第2章　PLC的指令系統(tǒng)

2.1　西門子的指令系統(tǒng)

2.1.1　數(shù)據(jù)類型及尋址方式

（1）數(shù)據(jù)類型

在PLC程序中，為了進(jìn)行數(shù)學(xué)運(yùn)算、設(shè)定定時器時間、設(shè)定計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)值等，需要使用各種數(shù)據(jù)。

程序中的各種數(shù)據(jù)（如常數(shù)、十六進(jìn)制數(shù)、浮點(diǎn)數(shù)、時間、數(shù)組等）都必須是PLC所允許的類型與可識別的格式，即：PLC對數(shù)據(jù)有“類型”與“格式”兩方面的要求。

西門子S7系列PLC根據(jù)數(shù)據(jù)的字長，允許使用的類型有基本數(shù)據(jù)、復(fù)合數(shù)據(jù)、參數(shù)三大類。

①基本數(shù)據(jù)　基本數(shù)據(jù)是指字長在2個字（32位）以下的數(shù)據(jù)，包括二進(jìn)制位（bit）、字節(jié)（Byte）、字（Word）、雙字（Double Word），ASCII字符、整數(shù)（Integer）、雙字長整數(shù)（Double Integer）等，這些數(shù)據(jù)符合IEC 1131-3的規(guī)定。

基本數(shù)據(jù)在PLC存儲器中有固定的長度。如：二進(jìn)制位為1位，字節(jié)為8位，字為16位，雙字為32位等。

當(dāng)PLC使用符號地址時，在符號表或地址聲明表的“類型（Type）”欄必須填寫數(shù)據(jù)的“類型代號”，以明確所使用數(shù)據(jù)的格式與所占的字長。

在S7系列PLC中，基本數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)類型代號與輸入范圍如表2-1所示。

表中所說的ASCII（American Standard Code for Information Interchange，美國標(biāo)準(zhǔn)信息交換編碼）是利用7位二進(jìn)制（00～7F）來代表1個字符的最普遍的編碼方式，常用于串行通信。7位二進(jìn)制（00～7F）與字符的對應(yīng)關(guān)系見表2-2。S7可以使用的代碼范圍為31～7E，“DEL”（代碼7F）不可以使用。

注：表中水平方向?yàn)楦呶唬怪狈较驗(yàn)榈臀唬绶枴皁ne”對應(yīng)的ASCⅡ代碼為“6F 6E 65”等。

②復(fù)合數(shù)據(jù)　復(fù)合數(shù)據(jù)是指字長大于2個字（32位）的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)可以通過基本數(shù)據(jù)組合而成。S7可以使用的復(fù)合數(shù)據(jù)包括以下幾類。

數(shù)組：所謂數(shù)組（類型代號ARRAY），是將同類型的基本數(shù)據(jù)進(jìn)行組合而形成的單元數(shù)據(jù)，如表格數(shù)據(jù)等。

結(jié)構(gòu)：所謂結(jié)構(gòu)（STRUCT），是將不同類型的基本數(shù)據(jù)進(jìn)行組合而形成的單元數(shù)據(jù)。

字符串：所謂字符串（STRING），是多個相同或不同字符（如ASCII碼）的組合。字符串的默認(rèn)長度為256字節(jié)，其中2字節(jié)用于存放字頭，實(shí)際字符最大可以到254個。

日期與時間：日期與時間（DATE-AND-TIME）用于存儲實(shí)時時間，格式為年-月-日-時：分：秒，占用4個字長（8個字節(jié)），使用BCD碼。其中，年、月、日、時、分、秒各為2位（占1個字節(jié)），毫秒為3位（占1.5個字節(jié)）。

例如，2006年11月15日8點(diǎn)30分58秒的存儲格式為：06-11-15-08：30：58.000。

用戶定義數(shù)據(jù)：編程人員可以將S7的以上各種數(shù)據(jù)類型進(jìn)行重新組合，生成新的數(shù)據(jù)類型，這一數(shù)據(jù)類型稱為“用戶定義數(shù)據(jù)（User Defined Data Types）”，數(shù)據(jù)類型代號為UDT。

③參數(shù)　在SIEMENS公司的S7系列PLC中，在邏輯塊之間進(jìn)行相互傳遞的數(shù)據(jù)稱為參數(shù)。S7的參數(shù)分為“形式參數(shù)”與“實(shí)際參數(shù)”兩類。

在結(jié)構(gòu)化編程時，為了使得某功能塊能夠成為可以在同一PLC循環(huán)內(nèi)多次調(diào)用的通用功能塊，功能塊中所使用的信號與數(shù)據(jù)不可以是“絕對地址”或“絕對數(shù)值”，它們只能以“符號地址”或“符號數(shù)據(jù)”的形式出現(xiàn)。調(diào)用通用功能塊時，可以通過對這些“符號地址”或“符號數(shù)據(jù)”的不同賦值，在每次調(diào)用同一功能塊時，得到不同的結(jié)果。

被調(diào)用的功能塊中所使用的“符號”稱為形式參數(shù)（Format Parameter），而在調(diào)用塊中對“符號”所賦予的實(shí)際地址或?qū)嶋H數(shù)值稱為實(shí)際參數(shù)（Actual Parameter）。

如圖2-1所示，圖中的start、stop、run為形式參數(shù)，而I0.1、I0.2、Q0.1則為實(shí)際參數(shù)。

在每次調(diào)用功能塊前，必須用實(shí)際參數(shù)對塊中所使用的形式參數(shù)賦值。實(shí)際參數(shù)與形式參數(shù)的數(shù)據(jù)類型必須一致，例如，當(dāng)功能塊中的形式參數(shù)定義的數(shù)據(jù)類型為“字（Word）”時，則賦值的實(shí)際參數(shù)必須為字格式，如MW0、IW0、QW0等，而不能用M0.1、I0.1、Q0.1或MB0、IB0、QB0等進(jìn)行賦值。

S7中可以使用的參數(shù)類型有表2-3所示的幾種。

（2）尋址方式

所謂尋址方式就是產(chǎn)生有效地址的方法，尋址方式是指令系統(tǒng)的一部分，它與PLC的硬件結(jié)構(gòu)緊密相關(guān)。

西門子S7-200PLC的尋址方式有立即尋址、直接尋址和間接尋址三種。

①立即尋址　指令直接給出操作數(shù)，操作數(shù)緊跟著操作碼，在取出指令的同時也就取出了操作數(shù)，這種方式稱為立即尋址。立即尋址方式可用來提供常數(shù)、設(shè)置初始值等。指令中常常使用常數(shù)，常數(shù)值可分為字節(jié)、字、雙字型等數(shù)據(jù)。CPU以二進(jìn)制形式存儲所有常數(shù)，指令中可用十進(jìn)制、十六進(jìn)制、ASCII碼或浮點(diǎn)數(shù)形式來表示。

②直接尋址　指令直接給出操作數(shù)的地址的尋址方式稱為直接尋址。由于直接在指令中使用存儲器或寄存器的元件名稱和地址編號，根據(jù)這個地址就可以立即找到該數(shù)據(jù)；必須注意的是操作數(shù)的地址應(yīng)按規(guī)定的格式表示。指令中，數(shù)據(jù)類型應(yīng)與指令標(biāo)識符相匹配。

不同數(shù)據(jù)長度的尋址指令舉例如下。

位尋址：AND Q5.5。

字節(jié)尋址：ORB VB33，LB21。

字尋址：MOVW AC0，AQW2。

雙字尋址：MOVD AC1，VD200。

③間接尋址　間接尋址方式是數(shù)據(jù)存放在存儲器或寄存器中，在指令中只出現(xiàn)所需數(shù)據(jù)所在單元的內(nèi)存地址的地址。存儲單元地址的地址又稱為地址指針，這種間接尋址方式與計(jì)算機(jī)的間接尋址方式相同。間接尋址在處理內(nèi)存連續(xù)地址中的數(shù)據(jù)時非常方便，而且可以縮短程序所生成的代碼長度，使編程更加靈活。S7-200CPU以變量存儲器（V）、局部存儲器（L）或累加器（AC）的內(nèi)容值為地址進(jìn)行間接尋址。可間接尋址的存儲器區(qū)域有I、Q、V、M、S、T（僅當(dāng)前值）、C（僅當(dāng)前值）。不可以對獨(dú)立的位（bit）值或模擬量進(jìn)行間接尋址。

間接尋址前，應(yīng)先建立指針，指針為雙字長，指針中存放存儲單元的32位物理地址，以指針中的內(nèi)容值為地址就可以進(jìn)行間接尋址了。只能使用變量存儲器（V）、局部存儲器（L）或累加器（AC1、AC2、AC3）作為指針，AC0不能用作間接尋址的指針。建立指針時，將存儲器的某個地址移入另一存儲器或累加器中作為指針。建立指針后，就可把從指針處取出的數(shù)值傳送到指令輸出操作數(shù)指定的位置。例如，執(zhí)行指令MOVD&VB200，AC1，把地址“VB200”送入AC1，建立指針。這里地址“VB200”要用32位表示，它只是一個直接地址編號，指針中的內(nèi)容為雙字型數(shù)據(jù)，因而必須使用雙字傳送指令（MOVD）。指令操作數(shù)“&VB200”中的“&”符號與單元編號組合表示所對應(yīng)單元的32位物理地址，不是存儲器的內(nèi)容。

依據(jù)指針中的內(nèi)容值作為地址存取數(shù)據(jù)。使用指針可存取字節(jié)、字、雙字型的數(shù)據(jù)，執(zhí)行指令MOVW *AC1，AC0，把指針中的內(nèi)容值（VB200）作為地址，由于指令MOVW的標(biāo)識符是“W”，因而指令操作數(shù)的數(shù)據(jù)長度應(yīng)是字型，把地址VB200、VB201處2B的內(nèi)容（1234）傳送到AC0。指針處的值（即1234）為字型數(shù)據(jù)，如圖2-2所示。操作數(shù)（AC1）前面的“*”號表示該操作數(shù)（AC1）為指針。

處理連續(xù)存儲數(shù)據(jù)時，可以通過修改指針很容易地存取其他緊挨的數(shù)據(jù)。簡單的數(shù)學(xué)運(yùn)算指令，如加法、減法、自增和自減等指令可以用來修改指針。在S7-200PLC中，指針中的內(nèi)容為雙字型數(shù)據(jù)，應(yīng)使用雙字指令來修改指針值。如圖2-3所示，用兩次自增指令I(lǐng)NCD AC1，將AC1指針中的值（VB200）修改為VB202后，指針即指向新地址VB202。執(zhí)行指令MOVW *AC1，AC0，可在變量存儲器（V）中連續(xù)地存取數(shù)據(jù)，將VB202、VB203 2B的數(shù)據(jù)（5678）傳送到AC0。

修改指針值時，應(yīng)根據(jù)存取的數(shù)據(jù)長度來進(jìn)行調(diào)整。若對字節(jié)進(jìn)行存取，指針值加1（或減1）；若對字進(jìn)行存取，或?qū)Χ〞r器、計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值進(jìn)行存取，指針值加2（或減2）；若對雙字進(jìn)行存取，指針值加4（或減4）。圖2-3中，存取的數(shù)據(jù)長度是字型數(shù)據(jù)，因而指針值加2。

2.1.2　常用基本指令

S7-200 PLC的基本指令多用于開關(guān)量邏輯控制，基本指令包括位操作類指令，主要是位操作及位運(yùn)算指令；運(yùn)算指令，包括常用的算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算指令；其他數(shù)據(jù)處理類指令，包括數(shù)據(jù)的傳送、移位、填充和交換等指令；表功能指令，包括對表的存取和查找指令；轉(zhuǎn)換指令，包括數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換、碼轉(zhuǎn)換和字符轉(zhuǎn)換指令。上述內(nèi)容中的后4條都是對數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算和處理的指令，掌握PLC的基本指令才能編程。

2.1.2.1　位邏輯指令

位邏輯指令是PLC應(yīng)用領(lǐng)域最具代表性的指令應(yīng)用，是所有其他指令的基礎(chǔ)。位邏輯指令屬于基本邏輯指令，是專門針對位邏輯量進(jìn)行處理的指令，與使用繼電器進(jìn)行邏輯控制十分相似。S7-200 PLC共有27條邏輯指令，現(xiàn)按用途分類如下。

（1）邏輯取及線圈驅(qū)動指令

邏輯取及線圈驅(qū)動指令為LD（Load）、LDN（Load Not）、=（Out）。

LD（Load）：取指令。當(dāng)LAD開始的觸點(diǎn)為常開觸點(diǎn)時，使用該指令。

LDN（Load Not）：取反指令。當(dāng)LAD開始的觸點(diǎn)為常閉觸點(diǎn)時，使用該指令。

=（Out）：線圈驅(qū)動指令。

上述指令的使用如圖2-4所示。

圖2-4中，當(dāng)I0.0閉合時，輸出線圈Q0.0接通；當(dāng)I0.1斷開時，輸出線圈Q0.1和內(nèi)部輔助線圈M0.0接通。

LD、LDN、“=”指令使用說明如下。

①LD、LDN指令用于與輸入公共線（輸入母線）相連的觸點(diǎn)，在分支電路塊的開始處也要使用LD、LDN指令，與后面的OLD、ALD指令配合完成電路塊的編程。

②“=”指令用于輸出繼電器、輔助繼電器、定時器及計(jì)數(shù)器等，但不能用于輸入繼電器。

③并聯(lián)的“=”指令可以連續(xù)使用任意次。

④在同一程序中不要使用雙線圈輸出，即同一個元器件在同一程序中只使用一次“=”指令。

⑤LD、LDN指令的操作數(shù)為I、Q、M、SM、T、C、V和S。“=”指令的操作數(shù)為Q、M、SM、V和S。

（2）觸點(diǎn)串聯(lián)指令

觸點(diǎn)串聯(lián)指令為A（And）、AN（And Not）。

A（And）：與指令。用于單個常開觸點(diǎn)串聯(lián)連接。

AN（And Not）：與反指令。用于單個常閉觸點(diǎn)串聯(lián)連接。

觸點(diǎn)串聯(lián)指令的使用如圖2-5所示。

圖2-5中，I0.0與I0.1執(zhí)行相“與”的邏輯運(yùn)算。在I0.0與I0.1均閉合時，線圈Q0.0接通；I0.0與I0.1中只要有一個不閉合，線圈Q0.0不能接通。I0.2與常閉觸點(diǎn)I0.3執(zhí)行相“與”的邏輯運(yùn)算。在I0.2閉合、I0.3斷開時，線圈Q0.1接通；若I0.2斷開或I0.3閉合，則線圈Q0.1不能接通。

A、AN指令使用說明如下。

①A、AN指令是單個觸點(diǎn)串聯(lián)連接指令，可連續(xù)使用。但在用梯形圖編程時會受到打印寬度和屏幕顯示的限制，S7-200 PLC的編程軟件中規(guī)定的串聯(lián)觸點(diǎn)使用上限為11個。

②若要串聯(lián)多個觸點(diǎn)組合回路時，需采用后面說明的ALD指令。

③A、AN指令的操作數(shù)為I、Q、M、SM、T、C、V和S。

④在使用“=”指令進(jìn)行線圈驅(qū)動后，仍然可以使用A、AN指令，然后再次使用“=”指令，如圖2-6所示。

圖2-6所示程序的上下次序不能隨意改變，否則A、AN指令與“=”指令不能多次連續(xù)使用。

（3）觸點(diǎn)并聯(lián)指令

觸點(diǎn)并聯(lián)指令為O（Or）、ON（Or Not）。

O（Or）：或指令。用于單個常開觸點(diǎn)并聯(lián)連接。

ON（Or Not）：或反指令。用于單個常閉觸點(diǎn)并聯(lián)連接。

圖2-7所示梯形圖表示了O及ON指令的用法。

圖2-7中，I0.0與I0.1執(zhí)行相“或”的邏輯操作。當(dāng)I0.0與I0.1任意一個閉合時，線圈Q0.0接通；當(dāng)I0.0與I0.1均不閉合時，線圈Q0.0不能接通。

O、ON指令可作為一個觸點(diǎn)的并聯(lián)連接指令，緊接在LD、LDN指令之后使用，即對其前面LD、LDN指令所規(guī)定的觸點(diǎn)再并聯(lián)一個觸點(diǎn)，可以連續(xù)使用。

（4）置位/復(fù)位指令

①置位指令　將位存儲區(qū)的從指定位（bit）開始的N個同類存儲器位置位。

用法：S bit，N，如S Q0.0，1。

②復(fù)位指令　將從位存儲區(qū)的指定位（bit）開始的N個同類存儲器位復(fù)位。當(dāng)用復(fù)位指令時，如果是對定時器T位或計(jì)數(shù)器C位進(jìn)行復(fù)位，則定時器位或計(jì)數(shù)器位被復(fù)位；同時，定時器或計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值被清0。

用法：R bit，N，如R Q0.2，3。

置位即置1，復(fù)位即置0。置位和復(fù)位指令可以將位存儲區(qū)的某一位開始的一個或多個（最多可達(dá)255個）同類存儲器位置1或置0。這兩條指令在使用時需指明三點(diǎn)：操作性質(zhì)、開始位和位的數(shù)量。各操作數(shù)類型及范圍見表2-4。

圖2-8為置位/復(fù)位指令的使用。S、R指令中的2表示從指定的Q0.0開始的兩個觸點(diǎn)，即Q0.0與Q0.1。在檢測到I0.0閉合的上升沿時，輸出線圈Q0.0、Q0.1被置位為1，并保持，而不論I0.0為何種狀態(tài)。在檢測到I0.1閉合的上升沿時，輸出線圈Q0.0、Q0.1被復(fù)位為0，并保持，而不論I0.1為何種狀態(tài)。

指定觸點(diǎn)一旦被置位，則保持接通狀態(tài)，直到對其進(jìn)行復(fù)位操作；而指定觸點(diǎn)一旦被復(fù)位，則變?yōu)閿嚅_狀態(tài)，直到對其進(jìn)行置位操作。

如果對定時器和計(jì)數(shù)器進(jìn)行復(fù)位操作，則被指定的T或C的位被復(fù)位，同時其當(dāng)前值被清0。

S、R指令可多次使用相同編號的各類觸點(diǎn)，使用次數(shù)不限，如圖2-9所示。若幾個觸發(fā)信號同時閉合，則Network1中Q0.0的狀態(tài)為接通，Network3中Q0.0的狀態(tài)為斷開，Network6中Q0.0的狀態(tài)為接通，Network9中Q0.0的狀態(tài)為斷開。

（5）RS觸發(fā)器和SR觸發(fā)器

置位優(yōu)先觸發(fā)器（SR）：當(dāng)置位端（S1）和復(fù)位端（R）均為“1”時，輸出位為“1”。

復(fù)位優(yōu)先觸發(fā)器（RS）：當(dāng)置位端（S）和復(fù)位端（R1）均為“1”時，輸出位為“0”。

對RS觸發(fā)器和SR觸發(fā)器，當(dāng)置位端為“1”、復(fù)位端為“0”時，輸出位為“1”；當(dāng)置位端為“0”、復(fù)位端為“1”時，輸出位為“0”；當(dāng)置位端、復(fù)位端均為“0”時，輸出位保持原狀態(tài)不變。

在實(shí)際的程序設(shè)計(jì)中，RS或SR觸發(fā)器通常由置位、復(fù)位指令實(shí)現(xiàn)。RS、SR指令的使用如圖2-10所示。

梯形圖對應(yīng)的指令表如下：

Network1

LD　I0.0

LD　I0.1

NOT

LPS

A　Q0.0

=　Q0.0

LPP

ALD

O　Q0.0

=　Q0.0

Network2

LD　I0.0

LD　I0.1

NOT

A　Q0.1

OLD

=　Q0.1

圖2-10中，RS、SR指令均為鎖存器，一個復(fù)位優(yōu)先，一個置位優(yōu)先。S連接置位輸入，R連接復(fù)位輸入，一旦輸出線圈被置位，則保持置位狀態(tài)直到復(fù)位輸入接通。置位、復(fù)位輸入均以高電平狀態(tài)有效。

（6）串聯(lián)電路塊的并聯(lián)和并聯(lián)電路塊的串聯(lián)指令

串聯(lián)電路塊的并聯(lián)指令為OLD（Or Load），用于實(shí)現(xiàn)多個電路塊的“與”運(yùn)算；并聯(lián)電路塊的串聯(lián)指令為ALD（And Load），用于實(shí)現(xiàn)多個電路塊的“或”運(yùn)算。ALD、OLD指令的使用如圖2-11所示。

圖2-11中，Network1中的I0.0和I0.1組成一個“或”塊，I0.2和I0.3組成一個“或”塊，然后兩個“或”塊串聯(lián)，執(zhí)行“與”運(yùn)算，當(dāng)I0.0或I0.1閉合且I0.2或I0.3閉合時，Q0.0接通；Network2中的I0.4和I0.5組成一個“與”塊，I0.6和I0.7組成一個“與”塊，然后兩個“與”塊并聯(lián)，執(zhí)行“或”運(yùn)算，當(dāng)I0.4與I0.5均閉合或I0.6與I0.7均閉合時，Q0.1接通。

幾個串聯(lián)支路并聯(lián)時，其支路的起點(diǎn)以LD、LDN開始，支路終點(diǎn)用OLD指令，如需將多個支路并聯(lián)，從第二條支路開始，在每一條支路后面加OLD指令；幾個并聯(lián)支路串聯(lián)時，其支路的起點(diǎn)也以LD、LDN開始，支路終點(diǎn)用ALD指令，如果有多個并聯(lián)支路串聯(lián)，順次以ALD指令與前面支路連接。兩種指令的支路數(shù)均沒有限制。

OLD、ALD指令無操作數(shù)。

（7）邊沿脈沖指令

邊沿脈沖指令為EU/ED（Edge　Up/Edge　Down），其指令格式為：EU（Edge　Up）正跳變，無操作元件；ED（Edge　Down）負(fù)跳變，無操作元件。

邊沿觸發(fā)是指用邊沿觸發(fā)信號產(chǎn)生一個機(jī)器周期的掃描脈沖，通常用作脈沖整形。邊沿觸發(fā)指令分為正跳變觸發(fā)（上升沿）和負(fù)跳變觸發(fā)（下降沿）兩大類。正跳變觸發(fā)指輸入脈沖的上升沿，使觸點(diǎn)接通一個掃描周期；負(fù)跳變觸發(fā)指輸入脈沖的下降沿，使觸點(diǎn)接通一個掃描周期。EU/ED指令的使用如圖2-12所示。

圖2-12中，當(dāng)I0.0閉合時，正跳變觸點(diǎn)接通一個掃描周期，使Q0.0有一個掃描周期輸出；當(dāng)I0.1斷開時，負(fù)跳變觸點(diǎn)接通一個掃描周期，使Q0.1有一個掃描周期輸出。

（8）立即指令

①立即觸點(diǎn)指令　在每個標(biāo)準(zhǔn)觸點(diǎn)指令的后面加“I”。指令執(zhí)行時，立即讀取物理輸入點(diǎn)的值，但是不刷新對應(yīng)映像寄存器的值。這類指令包括LDI、LDNI、AI、ANI、OI和ONI。

用法：LDI　bit，bit只能是I類型。

②立即輸出指令　執(zhí)行指令時，新值被寫入實(shí)際輸出和對應(yīng)的過程映像寄存器位置。這與非立即輸出不同，非立即輸出指令僅將新值寫入過程映像寄存器。用立即輸出指令訪問輸出點(diǎn)時，相應(yīng)的輸出映像寄存器的內(nèi)容也被刷新。

用法：=I　bit，bit只能是Q類型。

③SI，立即置位指令　用立即置位指令訪問輸出點(diǎn)時，從指令所指出的位（bit）開始的N個（最多為128個）物理輸出點(diǎn)被立即置位，同時，相應(yīng)的輸出映像寄存器的內(nèi)容也被刷新。

用法：SI　bit，N，如SI　Q0.0，2。

④RI，立即復(fù)位指令　用立即復(fù)位指令訪問輸出點(diǎn)時，從指令所指出的位（bit）開始的N個（最多為128個）物理輸出點(diǎn)被立即復(fù)位，同時，相應(yīng)的輸出映像寄存器的內(nèi)容也被刷新。

用法：RI　bit，N，如RI　Q0.0，1。

注意：bit只能是Q類型。

立即指令的使用如圖2-13所示。圖中，Q0.0、Q0.1和Q0.2的輸入邏輯是I0.0的普通常開觸點(diǎn)。Q0.0為普通輸出，當(dāng)程序執(zhí)行到它時，它的映像寄存器的狀態(tài)會隨著本次掃描周期采集到的I0.0的狀態(tài)而改變，而它的物理觸點(diǎn)要等到本次掃描周期的輸出刷新階段才改變。Q0.1、Q0.2為立即輸出，當(dāng)程序執(zhí)行到它們時，它們的物理觸點(diǎn)和輸出映像寄存器同時改變。對Q0.3而言，它的輸入邏輯是I0.0的立即觸點(diǎn)，所以在程序執(zhí)行到它時，Q0.3的映像寄存器的狀態(tài)隨著I0.0即時狀態(tài)的改變而立即改變，而它的物理觸點(diǎn)要等到本次掃描周期的輸出刷新階段才改變。

（9）堆棧操作指令

S7-200 PLC使用一個9層堆棧來處理所有邏輯操作。堆棧是一組能夠存儲和取出數(shù)據(jù)的暫存單元，其特點(diǎn)是“先進(jìn)后出”。西門子公司將ALD、OLD、LPS、LRD、LPP和LDS等指令都?xì)w納為堆棧操作指令。

PLC執(zhí)行ALD指令時，將堆棧中的第一級和第二級的值進(jìn)行邏輯“與”操作，結(jié)果置于棧頂（堆棧第一級），并將堆棧中的第三～九級的值依次上彈一級。

PLC執(zhí)行OLD指令時，將堆棧中的第一級和第二級的值進(jìn)行邏輯“或”操作，結(jié)果置于棧頂，并將堆棧中其余各級的內(nèi)容依次上彈一級。

棧裝載“與”和棧裝載“或”指令的操作過程如圖2-14所示。

LPS（Logic Push）：邏輯入棧指令。復(fù)制棧頂?shù)闹挡⑦@個值推入棧頂，原堆棧中各級棧會依次下壓一級，棧底值丟失。

LRD（Logic Read）：邏輯讀棧指令。把堆棧中第二級的值復(fù)制到棧頂，堆棧沒有推入棧或彈出棧操作，但原棧頂值被新的復(fù)制值取代。

LPP（Logic POP）：邏輯出棧指令。堆棧作彈出棧操作，將棧頂?shù)闹祻棾觯褩８骷墬Ｖ狄来紊蠌椧患墸褩５诙壍闹党蔀樾碌臈ｍ斨怠?/p>

注意：LPS與LPP必須配對使用。

LDS（Load Stack）：裝入堆棧指令。復(fù)制堆棧中的第n個值到棧頂，棧底值丟失。例如，LDS 5，是將堆棧中的第5個值復(fù)制到棧頂，并進(jìn)行入棧操作，n的取值范圍為0～8。

LPS、LRD、LPP、LDS指令的堆棧操作過程如圖2-15所示。邏輯堆棧指令的編程實(shí)例如圖2-16所示。

堆棧指令使用說明如下。

①堆棧指令主要用于組織復(fù)雜的邏輯關(guān)系，無操作數(shù)。

②由于堆棧空間有限（9層），所以LPS和LPP指令的連續(xù)使用不得超過9次。

③LPS與LPP成對使用，在它們之間可以多次使用LRD指令，如圖2-17所示。

（10）NOT和NOP指令

NOT為“非”運(yùn)算指令，可將該指令處的運(yùn)算結(jié)果取反，無操作數(shù)；空操作（NOP N）指令不影響程序的執(zhí)行，該指令很少被使用。NOT指令的使用如圖2-18所示。

2.1.2.2　定時器指令

定時器指令在編程中首先要設(shè)置預(yù)置值，用以確定定時時間。在程序的運(yùn)行過程中，定時器不斷累計(jì)時間。當(dāng)累計(jì)的時間與設(shè)置時間相等時，定時器發(fā)生動作，以實(shí)現(xiàn)各種定時邏輯控制工作。

S7-200 PLC的定時器為增量型定時器，用于實(shí)現(xiàn)時間控制，可以按照工作方式和時間基準(zhǔn)（時基）分類，時間基準(zhǔn)又稱為定時精度和分辨率。

（1）工作方式

按照工作方式，定時器可分為通電延時型（TON）、保持型（又稱有記憶的通電延時型）（TONR）、斷電延時型（TOF）三種類型。

（2）時基標(biāo)準(zhǔn)

按照時基標(biāo)準(zhǔn)，定時器又分為1ms、10ms、100ms三種類型，不同的時基標(biāo)準(zhǔn)，定時精度、定時范圍和定時器的刷新方式不同。

①定時精度　定時器的工作原理是定時器使能輸入有效后，當(dāng)前值寄存器對PLC內(nèi)部的時基脈沖增1計(jì)數(shù)，最小計(jì)時單位為時基脈沖的寬度。

②定時范圍　定時器使能輸入有效后，當(dāng)前值寄存器對時基脈沖遞增計(jì)數(shù)，當(dāng)計(jì)數(shù)值大于或等于定時器的設(shè)定值后，狀態(tài)位置1。從定時器輸入有效，到狀態(tài)位輸出有效經(jīng)過的時間為定時時間。定時時間T等于時基乘設(shè)定值，時基越大，定時時間越長，但精度越差。

③定時器的刷新方式　1ms定時器每隔1ms定時器刷新一次，定時器刷新與掃描周期和程序處理無關(guān)。掃描周期較長時，定時器一個周期內(nèi)可能多次被刷新（多次改變當(dāng)前值）。

10ms定時器在每個掃描周期開始時刷新。每個掃描周期之內(nèi)，當(dāng)前值不變。

100ms定時器是定時器指令執(zhí)行時被刷新，下一條執(zhí)行的指令即可使用刷新后的結(jié)果，但應(yīng)當(dāng)注意，如果該定時器的指令不是每個周期都執(zhí)行（比如條件跳轉(zhuǎn)時），定時器就不能及時刷新，可能會導(dǎo)致出錯。

CPU22X系列PLC的256個定時器分屬TON（TOF）和TONR工作方式，以及三種時基標(biāo)準(zhǔn)，TOF與TON共享同一組定時器，不能重復(fù)使用。詳細(xì)分類方法及定時范圍見表2-5。

使用定時器時應(yīng)參照表2-5的時基標(biāo)準(zhǔn)和工作方式合理選擇定時器編號，同時要考慮刷新方式對程序執(zhí)行的影響。

（3）定時器指令格式

S7-200 PLC提供了三種類型的定時器，即通電延時型、有記憶通電延時型和斷電延時型，定時器指令格式如表2-6所示。

IN是使能輸入端，編程范圍T0～T255；PT是設(shè)定值輸入端，最大預(yù)置值32 767；PT數(shù)據(jù)類型為INT。

①通電延時型（TON）　當(dāng)使能端（IN）輸入有效時，定時器開始計(jì)時，當(dāng)前值從0開始遞增，大于或等于設(shè)定值（PT）時，定時器輸出狀態(tài)位置為1（輸出觸點(diǎn)有效），當(dāng)前值的最大值為32 767。使能端無效（斷開）時，定時器復(fù)位（當(dāng)前值清零，輸出狀態(tài)位置為0）。通電延時型定時器應(yīng)用程序如圖2-19所示。

②有記憶通電延時型（TONR）　使能端（IN）輸入有效時（接通），定時器開始計(jì)時，當(dāng)前值遞增，當(dāng)前值大于或等于設(shè)定值（PT）時，輸出狀態(tài)位置為1，使能端輸入無效（斷開）時，當(dāng)前值保持（記憶），使能端（IN）再次接通有效時，在原記憶值的基礎(chǔ)上遞增計(jì)時。有記憶通電延時型（TONR）定時器采用線圈的復(fù)位指令（R）進(jìn)行復(fù)位操作，當(dāng)復(fù)位線圈有效時，定時器當(dāng)前值清零，輸出狀態(tài)位置為0。

保持型（有記憶通電延時型定時器）應(yīng)用程序如圖2-20所示。

③斷電延時型（TOF）　使能端（IN）輸入有效時，定時器輸出狀態(tài)位立即置1，當(dāng)前值復(fù)位（為0）。使能端（IN）斷開時，開始計(jì)時，當(dāng)前值從0遞增，當(dāng)前值達(dá)到預(yù)置值時，定時器狀態(tài)位復(fù)位置0，并停止計(jì)時，當(dāng)前值保持。

斷電延時型定時器應(yīng)用程序如圖2-21所示。

2.1.2.3　計(jì)數(shù)器指令

S7-200系列PLC有加計(jì)數(shù)器（CTU）、加/減計(jì)數(shù)器（CTUD）、減計(jì)數(shù)器（CTD）等三種計(jì)數(shù)指令。計(jì)數(shù)器的使用方法和基本結(jié)構(gòu)與定時器基本相同，主要由設(shè)定值寄存器、當(dāng)前值寄存器、狀態(tài)位等組成。

（1）指令格式

計(jì)數(shù)器的梯形圖指令符號為指令盒形式，指令格式見表2-7。

　　梯形圖指令符號中CU為增1計(jì)數(shù)脈沖輸入端；CD為減1計(jì)數(shù)脈沖輸入端；R為復(fù)位脈沖輸入端；LD為減計(jì)數(shù)器的復(fù)位脈沖輸入端。編程范圍C0～C255；PV設(shè)定值最大范圍32767；PV數(shù)據(jù)類型為INT。

（2）工作原理

①加計(jì)數(shù)指令（CTU）　加計(jì)數(shù)器在CU端輸入脈沖上升沿，計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值增1計(jì)數(shù)。

當(dāng)前值大于或等于設(shè)定值（PV）時，計(jì)數(shù)器狀態(tài)位置1。當(dāng)前值累加的最大值為32767。復(fù)位輸入（R）有效時，計(jì)數(shù)器狀態(tài)位復(fù)位（置0），當(dāng)前計(jì)數(shù)值清零。加計(jì)數(shù)器的應(yīng)用如圖2-22所示。

②加/減計(jì)數(shù)器（CTUD）　加/減計(jì)數(shù)器有兩個脈沖輸入端，其中CU端用于加計(jì)數(shù)，CD端用于減計(jì)數(shù)，執(zhí)行加/減計(jì)數(shù)時，CU/CD端的計(jì)數(shù)脈沖上升沿加1/減1計(jì)數(shù)。當(dāng)前值大于或等于計(jì)數(shù)器設(shè)定值（PV）時，計(jì)數(shù)器狀態(tài)位置位。復(fù)位輸入（R）有效或執(zhí)行復(fù)位指令時，計(jì)數(shù)器狀態(tài)位復(fù)位，當(dāng)前值清零。達(dá)到計(jì)數(shù)最大值32767后，下一個CU輸入上升沿將使計(jì)數(shù)值變?yōu)樽钚≈担?32768）。同樣，達(dá)到最小值（-32768）后，下一個CD輸入上升沿將使計(jì)數(shù)值變?yōu)樽畲笾担?2767）。加/減計(jì)數(shù)器應(yīng)用程序如圖2-23所示。

③減計(jì)數(shù)指令（CTD）　復(fù)位輸入（LD）有效時，計(jì)數(shù)器把預(yù)置值（PV）裝入當(dāng)前值存儲器，計(jì)數(shù)器狀態(tài)位復(fù)位（置0）。CD端每一個輸入脈沖上升沿，減計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值從預(yù)置值開始遞減計(jì)數(shù)，當(dāng)前值等于0時，計(jì)數(shù)器狀態(tài)位置位（置1），停止計(jì)數(shù)。

減計(jì)數(shù)指令應(yīng)用程序如圖2-24所示。

減計(jì)數(shù)器在計(jì)數(shù)脈沖I3.0的上升沿減1計(jì)數(shù)，當(dāng)前值從預(yù)置值開始減至0時，定時器輸出狀態(tài)位置1，Q0.0通電（置1），在復(fù)位脈沖I1.0的上升沿，定時器狀態(tài)位置0（復(fù)位），當(dāng)前值等于預(yù)置值，為下次計(jì)數(shù)工作做好準(zhǔn)備。

2.1.2.4　移位寄存器指令

移位寄存器指令可用來進(jìn)行順序控制、步進(jìn)及數(shù)據(jù)流控制。在梯形圖中，該指令以功能框形式編程。

移位寄存器指令SHRB把輸入端（DATA）的數(shù)值移入移位寄存器，并進(jìn)行移位。該移位寄存器是由S?BIT和N決定的，其中S?BIT指定移位寄存器的最低有效位，N指定移位寄存器的長度。N為正數(shù)表示正向移位，N為負(fù)數(shù)表示反向移位。移位寄存器指令編程及時序如圖2-25所示。

由移位寄存器的最低有效位（S?BIT）和移位寄存器的長度（N）可計(jì)算出移位寄存器的最高有效位（MSB.b）的地址。計(jì)算公式為

MSB.b=[S?BIT的字節(jié)號+（N-1+S?BIT的位號）÷8].（被8除所得余數(shù)）

例如，如果S?BIT為V22.5，N為8，那么MSB.b為V23.4。具體計(jì)算如下：

MSB.b=V22+（8-1+5）÷8=V22+12÷8=V22+1（余數(shù)為4）=V23.4

當(dāng)允許輸入端（EN）有效時，移位寄存器指令使移位寄存器各位在每個掃描周期都移動一位，且在EN端的每個上升沿時刻對DATA端采樣一次，把輸入端（DATA）的數(shù)值移入移位寄存器。當(dāng)正向移位時，輸入數(shù)據(jù)從移位寄存器的最低有效位移入，從最高有效位移出；當(dāng)反向移位時，輸入數(shù)據(jù)從移位寄存器的最高有效位移入，從最低有效位移出。移出的數(shù)據(jù)送入溢出存儲器位（SM1.1）。N為字節(jié)型數(shù)據(jù)類型，移位寄存器的最大長度為64位。操作數(shù)DATA、S?BIT為BOOL型數(shù)據(jù)類型。

如圖2-26所示，利用移位寄存器指令控制16個彩燈的順序點(diǎn)亮：啟動后最左端兩個燈先亮，然后從左到右以1s的速度依次移動點(diǎn)亮，且同一時刻只能有兩個相鄰的燈亮，當(dāng)最右端兩個燈亮后再從右到左以1s的速度移動，如此循環(huán)顯示。

本例利用輸出的狀態(tài)作為移位寄存器指令的執(zhí)行控制，利用兩個移位寄存器指令分別來完成彩燈的左、右移動控制。因?yàn)椴薀羰敲棵胍苿右淮危钥刹捎锰厥饧拇嫫鱏M0.5作為移動控制觸點(diǎn)，控制移位寄存器指令每秒執(zhí)行一次，其梯形圖程序如圖2-27所示。

2.1.2.5　比較觸點(diǎn)指令

（1）字節(jié)比較

字節(jié)比較用于比較兩個字節(jié)型整數(shù)值IN1和IN2的大小，字節(jié)比較是無符號的。比較式可以是LDB、AB或OB后直接加比較運(yùn)算符構(gòu)成，如LDB=、AB<>、OB>=等。

整數(shù)IN1和IN2的尋址范圍：VB、IB、QB、MB、SB、SMB、LB、*VD、*AC、*LD和常數(shù)。

指令格式如下：

LDB=　VB10，VB12

AB<>　MB0，MB1

OB<=　AC1，116

（2）整數(shù)比較

整數(shù)比較用于比較兩個一字長整數(shù)值IN1和IN2的大小，整數(shù)比較是有符號的，整數(shù)范圍為16#8000～16#7FFF。比較式可以是LDW、AW或OW后直接加比較運(yùn)算符構(gòu)成，如LDW=、AW<>、OW>=等。

整數(shù)IN1和IN2的尋址范圍：VW、IW、QW、MW、SW、SMW、LW、AIW、T、C、AC、*VD、*AC、*LD和常數(shù)。

指令格式如下：

LDW=　VW10，VW12

AW<>　MW0，　MW4

OW<=　AC2，　1160

（3）雙字整數(shù)比較

雙字整數(shù)比較用于比較兩個雙字長整數(shù)值IN1和IN2的大小，雙字整數(shù)比較是有符號的，雙字整數(shù)范圍為16#80000000～16#7FFFFFFF。

指令格式如下：

LDD=　VD10，VD14

AD<>　MD0，MD8

OD<=　AC0，1160000

LDD>=　HC0，*AC0

（4）實(shí)數(shù)比較

實(shí)數(shù)比較用于比較兩個雙字長實(shí)數(shù)值IN1和IN2的大小，實(shí)數(shù)比較是有符號的，負(fù)實(shí)數(shù)范圍為-1.175495E-38～-3.402823E+38，正實(shí)數(shù)范圍為+1.175495E-38～+3.402823E+38。比較式可以是LDR、AR或OR后直接加比較運(yùn)算符構(gòu)成。

指令格式如下：

LDR=　VD10，　VD18

AR<>　MD0，　MD12

OR<=　AC1，　1160.478

AR>　*AC1，　VD100

圖2-28為比較指令的一個使用實(shí)例，圖中，當(dāng)輸入I2.0為“1”（上升沿）時，比較IW10與MW20的大小。如果IW10=MW20，標(biāo)志位M10.0為“1”；IW10>MW20，M10.1為“1”；IW10<MW20，M10.2為“1”。同時M10.0～M10.2的狀態(tài)在I2.0為“0”后仍然能夠保持。

2.1.2.6　順序控制指令

在S7-200 PLC中規(guī)定只能用狀態(tài)寄存器來表示順序控制步，每個步由一個狀態(tài)寄存器位表示。步進(jìn)控制指令包括步的開始、步的結(jié)束和步的轉(zhuǎn)移指令。順序控制指令的梯形圖指令框形式如圖2-29所示。

順序控制指令的STL指令如下：

LSCR　Sn.x：步開始，其操作數(shù)Sn.x為狀態(tài)寄存器Sn中的一個位，稱為該SCR步標(biāo)志位，當(dāng)其為“1”時，允許該SCR步工作。

SCRT　Sm.y：步轉(zhuǎn)移，其操作數(shù)Sm.y為狀態(tài)寄存器Sm中的一個位，當(dāng)其為“1”時，程序轉(zhuǎn)移至由Sm.y表示的SCR段，同時自動停止當(dāng)前SCR步的工作。

SCRE：步結(jié)束，順序控制步無條件結(jié)束。

每個順序控制步必須有LSCR和SCRE指令。

順序控制指令可以將程序功能流程圖轉(zhuǎn)換成梯形圖程序。

指令使用說明如下：

（1）每一個SCR程序段中均包含三個要素

①輸出對象：在這一步序中應(yīng)完成的動作。

②轉(zhuǎn)換條件：滿足轉(zhuǎn)換條件后，實(shí)現(xiàn)SCR段的轉(zhuǎn)換。

③轉(zhuǎn)換目標(biāo)：轉(zhuǎn)換到下一個步序。

（2）使用SCR指令注意事項(xiàng)

①SCR指令的操作數(shù)（或編程元件）只能是狀態(tài)寄存器Sx.y；反之，狀態(tài)寄存器Sx.y可應(yīng)用的指令并不僅限于SCR，它還可以應(yīng)用LD、LDN、A、AN、O、ON、=、S、R等指令。

②一個狀態(tài)寄存器Sx.y作為SCR段標(biāo)志位，可以用于主程序、子程序或中斷程序中，但是只能使用一次，不能重復(fù)使用。

③在一個SCR段中，禁止使用循環(huán)指令FOR/NEXT、跳轉(zhuǎn)指令JMP/LBL和條件結(jié)束指令END。

圖2-30所示為采用程序順序控制指令控制紅、綠、黃三色燈的參考梯形圖：紅燈先亮，3s后綠燈亮，再過5s后黃燈亮。當(dāng)紅、綠、黃燈全亮2min后，全部熄滅。

2.1.3　常用功能指令

PLC為了實(shí)現(xiàn)模擬控制功能，除了基本操作指令外，還具有功能指令，功能指令實(shí)質(zhì)上就是一些功能不同的子程序，合理、正確地使用功能指令，對優(yōu)化程序結(jié)構(gòu)，提高應(yīng)用系統(tǒng)的功能，簡化對一些復(fù)雜問題的處理有著重要的作用。

2.1.3.1　數(shù)據(jù)傳送指令

數(shù)據(jù)傳送指令可實(shí)現(xiàn)將數(shù)據(jù)輸入IN（常數(shù)或某存儲器中的數(shù)據(jù)）傳送到輸出OUT（存儲器）中的功能，傳送過程中不改變數(shù)據(jù)的數(shù)值。

數(shù)據(jù)傳送指令包含單一數(shù)據(jù)傳送及一次性傳送多個連續(xù)字塊的傳送，每種又可依據(jù)傳送數(shù)據(jù)的類型分為字節(jié)、字、雙字或者實(shí)數(shù)等幾種情況。傳送指令用于機(jī)內(nèi)數(shù)據(jù)的流轉(zhuǎn)與生成，可用于存儲單元的清零、程序初始化等場合。

（1）單一數(shù)據(jù)傳送指令

單一數(shù)據(jù)傳送指令用于傳送一個數(shù)據(jù)，其功能是在EN端有輸入（即EN=1）時，將IN端指定單元中的數(shù)據(jù)送入OUT端指定的單元中。

當(dāng)EN端有效時，指令才被執(zhí)行，分別將一個字節(jié)、字、雙字或?qū)崝?shù)從IN傳送到OUT所指的存儲單元中。在傳送過程中數(shù)據(jù)的大小不被改變。傳送后，輸入存儲器IN中的內(nèi)容也不改變。當(dāng)指令正確執(zhí)行之后，則ENO為1。

單一數(shù)據(jù)傳送指令功能說明如表2-8所示。

（2）數(shù)據(jù)塊傳送指令

數(shù)據(jù)塊傳送指令的功能是在EN端（使能端）有輸入時，將IN端指定首地址的N個單元中的數(shù)據(jù)送入OUT端指定首地址的N個單元中。數(shù)據(jù)塊傳送指令可分為字節(jié)塊、字塊及雙字塊傳送指令。

數(shù)據(jù)塊傳送指令功能說明如表2-9所示。

（3）字節(jié)立即傳送指令

字節(jié)立即傳送指令的功能是在EN端（使能端）有輸入時，在物理I/O端和存儲器之間立即傳送一個字節(jié)數(shù)據(jù)。字節(jié)立即傳送指令可分為字節(jié)立即讀指令和字節(jié)立即寫指令，它們不能訪問擴(kuò)展模塊。

字節(jié)立即傳送指令功能說明如表2-10所示。

2.1.3.2　字節(jié)交換指令

字節(jié)交換指令SWAP，把輸入端（IN）指定的高字節(jié)內(nèi)容與低字節(jié)內(nèi)容相互交換，交換結(jié)果仍然存放在輸入端（IN）指定的地址。字節(jié)交換指令操作數(shù)的數(shù)據(jù)類型為無符號整數(shù)（WORD）。

字節(jié)交換指令功能說明如表2-11所示。

2.1.3.3　比較指令

比較指令又稱比較觸點(diǎn)指令，用來將兩個操作數(shù)（IN1、IN2）按指定的比較關(guān)系作比較，比較關(guān)系成立時則比較觸點(diǎn)閉合，因此比較指令實(shí)際上也是一種位指令。比較指令只是作為條件來使用，并不對存儲器中的具體單元進(jìn)行操作。在實(shí)際應(yīng)用中，使用比較指令為上下限控制以及數(shù)值條件判斷提供了方便。

（1）比較指令格式

比較指令格式如圖2-31所示。

（2）比較指令說明

比較指令包括數(shù)值比較和字符串比較兩類。

數(shù)值比較指令中被比較的數(shù)據(jù)可以是字節(jié)、整數(shù)、雙字及實(shí)數(shù)，其中字節(jié)比較是無符號的，而整數(shù)、雙字、實(shí)數(shù)的比較是有符號的。IN1、IN2的數(shù)據(jù)類型要匹配。

字符串比較指令用于比較兩個ASCII碼字符串。

數(shù)值比較指令的運(yùn)算符有=（等于）、>=（大于等于）、<=（小于等于）、>（大于）、<（小于）和<>（不等于）6種，而字符串比較指令只有=（等于）和<>（不等于）兩種。

對梯形圖指令來說，如果比較為真，比較觸點(diǎn)閉合，使能流通過，允許其后續(xù)指令執(zhí)行，否則比較觸點(diǎn)斷開，切斷能流。對語句表語言來說，就是根據(jù)條件對棧頂實(shí)施置1或置0的操作。

由于比較指令是以觸點(diǎn)形式出現(xiàn)在梯形圖及指令表中，因此有“LD”（裝載）、“A”（與）、“O”（或）三種基本形式。

（3）編程示例

當(dāng)比較數(shù)1和比較數(shù)2的關(guān)系符合比較的條件時，比較觸點(diǎn)閉合，后面的電路被接通。否則比較觸點(diǎn)斷開，后面的電路不接通。換句話說，比較觸點(diǎn)相當(dāng)于一個有條件的動合觸點(diǎn)，當(dāng)比較關(guān)系成立時，觸點(diǎn)閉合；不成立時，觸點(diǎn)斷開。比較指令具體應(yīng)用如圖2-32所示。

2.1.3.4　移位和循環(huán)移位指令

移位指令分為左、右移位和循環(huán)左、右移位兩大類。移位和循環(huán)移位指令均為無符號數(shù)操作。

（1）右移位指令

右移位指令把輸入端（IN）指定的數(shù)據(jù)右移N位，結(jié)果存放到輸出端（OUT）指定的存儲單元中。右移位指令按操作數(shù)的數(shù)據(jù)類型可分為字節(jié)、字、雙字右移位指令，如圖2-33所示。

（2）左移位指令

左移位指令把輸入端（IN）指定的數(shù)據(jù)左移N位，結(jié)果存放到輸出端（OUT）指定的存儲單元中。左移位指令按操作數(shù)的數(shù)據(jù)類型可分為字節(jié)、字、雙字左移位指令，如圖2-34所示。

字節(jié)、字、雙字移位指令的實(shí)際最大可移位數(shù)分別為8、16、32。右移位和左移位指令，對移位后的空位自動補(bǔ)零，移位后溢出位（SM1.1）的值就是最后一次移出的位值。如果移位的結(jié)果為0，零存儲器位（SM1.0）置位。

S7-200 PLC的移位一般分為以下兩步執(zhí)行。

①利用傳送指令（MOV）將需要移位的數(shù)據(jù)移動到結(jié)果存儲器中，如果僅需要對指定存儲器內(nèi)容移位，且執(zhí)行結(jié)果仍然保存在原存儲器中，則不需要執(zhí)行本步。

②對結(jié)果存儲器進(jìn)行移位。

如果移位位數(shù)N超過數(shù)據(jù)本身的長度，則需要進(jìn)行“取余”處理，例如，對字節(jié)數(shù)據(jù)指定移動12位時，實(shí)際移動為4位（12除以8后余數(shù)為4）；當(dāng)N為0時，不進(jìn)行移位操作，同時系統(tǒng)標(biāo)志寄存器SM1.0被置為“1”狀態(tài)。

左、右移位指令的梯形圖編程格式如圖2-35所示。

（3）循環(huán)右移指令

循環(huán)右移指令把輸入端（IN）指定的數(shù)據(jù)循環(huán)右移N位，結(jié)果存放到輸出端（OUT）指定的存儲單元中。循環(huán)右移指令按操作數(shù)的數(shù)據(jù)類型可分為字節(jié)、字、雙字循環(huán)右移指令，如圖2-36所示。

（4）循環(huán)左移指令

循環(huán)左移指令把輸入端（IN）指定的數(shù)據(jù)循環(huán)左移N位，結(jié)果存放到輸出端（OUT）指定的存儲單元中。循環(huán)左移指令按操作數(shù)的數(shù)據(jù)類型可分為字節(jié)、字、雙字循環(huán)左移指令，如圖2-37所示。

對于字節(jié)、字、雙字循環(huán)移位指令，如果所需移位的位數(shù)N大于或等于8、16、32，那么在執(zhí)行循環(huán)移位前，先對N取以8、16、32為底的模，其結(jié)果0～7、0～15、0～31為實(shí)際移動位數(shù)。

執(zhí)行循環(huán)移位后溢出位（SM1.1）的值就是最后一次循環(huán)移出位的值。如果移位的結(jié)果為0，零存儲器位（SM1.0）置位。移位和循環(huán)移位指令影響的特殊存儲器位：SM1.0（零）、SM1.1（溢出）。移位和循環(huán)移位指令編程舉例如圖2-38所示。

2.1.3.5　運(yùn)算指令

運(yùn)算指令包括算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算兩大類指令。算術(shù)運(yùn)算指令有加法、減法、乘法、除法和數(shù)學(xué)函數(shù)、加1、減1指令。邏輯運(yùn)算指令有邏輯與、或、非、異或指令。數(shù)據(jù)類型為字節(jié)、字、雙字。

（1）加法指令

加法指令把兩個輸入端（IN1、IN2）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)、雙整數(shù)、實(shí)數(shù)加法指令，如圖2-39所示。它們對應(yīng)的操作數(shù)數(shù)據(jù)類型分別為有符號整數(shù)（INT）、有符號雙整數(shù)（DINT）、實(shí)數(shù)（REAL）。

①整數(shù)加法指令　整數(shù)加法指令為+I。梯形圖的指令格式如圖2-40所示。當(dāng)使能輸入有效時，將兩個單字長（16位）的有符號整數(shù)INl和IN2相加，產(chǎn)生一個16位整數(shù)結(jié)果OUT。

②雙整數(shù)加法指令　雙整數(shù)加法指令為+D。當(dāng)使能輸入有效時，將兩個雙字長（32位）的有符號雙整數(shù)IN1和IN2相加，產(chǎn)生一個32位雙整數(shù)結(jié)果OUT。

在LAD和FBD中，以指令框形式編程，執(zhí)行結(jié)果為IN1+IN2=OUT。在STL中，執(zhí)行結(jié)果為INl+OUT=OUT。

OUT的尋址范圍：VD、ID、QD、MD、SD、SMD、LD、AC、*VD、*AC、*LD。

指令格式：+D　IN1，OUT

如：+D　VD0，VD4

雙整數(shù)加法指令示例如圖2-41所示。

③實(shí)數(shù)加法指令　實(shí)數(shù)加法指令為+R。當(dāng)使能輸入有效時，將兩個雙字長（32位）的實(shí)數(shù)IN1和IN2相加，產(chǎn)生一個32位實(shí)數(shù)結(jié)果OUT。

在LAD和FBD中，以指令框形式編程，執(zhí)行結(jié)果為IN1+IN2=OUT。

OUT的尋址范圍：VD、ID、QD、MD、SD、SMD、LD、AC、*VD、*AC、*LD。

本指令影響的特殊存儲器位：SM1.0（零）、SM1.1（溢出）、SM1.2（負(fù)）。

實(shí)數(shù)加法指令示例如圖2-42所示。

（2）減法指令

減法指令把兩個輸入端（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)、雙整數(shù)、實(shí)數(shù)減法指令，如圖2-43所示。它們對應(yīng)的操作數(shù)數(shù)據(jù)類型分別為有符號整數(shù)（INT）、有符號雙整數(shù)（DINT）、實(shí)數(shù)（REAL）。

執(zhí)行減法操作時，將操作數(shù)IN1與OUT共用一個地址單元，因而語句表中

OUT-IN2=OUT

指令格式如下：

-I　IN2，OUT（整數(shù)減法）

-D IN2，OUT（雙整數(shù)減法）

-R IN2，OUT（實(shí)數(shù)減法）

整數(shù)減法指令示例如圖2-44所示。

（3）乘法指令

乘法指令把兩個輸入端（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(shí)數(shù)乘法指令和整數(shù)完全乘法指令，如圖2-45所示。

①整數(shù)乘法　整數(shù)乘法指令為*I。當(dāng)使能輸入有效時，將兩個單字長（16位）的有符號整數(shù)IN1和IN2相乘，產(chǎn)生一個16位整數(shù)結(jié)果OUT。

指令格式：*I　IN1，OUT

如：　　　*I　VW40，AC0

整數(shù)乘法指令示例如圖2-46所示。

②整數(shù)完全乘法　整數(shù)完全乘法指令為MUL。當(dāng)使能輸入有效時，將兩個單字長（16位）的有符號整數(shù)IN1和IN2相乘，產(chǎn)生一個32位雙整數(shù)結(jié)果OUT。

在LAD和FBD中，以指令框形式編程，執(zhí)行結(jié)果為：IN1*IN2=OUT。

OUT的尋址范圍：VD、ID、QD、MD、SD、SMD、LD、AC、*VD、*AC、*LD。

本指令影響的特殊存儲器位：SM1.0（零）、SM1.1（溢出）、SM1.2（負(fù)）、SM1.3（被0除）。

指令格式：MUL　IN1，OUT

如：　　　MUL　AC0，VD100

整數(shù)完全乘法指令示例如圖2-47所示。

③雙整數(shù)乘法　雙整數(shù)乘法指令為*D。當(dāng)使能輸入有效時，將兩個雙字長（32位）的有符號整數(shù)IN1和IN2相乘，產(chǎn)生一個32位雙整數(shù)結(jié)果OUT。在STL中，執(zhí)行結(jié)果為：IN1*OUT=OUT。

IN1和IN2的尋址范圍：VD、ID、QD、MD、SD、SMD、LD、AC、*VD、*AC、*LD和常數(shù)。

OUT的尋址范圍：VD、ID、QD、MD、SD、SMD、LD、AC、*VD、*AC、*LD。

本指令影響的特殊存儲器位：SM1.0（零）、SM1.1（溢出）、SM1.2（負(fù)）、SM1.3（被0除）。

指令格式：*D　IN1，OUT

如：　　　*D　VD10，AC0

雙整數(shù)乘法指令示例如圖2-48所示。

④實(shí)數(shù)乘法　實(shí)數(shù)乘法指令為*R。當(dāng)使能輸入有效時，將兩個雙字長（32位）的實(shí)數(shù)IN1和IN2相乘，產(chǎn)生一個32位實(shí)數(shù)結(jié)果OUT。

在LAD和FBD中，以指令框形式編程，執(zhí)行結(jié)果為IN1*IN2=OUT。

在STL中，執(zhí)行結(jié)果為IN1*OUT=OUT。

IN1和IN2的尋址范圍：VD、ID、QD、MD、SD、SMD、LD、AC、*VD、*AC、*LD和常數(shù)。

OUT的尋址范圍：VD、ID、QD、MD、SD、SMD、LD、AC、*VD、*AC、*LD。

本指令影響的特殊存儲器位：SM1.0（零）、SM1.1（溢出）、SM1.2（負(fù)）、SM1.3（被0除）。

指令格式：*R　IN1，OUT

如：　　　*R　VD10，AC0

實(shí)數(shù)乘法指令示例如圖2-49所示。

（4）除法指令

除法指令把兩個輸入端（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(shí)數(shù)除法指令和整數(shù)完全除法指令，如圖2-50所示。

指令格式如下：

/I　IN2，OUT（整數(shù)除法）

DIV　IN2，OUT（整數(shù)完全除法）

/D　IN2，OUT（雙整數(shù)除法）

/R　IN2，OUT（實(shí)數(shù)除法）

如：DIV　VW10，VD100

　　/I　VW20，VW200

整數(shù)完全除法指令把輸入端（IN1、IN2）指定的兩個16位整數(shù)相除，產(chǎn)生一個32位雙整數(shù)結(jié)果，并送到輸出端（OUT）指定的存儲單元中，其中高16位是余數(shù)，低16位是商。

執(zhí)行除法操作時，將操作數(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），因而語句表中OUT/IN2=OUT。除法指令影響的特殊存儲器位：SM1.0（零）、SM1.1（溢出）、SM1.2（負(fù)）、SM1.3（除數(shù)為0）。

整數(shù)除法指令示例如圖2-51所示，整數(shù)完全除法指令示例如圖2-52所示。

四則運(yùn)算指令編程舉例如圖2-53所示。

圖2-53中，實(shí)數(shù)除法指令中IN1（VD300）與OUT（VD400）用的不是同一地址單元。操作時，先用MOV?R指令將IN1（VD300）傳送到OUT（VD400），然后再執(zhí)行除法操作。事實(shí)上，加法、減法、乘法等指令遇到上述情況，也可作類似的處理。

（5）加1和減1指令

加1和減1指令把輸入端（IN）數(shù)據(jù)加1或減1，并把結(jié)果存放到輸出端（OUT）指定的存儲單元中，加1和減1指令按操作數(shù)的數(shù)據(jù)類型可分為字節(jié)、字、雙字加1/減1指令，如圖2-54所示。

執(zhí)行加1和減1指令操作時，將操作數(shù)IN和OUT共用一個地址單元，因而在語句表中OUT+1=OUT，OUT-1=OUT。

字節(jié)加1和減1指令的操作數(shù)數(shù)據(jù)類型為無符號字節(jié)（BYTE）型，指令影響的特殊存儲器位：SM1.0（零）、SM1.1（溢出）。

字、雙字加1和減1指令的操作數(shù)數(shù)據(jù)類型分別為有符號整數(shù)（INT）、有符號雙整數(shù)（DINT），指令影響的特殊存儲器位：SM1.0（零）、SM1.1（溢出）、SM1.2（負(fù)）。

（6）數(shù)學(xué)函數(shù)指令

數(shù)學(xué)函數(shù)指令包括平方根、自然對數(shù)、自然指數(shù)、三角函數(shù)指令，如圖2-55所示。數(shù)學(xué)函數(shù)指令的操作數(shù)均為實(shí)數(shù)（REAL）。

①平方根（Square Root）指令　實(shí)數(shù)的平方根指令（SQRT），將輸入端（IN）的32位實(shí)數(shù)開方，得到32位實(shí)數(shù)結(jié)果，并把結(jié)果存放到輸出端（OUT）指定的存儲單元中。

②自然對數(shù)（Natural Logarithm）指令　自然對數(shù)指令（LN），將輸入端（IN）的32位實(shí)數(shù)取自然對數(shù)，結(jié)果存放到輸出端（OUT）指定的存儲單元中。

求常用對數(shù)（lgx）時，只要將其對應(yīng)的自然對數(shù)（lnx）除以2.302585即可。求常用對數(shù)示例如圖2-56所示。

③自然指數(shù)（Natural Exponential）指令　自然指數(shù)指令（Exp），將輸入端（IN）的32位實(shí)數(shù)取以e為底的指數(shù)，結(jié)果存放到輸出端（OUT）指定的存儲單元中。

自然指數(shù)指令與自然對數(shù)指令相配合，即可完成以任意實(shí)數(shù)為底的指數(shù)運(yùn)算。

④正弦、余弦、正切指令　正弦、余弦、正切指令，對輸入端（IN）指定的32位實(shí)數(shù)的弧度值取正弦、余弦、正切，結(jié)果存放到輸出端（OUT）指定的存儲單元中。

如果輸入值為角度值，應(yīng)將該角度值轉(zhuǎn)換為弧度值。

數(shù)學(xué)函數(shù)指令影響的特殊存儲器位：SM1.0（零）、SM1.1（溢出）、SM1.2（負(fù)）。

求正弦函數(shù)示例如圖2-57所示。

（7）邏輯運(yùn)算指令

邏輯運(yùn)算是對無符號數(shù)進(jìn)行的邏輯處理，主要包括邏輯“與”、邏輯“或”、邏輯“異或”和取反等指令。

①邏輯“與”指令　邏輯“與”指令對兩個輸入端（IN1、IN2）的數(shù)據(jù)按位“與”，結(jié)果存放到輸出端（OUT）指定的存儲單元中。

邏輯“與”指令按操作數(shù)的數(shù)據(jù)類型可分為字節(jié)“與”、字“與”、雙字“與”指令，如圖2-58所示。

②邏輯“或”指令　邏輯“或”指令對兩個輸入端（IN1、IN2）的數(shù)據(jù)按位“或”，結(jié)果存放到輸出端（OUT）指定的存儲單元中。

邏輯“或”指令按操作數(shù)的數(shù)據(jù)類型可分為字節(jié)“或”、字“或”、雙字“或”指令，如圖2-59所示。

③邏輯“異或”指令　邏輯“異或”指令對兩個輸入端（IN1、IN2）的數(shù)據(jù)按位“異或”，結(jié)果存放到輸出端（OUT）指定的存儲單元中。

邏輯“異或”指令按操作數(shù)的數(shù)據(jù)類型可分為字節(jié)“異或”、字“異或”、雙字“異或”指令，如圖2-60所示。

④取反指令　取反指令對輸入端（IN）指定的數(shù)據(jù)按位取反，結(jié)果存放到輸出端（OUT）指定的存儲單元中。

取反指令按操作數(shù)的數(shù)據(jù)類型可分為字節(jié)、字、雙字取反指令，如圖2-61所示。

邏輯運(yùn)算指令的操作如圖2-62所示，圖中，指令A(yù)NDW AC1，AC0的結(jié)果存放在AC0中。

邏輯運(yùn)算指令影響的特殊存儲器位：SM1.0（零）。

字“或”/雙字“異或”/字取反/字節(jié)“與”操作如圖2-63所示。