step7是與西門子公司simatic s7系列plc相配套的支持用戶開發(fā)應(yīng)用程序的軟件包，在step7中，s7系列plc的編程語言非常豐富，有l(wèi)ad（梯形圖），stl（語句表），scl（標(biāo)準(zhǔn)控制語言），graph（順序控制），higraph（狀態(tài)圖），cfc（連續(xù)功能圖），c for s7（c 語言）等，用戶可以選擇一種語言編程，如果需要，也可混合使用幾種語言編程。這些編程語言都是面向用戶的，它使控制程序的編寫工作大大簡化，對用戶來說，開發(fā)、輸入、調(diào)試和修改程序極為方便。
本文主要介紹常用的語句表和梯形圖編程語言。step7標(biāo)準(zhǔn)軟件包支持這兩種編程語言的互相轉(zhuǎn)換。語句表和梯形圖語言是一個完備的指令系統(tǒng)，支持結(jié)構(gòu)化編程方法。指令系統(tǒng)包括二進(jìn)制操作、數(shù)字運(yùn)算、組織功能和功能塊編程等。二進(jìn)制操作又稱為位邏輯操作，它可以對二進(jìn)制操作數(shù)的信號進(jìn)行掃描并完成邏輯運(yùn)算。
西門子s7-300系列plc的基本指令系統(tǒng)包括位邏輯指令、定時器與計數(shù)器指令、數(shù)據(jù)處理功能指令、數(shù)據(jù)運(yùn)算指令和控制指令。
一、指令及其結(jié)構(gòu)
指令時程序的最小獨(dú)立單元，用戶程序是由若干條順序排列的指令構(gòu)成的。對應(yīng)語句表和梯形圖兩種編程語言，指令也有語句指令與梯形邏輯指令之分。他們的表達(dá)形式不同，但表示的內(nèi)容是相同或類似的。
1、指令的組成
1）語句指令
一條指令由一個操作碼和一個操作數(shù)組成，操作數(shù)由標(biāo)識符和參數(shù)組成。操作碼定義要執(zhí)行的功能，它告訴cpu該做什么；操作數(shù)為執(zhí)行該操作所需要的信息，它告訴cpu用什么去做。有些語句指令不帶操作數(shù)，它們操作的對象是惟一的。
2）梯形邏輯指令
梯形邏輯指令用圖形元素表示plc要完成的操作。在梯形邏輯指令中，其操作碼是用圖素表示的，該圖素形象地表明cpu做什么，其操作數(shù)的表示方法與語句指令相同。梯形邏輯指令也可不帶操作數(shù)。
2、操作數(shù)
1）標(biāo)識符及表示參數(shù)
指令的操作數(shù)一般位于plc的存儲器中，此時操作數(shù)由操作數(shù)標(biāo)識符和參數(shù)組成。操作數(shù)標(biāo)識符告訴處理器操作數(shù)放在存儲器的哪個區(qū)域及操作數(shù)位數(shù)；標(biāo)識參數(shù)則進(jìn)一步說明操作數(shù)在該存儲區(qū)域內(nèi)的具體位置。
操作數(shù)標(biāo)識符由主標(biāo)識符和輔助標(biāo)識符組成。主標(biāo)識符表示操作數(shù)所在的存儲區(qū)，輔助標(biāo)識符進(jìn)一步說明操作數(shù)的位數(shù)長度。若沒有輔助標(biāo)識符，則指操作數(shù)的位數(shù)是1位。
主標(biāo)識符有i（輸入過程映像存儲區(qū)）、q（輸出過程映像存儲區(qū)）、m（位存儲區(qū)）、pi（外部輸入）、pq（外部輸出）、t（定時器）、c（計數(shù)器）、db（數(shù)據(jù)塊）、l（本地數(shù)據(jù)）等；輔助標(biāo)識符有x（位）、b（字節(jié)）、w（字——2字節(jié)）、d（雙字——4字節(jié)）。plc物理存儲器是以字節(jié)為單位的，所以存儲單元規(guī)定為字節(jié)單元。位地址參數(shù)用一個點(diǎn)與字節(jié)地址分開，如m 10.1。當(dāng)操作數(shù)長度是字或雙字時，標(biāo)識符后給出的標(biāo)識參數(shù)是字或雙字內(nèi)的最低字節(jié)單元號。當(dāng)使用寬度為字或雙字的地址時，應(yīng)保證沒有生成任何重疊的字節(jié)分配，以免造成數(shù)據(jù)讀寫錯誤。圖1給出了字節(jié)、字、雙字的相互關(guān)系及表示方法。
圖1 以字節(jié)單元為基準(zhǔn)標(biāo)記存儲器存儲單元
s7 plc的存儲區(qū)及其功能見表7-4，表中給出的最大地址范圍不一定是實際可使用的地址范圍，可使用的地址范圍由cpu得型號和硬件配置決定。
表1 存儲區(qū)及其功能
2）操作數(shù)的表示方法
在step7中，操作數(shù)有兩種表示方法：一是物理地址（絕對地址）表示法，二是符號地址表示法。用物理地址表示操作數(shù)時，要明確指出操作數(shù)所在的存儲區(qū)，該操作數(shù)的位數(shù)和具體位置。例如，q4.0是用物理地址表示的操作數(shù)，其中q表示這是一個在輸出過程映像區(qū)中的輸出位，具體位置是第4個字節(jié)的第0位。
step7允許用符號地址表示操作數(shù)，如q4.0可用符號名motor_on替代表示，符號名必須先定義后使用，而且符號名必須是惟一的，不能重名。定義符號時，需要指明操作數(shù)所在的存儲區(qū)，操作數(shù)的位數(shù)、具體位置及數(shù)據(jù)類型。