电气控制及PLC技术_杨霞, 刘桂秋编著_9787302463979

电气控制及PLC技术结合了自动控制技术、计算机技术、通讯技术, 是工业自动化技术的核心技术, 教材在阐述电气控制及PLC技术基本原理的基础上, 从应用的角度出发, 反映电气控制及PLC技术在工业生产过程控制方面的广泛应用。

前言

Electrical Control and PLC Technology

电气控制及PLC技术结合了自动控制技术、计算机技术、通信技术，是工业自动化技术的核心。本书在阐述电气控制及PLC技术基本原理的基础上，从应用的角度出发，充分反映电气控制及PLC技术在工业生产过程控制方面的广泛应用及其发展趋势。

全书分电气控制技术和PLC控制技术两大部分，与现有教材相比，有自己的独特特点。首先，基础知识讲解透彻，介绍了常用低压电器元件、电气控制的基本规律、常用典型电气控制线路分析和电气控制线路的设计；可编程控制器的基础知识、系统配置、指令系统等。其次，以机电控制为主线，给出了大量实例，并配有详细的程序，内容也是由浅入深，使读者逐步掌握PLC应用系统的设计及编程方法，弥补了国内相关书籍在程序设计方法介绍方面的不足，对于学习可编程控制器的具体应用有很大帮助，同时为配合教学需要和培养学生实践能力，本书着重基本设计技能的基本训练，在基本设计方法上展开撰写。此外，每一章后面都配有与该章学习目标紧密相关的思考题和习题，便于学生巩固所学内容。

近年来，德国西门子（SIEMENS）公司的SIMATICS7系列的PLC在我国已广泛应用于各行各业的生产过程的自动控制中。本书以西门子S7200 PLC为例来编写，既注重基础知识，也注重工程应用，同时也系统地阐述了PLC控制系统的设计方法和技巧，介绍了应用系统的设计与开发，并提供了许多实验和典型的设计实例，加强了实际应用的设计指导。

编者从事电气控制及PLC技术课程教学多年，密切关注国内外学科*新进展，力求基本概念突出、内容新颖简化、理论与实际结合密切。本书系统性、实用性强，内容丰富，简明易懂，可作为大专院校自动化、电气工程、电气技术、机电一体化、机械设计制造和自动化等相关专业的教材，也可供工程技术人员参考和培训班使用。由于编者水平所限，错误和不妥之处在所难免，敬请专家、同仁、读者批评指正。

作者2016年10月

第5章 Electrical Control and PLC Technology 数据处理、运算指令 PLC产生初期主要用于在工业控制中以逻辑控制来代替继电器控制。随着计算机技术与PLC技术的不断发展与融合，PLC增加了数据处理功能，使其在工业应用中功能更强，应用范围更广。在当今自动化程度越来越高的加工生产线中，仅仅具备基本指令的功能是远远不够的，还应该具备数据处理和运算的功能。

5.1数据处理指令数据处理指令涉及对数据的非数值运算操作，主要包括传送、移位、字节交换、循环移位和填充等指令。

5.1.1数据传送指令该类指令用来完成各存储单元之间一个或者多个数据的传送。可分为单一传送指令和块传送指令。 1. 字节、字、双字、实数单个数据传送指令MOV 数据传送指令MOV用来传送单个的字节、字、双字、实数。指令格式及功能如表51所示。表51单个数据传送指令MOV指令格式 LAD STLMOVB IN，OUTMOVW IN，OUTMOVD IN，OUTMOVR IN，OUT 操作数及数据类型 IN： VB,IB,QB,MB,SB,SMB,LB,AC及常量; OUT： VB,IB,QB,MB,SB,SMB,LB,AC IN： VW,IW,QW,MW,SW,SMW,LW,T,C,AIW，AC及常量; OUT： VW,T,C,IW,QW,SW,MW,SMW,LW,AC,AQW IN： VD,ID,QD,MD,SD,SMD,LD,HC,AC及常量; OUT： VD,ID,QD,MD,SD,SMD,LD,AC IN： VD,ID,QD,MD,SD,SMD,LD,AC及常量; OUT： VD,ID,QD,MD,SD,SMD,LD,AC 数据类型：字节数据类型：字、整数数据类型：双字、双整数数据类型：实数功能使能输入有效时，即EN=1时，将一个输入IN的字节、字/整数、双字/双整数或实数送到OUT指定的存储器输出。在传送过程中不改变数据的大小。传送后，输入存储器IN中的内容不变【提示】使ENO=0，即使能输出断开的错误条件是： SM4.3(运行时间)、0006(间接寻址错误)。【例51】单个数据传送指令MOV程序举例。

(1) 将数据255传送到VB1里面。程序如图51所示。图51MOV_B指令（例51题图）设计分析：当I0.1接通时，MOV_B指令将数据255传给VB1，传送后，VB1=255，此后，即使I0.1断开，VB1里的数据保持255不变。

(2) 将变量存储器VW10中的内容送到VW100中。程序如图52所示。图52MOV_W指令(例51题图) (3) 在I0.1控制开关导通时，将VD100中的双字数据传送到VD200中。程序如图53所示。图53MOV_DW指令(例51题图) (4) 在I0.1控制开关导通时，将常数3.14传送到双字单元VD200中。程序如图54所示。图54MOV_R指令(例51题图) (5) 定时器及计数器当前值的读取。程序如图55所示。图55定时器及计数器当前值的读取(例51题图) (6) 定时器(计数器)设定值的间接指定。程序如图56所示。图56定时器设定值的间接指定(例51题图) 【提示】因定时器及计数器的数据类型都为整数型，因此使用传送指令时一定要用MOV_W。【提示】功能指令涉及的数据类型多，编程时应保证操作数在合法范围内。S7200 PLC不支持完全数据类型检查。操作数的数据类型应与指令标识符相匹配。

2. 字节、字、双字、实数数据块传送指令BLKMOV 该类指令可用来进行一次多个(*多255)数据的传送。数据块传送指令将从输入地址IN开始的N个数据传送到输出地址OUT开始的N个单元中，N的范围为1~255，N的数据类型为字节。指令格式及功能如表52所示。表52数据传送指令BLKMOV指令格式 LAD STLBMBIN，OUTBMWIN，OUTBMDIN，OUT 续表操作数及数据类型 IN： VB,IB,QB,MB,SB,SMB,LB； OUT： VB,IB,QB,MB,SB,SMB,LB；数据类型：字节IN： VW,IW,QW,MW,SW,SMW,LW,T,C,AIW； OUT： VW,IW,QW,MW,SW,SMW,LW,T,C,AQW；数据类型：字 IN/OUT： VD,ID,QD,MD,SD,SMD,LD；数据类型：双字 N： VB,IB,QB,MB,SB,SMB,LB,AC及常量；数据类型：字节；数据范围： 1~255 功能使能输入有效时，即EN=1时，把从输入IN开始的N个字节(字、双字)传送到以输出OUT开始的N个字节(字、双字)中【提示】使ENO=0的错误条件： 0006(间接寻址错误)、0091(操作数超出范围)。【例52】块传送指令BLKMOV程序举例。将变量存储器VB1开始的3个字节(VB1~VB3)中的数据移至VB11开始的3个字节中(VB11~VB13)。程序如图57所示。图57例52题图

5.1.2字节交换、存储器填充与字节立即读写指令

1. 字节交换与存储器填充指令字节交换指令用来交换输入字IN的*高位字节和*低位字节，交换结果仍存在输入端(IN)指定的地址中。存储器填充指令在EN端口执行条件存在时，用IN指定的输入值填充从OUT指定的存储单元开始的N个字的存储空间。多用于字数据存储区填充及对空间的清零。指令格式如表53所示。表53字节交换指令使用格式及功能 LADSTL功能及说明 SWAP IN功能：使能输入EN有效时,将输入字IN的高字节与低字节交换，结果仍放在IN中; IN： VW,IW,QW,MW,SW,SMW,T,C,LW,AC; 数据类型：字续表 LADSTL功能及说明 FILL IN,OUT,N功能：将字型输入数据从OUT开始的N个字存储单元中; IN： VW，IW，QW，MW，SW，SMW，LW，T，C，AIW，AC，常数，*VD，*AC，*LD; OUT： VW，IW，QW，MW，SW，SMW，LW，T，C，AQW，*VD，*AC，*LD; N： VB，IB，QB，MB，SB，SMB，LB，AC，常数，*VD，*AC，*LD; 数据类型： IN、OUT为字型，N为字节型，取值范围为1~255的整数【提示】ENO=0的错误条件： 0006(间接寻址错误)、SM4.3(运行时间)。【例53】字节交换和存储器填充指令应用举例，如图58、图59和图510所示。

(1) 字节交换指令图58字节交换指令(例53题图) 分析：指令执行之前VW50中的字为D6 C3；指令执行之后VW50中的字为C3 D6。

(2) 存储器填充指令图59VM200~VM219中全部清0（例53题图）分析：指令执行之后,VW200~VW219中全部清0。另外，如果将VW100开始的256个字节全部清0。N怎么给？图510VM100开始的256个字节全部清0(例53题图) 分析：在I0.1控制开关导通时，将VW100开始的256个字节全部清0。

2. 字节立即读写指令字节立即读指令(MOVBIR)在EN端口执行条件存在时，读取实际物理输入端IN给出的1个字节的数值，并将结果写入OUT所指定的存储单元，但输入映像寄存器未更新。字节立即写指令(MOVBIW)在EN端口执行条件存在时，从输入IN所指定的存储单元中读取1个字节的数值并写入实际输出OUT端的物理输出点，同时刷新对应的输出映像寄存器。指令格式及功能如表54所示。表54字节立即读写指令格式

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