西門子模塊6ES7221-1BF22-0XA8

什么是狀態(tài)字？狀態(tài)字的作用 ——西門子S7系列PLC

狀態(tài)字用于表示CPU執(zhí)行指令時(shí)所具有的狀態(tài)。一些指令是否執(zhí)行或以何方式執(zhí)行可能取決于狀態(tài)字中的某些位；執(zhí)行指令時(shí)也可能改變狀態(tài)字中的某些位，也能在位邏輯指令或字邏輯指令中訪問并檢測(cè)他們。狀態(tài)字的結(jié)構(gòu)如下：

（1）       檢測(cè)位（）

狀態(tài)字的位0稱為檢測(cè)位。若位的狀態(tài)為0，則表明一個(gè)梯形邏輯網(wǎng)絡(luò)的開始，或指令為邏輯串的*條指令。CPU對(duì)邏輯串*條指令的檢測(cè)（稱為檢測(cè)）產(chǎn)生的結(jié)果直接保存在狀態(tài)字的RLO位中，經(jīng)過*檢測(cè)存放在RLO中的0或1被稱為檢測(cè)結(jié)果。位在邏輯串的開始時(shí)總是0，在邏輯串指令執(zhí)行過程中位為1，輸出指令或與邏輯運(yùn)算有關(guān)的轉(zhuǎn)移指令（表示一個(gè)邏輯串結(jié)束的指令）將清0。

（2）       邏輯操作結(jié)果（RLO）

狀態(tài)字的位1稱為邏輯操作結(jié)果RLO（Result of Logic Operation）。該位存儲(chǔ)邏輯指令或算術(shù)比較指令的結(jié)果。在邏輯串中，RLO位的狀態(tài)能夠表示有關(guān)信號(hào)流的信息。RLO的狀態(tài)為1，表示有信號(hào)流（通）；為0，表示無信號(hào)流（斷）?？捎肦LO觸發(fā)跳轉(zhuǎn)指令。

（3）       狀態(tài)位（STA）

狀態(tài)字的位2稱為狀態(tài)位。狀態(tài)位不能用指令檢測(cè)，它只是在程序測(cè)試中被CPU解釋并使用。如果一條指令是對(duì)存儲(chǔ)區(qū)操作的位邏輯指令，則無論是對(duì)該位的讀或?qū)懖僮?，STA總是與該位的值取得*；對(duì)不訪問存儲(chǔ)區(qū)的位邏輯指令來說，STA位沒有意義，此時(shí)它總被置為1。

（4）       或位（OR）

狀態(tài)字的位3稱為或位（OR）。在先邏輯“與”后邏輯“或”的邏輯串中，OR位暫存邏輯“與”的操作結(jié)果，以便進(jìn)行后面的邏輯“或”運(yùn)算。其它指令將OR位清0。

（5）       溢出位（OV）

狀態(tài)字的位4稱為溢出位。溢出位被置1，表明一個(gè)算術(shù)運(yùn)算或浮點(diǎn)數(shù)比較指令執(zhí)行時(shí)出現(xiàn)錯(cuò)誤（錯(cuò)誤：溢出、非法操作、不規(guī)范格式）。后面的算術(shù)運(yùn)算或浮點(diǎn)數(shù)比較指令執(zhí)行結(jié)果正常的話OV位就被清0。

（6）       溢出狀態(tài)保持位（OS）

狀態(tài)字的位5稱為溢出狀態(tài)保持位（或稱為存儲(chǔ)溢出位）。OV被置1時(shí)OS也被置1；OV被清0時(shí)OS仍保持。所以它保存了OV位，可用于指明在先前的一些指令執(zhí)行中是否產(chǎn)生過錯(cuò)誤。只有下面的指令才能復(fù)位OS位：JOS（OS=1時(shí)跳轉(zhuǎn)）；塊調(diào)用指令和塊結(jié)束指令。

（7）       條件碼1（CC1）和條件碼0（CC0）

狀態(tài)字的位7和位6稱為條件碼1和條件碼0。這兩位結(jié)合起來用于表示在累加器1中產(chǎn)生的算術(shù)運(yùn)算或邏輯運(yùn)算結(jié)果與0的大小關(guān)系；比較指令的執(zhí)行結(jié)果或移位指令的移出位狀態(tài)

  PLC輸入信號(hào)采集示意圖

 ，輸入設(shè)備選用的是按鈕SB0的常閉觸點(diǎn)，輸入繼電器X0的線圈狀態(tài)取決于SB0的狀態(tài)。該按鈕未按下時(shí)，輸入繼電器X0線圈狀態(tài)為"1"通電狀態(tài)，程序中所有X0觸點(diǎn)均動(dòng)作，即常開觸點(diǎn)接通，常閉觸點(diǎn)斷開；若按下該按鈕，則輸入繼電器X0線圈狀態(tài)為"0"斷電狀態(tài)，程序中所有X0觸點(diǎn)均恢復(fù)常態(tài)。如果輸入繼電器連接的輸入設(shè)備是按鈕SB0的常開觸點(diǎn)，則情況恰好相反：在該按鈕未按下時(shí)，輸入繼電器X0線圈狀態(tài)為"0"斷電狀態(tài)，程序中所有X0觸點(diǎn)均不動(dòng)作；若按下該按鈕，輸入繼電器X0線圈狀態(tài)為"1"通電狀態(tài)，程序中所有X0觸點(diǎn)均動(dòng)作。

    2. 停車按鈕使用常閉型

    由于PLC在運(yùn)行程序判別觸點(diǎn)通斷狀態(tài)時(shí)，只取決于其內(nèi)存中輸入繼電器線圈的狀態(tài)，并不直接識(shí)別外部設(shè)備，因此編程時(shí)，外部設(shè)備的選用與程序中的觸點(diǎn)類型密切相關(guān)。這是一個(gè)在對(duì)照電氣控制原理圖進(jìn)行PLC編程時(shí)易出現(xiàn)的問題。典型的例子是基本控制--"起保?？刂?中的停車控制。

圖2 "起保?？刂?電氣原理圖

    圖2為"起保?？刂?電氣原理圖，在該系統(tǒng)中，按鈕SB0用于停車控制，因此使用其常閉觸點(diǎn)串聯(lián)于控制線路。SBl為起動(dòng)按鈕，使用其常開觸點(diǎn)。若使用相同的設(shè)備（即停車SB0用常閉觸點(diǎn)，起動(dòng)SBl用常開觸點(diǎn)），利用PLC進(jìn)行該控制，則需編程梯形圖程序（圖3）：

圖3 "起保?？刂?梯形圖程序（停車按鈕使用常閉觸點(diǎn)）

I/O分配：SB0--X0，SBl--Xl，輸出Y0

    該梯形圖中停車信號(hào)X0使用的是常開觸點(diǎn)串聯(lián)在控制線路中，這是因?yàn)橥獠客＼囋O(shè)備選取按鈕常閉觸點(diǎn)所致，不操作該按鈕，則輸出Y0正常接通，若按下該按鈕，輸出Y0斷電。

    3. 停車按鈕使用常開型

    若希望編制出符合我們平時(shí)閱讀習(xí)慣的梯形圖程序（圖4），則在選用外部停車設(shè)備時(shí)需使用按鈕SB0的常開觸點(diǎn)與X0相連。

圖4 "起保?？刂?梯形圖程序（停車按鈕使用常開觸點(diǎn)）

I/O分配：SB0--X0，SBl--Xl，輸出Y0

    圖3、4梯形圖完成相同的控制功能，程序中停車信號(hào)X0使用的觸點(diǎn)類型卻不相同，其原因就是連接在輸入繼電器X0上的外部停車按鈕觸點(diǎn)類型選用不同。圖4所示梯形圖程序更加符合我們的閱讀習(xí)慣，也更易分析其邏輯控制功能，因此在PLC構(gòu)成控制系統(tǒng)中，外部開關(guān)、按鈕無論用于起動(dòng)還是停車，一般都選用常開型，這是一個(gè)在使用PLC時(shí)需要格外注意的問題。

    二、PLC的"串行"運(yùn)行方式與控制程序的編制

    PLC與繼電接觸器控制的重要區(qū)別之一就是工作方式不同。繼電接觸器控制系統(tǒng)是按"并行"方式工作的，也就是說是按同時(shí)執(zhí)行的方式工作的，只要形成電流通路，就可能有幾個(gè)電器同時(shí)動(dòng)作。而PLC是以"串行"方式工作的，PLC在循環(huán)執(zhí)行程序時(shí)，是按照語句的書寫順序自上而下進(jìn)行邏輯運(yùn)算，而前面邏輯運(yùn)算的結(jié)果會(huì)影響后面語句的邏輯運(yùn)算結(jié)果。因此梯形圖編程時(shí)，各語句的位置也會(huì)對(duì)控制功能產(chǎn)生關(guān)鍵影響。例如：

5 程序1

    程序1調(diào)試結(jié)果：X0接通3次，Y3接通，X0再接通1次，Y3斷開。

6 程序2

    程序2程序調(diào)試結(jié)果．X0接通3次，Y3接通即斷開。

    上面兩個(gè)程序中，輸出Y3、計(jì)數(shù)器CTl02及內(nèi)部通用繼電器R0前面的邏輯條件均相同，僅僅是計(jì)數(shù)器CTl02所在語句位置發(fā)生了變化，而兩段程序的運(yùn)行結(jié)果就截然不同。這是因?yàn)镃Tl02對(duì)輸出Y3的影響方式發(fā)生了變化。執(zhí)行段程序時(shí)，將首先判斷輸出Y3的狀態(tài)，再判斷CTl02的狀態(tài)，CTl02的狀態(tài)變化只能在下一個(gè)掃描周期對(duì)Y3產(chǎn)生影響；而執(zhí)行第二段程序時(shí)，將首先判斷CTl02的狀態(tài)，再判斷輸出Y3的狀態(tài)，CTl02的狀態(tài)變化將在該掃描周期直接影響Y3的狀態(tài)。

從以上討論可以得出，由于PLC采用"串行"工作方式，所以即使是同一元件，在梯形圖中所處的位置不同，其工作狀態(tài)也會(huì)有所不同，因此在利用梯形圖進(jìn)行控制程序編制時(shí)，應(yīng)對(duì)控制任務(wù)進(jìn)行充分分析，合理安排各編程元件的位置，才能夠更為準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)控制。

    三、PLC的編程元件

    PLC的各種功能主要是通過運(yùn)行控制程序來實(shí)現(xiàn)。編制程序時(shí)，需要合理使用PLC提供的編程元件（即軟元件）。FPO型PLC中常用的編程元件有兩種：位元件（bit）和字元件（word）。位元件實(shí)際上是PLC內(nèi)存區(qū)域所提供的一個(gè)二進(jìn)制位單元，又被稱為軟繼電器，主要用作基本順序指令的編程元件，如輸入繼電器Xn、輸出繼電器Yn、內(nèi)部通用繼電器Rn、定時(shí)（計(jì)數(shù)）器等，其參與控制的方式主要是通過對(duì)應(yīng)觸點(diǎn)的通斷狀態(tài)改變影響邏輯運(yùn)算結(jié)果即輸出。

    字元件則為PLC內(nèi)存區(qū)域內(nèi)的一個(gè)字單元（16bit），主要用作功能指令和高級(jí)指令的編程元件，通常用以存放數(shù)據(jù)，如數(shù)據(jù)寄存器DTn，定時(shí)(計(jì)數(shù))器的設(shè)定值SVn、經(jīng)過值EVn等。字元件沒有觸點(diǎn)，通常以整體內(nèi)容參與控制。