西門子CPU1211C代理商西門子中國總代理  西門子授權(quán)代理商

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?功能指令概述

??為了滿足用戶的一些特殊要求，從20世紀(jì)80年代開始，眾多的PLC制造商就在小型機上加入了功能指令(Functional Instruction)或稱應(yīng)用指令(Applied Instruction)。這些功能指令的出現(xiàn)，大大拓寬了PLC的應(yīng)用范圍。本章主要介紹西門子S7-200系列 PLC的功能指令。

??S7-200系列PLC的功能指令極其豐富，主要包括以下幾方面:

??(1)算術(shù)與邏輯運算指令；

??(2)傳送、移位、循環(huán)移位及填充指令;

??(3)PID指令；

??(4)FOR/NEXT 循環(huán)指令;

??(5)數(shù)據(jù)表處理指令;

??(6)高速處理指令;

??(7)轉(zhuǎn)換指令;

??(8)中斷指令;

??(9)通信指令;

??(10)實時時鐘。

??本章介紹功能指令以梯形圖、功能塊圖和語句表3種形式表示。操作數(shù)表列出每個指令的操作數(shù)和有效的數(shù)據(jù)類型。

??對于梯形圖:EN和ENO是能流并且是布爾數(shù)據(jù)類型。

??對于功能塊圖表:EN和ENO是I、Q、V、M、SM、S、T、C、L或能流并且是布爾數(shù)據(jù)類型。

??EN/ENO的操作數(shù)和數(shù)據(jù)類型沒有顯示在指令操作數(shù)表中，因為EN/ENO的操作數(shù)對于所有梯形圖和功能塊圖表指令是相同的。

??四則運算指令及加1/減1指令

??四則運算指令

??S7-200系列 PLC可進行相同位數(shù)的各種數(shù)據(jù)類型的加、減、乘、除四則運算，它們的指令格式相同。對四則運算指令來說,IN1、IN2 是指令所要求的操作數(shù):OUT 是指令執(zhí)行結(jié)果的存放單元地址。

??1.加法指令

??加法指令是把兩個輸入端IN1、N2指定的數(shù)相加，結(jié)果送到輸出端OUT指定的存儲單元中。加法指令可分為整數(shù)指令、雙整數(shù)指令、實數(shù)加法指令。加法指令如圖5-1所示。它們各自對應(yīng)的操作數(shù)數(shù)據(jù)類型分別是有符號整數(shù)(INT)、有符號雙整數(shù)(DINT)、實數(shù)(REAL)。

??執(zhí)行加法操作時，操作數(shù)IN2與OUT共用一個地址單元，在語句表中IN1 OUT=OUT。

??2.減法指令

??減法指令是把兩個輸入端IN1、IN2指定的數(shù)相減，結(jié)果送到輸出端OUT指定的存儲單元中。減法指令可分為整數(shù)指令、雙整數(shù)指令和實數(shù)減法指令。減法指令如圖5-2所示。它們各自對應(yīng)的操作數(shù)數(shù)據(jù)類型分別是有符號整數(shù)、有符號雙整數(shù)、實數(shù)。

??執(zhí)行減法操作時，操作數(shù)IN1與OUT共用一個地址單元，在語句表中OUTIN2=OUT。

??3.乘法指令

??乘法指令是把兩個輸入端IN1、IN2指定的數(shù)相乘，結(jié)果送到輸出端OUT指定的存儲單元中。乘法指令可分為整數(shù)、雙整數(shù)、實數(shù)乘法指令和整數(shù)完全乘法指令。乘法指令如圖5-3所示。前3種指令各自對應(yīng)的操作數(shù)數(shù)據(jù)類型分別是有符號整數(shù)、有符號雙整數(shù)、實數(shù)。整數(shù)完全乘法指令是把輸入端IN1、IN2指定的兩個16 位整數(shù)相乘，產(chǎn)生一個32位乘積，并送到輸出端OUT指定的存儲單元中去。

??執(zhí)行乘法操作時，操作數(shù)IN2與OUT共用一個地址單元(整數(shù)完全乘法指令的IN2與OUT的低16位用的是同地址單元)，在語句表中IN1*OUT=OUT。

??加法、減法、乘法指令影響的特殊存儲器位:SM1.0(零)、SM1.1(溢出)、SM1.2(負)。

??4.除法指令

??除法指令是把兩個輸入端IN1、IN2指定的數(shù)相除，結(jié)果送到輸出端OUT指定的存儲單元中。除法指令可分為整數(shù)、雙整數(shù)、實數(shù)除法指令和整數(shù)完全除法指令。除法指令如圖5-4所示。前3種指令各自對應(yīng)的操作數(shù)數(shù)據(jù)類型分別是有符號整數(shù)、有符號雙整數(shù)、實數(shù)。整數(shù)完全除法指令是把輸入端IN1、IN2指定的兩個16位整數(shù)相除，產(chǎn)生一個32位的結(jié)果，并送到輸出端OUT指定的存儲單元中去，其中高16位是余數(shù)，低16 位是商。

??執(zhí)行除法操作時，操作數(shù)IN1與OUT共用一個地址單元(整數(shù)完全除法指令的IN1與OUT的低16位用的是同地址單元)，在語句表中OUT/N2=OUT。

??除法指令影響的特殊存儲器位:SM1.0(零)、SM1.1(溢出)、SM1.2(負)、SM1.3(除數(shù)為0)。

??四則運算指令的有效操作數(shù)見表5-1。

S7-200/300/400 PLC的四則運算指令基本相同，主要是對兩個操作數(shù)的加、減、乘、除運算、操作數(shù)可以是整數(shù)、雙整數(shù)、浮點數(shù)等。S7-200與S7-300/400PLC的指令格式相似，梯形圖程序格式如圖3-84所示。

??圖3-84 四則運算指令程序格式

??(a)S7-200 PLC四則運算程序格式(b)S7-300/400 PLC四則運算程序格式

??圖中的IN1為四則運算中的被加數(shù)、被減數(shù)、被乘數(shù)、被除數(shù)；IN2為加數(shù)、減數(shù)、乘數(shù)、除數(shù)；OUT 為運算結(jié)果存儲器地址。

??從圖3-84中可見，S7-200與S7-300/400PLC的梯形圖指令相同，但從轉(zhuǎn)換后的指令表可以看出兩者在執(zhí)行過程中存在有差異。

??(1) S7-200 PLC的執(zhí)行過程如下：

??1) 將操作數(shù)1(被加數(shù)、被減數(shù)、被乘數(shù)、被除數(shù))移動到結(jié)果存儲器。

??2) 將結(jié)果存儲器(操作數(shù)1)與操作數(shù)2(加數(shù)、減數(shù)、乘數(shù)、除數(shù))進行運算，并將運算結(jié)果存儲到結(jié)果存儲器中。

??(2) S7-300/400 PLC的執(zhí)行過程如下：

??1) 將操作數(shù)1(被加數(shù)、被減數(shù)、被乘數(shù)、被除數(shù))讀入到累加器1中。

??2) 將操作數(shù)2(加數(shù)、減數(shù)、乘數(shù)、除數(shù))讀人到累加器1中，原累加器1中的操作數(shù)1移動到累加器2中。

??3) 累加器2中的內(nèi)容與累加器1運算，運算結(jié)果存儲在累加器1中。

??4) 累加器1的運算結(jié)果傳送到結(jié)果存儲器中。

??(3) 四則運算編程時應(yīng)注意以下幾點：

??1) 在S7-200 PLC中，整數(shù)、雙整數(shù)的運算結(jié)果仍然為整數(shù)與雙整數(shù)，在程序中應(yīng)注意防止因運算結(jié)果溢出而導(dǎo)致的執(zhí)行錯誤。

??2) 在S7-200PLC中整數(shù)、雙整數(shù)的除法運算DIV_I、DIV_DI指令，以及S7-300/400PLC的DIV_DI 指令，其除法運算的結(jié)果不保留余數(shù)。

??3) 對于S7-200PLC的整數(shù)除法，如果需要余數(shù)，可以使用DIV指令。DIV指令要求的輸出存儲器OUT 為32位，執(zhí)行DIV指令后，兩個整數(shù)的除法運算可以得到32位運算結(jié)果，輸出存儲器OUT的高16位用于存儲余數(shù)，低16位用于存儲商。

??4) S7-200PLC的雙整數(shù)除法無法保留余數(shù)。

??5) 對于S7-300/400PLC的整數(shù)除法，可以自動生成余數(shù)，執(zhí)行DIV_I指令后，累加器1的高16位存儲余數(shù)，低16位存儲商。

??6) 對于S7-300/400 PLC的雙整數(shù)除法，如果需要余數(shù)，可以在利用DIV_DI指令求出商后，再使用MOD指令求余數(shù)。執(zhí)行MOD指令后，商被舍去，累加器1存儲余數(shù)。

??7) 除法運算的除數(shù)不能為“0”。

??(4) 浮點數(shù)的函數(shù)運算。在S7-200/300/400 PLC中，浮點數(shù)可以進行函數(shù)運算。函數(shù)運算包括正弦余弦、正切、平方根、自然對數(shù)、指數(shù)等運算，任S7-300/400PLC中還可以進行平方、反正弦、反余弦、反正切、求juedui值等運算。

??對于浮點數(shù)的函數(shù)運算，為了得到正確的運算結(jié)果，同樣應(yīng)遵守函數(shù)運算的基本規(guī)定與要求，保證程序中操作數(shù)取值范圍的正確性。

??(5) 增量指令。在S7-200 PLC中，除可以使用以上數(shù)據(jù)運算指令外，還可以通過專門的指令對字節(jié)字、雙字進行增“1”(Increment)與減“1”(Decrement)運算。這些指令的使用十分簡單，可以按照表3-22的格式直接編程。

??除以上常用的功能指令外，S7還有其他部分功能指令，如程序控制指令，S7-200PLC中的表指令、字符串指令、特殊計數(shù)指令等。這些指令有的使用較少，有的將在S7PLC的特殊功能指令中給予說明，這里不再進行介紹，需要時可以參見Siemens手冊相關(guān)的內(nèi)容。