西门子PLC实验指导书

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1、PLC控制系统专题实验指导书西安交通大学电信学院刘美兰景洲2015年3月第一章 可编程控制器简介可编程控制器是60年代末在美国首先出现，当时叫可编程逻辑控制器PLC （Programmable Logic Controller）,目的是用来取代继电器，以执行 逻辑判断、计时、计数等顺序控制功能。PLC的基本设计思想是把计算机功 能完善、灵活、通用等优点和继电器控制系统的简单易懂、操作方便、价格 便宜等优点结合起来，控制器的硬件是标准的、通用的。根据实际应用对象， 将控制内容编成软件写入控制器的用户程序存储器内。控制器和被控对象连 接方便。随着半导体技术，尤其是微处理器和微型计算机技术的发展，到

2、70年 代中期以后，PLC已广泛地使用微处理器作为中央处理器，输入输出模块和 外围电路也都采用了中、大规模甚至超大规模的集成电路，这时的PLC已不 再是逻辑判断功能，还同时具有数据处理、PID调节和数据通信功能。可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用 而设计。它采用了可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算，顺 序控制、定时、计算和算术运算等操作的指令，并通过数字式和模拟式的输 入输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC是微机技术与传统的继电接 触控制技术相结合的产物，它克服了继电接触控制系统中机械触点的接线复 杂、可靠性低、功耗高、通用性和灵活性差的缺点，充分

3、利用微处理器的优 点。可编程控制器对用户来说，是一种无触点设备，改变程序即可改变生产 工艺，因此可在初步设计阶段选用可编程控制器，在实施阶段再确定工艺过 程。另一方面，从制造生产可编程控制器的厂商角度看，在制造阶段不需要 根据用户的订货要求专门设计控制器，适合批量生产。由于这些特点，可编 程控制器问世以后很快受到工业控制界的欢迎，并得到迅速的发展。目前， 可编程控制器已成为工厂自动化的强有力工具，得到了广泛的应用。一、PLC的结构及各部分的作用可编程控制器的结构多种多样，但其组成的一般原理基本相同，都是以 微处理器为核心的结构。通常由中央处理单元CPU）、存储器（RAM、ROM）、 输入输出单

4、元（I/O）、电源和编程器等几个部分组成。1. 中央处理单元（CPU）CPU作为整个PLC的核心，起着总指挥的作用。CPU 一般由控制电路、 运算器和寄存器组成。这些电路通常都被封装在一个集成电路的芯片上。CPU 通过地址总线、数据总线、控制总线与存储单元、输入输出接口电路连接。 CPU的功能有以下一些：从存储器中读取指令，执行指令，取下一条指令， 处理中断。2. 存储器（RAM、ROM）存储器主要用于存放系统程序、用户程序及工作数据。存放系统软件 的存储器称为系统程序存储器 ;存放应用软件的存储器称为用户程序存储 器；存放工作数据的存储器称为数据存储器。常用的存储器有 RAM、EPROM 和

5、EEPROM。RAM是一种可进行读写操作的随机存储器存放用户程序，生成用 户数据区，存放在RAM中的用户程序可方便地修改。RAM存储器是一种高密 度、低功耗、价格便宜的半导体存储器，可用锂电池做备用电源。掉电时， 可有效地保持存储的信息。EPROM、EEPROM都是只读存储器。用这些类型存 储器固化系统管理程序和应用程序。3输入输出单元（I/O单元）I/O单元实际上是PLC与被控对象间传递输入输出信号的接口部件d/O 单元有良好的电隔离和滤波作用。接到 PLC 输入接口的输入器件是各种开 关、按钮、传感器等。PLC的各输出控制器件往往是电磁阀、接触器、继电 器，而继电器有交流和直流型，高电压型

6、和低电压型，电压型和电流型。4电源PLC 电源单元包括系统的电源及备用电池，电源单元的作用是把外部电 源转换成内部工作电压oPLC内有一个稳压电源用于对PLC的CPU单元和I/O 单元供电。5编程器编程器是PLC的最重要外围设备。利用编程器将用户程序送入PLC的存 储器，还可以用编程器检查程序，修改程序，监视PLC的工作状态。除此以 外，在个人计算机上添加适当的硬件接口和软件包，即可用个人计算机 对 PLC 编程。利用微机作为编程器，可以直接编制并显示梯形图。二、PLC的工作原理PLC采用循环扫描的工作方式，在PLC中用户程序按先后顺序存放，CPU 从第一条指令开始执行程序，直到遇到结束符后又

7、返回第一条，如此周而复 始不断循环。PLC的扫描过程分为内部处理、通信操作、程序输入处理、程 序执行、程序输出几个阶段。全过程扫描一次所需的时间称为扫描周期。当 PLC处于停状态时，只进行内部处理和通信操作服务等内容。在PLC处于运 行状态时，从内部处理、通信操作、程序输入、程序执行、程序输出，一直 循环扫描工作。1输入处理输入处理也叫输入采样。在此阶段，顺序读入所有输入端子的通断状态， 并将读入的信息存入内存中所对应的映象寄存器。在此输入映象寄存器被刷 新。接着进入程序执行阶段。在程序执行时，输入映象寄存器与外界隔离， 即使输入信号发生变化，其映象寄存器的内容也不会发生变化，只有在下一 个扫

8、描周期的输入处理阶段才能被读入信息。2程序执行根据PLC梯形图程序扫描原则，按先左后右先上后下的步序，逐句扫描， 执行程序。遇到程序跳转指令，根据跳转条件是否满足来决定程序的跳转地 址。从用户程序涉及到输入输出状态时，PLC从输入映象寄存器中读出上一 阶段采入的对应输入端子状态，从输出映象寄存器读出对应映象寄存器，根 据用户程序进行逻辑运算，存入有关器件寄存器中。对每个器件来说，器件 映象寄存器中所寄存的内容，会随着程序执行过程而变化。3输出处理程序执行完毕后，将输出映象寄存器，即器件映象寄存器中的Y寄存器 的状态，在输出处理阶段转存到输出锁存器，通过隔离电路，驱动功率放大 电路，使输出端子向

9、外界输出控制信号，驱动外部负载。三、PLC编程语言1梯形图编程语言 梯形图沿袭了继电器控制电路的形式，它是在电器控制系统中常用的继 电器、接触器逻辑控制基础上简化了符号演变来的，形象、直观、实用。梯形图的设计应注意以下三点：（一）梯形图按从左到右、从上到下的顺序排列。每一逻辑行起始于左 母线，然后是触点的串、并联接，最后是线圈与右母线相联。（二）梯形图中每个梯级流过的不是物理电流，而是“概念电流”，从 左流向右，其两端没有电源。这个“概念电流”只是形象地描述用户程序执 行中应满足线圈接通的条件。（三）输入继电器用于接收外部输入信号，而不能由PLC内部其它继电 器的触点来驱动。因此，梯形图中只出

10、现输入继电器的触点，而不出现其线 圈。输出继电器输出程序执行结果给外部输出设备，当梯形图中的输出继电 器线圈得电时，就有信号输出，但不是直接驱动输出设备，而要通过输出接 口的继电器、晶体管或晶闸管才能实现。输出继电器的触点可供内部编程使 用。2语句表编程语言 指令语句表示一种与计算机汇编语言相类似的助记符编程方式，但比汇 编语言易懂易学。一条指令语句是由步序、指令语和作用器件编号三部分组 成。第二章 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，应将触点最多的那个串联回路放在梯形图 最上面。在有几个并联回路相

11、串联时，应将触点最多的并联回路放在梯形图 的最左面。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，只有最后一次才有效，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，每一段从最左边触点 开始，由上之下向右进行编程，再把程序逐段连接起来。第三章可编程控制器基础实验实验一位逻辑指令实验一、实验目的1掌握位逻辑指令的使用。2.掌握位逻辑指令参数的设置

12、。二、实验内容1. 触点标准触点：常开触点指令（LD、A和0）与常闭触点指令（LDN、AN和0N） 从存储器或者过程映像寄存器中得到参考值，标准触点指令从存储器中的到参 考值。当位值为1时，常开触点闭合；当位值为0时，常闭触点闭合。2. 线圈输出：输出指令（=）将新值写入输出点的过程映像寄存器，当输出指令执 行时，可编程控制器将输出过程映像寄存器中的位接通或者断开。对下面程序进行编程练习梯形图10.010.1Q0.0图1-1语句表说明步序指令器件号说明1LDI0.0要想激活Q0.0,常开触点I0.0和10.1必须 为接通（闭合）。NOT指令作为一个但向器使 用，在RUN模式下，Q0. 0和Q0

13、.1具有相反 的逻辑状态。2AI0.13=Q0.04NOT5=Q0.1实验二 时钟/通讯指令实验一、实验目的1熟悉读实时时钟指令（TODP）和写实时时钟指令（TODW）的设置和使用。2. 熟悉网络读写指令的设置和使用。二、实验内容1. 读实时时钟和写实时时钟读实时时钟（TODP）指令从硬件时钟中读当前时间和日期，并把它装载到一 个8字节，起始地址为T的时间缓冲区中，写实时时钟（TODW）指令将当前时 间和日期写入硬件时钟，当前时钟存储在地址T开始的8字节时间缓冲区中。 你必须按照BCD码的格式编码所有的日期和时间值。使 END=0 的错误条件：1.0006（间接寻址）2.0007（TOD 数据

14、错误），只对写实时时钟指令有效。3.000 才（时钟模块不存在）时钟指令的有效操作数表 2-1输入/输出数据类型操作数TBYTEIB、 QB、 VB、 MB、 SMB、 SB、 LB、 *VD、 *LD、 *AC2. 通讯指令网络读指令（NETR）初始化一个通讯操作，通过指定端口 PORT）从远程设 备上采集数据并形成表（TBL），网络写指令（NETW）初始化一个通讯操作，通 过指定端口（ PORT）向远程设备写表（TBL）中的数据。使 ENO=0 的错误条件：1.0006（间接寻址）2如果功能返回出错信息，会置位表状态字节中的E网络读指令可以从远程站点读取最多16 个字节的信息，网络写指令可

15、以向 远程站点写最多16个字节的信息。在程序中，你可以使用任意条网络读写指令， 但是在同一时间，最多只能有8条网络读写指令被激活。例如，在所给的可编 程控制器中，可以有4条网络读指令和4条网络写指令，或者2条网络读指令 和 6 条网络写指令在同一时间被激活。网络读写指令的有效操作数表 2-2输入/输出数据类型操作数TBLBYTEVB、 MB、 *VD、 *LD、 *ACPORTBYTE常数对于CPU： 0DAE0错误代码TBL参数参照表表2-3远程站地址远程站的数据区指针（I、Q、M 或 V）数据长度数据字节0数据字节1数据字节15D完成（操作已完成）0=未完成1=完成A有效（操作已被排队）0

16、=无效 1=有效E错误（操作返回一个错误）0=无错误1=错误 远程站地址：被访问的PLC的地址。 数据长度：远程站上被访问数据的字节数 接收和发送数据区：描述的保存数据的1到 16个字节。对NETR，执行NETR指令后，从远程站读到 的数据放在这个数据区。对NETW，执行NETW指令前，要发送到远程站的数据放在这个数据区。TBL参数的错误代码表表2-4错误代码定义0无错误1时间溢出错，远程站点不响应2接收错：奇偶校验错，响应时帧或校验出错3离线错：相同的站地址或无效的硬件引发冲突4队列溢出错：激活了超过8个NETR/NETW方框5违反通信协议：没有在SMB30中允许PPI,就试图执行NETR/

17、NETW指令6非法参数：NETR/NETW表中包含非法或无效的值7没有资源：远程站点正在忙中（上装或下装程序在处理中）8第7层错误：违反应用协议9信息错误：错误的数据地址或不正确的数据长度A-F未用：（为将来的使用保留）fin 1图2-1梯形图程序语句表说明步序指令器件号说明1LDSM0.1在第一个扫描周期，使能PPI主站模式， 并且清除所有接收和发送缓冲区2MOVB2， SMB303FILL+0, VW200, 68实验三比较指令实验一、实验目的1. 掌握数值比较的使用方法。2. 进一步熟悉PLC的输入。二、实验内容数值比较比较指令用于比较两个数值IN1=IN2IN1=IN2IN1IN2IN

18、1 IN2IN1IN2字节比较操作是无符号的，整数比较操作是有符号的，双字比较操作是 有符号的，实数比较操作是有符号的。对于LAD和FBD:当比较结果为真时，比较指令使能点闭合（LAD）或者输 出接通（FBD）。对于STL:当比较结果为真时，将栈顶值置1。当你使用IEC比较指令时，你可以使用各种数据类型作为输入，但是，两个 输入的数据类型必须一致。梯形图10.0SMB28QO.OIIII=E IC )50 SHB28Q0.1C)150步序指令器件号说明1LDI0.0调节模拟调节电位器0来改变SMB28的数 值。当SMB28中的数值小于等于50时,Q0.0 输出当SMB28中的数值大于等于150

19、时，Q0.1 输出当比较结果为真时，状态指示器点亮。2LPS3AB =SMB28， 1507=Q0.1图3-1语句表说明表3-1图3-1语句表说明表3-1实验四 计数/高速计数指令实验一、实验目的1. 掌握计数器指令的使用和设置2. 了解高速计数器不同的操作模式下，模块的功能。3. 进一步的熟悉PLC的指令输入。二、实验内容1. 增计数器增计数指令（CTU）从当前计数值开始，在每一个（CU）输入状态从低到高 时递增计数，当CXX的当前值大于等于预置值PV时，计数器位CXX置位，当复 位端（R）接通或者执行复位指令后，计数器被复位，当它达到最大值（32, 767） 后，计数器停止计数。STL 操

20、作：（1）复位输入：栈顶（2）计数输入：其值被装载在第二个堆栈中。2. 减计数器减计数指令（CTD）从当前计数值开始，在每一个（CD）输入状态的低到高 时递减计数。当CXX的当前值等于0时，计数器位CXX置位。当装载输入端（LD） 接通时，计数器的当前值设为预置值PV。当计数值到0时，计数器停止计数， 计数器位CXX接通。STL 操作：（1）装载输入：栈顶（2）计数输入：其值被装载在第二个堆栈中。3. 增/减计数器增/减计数指令（CTUD），在每一个增计数输入（CU）的低到高时增计数，在 每一个减计数输入（CD）的低到高时减计数。计数器的当前值CXX保存当前计 数值，在每一次计数器执行时，预置

21、值PV与当前值作比较。当达到最大值（32767）时，在增计数输入处的下一个上升沿导致当前计数 值变为最小值（-32768）。当达到最小值（-32768）时，在减计数输入端的下一 个上升沿导致当前计数值变位最大值（32767）。当CXX的当前值大于等于预置值PV时，计数器位CXX置位。否则，计数器 位关断。当复位端（R）接通或者执行复位指令后，计数器被复位。当达到预置 值PV时，CTUD计数器停止计数。STL 操作：（1）复位输入：（2）计数输入：其值被装载在第二个堆栈中。10.0C4S1ICUCTUD1IU.11ICD1110.2IIp11II+4 -FV梯形图如qnnIC )IO.O(UT)

22、C4SCbi-t)10.1 (down)lO.ztresei)图4-2时序图C4sCc u t i en t.J图4-1语句表说明表4-1步序指令器件号说明1LDI0.0I0.0增计数2LD10.1I0.1减计数3LDI0.2I0.2将当前值复位为04CTUDC48， +45LDC48当当前值=4时，将增/减计数器C48接通6=Q0.0实验五 脉冲输出指令实验一、实验目的1. 掌握脉冲指令的操作。2. 了解脉冲指令的功能。3. 进一步的熟悉PLC的指令输入。二、实验内容脉冲输出指令（PLS）用于在高速输出（Q0.0和Q0.1）上控制脉冲串输出（POT） 和脉宽调制（PWM）功能。1脉冲串操作（

23、PTO）PTO按照给定的脉冲个数和周期输出一串方波（占空比50%）。（见图5-1） PTO可以生产单段脉冲串或者多段脉冲（使用脉冲包络）。可以指定脉冲数和周 期（以微秒或毫秒为增加量）：周期麗平BOSS 高电平50 低电平50K高电平图5-1脉冲输出（PTO）PTO功能的脉冲个数及周期表1-1脉冲个数/周期结果周期2个时间单位将周期缺省地设定为2个时间单位脉冲个数=0将脉冲个数缺省地设定为1个脉冲（1）PTO脉冲串的单段管线在单段管线模式，需要为下一个脉冲串更新特殊寄存器。一旦启动了起始 PTO段，就必须按照第二个波形的要求改变特殊寄存器，并再次执行PLS指令。 第二个脉冲串的属性在管线中一直

24、保持到第一个脉冲串发送完成。在管线中一 次只能存储一段脉冲串的属性。当第一个脉冲串发送完成时，接着输出第二个 波形，此时管线可以用于下一个新的脉冲串。重复这个过程可以再次设定下一 个脉冲串的特性。除去以下两种情况之外，脉冲串之间可以做到平滑转换：时间基准发生了变 化或者在利用PLS捉到新脉冲之前，启动的脉冲串已经完成。（2）PTO脉冲串的多段管线在多段管线模式，CPU自动从V存储区的包络表中读出每个脉冲串的特性。 在该模式下，仅使用特殊存储区的控制字节和状态字节。选择多段操作，必须 装入包络表在V存储器中的起始地址偏移量（SMW168或SMW178）。时间基准可 以选择微秒或毫秒，但是，在包络

25、表中的所有周期值必须使用同一个时间基准, 而且在包络正在运行时不能改变。执行PLS指令来启动多段操作。每段记录的长度为8个字节，有16位周期表、16位周期增量值和32位脉 冲个数值组成。表6-34种给出了包络表的格式。您可以通过编程的方式使脉冲 的周期自动增减。在周期增量处输入一个正值将增加周期；输入一个负值将减 少周期；输入0将不改变周期。当PTO包络执行时，当前启动的段的编号保存在SMB166（或SMB176）多段PTO操作的包络表格式表5-2字节偏移量包络段数描述0段数1到25511# 1初始周期（2到65535时间基准单位）3每个脉冲的周期增量（有符号值）（32768到32767 时间

26、基准单位）5脉冲数（1 到 4294967295）9#2初始周期（2到65535时间基准单位）11每个脉冲的周期增量（有符号值）（32768到32767 时间基准单位）13脉冲数（1 到 4294967295）（连续）#3（连续）1输入0作为脉冲串的段数会产生一个非致命错误，将不产生PTO输出。（3）脉宽调制（PWM）PWM产生一个占空比变化周期固定的脉冲输出，你可以以微秒或毫秒为单位 指定其周期和脉冲宽度：1. 周期：10us 到 65, 535us 或者 2ms 到 65,535ms。2脉宽：0us 到 65, 535us 或者 0ms 到 65,535ms。周期 k脉宽时间脉宽时间图5-

27、2脉宽调制（PWM）如表 5-3 所示，设定脉宽等于周期（使占空比为 100），输出连续接通。 设定脉宽等于 0（使占空比为 0），输出断开。脉宽、周期和PWM功能的执行结果表5-3脉宽/周期结果脉宽三周期占空比为100%:输出连续接通脉宽=0占空比为0%：输出断开周期V2个时间单位将周期缺省地设定2个时间单位有两个方法改变PWM波形的特性：1. 同步更新：如果不需要改变时间基准，就可以进行同步更新。利用同 步更新，波形特征的变化发生在周期边沿，提供平滑转换。2. 异步更新：PWM的典型操作是当周期时间保持常数时变化脉冲宽度。所以， 不需要改变时间基准。但是，如果需要改变 PTO/PWM 发生

28、器的时间基准，就要 使用异步更新。异步更新会造成PTO/PWM功能被瞬时禁止，和PWM波形不同步。 这会引起被控设备的振动。由于这个原因，建议采用 PWM 同步更新。选择一个 适合于所有周期时间的时间基准。实验六逻辑操作指令实验一、实验目的1. 掌握逻辑操作指令的设置。2. 熟悉逻辑操作指令在程序中的功能。二、实验内容1. 取反指令字节、字和双字取反字节取反（INVB）字取反（INVW）和双字取反（INVD）指令将输出IN 取反的结果存入OUT中。使ENO=0的错误条件：0006 （间接寻址）14.0受影响的SM标志位：SM1.0（结果为0）INC_WENENO AC0- INOUT -AC0

29、图6-1取反指令范例语句表说明表6-1步序指令器件号说明1LD14.0字取反 AC0(1101 0111 1001 0101)2INVWAC0AC0 (0010 1000 0110 1010)与、或和异或指令（1）字节与、字与和双字与字节与（ANDB）、字与（ANDW）和双字节与（ANDD）指令将输入值IN1和IN2 的相应位进行与操作，将结果存入OUT中。（2）字节或、字或和双字或字节或（ORB）、字或指令（ORW）和双字或（ORD）指令将两个输入值IN1 和IN2的相应位进行或操作，将结果存入OUT中。（3）字节异或、字节或和双字异或字节异或（ROB）、异或（ORW）和双字异或（ORD）指

30、令将两个输入值IN1 和IN2的相应位进行异或操作，将结果存入OUT中。图6-2与、或和异或指令语句表说明表6-1步序指令器件号说明1LDI4.02ANDWAC1， AC03ORWAC1， VW1004XORWAC1， AC0指令说明字与 AC1(0001 1111 0110 1101)字或 AC1(0001 1111 0110 1101)ORANDAC0(1101 0011 1110 0110)VW100 (1101 0011 1010 0000)等于等于AC0(0001 0011 0110 0100)VW100 (1101 1111 1110 1101)字异或 AC1(0001 1111

31、0110 1101)XORAC0 (0001 0011 0110 0100)等于AC0 (0000 1100 0000 1001)实验七传送指令实验一、实验目的1. 掌握传送指令的设置。2. 了解指令是如何传送的。二、实验内容1. 字节、字、双字或者实数传送字节传送（MOVB）、字传送（MOVW）、双字传送（MOVD）和实数传送指令在不 改变原值的情况下将IN是的值传送到OUT。对于IEC传送指令，输入和输出的数据类型可以不同，但数据长度必须相同。 使ENO = 0的错误条件：0006 （间接寻址）2. 字节立即传送（读和写）字节立即传送指令允许您在物理I/O和存储器之间立即传送一个字节数据。

32、字节立即读（BIR）指令读物理输入（IN）,并将结果存入内存地址（OUT）, 但过程映像寄存器并不刷新。字节立即写指令（BIW）从内存地址（IN）中读取 数据，写入物理输出（OUT）,同时刷新相应的过程映像区。使ENO = 0的错误条件：（1） 0006 （间接寻址）（2）不能访问扩展模块3. 块传送指令字节、字、双字的块传送字节块传送（BMB）、字块传送（BMW）、双字块传送（BMD）指令传送指定数 量的数据到一个新的存储区，数据的起始地址IN，数据长度为N个字节、字或 者双字，新块的起始地下为OUT。N的范围人1到255。使ENO = 0的错误条件：（1） 0006 （间接寻址）（2） 0

33、091 （操作数超出范围）梯形图12.1BLKMOV_BENENO1 1AVB20-INUT-VB1004-N图7-1快指令梯形图语句表说明表7-1步序指令器件号说明1LDI2.1将数组1 （VB20到VB23）传送至数组2（VB100 到 VB103）2BMBVB20, VB100, 4实验八 数字运算指令实验一、实验目的1. 掌握数学运算指令中的加、减、乘、除指令的设置。2. 进一步熟悉PLC程序的输入。二、实验内容数学运算指令：加、减、乘、除指令加法 减法1N1+1N2=OUT1N1-1N1=OUTLAD和FBD1N1+OUT=OUTOUT-1N1=OUTSTL整数加法（1）或者整数减法

34、（1）指令，将两个16位整数相加或者相 减，产生一个16位结果。双整数加法（+D）或者双敕数减法（一D）指令，将 两个32位整数相加或者相减，产生一个32位结果。实数加法（+R）和实数减 法（一R）指令，将两个32位实数相加或相减，产生一个32位实数结果。乘法除法1N1*1N2=OUT1N1/1N2=OUTLAD和FBD1N1*OUT=OUTOUT/1N1=OUTSTL整数乘法（*1）或者整数除法（/1）指令，将两个16位整数相乘或者相除， 产生一个16位结果。（对于除法，余数不被保留）双整数乘法（*D）或者双整 数除法（/D）指令，将两个32位整数相乘或者相除，产生一个32位结果。（对 于除

35、法，余数不被保留。）实数乘法（*R）或实数除法（/R）指令，将两个32 位实数相乘或相除，产生一个32位实数结果。SM标志位和EMOSM1.1表示溢出错误和非法值。如果SM1.1置位，SM1.0和SM1.2的状态不 再有效而且原始输入操作数不会发生变化。如果SM1.1和SM1.3没有置位, 那么数字运算产生一个有效的结果，同时SM1.0和SM1.2有效。在除法运算中，如果SM1.3置位， 使ENO=0的错误条件： SM1.1 （溢出）SM1.3 （被 0 除）其它数学运算标志位不会发生变化。受影响的特殊存储器位：SM1.0 （结果为0）SM1.1 （溢出，运算过程中产生非法数值或者输入参数非法

36、）0006（间接寻址）SM1.2 （结果为负）SM1.3 （被 0 除）整数运算指令梯形图图8-1整数运算指令梯形图语句表说明表8-1步序指令器件号说明1LDI0.02+1AC1， AC03*1AC1， VW1004/1VW10， VW200指令说明：加法：40 (AC1) +60 (AC0) =100 (AC0)乘法：40(AC1)*20 (VW100) =800 (VW100)除法：4000 (VW200) /40 (VW10) =100 (VW200)实验九中断指令实验一、实验目的1. 掌握中断允许指令的设置。2掌握中断条件返回指令（CRETI）、中断连接指令（ATCH）、中断分离指令

37、（DTCH）的使用方法。二、实验内容1. 中断允许和中断禁止中断允许指令（ENI）全局地允许所有被连接的中断事件。中断禁止指令 （DISI）全局地禁止处理所有中断事件。当进入RUN模式时，中断被禁止。在RUN模式，您可以执行全局中断允许指 令（ENI）允许所有中断。全局中断禁止指令SI）不允许处理中断服务程序, 但中断事件仍然会排队等候。2. 中断条件返回中断条件返回指令（CRETI）用于根据前面的逻辑操作的条件，从中断服务 程序中返回。3. 中断连接中断连接指令（ATCH）将中断事件EVNT与中断服务程序号I NT相关联，并 使能该中断事件。4中断分离中断分离指令（DTCH）将中断事件EVN

38、T与中断服务程序之间的关联切断， 并禁止该中断事件。5.清除中断事件清除中断事件指令从中断队列中清除所有EVNT类型的中断事件。使用此指 令从中断队列中清除不需要的中断事件。如果此指令用于清除假的中断事件， 在从队列中清除事件之前要首先分离事件。否则，在执行清除事件指令之后， 新的事件将被增加到队列中。中断指令梯形图图9-1中断指令梯形图语句表说明 表9-1步序指令器件号说明1LDSM0.1首次扫描1定义io.o的下降沿中断服2ATCHINT O, 1务程序为INT_0 2.全局中断允许3ENI4LDSM5.0如果检测到I/O错误，禁止10.0的下降5DTCH1沿中断。该程序段是可选的。6LD

39、M5.0当M5.0接通时，禁止所有中断7DISI实验十 程序控制指令实验一、实验目的1. 掌握条件结束指令在程序控制中的作用。2. 熟悉跳转指令的使用方法。3掌握如何使用顺控指令（SCR）。二、实验内容1. 条件结束指令（1）条件结束指令（END）根据前面的逻辑关系终止当前扫描周期。可 以在主程序中使用条件结束指令，但不能在子程序或中断服务程序中使用该 命令。（2）停止指令（STOP）导致CPU从RUN到STOP模式从而可以立即终止程 序的执行。如果STOP指令在中断程序中执行，那么该中断立即终止，并且忽 略所有挂起的中断，继续扫描程序的剩余部分。完成当前周期的剩余动作， 包括主用户程序的执行

40、，并在当前扫描的最后，完成从RUN到STOP模式的转 变。（3）看门狗复位指令（WDR）允许S7-200 CPU的系统看门狗定时器被 重新触发，这样可以在不引起看门狗错误的情况下，增加此扫描所允许的时 间。使用WDR指令时要小心，因为如果您用循环指令去阻止扫描完成或过度 的延迟扫描完成的时间，那么在终止本次扫描之前，下列操作过程将被禁止：（1）通讯（自由端口方式除外）（2）I/O更新（立即I/O除外）（3）强制更新（4）SM位更新（SMO, SM5SM29不能被更新）（5）运行时间诊断（6）由于扫描时间超过25秒，10ms和100ms定时器将不会正确累计时间。（7）在中断程序中的STOP指令（

41、8）带数字量输出的扩展模块也包含一个看门狗定时器，如果模块没有被 可编程控制器写，则此看门狗定时器将关断输出。在扩展的扫描时间内，对 每个带数字量输出的扩展模块进行立即写操作，以保持正确的输出。请按照 这段描述后，对下面的程序进行实验。图10-1停止、条件结束和看门狗复位指令程序梯形图语句表说明表10-1步序指令器件号说明1LDSM5.0当检测到I/O错误时，强制切换到STOP 模式当M5.6接通时，允许扫描周期扩展：1. 重新触发CPU的看门狗2.重新触发第一个 输出模块的看门狗当I0.0接通时，终止当前扫描周期2STOP3LDM5.64WDR5BIWQB2， QB26LDI0.07ENDS

42、N5.0M5.6STQPEND Jmov_biwENENO匚ilT-UB22. 跳转指令跳转到标号指令（JMP）执行程序内标号N指定的程序分支。标号指令标 记跳转目的地的位置N。您可以在主程序、子程序或者中断服务程序中，使用跳转指令。跳转和 与之相应的标号指令必须位于同一段程序代码（无论是主程序、子程序还是 中断服务程序）。不能从主程序跳到子程序或中断程序，同样不能从子程序或中 断程序跳出。可以在SCR程序段中使用跳转指令，但相应的标号指令必须也 在同一个SCR段中。实验梯形图如下：1 ，I心LHL图10-2跳转指令梯形图语句表说明表10-2步序指令器件号说明1LDNSM0.2如果掉电保持的数

43、据没有丢失，跳转到LBL42JMP43LBL43. 顺控继电器(SCR)指令SCR指令使您能够按照自然工艺段在LAD、FBD或STL中编制状态控制程 序。只要您的应用中包含的一系列操作需要反复执行，就可以使用SCR使程 序更加结构化，以至于直接针对应用。这样可以使得编程和调试更加快速和 简单。装载SCR指令(LSCR)将S位的值装载至到SCR和逻辑堆栈中。SCR堆栈的结果值决定是否执行SCR程序段。SCR堆栈的值会被复制到逻 辑堆栈中，因此可以直接将盒或者输出线圈连接到左侧的能流线上而不经过 中间触点。当使用SCR时，请注意下面的限定：(1) 不能把同一个S位用于不同程序中。例如：如果在主程序

44、中用了S0.1， 在子程序中就不能再使用它。(2) 在SCR段之间不能使用JMP和LBL指令，就是说不允许跳入、跳出。可以 在SCR段附近使用跳转和标号指令或者在段内跳转。(3) 在SCR段中不能使用END指令。 实验梯形图图10-3顺控继电器梯形图语句表说明 表 10-3步序指令器件号说明1LDSMO.l在首次扫描使能状态1。2SS0.1, 13LSCRS0.1状态1控制开始4LDSMO.O控制第一条街的信号：1置位：接通红灯。5SQ0.4, 12复位：关断黄灯和绿灯。3启动2秒定6RQ0.5, 2时器7TONT37, +208LDT37延时2秒后，切换到状态2。9SCRTS0.2状态1的S

45、CR区结束10SCRE11LSCRS0.2状态2的控制区开始，12LDSMO.O控制第一条街的信号：1.置位：接通绿灯。 2启动25秒定时器13SQ0.2, 114TONT38, +250延时25秒后，切换到状态315LDT3816SCRTS0.3状态2的SCR区结束17SCRE实验十一 移位和循环指令实验一、实验目的1. 掌握左移指令、右移位指令的使用。2. 掌握循环右移指令和循环左移指令的使用。二、实验内容1. 右移和左移指令移位指令将输入值IN右移或左移N位，并将结果装载到输出OUT中。移位指令对移出的位自动补零。如果位数N大于或等于最大允许值（ 对于字节操作为8，对于字节操作为16，对

46、于双字操作为32），那么移位操 作的次数为最大允许值。如果移位次数大于0,溢出标志位（SM1.1）上就 是最近移出的位值。如果移位操作的结果为0,零存储器位（SM1.0）置位。字节操作是无符号的。对于字和双字操作，当使用有符号数据类型时， 符号位也被移动。使ENO=0的错误条件：H 0006 （间接寻址）受影响的SM标志位：1. H SM1.0 （结果为0） 2. H SM1.1 （溢出）2. 循环右移和循环左移指令循环移位指令将输入值IN循环右移或者循环左移N位，并将输出结果 装载到OUT中。循环移位是圆形的。如果位数N大于或者等于最大允许值（对于字节操作为8,对于字操作为16,对于双字操作

47、为32），S7-200在执行循环移位之前，会 执行取模操作，得到一个有效的移位次数。移位位数的取模操作的结果，对 于字节操作是0到7,对于字操作是0到15,而对于双字操作是0到31。如果移位次数为0,循环移位指令不执行。如果循环移位指令执行,最 后一个移位的值会复制到溢出标志位（SM1.1）。如果移位次数不是8（对于字节操作）、16（对于字操作）和32（对于 双字操作）的整数倍,最后被移出的位会被复制到溢出标志位（SM1.1）。当要被循环移位的值是零 时，零标志位（SM1.0）被置位。字节操作是无符号的。对于字和双字操作,当使用有符号数据类型时, 符号位也被移位。使ENO=0的错误条件：1.H

48、 0006（间接寻址）受影响的SM标志位：1.H SM1.0 （结果为0） 2.H SM1.1 （溢出）实验梯形图图11-1移位和循环指令梯形图语句表说明表11-1步序指令器件号说明1LD14.02RRWACO, 23SLWVW200, 3指令说明帖坯时曲环减削朋ZW20C1110 CD10 010 1101命一沈祁俶住廿镒凸ago ggg 空 空 空第一庆林位启I溢出VW20c 坯加f 丄|ACO I U1G0 COOO 0000 0001IT第二反讪环用住 后箍出ACD0101 0000 0000 00031 .C姑皋为心“弐士也I SM1.C- 0迦出标古世 SM1.1 )- G第二反轿

49、位启極山VW200 协 1口门 01M-工|第三氏琢隹云盜出vwaoa oom卯mi。也帅 *工|结卑为*粧斗住.SMI Di = 0柚出忻志12 SM1.1)- 1实验十二 字符串指令实验一、实验目的1掌握字符串指令的设置。2. 掌握字符串指令在程序中的使用。二、实验内容1字符串长度字符串长度指令（SLEN）返回IN中指定的字符串的长度值。2. 字符串复制字符串复制指令（SCPY ）将小中指定的字符串复制到OUT中。3. 字符串连接字符串连接指令（SCAT）将IN中指定的字符串连接到OUT中指定字符串的后 面。对于字符串长度、字符串复制和字符串连接指令，下列条件影响ENO。使ENO=0的错误

50、条件：1. H 0006 （间接寻址）2. H0091 （操作数超出范围）实验梯形图图12-1字符串连接、字符串复制和字符串长度梯形图语句表说明表12-1步序指令器件号说明1LDI0.01. 将“WORLD”上的字符串附加到VB0上 的字符串之后。2. 将VB0中的字符串复制到VB100中。3. 得到VB100中存储的字符串的长度。2SCAT“WORLD”，VB03STRCPYVB0， VB1004STRLENVB100， AC0实验十三表指令的实验一、实验目的1. 掌握表指令的设置。2. 掌握表指令在程序中的使用。二、实验内容1填表ATT指令向表（TBL）中增加一个数值ATA）。表中第一个数

51、是最大填表数 （TL），第二个数是实际填表数（EC），指出已填入表的数据个数。新的数据 填加在表中上一个数据的后面。每向表中填加一个新的数据，EC会自动加1。一个表最多可以有100条数据。使EN0=0的错误条件：（1）H SM1.4 （表溢出）（2）H 0006 （间接寻址）（3）H 0091 （操作数超出范围）实验梯形图GM0.1MOV_V|匚卜1匚NCI 另+tl-INOUTvwznnIU.UAL)_l_lbL1 1ENENO1 1AW100-DATAW?nn-TPI图13-1填表指令梯形图语句表说明表13-1步序指令器件号说明1LDSM0.1装载表的最大长度2MOVW+6， VW2003

52、LDI0.04ATTVW100， VW200实验十四定时器实验一、实验目的1. 掌握SIMATIC定时器指令的设置。2. 熟悉各定时器在PLC中的作用。二、实验内容SIMATIC定时器指令1接通延时定时器（有记忆的接通延时定时器）接通延时定时器（TON）和有记忆的接通延时定时器在使能输入接通时记时。 定时器号（Txx ）决定了定时器的分辨率，并且分辨率现在已经在指令盒上标出 了。2.断开延时定时器断开延时定时器用于在输入断开后延时一段时间断开输出。定时器号（Txx） 决定了定时器的分辨率，并且分辨率现在已经在指令盒上标出了。10.01T37IkTONII J+10-PT100 msTT37QO

53、.O实验梯形图10.0T33图14-1接通延时定时器图14-2断开延时定时器接通延时定时器语句表说明表14-1步序指令器件号说明1LDI0.0100ms 定时器 T37 在（10X100ms=1s） 后到时，10.0 ON=T37 使能，10.0 OFF= 禁止并复位T37定时器T37控制Q0.02TONT37， +103LDT374=QO.O断开延时定时器语句表说明表 14-2步序指令器件号说明1LD10.010ms定时器T33在1秒后到时。I0.0关 断使能T33。I0.0接通T33复位。 定时器T33用其输出位控制Q0.0。2TOFT33, +1003LDT334=Q0.0实验十五子程序

54、指令实验一、实验目的1. 掌握如何带参数调用子程序。2. 熟悉字程序的使用。二、实验内容1. 子程序指令子程序调用指令（CALL）将程序控制权交给子程序SBR_N。调用子程序时可 以带参数也可以不带参数。子程序执行完成后，控制权返回到调用子程序的指 令的下一条指令。子程序条件返回指令（CRET）根据它前面的逻辑决定是否终止子程序。要添加一个子程序可以在命令菜单中选择：Edit Insert Subroutine。使ENO=O的错误条件：H 0008（超过子程序嵌套最大限制）H 0006（间接寻址）在主程序中，可以嵌套调用子程序（在子程序中调用子程序），最多嵌套8 层。在中断服务程序中，不能嵌套

55、调用子程序。在被中断服务程序调用的子程序中不能再出现子程序调用。不禁止递归调用 （子程序调用自己），但是当使用带子程序的递归调用时应慎用。2. 带参数调用子程序 子程序可以包含要传递的参数。参数在子程序的局部变量表中定义。参数必须有变量名（最多23个字符）、变量类型和数据类型。一个子程序最多可以传 递16个参数。局部变量表中的变量类型区定义变量是传入子程序（IN）、传入和传出子程 序（IN_OUT）或者传出子程序（0UT）。表6-79中描述了一个子程序中的参数类 型。要加入一个参数，把光标放到要加入的变量类型区（IN、IN_0UT、OUT）。 点击鼠标右键可以得到一个菜单选择。选择插入选项，然

56、后选择下一行选项。 这样就出现了另一个所选类型的参数项。子程序参数表表15-1参数 中断描述参数传入子程序。如果参数是直接寻址（如：VB10），指定位置的值被传递到子程序。如果参数是间接寻址（如：*AC1），指针 IN 指定位置的值被传入子程序；如果参数是常数（如：161234），或者一个地址（如：&VB100），常数或地址的值被传入子程序。IN_OUT指定参数位置的值被传到子程序，从子程序的结果值被返回到同样地址。常数（如：16#1234）和地址（如：&VB100）不允许作 为输入/输出参数。从子程序来的结果值被返回到指定参数位置。常数（如：16#1234）和地址（如：&VB100）不允许作

57、为输出参数。由于输出参OUT数并不保留子程序最后一次执行时分配给它的数值，所以必须在每次调用子程序时将数值分配给输出参数。注意：在电源上电时， SET和RESET指令只影响布尔量操作数的值。任何不用于传递数据的局部存储器都可以在子程序中作为临时 存储器使用。子程序调用实验梯形图ID .Iplkl匚17HIVB10-11 0-肌FilrihkWAC1 -NUL 1图15-1子程序调用梯形图语句表说明表15-1步序指令器件号说明1LDI0.0可以在LAD和FBD中正确显示：2CALLSBR_O, 10.1,VB10, I1.0, &VB100,*AC1,VD200LDI0.0=L60.0LDI0.

58、1=L63.7LDL60.0CALLSBR0 , L63.7 , VB10 , I1.0,& VB100,*AC1, VD200实验十六比例/积分/微分（PID ）回路指令实验一、实验目的1. 掌握（PID）回路指令的设置。2熟悉和了解（PID）回路指令在PLC中的使用。二、实验内容PID回路控制指令（PID）根据输入和表（TBL）中的配置信息，对相应的LOOP 执行PID回路计算。使ENO=O的错误条件：1. H SM1.1 （溢出）2. H 0006 （间接寻址）受影响的特殊存储器位：1. H SM1.1 （溢出）PID回路指令（包含比例、积分、微分回路）可以用来进行PID运算。但是， 可以进行这种PID运算的前提条件是逻辑堆栈栈顶（TOS）值必须为