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300教程之三
ytzidonghua 发表于 2007/10/27 18:16:58 3502 查看 3 回复 [上一主题] [下一主题]
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3.1 S7-300/400的编程语言
3.1.1 PLC编程语言的国际标准
IEC 61131是PLC的国际标准，1992～1995年发布了IEC 61131标准中的1～4部分，我国在1995年11月发布了GB/T 15969-1/2/3/4(等同于IEC 61131-1/2/3/4)。
IEC 61131-3广泛地应用PLC、DCS和工控机、 “软件PLC”、数控系统、RTU等产品。
定义了5种编程语言
1) 指令表IL(Instruction list)：西门子称为语句表STL。
2) 结构文本ST(Structured text)：西门子称为结构化控制语言（SCL）。
3) 梯形图LD(Ladder diagram)：西门子简称为LAD。
4) 功能块图FBD (Function block diagram)：标准中称为功能方框图语言。
5) 顺序功能图SFC(Sequential function chart)：对应于西门子的S7 Graph。
3.1.2 STEP 7中的编程语言
梯形图、语句表和功能块图是3种基本编程语言，可以相互转换。
1．顺序功能图(SFC) ：STEP 7中的S7 Graph
2．梯形图(LAD)
直观易懂，适合于数字量逻辑控制。“能流”(Power flow)与程序执行的方向。
3. 语句表(STL)：功能比梯形图或功能块图强。
4．功能块图(FBD)：“LOGO！”系列微型PLC使用功能块图编程。
5．结构文本(ST)：STEP 7的S7 SCL（结构化控制语言）符合EN 61131-3标准。
SCL适合于复杂的公式计算、复杂的计算任务和最优化算法，或管理大量的数据等。
6．S7 HiGraph 编程语言
图形编程语言S7 HiGraph 属于可选软件包，它用状态图（state graphs）来描述异步、非顺序过程的编程语言。
7．S7 CFC 编程语言
可选软件包CFC（Continuous Function Chart，连续功能图）用图形方式连接程序库中以块的形式提供的各种功能。
8．编程语言的相互转换与选用
在STEP 7编程软件中，如果程序块没有错误，并且被正确地划分为网络，在梯形图、功能块图和语句表之间可以转换。如果部分网络不能转换，则用语句表表示。
语句表可供喜欢用汇编语言编程的用户使用。语句表的输入快，可以在每条语句后面加上注释。设计高级应用程序时建议使用语句表。
梯形图适合于熟悉继电器电路的人员使用。设计复杂的触点电路时最好用梯形图。
功能块图适合于熟悉数字电路的人使用。
S7 SCL编程语言适合于熟悉高级编程语言（例如PASCAL或C语言）的人使用。
S7 Graph，HiGraph和CFC可供有技术背景，但是没有PLC 编程经验的用户使用。S7 Graph对顺序控制过程的编程非常方便，HiGraph适合于异步非顺序过程的编程，CFC适合于连续过程控制的编程。
3.2 S7-300/400 CPU的存储区
3.2.1 数制
1．二进制数
二进制数的1位（bit）只能取0和1这两个不同的值，用来表示开关量的两种不同的状态。该位的值与线圈、触点的关系。ON/OFF，TURE/FALSE。二进制常数：2#1111_0110_1001_0001。
2．十六进制数
十六进制的16个数字是0～9和A～F, 每个占二进制数的4位。B#16#，W#16#，DW#16#， W#16#13AF（13AFH）。逢16进1，例如B#16#3C＝3×16＋12＝60。
3．BCD码
BCD码用4位二进制数表示一位十进制数，十进制数9对应的二进制数为1001。
最高4位用来表示符号，16/32位BCD码的范围。BCD码实际上是十六进制数，但是各位之间逢十进一。296对应的BCD码为W#16#296，或2#0000 0010 1001 0110。
2#0000 0001 0010 1000对应的十进制数也是296，对应的十进制数为
。
3.2.2 基本数据类型
1．位（bit）：位数据的数据类型为BOOL（布尔）型。I3.2的意义。
2．字节（Byte）
3．字(Word)表示无符号数。取值范围为W#16#0000～W#16#FFFF。
4．双字（Double Word）表示无符号数。范围DW#16#0000_0000～DW#16#FFFF_FFFF。
5．16位整数（INT，Integer）是有符号数，补码。最高位为符号位，为0时为正数，取值范围为-32 768～32 767。
6．32位整数（DINT，Double Integer）最高位为符号位，取值范围为 MB100 M表示内部存储区
-2 147 483 648～2 147 483 647。
图3-6 字节、字和双字
3.2.3 复合数据类型与参数类型
1．复合数据类型
通过组合基本数据类型和复合数据类型可以生成下面的数据类型：
(1) 数组（ARRAY）
(2) 结构（STRUCT）
(3) 字符串（STRING）是最多有254个字符（CHAR）的一维数组。
(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BCD格式保存。星期天的代码为1，星期一～星期六的代码为2～7。
例如DT#2004-07-15-12:30:15.200为2004年7月15日12时30分15.2秒。
(5) 用户定义的数据类型UDT (user-defined data types)。
在数据块DB和逻辑块的变量声明表中定义复合数据类型。
2．参数类型
为在逻辑块之间传递参数的形参（formal parameter，形式参数）定义的数据类型：
(1) TIMER（定时器）和COUNTER（计数器）：对应的实参（actual parameter，实际参数）应为定时器或计数器的编号，例如T3，C21。
(2) BLOCK（块）：指定一个块用作输入和输出，实参应为同类型的块。
3.2.5 系统存储器 （存储器RAM = 用户RAM + 系统RAM）
1．过程映像输入/输出（I/Q）
在扫描循环开始时，CPU读取数字量输入模块的输入信号的状态，并将它们存入RAM中过程映像输入（process image input，PII）中。
在扫描循环中，用户程序计算输出值，并将它们存入过程映像输出表（process image output，PIQ）。在循环扫描结束时将过程映像输出表的内容写入数字量输出模块。
I和Q均以按位、字节、字和双字来存取，例如I0.0, Q4.0、IB0, IW0和ID0。
与直接访问I/O模块相比的优缺点。
2．内部存储器标志位（M）存储器区 MB1
3．定时器（T）存储器区
时间值可以用二进制或BCD码方式读取。
4．计数器（C）存储器区
计数值（0～999）可以用二进制或BCD码方式读取。
5．共享数据块（DB）与背景数据块（DI）
DB为共享数据块，DBX2.3，DBB5，DBW10和DBD12。
DI为背景数据块，DIX, DIB，DIW和DID。
6．外设I/O区（PI/PO）
外设输入（PI）和外设输出（PQ）区允许直接访问本地的和分布式的输入模块和输出模块。可以按字节（PIB或PQB）、字（PIW或PQW）或双字（PID或PQD）存取，不能以位为单位存取PI和PO。
3.2.6 CPU中的寄存器
1．累加器（ACCUx）
累加器用于处理字节、字或双字的寄存器。S7-300有两个32位累加器（ACCU1和ACCU2），S7-400有4个累加器（ACCU1～ACCU4）。数据放在累加器的低端（右对齐）。
2．状态字寄存器（16位）
首次检测位/FC, 逻辑运算结果（RLO）；
状态位STA不能用指令检测；
OR位暂存逻辑“与”的操作结果（先与后或）；
算术运算或比较指令执行时出现错误，溢出位OV被置1。
OV位被置1时溢出状态保持位OS位也被置1，OV位被清0时OS仍保持为1，用于指明前面的指令执行过程中是否产生过错误。
条件码 1（CC1）和条件码0（CCO）综合起来用于表示在累加器1中产生的算术运算或逻辑运算的结果与0的大小关系、比较指令的执行结果或移位指令的移出位状态。
二进制结果位（BR）在一段既有位操作又有字操作的程序中，用于表示字操作结果是否正确。在梯形图的方框指令中，BR位与ENO有对应关系，用于表明方框指令是否被正确执行：如果执行出现了错误，BR位为0，ENO也为 0；如果功能被正确执行，BR位为 1，ENO也为 1。
图3-9 状态字的结构
3．数据块寄存器：DB和DI寄存器分别用来保存打开的共享数据块和背景数据块的编号。
3.3 位逻辑指令
位逻辑指令用于二进制数的逻辑运算。位逻辑运算的结果简称为RLO。
3.3.1 触点指令
1． 触点与线圈
A（And，与）指令来表示串联的常开触点。
O (Or，或)指令来表示并联的常开触点。
AN (And Not，与非)来表示串联的常闭触点，
ON (Or Not)来表示并联的常闭触点。
输出指令“=”将RLO写入地址位，与线圈相对应。L20.0是局域变量。将梯形图转换为语句表时，局域变量L20.0是自动分配的。
A(
A I 0.0
AN I 0.1
O I 0.2
)
A I 0.3
ON C 5
= L 20.0
A L 20.0
= Q 4.3
A L 20.0
= Q 4.4
A L 20.0
AN I 3.4
= Q 4.6
2． 取反触点
3．电路块的串联和并联
4．中线输出指令 下面是图3-14(b)中第一行对应的语句表。
A I0.0
AN I0.1
= M0.1
A M0.1
A I0.3
= Q4.3
Network 1：
A I0.3
A I0.0
FP
= Q4.5
Network 2：
A I0.3
A I0.0
FN
= Q4.3
A I0.3
A(
A I0.4
BLD 100
FN M0.1
)
= Q4.5
【例3-1】设计故障信息显示电路，故障信号I0.0为1使Q4.0控制的指示灯以1Hz的频率闪烁。操作人员按复位按钮I0.1后，如果故障已经消失，指示灯熄灭。如果没有消失，指示灯转为常亮，直至故障消失。
设置CPU的属性时，在“Cycle/Clock Memory”标签页令M1为时钟存储器字节，其中的M1.5提供周期为1s的时钟脉冲。
SET与CLR（Clear）指令将RLO（逻辑运算结果）置位或复位，紧接在它们后面的赋值语句中的地址将变为1状态或0状态。
SET //将RLO置位
= M0.2 //M0.2的线圈“通电”
CLR //将RLO复位
= Q4.7 //Q4.7的线圈“断电”
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匿名 发表于 2007/8/24 10:54:28
看到你这里的文章和博客中的文字,感觉你很愿意传播PLC技术.我们(人邮社图灵公司)正在出版一套西门子的翻译书籍(西门子自动化系统入门（第3版）,2楼 回复本楼
),也想拓宽到本版领域,很希望能够找到像你这样精通技术又愿意传播技术的作者.我的Email:shuli@ptpress.com.cn
引用 匿名 2007/8/24 10:54:28 发表于2楼的内容
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引用 强强 2007/9/14 15:10:36 发表于3楼的内容
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引用 therun 2007/10/27 18:16:58 发表于4楼的内容