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浔之漫智控技术（上海）有限公司（w）

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S7-200CN常用的数字量输入模块、数字量输出模块和数字量输入/输出模块分别为EM221、EM222和EM223。本章首先简要介绍S7-200CN系列PLC的3种编程语言，然后详细介绍S7-200CN系列PLC的数据类型、存储空间划分方法及各存储器区域的地址表示和寻址方法，接着重点介绍S7-200CN PLC的指令执行过程，后结合实际例子详细介绍S7-200CN系列PLC的主要指令。内容侧重基础，目的在于使读者了解PLC程序的执行过程，掌握常用指令的使用方法，为PLC程序设计和系统开发奠定基础。本章重点

PLC的程序执行过程 数据类型和寻址方法

S7-200CN系列PLC的常用指令

2.1 S7-200 PLC的编程语言

PLC产品种类繁多，不同厂商生产的PLC的程序设计语言的指令基本相同，但也存在一些差别。为了规范化PLC程序设计语言，国际电工委员会（IEC）制定了一个PLC程序设计语言的全球标准，即IEC 1131-3指令集，该指令集支持梯形图（Ladder Logic，LAD）和功能块图（Function Block Diagram，FBD）编程语言。但是，IEC 1131-3指令集的指令执行时间比较长。为此，西门子公司针对其生产的S7-200 PLC设计了专门的指令集，即SIMATIC指令集。该指令集除了支持梯形图（LAD）和功能块图（FBD）外，还支持语言表（Statement List，STL）编程语言。下面分别介绍梯形图（LAD）、功能块图（FBD）和语言表（STL）这3种PLC编程语言。1.S7-200 PLC的3种编程语言

1）梯形图（LAD）梯形图（LAD）是一种图形化的程序设计语言，用图形符号表示指令，其指令包括“触点”、“线圈”和“方框”3种。其中，“触点”代表逻辑输入条件，如开关和内部标志等；“线圈”表示逻辑输出结果，如继电器开关状态和内部输出条件等；“方框”代表一些附加指令，如定时器、计数器和算术运算指令等。梯形图程序常被划分成在逻辑上更好理解的段，这样的段被称为“网络（Network）”或“梯级”。通常一个梯形图由若干个“网络（Network）”组成（如图2-1（a）所示），一般一个网络对应于梯形图中的一个逻辑行，每个逻辑行左侧的竖线称为“母线”。梯形图程序按照由上到下、由左到右的顺序排列和执行，可以模拟来自于电源的电流在电气线路中的流动，与电气控制电路图类似，很适合电气工程人员使用。梯形图简单、直观、易学，所有PLC产品都支持这种编程语言。本书将重点介绍这种编程语言。

2）功能块图（FBD）功能块图（FBD）也是图形化的编程语言，它的指令是类似于半导体逻辑门电路的逻辑指令“方框”没有梯形图中的“触点”和“线圈”，程序功能由这些逻辑“方框”间的连接关系决定，并且一个逻辑“方框”的输出可以作为另一个逻辑“方框”的输入。功能块图（FBD）适合熟悉电路和逻辑代数的人员使用。S7-200CN PLC仿真开发环境STEP 7-Micro/WIN允许梯形图（LAD）、功能块图（FBD）和语言表（STL）之间的有条件转换，极大地提高了程序设计的灵活性。2.SIMATIC指令集与IEC 1131-3指令集的差别

如上所述，国际电工委员会（IEC）制定了PLC标准指令集IEC 1131-3，并鼓励PLC制造商向用户提供与该指令集一致的指令，而SIMATIC指令集是西门子公司为了克服IEC 1131-3指令执行速度慢而专为S7-200系列PLC设计的指令集。

除指令执行速度外，SIMATIC指令集与IEC 1131-3指令集之间还存在下列主要区别。

1）支持的编程语言种类 IEC1131-3指令集只能用于梯形图和功能块图编程，而SIMATIC指令集除了可以用于梯形图和功能块图编程外，还可以用于语言表编程。

2）指令兼容性 IEC 1131-3指令中指令较少，并且某些指令与SIMATIC指令集不兼容。

3）数据格式和数据格式检查 一些IEC 1131-3指令集中的方框指令可以接受多种数据格式，可实现指令的多重功能。另外，IEC 1131-3在定义变量时必须说明变量类型，并支持数据类型的系统检查，有利于减少编程语法错误。

2.2 S7-200CN PLC数据类型及寻址方式PLC存储空间可分为系统区（或参数空间）、程序区和数据区。

（1）系统区，存放PLC的配置参数，如保护口令、PLC站地址、停电记忆保持区、软件滤波、强制操作的设定信息等，存储器为EEPROM。

（2）程序区，主要用于存放用户应用程序，不同的CPU程序空间容量不同。

（3）数据区，该空间的主要部分用于存放工作数据。）位存储器（Bit Memory Area：M）位存储器又称为内部辅助继电器、内部继电器、中间继电器或控制继电器，用于保存控制继电器的中间操作状态和控制信息。虽然名为“位”存储器，但是该数据区的数据既可以按位存取，也可以按字或双字存取。

5）定时器存储器（Timer Memory Area：T）定时器可用于累计时间，相当于继电器系统中的时间继电器，其分辨率（时基增量）分为1ms、10ms和100ms三种。

6）计数器存储器（Counter Memory Area：C）计数器用于累计其计数脉冲输入端上脉冲上升沿（电平由低变高）出现的次数。S7-200CN有增计数、减计数和增/减计数3种类型计数器。

7）高速计数器（High-Speed Counters：HC）高速计数器与一般计数器不同之处在于：高速计数器对高速事件计数，它独立于CPU的扫描周期；一般计数器的计数值为16位，而高速计数器有一个32位的有符号整数计数值（或当前值）。另外，高速计数器的当前值只能读，不能写。

8）累加器（Accumulators：AC）累加器是用来存储计算中间结果的寄存器，也可以用来向子程序传递参数。S7-200 CPU中有4个32位累加器，即AC0～AC3，可以按字节、字或双字的形式来存取其中的数据。

9）特殊存储器（Special Memory：SM）特殊存储器的位提供了一种CPU与用户程序之间传递信息的手段，可以用这些位控制S7-200 CPU的一些特殊功能或识别其运行状态。可以按位、字节、字或双字来存取SM。本书将在使用的时候对SM的位加以介绍。

10）局部存储器（Local Memory Area：L）S7-200有64个字节的局部存储器，可以按位、字节、字或双字来存取。如果用梯形图或功能方块图编程，则编程软件（STEP7-Micro/WIN）保留这些局部存储器的后4个字节（用户不能使用），用户只能使用前60个字节。如果使用语句表编程，则用户可以使用所有64个字节的局部存储器，但是建议不要使用后4个字节。局部存储器可以作为临时存储器或用于给子程序传递参数。

S7-200给主程序、每一级子程序和每个中断服务子程序都分配64个字节的局部存储器。子程序或中断服务子程序只能访问自己的局部存储器，而不能访问主程序、其他子程序或中断服务子程序的局部存储器。另外，局部存储器是在子程序调用时分配的（分配时不进行初始化，其初值可能为任意值），其值由调用程序传递给被调用程序。数据区中所有可按位寻址的存储器区域中的位都可以用这种方式确定其位地址，如Q.10.1（输出映像寄存器区）、M25.4（位存储器区）、L0.1（局部存储器区）和V6.7（变量存储器区）等。

2）字节、字和双字的地址格式 S7-200 PLC数据存储区中的I、Q、V、M、S、SM和L区除了可以按位访问外，还可以按字节、字和双字访问。其他存储器区的地址格式 S7-200 PLC的存储器区中除I、Q、V、M、S、SM和L区可以按位、字节、字和双字访问外，其他存储器区，如T、C、HC和累加器AC0～3的存取数据格式为：F.a。其中，F为存储器区域标识符；a表示设备号。例如，T12表示定时器T12的地址，其中，T是定时器的区域标识符，12是定时器号，同时T12又可以表示此定时器的当前定时值。表2-2给出了S7-200CN PLC各个存储器区的寻址范围。么该操作数的寻址方式为直接寻址。在这种寻址方式中，操作数可以通过指令中提供的操作数存放地址找到。下面是操作数直接寻址的指令实例。

（1）MOVB AC1，LW2；第二个操作数（原操作数）是直接寻址

（2）XORD VD110，VD122；两个操作数都是直接寻址

（3）MOV AIW，VW50；第二个操作数是直接寻址

3）间接寻址 如果指令中既没有给出操作数，也没有给出操作数存放的地址，而是给出了操作数地址存放的位置，那么这个操作的寻址方式为间接寻址。在这种寻址方式中，需要按照指令给出的地址到存储区中找到一个数据，但是这个数据并不是要找的操作数，而是操作数在存储区中的存放地址，根据该地址可以从存储区中找到真正的操作数。简而言之，在间接寻址方式中，指令中给出的不是操作数本身，而是操作数地址的存放地址，也可称为地址指针（操作数地址的地址）。需要注意的是：独立的位（bit）和模拟量不能进行间接寻址。

（1）建立指针：进行间接寻址时，首先要确定操作数所在存储单元的32位物理地址，并将其存入某个存储器中。在S7-200 PLC中，可以存放32位物理地址的数据存储器区域只有变量存储器（V）、局部存储器（L）和累加器（AC1、AC2和AC3，不包括AC0），即只有这几个存储器区可以提供间接寻址的数据指针。

取数据地址指针的格式为：

其中，“&”表示地址符号；F是操作数所在的存储器区域的标识符；a表示操作数的长度（位、字节、字或双字）；b表示操作数指针（地址）在存储区中的存放地址。例如，&LB190表示L区中从第190个字节存储单元开始的一个字节的32位物理地址。如2.1节所介绍的，S7-200CN PLC有梯形图（LAD）、功能块图（FBD）和语言表（STL）3种编程语言，每种语言指令书写方法各不相同，没有严格的对应关系。图2-7以位逻辑指令为例展示了LAD、FBD和STL语言指令间的差别。7-200CN PLC指令丰富，为便于读者掌握，本书将其分为基本指令和功能指令两类，前者相对后者指令功能单一，用法简单，易于掌握。基本指令一般指位逻辑指令、定时器指令、计数器指令、比较指令和循环转移指令等。本节将介绍S7-200CN的基本指令。

2.4.1 位逻辑、基本开关量指令

基本位逻辑和开关量指令又称为触点指令，主要包括：标准触点指令、立即触点指令、输出和正负跳变等指令。计数和算术运算的操作指令，并通过数字式和模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关外部设备，都应按易于与工业系统连成一个整体，易于扩充其功能的原则来设计。