step7编程语言与指令.docx

1、step7编程语言与指令S7-300/400 的编程语言与指令系统3.1S7-300/400 的编程语言3.1.1PLC 编程语言的国际标准IEC 61131是PLC的国际标准，19921995年发布了IEC 61131标准中的14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(Stru

2、ctured 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。图3-1 PLC的编程语言3.1.2STEP 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 Graph2梯形图(LAD)直观易懂，适合于数字量逻辑控制。“能流”(Power

3、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。6S7 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。7S7 CFC 编程语言可选软件包 CFC(Continuous Function Chart，连续功能图

4、)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

5、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。3.2S7-300/400 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 09 和 AF, 每个占二进制数的 4 位。B#16#，W#16#，DW#16#， W#16#1

6、3AF（13AFH）。逢 16 进 1，例如 B#16#3C3161260。3BCD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282523256+32+8= 296。3.2.2基本数据类型图3-5 位数据的存放1位（bit）：位数据的数据类型为 BOO

7、L（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#0000W#16#FFFF。4双字（Double Word）表示无符号数。范围 DW#16#0000_0000DW#16#FFFF_FFFF。516 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 76832 767。632 位整数（DINT，Double Integer）最高位为符号位，取值范围为-2 147 483 6482 147 483 647。MB100MB101MSB LSB15 高有效字节 低有效字节 0( b ) MW10

8、0MSB LSB70MB100LSB( a ) MB100MB100MB101MB102MB103MSB31 最高有效字节 最低有效字节 0( c ) MD100图 3-6 字节、字和双字732 位浮点数浮点数又称实数（REAL），表示为 1.m 2E ，例如 123.4 可表示为 1.234 102 。根据 ANSI/IEEE 标准浮点数1.m 2e式中指数 e = E +127（1 e 254），为 8 位正整数。ANSI/IEEE 标准浮点数占用一个双字（32 位）。因为规定尾数的整数部分总是为 1，只保留尾数的小数部分 m（022 位）。浮点数的表 示范围为1.175495 10-38

9、3.402 823 1038。符 号位 指数e 尾 数的小 数部分m31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0图 3-7 浮点数的结构用很小的存储空间（4 个字节）可以表示非常大和非常小的数。PLC 输入和输出的数值大 多是整数，浮点数的运算速度比整数运算的慢。L#为 32 位双整数常数，例如 L# +5。P#为地址指针常数，例如 P#M2.0 是 M2.0 的地址。S5T#是 16 位 S5 时间常数，格式为 S5T#aD_bH_cM_dS_eMS。S5T#4S30

10、MS = 4s30ms，取值 范围为 S5T#0S5T#2H_46M_30S_0MS（9990s），时间增量为 10ms。C#为计数器常数（BCD 码），例如 C#250。8 位 ASCII 字符用单引号表示，例如 ABC。 T#为带符号的 32 位 IEC 时间常数，例如 T#1D_12H_30M_0S_250MS，时间增量为 1ms。 DATE 是 IEC 日期常数，例如 D#2004-1-15。取值范围为 D#1990-1-1D#2168-12-31。TOD#是 32 位实时时间（Time of day）常数，时间增量为 1ms，例如 TOD#23:50:45.300。 B（b1，b2）

11、 B（b1，b2， b3，b4）用来表示 2 个字节或 4 个字节常数。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）将一组同一类型的数据组合在一起，形成一个单元。（2） 结构（STRUCT）将一组不同类型的数据组合在一起，形成一个单元。（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#

12、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）

13、 POINTER （指针）：指针用地址作为实参。例如 P#M50.0 。（3） ANY：用于实参的数据类型未知或实参可以使用任意数据类型的情况，占 10个字节。3.2.5 系统存储器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, IB0, I

14、W0 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（0999）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

15、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（ACCU1ACCU4）。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，