CPU是PLC的核心，起神经中枢的作用，每套PLC至少有一个CPU，它按PLC的系统程序赋予的功能接收并存贮用户程序和数据，用扫描的方式采集由现场输入装置送来的状态或数据，并存入规定的寄存器中，同时，诊断电源和PLC内部电路的工作状态和编程过程中的语法错误等。进入运行后，从用户程序存贮器中逐条读取指令，经分析后再按指令规定的任务产生相应的控制信号，去指挥有关的控制电路。 

CPU主要由运算器、控制器、寄存器及实现它们之间联系的数据、控制及状态总线构成，CPU单元还包括外围芯片、总线接口及有关电路。内存主要用于存储程序及数据，是PLC不可缺少的组成单元。 

在使用者看来，不必要详细分析CPU的内部电路，但对各部分的工作机制还是应有足够的理解。CPU的控制器控制CPU工作，由它读取指令、解释指令及执行指令。但工作节奏由震荡信号控制。运算器用于进行数字或逻辑运算，在控制器指挥下工作。寄存器参与运算，并存储运算的中间结果，它也是在控制器指挥下工作。 

CPU速度和内存容量是PLC的重要参数，它们决定着PLC的工作速度，IO数量及软件容量等，因此限制着控制规模。 

4 I/O模块 

PLC与电气回路的接口，是通过输入输出部分（I/O）完成的。I/O模块集成了PLC的I/O电路，其输入暂存器反映输入信号状态，输出点反映输出锁存器状态。输入模块将电信号变换成数字信号进入PLC系统，输出模块相反。I/O分为开关量输入（DI），开关量输出（DO），模拟量输入（AI），模拟量输出（AO）等模块。 

常用的I/O分类如下： 

开关量：按电压水平分，有220VAC、110VAC、24VDC，按隔离方式分，有继电器隔离和晶体管隔离。 

模拟量：按信号类型分，有电流型（4-20mA,0-20mA）、电压型（0-10V,0-5V,-10-10V）等，按精度分，有12bit,14bit,16bit等。 

除了上述通用IO外，还有特殊IO模块，如热电阻、热电偶、脉冲等模块。 

按I/O点数确定模块规格及数量，I/O模块可多可少，但其**数受CPU所能管理的基本配置的能力，即受**的底板或机架槽数限制。 

5 电源模块 

PLC电源用于为PLC各模块的集成电路提供工作电源。同时，有的还为输入电路提供24V的工作电源。电源输入类型有：交流电源（220VAC或110VAC），直流电源（常用的为24VDC）。 

6 底板或机架 

大多数模块式PLC使用底板或机架，其作用是：电气上，实现各模块间的联系，使CPU能访问底板上的所有模块，机械上，实现各模块间的连接，使各模块构成一个整体。 

7 PLC系统的其它设备 

7.1 编程设备：编程器是PLC开发应用、监测运行、检查维护不可缺少的器件，用于编程、对系统作一些设定、监控PLC及PLC所控制的系统的工作状况，但它不直接参与现场控制运行。小编程器PLC一般有手持型编程器，目前一般由计算机（运行编程软件）充当编程器。也就是我们系统的上位机。 

7.2 人机界面：**简单的人机界面是指示灯和按钮，目前液晶屏（或触摸屏）式的一体式操作员终端应用越来越广泛，由计算机（运行组态软件）充当人机界面非常普及。 

8 PLC的通信联网 

依靠**的工业网络技术可以迅速有效地收集、传送生产和管理数据。因此，网络在自动化系统集成工程中的重要性越来越显著，甚至有人提出"网络就是控制器"的观点说法。 

PLC具有通信联网的功能，它使PLC与PLC 之间、PLC与上位计算机以及其他智能设备之间能够交换信息，形成一个统一的整体，实现分散集中控制。多数PLC具有RS-232接口，还有一些内置有支持各自通信协议的接口。PLC的通信现在主要采用通过多点接口（MPI）的数据通讯、PROFIBUS 或工业以太网进行联网。

PLC延时控制阶梯灯梯形图编程举例

阶梯灯的定时点亮的应用

本例程序是用来点亮阶梯灯。不同层上的ON按钮都被接到控制输入端I0.0。当按下I0.0的ON按钮，则输出端Q0.0的灯发光30秒，如果在这段时间内又一次按ON按钮，则时间间隔又得从头开始。这样可确保在**后一次按ON按钮，在30秒内灯光小会熄灭。

程序框图

程序和注释

如果按ON按钮，使输入I0.0的ON信号有效(I0.0=1)，则定时器位T37复位(T37=0)。因而定时器T37从头开始计时。与此同时，输出Q0.0被置位(Q0.0=1，灯亮)。当计足30秒，定时器位T37置位(T37=1)，那将又一次使输出Q0.0为off (Q0.0=0，灯灭)。

本程序的长度为17个字。