西門子模塊6ES7221-1BF22-0XA8

什么是狀態字？狀態字的作用 ——西門子S7系列PLC

狀態字用于表示CPU執行指令時所具有的狀態。一些指令是否執行或以何方式執行可能取決于狀態字中的某些位；執行指令時也可能改變狀態字中的某些位，也能在位邏輯指令或字邏輯指令中訪問并檢測他們。狀態字的結構如下：

（1）       檢測位（）

狀態字的位0稱為檢測位。若位的狀態為0，則表明一個梯形邏輯網絡的開始，或指令為邏輯串的*條指令。CPU對邏輯串*條指令的檢測（稱為檢測）產生的結果直接保存在狀態字的RLO位中，經過*檢測存放在RLO中的0或1被稱為檢測結果。位在邏輯串的開始時總是0，在邏輯串指令執行過程中位為1，輸出指令或與邏輯運算有關的轉移指令（表示一個邏輯串結束的指令）將清0。

（2）       邏輯操作結果（RLO）

狀態字的位1稱為邏輯操作結果RLO（Result of Logic Operation）。該位存儲邏輯指令或算術比較指令的結果。在邏輯串中，RLO位的狀態能夠表示有關信號流的信息。RLO的狀態為1，表示有信號流（通）；為0，表示無信號流（斷）。可用RLO觸發跳轉指令。

（3）       狀態位（STA）

狀態字的位2稱為狀態位。狀態位不能用指令檢測，它只是在程序測試中被CPU解釋并使用。如果一條指令是對存儲區操作的位邏輯指令，則無論是對該位的讀或寫操作，STA總是與該位的值取得*；對不訪問存儲區的位邏輯指令來說，STA位沒有意義，此時它總被置為1。

（4）       或位（OR）

狀態字的位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”的操作結果，以便進行后面的邏輯“或”運算。其它指令將OR位清0。

（5）       溢出位（OV）

狀態字的位4稱為溢出位。溢出位被置1，表明一個算術運算或浮點數比較指令執行時出現錯誤（錯誤：溢出、非法操作、不規范格式）。后面的算術運算或浮點數比較指令執行結果正常的話OV位就被清0。

（6）       溢出狀態保持位（OS）

狀態字的位5稱為溢出狀態保持位（或稱為存儲溢出位）。OV被置1時OS也被置1；OV被清0時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行中是否產生過錯誤。只有下面的指令才能復位OS位：JOS（OS=1時跳轉）；塊調用指令和塊結束指令。

（7）       條件碼1（CC1）和條件碼0（CC0）

狀態字的位7和位6稱為條件碼1和條件碼0。這兩位結合起來用于表示在累加器1中產生的算術運算或邏輯運算結果與0的大小關系；比較指令的執行結果或移位指令的移出位狀態

  PLC輸入信號采集示意圖

 ，輸入設備選用的是按鈕SB0的常閉觸點，輸入繼電器X0的線圈狀態取決于SB0的狀態。該按鈕未按下時，輸入繼電器X0線圈狀態為"1"通電狀態，程序中所有X0觸點均動作，即常開觸點接通，常閉觸點斷開；若按下該按鈕，則輸入繼電器X0線圈狀態為"0"斷電狀態，程序中所有X0觸點均恢復常態。如果輸入繼電器連接的輸入設備是按鈕SB0的常開觸點，則情況恰好相反：在該按鈕未按下時，輸入繼電器X0線圈狀態為"0"斷電狀態，程序中所有X0觸點均不動作；若按下該按鈕，輸入繼電器X0線圈狀態為"1"通電狀態，程序中所有X0觸點均動作。

    2. 停車按鈕使用常閉型

    由于PLC在運行程序判別觸點通斷狀態時，只取決于其內存中輸入繼電器線圈的狀態，并不直接識別外部設備，因此編程時，外部設備的選用與程序中的觸點類型密切相關。這是一個在對照電氣控制原理圖進行PLC編程時易出現的問題。典型的例子是基本控制--"起保停控制"中的停車控制。

圖2 "起保停控制"電氣原理圖

    圖2為"起保停控制"電氣原理圖，在該系統中，按鈕SB0用于停車控制，因此使用其常閉觸點串聯于控制線路。SBl為起動按鈕，使用其常開觸點。若使用相同的設備（即停車SB0用常閉觸點，起動SBl用常開觸點），利用PLC進行該控制，則需編程梯形圖程序（圖3）：

圖3 "起保停控制"梯形圖程序（停車按鈕使用常閉觸點）

I/O分配：SB0--X0，SBl--Xl，輸出Y0

    該梯形圖中停車信號X0使用的是常開觸點串聯在控制線路中，這是因為外部停車設備選取按鈕常閉觸點所致，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閱讀習慣的梯形圖程序（圖4），則在選用外部停車設備時需使用按鈕SB0的常開觸點與X0相連。

圖4 "起保停控制"梯形圖程序（停車按鈕使用常開觸點）

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X0使用的觸點類型卻不相同，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慣，也更易分析其邏輯控制功能，因此在PLC構成控制系統中，外部開關、按鈕無論用于起動還是停車，一般都選用常開型，這是一個在使用PLC時需要格外注意的問題。

    二、PLC的"串行"運行方式與控制程序的編制

    PLC與繼電接觸器控制的重要區別之一就是工作方式不同。繼電接觸器控制系統是按"并行"方式工作的，也就是說是按同時執行的方式工作的，只要形成電流通路，就可能有幾個電器同時動作。而PLC是以"串行"方式工作的，PLC在循環執行程序時，是按照語句的書寫順序自上而下進行邏輯運算，而前面邏輯運算的結果會影響后面語句的邏輯運算結果。因此梯形圖編程時，各語句的位置也會對控制功能產生關鍵影響。例如：

5 程序1

    程序1調試結果：X0接通3次，Y3接通，X0再接通1次，Y3斷開。

6 程序2

    程序2程序調試結果．X0接通3次，Y3接通即斷開。

    上面兩個程序中，輸出Y3、計數器CTl02及內部通用繼電器R0前面的邏輯條件均相同，僅僅是計數器CTl02所在語句位置發生了變化，而兩段程序的運行結果就截然不同。這是因為CTl02對輸出Y3的影響方式發生了變化。執行段程序時，將首先判斷輸出Y3的狀態，再判斷CTl02的狀態，CTl02的狀態變化只能在下一個掃描周期對Y3產生影響；而執行第二段程序時，將首先判斷CTl02的狀態，再判斷輸出Y3的狀態，CTl02的狀態變化將在該掃描周期直接影響Y3的狀態。

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，其工作狀態也會有所不同，因此在利用梯形圖進行控制程序編制時，應對控制任務進行充分分析，合理安排各編程元件的位置，才能夠更為準確地實現控制。

    三、PLC的編程元件

    PLC的各種功能主要是通過運行控制程序來實現。編制程序時，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）。位元件實際上是PLC內存區域所提供的一個二進制位單元，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、內部通用繼電器Rn、定時（計數）器等，其參與控制的方式主要是通過對應觸點的通斷狀態改變影響邏輯運算結果即輸出。

    字元件則為PLC內存區域內的一個字單元（16bit），主要用作功能指令和高級指令的編程元件，通常用以存放數據，如數據寄存器DTn，定時(計數)器的設定值SVn、經過值EVn等。字元件沒有觸點，通常以整體內容參與控制。