第 4 章 S7-200 系列 PLC 功能指令

第4章 S7-200系列PLC功能指令 • 4.1 数据处理指令 • 4.2 算术和逻辑运算指令 • 4.3 表功能指令 • 4.4 转换指令 • 4.5 中断指令 • 4.6 高速处理指令

4.1 数据处理指令 • 此类指令主要涉及对数据的非数值运算操作，主要包括数据传送、移位、交换、循环填充指令。 • 4.1.1 数据传送指令 • 数据传送指令用于各个编程元件之间进行数据传送。根据每次传送数据的数量多少可分为：单个传送和块传送指令。 • 1. 单个数据传送指令 • 单个数据传送指令每次传送一个数据，传送数据的类型分为：字节传送、字传送、双字传送和实数传送。 • (1) 字节传送指令 • 字节传送指令又分为：普通字节传送指令和立即字节传送指令。 • MOVB：字节传送指令。指令格式如下：

BIR：立即读字节传送指令。指令格式如下： • BIW：立即写字节传送指令。指令格式如下：

(2) 字传送指令 • MOVW：字传送指令。指令格式如下： • (3) 双字传送指令 • MOVD：双字传送指令。指令格式如下：

(4) 实数传送指令 • MOVR：实数传送指令。指令格式如下： • 2. 块传送指令 • 块传送指令可用来一次传送多个数据，最多可将255个数据组成一个数据块，数据块的类型可以是字节块、字块和双字块。 • (1) 字节块传送指令 • BMB：字节块传送指令。指令格式如下：

(2) 字块传送指令 • BMW：字块传送指令。指令格式如下： • (3) 双字块传送指令 • BMD：双字块传送指令。指令格式如下：

4.1.2 移位指令 • 移位指令分为左、右移位和循环左、右移位以及移位寄存器指令三大类。 • 1. 左移和右移指令 • 左移和右移指令的功能是将输入数据IN左移或右移N位后，把结果送到OUT中。 • (1) 字节移位指令 • SLB：字节左移指令； • SRB：字节右移指令。

指令格式如下： • (2) 字移位指令 • SLW：字左移指令； • SRW：字右移指令。 • 指令格式如下：

(3) 双字移位指令 • SLD：双字左移指令； • SRD：双字右移指令。 • 指令格式如下： • 2. 循环左移和循环右移指令 • 指令特点： • 被移位的数据是无符号的；

在移位时，存放被移位数据的编程元件的移出端与另一端相连，又与特殊继电SM1.1相连，移出位在被移到另一端的同时，也进入SM1.1；另一端自动补0；在移位时，存放被移位数据的编程元件的移出端与另一端相连，又与特殊继电SM1.1相连，移出位在被移到另一端的同时，也进入SM1.1；另一端自动补0； • 移位次数N与移位数据的长度有关，如N小于实际的数据长度，则执行N次移位；如N大于数据长度，则执行移位的次数为N除以实际数据长度的余数； • 移位次数N为字节型数据。 • (1) 字节循环移位指令 • RLB：字节循环左移指令； • RRB：字节循环右移指令。 • 指令格式如下：

(2) 字循环移位指令 • RLW：字循环左移指令； • RRW：字循环右移指令。 • 指令格式如下：

(3) 双字循环移位指令 • RLD：双字循环左移指令； • RRD：双字循环右移指令。 • 指令格式如下： • 3. 移位寄存器指令 • SHRB：移位寄存器指令。 • 指令格式如下：

移位寄存器的数据类型无字节型、字型、双字型之分 • 移位寄存器最低位的地址为S_BIT；最高位地址的计算方法为MSB=(∣N∣-1+(S_BIT的位号))/8；最高位的字节号为：MSB的商+S_BIT的字节号；最高位的位号为：MSB的余数。 • 移位寄存器的移出端与SM1.1连接。 • 移位寄存器指令影响的特殊继电器为：SM1.0（零），SM1.1（溢出）；影响ENO正常工作的出错条件为：SM4.3（运行时间），0006（间接寻址），0091（操作数超界），0092（计数区错误）。

4.1.3 字节交换与填充指令 • 1. 字节交换指令SWAP • 本指令专用于对1个字长的字型数据进行处理。 • 指令格式如下： • 2. 填充指令FILL • 填充指令FILL用于处理字型数据，将字型输入数据IN填充到从OUT开始的N个字存储单元，N为字节型数据。 • 指令格式如下：

4.2 算术和逻辑运算指令 • 算术运算指令包括加法、减法、乘法、除法及一些常用的数学函数。逻辑运算包括与、或、非、异或以及数据比较等指令。 • 4.2.1 算术运算指令 • 1. 加法指令 • 加法操作是对两个有符号数进行相加。

(1) 整数加法指令 • +I：整数加法指令。 • 指令格式如下： • (2) 双整数加法指令 • +D：双整数加法指令。 • 指令格式如下：

(3) 实数加法指令 • +R：实数加法指令。 • 指令格式如下： • 2. 减法指令 • 减法指令是对两个有符号数进行减操作，与加法指令一样，也可分为：整数减法指令（-I）、双整数减法指令（-D）和实数减法指令（-R）。

指令格式如下： • 3. 乘法指令 • 乘法指令是对两个有符号数进行乘法操作。 • (1) 整数乘法指令 • *I：整数乘法指令。 • 指令格式如下：

(2) 完全整数乘法指令 • MUL：完全整数乘法指令。 • 指令格式如下：

(3) 双整数乘法指令 • *D：双整数乘法指令。 • 指令格式如下： • (4) 实数乘法指令 • *R：实数乘法指令。 • 指令格式如下：

4. 除法指令 • 除法指令是对两个有符号数进行除法操作，除法指令也可分为：整数除法指令（/I）、完全整数除法指令（DIV）、双整数除法指令（/D）和实数除法指令（/R）。 • 4.2.2 数学函数指令 • S7-200系列PLC中的数学函数指令包括指数运算、对数运算、求三角函数的正弦、余弦及正切值。这些指令都是双字长的实数运算。

1. 平方根函数 • SQRT：平方根函数运算指令。 • 指令格式如下： • 2. 自然对数函数指令 • LN：自然对数函数运算指令。 • 指令格式如下：

3. 指数函数指令 • EXP：指数函数指令。 • 指令格式如下： • 4. 正弦函数指令 • SIN：正弦函数指令。 • 指令格式如下：

5. 余弦函数指令 • COS：余弦函数指令。 • 指令格式如下： • 6. 正切函数指令 • TAN：正切函数指令。 • 指令格式如下：

4.2.3 增减指令 • 增减指令又称为自动加1和自动减1指令。 • 1. 字节增减指令 • INCB：字节加1指令； • DECB：字节减1指令。 • 指令格式如下：

2. 字增减指令 • INCW：字加1指令； • DECW：字减1指令。 • 指令格式如下： • 3. 双字增减指令 • INCD：双字加1指令； • DECD：双字减1指令。 • 指令格式如下：

4.2.4 逻辑运算指令 • 逻辑运算指令是对无符号数进行处理操作的，主要包括与、或、非、异或等操作。 • 1. 字节逻辑指令 • ANDB：字节逻辑与指令； • ORB：字节逻辑或指令； • XORB：字节逻辑异或指令； • INVB：字节逻辑非指令。 • 指令格式如下：

2. 字逻辑指令 • ANDW：字逻辑与指令； • ORW：字逻辑或指令； • XOTW：字逻辑异或指令； • INVW：字逻辑非指令。 • 指令格式如下：

3. 双字逻辑指令 • ANDD：双字逻辑与指令； • ORD：双字逻辑或指令； • XOTD：双字逻辑异或指令； • INVD：双字逻辑非指令。 • 指令格式如下：

4.3 表功能指令 • S7-200系列PLC的表功能指令包括：填表指令、表中取数指令、查表指令。 • 4.3.1 填表指令 • ATT（Add To Table）：填表指令。 • 指令格式如下： • 4.3.2 查表指令 • FND（Table Find）：查表指令。 • 指令格式如下：

4.3.3 表中取数指令 • 在S7-200中，可以将表中的字型数据按照“先进先出”或“后进先出”的方式取出，送到指定的存储单元。每取一个数，EC自动减1。 • 1. 先进先出指令FIFO • 指令格式如下：

2. 后进先出指令LIFO • 指令格式如下： • 4.4 转换指令 • 转换指令是对操作数的类型进行转换的指令。 • 4.4.1 数据类型转换指令 • 此类指令是将一个固定的数据，根据操作指令对数据类型的需要，进行相应类型的转换。

1. 字节与整数转换指令 • BIT：字节到整数的转换指令； • ITB：整数到字节的转换指令。 • 指令格式如下： • 指令影响的特殊继电器为：SM1.1（溢出）。 • 影响ENO正常除数的出错条件为：SM1.1、SM4.3、0006。

2. 整数与双整数转换指令 • ITD：整数到双整数的转换指令； • DTI：双整数到整数的转换指令。 • 指令格式如下： • 指令影响的特殊继电器为：SM1.1（溢出）。 • 影响ENO正常输出的出错条件为：SM1.1、SM4.3、0006。

3. 双整数与实数转换指令 • ROUND：实数到双整数转换指令（小说部分四舍五入）。 • 指令格式如下： • TRUNC：实数到双整数转换指令（小数部分舍去）。 • 指令格式如下：

DTR：双整数到实数转换指令。 • 指令格式如下： • 4. 整数与BCD码转换指令 • IBCD：整数到BCD码的转换指令； • BCDI：BCD码到整数的转换指令。 • 指令格式如下：

4.4.2 编码和译码指令 • 1. 编码指令ENCO • 指令格式如下： • 2. 译码指令DECO • 指令格式如下：

4.4.3 七段显示码指令SEG • 本指令用于PLC输出端外接数码管的情况，指令格式如下： • 4.4.4 字符串转换指令 • 本类指令是将由ASCII码表示的0~9，A~F的字符串，与十六进制值、整数、双整数及实数之间进行转换。 • 1. ASCII码到十六进制指令ATH • 指令格式如下：

2. 十六进制数到ASCII码转换指令HTA • 指令格式如下： • 3. 整数到ASCII码转换指令ITA • 指令格式如下：

4. 双整数到ASCII转换指令DTA • 指令格式如下： • 5. 实数到ASCII码转换指令RTA • 指令格式如下：

4.5 中断指令 • 所谓中断，是当控制系统执行正常程序时，系统中出现了某些急需处理的异常情况或特殊请求，这时系统暂时中断现行程序，转去对随机发生的更紧迫事件进行处理（执行中断服务程序），当该事件处理完毕后，系统自动回到原来被中断的程序继续执行。 • 4.5.1 中断源 • 1. 中断源 • 中断源是中断事件向PLC发出中断请求的来源。 • S7-200 CPU最多可以有34个中断源，每个中断源都分配一个编号用于识别，称为中断事件号。这些中断源大致分为三大类：通信中断、输入、输出中断和时基中断。

2. 中断优先级 • 在PLC应用系统中通常有多个中断源。当多个中断源同时向CPU申请中断时，要求CPU能将全部中断源按中断性质和处理的轻重缓急来进行排队，并给予优先权。给中断源指定处理的次序就是给中断源确定中断优先级。 • 4.5.2 中断控制 • 经过中断判优后，将优先级最高的中断请求送给CPU，CPU响应中断后自动保存逻辑堆栈、累加器和某些特殊标志寄存器位，即保护现场。中断处理完成后，又自动恢复这些单元保存起来的数据，即恢复现场。 • 4.5.3 中断程序 • 中断程序亦称中断服务程序，是用户为处理中断事件而事先编制的程序。

4.6 高速处理指令 • 高速处理指令有高速计数指令和高速脉冲输出指令两类。 • 4.6.1 高速计数指令 • 高速计数器HSC（High Speed Counter）在现代自动控制的精确定位控制领域有重要的应用价值。高速计数器用来累计比PLC扫描频率高得多的脉冲输入（30kHz），利用产生的中断事件完成预定的操作。 • 1. S7-200系列的高速计数器 • S7-200系列中CPU221和CPU222有4个，它们是HC0、HC3、HC4和HC5；CPU224和CPU226有6个，它们是HC0~HC5。 • 2. 中断事件类型 • 高速计数器的中断事件大致可分为三种方式：即当前值等于预设值中断、输入方向改变中断和外部复位中断。

3. 工作模式和输入点的连接 • (1) 工作模式 • 高速计数器最多有12种工作模式。不同的高速计数器有不同的模式。 • 高速计数器HSC0、HSC4有模式0、1、3、4、6、7、9、10； • HSC1有模式0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11； • HSC2有模式0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11； • HSC3、HSC5只有模式0。 • (2) 输入点的连接 • 在正确使用一个高速计数器时，除了要定义它的工作模式外，还必须注意它的输入端连接。

4. 高速计数指令 • 高速计数指令有两条：HDEF和HSC。 • 4.6.2 高速脉冲输出 • 高速脉冲输出功能是在PLC的某些输出端产生高速脉冲，用来驱动负载实现高速输出和精确控制。 • 1. 高速脉冲的输出方式和输出端子的连接 • (1) 高速脉冲的输出方式 • 高速脉冲输出可分为：高速脉冲串输出PTO和宽度可调脉冲输出PWM两种方式。 • (2) 输出端子的连接 • 每个CPU有两个PTO/PWM发生器产生高速脉冲串和脉冲宽度可调的波形，一个发生器分配在数字输出段Q0.0，另一个分配在Q0.1。

2. 相关的特殊功能寄存器 • 每个PTO/PWM发生器都有1个控制字节、16位无符号的周期时间值和脉宽值各1个、32位无符号的脉冲计数值1个。这些字都占有一个指定的特殊功能寄存器，一旦这些特殊功能寄存器的值被设成所需操作，可通过执行脉冲指令PLS来执行这些功能。 • 3. 脉冲输出指令 • 脉冲输出指令可以输出两种类型的方波信号，在精确位置控制中有很重要的应用。 • 说明： • 高速脉冲串输出PTO和宽度可调脉冲输出都由PLC指令来激活输出； • 操作数Q为字型常数0或1； • 高速脉冲串输出PTO可采用中断方式进行控制，而宽度可调脉冲输出PWM只能由指令PLS来激活。

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