用戶在編寫程序時，變量的格式必須與指令的數(shù)據(jù)類型相匹配。S7系列plc的數(shù)據(jù)類型主要分為基本數(shù)據(jù)類型、復(fù)合數(shù)據(jù)類型和參數(shù)類型，對于S7 - 1500 PLC，還包括系統(tǒng)數(shù)據(jù)類型和硬件數(shù)據(jù)類型。

基本數(shù)據(jù)類型的操作數(shù)通常是32位以內(nèi)的數(shù)據(jù)?；緮?shù)據(jù)類型分為位數(shù)據(jù)類型、數(shù)學(xué)數(shù)據(jù)類型、字符數(shù)據(jù)類型、定時器數(shù)據(jù)類型以及日期和時間數(shù)據(jù)類型。在日期和時間數(shù)據(jù)類型中，存在超過32位的數(shù)據(jù)類型；對于S7 - 1500 PLC而言，還增加了許多超過32位的此類數(shù)據(jù)類型。為方便比較學(xué)習(xí)，故一并放在基本數(shù)據(jù)類型中進(jìn)行介紹。

  位數(shù)據(jù)類型主要有布爾型( Bool)、字節(jié)型(Byte)、字型(Word)和雙字型( DWord)，對于S7 -1500 PLC，還支持長字型(LWord)，而S7 - 300/400 PLC僅支持前4種。

在位數(shù)據(jù)類型中，只表示存儲器中各位的狀態(tài)是0 (FALSE)還是1(TURE)。其長度可以是一位( Bit)、一個字節(jié)（Byte，8位）、一個字（Word，16位）、一個雙字(Double Word，32位)或一個長字（Long Word，64位），分別對應(yīng)Bool、Byte、Word、DWord和LWord類型。位數(shù)據(jù)類型通常用二進(jìn)制或十六進(jìn)制格式賦值，如2# 01010101、16# 283C等。需注意的是，一位布爾型數(shù)據(jù)類型不能直接賦常數(shù)值。

位數(shù)據(jù)類型的常數(shù)表示需要在數(shù)據(jù)之前根據(jù)存儲單元長度( Byte、Word、DWord、LWord)加上B#、W#、DW#或LW#（Bool型除外），所能表示的數(shù)據(jù)范圍見表1。

表1    位數(shù)據(jù)類型的數(shù)據(jù)表示范圍

位數(shù)據(jù)類型的數(shù)據(jù)表示范圍

位數(shù)據(jù)類型的數(shù)據(jù)表示范圍

  對于S7 - 1500 PLC，數(shù)學(xué)數(shù)據(jù)類型主要有整數(shù)類型和實(shí)數(shù)類型（浮點(diǎn)數(shù)類型）。

整數(shù)類型又分為有符號整數(shù)類型和無符號整數(shù)類型。有符號整數(shù)類型包括短整數(shù)型( SInt)、整數(shù)型(Int)、雙整數(shù)型(DInt)和長整數(shù)型(Llnt)；無符號整數(shù)類型包括無符號短整數(shù)型( USInt)、無符號整數(shù)型(UInt)、無符號雙整數(shù)型(UDInt)和無符號長整數(shù)型( ULInt)。對于S7 - 300/400 PLC，僅支持整數(shù)型Int和雙整數(shù)型DInt。

短整數(shù)型、整數(shù)型、雙整數(shù)型和長整數(shù)型數(shù)據(jù)為有符號整數(shù)，分別為8位、16位、32位和64位，在存儲器中用二進(jìn)制補(bǔ)碼表示，最高位為符號位（0表示正數(shù)、1表示負(fù)數(shù)），其余各位為數(shù)值位。而無符號短整數(shù)型、無符號整數(shù)型、無符號雙整數(shù)型和無符號長整數(shù)型數(shù)據(jù)均為無符號整數(shù)，每一位均為有效數(shù)值。

實(shí)數(shù)類型具體包括實(shí)數(shù)型( Real)和長實(shí)數(shù)型(LReal)，均為有符號的浮點(diǎn)數(shù)，分別占用32位和64位，最高位為符號位（0表示正數(shù)、1表示負(fù)數(shù)），接下來的8位（或11位）為指數(shù)位，剩余位為尾數(shù)位，共同構(gòu)成實(shí)數(shù)數(shù)值。實(shí)數(shù)的特點(diǎn)是利用有限的32位或64位可以表示一個很大的數(shù)，也可以表示一個很小的數(shù)。對于S7 - 300/400 PLC，僅支持實(shí)數(shù)型Real。

  原有的字符數(shù)據(jù)類型( Char)長度為8 bit，操作數(shù)在存儲器中占一個字節(jié)，以ASCII碼格式存儲單個字符。常量表示時使用單引號，例如常量字符A表示為‘A’或CHAR#′A′。表2列出了Char數(shù)據(jù)類型的屬性。

表2    Char數(shù)據(jù)類型的屬性

長度/bit    格  式    取值范圍    輸入值示例

8    ASCII字符    ASCII字符集    'A '，CHAR#′A′

長度/bit

格  式

取值范圍

輸入值示例

8

ASCII字符

ASCII字符集

'A '，CHAR#′A′

對于S7 - 1500 PLC，還支持寬字符類型(WChar)，其操作數(shù)長度為16 bit，即在存儲器中占用2B，以Unicode格式存儲擴(kuò)展字符集中的單個字符。但只涉及整個Unicode范圍的一部分。常量表示時需要加WCHAR#前綴及單引號，例如常量字符a表示為WCHAR#‘a(chǎn)’?？刂谱址谳斎霑r，以美元符號表示。表3列出了WChar數(shù)據(jù)類型的屬性。

表3    WChar數(shù)據(jù)類型的屬性

長度/bit    格  式    取值范圍    輸入值示例

16    Unicode字符    $0000～$D7FF    WCHAR#'A', WCHAR#'$0041'

長度/bit

格  式

取值范圍

輸入值示例

16

Unicode字符

$0000～$D7FF

WCHAR#'A', WCHAR#'$0041'

定時器數(shù)據(jù)類型主要包括時間( Time)和S5時間(S5Time)數(shù)據(jù)類型。與S7 - 300/400 PLC相比，S7 - 1500 PLC還支持長時間(LTime)數(shù)據(jù)類型。

時間( Time)數(shù)據(jù)類型為32位的IEC定時器類型，內(nèi)容用毫秒(ms)為單位的雙整數(shù)表示，可以是正數(shù)或負(fù)數(shù)，表示信息包括天(d)、小時(h)、分鐘(m)、秒(s)和毫秒( ms)。表4列出了Time數(shù)據(jù)類型的屬性。

表4    Time數(shù)據(jù)類型的屬性

Time數(shù)據(jù)類型的屬性

Time數(shù)據(jù)類型的屬性

S5時間(S5 Time)數(shù)據(jù)類型變量為16 bit，其中最高兩位未用，接下來的兩位為時基信息（00表示0. 01 s，01表示0.1 s，10表示1s，11表示10 s），剩余12位為BCD碼格式的時間常數(shù)，其范圍為0~ 999，如圖1所示。該格式所表示的時間為時間常數(shù)與時基的乘積。S5 Time的常數(shù)格式為時間之前加S5T#，例如S5T#16sl00 ms，以時基0.1 s表示的時間常數(shù)為161，故對應(yīng)的變量內(nèi)容為2#0001 0001 0110 0001。

表5 列出了S5 Time數(shù)據(jù)類型的取值范圍等屬性。

表5   S5Time數(shù)據(jù)類型的屬性

S5Time數(shù)據(jù)類型的屬性

S5Time數(shù)據(jù)類型的屬性

S5 Time時間格式

S5 Time時間格式

圖1    S5 Time時間格式

長時間( LTime)數(shù)據(jù)類型為64位IEC定時器類型，操作數(shù)內(nèi)容以納秒(ns)為單位的長整數(shù)表示，可以是正數(shù)或負(fù)數(shù)。表示信息包括天(d)、小時(h)、分鐘(m)、秒(s)、毫秒( ms)、微秒（μS）和納秒(ns)。常數(shù)表示格式為時間前加LT#，如LT#11ns。表6列出了LTime數(shù)據(jù)類型的屬性。

間接尋址方法，本文提到的主要是西門子S7-300plc.

1．區(qū)域內(nèi)間接尋址

指針的最高位（第31位）x為0時為區(qū)域內(nèi)的間接尋址，此時區(qū)域標(biāo)示號rrr也為0，地址指針的格式與存儲器間接尋址的相同。下面是區(qū)域內(nèi)間接尋址的例子：

L      P#5.0                           //將間接尋址的指針裝入累加器1

LAR1                                    //將累加器1的內(nèi)容送AR1

A      M[AR1, P#2.3]                  //AR1中的P#5.0加偏移量P#2.3，對M7.3進(jìn)行操作

=      Q[AR1, P#0.2]                   //邏輯運(yùn)算的結(jié)果送Q5.2，P#5.0+P#0.2=P#5.2

L      MW[AR1, P#19.0]                //將MW24裝入累加器1

方括號內(nèi)為操作數(shù)的地址，它等于AR1中的地址值P#5.0加上逗號后面的地址偏移量，例如第3條指令中操作數(shù)的地址為P#5.0+P#2.3=P#7.3，即操作數(shù)為M7.3。

2．區(qū)域之間的間接尋址

指針的最高位（第31位）x = 1時為區(qū)域間的間接尋址，下面是區(qū)域間的間接尋址的例子：

L      P#M 6.0                     //將M6.0的雙字地址裝入累加器1

LAR1                                //將累加器1的內(nèi)容送到AR1

L      W [AR1,P#20.0]             //將MW26的內(nèi)容傳送到累加器1

P#M6.0對應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)為2#1000 0011 0000 0000 0000 0000 0011 0000。因?yàn)榈刂分羔楶#M6.0已經(jīng)包含有區(qū)域信息（rrr=2#011表示M區(qū)），第3條指令“L  W[AR1, P#50.0]”沒有必要再使用地址標(biāo)識符M。

用地址指針讀寫字、字節(jié)或雙字時，指針中小數(shù)點(diǎn)右邊的位編號必須為0，否則將會出錯。

西門子S7系列plc邏輯運(yùn)算指令下所示。

字節(jié)邏輯運(yùn)算指令 ANDB IN1，OUT 將字節(jié)IN1和OUT按位作邏輯與運(yùn)算，OUT輸出結(jié)果 IN1，IN2，OUT：VB，IB，QB，MB，SB，SMB，LB，AC，*VD，*AC，*LD

IN1和IN2還可以是常數(shù) ORB IN1，OUT 將字節(jié)IN1和OUT按位作邏輯或運(yùn)算，OUT輸出結(jié)果 XORB IN1，OUT 將字節(jié)IN1和OUT按位作邏輯異或運(yùn)算，OUT輸出結(jié)果 INVB OUT 將字節(jié)OUT按位取反，OUT輸出結(jié)果 字邏輯運(yùn)算指令 ANDW IN1，OUT 將字IN1和OUT按位作邏輯與運(yùn)算，OUT輸出結(jié)果 IN1，IN2，OUT：VW，IW，QW，MW，SW，SMW，LW，T，C，AC，*VD，*AC，*LD

IN1和IN2還可以是AIW和常數(shù) ORW IN1，OUT 將字IN1和OUT按位作邏輯或運(yùn)算，OUT輸出結(jié)果 XORW IN1，OUT 將字IN1和OUT按位作邏輯異或運(yùn)算，OUT輸出結(jié)果 INVW OUT 將字OUT按位取反，OUT輸出結(jié)果雙字邏輯運(yùn)算指令 ANDD IN1，OUT 將雙字IN1和OUT按位作邏輯與運(yùn)算，OUT輸出結(jié)果 IN1，IN2，OUT：VD，ID，QD，MD，SD，SMD，LD，AC，*VD，*AC，*LD

IN1和IN2還可以是HC和常數(shù)ORD IN1，OUT 將雙字IN1和OUT按位作邏輯或運(yùn)算，OUT輸出結(jié)果XORD IN1，OUT 將雙字IN1和OUT按位作邏輯異或運(yùn)算，OUT輸出結(jié)果INVD OUT 將雙字OUT按位取反，OUT輸出結(jié)果

  S7-1200 設(shè)計(jì)緊湊、組態(tài)靈活，TIA在庫函數(shù)中嵌套了Modbus-RTU 和Modbus-TCP功能庫，在做數(shù)據(jù)采集的項(xiàng)目中是非常好用的。

做過一個換熱站設(shè)備運(yùn)行監(jiān)測的項(xiàng)目，需采集管網(wǎng)一次側(cè)和二次側(cè)的供水壓力、溫度以及ABB變頻器的工作狀態(tài)?，F(xiàn)場各類變送器已經(jīng)接到了原有的智能儀表上，因此采用1200plc通過MODBUS-RTU 與現(xiàn)場智能儀表和變頻器通信是比較經(jīng)濟(jì)的方案，并且可通過MODBUS-TCP與遠(yuǎn)程上位機(jī)通信。

智能儀表及變頻器作為從站，只需在設(shè)定中選擇Modbus-RTU通信協(xié)議并且為設(shè)備分配不重復(fù)的站地址即可。1200 PLC作為主站必須配備RS485通信模塊，其通信的基本原理是：首先程序開始運(yùn)行時，調(diào)用一次Modbus庫中的功能塊MB_COMM_LOAD來組態(tài)RS485模塊上的端口；其次調(diào)用庫中的功能塊MB_MASTER作為Modbus主站與設(shè)備進(jìn)行通信。

1200PLC作為主站通信是由DATA_ADDR（從站中的起始Modbus地址）和MODE（讀、寫、診斷模式）參數(shù)一起確定實(shí)際Modbus消息中使用的功能代碼。DATA_PTR(數(shù)據(jù)指針)指向要寫入或讀取的數(shù)據(jù)的CPU DB地址，該DB必須為“非僅符號訪問”DB類型。在TIA V12以上平臺中，將該DB屬性中的“優(yōu)化的塊訪問”選項(xiàng)取消。

PLC主站發(fā)送帶有站地址標(biāo)識的數(shù)據(jù)來尋址不同的從站，同時不同的從站通過響應(yīng)帶有站地址標(biāo)識的數(shù)據(jù)給主站，以完成整個通信過程。這種輪詢通信，可以根據(jù)發(fā)送和接收完成的標(biāo)志來完成，也可以以固定的時間間隔進(jìn)行輪詢，實(shí)際應(yīng)用時需要考慮CPU的性能以及輪循Modbus子站時間。程序編好后先用MODBUS調(diào)試工具測試一下，正常后再開始接線。

在接線時遇到一個小插曲：PLC及變頻器的485接線端子B為正，A為負(fù)，很多廠家儀表的485接線端子是A為正，B為負(fù)，一開始通信始終不正常，當(dāng)查看儀表說明書時才發(fā)現(xiàn)。

項(xiàng)目中我使用的是Modbus-TCP通過PLC上PN接口與上位機(jī)進(jìn)行通信，Modbus-TCP使用開放式用戶通信連接作為Modbus通信路徑。在S7-1200 PLC的庫函數(shù)中嵌套了Modbus-TCP功能塊庫， 它包含了Server 和Client的庫函數(shù), 編程時可以直接調(diào)用該庫函數(shù)可實(shí)現(xiàn)與上位機(jī)的Modbus-TCP通信。

在該系統(tǒng)應(yīng)用中S7-1200 PLC作為 Modbus Tcp Server （服務(wù)器），調(diào)用 “MB_SERVER”指令處理Modbus-TCP客戶機(jī)的連接請求、接收Modbus功能的請求并發(fā)送響應(yīng)，設(shè)置連接ID、IP端口等參數(shù)，使用起來比較簡單。

S7-1200 PLC作為網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)器端，上位機(jī)可以按需建立連接訪問PLC的數(shù)據(jù)區(qū)，這樣在上位機(jī)對多個換熱站的PLC連接中不會占用太多的資源。前提是PLC必需要有固定的IP才行，如果是動態(tài)撥號連接上位機(jī)，PLC端就需要作為客戶端，通過修改MODE管腳的值改變發(fā)送或接收狀態(tài)，按照主機(jī)的請求來按需向主機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)或主動接收主機(jī)的改寫數(shù)據(jù)就比較麻煩了。

這是我在MODBUS通信協(xié)議項(xiàng)目應(yīng)用中的一點(diǎn)小體會，一些觀點(diǎn)或許過于幼稚，望各位同行多我指正，僅以此文起到拋磚引玉的作用。

  定時器是根據(jù)預(yù)先設(shè)定的定時值，按一定的時間單位進(jìn)行計(jì)時的PLC內(nèi)部裝置，在運(yùn)行過程中當(dāng)定時器的輸入條件滿足時，當(dāng)前值從0開始按一定的單位增加。當(dāng)定時器的當(dāng)前值到達(dá)設(shè)定值時，定時器發(fā)生動作，從而滿足各種定時邏輯控制的需要。下面詳細(xì)介紹定時器的使用。

1、S7—200 PLC定時器種類

  S7—200 PLC為用戶提供了三種類型的定時器：接通延時定時器(TON)、有記憶接通延時定時器(TONR)和斷開延時定時器(TOF)。對于每一種定時器，又根據(jù)定時器的分辨率的不同，分為：1 ms、10 ms和100 ms三個精度等級。

  定時器定時時間T的計(jì)算：T＝PT×S。式中：T為實(shí)際定時時間，PT為設(shè)定值，S為分辨率。例如：TON指令使用T35(為10 ms的定時器)，設(shè)定值為100，則實(shí)際定時時間為：

                                  T＝100 X 10＝1 000 ms

  定時器的設(shè)定值PT：數(shù)據(jù)類型為INT型。操作數(shù)可為：VW、IW、QW、MW、SW、SMW、LW、AIW、T、C、AC、*VD、*AC、*LD和常數(shù)，其中常數(shù)最為常用。

定時器的編號用定時器的名稱和它的常數(shù)編號(最大為255)來表示，即T×××。如：T40。定時器的編號包含兩方面的變量信息：定時器位和定時器當(dāng)前值。定時器位即定時器觸點(diǎn)，與其他

繼電器

的輸出相似。當(dāng)定時器的當(dāng)前值達(dá)到設(shè)定值PT時，定時器的觸點(diǎn)動作。定時器當(dāng)前值即定時器當(dāng)前所累計(jì)的時間值，它用16位符號整數(shù)來表示，最大計(jì)數(shù)值為32 767。

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