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详解西门子PLC间接寻址

2018-07-09  爱因思念l...
工控帮
  


详解西门子PLC间接寻址

  完整一条指令,应该包含指令符 操作数(当然不包括那些单指令,比如NOT等)。其中操作数是指令要执行目标,也就是指令要进行操作址。

  我们知道,PLC中划有各种用途存储区,比如物理输入输出区P、映像输入区I、映像输出区Q、位存储区M、定时器T、计数器C、数据区DBL等,同时我们还知道,每个区域可以用位(BIT)、字节(BYTE)、字(WORD)、双字(DWORD)来衡量,说来指定确切大小。当然定时器T、计数器C不存这种衡量体制,它们仅用位来衡量。由此我们可以到,要描述一个址,至少应该包含两个要素:

1、存储区域

2、这个区域中具体位置

  比如:A Q2.0

  其中A是指令符,Q2.0A操作数,也就是址。这个址由两部分组成:

Q:指是映像输出区

2.0:就是这个映像输出区第二个字节第0位。

  由此,我们出, 一个确切址组成应该是:

  〖存储区符〗〖存储区尺寸符〗〖尺寸数值〗.〖位数值〗,例如:DBX200.0

DB X 200 . 0

  其中,我们又把〖存储区符〗〖存储区尺寸符〗这两个部分合称为:址标识符。这样,一个确切址组成,又可以写成:

  址标识符   确切数值单元

  【间接寻址概念】

  寻址,就是指定指令要进行操作址。给定指令操作址方法,就是寻址方法。

  谈间接寻址之前,我们简单了解一下直接寻址。所谓直接寻址,简单说,就是直接给出指令确切操作数,象上面所说,A Q2.0,就是直接寻址,A这个指令来说,Q2.0就是它要进行操作址。

  这样看来,间接寻址就是间接给出指令确切操作数。对,就是这个概念。

  比如:A Q[MD100] A T[DBW100]。程序语句中用方刮号 [ ] 标明内容,间接指明了指令要进行址,这两个语句中MD100DBW100称为指针Pointer,它指向它们其中包含数值,才是指令真正要执行址区域确切位置。间接由此名。

  西门子间接寻址方式计有两大类型:存储器间接寻址和寄存器间接寻址。

  【存储器间接寻址】

  存储器间接寻址址给定格式是:址标识符 指针。指针所指示存储单元中所包含数值,就是址确切数值单元。

  存储器间接寻址具有两个指针格式:单字和双字。

  单字指针是一个16bit结构,从0-15bit,指示一个从0-65535数值,这个数值就是被寻址存储区域编号。

  双字指针是一个32bit结构,从0-2bit,共三位,8进制指示被寻址位编号,也就是0-7;而从3-18bit,共16位,指示一个从0-65535数值,这个数值就是被寻址字节编号。

  指针可以存放MDIDBL区域中,也就是说,可以用这些区域内容来做指针。

  单字指针和双字指针使用上有很大区别。下面举例说明:

L DW#16#35 //3216进制数35存入ACC1

T MD2 //这个值再存入MD2,这是个32位位存储区域

L 10 //16位整数10存入ACC13216进制数35自动移动到ACC2

T MW100 //这个值再存入MW100,这是个16位位存储区域

OPN DB[MW100] //打开DB10。这里[MW100]就是个单字指针,存放指针区域是M区,

MW100中值10,就是指针间接指定址,它是个16位值!

--------

L L# 10 //32位形式,把10放入ACC1,此时,ACC2中内容为:16位整数10

T MD104 //这个值再存入MD104,这是个32位位存储区域

A I[MD104] //I1.2进行与逻辑操作!

=DIX[MD2] //赋值背景数据位DIX6.5

--------

A DB[MW100].DBX[MD2] //读入DB10.DBX6.5数据位状态

=Q[MD2] //赋值给Q6.5

--------

A DB[MW100].DBX[MD2] //读入DB10.DBX6.5数据位状态

=Q[MW100] //错误!!没有Q10这个元件

---------------------------------------------------------------------------------------------------

  从上面系列举例我们至少看出来一点:

  单字指针只应用址标识符是非位情况下。确,单字指针前面描述过,它确定数值是0-65535,而byte.bit这种具体位结构来说,只能用双字指针。这是它们第一个区别,单字指针另外一个限制就是,它只能对TCDBFCFB进行寻址,通俗说,单字指针只可以用来指代这些存储区域编号。

  相单字指针,双字指针就没有这样限制,它可以对位址进行寻址,还可以对BYTEWORDDWORD寻址,没有区域限制。,有必有失,对非位区域进行寻址时,必须确保其0-2bit为全0

  总结一下:

  单字指针存储器间接寻址只能用址标识符是非位场合;双字指针有位格式存,对址标识符没有限制。也正是双字指针是一个具有位指针,,当对字节、字双字存储区址进行寻址时,必须确保双字指针内容是8倍数。

  现,我们来分析一下上述例子中A I[MD104] 为什么最后是对I1.2进行与逻辑操作。

L L# 10 ,我们知道存放MD104中值应该是:

MD1040000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1010

  当作为双字指针时,就应该3-18bit指定byte0-2bit指定bit来确定最终指令要操作址,:

0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1010 = 1.2

  详解西门子间接寻址<2>

  【址寄存器间接寻址】

  先前所说存储器间接寻址中,间接指针用MDBDIL直接指定,就是说,指针指向存储区内容就是指令要执行确切址数值单元。但寄存器间接寻址中,指令要执行确切址数值单元,并非寄存器指向存储区内容,也就是说,寄存器本身也是间接指向真正址数值单元。从寄存器到出真正址数值单元,西门子提供了两种途径:

1、区域内寄存器间接寻址

2、区域间寄存器间接寻址

  址寄存器间接寻址一般格式是:

  〖址标识符〗〖寄存器,P#byte.bit〗,比如:DIX[AR1,P#1.5] 或 M[AR1,P#0.0] 

  〖寄存器,P#byte.bit〗统称为:寄存器寻址指针,而〖址标识符〗上帖中谈过,它包含〖存储区符〗 〖存储区尺寸符〗。但这里,情况有所变化。比较一下刚才例子:

DIX [AR1,P#1.5]

X [AR1,P#1.5]

DIX可以认为是我们通常定义址标识符,DI是背景数据块存储区域,X是这个存储区域尺寸符,指是背景数据块中位。但下面一个示例中M呢?X指定了存储区域尺寸符,那么存储区域符哪里呢?毫无疑问,AR1中!

DIX [AR1,P#1.5] 这个例子,要寻址址区域事先已经确定,AR1可以改变这个区域内确切址数值单元,我们称之为:区域内寄存器间接寻址方式,相应,这里[AR1,P#1.5] 就叫做区域内寻址指针。

X [AR1,P#1.5] 这个例子,要寻址址区域和确切址数值单元,都未事先确定,确定了存储大小,这就是意味着我们可以不同区域间不同址数值单元以给定区域大小进行寻址,称之为:区域间寄存器间接寻址方式,相应,这里[AR1,P#1.5] 就叫做区域间寻址指针。

  既然有着区域内和区域间寻址之分,那么,同样AR1中,就存有不同内容,它们代表着不同含义。

  【AR格式】

  址寄存器是专门用于寻址一个特殊指针区域,西门子址寄存器共有两个:AR1AR2,每个32位。

  当使用区域内寄存器间接寻址中时,我们知道这时AR中内容指明数值单元,,区域内寄存器间接寻址时,寄存器中内容等同于上帖中提及存储器间接寻址中双字指针,也就是:

  其0-2bit,指定bit位,3-18bit指定byte字节。其第31bit固定为0

AR

0000 0000 0000 0BBB BBBB BBBB BBBB BXXX

  这样规定,就意味着AR取值只能是:0.0 ——65535.7

  例如:当AR=D4hex=0000 0000 0000 0000 0000 0000 1101 0100b),实际上就是等于26.4

  而区域间寄存器间接寻址中,要寻址区域也要AR中指定,显然这时AR中内容肯定于寄存器区域内间接寻址时,对AR内容要求,说规定不同。

AR

1000 0YYY 0000 0BBB BBBB BBBB BBBB BXXX

  比较一下两种格式不同,我们发现,这里第31bit被固定为1,同时,第242526位有了可以取值范围。聪明你,肯定可以联想到,这是用于指定存储区域。对,bit24-26取值确定了要寻址区域,它取值是这样定义:

  区域标识符

262524

P(外部输入输出)

000

I(输入映像区)

001

Q(输出映像区)

010

M(位存储区)

011

DB(数据块)

100

DI(背景数据块)

101

L(暂存数据区,也叫局域数据)

111

  我们把这样AR内容,用HEX表示话,那么就有:

  当是对P区域寻址时,AR=800xxxxx

  当是对I区域寻址时,AR=810xxxxx

  当是对Q区域寻址时,AR=820xxxxx

  当是对M区域寻址时,AR=830xxxxx

  当是对DB区域寻址时,AR=840xxxxx

  当是对DI区域寻址时,AR=850xxxxx

  当是对L区域寻址时,AR=870xxxxx

  列举,我们有了初步结论:AR中内容是8开头,那么就一定是区域间寻址;要DB区中进行寻址,只需8后面跟上一个4084000000-840FFFFF指明了要寻址范围是:

DB0.0——65535.7

  例如:当AR=840000D4hex=1000 0100 0000 0000 0000 0000 1101 0100b),实际上就是等于DBX26.4

  我们看到,寄存器寻址指针 [AR1/2,P#byte.bit] 这种结构中,P#byte.bit又是什么呢?

  【P#指针】

P#PPointer,是个32位直接指针。所谓直接,是指P##后面所跟数值存储单元,是P直接给定。这样P#XXX这种指针,就可以被用来指令寻址中,作为一个“常数”来对待,这个“常数”可以包含或不包含存储区域。例如:

● L P#Q1.0 //Q1.0这个指针存入ACC1,此时ACC1内容=82000008hex=Q1.0

★ L P#1.0 //1.0这个指针存入ACC1,此时ACC1内容=00000008hex=1.0

● L P#MB100 //错误!必须byte.bit结构给定指针。

● L P#M100.0 //M100.0这个指针存入ACC1,此时ACC1内容=83000320hex=M100.0

● L P#DB100.DBX26.4 //错误!DBX已经提供了存储区域,不能重复指定。

● L P#DBX26.4 //DBX26.4这个指针存入ACC1,此时ACC1内容=840000D4hex=DBX26.4

  我们发现,当对P#指定数值时,累加器中值和区域内寻址指针规定格式相同(也和存储器间接寻址双字指针格式相同);而当对P#指定带有存储区域时,累加器中内容和区域间寻址指针内容完全相同。事实上,把什么样值传给AR,就决定了是以什么样方式来进行寄存器间接寻址。实际应用中,我们正是利用P#这种特点,不同需要,指定P#指针,然后,再传递给AR,以确定最终寻址方式。

  寄存器寻址中,P#XXX作为寄存器AR指针偏移量,用来和AR指针进行相加运算,运算结果,才是指令真正要操作确切址数值单元!

  是区域内区域间寻址,址所存储区域都有了指定,,这里P#XXX只能指定纯粹数值,如上面例子中★。

  【指针偏移运算法则】

  寄存器寻址指针 [AR1/2,P#byte.bit] 这种结构中,P#byte.bit如何参与运算,出最终址呢?

  运算法则是:AR1P#中数值,BYTE位和BIT位分类相加。BIT位相加按八进制规则运算,而BYTE位相加,则十进制规则运算。

  例如:寄存器寻址指针是:[AR1P#2.6],我们分AR1=26.4DBX26.4两种情况来分析。

  当AR1等于26.4

AR126.2

P#: 2.6

---------------------------

= 29.7 这是区域内寄存器间接寻址最终确切址数值单元

  当AR1等于DBX26.4

AR1DBX26.2

P#: 2.6

---------------------------

= DBX29.7 这是区域间寄存器间接寻址最终确切址数值单元

  【AR址数据赋值】

  前面介绍,我们知道,要正确运用寄存器寻址,最重要是对寄存器AR赋值。同样,区分是区域内区域间寻址,也是看AR中赋值。

  对AR赋值通常有下面几个方法:

1、直接赋值法

  例如:

L DW#16#83000320

LAR1

  可以用16进制、整数二进制直接给值,但必须确保是32位数据。赋值AR1中既存储了址数值,也指定了存储区域,这时寄存器寻址方式肯定是区域间寻址。

2、间接赋值法

  例如:

L [MD100]

LAR1

  可以用存储器间接寻址指针给定AR1内容。具体内容存储MD100中。

3、指针赋值法

  例如:

LAR1 P#26.2

  使用P#这个32位“常数”指针赋值AR

  总之,使用哪种赋值方式,AR存储数据格式有明确规定,,都要赋值前,确认所赋值是否符合寻址规范。

  详解西门子间接寻址<3>

  使用间接寻址主要目,是使指令执行结果有动态变化,简化程序是第一目,某些情况下,这样寻址方式是必须,比如对某存储区域数据遍历。此外,间接寻址,还可以使程序更具柔性,换句话说,可以标准化。

  下面实例应用来分析如何灵活运用这些寻址方式,实例分析过程中,将对前面帖子中笔误、错误和遗漏做纠正和补充。

  【存储器间接寻址应用实例】

  我们先看一段示例程序:

L 100

T MW 100 // 16位整数100传入MW100

L DW#16#8 // 加载双字16进制数8,当把它用作双字指针时,BYTE.BIT结构,

结果演变过程就是:8H=1000B=1.0

T MD 2 // MD2=8H

OPN DB [MW 100] // OPN DB100

L DBW [MD 2] // L DB100.DBW1

T MW[MD2] // T MW1

A DBX [MD 2] // A DBX1.0

= M [MD 2] // =M1.0

  这个例子中,我们中心思想其实就是:将DB100.DBW1中内容传送到MW1中。这里我们使用了存储器间接寻址两个指针——单字指针MW100用于指定DB块编号,双字指针MD2用于指定DBWMW存储区字址。

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

  坛友提出 DB[MW100].DBW[MD2] 这样寻址是错误提法,这里做个解释:

DB[MW100].DBW[MD2] 这样寻址结构就寻址原理来说,是可以理解,但从SIEMENS程序执行机理来看,是非法。实际程序中,这样寻址,程序语句应该写成:

OPN DBW[WM100], L DBW[MD2]-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

  事实上,从这个例子中心思想来看,根本没有必要如此复杂。但为什么要用间接寻址呢?

  要澄清使用间接寻址优势,就让我们从比较中,找答案吧。

  例子告诉我们,它最终执行是把DB某个具体字数据传送到位存储区某个具体字中。这是针对数据块1001数据字传送到位存储区第1字中具体操作。我们现需要对同样数据块多个字(连续不连续)进行传送呢?直接方法,就是一句一句写这样具体操作。有多少个字传送,就写多少这样语句。毫无疑问,不知道间接寻址道理,也应该明白,这样编程方法是不合理。而使用间接寻址方法,语句就简单多了。

  【示例程序结构分析】

  我将示例程序从结构上做个区分,重新输入如下:

=========================== 输入1:指定数据块编号变量

|| L 100

|| T MW 100

===========================输入2:指定字址变量

|| L DW#16#8

|| T MD 2

===========================操作主体程序

OPN DB [MW 100]

L DBW [MD 2]

T MW[MD2]

  显然,我们根本不需要对主体程序(红色部分)进行简单而重复复写,而只需改变MW100MD2赋值(绿色部分),就可以完成应用要求。

  结论:对间接寻址指针内容修改,就完成了主体程序执行结果变更,这种修改是可以是动态和静态。

  正是对真正目标程序(主体程序)不做任何变动,而寻址指针是这个程序中唯一要修改方,可以认为,寻址指针是主体程序入口参数,就好比功能块输入参数。可使程序标准化,具有移植性、通用性。

  那么又如何动态改写指针赋值呢?不会是另一种简单而重复复写吧。

  让我们以一个具体应用,来完善这段示例程序吧:

  将DB1001-11数据字,传送到MW1-11

  设计完成这个任务程序之前,我们先了解一些背景知识。

  【数据对象尺寸划分规则】

  数据对象尺寸分为:位(BOOL)、字节(BYTE)、字(WORD)、双字(DWORD)。这似乎是个简单概念,但,MW10=MB10 MB11,那么是说,MW11=MB12 MB13?你回答是肯定,我建议你继续看下去,不要跳过,这里疏忽,会导致最终程序错误。

  按位和字节来划分数据对象大小时,是以数据对象bit来偏移。这句话就是说,0bit后就是1bit1bit后肯定是2bit,以此类推直到7bit,完成一个字节大小指定,再有一个bit偏移,就进入下一个字节0bit

  而按字和双字来划分数据对象大小时,是以数据对象BYTE来偏移!这就是说,MW10=MB10 MB11,并说,MW11=MB12 MB13,正确是MW11=MB11 MB12,然后才是MW12=MB12 MB13

  这个概念重要性,你程序中使用了MW10,那么,就不能对MW11进行任何操作,,MB11MW10MW11交集。

  也就是说,“将DB1001-11数据字,传送到MW1-11中”这个具体任务而言,我们只需要对DBW1DBW3DBW5DBW7DBW9DBW116个字进行6次传送操作即可。这就是单独分出一节,说明数据对象尺寸划分规则这个看似简单概念目所。

  【循环结构】

  要“将DB1001-11数据字,传送到MW1-11中”,我们需要将指针内容顺序逐一指向相应数据字,这种对指针内容动态修改,其实就是遍历。遍历,最简单莫过于循环。

  一个循环包括以下几个要素:

1、初始循环指针

2、循环指针自加减

2、继续退出循环体条件判断

  被循环程序主体必须位于初始循环指针之后,和循环指针自加减之前。

  比如:

  初始循环指针:X=0

  循环开始点M

  被循环程序主体:-------

  循环指针自加减:X 1=X

  循环条件判断:X10 FalseGO TO MTrueGO TO N

  循环退出点N

  把X作为间接寻址指针内容,对循环指针操作,就等于对寻址指针内容动态而循环修改了。

  【将DB1001-11数据字,传送到MW1-11中】

L L#1 //初始化循环指针。这里循环指针就是我们要修改寻址指针

T MD 102

M2: L MD 102

T #COUNTER_D

OPN DB100

L DBW [MD 102]

T MW [MD 102]

L #COUNTER_D

L L#2 // 2,是数据字偏移基准是字节。

D

T MD 102 //自加减循环指针,这是动态修改了寻址指针关键

L L#11 //循环次数=n-1n=6。这是,首次进入循环是无条件,

但已事实上执行了一次操作。

<=D

JC M2

T MD102 L L#11, <=D详细分析,请前面内容推导。

  【将DB1-101-11数据字,传送到MW1-11中】

  这里增加了对DB数据块寻址,使用单字指针MW100存储寻址址,同样使用了循环,嵌套数据字传送循环外,这样,要完成“将DB1-101-11数据字,传送到MW1-11中”这个任务 ,共需要M1循环10次 ×M2循环6次 =60次。

L 1

T MW 100

L L#1

T MD 102

M1: L MW 100

T #COUNTER_W

M2: 对数据字循环传送程序,同上例

L #COUNTER_W

L 1 //这里数据字偏移,编号简单递增, 1

I

T MW 100

L 9 //循环次数=n-1n=10

<=I

JC M1

  示例分析,程序是让寻址指针对要操作数据对象范围内进行遍历来编程,完成这个任务。我们看到,这种对存储器间接寻址指针遍历是基于字节和字,如何对位进行遍历呢?

  这就是下一个帖子要分析寄存器间接寻址实例内容了。

  详解西门子间接寻址<4>

L [MD100]

LAR1

  与

L MD100

LAR1

  有什么区别?

  当将MD100以这种 [MD100] 形式表示时,你既要对MD100赋值时考虑到所赋值是否符合存储器间接寻址双字指针规范,又要使用这个寻址格式作为语句一部分时,是否符合语法规范。

  你给出第一个例程第一句:L [MD100]上,我们看出它犯了后一个错误。

  存储器间接寻址指针,是作为指定存储区域确切数值单元来运用。也就是说,指针不包含区域标识,它指明了一个数值。,要 [MD100]前加上区域标识如: MDBIQL等,还要加上存储区尺寸大小如:XBWD等。加存储区域和大小标识时,要考虑累加器加载指令L不能对位址操作,,只能指定非位址。

  对比下面寄存器寻址方式,我们这里,修改为:L MD[MD100]。并假定MD100=8Hex,同时我们也假定MD1=85000018Hex

  当把MD100这个双字作为一个双字指针运用时,其存储值0-18bit将会双字指针结构Byte.bit来重新“翻译”,“翻译”结果才是指针指向址,MD1008Hex=1000B=1.0,下面语句:

L MD[MD100]

LAR1

“翻译”就是:

L MD1

LAR1

  前面我们已经假定了MD1=85000018,同样道理,MD1作为指针使用时,对0-18bit应该Byte.bit结构“翻译”,是传送给AR址寄存器,还要对24-31bit进行区域寻址“翻译”。这样,我们出LAR1中最终值=DIX3.0。就是说,我们址寄存器AR1中存储了一个指针,它指向DIX3.0

-----------------------------

L MD100

LAR1

  这段语句,是直接把MD100值传送给AR,当然也要“翻译”,结果AR1=1.0。就是说,我们址寄存器AR1中存储了一个指针,它指向1.0,这是由MD100直接赋值。

  似乎,两段语句,赋值给AR1结果不同而已,其实不然。我们事先假定值是考虑到对比关系,特意指定。MD100=CHex呢?

  前一段,CHex=1100,其0-3bit为非0,程序将立即出错,无法执行。(没有MD1.4这种址!!)

  后一段AR1值翻译以后,等于1.4,程序能正常执行。


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 源:安徽信控电气

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