S7-200 SMART PLC如何編寫自己需要的指令

經(jīng)常有人問(wèn)，這個(gè)PLC有沒(méi)有某某指令，或者，有沒(méi)有指令可以實(shí)現(xiàn)這樣那樣的功能？

產(chǎn)生這樣的疑問(wèn)，部分原因是不熟悉這款PLC的指令。部分原因是為了選型，想找到一種PLC能夠內(nèi)置一些功能，使得自己的編程得到簡(jiǎn)化。甚至有一些人認(rèn)為，PLC沒(méi)有這個(gè)指令就是沒(méi)有這個(gè)功能，不能完成某個(gè)任務(wù)。如果指令能自己做，那就沒(méi)有這個(gè)問(wèn)題了。那我們就試著自己做自己需要的指令。

本系列文章圍繞S7-200 SMART PLC為中心，講解如何編寫自己需要的指令，編程語(yǔ)言主要以梯形圖的方式為主。

第一篇 預(yù)備知識(shí)

一， 掃描

梯形圖的所有指令一般遵循掃描原則進(jìn)行執(zhí)行。執(zhí)行一個(gè)完整的程序，過(guò)程中由于掃描有先后次序，所以必然在一個(gè)瞬間只能執(zhí)行一個(gè)指令。那么當(dāng)掃描到程序中間的時(shí)候，程序前部分的程序先獲得掃描并執(zhí)行過(guò)，執(zhí)行的結(jié)果將已經(jīng)產(chǎn)生影響。后面部分的程序未曾執(zhí)行，將來(lái)的執(zhí)行當(dāng)中所有條件將以最新的形態(tài)執(zhí)行。

首先來(lái)看一個(gè)例子。如圖1所示。

圖1程序

從I0.0 = False（0）之后的某個(gè)掃描周期開始看看掃描的過(guò)程。此時(shí)，所有變量都沒(méi)有接通。

當(dāng)有一個(gè)掃描周期I0.0 = True（1）的時(shí)候，并且方框處的程序剛剛處理完的時(shí)刻，第一段的Q0.0顯然跟以前的掃描一樣，不接通。而此時(shí)此刻的M0.0已經(jīng)接通，它將開始影響以后程序的執(zhí)行。然后在這個(gè)掃描周期結(jié)束的時(shí)候Q0.1將接通了，但是Q0.0卻沒(méi)有接通。

下一個(gè)周期開始，掃描第一個(gè)M0.0觸點(diǎn)的時(shí)候，此時(shí)的M0.0才開始影響第一行程序。

所以，掃描到并執(zhí)行出的結(jié)果是影響往后的所有掃描的。并沒(méi)有掃描周期之分。所有執(zhí)行都基于掃描。

二， 能流

一行程序最左邊粗實(shí)線是能流的源，這里永遠(yuǎn)是True（1）。通過(guò)各種觸點(diǎn)的True（1）與False（0）組合，能流能到達(dá)右側(cè)的線圈指令的話，就可以使線圈置位（1）。能流不能到達(dá)右側(cè)線圈的話線圈就復(fù)位（0）。能掃描到的指令，基本能按照這種意愿執(zhí)行。

要正確理解能流True（1）與False（0）兩種狀態(tài)對(duì)程序的影響，如圖2所示。

圖2程序

當(dāng)I0.0 = True（1）的時(shí)候，兩個(gè)指令都得到了能流。計(jì)時(shí)器指令按照自己的屬性進(jìn)行計(jì)時(shí)。傳送指令把源地址數(shù)據(jù)傳送到目的地址，無(wú)論目的地址原來(lái)有什么值都執(zhí)行傳送更新目的地址。

當(dāng)I0.0 = False（0）的時(shí)候，兩個(gè)指令都沒(méi)有了能流。計(jì)時(shí)器在沒(méi)有能流的時(shí)候把當(dāng)前值寫成0，把計(jì)時(shí)器位寫成False（0）。值得注意的是，這個(gè)指令在False（0）的時(shí)候不是什么都不做的，而是在做False（0）時(shí)應(yīng)該做的事情。有這樣特點(diǎn)的指令還有輸出線圈指令等。傳送指令在沒(méi)有能流的時(shí)候不再傳送，不再理會(huì)目的地址。大量位于能流最右側(cè)的指令都有這個(gè)特點(diǎn)。

三， 雙線圈

不追究這個(gè)詞的歷史背景了。反正大家都知道在一個(gè)程序里面對(duì)同一個(gè)線圈出現(xiàn)過(guò)兩次輸出線圈就是雙線圈。

雙線圈不會(huì)當(dāng)作是一種錯(cuò)誤程序。它完全可以按照程序的行為作出解釋。也就是說(shuō)它沒(méi)有語(yǔ)法錯(cuò)誤，但是可能會(huì)導(dǎo)致邏輯執(zhí)行錯(cuò)誤。

如圖3所示的例子，可能作者希望自動(dòng)動(dòng)作時(shí)的三個(gè)步驟Q0.0得電。而且切換到點(diǎn)動(dòng)的時(shí)候又可以控制Q0.0。結(jié)果，由于出現(xiàn)了雙線圈，影響了期望的動(dòng)作。這是雙線圈最顯著的錯(cuò)誤使用。

圖3程序

對(duì)于輸出點(diǎn)Q，總是按照一個(gè)周期中最后一個(gè)輸出指令刷新輸出到物理點(diǎn)的。

下面舉一個(gè)案例，看看怎么處理比較好？

有一個(gè)輸出點(diǎn)，根據(jù)工藝已經(jīng)做好了程序并且調(diào)試成功。程序片段如圖4所示。

圖4程序

突然甲方來(lái)了一個(gè)要求，要求Q0.0在原來(lái)的基礎(chǔ)上并聯(lián)一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)按鈕，無(wú)論Q0.0是否動(dòng)作，現(xiàn)場(chǎng)按鈕按下時(shí)，Q0.0都要為True（1）?，F(xiàn)場(chǎng)按鈕松開時(shí)，不影響原來(lái)的程序作用。同時(shí)要求，Q0.1不受現(xiàn)場(chǎng)按鈕影響。于是如圖5所示做了如下修改。

圖5程序

Ok。程序沒(méi)有問(wèn)題。要是改成如圖6所示的程序，結(jié)果會(huì)怎樣？同樣，這個(gè)程序也可以完成上述任務(wù)。

圖6程序

這是一個(gè)雙線圈的程序。第二個(gè)輸出線圈由于帶有第一個(gè)線圈的執(zhí)行結(jié)果，觸點(diǎn)先繼承了前面所有的邏輯，在此邏輯下增加了一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)按鈕。解決了Q0.0的需求，但是又沒(méi)有對(duì)Q0.1有任何的影響。程序卻非常簡(jiǎn)單。

再看一個(gè)雙線圈使用的例子。如圖7所示。

圖7程序

先看網(wǎng)絡(luò)1 2 3?！皥?bào)警”和“運(yùn)行中”兩個(gè)信號(hào)由于有公共相似的邏輯，所以用一個(gè)線圈把公共部分記錄下來(lái)，再在下面的程序多次使用這樣的公共部分。為了使程序簡(jiǎn)單一點(diǎn)，不用在報(bào)警和運(yùn)行的線圈前都把相同的公共部分重復(fù)寫一次。然而，網(wǎng)絡(luò)4才是Q輸出點(diǎn)最終要達(dá)成的控制邏輯目的。Q只是在前面的工作中臨時(shí)客串，義務(wù)送了一個(gè)人情。

臨時(shí)變量的影子也悄悄地在這個(gè)例子中流露出來(lái)。

四， 多重賦值

多重賦值是說(shuō)明一個(gè)地址，在程序多個(gè)地方都有出現(xiàn)對(duì)其寫入的操作。雙線圈是一種典型的多重賦值。執(zhí)行寫入的主動(dòng)操作者可以是用戶程序，可以是系統(tǒng)行為，可以是來(lái)自通訊端口改寫。還可以是其他。

在早先一些PLC還不允許出現(xiàn)雙線圈的時(shí)代，要繞過(guò)雙線圈的規(guī)則，有這樣的一種方法。程序開頭對(duì)線圈復(fù)位。后面的自動(dòng)程序需要什么步驟輸出線圈，就用置位指令代替線圈指令。最終掃描結(jié)束輸出物理信號(hào)的時(shí)候取決于是否對(duì)線圈置位，如圖8所示，程序在“步1”、“步2”、“步7”，這三個(gè)步驟時(shí)輸出。

圖8程序

如圖8這樣的程序結(jié)構(gòu)，在多個(gè)地方都出現(xiàn)對(duì)Q0.0寫入值。當(dāng)然這樣各種的值都是不同的，相同的話就不必多重了。我們應(yīng)該小心處理邏輯關(guān)系，避免出現(xiàn)不希望的值。

再看一個(gè)例子，如圖9所示。

圖9程序

程序中把輸入量傳給輸出量。但是當(dāng)發(fā)現(xiàn)輸出量是負(fù)數(shù)的時(shí)候，把0傳給輸出量。也就是說(shuō)限制輸出量最小值是0，不可以再小了。

雙線圈和多重賦值都是自定義庫(kù)程序范圍中一個(gè)非常重要的思想。不能很好理解這兩個(gè)概念，將會(huì)對(duì)制作庫(kù)程序產(chǎn)生很大的障礙。

五， 間接尋址

在操作數(shù)引腳（實(shí)參）上直接使用常數(shù)、絕對(duì)地址、符號(hào)這三種方式是編程中使用最多寫法。另外，還有符號(hào)定義的常量和間接尋址兩種方式相對(duì)比較少去使用。如圖10所示。

圖10 程序

間接尋址包括制作指針和使用指針。

指針是指向目的區(qū)域目的地址的標(biāo)記。目前，CPU除了AC、HC、L區(qū)不能作為目的區(qū)域其他區(qū)域都可以間接尋址。

在后面的文章中，都只將V區(qū)作為間接尋址的目的地址做說(shuō)明或者做例子。這并不表示不能尋址到其余區(qū)域。

例子中的 ”T40” 的設(shè)定值填寫的是一個(gè)間接尋址。意思就是說(shuō)這個(gè)位置雖然不是一個(gè)具體的設(shè)定時(shí)間，但是，具體的值位于這個(gè)指針?biāo)傅牡胤?。而這個(gè)地方當(dāng)時(shí)是什么值，那么計(jì)時(shí)器的設(shè)定值就是什么值。

簡(jiǎn)單講就是“你要的東西用紙（址）包著”和“你要的東西用紙（址）寫著”。

現(xiàn)在就圍繞這句話，聊一聊間接尋址。

首先說(shuō)說(shuō)這張包東西的紙（址），不是什么地方都可以做的。什么材料可以做這張紙？材料可以是全部V區(qū)、全部L區(qū)、AC區(qū)的AC1 AC2 AC3可以裝載指針。并且只能用連續(xù)的4個(gè)字節(jié)組成的雙字裝載指針。起始地址不介意是奇數(shù)還是偶數(shù)。

要用紙包著東西，必須把東西放進(jìn)去紙里面。MOVW 100 VW0 這里 ”100” 就是東西， ”VW0” 就是一張紙。小的東西就用一張紙包（一個(gè)字節(jié)），很大的東西就用四張紙拼成一張大紙包（一個(gè)雙字）。用這件東西的人只要找到這張紙直接就得到里面的東西。

你要的東西用紙寫著，那就是說(shuō)事前必然有人在紙上已經(jīng)寫了字，后面才能有人看見(jiàn)。MOVD &VB400 VD4 。這里 ”VB400” 就是寫在上面的字，”&” 符號(hào)是說(shuō)明寫著這幾個(gè)字是一個(gè)地址，不是普普通通的字?！盫D4” 就是一張大紙。這就是制作指針。

手里拿著這張紙后，自然要根據(jù)這張紙的指引做一些事。如圖10程序最后一行指令。執(zhí)行一個(gè)計(jì)時(shí)器指令時(shí)使用了” *VD2” 這張紙 ……，如果只寫 ”VD2”，那么就好像是使用 ”VD2” 的值作為計(jì)時(shí)器設(shè)定值，但是事實(shí)并非如此。這里 ”VD2” 前面帶*號(hào)。星號(hào)表示 ”VD2” 里面的值是指引真正包含設(shè)定值的地址。由于 ”VD2” 里面先前一個(gè)指令寫入了 ”&VB0” ，所以這張紙其實(shí)是指引計(jì)時(shí)器到 ”VW0” 找尋設(shè)定值。這就是使用指針。當(dāng)然這是因?yàn)槭窃?a href="http://www.ttokpm.com/tags/定時(shí)器/" target="_blank">定時(shí)器的時(shí)間設(shè)置用到指針，而這個(gè)設(shè)置變量的類型是字。而如果在MOVB輸入用到相同指針 ”VD2”，那么輸入的就是 ”VB0” 而不是 ”VW0” 了，因?yàn)镸OVB指令需要的輸入變量的是字節(jié)，也就是指針保存的是起始地址，具體使用的變量取決于指令需要。

使用間接尋址的好處在于通過(guò)計(jì)算改變指針的值，可以尋址到附近的任何地址。當(dāng)指針指向VB10的時(shí)候，把指針增加10，那么指針就會(huì)指向VB20。尋址就改變到VB20。指針再減少3，那么尋址就會(huì)找到VB17。對(duì)于一片連續(xù)的V空間只要知道第一個(gè)地址，就可以尋址到連續(xù)的第n個(gè)地址。

在以后的子程序使用中將會(huì)非常多地用到間接尋址的。

后面的內(nèi)容更精彩——帶參數(shù)子程序的制作。

編輯：黃飛

?