西门子S7-200PLC的特殊功能指令

一 .立即类指令

二 .中断指令

三 .高速计数器

四 .高速脉冲输出

五. 实时钟指令

六 .PID指令

七. 文本显示器TD400

1.立即类指令

普通指令是按照时间节拍去采样输入端子状态，和刷新输出的这样对于需要快速处理的问题会造成反映迟缓。例如电子装置过载能力很差，如果不及时采取措施将造成经济损失。

立即类指令分为立即输入和立即输出两大类。分别用触点和线圈表示。

如图

2.中断指令

概念:

中段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终止的程序并继续执行。

中断源

中断源是指发出中断请求的事件，又叫中断事件。

中断服务程序

用于处理中断事件的子程序叫中断服务程序。中断服务程序不是由指令调用，而是中断事件调用。

执行中断流程

编写中断服务程序完成后，进行相应的设置：开全局中断，连接中断事件即可。

主要分为：

（1）中断源

（2）中断指令

（3）中断程序

（4）文本显示器

（1）中断源分类：

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（I/O）中断

时基中断

注：1.中断优先级由高到低依次是：

通信中断、输入输出中断、时基中断。

每种中断中的不同中断事件又有不同的优先权。

主机中的所有中断事件及优先级如下表。

如图

如图

2.CPU响应中断的原则

一个程序中总共可有128个中断。

S7-200在任何时刻，只能执行一个中断程序；在中断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，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。

（2）中断指令

如图

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。

注意:

(1)在中断程序中禁止使用DISI、ENI、HDEF、LSCR、END指令。

(2)中断程序最后一条指令一定是无条件返回指令RETI(省略),也可以是有条件返回指令CRETI结束中断程序。

编写由I0.0的上升沿产生的中断事件的初始化程序。

主程序：电动机起保停电路，I0.0是停止按钮。

编写中断服务程序：中断发生后Q0.1置位报 警。

连接中断：用SM0.1驱动ATCH连接中断事件0，驱动(ENI)开全局中断。

如图

1.定时器中断

S7-200有2个定时中断：2个定时器中断。

定时中断中断0事件号10，定时中断1事件号11，主要用于对输出端的间隔采样，由SMB34给出采样间隔时间，在1~255ms之间。

定时中断T32中断和定时器T96中断，等于设定值发生中断。间隔时间可以在1~32000ms之间采样或定时。

例：编程定时器T32中断，实现跑马灯效果

用SM0.1连接开全局中断ENI和连接事件号21。连接自激励形式定时器给设定值SMW28。用循环移位指令编写子程序。

如图

三 .高速计数器

采用普通的计数器，其输入脉冲的频率要显著低于PLC扫描的频率。在进行电动机的转角控制时，常常使用编码器输出电机转动信息，编码器的A、B脉冲的频率很高上百KHz，只能使用PLC内部的高速计数器对脉冲计数。高速计数器计数速度不受扫描的影响，采用中断方

1.高速计数器介绍

高速计数器在程序中使用时的地址编号用HCn来表示（在非程序中有时用HSCn），HC表编程元件名称为高速计数器，n为编号。

如图

1.2高速计数器输入端的连接

高速计数器中断事件大致分为3类：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。所有高速计数器都支持当前值等于预设值中断。

如图

2. 高速计数器的工作模式

如图

注：高速计数器有6种编号,12种工作模式.

HSC0和HSC4有模式0、1、3、4、6、7、8、9、10；

HSC1和HSC2有模式0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11；

HSC3和HSC5只有模式0。

3．高速计数器的控制字和状态字

如图

4.高速计数器的使用

每个高速计数器都有固定的特殊功能存储器与之相配合，完成高速计数功能。

如图

4.1高速计数指令

（1）HDEF指令

HDEF，定义高速计数器指令。使能输入有效时，为指定的高速计数器分配一种工作模式，即用来建立高速计数器与工作模式之间的联系。

梯形图指令盒中有两个数据输入端：HSC，高速计数器编号，为0~5的常数，字节型；

MODE，工作模式，为0~11的常数，字节型。

如图

（2）HSC指令

HSC，使用高速计数器指令。

使能输入有效时，根据高速计数器特殊存储器位的状态，并按照HDEF指令指定的工作模式，设置高速计数器并控制其工作。

梯形图指令盒数据输入端N：高速计数器编号，为0~5的常数，字型。

如图

5.高速计数器使用原理

原理: 每个高速计数器都有一个32位当前值和一个32位预置值，当前值和预设值均为带符号的整数值。要设置高速计数器的新当前值和新预置值，必须设置控制字节令其第五位和第六位为1，允许更新预置值和当前值，新当前值和新预置值写入特殊内部标志位存储区。然后执行HSC指令，将新数值传输到高速计数器。

6.高速计数器指令初始化

（1）用首次扫描时接通一个扫描周期的特殊内部存储器SM0.1去调用一个子程序，完成初始化操作。

（2） 在初始化的子程序中，根据希望的控制设置控制字（SMB37、SMB47、SMB137、SMB147、SMB157）

（3）执行HDEF指令，设置HSC的编号（0-5），设置工作模式（0-11）。

（4） 用新的当前值写入32位当前值寄存器（SMD38，SMD48，SMD58 ，SMD138， SMD148， SMD158）。

（5）用新的预置值写入32位预置值寄存器（SMD42 ，SMD52， SMD62， SMD142 ，SMD152， SMD162）

(6)、 (7) 、(8)中断事件（事件13、14、15）与一个中断程序相联系。

（9）执行全局中断允许指令（ENI）允许HSC中断

（10）执行HSC指令使S7-200对高速计数器进行编程。

（11）结束子程序。

高速计数器的应用举例

（1）主程序

如图

（2）初始化的子程序

如图

7.高速计数编程向导

从SETP7编程软件的主菜单“工具”—指令向导—HSC进入高速计数器编程向导。按照要求一步一步输入相应参数，就可以完成高速计数器编程，无需记忆相关的特殊功能寄存器。

四、高速脉冲输出介绍

1.在PLC的应用中可以通过PWM调制方式输出模拟量，如直流电动机调速；还可以通过设定输出脉冲的个数用于步进电动机的控制；这些脉冲的频率较高，这就是高速脉冲输出。

2.高速脉冲有指定的输出端，一般是Q0.0和Q0.1，必须是晶体管输出型PLC，而继电器输出的PLC没有高速脉冲输出端口。

3.高速脉冲相关的特殊功能继电器

如图

（1）高速脉冲串输出PTO

功能：能够指定输出方波的个数，其输出脉冲的周期由特殊寄存器设定。

1.周期和脉冲数

2.PTO的种类

3.中断事件类型

4.PTO的使用

如图

PTO相关的特殊寄存器

SMW68用于设定Q0.0输出脉冲的周期2~65535ms。

SMW78用于设定Q0.1输出脉冲的周期。

SMD72用于设定Q0.0输出脉冲的个数：0~4294976295。

SMD82用于设定Q0.1输出脉冲的个数。

SM67.3/ SM77.3分别用于设定Q0.0/Q0.1的PTO的时基us或ms。

用于设定Q0.1PTO的时基us或ms。

SM67.6、SM77.6分别用于Q0.0/Q0.1PTO/PWM方式的选择，0为PTO模式,1为PWM模式。

SM67.7、SM77.7用于设定Q0.0、Q0.1高速输出0禁止1允许。

（2）PWM调制

PWM调制是输出频率和占空比可调的高速脉冲。

利用PWM调制经过滤波可以获得模拟电量输出，用于调节光源亮度或直流电动机的转速。

周期和脉冲宽度的时基可以微妙或毫秒，设定数值为16位无符号数。周期的范围在50~65535us到2~65535ms之间，脉冲宽度在0~65535us到0~65535ms之间。

PWM脉冲只能从Q0.0或者Q0.1两者之间选择输出。

相关特殊寄存器

在SMW68（Q0.0输出）或SMW78（Q0.1输出）中写入周期字。

在SMW70（Q0.0输出）或SMW80（Q0.1输出）中写入脉宽值。

注：高速脉冲输出的编程向导

高速脉冲输出可以使用编程向导自动生成程序，也可以使用指令编写程序。

由于需要设定特殊功能寄存器数值，可以设一初始化子程序。

编程向导使用与高速计数器相似。

五、 时钟指令

利用时钟指令可以实现调用系统实时钟或对时钟进行设定，用于运行记录、实时控制。

实时钟指令有两条：读实时钟和设定实时钟。设定实时钟是用于对表校准，读实时钟可用于定时采样记录或实时控制。

T是VBXX开始的8个字

节缓冲区。从低到高分

别对应：年、月、日、

时、分、秒、周。

如图

六、 PID指令

现在很多PLC都有供PID控制用的功能指令。如S7-200的控制指令，它实际运用于PID控制子程序与模拟量输入/输出模块一起使用，可以得到类似于使用PID控制模块的效果

七. 文本显示器TD400

文本显示集简易键盘与LCD显示于一体，可以通过键盘按键代替部分操作按钮，通过显示屏显示变量、汉字，还可以对变量进行修改。

使用STEP7的编程向导既可以完成TD400的组态，操作简单使用方便，成本低应用广泛。

如图

例：递进式练习

任务：1.设计一个用开关指令实现的单按钮控制。

任务分析：两个起保停电路，一个实现启动控制，一个实现停止控制。要用第一条网络用于停止控制，第二条用于启动控制。两个网络相互控制。

如图

2.电路改进

用于停止控制的自保还可以去掉。

如果改变顺序，则将先执行启动，然后立即执行停止，因此电路将不能启动

如图

3.单按钮两台电动机控制

第一次按按钮时，由于Q0.1没有闭合，因此只能执行第三条网络，启动第一台电动机。

第二次按按钮，由于Q0.0已经闭合，因此第二条网络被执行，启动第二台电动机。

第三次按按钮时，由于Q0.1闭合，因此M0.0闭合，于是第一台、第二台停止。

如图

改造情况如下：

用M0.1的常闭触点控制Q0.0，实现了第三次按按钮时，M1停止。

由于停止Q0.0时会影响网络三，因此用M0.1常闭触点与Q0.0常开并联。为了按第四次时Q0.1能停止，再串M0.0常闭即可。

这样你能够做出单按钮三台电动机顺序启动、顺序停止控制电路么？

如图

4.采用软件延时的流水灯控制

内嵌两个循环，总次数达到900000000次，不能仿真，只能下载到PLC中。

如图