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Addressing for S7-300 and S7-400 Single - FAQ Edition (2010年-9月) |
摘 要 本文对S7-300, S7-400 PLC编程过程中，所涉及的寻址方式方法，做了简单介绍及简单示例。
关键词 STEP7, 编程，寻址，间接寻址，S7-300, S7-400
Key Words STEP7, Programming, Addressing, Indirection addressing, S7-300,S7-400
目录 S7-300和S7-400寻址 1．S7-300/400系统存储区域 2． S7-300/400 PLC寻址方式 2.1直接寻址 2.1.1绝对地址： 2.1.2符号寻址： 2.2间接寻址 2.2.1存储器间接寻址 2.2.2寄存器间接寻址 2.2.3 FB/FC的指针参数传递
1 S7-300/400系统存储区域
S7 CPU的系统存储区域分为下表中列出的地址区域。在程序中可以根据相应的地址直接读取数据。
地址区域
| 可以访问的地址单位
| S7符号
(IEC)
| 描述
| 过程映像输入表
| 输入（位）
| I
| 循环扫描周期开始时，CPU从输入模板读输入值并记录到该区域
| 输入（字节）
| IB
| 输入（字）
| IW
| 输入（双字）
| ID
| 过程映像输出表
| 输出（位）
| Q
| 在循环扫描周期中，程序计算输出值并记录到该区域。循环扫描周期结束时，CPU将计算结果写入相应的输出模板
| 输出（字节）
| QB
| 输出（字）
| QW
| 输出（双字）
| QD
| 位存储器
| 存储器（位）
| M
| 该区域用于存储程序的中间计算结果
| 存储器（字节）
| MB
| 存储器（字）
| MW
| 存储器（双字）
| MD
| 定时器
| 定时器 (T)
| T
| 该区域提供定时器的存储
| 计数器
| 计数器 (C)
| C
| 该区域提供计数器的存储
| 数据块
| 数据块，用"OPN DB"打开
| DB
| 数据块中包含了程序的信息。可以定义为所有逻辑块共享 (shared DBs) 或指定给一个特定的 FB或 SFB 做背景数据块(instance DB)。
| 数据位
| DBX
| 数据字节
| DBB
| 数据字
| DBW
| 数据双字
| DBD
| 数据块，用"OPN DI"打开
| DI
| 数据位
| DIX
| 数据字节
| DIB
| 数据字
| DIW
| 数据双字
| DID
| 局部数据
| 局部数据位
| L
| 该区域包含块执行时该块的临时数据。L堆栈还提供用于传递块参数及记录梯形逻辑网络中间结果的存储器
| 局部数据字节
| LB
| 局部数据字
| LW
| 局部数据双字
| LD
| 外设地址 (I/O)
| 外设输入字节
| PIB
| 主站及分布式从站（DP）外设输入输出区域允许直接存取
| 输入
| 外设输入字
| PIW
| 外设输入双字
| PID
| 外设地址 (I/O)
| 外设输出字节
| PQB
| 输出
| 外设输出字
| PQW
| 外设输出双字
| PQD
|
2．S7-300/400 PLC寻址方式
2.1直接寻址
在STEP7程序中可以使用输入输出信号(I/O)，位存储区(M)，计数器(C)，计时器(T)，数据块(DB)以及功能块(FB)等地址。你可以直接访问这些绝对地址，但是如果给绝对地址以符号(助记符)程序将更易读懂(例如Motor_A_On, 或者根据你的公司或者工程中的代码使用别的标识符),而一个你的用户程序中的地址也就可以用一个符号来访问。
2.1.1绝对地址：
绝对地址由一个地址标识符和存储器位置组成。
例如I 0.0，Q 1.7，PIW 256，PQW 512，MD 20，T 15，C 16，DB1.DBB 10，L1 0.0等。
2.1.2符号寻址：
如果给绝对地址分配符号可使程序易读而简化故障查找。
STEP7能自动翻译符号名为要求的绝对地址。如果你准备用符号名访问 数组，结构，数据块，局部变量，逻辑块及用户自定义数据类型，那么你必须在此之前先分配符号名给绝对地址。
例如， 你可以分配符号名’Motor_On’给地址Q 4.0，然后在程序语句中使用符名’Motor_On’作为地址。
如需在程序中显示DB里所定义的符号，可以给该DB块定义一个符号。不能在符号表给DB块中某地址单独定义符号。
2.2间接寻址
间接寻址分为存储器间接寻址和寄存器间接寻址，间接寻址的指针分为16位指针和32位指针，而32位指针又分为内部区域寻址与交叉区域寻址。
2.2.1存储器间接寻址
►16位指针：16位地址指针用于定时器、计数器、程序块（DB、FC、FB）的寻址，16位指针被看作一个无符号整数（0～65535），它表示定时器（T）、计数器（C）、数据块（DB、DI）或程序块（FB、FC）的号，16位指针的格式如下：
图1
寻址格式表示为： 区域标识符 [ 16位地址指针 ]
例如使一个计数器向上计数表示为：
CU C [ MW ]
上述指令中，’C’为区域标识符，而’MW20’为一个16位指针。
16位指针存储器间接寻址举例：
//用于定时器
L 1
T MW0 //将1传送到MW0
A I0.0 //如果I0.0 = True
L S5T#10S
SD T[MW0] //T1开始计时
// 上述指令可等同于：
A I0.0
L S5T#10S
SD T1
//用于打开DB块
L 20
T LW20
OPN DB[LW20] //打开DB20
//程序调用
L 2
T LW20
UC FC[LW20] //调用FC2
L 41
T DBW30
UC FB[DBW30] //调用FB41
►32位指针：32位地址指针用于I、Q、M、L、数据块等存储器中位、字节、字及双字的寻址，32位的地址指针可以使用一个双字表示，第0位～第2位作为寻址操作的位地址，第3位～第18位作为寻址操作的字节地址，第19位～第31位没有定义，32位指针的格式如下：
图 2
存储器32指针仅用于内部区域寻址。
寻址格式表示为： 地址存储器标识符 [ 32位地址指针 ]
例如写入一个M的双字表示为：
T MD [ LD0 ]
‘MD’为区域标识符及访问宽度，而LD0为一个32位指针。
32位内部区域指针可用常数表示， 表示为P# 字节.位 。如常数
P# 10.3
为指向第10个字节第3位的指针常数。
若把一个32位整型转换为字节指针常数，从上述指针格式可以看出，应要把该数左移3位(或是乘8)即可。
如： L L#100 //Accu0装入32位整形100
SLD 3 //左移3位
T LD0 //LD0得到P#100.0指针常数
32位存储器间接寻址举例：
//DB块间接寻址举例
OPN DB 1 //打开DB1。
OPN DI 3 //打开DB3，最多可以同时打开两个DB块。
L 4 //装载4到累加器1中。
SLD 3 //累加器1中数值左移3位。
T MD 20 //将逻辑操作结果传送到MD20中，MD20
//包含地址指针为P#4.0。
L P#20.0 //将地址指针P#20.0装载到MD24中。
T MD 24
L 320 //320转换指针为P#40.0并装载到MD28中。
T MD 28
L DBW [MD 20] //装载DB1.DBW4。
L DBW [MD 24] //装载DB1.DBW20。
+I //相加
L DIW [MD 28] //装载DB3.DBW40。
-I //相减。
T DIW 2 //将运算结果传送到DB3.DBW2中。
JZ m1
//M存储器连续区域操作
L 0 //初始化MW100和MD4。
T MW 100
T MD 4
OPN DB 1 //打开DB1。
L 100 //循环操作的次数，100次。
NEXT: T MW 100 //将循环100次装载到MW100中，固定格式。 L MW 2 //进行比较的数值存储于MW2。
L DBW [MD 4] //与DB块中存储的值进行比较,开始地址为DBW0。
==I //如果数值相等跳到m1。
JC m1
L MD 4 //将地址指针加2（每个相邻的字地址相差2）。
L P#2.0
+D
T MD 4
L MW 100 //次数减1，跳回next，如果MW100等于0，跳
LOOP NEXT //出循环操作LOOP指令，LOOP指令固定格式。
m1: FP M 10.0 //如果数值相当，记录MD4指针的数据，将转换为数组
JCN m2 //的位置((地址值/P#2.0）+1)值存储于MD8中。
L MD 4
L P#2.0
/D
+ L#1
T MD 8
m2: NOP 0
2.2.2寄存器间接寻址
通过CPU的地址寄存器AR1和AR2寻址方式称为寄存器间接寻址，分为内部区域间接寻址和交叉区域寻址。使用寄存器间接寻址方式的程序语句包含以下部分：
指令，地址标识符，地址寄存器标识符，偏移量
AR1，AR2均为32位寄存器，寄存器间接寻址只使用32位指针。
与ARx相关的指令有：
LAR1, LAR2, TAR1, TAR2, +AR1, +AR2, LAR1 AR2, CAR等。
以上指令使用请参考手册：开始 -> (所有)程序 -> SIMATIC -> Documentation -> English -> STEP 7 – Statement List for S7-300 and S7-400。
或点击下载该手册中文版
►内部区域寄存器间接寻址
指针格式与存储器间接寻址的32位指针相同，第0位～第2位作为寻址操作的位地址，第3位～第18位作为寻址操作的字节地址，第19位～第31位没有定义，32位指针的格式如下：
图 3 间接寻址表示为：存储器标识符 [ ARx, 地址偏移量 ]
如：
L MW [AR1, P#2.0]
‘MW’为被访问的存储器及访问宽度，’AR1’为地址寄存器1，P#2.0为地址偏移量。
内部区域寄存寻址举例：
//DB块寄存器内部寻址
OPN DB 1 //打开DB1。
LAR1 P#10.0 //将指针P#10.0 装载到地址寄存器1中。
L DBW [AR1, P#12.0] //将DBW22装载到累加器1中。
LAR1 MD 20 //将存储于MD20中的指针装载到地址寄存器1中。
L DBW [AR1, P#0.0] //将DBW装载到累加器1中,地址存储于MD20中。
+I
LAR2 P#40.0 //将指针P#40.0 装载到地址寄存器2中。
T DBW [AR2, P#0.0] //运算结果传送到DBW40中。
//DI、DO区寄存器内部寻址
L P#8.7 //装载指向第8字节第7位的指针值到累加器1
LAR1 //累加器1中的指针装载到AR1
A I [AR1, P#0.0] //查询I8.7的信号状态
= Q [AR1, P#1.1] //给输出位Q10.0赋值
►交叉区域寄存器间接寻址
包含有存储器区域信息的指针，称为交叉区域指针。
同样，交叉区域指针为32位，寄存器间接寻址要使用地址寄存器AR1或AR2。
32位交叉区域指针，左起0～18位格式与32位内部区域指针相同，19～23位，27～30位未定义，31位为交叉区域指针标识位。
24～26位是存储区域地址标识，8中组合表示8种存储器区域：
000 表示没有地址区，例如P#12.0；
001 表示输入地址区I，例如P#I12.0；
010 表示输出地址区Q，例如P#Q12.0；
011 表示标志位地址区M，例如P#M12.0；
100 表示数据块（DB）中的数据，例如P#DB1.DBX12.0
101 表示数据块（DI）中的数据，例如P#DI1.DIX12.0
110 表示区域地址区L，例如P#L12.0；
111 表示调用程序块的区域地址区V，例如P#V12.0；
交叉区域指针格式如下：
图 4
交叉区域指针常数表达为：P# 存储器 字节 . 位
例如： P#Q10.5 //指向Q区第10字节第5位的指针常
P#DB1.DBX32.0 //指向DB1区域的第32字节第0位的指针常数
交叉区域寻址表示为： 访问宽度 [ ARx, 偏移量 ]
例如： L W [ AR2, P#1.0 ]
‘W’为访问宽度，AR2为地址寄存器2，P#1.0为偏移量。
交叉区域间接寻址举例：
//M存储区
L P#M20.0
LAR1
L 1234
T W [ AR1, P#2.0]
//I存储区
L P#I0.0
LAR2
L W[ AR2, P#0.0 ]
T MW0
2.2.3 FB/FC的指针参数传递
在使用FB/FC形参传递指针参数时，16位、32位指针是可用的，但POINTER与ANY指针类型也是常见的类型，因为更方便。
►16指针用于参数传递
例如：
//编写一个FC，作用是启动条件满足后延时3秒输出闭合信号
//定义FC的形参如下：
图 5 //程序如下：
L #Pointer16
T LW 0 //将16位指针装入LW0
A #Start //Start参数 = True时
L S5T#3S //计时3秒
SD T [LW 0]
A T [LW 0] //计时器计时到
= #Motor //输出Motor = True
*32指针用于参数传递
//编写一个FC，作用是将输入DB块指定的区域 (实数) 求出平均值
//定义形参如下：
图 6 //程序如下：
L #DB_No
T LW 0 //装载DB块号至LW0
OPN DB [LW 0] //并打开该DB块
L #Data_1st
T LD 2 //装载第一个要计算的实数的32指针至LD0
L 0
T LD 8 //将'和'初始为 0
L #Len //长度
NEXT: T LW 6 //实数的个数装载至LW6, 并且进入一个LOOP循环
L DBD [LD 2] //读取LD2指针位置的实数
L LD 8
+R //与'和'相加
T LD 8 //结果存到'和'中
L LD 2 //装入指针
L P#4.0
+D //指针加4个字节
T LD 2 //结果仍存入LD2,此时LD2指针指向下一个实数
L LW 6 //循环计数
LOOP NEXT //LOOP循环的结束
L #Len //将实数个数由INT转成REAL
ITD
DTR
T LD 12
L LD 8 //'和'除以实数格式的实数个数
TAK
/R
T #Average_out //得到平均值，通过Average_out输出
►POINTER数据类型及参数传递
POINTER是一种用于传递指针的形参数据类型，长度为6个字节。用于向被调用的函数FC及函数块FB传递复合数据类型（如ARRAY、STRUCT及DT等）的实参。在被调用的函数FC及函数块FB内部可以间接访问实参的存储器。
格式如下：
图 7 POINTER参数中，数据区含义如下：
16进制代码
| 数据区
| 简单描述
| B#16#81
| I
| 输入区
| B#16#82
| Q
| 输出区
| B#16#83
| M
| 标志位
| B#16#84
| DB
| 数据块
| B#16#85
| DI
| 背景数据块
| B#16#86
| L
| 区域数据区
| B#16#87
| V
| 上一级赋值的区域数据
|
表 1 若数据区为B#16#84,那么表示该POINTER指针是一个DB块地址，DB块号区域应当是所指向的DB块号(INT类型)并且不为零。
（请参考ANY数据类型举例）
►ANY数据类型及参数传递
ANY是一种用于传递指针的形参数据类型，可视为POINTER类型的扩展，较POINTER类型为复杂，长度为10个字节，增加的4字节，最高字节 (Byte 0) 固定为B#16#10，第二字节 (Byte 1) 为ANY指针所指向区域的数据类型，而接下来的2字节 (BYTE 3, 4) 组合为一个INT，为ANY指针所指定区域的长度，称为重复系数 (Repetition factor) 。其余6字节作用与POINTER类型相同。
格式如下
图 8
其中数据类型含义为：
数据类型代码
| 十六进制代码
| 数据类型
| 简单描述
| B#16#00
| NIL
| 空
| B#16#01
| BOOL
| 位
| B#16#02
| BYTE
| 8位字节
| B#16#03
| CHAR
| 8位字符
| B#16#04
| WORD
| 16位字
| B#16#05
| INT
| 16位整形
| B#16#06
| DWORD
| 32位双字
| B#16#07
| DINT
| 32位双整形
| B#16#08
| REAL
| 32位浮点
| B#16#09
| DATE
| IEC日期
| B#16#0A
| TIME_OF_DAY（TOD）
| 24小时时间
| B#16#0B
| TIME
| IEC时间
| B#16#0C
| S5TIME
| SIMATIC时间
| B#16#0E
| DATE_AND_TIME（DT）
| 时钟
| B#16#13
| STRING
| 字符串
| B#16#17
| BLOCK_FB
| FB号
| B#16#18
| BLOCK_FC
| FC号
| B#16#19
| BLOCK_DB
| DB号
| B#16#1A
| BLOCK_SDB
| SDB号
| B#16#1C
| COUNTER
| 计数器
| B#16#1D
| TIMER
| 定时器
|
表 2
编程举例：
//冒泡排序程序，算法原理请参考相关资料
//此例程仅提供存于DB块中的INT类型数据排序
//结果为INT数据由小到大排列，保存于原DB块中
//FC3块，形参定义如下：
图 9
//输入参数Data(Any类型)；输出参数Error(INT类型)
//若输出参数Error不为0, 则说明排序未进行，
//Error = 1, Data(ANY类型)输入指针无效
//Error = 2, Data(ANY类型)输入指针地址非DB地址
//Error = 3, Data(ANY类型)输入指针指定区域类型非INT类型
SET
SAVE
L 0
T #Error
//将输入ANY指针'Data_In'复制到LB0~LB9
L P##Data
LAR1
L D [AR1,P#0.0]
T LD 0
L D [AR1,P#4.0]
T LD 4
L W [AR1,P#8.0]
T LW 8
//ANY指针BYTE0是B#16#10
L LB 0
L B#16#10
==I
JCN ERR1
//输入数据区是否为DB块
L LB 6
L B#16#84
==I
JCN ERR2
//类型为INT
L LB 1
L B#16#5
==I
JCN ERR3
//打开输入DB块
OPN DB [LW 4]
//数据起始地址去掉数据区标识部分
L LD 6
L DW#16#FFFFFF
AD
T LD 10
//计算最后一个存储单元指针保存至LD10
L LW 2
L 2
*I
T LD 14
L L#2
-D
SLD 3
L LD 10
+D
T LD 10
//外循环计数LW20，循环次数为(数据个数-1)次
L LW 2
L 1
-I
NXT2: T LW 20
L LD 10
LAR1
L LW 20
//嵌套循环计数LW18，循环次数为(LW20)次
NXT1: T LW 18
TAR1
L P#2.0
-D
LAR1
//后一单元数据小于前一单元数据？
L DBW [AR1,P#2.0]
L DBW [AR1,P#0.0]
<I
JCN L1
//否，交换2单元数据
L DBW [AR1,P#2.0]
L DBW [AR1,P#0.0]
T DBW [AR1,P#2.0]
POP
T DBW [AR1,P#0.0]
L1: L LW 18
LOOP NXT1
L LW 20
LOOP NXT2
JU EXIT
//错误码1，ANY指针有错
ERR1: L 1
T #Error
JU EXIT
//错误码2，输入数据区不是DB块
ERR2: L 2
T #Error
JU EXIT
//错误码3，输入数据类型不是INT
ERR3: L 3
T #Error
EXIT: SET
SAVE
在OB1程序中调用举例：
A M 0.0
FP M 0.1
JCN EXIT
CALL FC 3 //FC3为上述排序程序
Data :=P#DB3.DBX 0.0 INT 64 //参数Data, DB3中64个INT排序
Error :=MW2
EXIT: NOP 0
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