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1、第4章S7-300编程语言与指令系统,4.1STEP7编程语言4.2数据类型4.3S7-300指令基础4.4位逻辑指令4.5定时器与计数器指令4.6数字指令4.7控制指令4.8思考与练习,返回首页,4.1STEP7编程语言,STEP7是S7-300/400系列PLC应用设计软件包，所支持的PLC编程语言非常丰富。该软件的标准版支持STL（语句表）、LAD（梯形图）及FBD（功能块图）3种基本编程语言，并且在STEP7中可以相互转换。专业版附加对GRAPH（顺序功能图）、SCL（结构化控制语言）、HiGraph（图形编程语言）、CFC（连续功能图）等编程语言的支持。不同的编程语言可供不同知识背景
2、的人员采用。,返回本章,STL（语句表）,STL（语句表）是一种类似于计算机汇编语言的一种文本编程语言，由多条语句组成一个程序段。语句表可供习惯汇编语言的用户使用，在运行时间和要求的存储空间方面最优。在设计通信、数学运算等高级应用程序时建议使用语句表。,返回本节,LAD（梯形图）,LAD（梯形图）是一种图形语言，比较形象直观，容易掌握，用得最多，堪称用户第一编程语言。梯形图与继电器控制电路图的表达方式极为相似，适合于熟悉继电器控制电路的用户使用，特别适用于数字量逻辑控制。,返回本节,FBD（功能块图）,FBD（功能块图）使用类似于布尔代数的图形逻辑符号来表示控制逻辑，一些复杂的功能用指令框表示
3、。FBD比较适合于有数字电路基础的编程人员使用。,返回本节,GRAPH（顺序控制）,GRAPH类似于解决问题的流程图，适用于顺序控制的编程。利用S7-GRAPH编程语言，可以清楚快速地组织和编写S7PLC系统的顺序控制程序。它根据功能将控制任务分解为若干步，其顺序用图形方式显示出来并且可形成图形和文本方式的文件。,返回本节,HiGraph（图形编程语言）,S7-Higraph允许用状态图描述生产过程，将自动控制下的机器或系统分成若干个功能单元，并为每个单元生成状态图，然后利用信息通讯将功能单元组合在一起形成完整的系统。,返回本节,SCL（结构化控制语言）,S7-SCL（StructuredCo
4、ntrolLanguage：结构控制语言）是一种类似于PASCAL的高级文本编辑语言，用于S7-300/400和C7的编程，可以简化数学计算、数据管理和组织工作。S7-SCL具有PLC公开的基本标准认证，符合IEC1131-3(结构化文本)标准。,返回本节,CFC（连续功能图）,利用工程工具CFC（ContinuousFunctionChart：连续功能图），可以通过绘制工艺设计图来生成SIMATICS7和SIMATICM7的控制程序，该方法类似于PLC的FBD编程语言。在这种图形编程方法中，块被安放在一种绘图板上并且相互连接。利用CFC用户可以快速、容易地将工艺设计图转化为完整的可执行程序。
5、,返回本节,4.2数据类型,数据类型决定数据的属性，在STEP7中，数据类型分为三大类：4.2.1基本数据类型4.2.2复杂数据类型4.2.3参数类型,返回本章,4.2.1基本数据类型,返回本节,4.2.2复杂数据类型,数组（ARRAY）结构（STRUCT）字符串（STRING）日期和时间（DATE_AND_TIME）用户定义的数据类型(UDT)功能块类型（FB、SFB）,返回本节,1.数组（ARRAY）,数组是由一组同一类型的数据组合在一起而形成的复杂数据类型。数组的维数最大可以到6维；数组中的元素可以是基本数据类型或者复杂数据类型中的任一数据类型（Array类型除外，即数组类型不可以嵌套）
6、；数组中每一维的下标取值范围是-3276832767，要求下标的下限必须小于下标的上限。,返回上级,2.结构（STRUCT）结构是由一组不同类型（结构的元素可以是基本的或复杂的数据类型）的数据组合在一起而形成的复杂数据类型。结构通常用来定义一组相关的数据，例如电机的一组数据可以按如下方式定义：,返回上级,3.字符串（STRING）字符串是最多有254个字符（CHAR）的一维数组，最大长度为256个字节（其中前两个字节用来存储字符串的长度信息）。字符串常量用单引号括起来，例如：,返回上级,4.日期和时间（DATE_AND_TIME）用于存储年、月、日、时、分、秒、毫秒和星期，占用8个字节，用BC
7、D格式保存。星期天的代码为1，16的代码为27。例如：,返回上级,5.用户定义的数据类型(UDT)用户定义数据类型表示自定义的结构，存放在UDT块中（UDT1UDT65535），在另一个数据类型中作为一个数据类型“模板”。当输入数据块时，如果需要输入几个相同的结构，利用UDT可以节省输入时间。,6.功能块类型（FB、SFB）这种数据类型仅可以在FB的静态变量区定义，用于实现多背景DB。,返回上级,4.2.3参数数据类型,参数类型是一种用于逻辑块（FB、FC）之间传递参数的数据类型，主要有以下几种：(1)TIMER（定时器）和COUNTER（计数器）。(2)BLOCK（块）：指定一个块用作输入和
8、输出，实参应为同类型的块。(3)POINTER（指针）：6字节指针类型，用来传递DB的块号和数据地址。(3)ANY：10字节指针类型，用来传递DB块号、数据地址、数据数量以及数据类型。,返回本节,4.3S7-300指令基础,指令是程序的最小独立单位，用户程序是由若干条顺序排列的指令构成。指令一般由操作码和操作数组成，其中的操作码代表指令所要完成的具体操作（功能），操作数则是该指令操作或运算的对象。4.3.1PLC用户存储区的分类及功能4.3.2指令操作数4.3.3寻址方式4.3.4状态字,返回本章,4.3.1PLC用户存储区的分类及功能(1/2),返回本节,4.3.1PLC用户存储区的分类及功
9、能(2/2),返回上级,4.3.2指令操作数,指令操作数（又称编程元件）一般在用户存储区中，操作数由操作标识符和参数组成。操作标识符由主标识符和辅助标识符组成，主标识符用来指定操作数所使用的存储区类型，辅助标识符则用来指定操作数的单位（如：位、字节、字、双字等）。主标识符有：I（输入过程映像寄存器、Q（输出过程映像寄存器）、M（位存储器）、PI（外部输入寄存器）、PQ（外部输出寄存器）、T（定时器）、C（计数器）、DB（数据块寄存器）和L（本地数据寄存器）；辅助标识符有：X（位）、B（字节）、W（字或2B）、D（2DW或4B）。,返回本节,4.3.3寻址方式,所谓寻址方式就是指令执行时获取操作
10、数的方式，可以直接或间接方式给出操作数。S7-300有4种寻址方式：立即寻址存储器直接寻址存储器间接寻址寄存器间接寻址,返回本节,1.立即寻址,立即寻址是对常数或常量的寻址方式，其特点是操作数直接表示在指令中，或以惟一形式隐含在指令中。下面各条指令操作数均采用了立即寻址方式，其中“/”后面的内容为指令的注释部分，对指令没有任何影响。,返回上级,2.存储器直接寻址,存储器直接寻址，简称直接寻址。该寻址方式在指令中直接给出操作数的存储单元地址。存储单元地址可用符号地址（如SB1、KM等）或绝对地址（如I0.0、Q4.1等）。下面各条指令操作数均采用了直接寻址方式。,返回上级,3.存储器间接寻址(1
11、/3),存储器间接寻址，简称间接寻址。该寻址方式在指令中以存储器的形式给出操作数所在存储器单元的地址，也就是说该存储器的内容是操作数所在存储器单元的地址。该存储器一般称为地址指针，在指令中需写在方括号“”内。地址指针可以是字或双字，对于地址范围小于65535的存储器可以用字指针；对于其他存储器则要使用双字指针。,返回上级,4.存储器间接寻址(2/3),【例4-3-1】存储器间接寻址的单字格式的指针寻址。,返回上级,4.存储器间接寻址(3/3),存储器间接寻址的双字指针的格式如图所示。,【例4-3-2】存储器间接寻址的双字格式的指针寻址。,返回上级,5.寄存器间接寻址(1/4),寄存器间接寻址，
12、简称寄存器寻址。该寻址方式在指令中通过地址寄存器和偏移量间接获取操作数，其中的地址寄存器及偏移量必须写在方括号“”内。在S7-300中有两个地址寄存器AR1和AR2，用地址寄存器的内容加上偏移量形成地址指针，并指向操作数所在的存储器单元。地址寄存器的地址指针有两种格式，其长度均为双字，指针格式如图所示。,返回上级,5.寄存器间接寻址(2/4),第一种地址指针格式适用于在确定的存储区内寻址，即区内寄存器间接寻址。【例4-3-3】区内寄存器间接寻址。,返回上级,5.寄存器间接寻址(3/4),第二种地址指针格式适用于区域间寄存器间接寻址。【例4-3-4】区域间寄存器间接寻址。,返回上级,5.寄存器间
13、接寻址(4/4),第一种地址指针格式包括被寻址数据所在存储单元地址的字节编号和位编号，至于对哪个存储区寻址，则必须在指令中明确给出。这种格式适用于在确定的存储区内寻址，即区内寄存器间接寻址。第二种地址指针格式包含了数据所在存储区的说明位（存储区域标识位），可通过改变标识位实现跨区域寻址，区域标识由位2624确定。这种指针格式适用于区域间寄存器间接寻址。,返回上级,4.3.4状态字,状态字用于表示CPU执行指令时所具有的状态信息。,首位检测位(FC)逻辑操作结果(RLO)状态位(STA)或位(OR),溢出位(OV)溢出状态保持位(OS)条件码1(CC1)和条件码0(CC0)二进制结果位(BR),
14、返回本节,4.4位逻辑指令,位逻辑指令处理的对象为二进制位信号。位逻辑指令扫描信号状态“1”和“0”位，并根据布尔逻辑对它们进行组合，所产生的结果（“1”或“0”）称为逻辑运算结果，存储在状态字的“RLO”中。4.4.1触点与线圈4.4.2基本逻辑指令4.4.3置位和复位指令4.4.4RS和SR触发器4.4.5跳变沿检测指令,返回本章,4.4.1触点与线圈,在LAD（梯形图）程序中，通常使用类似继电器控制电路中的触点符号及线圈符号来表示PLC的位元件，被扫描的操作数（用绝对地址或符号地址表示）则标注在触点符号的上方，如图所示。,返回本节,1.常开触点,对于常开触点（动合触点），则对“1”扫描相
15、应操作数。在PLC中规定：若操作数是“1”则常开触点“动作”，即认为是“闭合”的；若操作数是“0”，则常开触点“复位”，即触点仍处于打开的状态。常开触点所使用的操作数是：I、Q、M、L、D、T、C。,返回上级,2.常闭触点,常闭触点（动断触点）则对“0”扫描相应操作数。在PLC中规定：若操作数是“1”则常闭触点“动作”，即触点“断开”；若操作数是“0”，则常闭触点“复位”，即触点仍保持闭合。常闭触点所使用的操作数是：I、Q、M、L、D、T、C。,返回上级,3.输出线圈（赋值指令）,输出线圈与继电器控制电路中的线圈一样，如果有电流（信号流）流过线圈（RLO=“1”），则被驱动的操作数置“1”；如
16、果没有电流流过线圈（RLO=“0”），则被驱动的操作数复位（置“0”）。输出线圈只能出现在梯形图逻辑串的最右边。输出线圈等同于STL程序中的赋值指令（用等于号“=”表示），所使用的操作数可以是：Q、M、L、D。,返回上级,4.中间输出,在梯形图设计时，如果一个逻辑串很长不便于编辑时，可以将逻辑串分成几个段，前一段的逻辑运算结果（RLO）可作为中间输出，存储在位存储器（I、Q、M、L或D）中，该存储位可以当作一个触点出现在其他逻辑串中。中间输出只能放在梯形图逻辑串的中间，而不能出现在最左端或最右端。,与下面程序等效,返回上级,4.4.2基本逻辑指令,基本逻辑指令包括：“与”指令“与非”指令“或”
17、指令“或非”指令“异或”指令“异或非”指令逻辑块的操作信号流取反指令,返回本节,1.逻辑“与”指令,逻辑“与”指令使用的操作数可以是：I、Q、M、L、D、T、C。有2种指令形式（STL和FBD），用LAD也可以实现逻辑“与”运算。,返回上级,2.逻辑“与非”指令,逻辑“与非”指令使用的操作数可以是：I、Q、M、L、D、T、C。有2种指令形式（STL和FBD），用LAD也可以实现逻辑“与非”运算。,返回上级,3.逻辑“或”指令,逻辑“或”指令使用的操作数可以是：I、Q、M、L、D、T、C。有2种指令形式（STL和FBD），用LAD也可以实现逻辑“或”运算。,返回上级,4.逻辑“或非”指令,逻辑“
18、或非”指令使用的操作数可以是：I、Q、M、L、D、T、C。有2种指令形式（STL和FBD），用LAD也可以实现逻辑“或非”运算。,返回上级,5.逻辑“异或”指令,返回上级,6.逻辑“异或非”指令,返回上级,7.逻辑块的操作,返回上级,8.信号流取反指令,信号流取反指令的作用就是对逻辑串的RLO值进行取反。指令格式及示例见表4-13。当输入位I0.0和I0.1同时动作时，Q4.0信号状态为“0”；否则，Q4.0信号状态为“1”。,返回上级,4.4.3置位和复位指令,置位（S）和复位（R）指令根据RLO的值来决定操作数的信号状态是否改变，对于置位指令，一旦RLO为“1”，则操作数的状态置“1”，即
19、使RLO又变为“0”，输出仍保持为“1”；若RLO为“0”，则操作数的信号状态保持不变。对于复位操作，一旦RLO为“1”，则操作数的状态置“0”，即使RLO又变为“0”，输出仍保持为“0”；若RLO为“0”，则操作数的信号状态保持不变。这一特性又被称为静态的置位和复位，相应地，赋值指令被称为动态赋值。,返回本节,返回上级,【例4-4-1】置位与复位指令的应用传送带运动控制。如图所示为一个传送带，在传送带的起点有两个按钮：用于起动的S1和用于停止的S2。在传送带的尾端也有两个按钮：用于启动的S3和用于停止的S4。要求能从任一端起动或停止传送带。另外，当传送带上的物件到达末端时，传感器S5使传送带
20、停止。,返回上级,地址分配,端子连接图,返回上级,功能块图程序,梯形图程序,返回上级,4.4.4RS和SR触发器,RS触发器为“置位优先”型触发器（当R和S驱动信号同时为“1”时，触发器最终为置位状态）；SR触发器为“复位优先”型触发器（当R和S驱动信号同时为“1”时，触发器最终为复位状态）。RS触发器和SR触发器的“位地址”、置位（S）、复（S）及输出（Q）所使用的操作数可以是：I、Q、M、L、D。,返回本节,1.RS触发器,返回上级,2.SR触发器,返回上级,3.RS触发器和SR触发器的工作时序,示例梯形图程序,工作时序,返回上级,4.4.5跳变沿检测指令,STEP7中有2类跳变沿检测指令
21、，一种是对RLO的跳变沿检测的指令，另一种是对触点的跳变沿直接检测的梯形图方块指令。RLO上升沿检测指令RLO下降沿检测指令触点信号上升沿检测指令触点信号下降沿检测指令【例4-4-2】边沿检测指令的应用,返回本节,1.RLO上升沿检测指令,返回上级,2.RLO下降沿检测指令,返回上级,3.RLO边沿检测指令的工作时序,工作时序,示例程序,返回上级,4.触点信号上升沿检测指令,返回上级,5.触点信号下降沿检测指令,返回上级,6.触点信号边沿检测指令的工作时序,工作时序,示例程序,返回上级,【例4-4-2】边沿检测指令的应用传送带运动方向检测。在如图所示的传送带一侧装配有两个反射式光电传感器（PE
22、B1和PEB2）（安装距离小于包裹的长度），设计用于检测包裹在传送带上的移动方向，并用方向指示灯L1和L2指示。其中光电传感器触点为常开触点，当检测到物体时动作（闭合）。,返回上级,端子连接图,【例4-4-2】,返回上级,I/O地址分配表,【例4-4-2】,返回上级,控制程序（LAD）,【例4-4-2】,控制程序（FBD）,返回上级,4.5定时器与计数器指令,4.5.1定时器指令4.5.2计数器指令4.5.3CPU时钟存储器,返回本章,4.5.1定时器指令,S_PULSE（脉冲S5定时器）S_PEXT（扩展脉冲S5定时器）S_ODT（接通延时S5定时器）S_ODTS（保持型接通延时S5定时器）
23、S_OFFDT（断电延时S5定时器）,返回本节,1.S_PULSE（脉冲S5定时器）(1/3),脉冲定时器的梯形图及功能块图指令,返回上级,1.S_PULSE（脉冲S5定时器）(2/3),脉冲定时器的线圈指令,返回上级,1.S_PULSE（脉冲S5定时器）(3/3),工作时序,示例程序,返回上级,【例4-5-1】脉冲定时器应用：优先抢答器设计。,返回上级,【例4-5-1】设计说明：参赛者要抢答主持人所提问题时，需抢先按下桌上的按钮；指示灯亮后需待主持人按下“复位”键R后才熄灯；对初中班学生照顾，只要按下SB11和SB12中任一个按钮灯HL1都亮；对高三班学生限制，只有SB31和SB32都按下时
24、灯HL3才亮；若在主持人按下“开始”按钮S后10s内有抢答按钮压下，则电磁铁YC得电，使彩球摇动，以示竞赛者得到一次幸运的机会；如果定时到仍未有抢答，则禁止继续抢答。,返回上级,端子接线图,【例4-5-1】,返回上级,I/O地址分配表,【例4-5-1】,返回上级,控制程序：建立允许抢答和禁止抢答标志,【例4-5-1】,返回上级,设置抢答定时器,【例4-5-1】,初中组抢答控制,返回上级,【例4-5-1】,高一组抢答控制,高三组抢答控制,返回上级,2.S_PEXT（扩展脉冲S5定时器）(1/3),扩据脉冲S5定时器LAD及FBD指令,返回上级,2.S_PEXT（扩展脉冲S5定时器）(2/3),扩
25、据脉冲S5定时器线圈指令,返回上级,2.S_PEXT（扩展脉冲S5定时器）(3/3),示例程序,工作波形,返回上级,【例4-5-2】扩展脉冲定时器应用电动机延时自动关闭控制。控制要求：按动起动按钮S1（I0.0），电动机M（Q4.0）立即起动，延时5分钟以后自动关闭。起动后按动停止按钮S2（I0.1），电动机立即停机。,返回上级,【例4-5-2】,控制程序（LAD）,控制程序（STL）,返回上级,3.S_ODT（接通延时S5定时器）(1/3),接通延时S5定时器LAD及FBD指令,返回上级,3.S_ODT（接通延时S5定时器）(2/3),接通延时S5定时器线圈指令,返回上级,3.S_ODT（接
26、通延时S5定时器）(3/3),示例程序,工作波形,返回上级,【例4-5-3】接通延时定时器和脉冲定时器应用用定时器构成一脉冲发生器，当满足一定条件时，能够输出一定频率和一定占空比的脉冲信号。工艺要求：当按钮S1（I0.0）按下时，输出指示灯H1（Q4.0）以灭2s，亮1s规律交替进行。,返回上级,【例4-5-3】,控制程序（使用接通延时定时器）,控制程序（使用脉冲定时器）,返回上级,4.S_ODTS（保持型接通延时S5定时器）(1/3),保持型接通延时S5定时器LAD及FBD指令,返回上级,4.S_ODTS（保持型接通延时S5定时器）(2/3),保持型接通延时S5定时器线圈指令,返回上级,4.
27、S_ODTS（保持型接通延时S5定时器）(3/3),示例程序,工作波形,返回上级,【例4-5-4】接通延时定时器的应用电动机顺序起停控制。控制要求：如图4-32a所示，某传输线由两个传送带组成，按物流要求，当按动起动按钮S1时，皮带电机Motor_2首先起动，延时5s后，皮带电机Motor_1自动起动；如果按动停止按钮S2，则Motor_1立即停机，延时10s后，Motor_2自动停机。,返回上级,【例4-5-4】,端子接线图,返回上级,【例4-5-4】,I/O分配表,返回上级,【例4-5-4】,控制程序（LAD）,控制程序（FBD）,返回上级,5.S_OFFDT（断电延时S5定时器）(1/3
28、),断电延时S5定时器LAD及FBD指令,返回上级,5.S_OFFDT（断电延时S5定时器）(2/3),断电延时S5定时器线圈指令,返回上级,5.S_OFFDT（断电延时S5定时器）(3/3),示例程序,工作波形,返回上级,4.5.2计数器指令,S7-300的计数器都是16位的，因此每个计数器占用该区域2个字节空间，用来存储计数值。不同的CPU模板，用于计数器的存储区域也不同，最多允许使用64512个计数器。计数器的地址编号：C0C511。S_CUD（加/减计数器）S_CU（加计数器）S_CD（减计数器）计数器线圈指令,返回本节,1.S_CUD（加/减计数器）块图指令,返回上级,2.S_CU（
29、加计数器）块图指令,返回上级,3.S_CD（减计数器）块图指令,返回上级,4.计数器的线圈指令,除了前面介绍的块图形式的计数器指令以外，S7-300系统还为用户准备了LAD环境下的线圈形式的计数器。这些指令有计数器初值预置指令SC、加计数器指令CU和减计数器指令CD。,返回上级,加计数器线圈指令应用示例,初值预置SC指令若与CU指令配合可实现S_CU指令的功能。,返回上级,减计数器线圈指令应用示例,SC指令若与CD指令配合可实现S_CD指令的功能。,返回上级,加/减计数器线圈指令应用示例,SC指令若与CU和CD配合可实现S_CUD的功能。,返回上级,4.5.3访问CPU的时钟存储器,要使用该功
30、能，在硬件配置时需要设置CPU的属性，其中有一个选项为ClockMemory，选中选择框就可激活该功能。,返回本节,设置CPU的时钟存储器,在MemoryByte区域输入想为该项功能设置的MB的地址，如需要使用MB10，则直接输入10。ClockMemory的功能是对所定义的MB的各个位周期性地改变其二进制的值（占空比为1:1）。ClockMemory的各位的周期及频率见表。,返回上级,【例4-5-5】时钟存储器与计数器的应用。当定时器不够用时，可以将计数器扩展为定时器。图中分别给出了用减计数器扩展定时器的控制程序，程序中使用了CPU的时钟存储器，设置MB10为时钟存储器，由表4-39可知M1
31、0.0的变化周期为0.1s。,返回上级,4.6数字指令,4.6.1装入与传送指令4.6.2转换指令4.6.3比较指令4.6.4算数运算指令4.6.5字逻辑运算指令4.6.6移位指令4.6.7数字指令综合应用,返回本章,4.6.1装入和传送指令,装入指令（L）和传送指令（T），可以对输入或输出模块与存储区之间的信息交换进行编程。对累加器1的装入指令对累加器1的传送指令状态字与累加器1之间的装入和传送指令与地址寄存器有关的装入和传送指令LC（定时器/计数器装载指令）MOVE指令,返回本节,1.对累加器1的装入指令,返回上级,2.对累加器1的传送指令,T指令可以将累加器1的内容复制到被寻址的操作数，
32、所复制的字节数取决于目标地址的类型（字节、字或双字），指令格式如下：T操作数其中的操作数可以为直接I/O区（存储类型为PQ）、数据存储区或过程映像输出表的相应地址（存储类型为Q）。,返回上级,3.状态字与累加器1之间的装入和传送指令,LSTW（将状态字装入累加器1）将状态字装入累加器1中，指令的执行与状态位无关，而且对状态字没有任何影响。指令格式如下：LSTWTSTW（将累加器1的内容传送到状态字）使用TSTW指令可以将累加器1的位08传送到状态字的相应位，指令的执行与状态位无关，指令格式如下：TSTW,返回上级,4.与地址寄存器有关的装入和传送指令(1/4),LAR1（将操作数的内容装入地址
33、寄存器AR1）,返回上级,4.与地址寄存器有关的装入和传送指令(2/4),LAR2（将操作数的内容装入地址寄存器2）使用LAR2指令可以将操作数的内容（32位指针）装入地址寄存器AR2，指令格式同LAR1，其中的操作数可以是累加器1、指针型常数（P#）、存储双字（MD）、本地数据双字（LD）、数据双字（DBD）或背景数据双字（DID），但不能用AR1。,返回上级,4.与地址寄存器有关的装入和传送指令(3/4),TAR1（将地址寄存器1的内容传送到操作数）,返回上级,4.与地址寄存器有关的装入和传送指令(4/4),TAR2（将地址寄存器2的内容传送到操作数）使用TAR2指令可以将地址寄存器AR1
34、的内容（32位指针）传送给被寻址的操作数，指令格式同TAR1。其中的操作数可以是累加器1、存储双字（MD）、本地数据双字（LD）、数据双字（DBD）、背景数据双字（DID），但不能用AR1。CAR（交换地址寄存器1和地址寄存器2的内容）使用CAR指令可以交换地址寄存器AR1和地址寄存器AR2的内容，指令不需要指定操作数。指令的执行与状态位无关，而且对状态字没有任何影响。,返回上级,5.LC（定时器/计数器装载指令,使用LC指令可以在累加器1的内容保存到累加器2中之后，将指定定时器字中当前时间值和时基以BCD码（0999）格式装入到累加器1中，或将指定计数器的当前计数值以BCD码（0999）格式
35、装入到累加器1中。指令格式如下：LC,返回上级,6.MOVE指令,MOVE指令为功能框形式的传送指令，能够复制字节、字或双字数据对象。应用中IN和OUT端操作数可以是常数、I、Q、M、D、L等类型，但必须在宽度上匹配。,返回上级,4.6.2转换指令,转换指令是将累加器1中的数据进行数据类型转换，转换结果仍放在累加器1中。在STEP7中，可以实现BCD码与整数、整数与长整数、长整数与实数、整数的反码、整数的补码、实数求反等数据转换操作。BCD码和整数到其他类型转换指令整数和实数的码型变换指令实数取整指令累加器1调整指令,返回本节,1.BCD码和整数到其他类型转换指令(1/3),STL形式的指令（
36、1）,返回上级,1.BCD码和整数到其他类型转换指令(2/3),STL形式的指令（2）,返回上级,1.BCD码和整数到其他类型转换指令(3/3),LAD和FBD形式的指令,返回上级,2.整数和实数的码型变换指令(1/2),STL形式的指令,返回上级,2.整数和实数的码型变换指令(2/2),LAD和FBD形式的指令,返回上级,3.实数取整指令(1/2),STL形式的指令,返回上级,3.实数取整指令(2/2),LAD和FBD形式的指令,返回上级,4.累加器1调整指令,返回上级,4.6.3比较指令,比较指令可完成整数、长整数或32位浮点数（实数）的相等、不等、大于、小于、大于或等于、小于或等于等比较
37、。整数比较指令长整数比较指令实数比较指令,返回本节,1.整数比较指令,返回上级,1.整数比较指令（示例）,返回上级,2.长整数比较指令,返回上级,2.长整数比较指令（示例）,返回上级,3.实数比较指令,返回上级,3.实数比较指令（示例）,返回上级,4.6.4算数运算指令,算术运算指令可完成整数、长整数及实数的加、减、乘、除、求余、求绝对值等基本算数运算；以及32位浮点数的平方、平方根、自然对数、基于e的指数运算及三角函数等扩展算数运算。基本算术运算指令扩展算术运算指令,返回本节,1.基本算数运算指令（整数运算）,返回上级,1.基本算数运算指令（长整数运算）,返回上级,1.基本算数运算指令（实数
38、运算）,返回上级,【例4-6-1】16位整数的算术运算指令应用。,返回上级,【例4-6-1】16位整数的算术运算指令应用。,【例4-6-2】求输入双字ID10的内容与常数32相除的余数，结果保存到MD20中。,返回上级,2.扩展算数运算指令,返回上级,4.6.5字逻辑运算指令,字逻辑运算指令可对两个16位（WORD）或32位（DWORD）的二进制数据，逐位进行逻辑与、逻辑或、逻辑异或运算。对于STL形式的字逻辑运算指令，可对累加器1和累加器2中的字或双字数据进行逻辑运算，结果保存在累加器1中，若结果不为0，则对状态标志位CC1置“1”，否则对CC1置“0”。对于LAD和FBD形式的字逻辑运算指
39、令，由参数IN1和IN2提供参与运算的两个数据，运算结果保存在由OUT指定的存储区中。,返回本节,字逻辑运算指令格式,返回上级,4.6.6移位指令,移位指令有2种类型：基本移位指令可对无符号整数、有符号长整数、字或双字数据进行移位操作；循环移位指令可对双字数据进行循环移位和累加器1带CC1的循环移位操作。有符号右移指令字移位指令双字移位指令双字循环移位指令带累加器循环移位指令,返回本节,1.有符号右移指令格式,返回上级,2.字移位指令格式,返回上级,3.双字移位指令格式,返回上级,4.双字循环移位指令格式,返回上级,5.带累加器循环移位指令格式,返回上级,4.6.7数字指令综合应用,【例4-6
40、-3】物品分选系统设计。,返回本节,【例4-6-3】,原理与控制说明：传送带的主动轮由一台交流电动机M拖动，该电动机的通断由接触器KM控制，从动轮上装有脉冲发生器LS，每传送一个物品，LS发出一个脉冲，作为物品发送的检测信号，次品检测在传送带的0号位进行，由光电检测装置PH1检测，当次品在传送带上继续往前走，到4号位置时应使电磁铁YV通电，电磁铁向前推，次品落下，当光电开关PH2检测到次品落下时，给出信号，让电磁铁YV断电，电磁铁缩回，正品则到第9号位置时装入箱中，光电开关PH3为正品装箱计数检测用。,返回上级,【例4-6-3】,端子接线图,返回上级,【例4-6-3】,I/O分配表,返回上级,
41、【例4-6-3】,控制程序,返回上级,4.7控制指令,控制指令可控制程序的执行顺序，使得CPU能根据不同的情况执行不同的程序。控制指令有3类：4.7.1逻辑控制指令4.7.2程序控制指令4.7.3主控继电器指令,返回本章,4.7.1逻辑控制指令,逻辑控制指令是指逻辑块内的跳转和循环指令，这些指令可以中断原有的线性程序扫描，并跳转到目标地址处重新执行线性程序扫描。目标地址由跳转指令后面的标号指定，该地址标号指出程序要跳往何处，可向前跳转，也可以向后跳转，最大跳转距离为-32768或32767字。无条件跳转指令多分支跳转指令条件跳转指令循环指令,返回本节,1.无条件跳转指令,无条件跳转指令JU执行
42、时，将直接中断当前的线性程序扫描，并跳转到由指令后面的标号所指定的目标地址处重新执行线性程序扫描。,返回上级,【例4-7-1】无条件跳转指令的使用。当程序执行到无条件跳转指令时，将直接跳转到L1处执行。,返回上级,2.多分支跳转指令,多分支跳转指令JL的指令格式如下：JL如果累加器1低字中低字节的内容小于JL指令和由JL指令所指定的标号之间的JU指令的数量，JL指令就会跳转到其中一条JU处执行，并由JU指令进一步跳转到目标地址；如果累加器1低字中低字节的内容为0，则直接执行JL指令下面的第一条JU指令；如果累加器1低字中低字节的内容为1，则直接执行JL指令下面的第二条JU指令；如果跳转的目的地
43、的数量太大，则JL指令跳转到目的地列表中最后一个JU指令之后的第一个指令。,返回上级,【例4-7-2】多分支跳转指令的使用。,返回上级,3.条件跳转指令,返回上级,【例4-7-3】条件跳转指令的使用。程序示例如图4-44所示。当I0.0与I0.1同时为“1”时，则跳转到L2处执行；否则，到L1处执行（顺序执行）。,返回上级,4.循环指令,循环指令的格式如下：LOOP使用循环指令（LOOP）可以多次重复执行特定的程序段，由累加器1确定重复执行的次数，即以累加器1的低字为循环计数器。LOOP指令执行时，将累加器1低字中的值减1，如果不为0，则继续循环过程，否则执行LOOP指令后面的指令。循环体是指
44、循环标号和LOOP指令间的程序段。,返回上级,【例4-7-4】循环指令的使用。利用循环指令可以完成有规律的重复计算过程，下面是求阶乘“8！”的示例程序：,返回上级,4.7.2程序控制指令,程序控制指令是指功能块（FB、FC、SFB、SFC）调用指令和逻辑块(OB，FB，FC)结束指令。调用块或结束块可以是有条件的或是无条件的。基本控制指令子程序调用指令CALL指令可以调用用户编写的功能块或操作系统提供的功能块，CALL指令的操作数是功能块类型及其编号，当调用的功能块是FB块时还要提供相应的背景数据块DB。使用CALL指令可以为被调用功能块中的形参赋以实际参数，调用时应保证实参与形参的数据类型一
45、致。,返回本节,1.基本控制指令,返回上级,2.子程序调用指令,返回上级,4.7.3主控继电器指令,主控继电器（MCR）是一种继电器梯形图逻辑的主开关，用于控制电流（能流）的通断。,返回本节,主控指令的使用,返回上级,4.8思考与练习,一、思考题1.S7-300有哪几种寻址方式？直接寻址与间接寻址有何区别？2.M0.0、MB0、MW0和MD0有何区别？3.S7-300PLC有哪些内部元器件？各元件地址分配和操作数范围怎么确定？4.在状态字中，RLO作用是什么？5.S7-300的基本数据类型有哪些？6.在RS触发器中何谓“置位优先”和“复位优先”，如何运用？置位、复位指令与RS触发器指令有何区别
46、？,返回本章,7.对触点的边沿检测指令与对RLO的边沿检测指令有何区别？8.一个常开按钮按下的过程中，发生了两个沿跳变，何谓“上升沿”？在S7-300PLC中如何检测“上升沿”？9.S7-300有几种形式的定时器？脉冲定时器和扩展脉冲定时器有何区别？10.用线圈表示的定时器与用功能框表示的定时器有何区别？11.S7-300的计数器有几种计数方式？12.分析几种移位指令的区别。,返回本节,二、编程题1.第1次按按钮指示灯亮，第2次按按钮指示灯闪亮，第3次按下按钮指示灯灭，如此循环，试编写其PLC控制的LAD程序。2.用一个按钮控制2盏灯，第1次按下时第1盏灯亮，第2盏灯灭；第2次按下时第1盏灯灭
47、，第2盏灯亮；第3次按下时2盏灯都灭。3.编写PLC控制程序，使Q4.0输出周期为5s，占空比为20的连续脉冲信号。,返回本节,4.设计鼓风机系统控制程序。鼓风机系统一般有引风机和鼓风机两级构成。要求：（1）按下起动按钮后首先起动引风机，引风机指示灯亮，10s后鼓风机自动起动，鼓风机指示灯亮；按下按钮后首先关断鼓风机，鼓风机指示灯灭，经20s后自动关断引风机和引风机指示灯。（2）起动按钮接I0.0，停止按钮接I0.1。鼓风机及其指示由Q4.1和Q4.2驱动，引风机及其指示由Q4.3和Q4.4驱动。,返回本节,5.某设备有3台风机，当设备处于运行状态时，如果有2台或2台以上风机工作，则指示灯常亮
48、，指示“正常”；如果仅有1台风机工作，则该指示灯以0.5Hz的频率闪烁，指示“一级报警”；如果没有风机工作了，则指示灯以2Hz的频率闪烁，指示“严重警报”。当设备不运转时，指示灯不亮。试用STL及LAD编写符合要求的控制程序。提示：本题要点是如何实现“一灯多用”功能。指示灯H1指示了4种状态：“正常、一级报警、严重警报、设备停止”。,返回本节,6.某自动生产线上，使用有轨小车来运转工序之间的物件，小车的驱动采用电动机拖动，其行驶示意图如图4-47所示。控制过程为：小车从A站出发驶向B站，抵达后，立即返回A站；接着直向C站驶去，到达后立即返回A站；第三次出发一直驶向来D，到达后返回A站；必要时，
49、小车按上述要求出发三次运行一个周期后能停下来；根据需要，小车能重复上述过程，不停地运行下去，直到按下停止按钮为止。要求：按PLC控制系统设计的步骤进行完整的设计。,返回本节,7.如图4-48所示为一个大型反应器，反应过程要求在恒温和和恒压下进行。对于该系统分别安装有温度传感器T和压力传感器P。而反应器的温度和压力调节是通过加热器H、冷却水供给装置K和安全阀S来实现。工艺要求如下：,安全阀S在下述条件下启动：压力P过高，同时温度T过高或温度T正常。冷却液供给装置K在下述条件下启动：温度T过高，同时压力P过高或正常。加热器H在下述条件下启动：温度T过低，同时压力P不太大；或者温度T正常同时压力太小。如果反应器的冷却水供给装置K或加热器H启动工作，则搅拌器U将自动伴随其工作，保障反应器中的化学反应均匀。试设计该反应器的控制程序，并分配I/O资源。,返回本