西門子S7-300系列PLC的指令系統(tǒng)和編程規(guī)則

本文主要介紹常用的語句表和梯形圖編程語言。STEP7標(biāo)準軟件包支持這兩種編程語言的互相轉(zhuǎn)換。語句表和梯形圖語言是一個完備的指令系統(tǒng)，支持結(jié)構(gòu)化編程方法。指令系統(tǒng)包括二進制操作、數(shù)字運算、組織功能和功能塊編程等。二進制操作又稱為位邏輯操作，它可以對二進制操作數(shù)的信號進行掃描并完成邏輯運算。

西門子S7-300系列PLC的基本指令系統(tǒng)包括位邏輯指令、定時器與計數(shù)器指令、數(shù)據(jù)處理功能指令、數(shù)據(jù)運算指令和控制指令。

一、指令及其結(jié)構(gòu)

指令時程序的最小獨立單元，用戶程序是由若干條順序排列的指令構(gòu)成的。對應(yīng)語句表和梯形圖兩種編程語言，指令也有語句指令與梯形邏輯指令之分。他們的表達形式不同，但表示的內(nèi)容是相同或類似的。

1、指令的組成

1）語句指令

一條指令由一個操作碼和一個操作數(shù)組成，操作數(shù)由標(biāo)識符和參數(shù)組成。操作碼定義要執(zhí)行的功能，它告訴CPU該做什么；操作數(shù)為執(zhí)行該操作所需要的信息，它告訴CPU用什么去做。有些語句指令不帶操作數(shù)，它們操作的對象是惟一的。

2）梯形邏輯指令

梯形邏輯指令用圖形元素表示PLC要完成的操作。在梯形邏輯指令中，其操作碼是用圖素表示的，該圖素形象地表明CPU做什么，其操作數(shù)的表示方法與語句指令相同。梯形邏輯指令也可不帶操作數(shù)。

2、操作數(shù)

1）標(biāo)識符及表示參數(shù)

指令的操作數(shù)一般位于PLC的存儲器中，此時操作數(shù)由操作數(shù)標(biāo)識符和參數(shù)組成。操作數(shù)標(biāo)識符告訴處理器操作數(shù)放在存儲器的哪個區(qū)域及操作數(shù)位數(shù)；標(biāo)識參數(shù)則進一步說明操作數(shù)在該存儲區(qū)域內(nèi)的具體位置。

操作數(shù)標(biāo)識符由主標(biāo)識符和輔助標(biāo)識符組成。主標(biāo)識符表示操作數(shù)所在的存儲區(qū)，輔助標(biāo)識符進一步說明操作數(shù)的位數(shù)長度。若沒有輔助標(biāo)識符，則指操作數(shù)的位數(shù)是1位。

主標(biāo)識符有I（輸入過程映像存儲區(qū)）、Q（輸出過程映像存儲區(qū)）、M（位存儲區(qū)）、PI（外部輸入）、PQ（外部輸出）、T（定時器）、C（計數(shù)器）、DB（數(shù)據(jù)塊）、L（本地數(shù)據(jù)）等；輔助標(biāo)識符有X（位）、B（字節(jié)）、W（字——2字節(jié)）、D（雙字——4字節(jié)）。PLC物理存儲器是以字節(jié)為單位的，所以存儲單元規(guī)定為字節(jié)單元。（http://www.diangon.com/版權(quán)所有）位地址參數(shù)用一個點與字節(jié)地址分開，如M　10.1。當(dāng)操作數(shù)長度是字或雙字時，標(biāo)識符后給出的標(biāo)識參數(shù)是字或雙字內(nèi)的最低字節(jié)單元號。當(dāng)使用寬度為字或雙字的地址時，應(yīng)保證沒有生成任何重疊的字節(jié)分配，以免造成數(shù)據(jù)讀寫錯誤。圖1給出了字節(jié)、字、雙字的相互關(guān)系及表示方法。

圖1　以字節(jié)單元為基準標(biāo)記存儲器存儲單元

S7　PLC的存儲區(qū)及其功能見表7-4，表中給出的最大地址范圍不一定是實際可使用的地址范圍，可使用的地址范圍由CPU得型號和硬件配置決定。

表1　存儲區(qū)及其功能

2）操作數(shù)的表示方法

在STEP7中，操作數(shù)有兩種表示方法：一是物理地址（絕對地址）表示法，二是符號地址表示法。用物理地址表示操作數(shù)時，要明確指出操作數(shù)所在的存儲區(qū)，該操作數(shù)的位數(shù)和具體位置。例如，Q4.0是用物理地址表示的操作數(shù)，其中Q表示這是一個在輸出過程映像區(qū)中的輸出位，具體位置是第4個字節(jié)的第0位。

STEP7允許用符號地址表示操作數(shù)，如Q4.0可用符號名MOTOR_ON替代表示，符號名必須先定義后使用，而且符號名必須是惟一的，不能重名。定義符號時，需要指明操作數(shù)所在的存儲區(qū)，操作數(shù)的位數(shù)、具體位置及數(shù)據(jù)類型。