（中职)机床电气控制技术及应用项目7：西门子S7-300PLC的指令与应用电子课件.ppt

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1、YCF正版版可修修改PPT（中职)机床电气控制技术及应用项目7：西门子S7-300PLC的指令与应用ppt电子课件机床电气控制技机床电气控制技术及应用术及应用任务项目七西门子项目七西门子S7-300PLCS7-300PLC的指令及应用的指令及应用三相异步电动机单向连续控制 PLC的定义与系统的组成 一一、以可编程控制器PLC为核心的自动控制系统或自动控制装置，通常称为PLC控制系统。包括硬件系统和软件系统两大部分。可编程控制器是控制系统的核心部分。PLC实质上是一种专用于工业自动化控制的计算机，主要由CPU、储存器、输入/输出（I/O）接口、通信接口、扩展接口和电源组成。PLCPLC概述概述知

2、识链接1PLCPLC概述概述知识链接1 PLC的工作原理与工作过程 二二、PLCPLC概述概述知识链接1 PLC的编程语言 三三、PLCPLC概述概述知识链接1S7-300系列PLC采用的编程软件是STEP7，STEP7中常用的PLC编程语言有梯形图、指令表、功能块图三种。PLC的程序结构 四四、PLCPLC概述概述知识链接1可编程序控制器常用的程序结构有线性化程序和结构化程序。线性化程序是根据控制要求，将所有指令全部依次写在组织块OB1中的程序称线性化程序，这种程序结构简单，只有一个程序文件。适合于小型的控制程序。PLCPLC概述概述知识链接1结构化程序是由组织块（OB1）和若干个功能块（F

3、B）或功能（FC）组成。根据控制要求，将控制功能划分成模块，将程序分别写在不同的功能块（FB）或功能（FC）中，由组织块（OB1）进行管理和调用的程序。组织块（OB1）可以调用功能块或功能以及标准系统功能块或标准系统功能，不能被功能块或功能调用；功能块（FB）或功能（FC）（子程序）之间可以互相调用。可以使用块调用指令来实现。PLC控制系统设计 五五、PLCPLC概述概述知识链接1 PLC的特点 一一、S7-300 PLC S7-300 PLC的概述的概述知识链接21.PLC软件简单易学2.使用和维护方便（1）硬件配置方便。（2）安装方便。（3）使用方便。（4）维护方便。3.运行稳定可靠4.设

4、计施工周期短 S7-300 PLC的基本构成 二二、S7-300 PLC S7-300 PLC的概述的概述知识链接2S7-300PLC采用模块化结构设计，它的基本构成包括电源模块(PS)、中央处理单元模块(CPU)、接口模块(IM)、信号模块(SM)、功能模块(FM)、通信模块(CP)及导轨(RACK)等。各种信号模块、功能模块和通信模块可以进行组合,都安装在导轨上。S7-300 PLC的硬件配置 三三、S7-300 PLC S7-300 PLC的概述的概述知识链接2S7-300的机架分主机架CR和扩展机架ER，主机架称为机架0，是0号机架，是必选的。每个机架上有11个槽位。机架0的1号槽位（

5、最左边）安装电源模块，2号槽位安装CPU，3号槽位安装接口模块，411号槽位可以自由地放置信号模块、功能模块和通信模块等，系统自动地为模块分配地址。当只配置一个机架时，虽然没有接口模块，但3号槽位仍然由并不存在的接口模块占用，而CPU模块和4号槽位的模块可以挨在一起放置。S7-300 PLC的存储器 四四、S7-300 PLC S7-300 PLC的概述的概述知识链接2S7-300PLC的存储器用以存储数据和程序。存储器的大小由CPU的型号决定。存储器结构的示意图如图7-1-15所示。根据用途的不同存储器划分为以下几个基本存储区：1.系统存储区；2.工作存储区；3.装载存储区；4.外设I/O存

6、储区。在S7-300PLC的CPU存储器中，还有两个32位的累加器、两个32位地址寄存器、两个数据块地址寄存器和一个16位的状态字寄存器。S7-300 PLC的存储器 四四、S7-300 PLC S7-300 PLC的概述的概述知识链接2S7-300PLC的存储器用以存储数据和程序。存储器的大小由CPU的型号决定。存储器结构的示意图如图7-1-15所示。根据用途的不同存储器划分为以下几个基本存储区：1.系统存储区；2.工作存储区；3.装载存储区；4.外设I/O存储区。在S7-300PLC的CPU存储器中，还有两个32位的累加器、两个32位地址寄存器、两个数据块地址寄存器和一个16位的状态字寄存

7、器。指令结构 一一、S7-300 PLCS7-300 PLC的指令结构及操作数的指令结构及操作数知识链接3指令是程序的最基本单元。程序由若干条指令组成，即程序是指令的集合。一条指令由操作码和操作数组成，（1）操作码。（2）操作数。标识符。辅助标识符。参数。操作数的表示方法 二二、S7-300 PLCS7-300 PLC的指令结构及操作数的指令结构及操作数知识链接3一种是绝对地址(物理地址)表示法；二种是符号表示法。1.绝对地址(物理地址)表示法用绝对地址（物理地址）表示操作数时，要明确指出操作数的所在存储区、该操作数的位数及具体位置。2.符号表示法为使程序增强可读性，STEP7允许用符号表示操

8、作数，符号必须先定义然后才能使用，而且符号名必须是惟一的，不能重复。状态字结构及其含义 三三、S7-300 PLCS7-300 PLC的指令结构及操作数的指令结构及操作数知识链接3状态字的结构状态字用于表示CPU执行指令时所具有的状态。它是位于CPU中的状态字寄存器，其结构如图7-1-16所示。一些指令是否执行或以何种方式执行可能取决于状态字中的某些位；执行指令时也可能改变状态字中的某些位；你也能在位逻辑指令或字逻辑指令中访问并检测它们。S7-300 PLCS7-300 PLC的指令结构及操作数的指令结构及操作数知识链接3状态字含义1）首次检测位FC：首次检测位状态字的第0位。2）逻辑操作结果

9、(RLO)：逻辑操作结果(RLO)状态字的第1位。3）状态位(STA)：状态位(STA)状态字的第2位。4）或位(OR)：或位(OR)状态字的第3位。S7-300 PLCS7-300 PLC的指令结构及操作数的指令结构及操作数知识链接35）溢出位(OV)：溢出位(OV)状态字的第4位。6）溢出状态保持位(OS)：溢出状态保持位(OS)状态字的第5位。7）条件码1(CC1)和条件码0(CC0)：条件码1(CC1)和条件码0(CC0)状态字的第7位和第6位。8）二进制结果位(BR)：二进制结果位(BR)状态字的第8位。位逻辑指令位逻辑指令知识链接4位逻辑指令用于对操作数为一位二进制数的信号进行逻辑

10、运算、操作以及测试。由于位信号只有两种状态，所以用1和0表示位信号。1相当于编程元件的线圈得电，对应的编程元件的常闭触点断开（动断），常开触点闭合（动合）。0相当于编程元件的线圈失电，对应的编程元件的触点恢复常态。位逻辑指令主要包括位逻辑运算指令、位操作指令和位测试指令。位逻辑指令位逻辑指令知识链接4位逻辑运算指令有“与”(AND)、“或”(OR)和“异或”(XOR)等指令及其组合。位逻辑指令 一一、位逻辑指令位逻辑指令知识链接4位逻辑运算指令有“与”(AND)、“或”(OR)和“异或”(XOR)等指令及其组合。位逻辑指令 一一、位逻辑指令位逻辑指令知识链接4位操作指令用于将RLO的值赋给指定

11、的操作数，或者说将指定的操作数置1或清0。位操作指令包括输出指令、中间输出指令、置位/复位指令和触发器。位操作指令 二二、位逻辑指令位逻辑指令知识链接4输出指令输出指令又称为赋值指令，它位于一行的结尾。如果一行中有多个输出时，可采用并联输出或连续输出等形式。如图7-19所示。该指令将状态字中RLO的值赋给指定的操作数(位地址)。同时输出指令把首次检测位(FC位)清0，表示一行结束。当FC位为0时，表明程序中的下一条指令是一行的第一条指令，CPU将对其进行首次检测。位逻辑指令位逻辑指令知识链接4位逻辑指令位逻辑指令知识链接4中间输出指令中间输出指令用于存储该指令前的位逻辑运算的结果，即将RLO的

12、中间结果赋给指定的操作数。中间输出指令位于逻辑串的中间，不能放在逻辑串的结尾或分支的结尾处用于结束一个行。中间输出指令有梯形图指令和功能块图指令，但没有对应的指令表指令。位逻辑指令位逻辑指令知识链接4位逻辑指令位逻辑指令知识链接4置位和复位指令置位和复位指令是根据RLO的值，将指定的位操作数置1、清0或者保持原状态不变。（1）置位指令。若RLO的值为0，则被指定的位操作数保持原状态不变。（2）复位指令。若RLO的值为1，将被指定的位操作数清0；若RLO的值为0，则被指定的位操作数保持原状态不变。复位指令还可用于复位定时器和计数器。位逻辑指令位逻辑指令知识链接4触发器将置位和复位指令用方框图表示

13、就构成了触发器。它有两个输入端，一个置位输入端(S)、一个复位输入端(R)，有一个输出端(Q)。触发器有两种类型：一是置位优先型(RS触发器)，二是复位优先型(SR触发器)。触发器可以用在逻辑串最右端，结束一行，也可用在逻辑串中，影响右边的逻辑操作结果。位逻辑指令位逻辑指令知识链接4对状态字的RLO位直接操作的指令这一类指令可以直接对逻辑操作结果RLO进行操作，可以改变状态字中RLO位的状态。有取反、置位、复位和保存、再次检查RLO等命令。由于专门对RLO进行操作，所以它的操作数是隐含的。位逻辑指令位逻辑指令知识链接4当信号状态变化时就产生跳变沿。如果信号状态从0变到1时，产生一个正跳沿(又称

14、上升沿)；如果信号状态从1变到0，则产生一个负跳沿(又称下降沿)。跳变沿检测的原理是：将检测到的前一个信号状态存储起来，这个信号状态存储位称为边沿存储位。S7-300中有两类跳变沿检测指令，一种是对RLO的跳变沿检测的指令，另一种是对触点的跳变沿检测的指令。位测试指令 三三、位逻辑指令位逻辑指令知识链接4RLO跳变沿检测指令RLO跳变沿检测指令相当于检测元件的线圈，这个线圈只有一个常开触点。当检测到RLO的信号状态产生跳变沿(正或负)时,则检测元件的线圈得电一个扫描周期，它的常开触点也会闭合一个扫描周期，RLO跳变沿直接检测指令分为正跳沿检测指令和负跳沿检测指令。（1）RLO正跳沿检测指令。（

15、2）RLO负跳沿检测指令。位逻辑指令位逻辑指令知识链接4位逻辑指令位逻辑指令知识链接4触点跳变沿检测指令触点跳变沿检测指令相当于检测元件的线圈，这个线圈只有一个常开触点。当检测到待检测触点的信号状态产生跳变沿（正或负），则检测元件的线圈得电一个扫描周期，它的常开触点也会闭合一个扫描周期，即允许“能流”通过一个扫描周期。并将检测前待检测触点的信号状态存储在边沿存储位中。检测元件的为待检测触点的地址，(M-BIT)为待检测触点的边沿存储位的地址。位逻辑指令位逻辑指令知识链接4定时器定时器知识链接5定时器是PLC中重要的编程元件，相当于继电器-接触器控制电路中的时间继电器。用于实现或监控时间序列。S

16、7-300提供了5种定时器的形式：脉冲定时器(SP)、扩展定时器(SE)、接通延时定时器(SD)、保持型接通延时定时器(SS)、断电延时定时器(SF)。定时器定时器知识链接5定时器是PLC中重要的编程元件，相当于继电器-接触器控制电路中的时间继电器。用于实现或监控时间序列。S7-300提供了5种定时器的形式：脉冲定时器(SP)、扩展定时器(SE)、接通延时定时器(SD)、保持型接通延时定时器(SS)、断电延时定时器(SF)。定时器定时器知识链接5定时器是PLC中重要的编程元件，相当于继电器-接触器控制电路中的时间继电器。用于实现或监控时间序列。S7-300提供了5种定时器的形式：脉冲定时器(S

17、P)、扩展定时器(SE)、接通延时定时器(SD)、保持型接通延时定时器(SS)、断电延时定时器(SF)。脉冲定时器（SP）一一、定时器定时器知识链接5特点（1）起动信号为脉冲的上升沿；（2）起动定时器时，定时器立即开始计时；（3）定时器起动时，定时器的状态位为1；（4）当定时器计时时间到，定时值为0，状态位也为0；（5）在定时时间未到时，可以用复位指令将定时器复位；或当起动信号下降沿到来时，定时器复位；（6）当起动信号与复位信号同时到来时，复位信号优先。定时器定时器知识链接5定时器定时器知识链接5用法脉冲定时器用法的梯形图和指令表。定时器定时器知识链接5脉冲定时器用法的方块图。定时器定时器知识

18、链接5脉冲定时器用法的时序图。定时器定时器知识链接5特点：（1）起动信号为脉冲的上升沿；（2）起动定时器时，定时器立即开始计时；（3）定时器起动时，定时器的状态位立即为1，即定时器的线圈立即得电，触点随之动作，即常开触点闭合，常闭触点断开；（4）定时器计时时间到，定时值为0，状态位也为0；（5）定时时间未到时，可以用复位指令将定时器复位；（6）当起动信号与复位信号同时到来时，复位信号优先。扩展定时器（SE）二、定时器定时器知识链接5用法（1）扩展定时器用法的梯形图和指令表。定时器定时器知识链接5（2）扩展定时器用法的方块图。定时器定时器知识链接5（3）扩展定时器用法的时序图。定时器定时器知识链

19、接5特点：（1）起动信号为脉冲的上升沿；（2）起动定时器时，定时器立即开始计时；（3）定时器起动时，定时器的状态位立即为1，即定时器的线圈立即得电，触点随之动作，即常开触点闭合，常闭触点断开；（4）定时器计时时间到，定时值为0，状态位也为0；接通延时定时器SD 三、定时器定时器知识链接5（5）定时时间未到时，可以用复位指令将定时器复位；（6）当起动信号与复位信号同时到来时，复位信号优先。定时器定时器知识链接5（5）定时时间未到时，可以用复位指令将定时器复位；（6）当起动信号与复位信号同时到来时，复位信号优先。定时器定时器知识链接5用法（1）保持型接通延时定时器用法的梯形图和指令表。定时器定时器

20、知识链接5（2）保持型接通延时定时器用法的方块图。定时器定时器知识链接5（3）保持型接通延时定时器时序图。定时器定时器知识链接5特点（1）起动信号为脉冲的上升沿；（2）起动定时器时，定时器立即开始计时；（3）定时器起动时，定时器的状态位不变，即定时器的线圈未得电，触点不动作；（4）当定时时间到时，定时值为0，状态位也为0，即定时器的线圈得电，它的触点动作；保持型接通延时定时器(SS)四、定时器定时器知识链接5（5）在定时时间未到时，可以用复位指令将定时器复位，定时值为0，状态位仍为0，状态位未来得及变1；或当起动信号下降沿到来，状态位为0；（6）当起动信号与复位信号同时到来时，复位信号优先。定

21、时器定时器知识链接5用法（1）保持型接通延时定时器用法的梯形图和指令表。定时器定时器知识链接5（2）保持型接通延时定时器用法的方块图。定时器定时器知识链接5（3）保持型接通延时定时器时序图。定时器定时器知识链接5特点（1）起动信号为脉冲的上升沿；（2）起动定时器时，定时器不计时；（3）定时器起动时，定时器的状态位立即为1，即定时器的线圈得电，触点动作；（4）当起动信号下降沿到来时，即断电时，定时器开始计时；断电延时定时器(SF)五、定时器定时器知识链接5（5）当定时时间到时，状态位为0，即定时器的线圈失电，触点恢复常态；（6）可以用复位指令将定时器复位，定时值为0，状态位仍为0；（7）当起动信

22、号与复位信号同时到来时，复位信号优先。定时器定时器知识链接5用法（1）断电延时定时器用法的梯形图和指令表。定时器定时器知识链接5（2）断电延时定时器用法的方块图。定时器定时器知识链接5（3）断电延时定时器用法的时序图。计数器计数器知识链接6计数器的起动指令种类比较多，有梯形图指令、指令表指令和功能块图指令。其中，梯形图指令中还分线圈指令和方块指令；功能块图指令也分两种，有方块指令和功能块图指令。本节介绍的计数器起动指令以梯形图指令为主。计数器指令 一、计数器计数器知识链接6计数器梯形图线圈起动指令和指令表起动指令LAD指令STL指令功能C no.(SC)C#nnnS C no.计数器置初始值C

23、 no.(CU)CUC no.加计数C no.(CD)CD C no.减计数FR C no.允许计数器再起动计数器计数器知识链接6计数器方块图指令计数器计数器知识链接61.加计数器（1）加计数器的用法。加计数器线圈指令的用法的梯形图和指令表 计数器指令的用法 二、计数器计数器知识链接6（2）加计数器方块图指令的用法。计数器计数器知识链接62.减计数器（1）减计数器用法的梯形图和指令表。计数器计数器知识链接6（2）减计数器用法的方块图。计数器计数器知识链接63.可逆计数器（1）可逆计数器用法的梯形图和指令表。计数器计数器知识链接63.可逆计数器（1）可逆计数器用法的梯形图和指令表。计数器计数器知

24、识链接6（2）可逆计数器用法的方块图。数据处理指令数据处理指令知识链接7累加器是CPU中的专用寄存器，数据的传送与变化通过累加器进行，而不是直接在存储区中进行。S7-300PLC的CPU有两个32位的累加器。数据传送指令分为指令表数据传送和梯形图传送指令。计数器指令的用法 一、数据处理指令数据处理指令知识链接7指令表数据传送指令指令表数据传送指令包括装入指令(L)和传送指令(T)。装入指令和传送指令可以在存储区之间或存储区与过程输入、输出之间交换数据。可对字节(8位)、字(16位)、双字(32位)数据进行操作。操作数有三种寻址方式，有立即寻址、直接寻址和间接寻址。CPU执行这些指令不受逻辑操作

25、结果RLO的影响。数据处理指令数据处理指令知识链接7数据处理指令数据处理指令知识链接7梯形图传送指令梯形图传送指令(MOVE)用于为变量赋值。可以传送数据的长度为8位、16位或32位，可传送的数据类型包括所有基本数据类型及常数。是一种方块图指令(MOVE)，数据处理指令数据处理指令知识链接7数据处理指令数据处理指令知识链接7比较指令（CMP，Comparator），用于比较累加器1与累加器2中的数据的大小，数据类型可以是整数、长整数或实数。被比较的两个数的数据类型应该相同。CPU执行比较指令影响状态字，如果比较的条件满足，则RLO为1，否则为0。状态字中的CC0和CC1位用于表示两个数的大于、

26、小于和等于关系。比较指令 二、数据处理指令数据处理指令知识链接71.整数比较指令数据处理指令数据处理指令知识链接72.长整数比较指令数据处理指令数据处理指令知识链接73.实数比较指令数据处理指令数据处理指令知识链接71.无符号数移位指令无符号数移位指令包括左移指令和右移指令，移位后空出的位填0。被移动的最后一位存入CC1中。被移动的数据类型为字和双字，也可以常数的形式给出。数据长度为16位和32位。移动的位数为字数据，可以存储在存储区I、Q、M、D、L区中。移位指令和循环移位指令 三、数据处理指令数据处理指令知识链接72.有符号整数移位指令有符号整数移位指令只有右移指令，移位后空出的位填符号位

27、(0代表正，1代表负)。被移动的数据类型为整数和长整数，可以常数形式给出。移动位数为字数据，可以存储在存储区I、Q、M、D、L中。数据处理指令数据处理指令知识链接73.循环移位指令循环移位指令是将累加器1中的双字（32位）数据逐位循环左移或循环右移若干位。即从累加器1一端移出来的位又送回到累加器1另一端的空位中，这一特点与有符号数和无符号数移位指令不同。最后移出的一位存入状态字的CC1位中，即通过状态字的CC1位循环移位。循环移位的位数可以由N给出，循环位数为字，它们可以存储在存储区I、Q、M、D、L中。也可放在累加器2的低字节中。被循环数均为双字，可以常数形式给出。当移位的位数等于0时，循环

28、移位指令被当作NOP（空操作）指令来处理。转换指令转换指令知识链接8STEP7能够实现转换的操作有：BCD码与整数、长整数间的转换；整数转换成长整数；实数与长整数间的转换；数的取反、求补等。在STEP7中，整数和长整数是以补码形式表示的。转换指令转换指令知识链接81.BCD与整数BCD码数值有两种格式：一种是字(16位)格式的BCD码数，其数值范围是999999；另一种是双字(32位)格式的BCD码数，范围为99999999999999。由于3位BCD数所能表示的范围是999999，小于16位整数的数值范围，因此，一个整数到BCD数的转换并不总是可行的。在执行ITB指令(整数转换为3位BCD码

29、)时，如果整数超出了BCD码所能表示的范围，则将得不到有效的转换结果。BCD与整数间的转换 一、转换指令转换指令知识链接82.BCD与整数、长整数间的转换指令用法例如，将7位BCD码转换为32位整数。如图7-1-54所示为BCD与长整数间转换指令用法的方块图。当I0.0为1时即EN为1，BTD指令将MD8中的7位BCD码转换为32位整数，保存到存储区双字MD12中，长整数的高位在MW12中，低位在MW14中，ENO为1，Q4.0输出为0；如果当I0.0为0或转换不正确时，ENO为0，Q4.0输出为1。转换指令转换指令知识链接8 整数转换为长整数 二、转换指令转换指令知识链接8 实数和长整数间的

30、转换 三、长整数转换成实数，就是将32位长整数转换成32位实数。实数转换成长整数，由于实数的数值范围远大于32位整数，有的实数不能成功地转换为32位整数。因此，在转换时有不同的指令，也就有不同的转换结果。例如将实数化整为最接近的整数、将实数取整、将实数化整为大于或等于该实数的最小整数和将实数化整为小于或等于该实数的最大整数。如果被转换的实数格式非法或超出了32位整数的表示范围，则得不到有效结果，则状态字中的OV和OS被置1。转换指令转换指令知识链接8 数的取反、求补 四、在STEP7中，整数和长整数是以补码形式表示的。对整数有取反、求补的操作。取反操作就是对累加器1中的字或双字数据逐位取反。求补的操作就是对累加器1中的字或双字数据逐位取反，然后加1，相当于对该数乘以-1，求补只有对整数或长整数才有意义。实数取反是将符号位取反。操作的数据类型为字或双字及实数。包括对16位整数求反码、对32位整数求反码、对16位整数求补码、对32位整数求补码和对32位实数求反码等指令。谢谢大家！theend