情境 2 ：单设备 PLC 控制

任务 4 ：铁塔之光

工作原理：铁塔之光是利用彩灯对铁塔进行装饰，从而达到烘托铁塔的效果。针对不同的场合对彩灯的运行方式也有不同的要求，对于要求彩灯有多种不同运行方式的情况下，采用 PLC 中的一些特殊指令来进行控制就显的尤为方便。

训练目标：

1 、熟悉数据处理、数学运算等功能指令的使用。2 、理解七段译码器的工作原理。3 、进一步掌握 I/O 的分配与连接方法。

控制要求：

PLC 运行后，灯光自动开始显示，有时每次只亮一盏灯，顺序从上向下，或是从下向上；有时从底层从下向上全部点亮，然后又从上向下熄灭。运行方式多样，学生可自行设计。

2.2 数据处理指令

• 2.2.1 SIMATIC 数据传送指令• 1. 字节、字、双字和实数的传送• 将输人的数据 (IN) 传送到输出 (OUT) ，传送过程

中不改变数的大小。• 2. 字节、字、双字的块传送指令• 将从输入地址 (JN) 开始的 N 个数据传送到输出地

址 (OUT) 开始的 N 个单 - 元， N=l 255 ， N 为字节变量

授课内容：

• 3. 字节交换指令• 字节交换 SWAP(swap Bytes) 指令交换输人字 (I

N) 的高字节与低字节。• 4. 宇节立即读写指令• 字节立即读 MOV—BIR(Move Byte Immediate R

ead) 指令读取 IN 输入端给出的 1 个字节的物理输入点 (IB) ，并将结果写入 OUT 。

• 字节立即写 MOV BIW(Move Byte Immediate Write) 指令将输入 (IN) 给出的 1 字节数值写入 OUT 端给出的物理输出点 (0B) 。两条指令的 IN 和 OUT都是字节变量。

存储器填充指令 存储器填充指令 FILL用输入值（ IN）填充从输出

OUT开始的 N个字，字节型整数 N=1~255。

LD I0.0EUFILL 0, VW0,

100

在上图所示的程序中，当 I0.0接通时，存储器填充指令将字型数据 0填充到从 VW100开始的 100个字中，该指令可以用于对某个区域存储器进行清零操作。

2.2.2 移位与循环移位指令 1. 字节、字、双字右移位和左移位指令

移位指令将输入值 IN 右移或者左移 N 位，并将输出结果装载到 OUT 中。移位指令对移出的位自动补零。如果位数 N大于或等于最大允许值（对于字节操作为 8 ，对于字操作为16 ，对于双字操作为 32 ），那么移位操作的次数为最大允许值。如果移位次数大于 0 ，溢出标志位 (SM1.1) 上就是最近移出的位值。如果移位操作的结果为零，零存储器位（ SM1.0 ）置位。字节操作是无符号的，对于字和双字操作，当使用符号数据类型时，符号位也被移动。

（ 1）字节右移指令下图所示的梯形图程序段为一个右移位指令使用程序，字节传送指令在 I0.0接通时，将数据 128传送到 QB0中，此时PLC的输出端子上， Q0.7所对应的指示灯亮。当接通一次 I0.1时，执行字节右移位指令， QB0中数据右移一位，输出端子上 Q0.6所对应的指示灯亮。第二次接通 I0.1时， QB0中的数据会再次右移一位， Q0.5所对应的指示灯会亮。

LD I0.0EUMOVB 128, QB0LD I0.1EUSRB QB0, 1

（ 2）字节左移指令下图所示的梯形图程序为一个左移位使用程序，字节传送指令在 I0.

0接通时，将数据 1传送到 QB0中，此时 PLC的输出端子上， Q0.0所对应的指示灯亮。当接通一次 I0.1时，执行字节左移位指令， QB0中数据左移一位，输出端子上 Q0.1所对应的指示灯亮。第二次接通 I0.1时， QB0中的数据会再次左移一位， Q0.2所对应的指示灯会亮。

LD I0.0EUMOVB 1, QB0LD I0.1EUSLB QB0, 1

（ 3）字和双字移位指令的使用方法与字节移位指令的使用方法类似。

2 ．循环右移和循环左移指令循环移位指令将输入值 IN 循环右移或者循环左移 N 位，

并将输出结果装载到 OUT 中。如果位数 N 大于或者等于最大允许值（对于字节操作为 8 ，对于字操作为 16 ，对于双字操作为 32 ）， S7-200 在执行循环移位之前，会执行取模操作，得到一个有效的移位次数。取模操作的结果对于字节操作为 0 到 7 ，对于字操作为 0 到 15 ，对于双字操作为 0 到 31 。如果移位次数为 0 ，循环移位指令不执行。如果循环移指令执行，最后一位的值会复制到溢出标志位（ SM1.1 ）。

字节操作是无符号的，对于字和双字操作，当使用符号数据类型时，符号位也被移位。

下图所示的梯形图程序为字节循环左移指令的运用。当 I0.0接通后， PLC的 Q0.0~Q0.7八个输出端子间隔一秒，依次循环点亮。

LD I0.0LPSEUMOVB 1, QB0LPPA SM0.5EURLB QB0, 1

2. ４ .1 数学运算指令2.4.1.1 加减法指令

在 PLC 的指令表中分别提供整数、双整数与实数的加减乘除。加减指令在使用梯形图的方式表示时，分别执行下列运算：

加法： IN1+IN2=OUT 减法： IN1—IN2=OUT

IN1+OUT=OUT OUT—IN1=OUT整数加法（ +I ）或者整数减法（— I ）指令，将

两个 16 位整数相加或者相减，产生一个 16 位结果。双整数加法（ +D ）或者双整数减法（— D ）指令，将两个 32 位整数相加或者相减，产生一个 32 位结果。实数加法 (+R) 或者实数减法 (—R) 指令，将两个 32 位实数相加或者相减，产生一个 32 位实数结果。

1. 加法指令

图 2-4-1 整数加法指令

LD I0.0EUMOVW +500, QW0+I +180, QW0

1. 加法指令

图 2-4-2 双整数相加指令

LD I0.0EUMOVD VD0, VD100+D VD4, VD100

1. 加法指令

图 2-4-3 实数相加指令

LD I0.0EUMOVR 12.5, VD0+R 21.7, VD0

图 2-4-4 通信参数设置对话框

LD I0.0EUMOVW +250, QW0-I +123, QW0

2. 减法指令

图 2-4-5 双整数相减指令

LD I0.0EUMOVD VD100, VD300-D VD200, VD300

2. 减法指令

图 2-4-6 实数相减指令

LD I0.0EUMOVR 10.8, VD0-R 6.6, VD0

2. 减法指令

3. 加 1 与减 1 指令

加 1 、减 1 指令用于自增、自减操作，以实现累加计数和循环控制等程序的编制。其梯形图为指令盒格式，加 1 、减 1 指令操作数可以是字节（无符号数）、字或双字（有符号数）。

1 ）加 1 指令运行图 2-7所示的字节加 1程序后，可以观察到， I0.0接通一次 QB0中的数值加 1，也可以从 PLC输出端指示灯或状态表中查看到 QB0中数据的变化。

图 2-4-7 字节加 1指令

LD I0.0EUINCB QB0

2）减 1指令字节减指令的使用方法与字节加 1指令使用方法相同。如图 2-8所示为字节减 1指令的使用方法。

图 2-4-8 字节减 1指令

LD I0.0EUDECB QB0

2.4.1.2 乘除法指令在 PLC 乘除指令在使用梯形图的方式表示时，分别

执行下列运算：乘法： IN1*IN2=OUT 除法： IN1/IN2=OUT IN1*OUT=OUT OUT/IN1=OUT整数乘法（ *I ）或者整数除法 (/I) 指令，将两个 16

位整数相乘或者相除，产生一个 16 位结果。（对于除法，余数不被保留。）双整数乘法 (*D) 或者双整数除法指令 (/D) ，将两个 32 位整数相乘或者相除产生一个32 位结果。（对于除法，余数不被保留。）实数乘法(*R) 或者实数除法指令 (/D) ，将两个 32 位实数相乘或者相除，产生一个 32 位的实数结果。

2.4.2 SIMATIC逻辑运算指令 1. 取反指令

梯形图中的取反（求反码）指令将输入 IN 中的二进制数逐位取反，即二进制数的各位由 0 变 1 ，由 1变 0 ，并将结果装入到 OUT 中。取反指令影响零标志位 SM1.0 。

字取反指令（ INVW ）和双字取反指令 (INVD) 的使用方法与字节取反指令（ INVB  ）的使用方法相同。

图 2-4-9 取反指令

LD I0.0EUINVB QB0

2.逻辑与指令 (WAND)

逻辑与操作指令包括字节（ B ）、字（ W ）和双字 (DW) 等三种数据长度的与操作指令。逻辑与指令功能：使能输入有效时，把两个输入逻辑数按位相与，得到一个逻辑运算结果，送到 OUT指定的存储器单元输出。

图 2-4-10 逻辑与指令

LD I0.0MOVB 255, QB0MOVB QB0, QB1ANDB 170, QB1

3.逻辑或指令 (WOR)

逻辑或操作指令包括字节（ B ）、字（ W ）和双字（ DW ）指令等三种数据长度的或操作指令。逻辑或指令的功能：使能输入有效时，把两个输

入逻辑数按位相或，得到一个逻辑运算结果，送到OUT 指定的存储器单元输出。

图 2-4-11 逻辑或指令

LD I0.0LPSMOVB 170, QB0AENOMOVB 85, QB1LPPMOVB QB0, QB2ORB QB1, QB2

4.逻辑异或指令（ WXOR ） 逻辑异或操作指令包括字节（ B ）、字（ W  ）、

双字（ DW ）等三种数据长度的异或操作指令。逻辑异或指令的功能：使能输入有效时，把两个

输入逻辑数按位相异或，得到一个逻辑运算结果，送到 OUT 指定的存储器单元输出。

图 2-4-12 字节异或指令

LD I0.0LPSMOVB 50, QB0AENOMOVB 125, QB1LPPMOVB QB0, QB2XORB QB1, QB2

段译码指令段码指令 (SEG )根据输入字节 (IN)低 4位确定的

16进制数产生点亮 7段显示器各段的代码，并送到输出字节 OUT。段译码指令的显示关系见图 2-13所示。

图 2-4-13 段译码指令使用的七段显示编码

操作步骤1 、先将 PLC 主机上的电源开关置于关状态，严格按实物接线图接线，注意 12V 和 24V 电源的正负不要短接，电路不要短路，否则会损坏 PLC 触点。

2 、将电源线插进 PLC 主机表面的电源孔中，再将另一端插到 220V 电源插板上。

3 、将 PLC 主机的电源开关拨到开状态，并且必须将 PLC 串口置于 STOP 状态，然后通过计算机或编程器将程序下载到 PLC 中，下载完后，将 PLC 串口置于 RUN 状态。

4 、 PLC 运行后，灯光自动开始显示，有时每次一只灯，向上或向下；有时从底层从下向上全部点亮，然后又从上向下熄灭。

I/O 分配表：

I/O 接线图

实物接线图

参考程序