Transcript 第5章S7-200系列基本指令系统及应用

第5章 S7-200系列PLC
基本指令系统及应用
 本章主要介绍SIMATIC指令集中的常用指令及其
使用方法，并以梯形图和语句表两种编程语言
为例，讲授指令的结构形式、功能和相关知识。
5.1 指令及结构
 5.1.1 指令的组成
 指令是程序的最小独立单位，用户程序是由若干条指令按
顺序排列组成的。
 S7-200的两种指令形式
 （1）SIMATC指令集—SIMEMENS公司专为S7系列PLC设计的，
特点是执行时间短，可用LAD、STL、FBD三种编程语言，
本书重点介绍LAD、STL语言。
 （2）IEC-1131-3指令集---国际电工委员会（IEC）为不
同PLC生产厂家制定的指令标准，IEC1131-3指令集中指令
较少，只能使用梯形图和功能块图两种编程语言。不能用
STL编程语言。
5.1 指令及结构
 5.1.1 指令的组成
 1.语句表指令
 是由各种指令组成的语言程序。使用NETWORK对程序分段。
可以实现某些不能用梯形图或功能块图实现的功能。
 指令是构成语句表的元素，由一个或几个容易记忆的字符
来表示。每一条指令带上必要的符号和参数就形成一个语
句，分别称为操作码和操作数，可完成一特点功能。程序
执行时，按从上到下的顺序逐条执行。
 2.梯形逻辑指令
 用图形元件来表示PLC要完成的操作，其操作码是图形符号
表示，操作数与STL语言相同。部分指令可以不带操作数。
5.1 指令及结构
 5.1.2 操作数
 1.操作数标识符及参数
 指令的操作数在PLC主机的存储器中，操作数由操作数标识符和参数
组成。
 操作数标识符由主标识符和辅助标识符组成。
主标识符列表
主标识符
注释
主标识符
注释
I
输入过程映像存储区
HC
高速计数器
Q
输出过程映像存储区
AC
累加器
V
变量存储区
SM
特殊存储器
M
位存储区
L
局部变量存储器
T
定时器存储区
AI
模拟量输入映像存储器
C
计数器存储区
AQ
模拟量输出映像存储器
5.1 指令及结构
 5.1.2 操作数
 辅助标识符有：X——位、B——字节、W——字、D——双字。
 S7-200系列PLC的物理存储器是以字节为单位的，所以存储单
元规定为字节单元。位地址参数用一个点与字节分开，如
M1.0/I0.2/Q4.5。
 当操作数为字或双字时，标识符后给出的标识参数是字或双字
内的最低字节单元号。
7 … 0
7 … 0
7 … 0
7 … 0
IB3
IB2
IB1
IB0
IW2
IW0
ID0
位地址
字节地址
字地址
双字地址
5.1 指令及结构
 5.1.2操作数
物理地址（绝对地址）表示法
 2.操作数表示法
符号表示法
 为物理地址定义一个有意义的符号名（符号地址），所定
义的符号地址的集合称为符号表。
符号地址包括
地址
符号地址特点：先定义后使用；可读
符号
性；不能重命名；需指明存储区、操
注释
作数的位数、具体位置及数据类型。
例如，Q4.0中的Q输出过程映像区中的输出位，具体位置是第4
个字节的第0位，允许用符号地址表示操作数。如“MOTOR-ON”
替代表示。
5.1 指令及结构
 3.数据区存储器的地址表示格式：
 PLC内部在数据区为每一种元件分配一个存储区域，并用字母
作为区域标识符，同时表示元件的类型。
 （1）位地址格式：
 存储器区域标识符.字节地址.位号，例如：I0.0、Q0.0、V
5.4、M0.0。
 （2）字节、字、双字地址格式：
 区域标识符.B（字节地址）例：IB0（表示I0.0～I0.7这8位）
 区域标识符.W(起始字节地址），最高有效字节为起始字节。
例：VW0表示由VB0、VB1两个字节组成的字。
 区域标识符.D（起始字节）且最高有效字节为起始字节。例：
VD0表示VB0～VB3 四个字节组成的双字。
5.1 指令及结构
I
I0.0~I0.7
I1.0~I1.7
IB0
IB1
I15.0 ~I15.7 IB15
位
字节
IW0
IW2
ID0
ID4
IW14
字
ID12
双字
 同理还可以写出输出映像寄存器（Q）、内部标志位存储器
（M）、变量存储器（V）、局部存储器（L）顺序控制继电器
存储器（S）的位、字节、字、双字的形式。
 数据区空间存储器区域中，还包括定时器存储器、计数器存储
器、累加器、高速计数器等。它们是模拟相关的电器元件的，
它们的地址格式为：区域标志符和元件号，例如T24表示某定
时器的地址，T是定时器的区域标志符，24是定时器号。
5.1 指令及结构




5.1.3 寻址方式：
1、立即寻址：数据在指令中以常数形式出现。
例：MOVD 2000，VD500
2、直接寻址：在指令中直接使用存储器的元件名称和地
址编号。由于PLC的存储单元是按字节进行编址，无论所
寻址的是何种数据类型，通常应指出它所在区域的字节地
址，这种直接指出元件名称的寻址方式称为直接寻址。
 （1）位寻址格式 按位寻址时的格式为元件名称、字节
地址和位号。如：I0.5。
 可以按位寻址的元件有：I、Q、M、SM、L（局部变量存储
器）、V、S（顺序控制继电器）。
5.1 指令及结构
 直接寻址方式
 （2）特殊器件存储器的寻址格式 在存储区内还有一些
元器件是具有一定功能的器件，不用指出它们的字节，
而是直接写出其编号。包括：T、C、HC、AC。如T37。
 （3）字节、字、双字的寻址格式 对字节、字和双字数
据，直接寻址时需指明元件名称、数据类型和存储区域
的首字节地址。如VB100，表示变量存储器V，数据类型
为字节首字地址为100。VW100，表示变量存储器V，数据
类型为W，包括字节地址VB100和VB101。 VD100，表示变
量存储器V，数据类型为双字D，包括字节地址VW100和
VW102。
5.1 指令及结构
 3、间接寻址
 指令给出了存放操作数地址的储存器单元的地址。在这种寻址方式中，
指令中的操作数并不是操作数本身而是操作数所在存储单元的地址。
 用间接寻址方式存取数据的步骤：
 （1）建立指针：由于储存器的物理地址是32位的，所以指针的长度应
当是双字长，可用作为指针的编程元件有：V、L、AC1、AC2、AC3.建
立指针必须用双字传送指令MOVD将存储器中所要访问的储存器单元的
地址装入用来作为指针的编程元件中，装的是地址而不是数据本身。
 例：MOVD &VB200, VD302

MOVD &MB，AC2

MOVD &C2，LD14
 &地址符号，与编程元件编号组合，表示对应单元的32位物理地址，
VB200只是一个直接地址编号，并不是它的物理地址，指令中的第二个
地址数据长度必须是双字长，如VD、AC（AC1-AC3）、LD，将指令中
的&VB200改为&VW200或&VD200，用于它们的起始地址是先同的 效
果一样。
5.1 指令及结构
 （2）间接取存：在指令中的操作数前加*，表示该操作数
为一个指针。
 例：MOVD &VB200，AC1----将VB200的物理地址装入
AC1，建立地址指针。
 MOVW *AC1，AC0---将指针所指的数据送到AC0
 （3）修改指针：由于地址指针是32位，必须用双字指令
来修改，常用INCD，当修该指针时，要根据所存的数据
长度正确调整指针。
 当存取字节数据时，执行一次INCD指令；
 当存取字数据时以及存取定时器、计数器的当前值时，执
行两次INCD指令；
 当存取双字数据时，连续执行4次INCD指令；
 应用于：存取连续地址的存储单元中的数据。
5.1 指令及结构
5.1.4 S7-200系列PLC编程数据类型
S7-200的基本数据类型及范围
基本数据类型 位数
说明
布尔BOOL
1
位 范围：0、1
字节B
8
不带符号的字节 范围：0～255
带符号的字节 范围：-128～127
字W
16
带符号的字节 范围：0～65535
整数INT
双字DW
不带符号的字节 范围：0～65535
32
不带符号的字节 范围：0～4294967295
带符号的字节 范围：-2147483648～2147483647
双整数
IEEE浮点数 范围：+1.175495e-38～+3.402823e+38
-1.175495e-38～+3.402823e+38
实数型REAL
32
字符串
每个字符以字节形式存储，最大长度为255字节
5.2 PLC指令分类及位逻辑指令
 位操作逻辑指令
 定时器/计数器和比较器指令
 算术运算指令
 关系运算指令又称逻辑运算指令
 数据传送指令/数据移位指令
 转换指令包括字节交换指令和存储器填充指令
 控制指令包括程序控制指令和子程序指令
5.2 PLC指令分类及位逻辑指令
 5.2.1 触点指令
 1.标准触点指令
指令名称
指令格式 指令举例
梯形图
功能
常开触点装载
LD bit
LD I0.2
在母线位置输入
常闭触点装载
LDN bit
LDN I0.1
在母线位置输入
常开触点与逻辑
A bit
A M2.4
串联常开触点
常闭触点与逻辑
AN bit
AN M2.4
串联常闭触点
常开触点或逻辑
O bit
O M2.6
并联常开触点
常闭触点或逻辑
ON bit
ON M2.6
并联常闭触点
5.2 PLC指令分类及位逻辑指令
 5.2.1 触点指令
 2.立即触点指令
不依赖扫描周期，立即刷新。只有I和Q
可以使用该指令。bit只有输入类型可用。
 当物理输入点状
指令格式
指令举例
功能
态为1时，常开
LDI bit
LDI I0.2
在母线位置输入
触点立即闭合；
当物理触点状态 LDNI bit LDNI I0.1 在母线位置输入
AI I2.4
串联常开触点
为 0 时 ， 常 闭 触 AI bit
ANI bit
ANI I2.4
串联常闭触点
点立即闭合。
OI bit
OI I2.6
并联常开触点
ONI bit
ONI I2.6
并联常闭触点
说明：
 CPU执行LD（LDN）指令对栈而言，是将指令操作数的位装
入堆栈的栈顶；
 对应梯形图为在左侧母线或线路分支处初始装载一个常开
/常闭触点，可用与ALD、OLD指令配合使用分支回路的开
头。
 CPU执行A（AN），将操作数的数值“与”栈顶值运算结果
仍存入栈顶；
 在梯形图中表示串联单个常开/常闭触点。
 CPU执行O（ON ),将操作数的数值“或”栈顶值运算结果
仍存入栈顶
 触点代表CPU对储存器的读操作，常开触点和储存器的位
状态一致，常闭触点有和储存器的位状态相反。
5.2 PLC指令分类及位逻辑指令
 5.2.1 触点指令
 3.取反和跳变指令
指令名称
取反指令
正跳变指令
负跳变指令
指令格式
梯形图
功能
NOT
取反指令在梯形图中用来
改变能流“输入”的状态。
EU
以触点形式使用，检测脉
冲正跳变，利用跳变，让
能流接通一个周期。
ED
以触点形式使用，检测脉
冲负跳变，利用跳变，让
能流接通一个周期。
5.2 PLC指令分类及位逻辑指令
 5.2.2 线圈指令
指令名称
指令格式
指令示例
梯形图
功能
标准输出指令 = bit
= Q0.1
新值写入映像寄存器
立即输出指令 = I bit
= I Q1.0
新值立即执行
置位线圈指令 S bit, N
S Q0.0, 1
使输出线圈等接通
复位线圈指令 R bit, N
R Q0.0, 2
断开或清除
立即置位指令 SI bit, N
SI Q0.0, 1
立即接通输出线圈
立即复位指令 RI bit, N
RI Q0.2, 1
立即断开或清除
说明：
 CPU执行“=”，把栈顶值复制到由操作数地址指定的锁存器位，堆
栈各级栈值不变；
 对应梯形图则为线圈驱动，对同一元件只能用一次。“=”可以并
联使用，但不能串联。
 CPU执行O（ON ),将操作数的数值“或”栈顶值运算结果仍存入栈
顶。
 在语句表（STL）中，当栈顶值为1时，才执行置位指令S bit，Ｎ；
或复位指令R bit, N，把从指令操作数（bit)指定的地址开始N
个点都被置位且保持，置位后即使栈顶为0，仍保持；同理，执行
复位指令，R bit, N，把从指令操作数（bit)指定的地址开始N
个点都被复位且保持，复位后即使栈顶为0，仍保持。
 对同一元件(同一寄存器的位)可以多次使用S/R指令(与“=”指令
不同)。
 由于是扫描工作方式，当置位、复位指令同时有效时，写在后面
的指令具有优先权。
说明：
 立即指令
 立即类指令是指执行指令时不受S7-200循环扫描工作方式
的影响，而对实际的I/O点立即进行读写操作。分为立即
读指令和立即输出指令两大类。
 立即读指令用于输入I接点，立即读指令读取实际输入点
的状态时，并不更新该输入点对应的输入映像寄存器的值。
如：当实际输入点（位）是1时，其对应的立即触点立即
接通；当实际输入点（位）是0时，其对应的立即触点立
即断开。
 立即输出指令用于输出Q线圈，执行指令时，立即将新值
写入实际输出点和对应的输出映像寄存器。
说明：
 立即I/O指令—立即置位和复位指令
须指出：立即I/O指令是直接
访问物理输入输出点的，比一
般指令访问输入输出映象寄存
器占用CPU时间要长，因而不
能盲目地使用立即指令，否
则，会加长扫描周期时间，反
而对系统造成不利影响。
5.2 PLC指令分类及位逻辑指令
 5.2.3 RS触发器指令
置位优先型RS触发器
复位优先型RS触发器
参数
数据类型
（位地址）需要置位、
复位的位
S允许置位输入
BOOL
R允许置位输入
OUT的状态
置
位
优
先
触
发
器
指
令
S1
R
输出/位
0
0
保持前一状态
0
1
0
1
0
1
1
1
1
复
位
优
先
触
发
器
指
令
S
R1
输出/位
0
0
保持前一状态
0
1
0
1
0
1
1
1
0
5.2 PLC指令分类及位逻辑指令
 5.2.3 RS触发器指令
5.2 PLC指令分类及位逻辑指令
 5.2.4 逻辑堆栈指令
 S7-200PLC使用一个9层的堆栈来处理所有的逻辑操作。堆
栈是一组存放和取出数据的暂存单元，特点是“先进后出，
后进先出”。每进行一次入栈操作，新值放入栈顶，栈底
值丢失，而每进行一次出栈操作，栈顶值弹出，栈底值补
进随机数。逻辑堆栈指令一般用来完成对触点的复杂连接。
 1. 栈装载与指令
 栈装载与指令（与块）将堆栈第一层和第二层中的数值进
行逻辑AND（与）操作，并将结果载入堆栈顶部。执行ALD
后，堆栈深度减1。在梯形图中，用于将并联电路块串联
连接。
5.2 PLC指令分类及位逻辑指令
 2. 栈装载与指令
 栈装载或指令（或块）将堆栈第一层和第二层中的数值进
行逻辑OR（或）操作，并将结果载入堆栈顶部。执行OLD后，
堆栈深度减1。在梯形图中，用于将串联电路块并联连接。
 3. 逻辑入栈指令LPS
 其语句表形式为：LPS，不带操作数。执行该指令将复制栈
顶的值并将这个值推入栈顶，原堆栈中各级栈值依次下压
一级，栈底值将丢失。
 4. 逻辑读栈指令LRD
 其语句表形式为：LRD，不带操作数。执行该指令将把第二
级栈的值复制到栈顶，堆栈没有进行入栈、出栈操作，只
是栈顶的值被第二级栈的值覆盖。
5.2 PLC指令分类及位逻辑指令
 5.2.4 逻辑堆栈指令
 5. 逻辑出栈指令LPP
 其语句表形式为：LPP，不带操作数。执行该指令将把栈
顶的值弹出，原堆栈各级栈值依次上弹一级，堆栈第二
级的值成为新的栈顶值，而栈底值变为不确定数值。
 6. 装入堆栈指令LDS
 其语句表形式为：LDS n，操作数n表示第n级栈，范围
是0～8。执行该指令将复制堆栈中的第n级的栈值到栈顶，
原堆栈各级栈值依次下压一级，栈底值将丢失。
 LPS、LRD、LPP和LDS逻辑指令的堆栈操作过程如图所示：
5.2 PLC指令分类及位逻辑指令
逻辑堆栈指令
5.2 PLC指令分类及位逻辑指令
 5.2.4 逻辑堆栈指令
 7. 逻辑堆栈指令应用举例
堆栈操作指令说明：
 LD指令是从梯形图的左母线起，如果要生产一条分支母线，
则需要利用语句表的栈操作指令描述，推栈和弹栈指令必
须成对使用，最后依次读栈操作用弹栈指令，每一条LPS
指令必须有一条对应的LPP指令，中间的部分都用LRD指令，
处理最后一条支路时必须使用LPP指令。
 梯形图是使用最多的编程语言，它非常直观易懂，对每个
人都很适用，特别熟练的设计人员在某些情况下会直接用
语句表编程，虽然编写的程序比较简短，但是不直观。
 用于保存逻辑运算结果及断点的地址，有９层堆栈，堆栈
操作指令用于处理线路的分支点，在编制控制程序时，经
常遇到多分支电路同时受一个或一组触点控制，用堆栈操
作，则可方便的将梯形图转换成STL。
编程中应注意的几个问题
1. 程序应按自上而下，从左至右的顺序编写；
2. 同一操作数的输出线圈在一个程序中不能使用两次，不同
操作数的输出线圈可以并联输出；
3. 线圈不能直接同做母线相连，
若需要可用SM0.0来连接；
4. 串联多的支路尽量放在上部；
5. 并联多的支路应靠近左母线；
5.3 定时器、计数器和比较指令
 5.3.1 定时器指令
 1、组成：一个16位当前值寄存器PT，用以存放当前值
（16位）；一个16位预置值寄存器，用以存放时间的设定
值（最大32767）；一个状态位，用以反映触点的状态。
 工作原理：使能输入有效后，当当前值PT对PLC内部时基
脉冲增1计数，当计数值大于或等于定时器的预置值后，
状态位置1，其中最小计时单位为基脉冲宽度，从定时器
输入有效，到状态位输出有效经过的时间为定时时间。
5.3 定时器、计数器和比较指令
定时器及定时器指令
定时器号码
（0～255）
设定值:
1~32767
类型
TON：接通延时定时器
TOF：断开延时定时器
TONR：有记忆接通延时定时器
定时器分辨率（时基）有三种：1ms、
10ms、100ms。定时器的分辨率由定时器
号决定
定时器的实际设定时间T=设定值PT×分辨率
5.3 定时器、计数器和比较指令
 2.通电延时定时器 TON
使能输入
其工作波形图如下：
设定值
I0.1
Q0.1
TS=100*0.1=10S
设定值
计时值
TS
5.3 定时器、计数器和比较指令
 通电延时定时器（TON）指令工作原理
 当I0.1接通时即使能端（IN）输入有效时，驱动T38开始
计时，当前值从0开始递增，计时到设定值PT时，T38状态
位置1，其常开触点T38接通，驱动Q0.1输出，其后当前值
仍增加，但不影响状态位。当前值的最大值为32767。当
I0.1分断时，使能端无效时，T38复位，当前值清0，状态
位也清0，即回复原始状态。若I0.1接通时间未到设定值
就断开，T38则立即复位，Q0.1不会有输出。
5.3 定时器、计数器和比较指令
 3.断电延时定时器TOF
使能输入
设定值
其工作波形图如下：
TS
I0.1
TS=120*0.1=12S
Q0.1
设定值
计时值
5.3 定时器、计数器和比较指令
 断电延时型定时器用来在输入断开，延时一段时间后，才
断开输出。使能端（IN）输入有效时，定时器输出状态位
立即置1，当前值复位为0。使能端（IN）断开时，定时器
开始计时，当前值从0递增，当前值达到预置值时，定时
器状态位复位为0，并停止计时，当前值保持。
 如果输入断开的时间，小于预定时间，定时器仍保持接通。
IN再接通时，定时器当前值仍设为0。
5.3 定时器、计数器和比较指令
 4.记忆型通电延时定时器 TONR
 使能端（IN）输入有效时（接通），定时器开始计时，当
前值递增，当前值大于或等于预置值（PT）时，输出状态
位置1。使能端输入无效（断开）时，当前值保持（记
忆），使能端（IN）再次接通有效时，在原记忆值的基础
上递增计时。
 注意：TONR记忆型通电延时型定时器采用线圈复位指令R
进行复位操作，当复位线圈有效时，定时器当前位清零，
输出状态位置0。
使能输入
设定值
5.3 定时器、计数器和比较指令
其工作波形图如下：
输入端
TS= 120*10ms
TS
Q0.1
Q0.1
M0.1
最大值 32767
设定值 120
当前值
 程序分析如图所示。如T4，当输入IN为1时，定时器计时；当IN为0时，
其当前值保持并不复位；下次IN再为1时，T4当前值从原保持值开始
往上加，将当前值与设定值PT比较，当前值大于等于设定值时，T4状
态位置1，驱动Q0.1有输出，以后即使IN再为0，也不会使T4复位，要
使T4复位，必须使用复位指令。
5.3 定时器、计数器和比较指令
 1、以上介绍的3种定时器具有不同的功能。接通延时定时
器（TON）用于单一间隔的定时；有记忆接通延时定时器
（TONR）用于累计时间间隔的定时；断开延时定时器（TOF）
用于故障事件发生后的时间延时。
 2、TOF和TON共享同一组定时器，不能重复使用。即不能把
一个定时器同时用作TOF和TON。例如，不能既有TON/T32，
又有TOF/T32。
 定时器的指令操作数有三个，即编号、预设值和使能输入。
编号为Txxx，0～255，其中TONR的编号是单独使用的。预
设值为整型数INT，它与分辨率的乘积即是定时时间。使能
输入端是BOOL型数据，I、Q、M、SM、T、C、S、L均可。
5.3 定时器、计数器和比较指令
 定时器的刷新方式（难点）
 ① 1ms分辩率定时器
 每隔1ms刷新一次，刷新定时器位和定时器当前值，在一个扫描周
期中要刷新多次，而不和扫描周期同步。
 ② 10ms分辩率定时器
 10ms的定时器由系统在每个扫描周期开始时自动刷新，在每次程
序处理阶段，其状态位和当前值不变。
 ③ 100ms分辨率定时器
 100ms定时器启动后，定时器对100ms时间间隔进行计时。只有在
定时器指令执行时，100ms定时器的当前值才被刷新。
 在PLC的应用中，经常使用具有自复位功能的定时器，即利用定时
器自己的动断触点去控制自己的线圈，这时必须考虑定时器的刷
新方式，否则会出现错误。
5.3 定时器、计数器和比较指令
 5.3.2 计数器指令
 定时器是对PLC内部的时钟脉冲进行计数，而计数器是对
外部的或由程序产生的计数脉冲上升沿进行计数 。
 组成：由一个16位的预置值寄存器、一个16位的当前值寄
存器（16位有符号整数）和一位状态位组成。
 工作原理：计数器利用当前值寄存器累计输入脉冲上升沿
个数，当计数器当前值大于等于预置值时，状态位置1。
C0～C255。
 每个计数器只有一个16位的当前值寄存器地址。在一个程
序中，同一计数器号不要重复使用，更不可分配给几个不
同类型的计数器。
5.3 定时器、计数器和比较指令
 1. 增计数器
计脉冲数
复位
设定值:
0~32767
I0.1
I0.2
C20当 当 当
C20当 当 当 当
5.3 定时器、计数器和比较指令
 分析：
 当R=0时，计数脉冲有效； 当CU端有上升沿输入时，计数
器当前值加1。当计数器当前值大于或等于设定值（PV）
时，该计数器的状态位C-bit置1，即其常开触点闭合。计
数器仍计数，但不影响计数器的状态位。直至计数达到最
大值（32767）。当R=1时，计数器复位，即当前值清零，
状态位C-bit也清零。加计数器计数范围：0~32767。
5.3 定时器、计数器和比较指令
 2. 增/减计数器
 当R=0时，计数脉冲有效；当CU端（CD端）有上升沿输
入时，计数器当前值加1（减1）。当计数器当前值大于或
等于设定值时，C-bit置1，即其常开触点闭合。当R=1时，
计数器复位，即当前值清零，C-bit也清零。加减计数器计
数范围：–32768~32767。
增计数
减计数
复位
当前值
5.3 定时器、计数器和比较指令
 3. 减计数器
 分析：当复位LD有效时，LD=1，计数器把设定值（PV）
装入当前值存储器，计数器状态位复位（置0）。当LD=0，
即计数脉冲有效时，开始计数，CD端每来一个输入脉冲
上升沿，减计数的当前值从设定值开始递减计数，当前值
等于0时，计数器状态位置位（置1），停止计数。
计脉冲数
复位，装设定值
设定值
5.3 定时器、计数器和比较指令
 计数器扩展
 S7-200系列PLC计数器最大的计数范围是32767，若须更大
的计数范围，则须进行扩展。如图所示计数器扩展电路。
图中是两个计数器的组合电路，C1形成了一个设定值为100
次自复位计数器。
 计数器C1对I0.1的接通次数进行计数，I0.1的触点每闭合
100次C1自复位重新开始计数。同时，连接到计数器C2端C1
常开触点闭合，使C2计数一次，当C2计数到2000次时，
I0.1共接通100×2000次=200000次，C2的常开触点闭合，
线圈Q0.0通电。该电路的计数值为两个计数器设定值的乘
积，C总=C1×C2。
5.3 定时器、计数器和比较指令
 计数器的扩展
C总=C1×C2=100×2000=200000
举例：闪烁电路
 闪烁效果为一个灯泡的发亮与熄灭，并且设定闪烁间隔为
1秒。
 采用I0.0外接灯泡电源开关SB1，Q0.0外接驱动灯泡发光
的继电器KM。接通延时定时器采用时基为100ms的T37和
T38。
 此电路的梯形图及语句表如图所示：
闪烁电路分析：
 接通电源开关SB1，常开触点I0.0闭合，由于T37和T38均为
接通延时定时器，当启动信号IN为0时，定时器的状态也为0，
所以一开始常闭触点T38也闭合。紧接着IＮ为1时定时器T37
就开始计时，当计时到1秒时，T37由0变为1并保持不变，于
是常开触点T37闭合，线圈Q0.0得电从而使灯泡发亮；
 同时，定时器T38也开始计时，当计时到1秒时，T38由0变为
1并保持不变，于是常闭触点T38断开，使得定时器T37复位，
状态由1变为0，常开触点T37断开，灯泡熄灭；
 同时也使得定时器T38复位，状态由1变为0，常闭触点T38闭
合，定时器T37由开始计时…如此反复，从而达到灯泡闪烁
的目的。
定时器的扩展
 S7-200的定时器的最长定时时间为3276.7S，如果需要更长的
定时时间，可使用图所示的电路。图中最上面一行电路是一
个脉冲信号发生器，脉冲周期等于T37的设定值（60S）。
I0.0为OFF时，100ms定时器T37和计数器C4处于复位状态，它
们不能工作。
 T37产生的脉冲送给C4计数器，
记满60个数（即1h）后，C4当
前值等于设定值60，它的常开
触点闭合。设T37和C4的设定值
分别为KT 和KC ，对于100ms定
时器总的定时时间为：
 T=0.1KTKC（s）。
5.3 定时器、计数器和比较指令
 5.3.1 比较操作指令
 比较操作指令按操作数类型可分为字节比较、字比较、
双字比较和实数比较。
 比较指令的梯形图由比较数1（IN1）、比较数2（IN2）、
比较关系符和比较触点构成。
 其语句表形式由比较操作码（字节比较LDB、字比较LDW、
双字比较LDD和实数比较LDR）、比较关系符、比较数1
（IN1）和比较数2（IN2）构成。
 比较符有：等于（= =）、大于（>）、小于（<）、不等
（<>）、大于等于（>=）、小于等于（<=），相应的梯
形图和语句表格式见下图。
5.3 定时器、计数器和比较指令
比较操作指令（比较符为“等于”时）
输入/输出
数据类型
BYTE
IB、QB、MB、SMB、VB、SB、LB、AC、常数、*VD、
*AC、*LD
INT
IW、QW、MW、SMW、T、C、VW、LW、AIW、AC、常数、
*VD、*AC、*LD
DINT
ID、QD、MD、SMD、VD、LD、HSC、AC、常数、*VD、
*AC、*LD
REAL
ID、QD、MD、SMD、VD、LD、AC、常数、*VD、*AC、
*LD
BOOL
I、Q、V、M、SM、S、T、C、L
IN1/IN2
OUT
操作数
比较指令举例
 1、调整模拟调节电位器0，改变SMB28字节数值，当SMB
数值小于50时Q0.0输出，其状态指示灯打开，当SMB数值
大于或等于150是，Q0.1输出，其状态指示灯打开。
 教案67例题.mwp
 2、某轧钢厂的成品库可以放钢圈1000个，因为不断有钢
卷进库、出库，需要对库存的钢卷数量进行统计，当库
存低于下限100时，HL1亮，当库存高于900时，HL2亮，
当达到库存上限1000时，报警器HA响停止进库。设I0.0
为进库检测，I0.1为出库检测，I0.2为复位信号，Q0.0
控制HL1，Q0.1控制HL2，Q0.3控制HA。
 教案67例题2.mwp
5.4 运算和数学指令

算术运算指令

1.加减乘除指令

2.递增递减指令

逻辑运算指令

1.字节逻辑运算指令

2.字逻辑运算指令

3.双字逻辑运算指令
5.4 运算和数学指令
 运算功能是现代PLC与传统PLC的最大区别之一，随着计
算机技术的发展，PLC具有了越来越强的运算功能，从而
使其应用领域更加广泛了。
 本节里主要介绍一下指令：加法指令（ADD）、减法指令
（SUBTRACT）、乘法指令、除法指令、自增/自减指令、
数学函数指令、逻辑运算指令。
 在各个运算指令中，除了参与计算的输入端IN1、IN2以
外，还包括使能端EN，允许输出端ENO。ENO是LAD和FBD
中指令盒的布尔输出，可以使用串联方式连接功能块。
如果输入端EN有效，且功能框执行无误，将把使能位传
输到下一个功能框的使能端。
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5.4 运算和数学指令
 5.4.1 算数运算指令
 1、加减乘除指令
 （1）加法指令（ADD） 是对有符号数进行相加操作。
 加法指令把两个输入端（IN1、IN2）指定的数相加，结
果送到输出端（OUT）指定的存储单元中，包括整数加法、
双整数加法和实数加法。它们对应的操作数数据类型分
别是有符号整数（INT）、有符号双整数（DINT）和实数
（REAL）。指令格式分别为：
+I IN1 ,OUT
+D IN1 ,OUT
STL
+R IN1 ,OUT
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5.4 运算和数学指令
 说明：
 操作数IN2与OUT共用一个地址单元。
 当IN1、IN2和OUT操作数的地址不同时，在STL指令中，
首先用数据传送指令将IN1中的数值送入OUT，然后再执
行加、减运算即：例：求5000加400的和，5000在数据存
储器VW200中，结果放入AC0。
5.4 运算和数学指令
 （2）减法指令（Subtract）
 减法指令（Subtract）是对有符号数进行相减操作。减法
指令把两个输入端（IN1、IN2）指定的数相减结果送到输
出端（OUT）指定的存储单元中去。操作数IN1与OUT共用
一个地址单元。
 它可以分为整数、双整数、实数减法指令。它们各自对应
的 操 作 数 分 别 是 有 符 号 整 数 （ INT ） 、 有 符 号 双 整 数
（DINT）和实数（REAL）。如图所示。
-I INT2 ,OUT
-D INT2 ,OUT
-R INT2 ,OUT
STL
5.4 运算和数学指令
 （3）乘法指令
 ① 一般乘法指令（Multiply）
 一般乘法指令是对有符号数进行相乘运算，它包括整数乘
法、双整数乘法和实数乘法。它们各自对应的操作数分别
是有符号整数（INT）、有符号双整数（DINT）和实数
（REAL）。
 ② 完全整数乘法（Multiply Integer to Double Integer）
 完全整数乘法是将两个单字长（16位）的符号整数IN1和
IN2相乘，产生一个32位双整数乘积，并送到输出端（OUT）
指定的存储单元中去。
 指令名称分别为：MUL – I和 MUL。
5.4 运算和数学指令
 （3）乘法指令
 ① 一般乘法指令（Multiply）
 ② 完全整数乘法（Multiply Integer to Double Integer）
 一般乘法指令产生16位结果OUT，如
果结果大于32767，则产生溢出；完
全乘法指令产生32位双整数结果，超
过后产生溢出。
5.4 运算和数学指令
 （4）除法指令
 ① 一般除法指令（Divide）
 一般除法指令是对有符号数进行相除操作。一般除法指令
将两个输入端（IN1、IN2）指定的数相除，结果送到输
出端（OUT）指定的存储单元中去。
 ② 完全除法指令（Divide Integer to Double Integer）
 完全除法指令将两个16位的符号整数相除，产生一个32位
的结果，其中，低16位为商，高16位为余数。完全除法指
令输入数据类型为INT，输出数据类型为DINT。指令格式
为：/I IN2，OUT（整数除法）；DIV IN2，OUT（完全整
数除法）； /D（R） IN2，OUT（双整数/实数除法）；
5.4 运算和数学指令
 2.算数运算指令举例
40
+
AC1
40
VW200
=
AC0
*
AC1
4000
60
20
AC0
=
VW100
/
40
VW10
100
800
VW100
=
100
VW200
5.4 运算和数学指令
 3. 自增/自减指令
 （1）自增指令（Increment）
 自增指令包括字节自增、字自增和双字自增指令。字节自
增指令输入输出均为字节，字自增指令输入输出均为INT，
双字自增指令输入输出均为DINT。
 （2）自减指令（Decrement）
 自减指令包括字节自减、字自减和双字自减指令。字节自
减指令输入输出均为字节，字自减指令输入输出均为INT，
双字自减指令输入输出均为DINT。
 输入操作数为：IB/W/D、QB/W/D、 MB/W/D、常数等
 输出操作数为：IB/W/D、QB/W/D、MB/W/D等；
5.4 运算和数学指令
 4. 自增/自减指令举例
自增/自减指令有效的操作数
输入/输出
数据类型
操作数
IN
BYTE/INT/DINT
QB、IB、VB、MB、SB、LB、AC、*VD、
常数、IW、QW、SMW、T、C、LW等等
OUT
BYTE/INT/DINT
QB、IB、VB、MB、SB、LB、AC、*VD、
常数、IW、QW、SMW、T、C、LW等等
5.4 运算和数学指令
 5. 数学函数指令
 1.平方根（Square Root）指令
 实数的开方指令（SQRT），把输入端（IN）的32位实数开方，得到32
位实数结果，并把结果存放到输出端（OUT）指定的存储单元中去。
 2.自然对数（Natural Logarithm）指令
 自然对数指令（LN），将输入端（IN）的32位实数取自然对数，结果
存放到输出端（OUT）指定的存储单元中去。
 求常数对数（lgx，即以10为底的对数）时，只要将其自然对数（lnx）
除以2.302585即可。
 3.自然指数（Natural Exponential）指令
 自然指数指令（EXP），将输入端（IN）的32位实数取以e为底的指数，
结果存放到输出端（OUT）指定的存储单元中去。
 4.正弦（sine）、余弦（cosine）和正切（tan）指令
5.4 运算和数学指令
 数学函数梯形图指令
 求45º正弦值。
 分析：先将45º转换为弧度：
（3.14159/180）*45，再求
正弦值。
5.4 运算和数学指令
 5.4.2 逻辑运算指令
 1.逻辑“与”运算指令（Logic And）
 2.逻辑“或”运算指令（Logic Or）
 3.逻辑“异或”运算指令（Logic Exclusive Or）
 4.取反指令（Logic Invert）
 逻辑运算按位进行（图中 处可为B、W、DW）。
5.5 数据处理指令
 5.5.1 传送类指令
 1.单一传送指令
 此指令可用来进行一个数据的传送，数据类型可以是字节、
字、双字和实数。这类指令影响允许输出ENO正常工作的
出错条件为SM4.3（运行时间），0006（间接寻址）。
指令名称
MOVB
MOVW
MOVD
MOVR
MOVB IN1,OUT
MOVW IN1,OUT
MOVD IN1,OUT
MOVR IN1,OUT
BIR
BIW
梯形图
STL格式
BIR IN1,OUT
BIW IN1,OUT
5.5 数据处理指令
 5.5.1 传送类指令
 2.块传送指令
 此指令可用来进行一次多个数据的传送，数据类型可以是
字节块、字块、双字块。这类指令影响允许输出ENO正常
工作的出错条件为SM4.3（运行时间），0006（间接寻
址），0091（数超界）。
指令名称
MOVB
MOVW
MOVD
BMB IN1,OUT,N
BMW IN1,OUT,N
BMD IN1,OUT,N
梯形图
STL格式
举例
 1、将变量存储器VW10中内容送到VW100中
 2、将变量存储器VB20开始的4个字节（VB20- VB23）中的
数据，移至VB100开始的4个字节中（VB100-VB103）。
5.5 数据处理指令
 5.5.2 移位指令
 1.左移和右移指令
 （1）指令特点 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。特点如下：
 1）被移位的数据是无符号的、字节型数据。
 2）移位时，存放被移位数据的编程元件的移出端与特殊
存储器SM1.1连接，移出位进入SM1.1，另一端自动补0。
 3）移位次数N与移位数据长度有关。
 4）移位指令影响的特殊存储器为：SM1.0（0）；SM（1.1）
溢出。
 5）影响允许输出ENO正常工作的出错条件为SM4.3，0006。
5.5 数据处理指令
 5.5.2 移位指令
 1.左移和右移指令
指令名称
SLB
SLW
SLD
STL格式
SLB OUT,N
SLW OUT,N
SLD OUT,N
指令名称
SRB
SRW
SRD
SRB OUT,N
SRW OUT,N
SRD OUT,N
梯形图
梯形图
STL格式
5.5 数据处理指令
 5.5.2 移位指令
 2.循环左移和右移指令
 该指令特点如下：
 1）被移位的数据是无符号的、移位次数N为字节型数据。
 2）在移位时，存放被移位数据的编程元件的移出端既与
另一端连接，又与特殊存储器SM1.1连接，移出位进入
SM1.1，另一端自动补0。
 3）移位次数N与移位数据长度有关。
 4）移位指令影响的特殊存储器为：SM1.0（0）；SM（1.1）
溢出。
 5）影响允许输出ENO正常工作的出错条件为SM4.3，0006。
5.5 数据处理指令
 5.5.2 移位指令
 循环左移和右移指令格式
指令名称
ROLB
ROLW
ROLD
STL格式
ROLB OUT,N
ROLW OUT,N
ROLD OUT,N
指令名称
RORB
RORW
RORD
RORB OUT,N
RORW OUT,N
RORD OUT,N
梯形图
梯形图
STL格式
5.5 数据处理指令
 5.5.2 移位指令
 3.移位寄存器指令
SHRB DATA，S-BIT，N
 该指令特点如下：
 1）移位寄存器无数据类型区分，长度N（≤64）
 2）移位寄存器的组成：最低位为S-BIT；最高位的计算方
法为MSB=（｜N｜-1+（S-BIT的位号））/8；最高位的字
节号：MSB的商+S-BIT的字节号；最高位的位号：MSB的余
数。
 3）N>0时，为正向移位；N<0时，为反向移位； 。
 4）移位输出端与SM1.1（溢出）连接。当移位操作结果为
0时，SM1.0自动置位。溢出由每次溢出位的状态决定。
5.5 数据处理指令
 强调：
 移位次数N≥数据类型（B、W、D）时的移位位数的处理
 如果操作数是字节，当移位次数N≥8时，则在执行循环移位前，
先对N进行模8操作（N除以8后取余数），其结果0-7为实际移动位
数。
 如果操作数是字，当移位次数N≥16时，则在执行循环移位前，先
对N进行模16操作（N除以16后取余数），其结果0-15为实际移动
位数。
 如果操作数是双字，当移位次数N≥32时，则在执行循环移位前，
先对N进行模32操作（N除以32后取余数），其结果0-31为实际移
动位数。
 说明：在STL指令中，若IN和OUT指定的存储器不同，则须首先使
用数据传送指令MOV将IN中的数据送入OUT所指定的存储单元。如：
 MOVB
IN，OUT
 SLB
OUT，N
举例
 用I0.0控制接在Q0.0～Q0.7上的8个彩灯循环移位，从
左到右以0.5s的速度依次点亮，保持任意时刻只有一个
指示灯亮，到达最右端后，再从左到右依次点亮。
 分析：8个彩灯循环移位控制，可以用字节的循环移位
指令。根据控制要求，首先应置彩灯的初始状态为
QB0=1，即左边第一盏灯亮；接着灯从左到右以0.5s的
速度依次点亮，即要求字节QB0中的“1”用循环左移位
指令每0.5s移动一位，因此须在ROL-B指令的EN端接一
个0.5s的移位脉冲（可用定时器指令实现）。
 循环左移指令成.mwp
梯形图程序和语句表程序
梯形图
语句表
注释
5.5 数据处理指令
 5.5.3 字节交换指令
 字节交换指令（Swap Bytes）
 字节交换（Swap Bytes）指令，把输入（IN）指定字的高
字节内容与低字节内容互相交换。交换结果仍存放在输入
（IN）指定的地址中。交换字节指令如图所示。操作数数
据类型为无符号整数型（WORD）。
 指令仅对字型数据进行处理，指令的执行不影响特殊存储
器位。
 影响允许输出ENO正常工作的出错条件为SM4.3（运行时
间），0006（间接寻址）
SWAP
VW10
5.5 数据处理指令
 5.5.4 字填充指令
 字填充（FILL）指令用输入IN存储器中的字值写入输出
OUT开始N个连续的字存储单元中。N的数据范围：1～255。
其指令格式为：FILL IN，OUT，N
 （1）IN为字型数据输入端，操作数为：VW, IW, QW, MW,
SW, SMW, LW, T, C, AIW, AC, 常量, *VD, *LD, *AC；
数据类型为：整数。
 （2）N的操作数为：VB, IB, QB, MB, SB, SMB, LB, AC,
常量, *VD, *LD, *AC； 数据类型：字节。
 （3）OUT的操作数为：VW, IW, QW, MW, SW, SMW, LW, T,
C, AQW, *VD, *LD, *AC；数据类型：整数。
5.5 数据处理指令
 影响允许输出ENO正常工作的出错条件为SM4.3（运行时
间），0006（间接寻址），0091（操作数出界）。
 举例：将0填入VW0～VW18（10个字），程序及运行结果从
图中可以看出程序运行结果将从VW0开始的10个字（20个
字节）的存储单元清零。
梯形图格式
5.5 数据处理指令
 5.5.5 表功能指令
 数据表是用来存放字型数据的表格，如图所示。表格的第
一个字地址即首地址，为表地址，首地址中的数值是表格
的最大长度（TL），即最大填表数。表格的第二个字地址
中的数值是表的实际长度（EC），指定表格中的实际填表
数。每次向表格中增加新数据后，EC加1。
 从第三个字地址开始，存放数
据 （ 字 ） 。 表 格 最多 可 存 放
100个数据（字），不包括指
定最大填表数（TL）和实际填
表数（EC）的参数。
VW200
0006
TL（最大填表数）
VW202
0002
EC（实际填表数）
VW204
1234
D0数据0
VW206
5678
D1数据1
VW208
× × × ×
VW210
× × × ×
VW212
× × × ×
VW214
× × × ×
5.5 数据处理指令
 方法：
 要建立表格，首先须确定表的最大填表数
 确定表格的最大填表数后，可用表功能指令在表中存取字
型数据。表功能指令包括填表指令，表取数指令，表查找
指令，字填充指令。所有的表格读取和表格写入指令必须
用边缘触发指令激活。
5.5 数据处理指令
 1. 填表指令
 表 填 表 （ ATT ） 指 令 ： 向 表 格 （ TBL ） 中 增 加 一 个 字
（DATA）。指令格式：ATT DATA，TBL。
 说明：
 （1） DATA为数据输入端，其操作数为：VW, IW, QW, MW,
SW, SMW, LW, T, C, AIW, AC, 常量, *VD, *LD, *AC；
数据类型为：整数。
 （2）TBL为表格的首地址，其操作数为：VW, IW, QW, MW,
SW, SMW, LW, T, C, *VD, , *LD *AC；数据类型为：字。
 （3）指令执行后，新填入的数据放在表格中最后一个数
据的后面，EC的值自动加1。
填表指令应用举例。
 例：将VW100中的数据1111，填入首地址是VW200的数据表
中。
5.5 数据处理指令
 2. 表取数指令
 从数据表中取数有先进先出（FIFO）和后进先出（LIFO）
两种。执行表取数指令后，实际填表数EC值自动减1。
 先进先出指令（FIFO）：移出表格（TBL）中的第一个数
（数据0），并将该数值移至DATA指定存储单元，表格中
的其他数据依次向上移动一个位置。
 后进先出指令（LIFO）：将表格（TBL）中的最后一个数
据移至输出端DATA指定的存储单元，表格中的其他数据位
置不变。
5.5 数据处理指令
 2. 表取数指令格式
表取数指令应用举例
 从图的数据表中，用FIFO，LIFO指令取数，将取出的数值
分别放入VW300，VW400中，
梯形图及STL程序
运行结果
5.5 数据处理指令
 3. 表查找指令
 表格查找（TBL-FIND）指令在表格（TBL）中搜索符合条
件的数据在表中的位置（用数据编号表示，编号范围为
0～99）。TBL操作数：VW, IW, QW, MW, SW, SMW, LW,
T, C, *VD, *LD, *AC。数据类型：字。TBL：为表格的
实际填表数对应的地址（第二个字地址），即高于对应
的“增加至表格”、“后入先出”或“先入先出”指令
TBL操作数的一个字地址（两个字节）。
梯形图
STL
5.5 数据处理指令
 梯形图中各输入端的介绍
 PTN：是用来描述查表条件时进行比较的数据。PTN操作数：
VW, IW, QW, MW, SW, SMW, AIW, LW, T, C, AC, 常量,
*VD, *LD, *AC。数据类型：整数。
 INDX：搜索指针，即从INDX所指的数据编号开始查找，并
将搜索到的符合条件的数据的编号放入INDX所指定的存储
器。INDX操作数：VW, IW, QW, MW, SW, SMW, LW, T, C,
AC, *VD, *LD, *AC。数据类型：字。
 CMD：比较运算符，其操作数为常量1～4，分别代表 =、
<>、<, >。数据类型：字节 。
5.5 数据处理指令
 功能说明
 表格查找”指令搜索表格时，从INDX指定的数据编号开始，
寻找与数据PTN的关系满足CMD比较条件的数据。
 参数如果找到符合条件的数据，则INDX的值为该数据的编
号。要查找下一个符合条件的数据，再次使用“表格查找”
指令之前须将INDX加1。
 如果没有找到符合条件的数据，INDX的数值等于实际填表
数EC。
 一个表格最多可有100数据，数据编号范围：0～99。将
INDX的值设为0，则从表格的顶端开始搜索。
查表指令应用举例
 从EC地址为VW202的表中查找等于16#2222的数。
VW200
0006
EC
VW202
1111
D0
VW204
2222
D1
VW206
3333
D2
VW208
4444
D3
VW210
5555
D4
VW212
6666
D5
VW214
2222
D6
 为了从表格的顶端开始搜索，AC1的初始值=0，查表指令执行后AC1=1，找到
符合条件的数据1。继续向下查找，先将AC1加1，再激活表查找指令，从表中
符合条件的数据1的下一个数据开始查找，第二次执行查表指令后，AC1=4，
找到符合条件的数据4。继续向下查找，将AC1再加1，再激活表查找指令，从
表中符合条件的数据4的下一个数据开始查找，第三次执行表查找指令后，没
有找到符合条件的数据，AC1=6（实际填表数）。
5.6 程序控制指令与子程序指令
 5.6.1 程序控制指令
 1. 结束指令
 （1）END：条件结束指令，执行条件成立（左侧逻辑值为1）时结束
主程序，返回主程序的第一条指令执行。在梯形图中该指令不连在左
侧母线。END指令只能用于主程序，不能在子程序和中断程序中使用。
END指令无操作数。
 （2）MEND：无条件结束指令，结束主程序，返回主程序的第一条指
令执行。在梯形图中无条件结束指令直连接左侧母线。用户必须以无
条件结束指令，结束主程序。条件结束指令，用在无条件结束指令前
结束主程序。在编程结束时一定要写上该指令，否则出错；在调试程
序时，在程序的适当位置插入MEND指令可以实现程序的分段调试。必
须指出MicroWin32 STEP-7编程软件，在主程序的结尾自动生成无条
件结束指令（MEND）用户不得输入，否则编译出错。
5.6 程序控制指令与子程序指令
 2. 停止指令
 STOP：停止指令，执行条件成立，停止执行用户程序，令
CPU工作方式由RUN转到STOP。在中断程序中执行STOP指令，
该中断立即终止，并且忽略所有挂起的中断，继续扫描主
程序的剩余部分，在本次扫描的最后，将CPU由RUN切换到
STOP。指令格式如图所示。
5.6 程序控制指令与子程序指令
 END和STOP的区别
 如图当I0.0接通时，Q0.0有输出，
若I0.1接通，执行END指令，终止
用户程序，并返回主程序的起点，
这样，Q0.0仍保持接通，但下面的
程序不会执行。若I0.1断开，接通
I0.2，则Q0.1有输出，若将I0.3接
通，则执行STOP指令，立即终止程
序执行，Q0.0与Q0.1均复位，CPU
转为STOP方式。
5.6 程序控制指令与子程序指令
 3. 警戒时钟刷新指令WDR(又称看门狗定时器复位指令)
 警戒时钟的定时时间为300毫秒,每次扫描它都被自动复位
一次，正常工作时，如果扫描周期小于300毫秒，警戒时
钟不起作用。如果强烈的外部干扰使可编程控制器偏离正
常的程序执行路线， 警戒时钟不再被周期性的复位，定
时时间到， 可编程控制器将停止运行。若程序扫描的时
间超过300毫秒，为了防止在正常的情况下警戒时钟动作，
可将警戒时钟刷新指令(WDR)插入到程序中适当的地方，
使警戒时钟复位。这样，可以增加一次扫描时间。指令格
式如图所示。
5.6 程序控制指令与子程序指令
 工作原理：
 当使能输入有效时，警戒时钟复位。可以增加一次扫描时间。若
使能输入无效，警戒时钟定时时间到，程序将终止当前指令的执
行，重新启动，返回到第一条指令重新执行。注意：如果使用循
环指令阻止扫描完成或严重延迟扫描完成，下列程序只有在扫描
循环完成后才能执行：通信(自由口方式除外)，I/O更新(立即I/O
除外)，强制更新，SM更新，运行时间诊断，中断程序中的STOP
指令。10毫秒和100毫秒定时器对于超过25秒的扫描不能正确地累
计时间。
 注意：如果预计扫描时间将超过300毫秒，或者预计会发生大量中
断活动，可能阻止返回主程序扫描超过300毫秒，应使用WDR指令，
重新触发看门狗计时器。
5.6 程序控制指令与子程序指令
 4. 跳转及标号指令
 跳转及标号指令在程序执行时，由于条件的不同，可能会
产生一些分支，这时就需要用跳转操作来实现，跳转操作
由跳转及标号指令两部分构成。
 跳转指令的梯形图由跳转条件、标识符“JMP”和跳转标号
n构成，语句表形式由操作码“JMP”和跳转标号n构成；标
号指令的梯形图由标识符“LBL”和标号n构成，语句表形
式由操作码“LBL”和标号n构成。如图所示。
JMP n
STL指令
梯形图
LBL n
5.6 程序控制指令与子程序指令
 指令功能：跳转指令(JMP)可使程序流程转到同一程序中的
具体标号(n)处，当这种跳转执行时，栈顶的值总是逻辑1。
标号指令(LBL)标记跳转目的地的位置 (n)。操作数n:常数
0到255，数据类型WORD。跳转和标号指令必须用在主程序子
程序或中断程序中不能从主程序跳到子程序或中断程序同样
不能从子程序或中断程序跳出。
 图是跳转及标号指令的应用举例。当I0.0=1时，JMP跳转条
件成立，程序就跳转执行LBL标号以后的指令，而在JMP和
LBL之间的指令一概不执行，哪怕在这个过程中I0.1=1，
Q0.0也不会有输出；当JMP跳转条件不成立时，如果I0.1接
通，则Q0.0会有输出。
5.6 程序控制指令与子程序指令
 跳转指令示例
LD
JMP
I0.0
2
LD
=
I0.1
Q0.0
LBL
2
LD
=
I0.2
Q0.1
应用举例
 JMP、LBL指令在工业现场控制中，常用于工作方式的选择。如有3
台电动机M1～M3，具有两种起停工作方式：
 1）手动操作方式：分别用每个电动机各自的起停按钮控制M1～M3
的起停状态。
 2）自动操作方式：按下起动按钮，M1～M3每隔5s依次起动；按下
停止按钮，M1～M3同时停止。
 PLC控制的外部接线图，梯形图分别如图a、c所示
 从控制要求中，可以看出，需要在程序中体现两种可以任意选择
的控制方式。所以运用跳转指令的程序结构可以满足控制要求。
当操作方式选择开关闭合时，I0.0的常开触点闭合，跳过手动程
序段不执行，选择自动方式的程序段执行。而操作方式选择开关
断开时的情况与此相反，跳过自动方式程序段不执行，选择手动
方式程序段执行。
PLC接线图
梯形图
跳转指令举例
 某生产线对产品进行加工处理，同时利用计数器对成品进
行累计，每当检测到100个成品时，就要跳过某些控制程
序，直接进入小包装控制程序，每当检测到900个成品（9
个小包装），直接进入到大包装控制程序。
 教案78例题.mwp
5.6 程序控制指令与子程序指令
 5. 循环指令
 FOR指令和NEXT指令必须成对使用。FOR标记循环的开始，
NEXT标记循环的结束。必须给FOR指令指定当前循环计数
(INDX)、初值 (INIT) 和终值 (FINAL)。NEXT指令标记循
环的结束。
 例如给定初值 (INIT) 为1终值 (FINAL)为10，那么随着
当前计数值 (INDX)从1增加到10，FOR与NEXT之间的指令
被执行10 次。如果初值大于终值那么循环体不被执行,每
执行一次循环体，当前计数值增加1，并且将其结果同终
值作比较，如果大于终值，那么终止循环。
 循环指令可以嵌套，嵌套最多可以有8层。
5.6 程序控制指令与子程序指令
 程序循环结构用于描述一段程序的重复循环执行。
 循环指令由FOR指令和NEXT指令两部分构成。
 FOR指令的梯形图由标识符“FOR”、指令允许端EN、循环
起始值INIT、循环终止值FINAL、循环计数器INDX构成；
语句表形式由操作码“FOR”、循环计数器INDX、循环起始
值INIT和循环终止值FINAL构成。
 NEXT指令的梯形图由标识符“NEXT”构成，语句表形式由
操作码“NEXT”构成。
 梯形图及STL语句如图所示：
5.6 程序控制指令与子程序指令
 循环指令的操作数范围如下：
 INDX：VW、IW、QW、MW、SW、SMW、LW、T、C、AC。
 INIT：VW、IW、QW、MW、SW、SMW、LW、T、C、AC、AIW、常数。
 FINAL：VW、IW、QW、MW、SW、SMW、LW、T、C、AC、AIW、常数。
 循环指令应用举例
 例1：8个12位二进制数据存放在VW0开始的存储区内，用循环指
令求它们的平均值，并存放在VW0中，设计梯形图。
 教案80例题.mwp
 练习
 例2：当I0.0=1的上升沿将10，15，20…..35这6个数分别送到
VW10、…..vw20。
 教案81练习.mwp
5.6 程序控制指令与子程序指令
 5.6.2 子程序调用及子程序返回指令
 通常将具有特定功能、并且多次使用的程序段作为子程序。主
程序中用指令决定具体子程序的执行状况。当主程序调用子程
序并执行时，子程序执行全部指令直至结束。然后，系统将返
回至调用子程序的主程序。子程序用于为程序分段和分块，使
其成为较小的、更易于管理的块。在程序中调试和维护时，通
过使用较小的程序块，对这些区域和整个程序简单地进行调试
和排除故障。只在需要时才调用程序块，可以更有效地使用PLC，
因为所有的程序块可能无须执行每次扫描。在程序中使用子程
序，必须执行下列三项任务：建立子程序；在子程序局部变量
表中定义参数（如果有）；从适当的POU（从主程序或另一个子
程序）调用子程序。
5.6 程序控制指令与子程序指令
 1. 建立子程序
 可采用下列一种方法建立子程序：
 ① 从“编辑”菜单，选择插入（Insert）/ 子程序（Subroutine）
 ② 从“指令树”，用鼠标右键单击“程序块”图标，并从弹出菜
单选择插入（Insert）→子程序（Subroutine）
 ③ 从“程序编辑器”窗口，用鼠标右键单击，并从弹出菜单选择
插入（Insert）→ 子程序（Subroutine）。
 程序编辑器从先前的POU显示更改为新的子程序。程序编辑器底部
会出现一个新标签，代表新的子程序。此时，可以对新的子程序
编程。
 用右键双击指令树中的子程序图标，在弹出的菜单中选择/重新命
名，可修改子程序的名称。如果为子程序指定一个符号名，例如
USR_NAME，该符号名会出现在指令树的“子例行程序”文件夹中。
5.6 程序控制指令与子程序指令
 2. 在子程序局部变量表中定义参数
 可以使用子程序的局部变量表为子程序定义参数。注意：
程序中每个POU都有一个独立的局部变量表，必须在选择
该子程序标签后出现的局部变量表中为该子程序定义局部
变量。编辑局部变量表时，必须确保已选择适当的标签。
每个子程序最多可以定义16个输入／输出参数。
 3. 子程序调用及子程序返回指令的指令格式
 子程序有子程序调用和子程序返回两大类指令 ，子程序
返回又分为条件返回和无条件返回。指令格式如图所示：
CALL
SBR_0:SBR0
5.6 程序控制指令与子程序指令
CALL SBRn：子程序调用指令。在梯形图中为指令盒的形式。子程
序的编号n从0开始，随着子程序个数的增加自动生成。操作数n为
0-63。
CRET：子程序条件返回指令，条件成立时结束该子程序，返回原
调用处的指令CALL的下一条指令。
RET：子程序无条件返回指令，子程序必须以本指令作结束。由编
程软件自动生成。
需要说明的是：
（1）子程序可以多次被调用，也可以嵌套（最多8层）还可以自
己调自己。
（2）子程序调用指令用在主程序和其它调用子程序的程序中，子
程序的无条件返指令在子程序的最后网络段，梯形图指令系统能
够自动生成子程序的无条件返回指令，用户无须输入。
5.6 程序控制指令与子程序指令
 4. 带参数的子程序调用指令
 1）带参数的子程序的概念及用途
 子程序可能有要传递的参数（变量和数据），这时可以在子
程序调用指令中包含相应参数，它可以在子程序与调用程序
之间传送。如果子程序仅用要传递的参数和局部变量，则为
带参数的子程序（可移动子程序）。
 为了移动子程序，应避免使用任何全局变量／符号（I、Q、
M、SM、AI、AQ、V、T、C、S、AC内存中的绝对地址），这
样可以导使子程序导入另一个项目。子程序中的参数必须有
一个符号名（最多为23个字符）、一个变量类型和一个数据
类型。子程序最多可传递16 个参数。传递的参数在子程序
局部变量表中定义。
5.6 程序控制指令与子程序指令
 2）变量的类型
局部变量表
 局部变量表中的变量有IN、OUT、IN/OUT和TEMP等4种类型。
 IN（输入）型：将指定位置的参数传入子程序。如果参数是
直接寻址（例如VB10），在指定位置的数值被传入子程序。
如果参数是间接寻址，（例如*AC1），地址指针指定地址的
数值被传入子程序。如果参数是数据常量（16#1234）或地
址（&VB100），常量或地址数值被传入子程序。
5.6 程序控制指令与子程序指令
 2）变量的类型
 IN_OUT（输入-输出）型：将指定参数位置的数值被传入子
程序，并将子程序的执行结果的数值返回至相同的位置。输
入／输出型的参数不允许使用常量（例如16#1234）和地址
（例如&VB100）。
 OUT（输出）型：将子程序的结果数值返回至指定的参数位
置。常量（例如16#1234）和地址（例如&VB100）不允许用
作输出参数。
 在子程序中可以使用IN，IN/OUT，OUT类型的变量和调用子
程序POU之间传递参数。
 TEMP型：是局部存储变量，只能用于子程序内部暂时存储中
间运算结果，不能用来传递参数。
5.6 程序控制指令与子程序指令
 3）数据类型
 局部变量表中的数据类型包括：能流、布尔(位)、字节、
字、双字、整数、双整数和实数型。
 能流：能流仅用于位（布尔）输入。能流输入必须用在局
部变量表中其他类型输入之前。只有输入参数允许使用。
在梯形图中表达形式为用触点（位输入）将左侧母线和子
程序的指令盒连接起来。
 布尔：该数据类型用于位输入和输出。如图中的qd、tz是
布尔输入。
 字节、字、双字：这些数据类型分别用于1、2或4个字节不
带符号的输入或输出参数。
 整数、双整数：这些数据类型分别用于2或4个字节带符号
的输入或输出参数。
 实数：该数据类型用于单精度（4个字节）IEEE浮点数值。
5.6 程序控制指令与子程序指令
 4）建立带参数子程序的局部变量表
 局部变量表隐藏在程序显示区，将梯形图显示区向下拖动，
可以露出局部变量表，在局部变量表输入变量名称、变量
类型、数据类型等参数以后，双击指令树中子程序(或选
择点击方框快捷按钮F9，在弹出的菜单中选择子程序项)，
在梯形图显示区显示出带参数的子程序调用指令盒。
 局部变量表变量类型的修改方法：用光标选中变量类型区，
点击鼠标右键得到一个下拉菜单，点击选中的类型，在变
量类型区光标所在处可以得到选中的类型。
 子程序传递的参数放在子程序的局部存储器(L)中，局部
变量表最左列是系统指定的每个被传递参数的局部存储器
地址。
5.6 程序控制指令与子程序指令
 5）带参数子程序调用指令格式
 对于梯形图程序，在子程序局部变量表中为该子程序定义参数
后（如表），将生成客户化的调用指令块（如图），指令块中
自动包含子程序的输入参数和输出参数。在LAD程序的POU中插
入调用指令：第一步，打开程序编辑器窗口中所需的POU，光
标滚动至调用子程序的网络处。第二步，在指令树中，打开
“子程序”文件夹然后双击。第三步，为调用指令参数指定有
效的操作数。有效操作数为：存储器的地址、常量、全局变量
以及调用指令所在的POU中的局部变量（并非被调用子程序中
的局部变量）。
 注意：1如果在使用子程序调用指令后，然后修改该子程序的
局部变量表，调用指令则无效。必须删除无效调用，并用反映
正确参数的最新调用指令代替该调用。2子程序和调用程序共
用累加器。不会因使用子程序对累加器执行保存或恢复操作。
5.6 程序控制指令与子程序指令
 子程序举例
 1. 当I0.1为ON时，定时器T32 开始定时，产生每秒一次
的周期脉冲（即1S钟脉冲发生器），T32每次定时时间到，
调用一个子程序，在子程序中将模拟量输入AIW0的值送人
VW10，设计主程序和子程序。
 教案82例题.mwp
 2. 带参数的子程序例带参数的子程序.mwp
 3. 设计求周长的子程序，输入量为半径（<10000的整
数），输出量为圆周长（双字整数）。在I0.0的上升沿调
用子程序，半径为500mm，计算结果存放在VD10中。
 带参数子程序练习.mwp
5.7 中断指令
 S7-200设置了中断功能，用于实时控制、高速处理、通信和网络
等复杂和特殊的控制任务。中断就是终止当前正在运行的程序，
去执行为立即响应的信号而编制的中断服务程序，执行完毕再返
回原先被终止的程序并继续运行。
 5.7.1 中断源的类型
 中断源即发出中断请求的事件，又叫中断事件。为了便于识别，
系统给每个中断源都分配一个编号，称为中断事件号。S7-200系
列可编程控制器最多有34个中断源，分为三大类：通信中断、输
入/输出中断和时基中断。
 （1）通信中断
 在自由口通信模式下，用户可通过编程来设置波特率、奇偶校验
和通信协议等参数。用户通过编程控制通讯端口的事件为通信中
断。
5.7 中断指令
 5.7.1 中断源类型
 （2）I/O中断
 I/O中断包括外部输入上升/下降沿中断、高速计数器中断
和高速脉冲输出中断。
 S7-200用输入（I0.0、I0.1、I0.2或I0.3）上升/下降沿
产生中断。这些输入点用于捕获在发生时必须立即处理的
事件。
 高速计数器中断指对高速计数器运行时产生的事件实时响
应，包括当前值等于预设值时产生的中断，计数方向的改
变时产生的中断或计数器外部复位产生的中断。脉冲输出
中断是指预定数目脉冲输出完成而产生的中断。
5.7 中断指令
 5.7.1 中断源类型
 （3）时基中断
 时基中断包括定时中断和定时器T32/T96中断。定时中断用于支
持一个周期性的活动。周期时间从1毫秒至255毫秒，时基是1毫
秒。使用定时中断0，必须在SMB34中写入周期时间；使用定时
中断1，必须在SMB35中写入周期时间。将中断程序连接在定时
中断事件上，若定时中断被允许，则计时开始，每当达到定时
时间值，执行中断程序。定时中断可以用来对模拟量输入进行
采样或定期执行PID回路。定时器T32/T96中断指允许对定时间
间隔产生中断。这类中断只能用时基为1ms的定时器T32/T96构
成。当中断被启用后，当前值等于预置值时，在S7-200执行的
正常1毫秒定时器更新的过程中，执行连接的中断程序。
5.7 中断指令
 5.7.2 中断优先级和排对等候
 优先级是指多个中断事件同时发出中断请求时，CPU对中断事件
响应的优先次序。S7-200规定的中断优先由高到低依次是：通
信中断、I/O中断和定时中断。每类中断中不同的中断事件又有
不同的优先权。
 一个程序中总共可有128个中断。S7-200在各自的优先级组内按
照先来先服务的原则为中断提供服务。
 在任何时刻，只能执行一个中断程序。一旦一个中断程序开始
执行，则一直执行至完成。不能被另一个中断程序打断，即使
是更高优先级的中断程序。中断程序执行中，新的中断请求按
优先级排队等候。
 中断队列能保存的中断个数有限，若超出，则会产生溢出。
5.7 中断指令
 中断指令有4条，包括开、关中断指令，中断连接、分离
指令
5.7 中断指令
 开、关中断指令
 开中断（ENI）指令全局性允许所有中断事件 。关中断
（DISI）指令全局性禁止所有中断事件，中断事件的每次
出现均被排队等候，直至使用全局开中断指令重新启用中
断。
 PLC转换到RUN（运行）模式时，中断开始时被禁用，可以
通过执行开中断指令，允许所有中断事件。执行关中断指
令会禁止处理中断，但是现用中断事件将继续排队等候。
5.7 中断指令
 中断连接、分离指令
 中断连接指令（ATCH）指令将中断事件（EVNT）与中断程
序号码（INT）相连接，并启用中断事件。
 分离中断（DTCH）指令取消某中断事件（EVNT）与所有中
断程序之间的连接，并禁用该中断事件。
 注意：一个中断事件只能连接一个中断程序，但多个中断
事件可以调用一个中断程序。
5.7 中断指令
 5.7.3 中断程序
 1. 中断程序的概念
 中断程序是为处理中断事件而事先编好的程序。中断程序
不是由程序调用，而是在中断事件发生时由操作系统调用。
在中断程序中不能改写其他程序使用的存储器，最好使用
局部变量。中断程序应实现特定的任务，应“越短越好”，
中断程序由中断程序号开始，以无条件返回指令（CRETI）
结束。在中断程序中禁止使用DISI、ENI、HDEF、LSCR和
END指令。
5.7 中断指令
 5.7.3 中断程序
 2. 建立中断程序的方法
 方法一：从“编辑”菜单→选择插入（Insert）→ 中断
（Interrupt）。
 方法二：从指令树，用鼠标右键单击“程序块”图标并从
弹出菜单→选择插入（Insert）→ 中断（Interrupt）。
 方法三：从“程序编辑器”窗口，从弹出菜单用鼠标右键
单击插入（Insert）→ 中断（Interrupt）。
 程序编辑器从先前的POU显示更改为新中断程序，在程序
编辑器的底部会出现一个新标记，代表新的中断程序。
程序举例
 例编写由I0.1的上升沿产生的中断事件的初始化程序。
 分析：查表可知，I0.1上升沿产生的中断事件号为2。所以
在主程序中用ATCH指令将事件号2和中断程序0连接起来，
并全局开中断主程序：
例：编程完成采样工作，要求每10ms采样一次。
 分析：完成每10ms采样一次，需用定时中断，查表可知，定时中断0
的中断事件号为10。因此在主程序中将采样周期（10ms）即定时中断
的时间间隔写入定时中断0的特殊存储器SMB34，并将中断事件10和
INT-0连接，全局开中断。在中断程序0中，将模拟量输入信号读入，
程序如图 主程序
中断程序0
程序举例
 利用定时中断功能编制一个程序，实现如下功能：当I0.0
由OFF→ON，Q0.0亮1s，灭1s，如此循环反复直至I0.0由
ON→OFF，Q0.0变为OFF。