辽宁西门子S7-1200PLC模块代理经销商

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PLC标准触点指令实现

    在IEC61131-3的指令表语言(instruction list)中，分别用LD（Load，装载）、AND（and，与）和OR（or，或）指令来表示开始、串联和并联的常开触点（见表1-2）；分别用LDN (load Not)、ANDN (and not)和ORN (or not)来表示开始、串联和并联的常闭触点（见表1-3，助记符中括号里面的是相应S7-200的指令）。触点指令中所有操作数变量X的数据类型为BIT型。触点指令的操作数主要包括输入点I、输出点O，中间继电器（位存储器）M、定时器(T)的线圈状态以及计数器(C)的线圈状态等。

    标准触点指令实现简单的逻辑关系式的运算。S7-200为实现逻辑指令，在PLC运行系统中采用了一个9位的工作堆栈STACK，利用C51实现时，使用一个位变量来作栈顶，在位寻址空间定义一个char类型（8位）的变量作为实际意义上的堆栈。栈顶用来存储逻辑运算的结果，下面的8位用来存储中间运算结果，堆栈中的数据一般按“*后出”的原则存取。

    执行LD指令时，将指令的位地址（或变量）中的二进制数据装载入栈顶。

    执行AND (A)指令时，将指令的位地址中的二进制数和栈顶中的二进制数相与，结果存入栈顶。

    执行OR (O)指令时，将指令的位地址中的二进制数和栈顶中的二进制数相或，结果存入栈顶。

    执行常闭触点对应的LDN、ANDN (AN)和ORN (ON)指令时，取出指令的位地址中的二进制数据后，将它取反（0变为1，1变为0），然后再做对应的装载、与、或操作。

    需要特别注意的是，由于提供的工作堆栈有9级，LD和（或）LDN指令在同一网络（一个梯形图网络）连续出现超过8次时再执行LD或LDN指令，将丢失数据，而且这样做上位机进行编译时也会报错（不允许用户这样使用），下一节将介绍其他与堆栈有关的指令的实现。

下面介绍PLC梯形图及指令功能实现。之所以说梯形图语言是面向用户的，是因为它是由继电器控制图发展而来的。它们在画法上有许多的相似之处，梯形图采用软件编程逻辑取代了继电器硬件接线逻辑，因而它和继电器控制器有本质的区别，一个是接线，另一个是PLC的程序。图1-66示出的是一个西门子PLC系列简单的梯形图程序，-| |-和-|/|-分别表示常开和常闭触点，[ ]表示线圈，梯形图代表的是一段程序，而非硬件接线逻辑（图1-66中数字表示执行顺序，并非程序的一部分）。

    在PLC梯形图中，继电器对应的物理实体是内存单元的某一位，称为位功能存储器。若该位为1，那么表示它所代表的继电器线圈通电，常开触点闭合，常闭触点断开；反之，若为0，则相应的继电器线圈失电，常开触点断开，常闭触点闭合。CPU扫描用户程序的过程实质是进行逻辑关系的运算，接点（或触点）状态0或1作为逻辑关系式左端各项的值进行与、或、非的运算。运算结果1或0送入代表继电器线圈的某一位存储单元，从而导致了该继电器线圈的通电或失电。研究PLC梯形图语言或指令语句的位逻辑指令，就是研究PLC指令所代表的逻辑关系以及实现该逻辑关系的方法。
定时器TIM和TIMH (15)是递减、ON延时定时器指令，这些指令需要一个TC编号和一个设定值(SV)。STIM (69)用来控制时间间隔，触发中断程序。

    CNT是递减计数器指令，CNTR (12)是一个可逆的计数器指令，它们都需要一个TC编号和一个设定值(SV)，两者也都和一个用作输入信号和一个用作复位的多重指令行相连接。CTBL (63)、INT (89)和PRV (62)用于处理高速计数器，INT (89)也可用于终止脉冲输出。

    任何一个TC编号不能定义两次，一旦它在定时器或计数器指令中被定义，则不能再次使用。一旦定义了，TC编号在指令中作为操作数，可根据需要多次使用，但不能在计数器和定时器指令中重复定义。在欧姆龙CPM2A/CPM2C的PC机中，TC编号为000～255，而在CPM1/CPM1A/SRM1 (-V2)的PC机中，TC编号为000～127。当使用一个TC编号作为定时器或计数器定义时，不需要前缀，一旦定义为定时器，则TC编号可以是TIM前缀，用作某些指令的一个操作数。任何定时器指令都使用TIM前缀来定义。一旦定义为一个计数器，则TC编号可以是CNT前缀，用作某些指令的一个操作数。所有计数器指令都使用CNT前缀来定义。TC编号可以表示为所需要位或字数据的操作数。当表示为所需要位数据的操作数时，TC编号可以访问作为一个定时/计数“完成标志”的功能位，即该标志表示定时/计数已完成，也就是说，通常为“OFF”的位在的SV结束后将置“ON”。当表示为需要字数据的操作数时，TC编号可以访问能够存放定时器/计数器的当前值PV的一个内存位置。因此，定时器或计数器的PV可用作CMP (20)的操作数，或任何其他的TC区允许访问的指令，这是通过TC编号来实现的，这个TC编号用来定义访问存放定时器/计数器的当前值PV的一个内存位置。

    注意：TIM 000是用来表示由TC编号000定义的定时器指令，定义这个定时器的完成标记及当前值PV。对术语的解释非常清楚，即*是一条指令，第二是一个位操作数，第三是一个字操作数。放在TIM或CNT后面的其他TC编号也是同样的含义。设定值SV可以作为数据区中的一个常数或者一个字地址输入。如果将一个IR区域的字分配到一个输入单元作为字地址的话，输入单元可以用线连接，这样SV可以通过外部的指轮拨盘或类似设备设定，通过这种方法连接的定时器和计数器仅能在运行和监视模式下，通过外部方式设定。所有的设定值SV，包括通过外部设定，都必须使用BCD码。

    a．定时器(TIM)。图1-59中的SV为000. 0～999.9之间的数值。设置时不用输入十进制小数点。每一TC编号只能用作一条定时器或计时器指令的定义符。在CPM2A/CPM2C PC中TC编号为000～255，而在PM1/CPM1A/SRM1 (-V2)PC中TC编号为000～127。如果TIMH (15)中需要TC编号，那么TC000～TC003（在CPM2A/CPM2C中为TC000～TC015）不能在TIM中使用。在CPM2A/CPM2C PC中，如果TMHH (15)需要使用TC编号，那么TC004～TC007不应当用于TIM。当执行条件为“ON”时，定时器进入工作，而当执行条件为“OFF”时，定时器复位，即恢复到设定值SV。一旦定时器开始工作，TIM从SV起，以0.1s为单位计量。如果执行条件为“ON”的时间保持到TIM减计时到0，该TC编号的完成标志将置“ON”，且保持“ON”直到TIM复位（即直到执行条件为“OFF”）为止。下面的图1-60表示了TIM的执行条件及其完成标志之间的关系。

    图1-59    定时器(TIM)指令梯形图符号与定义

    图1-60    TIM的执行条件及其完成标志之间的关系

    b．高速定时器[TIMH (15)]。如图1-61所示，设定值SV在00. 00～99. 99之间（虽然可以设定00. 00和00. 01，但设定00. 00使定时器失效，即立即使完成标志置“ON”，而设定00. 01使扫描不可靠）。设置时不用输入十进制小数点。每- TC编号只能用作一条定时器或计时器指令的定义符。TC编号在CPM2A/CPM2C中为000～255；而在CPM1/CPM1A/SRM1 (-V2)中TC编号为000～127。除了TIMH (15)的计量单位为0.01s以外，TIMH (15)与TIM的操作一样。当IL (02)的执行条件为“OFF”时，互锁程序部分中的定时器复位。一般情况下，电源中断会使定时器复位，使用SR区域时钟脉冲作为CNT的计数脉冲，可在电源中断时使定时器不复位。当JMP (04)的执行条件为“OFF”时，在跳转程序部分中的定时器将不会复位。如果跳转编号为00，定时器将停止定时，但是如果使用其他跳转编号，定时器将继续定时。在线编辑修改参数时，必须使定时器复位。同样，用中断刷新改变一个TIMH (15)指令时也必须使定时器复位。只有在程序模式时可以不复位。TIMH (15)使用的定时器编号为TC000～TC003。当周期时间超过10ms时，定时器编号为TC004～TC127(在CPM2A/CPM2C中是TC016～TC255)的高速定时器可能会不准确。

    图1-62中定时器的设定值为常数。在CI00000变为“ON”后CI01600将置“ON”，且至少保持“ON”状态1.5s。当CI00000为“OFF”时，定时器也将复位，且CI01600为“OFF”。

    图1-62    定时器的设定值为常数

    c．计数器(CNT)。如图1-63所示，每一TC编号只能用作一条定时器或计时器指令的定义符。TC编号在CPM2A/CPM2C PC中为000～255，而在CPM1/CPM1A/SRM1PC PC中为000～127。当计数脉冲的执行条件CP从“OFF”变为“ON”时，计数器就作减值计数，即只要计数器CP脉冲执行条件为“ON”，上一扫描周期执行条件为“OFF”，计数器就作减一计数。如果CP端执行条件不变或由“ON”变到“OFF”，计数器当前值PV不变。当计数器当前值PV计到零时，计数器的完成标志置“ON”，并且将保持“ON”的状态直到计数器复位为止。计数器的复位是由一复位输入信号R来实现的，当R由“OFF”变为“ON”时，计数器复位，计数器当前值PV恢复为设定值SV。当复位R为“ON”期间，计数器当前值PV不减值。当复位R变为“OFF”时，计数器从设定值SV开始递减计数。电源中断或在互锁程序部分中的计数器当前值PV不会复位。执行条件、完成标志以及当前值PV的变化如图1-64所示。当前值PV线的高度只是说明当前值PV的变化情况。

    注意，间接寻址DM字不存在(DM字的内容不是BCD码，或超出DM区域)。在如图1-65所示的例子中，计数器(CNT)是通过对SR区域时钟脉冲位计数来产生扩展的定时器。CNT001对1s的时钟脉冲位(SR25502)从“OFF”变为“ON”的次数进行计数。而且，IR00000用来控制CNT计数的时间。由于在这个例子中，CNT001的设定值SV是700，当1s×700次或者11min40s已经到时，CNT002的完成标志置“ON”，这将导致IR20002置 "ON"。

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