step7基本讲解.docx
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step7基本讲解
课程
可编程控制技术
班级
电气工程自动化
学期
5
课时
4h
累计课时
12h
教师
上课日期
课程类型
理论，实验。
第三章指令系统
课程名称
3.1
位逻辑指BitLogicInstructions
（3.1.1
）
（章、节）
教学目的
使学生熟练掌握西门子S7-300系列可编程控制器的基本位逻辑指令。
要求
教学重点各条基本位逻辑指令的符号，功能，使用条件。
教学难点STL、FBD、LAD三种编程语言的特点及相互转换
主要教具
投影仪、S7-300可编程控制器、计算机及编程软件
设备材料
学生初次接触可编程序控制器，注意讲解过程由浅入深，注意结合生产实际。
课后记
既不要让学生蒙上神秘感，、又要注意某些学生把问题看得太简单。
教案
教学内容备注
第一章绪论
3.1位逻辑指令
3.1.1基本位逻辑指令
位逻辑指令的运算结果用两个二进制数字1和0来表示。
可以对布尔操作数（BOOL）的信号状态扫描并完成逻辑操作。
逻辑操作结果称为RLO（resultoflogicoperation）。
概括：
十分钟
语句表STL表示的基本位逻辑指令
利用投影仪
A
And
逻辑“与”
AN
AndNot
逻辑“与非”
O
Or
逻辑“或”
ON
OrNot
逻辑“或非”
X
ExclusiveOr
逻辑“异或”
XN
ExclusiveOrNot
逻辑“异或非”
=Assign
赋值指令
NOT
NegateRLO
RLO取反
SET
SetRLO（=1）
RLO=1
CLR
ClearRLO（=0）
RLO=0
SAVE
SaveRLOinBRRegister将RLO的状态保存到BR。
边沿信号识别指令。
位逻辑指令的运算规则：
“先与后或”。
可以用括号将需先运算的部分括起来，运算规则为：
“先括号内，后括号外”。
梯形图LAD表示的基本位逻辑指令
---||---NormallyOpenContact（Address）常开触点
---|/|---NormallyClosedContact（Address）常闭触点
---（SAVE）SaveRLOintoBRMemory
将RLO的状态保存到BR
XORBitExclusiveOR逻辑“异或”
---（）OutputCoil输出线圈
---（#）---MidlineOutput中间标志输出
---|NOT|---InvertPowerFlowRLO取反
功能图FBD表示的位逻辑指令
将在后面的指令详解中给出
2
教案
教学内容备注
1．逻辑“与”操作
当所有的输入信号都为“1”则输出为，“1；”只要输入信号有一个不为注意编程语言
“1，”则输出为“0。
”的三种表达方
例3.1.1：
功能图（FBD）语言如下：
式及各自的特
点。
梯形图（LAD）语言如下：
语句表（STL）语言如下：
AI0.0
AI0.1=Q4.0
2．逻辑“或”操作
只要有一个输入信号为“1，”则输出为“1；”所有输入信号都为“0，”输出才为“0。
”
例3.1.2：
功能图（FBD）语言如下：
当输入信号I0.0和I0.1有一个以上为“1时”，输出信号Q4.0为“1。
”当输入信号I0.0和I0.1都为“0时”，输出信号Q4.0才为“0。
”
梯形图（LAD）语言如下：
语句表（STL）语言如下：
OI0.0
OI0.1=Q4.0
3
教
案
教学内容
备注
3．逻辑异或操作
当两个输入信号其中一个为
“1而”另一个为“0时”，输出信号为“1；”当
引导学生举出
两个输入信号都为“0”者都为或
“1时”，输出信号为“0。
”
生活中异或关
例3.1.3：
功能图（FBD）语言如下：
系的例子
当输入信号I0.0为“1而”I0.2为“0或”者I0.0为“0而”I0.2为“1时”，输出信号Q3.1为“1。
”当输入信号I0.0和I0.2都为“0或”者I0.0和I0.2都为“1时”，输出信号Q3.1为“0。
”
梯形图（LAD）语言如下：
语句表（STL）语言如下：
XI0.0
XI0.2=Q3.1
4．逻辑取反操作
逻辑取反操作对逻辑运算结果RLO取反。
功能图（FBD）符号：
梯形图（LAD）符号：
---|NOT|---
语句表（STL）符号：
NOT
4
教案
教学内容备注
例3.1.4：
只有当I1.0和I1.1相与的结果为“0并”且I1.2和I1.3相与的结果为“1或”I1.4为“1时”，输出Q4.0才为“1；”否则Q4.0为“0。
”
功能图（FBD）语言如下：
梯形图（LAD）语言如下：
语句表（STL）语言如下：
AI1.0
AI1.1
NOTA（
AI1.2
AI1.3
NOT
OI1.4
）
=Q4.0
5．中间输出符号
特别要讲清楚
中间输出指令用于存储RLO的中间值，该值是中间输出指令前的位逻
中间符号的作
辑操作结果。
中间输出指令不能用于结束一个逻辑串，因此，中间输出指
用
令不能放在逻辑串的结尾或分支的结尾处。
5
教案
教学内容备注
例3.1.5
M0.0
的缓存器中存放着
I1.0
和I1.1相与后取反的结果；
M1.1
的缓存器中存放着
I1.2
和I1.3相与后取反的结果；
M2.2
的缓存器中存放着
I1.4
的逻辑运算结果；
M3.3的缓存器中存放上述整个逻辑运算的结果。
例3.1.6
M0.0
的缓存器中存放着
I1.0和I1.1相与的结果；
M1.1
的缓存器中存放着
I1.0、I1.1、I1.2和I1.3四个输入信号相与
后取反的结果；
M2.2的缓存器中存放着整个逻辑运算的结果。
6．位逻辑操作规则：
位逻辑指令的运算规则：
“先与后或”。
例3.1.7：
当输入信号I1.0和I1.1都为“1，”或输入信号I1.2和I1.3重点强调都为“1时”，输出信号Q3.1为“1。
”否则输出信号Q3.1为“0。
”
功能图（FBD）语言如下：
梯形图（LAD）语言如下：
6
教案
教学内容备注
语句表（STL）语言如下：
AI1.0
AI1.1
O
AI1.2
AI1.3=Q3.1
例3.1.8：
当输入信号I1.0或I1.1为“1，”并且I1.2或I1.3为“1时”，输出信号Q3.1为“1。
”否则输出信号Q3.1为“0。
”
功能图（FBD）语言如下：
梯形图（LAD）语言如下：
语句表（STL）语言如下：
A（
OI1.0
OI1.1
）
A（
OI1.2
OI1.3
）
=Q3.1
牢记位逻辑运算的规则。
重点是在语句表中
7
课程
可编程控制技术
班级
电气工程自动化
学期
5
课时
4h
累计课时
16h
教师
上课日期
课程类型
理论，实验。
第三章指令系统
课程名称
3.1
位逻辑指令BitLogicInstructions
（3.1.2
～3.1.4）
（章、节）
教学目的
使学生熟练掌握西门子S7-300系列可编程控制器的置位/复位指令。
要求
教学重点置位/复位指令的符号，功能，使用条件。
教学难点置位/复位指令的记忆功能。
主要教具
投影仪、S7-300可编程控制器、计算机及编程软件
设备材料
置位/复位指令对于较熟悉继电—接触器控制的学生来说是个较新的概念。
课后记同时又是非常重要的指令。
注意引导学生结合数字电路的RS触发器以及继电—接触器系统中的“自保”结构充分理解。
8
教案
教学内容备注
3.1.2置位/复位指令
置位/复位指令根据RLO的值，来决定被寻址位的信号状态是否需要改强调“记忆功
变。
若RLO的值为1，被寻址位的信号状态被置1或清0；若RLO是0，则能”
被寻址位的信号保持原状态不变。
对于置位操作，一旦RLO为1，则被寻址
信号（输出信号）状态置1，即使RLO又变为0,输出仍保持为1；对于复位
操作，一旦RLO为1，则被寻址信号（输出信号）状态置0，即使RLO又变为0，输出仍保持为0。
语句表STL表示的置位/复位指令
RReset复位指令
SSet置位指令
梯形图LAD表示的置位/复位指令
---（S）SetCoil线圈置位指令
---（R）ResetCoil线圈复位指令
SRSet-ResetFlipFlop复位优先型SR双稳态触发器指令
RSReset-SetFlipFlop置位优先型RS双稳态触发器指令
功能图FBD表示的位逻辑指令
9
教案
教学内容备注
1．置位/复位线圈指令
例3.1.9：
当I0.0和I0.1输入都为“1或”者I0.2输入为“0时”，Q4.0被注意与普通线
置位，即输出为“1；”不满足上述条件时，Q4.0的输出状态不变。
圈符号的不同
功能图（FBD）语言如下：
梯形图（LAD）语言如下：
语句表（STL）语言如下：
AI0.0
AI0.1
ONI0.2
SQ4.0
例3.1.10：
当I0.0和I0.1输入都为“1或”者I0.2输入为“0时”，Q4.0被
复位，即输出为“0；”不满足上述条件时，Q4.0的输出状态不变。
功能图（FBD）语言如下：
梯形图（LAD）语言如下：
语句表（STL）语言如下：
AI0.0
AI0.1
ONI0.2
RQ4.0
10
教案
教学内容备注
2．置位/复位双稳态触发器指令
如果置位输入端为“1，”复位输入端为“0，”则触发器被置位。
此后，即
使置位输入端为0，触发器也保持置位不变。
如果复位输入端为
1，置位输
入端为“0，”则触发器被复位。
置位优先型RS触发器的R端在S端之上，当两个输入端都为
1时，
下面的置位输入端最终有效。
既置位输入优先，触发器被置位。
复位优先型SR触发器的S端在R端之上，当两个输入端都为
1时，
下面的复位输入端最终有效。
既复位输入优先，触发器被复位。
例3.1.11
注意讲清楚置位优先型RS触发器和复位优先型SR触发器在功能图和语句表中的表示方法以及适用场合
如果输入信号I0.0=1,I0.0=0,
则M0.0
被复位，Q4.0=0；
I0.0=0,I0.0
=1,
则M0.0
被置位，Q4.0=1；
I0.0=0,I0.0
=0,则M0.0
输出保持不变，Q4.0
输出不变；
I0.0=1,I0.0
=1,则M0.0
被置位，Q4.0=1。
例3.1.12
如果输入信号I0.0=1,I0.0=0,则M0.0被复位，Q4.0=0；I0.0=0,I0.0=1,则M0.0被置位，Q4.0=1；I0.0=0,I0.0=0,则M0.0输出保持不变，Q4.0
输出不变；
I0.0=1,I0.0=1,则M0.0被置位，Q4.0=0。
11
教案
教学内容备注
3.1.3边沿信号识别指令
1．RLO边沿信号识别指令
当信号状态变化时就产生跳变沿，当从0变到1时，产生一个上升沿
（或正跳沿）；若从1变到0，则产生一个下降沿（或负跳沿）。
跳变沿检测的原理是：
在每个扫描周期中把信号状态和它在前一个扫描周期的状态进
行比较，若不同则表明有一个跳变沿。
因此，前一个周期里的信号状态必须被存储，以便能和新的信号状态相比较。
下降沿信号识别指令
若CPU检测到输入有一个负跳沿，将使得输出线圈在一个扫描周期内通电。
对输入扫描的RLO值存放在存储位中。
在OB1的扫描周期中，CPU扫描并形成RLO值，若该RLO值是0且上次RLO值是1，这说明FN指令检测到一个RLO的负跳沿，那么FN指
令把RLO位置1。
如果RLO在相邻的两个扫描周期中相同（全为
1或0），
那么FN语句把RLO位清0。
例3.1.13
此节内容较难懂，适当慢一些。
强调“边沿”的概念
12
教案
教学内容备注
若CPU检测到输入I1.0有一个负跳沿，将使得输出Q4.0的线圈在一
个扫描周期内通电。
对输入I1.0常开触点扫描的RLO值（在本例中，此
RLO正好与输入I1.0的信号状态相同）存放在存储位M1.0中。
在OB1的扫描周期中，CPU对I1.0信号状态扫描并形成RLO值，若
该RLO值是0且存放在M1.0中的上次RLO值是1，这说明FN指令检测到一个RLO的负跳沿，那么FN指令把RLO位置1。
如果RLO在相邻的两个扫描周期中相同（全为1或0），那么FN语句把RLO位清0。
上升沿信号识别指令
若CPU检测到输入有一个正跳沿，将使得输出线圈在一个扫描周期内通电。
对输入扫描的RLO值存放在存储位中。
在OB1的扫描周期中，CPU扫描并形成RLO值，若该RLO值是1且上次RLO值是0，这说明FN指令检测到一个RLO的正跳沿，那么FP指
令把RLO位置1。
如果RLO在相邻的两个扫描周期中相同（全为
1或0），
那么FP语句把RLO位清0。
例3.1.14
若CPU检测到输入I1.0有一个正跳沿，将使得输出Q4.0的线圈在一个扫描周期内通电。
对输入I1.0常开触点扫描的RLO值（在本例中，此RLO正好与输入I1.0的信号状态相同）存放在存储位M1.0中。
在OB1的扫描周期中，CPU对I1.0信号状态扫描并形成RLO值，若
该RLO值是1且存放在M1.0中的上次RLO值是0，这说明FN指令检测到一个RLO的正跳沿，那么FP指令把RLO位置1。
如果RLO在相邻的两个扫描周期中相同（全为1或0），那么FP语句把RLO位清0。
弄清“上升沿”与“下降沿”的概念与区别
13
教案
教学内容备注
2．触点边沿信号识别指令
触点下降沿信号识别指令
注意与前面指
令的区别
在OB1的扫描周期中，CPU对的状态与其上一个扫描周
期的状态进行比较（上一个扫描周期的状态保存在中。
若该
状态是0且存放在中的上次状态是1，这说明NEG指令检测到的负跳沿，那么NEG指令把RLO位置1。
如果在相邻的两个扫描周期中状态相同（全为1或0），那么NEG指令把RLO位清0。
例3.1.15
当输入信号I0.0、I0.0、I0.2、I0.4全为“1”并且I0.3有一
个负跳变，则Q4.0输出一个扫描周期的正脉冲信号。
触点上升沿信号识别指令
在OB1的扫描周期中，CPU对的状态与其上一个扫描周期的状态进行比较（上一个扫描周期的状态保存在中。
若该
状态是1且存放在中的上次状态是0，这说明POS指令检测到正跳沿，那么POS指令把RLO位置1。
如果
在相邻的两个扫描周期中状态相同（全为1或0），那么POS指令把RLO位清0。
14
教案
教学内容备注
例3.1.16
当输入信号I0.0、I0.0、I0.2、I0.4全为“1并”且I0.3有一个正跳变，则Q4.0输出一个扫描周期的正脉冲信号。
3.1.4RLO置位、清零、保存指令
强调尽对RLO
操作
置位指令符号：
SET
功能：
RLO=1
复位指令符号：
CLR
功能：
RLO=0
例3.1.17
RLO保存指令符号：
SAVE
功能：
（RLO）→BR
说明：
将RLO的状态保存到状态字寄存器中的BR位中。
15
课程
可编程控制技术
班级
电气工程自动化
学期
5
课时
4h
累计课时
20h
教师
上课日期
课程类型
理论，实验。
第三章指令系统
课程名称
3.2
定时器指令TimeInstructions
（3.2.1～3.2.4）
（章、节）
教学目的使学生熟练掌握西门子S7-300系列可编程控制器的脉冲定时器及扩展脉冲
要求定时器及有关指令。
教学重点西门子S7-300系列的脉冲定时器及扩展脉冲定时器。
教学难点脉冲定时器及扩展脉冲定时器的特性、区别、适用场合。
主要教具
投影仪、S7-300可编程控制器、计算机及编程软件
设备材料
定时器应用较为广泛，生产生活中的例子也不少，但一定要引导学生分清楚
课后记
各种定时器的区别，不同类型定时器输出信号与输入信号的关系
16
教案
教学内容备注
3.2
定时器指令
3.2.1
定时器的结构
S7中定时时间由时基和定时值两部分组成，定时时间等于时基与定时值
此节是定时器
的乘积。
当定时器运行时，定时值不断减
1，直至减到0，减到0表示定时
的基础知识
时间到。
定时时间到后会引起定时器触点的动作。
若某些同学理
定时器的第0到第11位存放BCD码格式的定时值，三位BCD码表示的
解上有困难，可
范围是0～999。
第12，13位存放二进制格式的时基。
暂时放一放
从下表中可以看出：
时基小定时分辨率高，但定时时间范围窄；时基大分辨率低，但定时范围宽。
时基
二进制时基
分辨率
定时范围
10s
00
0.01s
10ms至9s_990ms
100ms
0l
0.1s
100ms至1m_39s_900ms
1s
10
1s
1s
至16m_39s
10s
11
10s
10s
至2h_46m_30s
当定时器启动时，累加器1低字的内容被当作定时时间装入定时字中。
这一过程是由操作系统控制自动完成的，用户只需给累加器l装入不同的数值，即可设置需要的定时时间。
推荐采用下述直观的句法：
LW#16#txyz
其中：
t，x，y，z均为十进制数；
t＝时基，取值0,1,2,3,分别表示时基为：
10ms、100ms、1s、10s。
xyz＝定时值，取值范围：
1到999。
也可直接使用S5中的时间表示法装入定时数值，例如：
LS5T#aH_bbM_ccS_dddMS
其中：
a＝小时，bb＝分钟，cc＝秒，ddd＝毫秒.
范围：
1MS到2H_46M_30S；此时，时基是自动选择的，原则是：
根据定时时间选择能满足定时范围要求的最小时基。
17
教
案
教学内容
备注
S7—300提供了多种形式的定时器：
脉冲定时器（SP）、扩展定时器（SE）、
注意五种定时
接通延时定时器（SD）、带保持的接通延时定时器
（SS）和断电延时定时器
器各自的特点
（SF）。
下图给出了各种定时器的工作状态。
18
教案
教学内容
3.2.2脉冲定时器PulseTimer
脉冲定时器时序如下：
备注
结合实际例子
让同学充分理
解。
例3.2.1STL语句表如下：
AI0.0
装入定时时间到ACCU1
启动脉冲定时器T5
A
I0.1
定时器T5复位
A
T5
=Q4.0
FBD功能图如下：
时序图如下：
19
教案
教学内容备注
3.2.3定时器再启动指令
升级会员 