PLC中儲存空間的資料類型與定址方式

一、資料在儲存空間中的儲存方式
      1、資料格式及要求
      A〉資料格式：即指資料的長度和表示方式。      B〉要求：S7-200對資料的格式有一定的要求，指令與資料之間的格式一致才能正常工作。
      2、用一位位元表示開關量
      A〉一位位元：一位位元有0（OFF）和1（ON）兩種不同的取值，分別對應於開關量（或數字量）的兩種不同的狀態。      B〉位元據的資料類型：布爾（Bool）型。      C〉位地址：由儲存空間標識符、位元組地址和位號組成，如I3.4等。      D〉其它CPU儲存區的地址格式：由儲存空間標識符和起始位元組號（一般取藕位元組）組成，如V B 100、V W 100、V D 100等。
      3、多位位元（8421碼）
      A〉數及數制：數用於表示一個量的具體大小。根據計數方式的不同，有十進位（D）、二進位（B）、十六進位（H）和八進位等不同的計數方式。      B〉位元的表示：在S7-200中用2#來表示二進位常數，例如 “2# 10111010 ”。      C〉位元的大小：將位元的各位（從右往左第n位）乘以對應的位權（×2n-1），並將結果累加求和可得其大小。例如：2# 10111010 = 1×27+0×26+1×25+1×24+1×23+0×22+1×21+0×20 = 186
      4、十六進位數
      A〉十六進位數的引入：將位元從右往左每4位用一個十六進位數表示，可以實現對多位位元的快速準確的讀寫。      B〉不同進位數的表示方法： ( 表3-2-1      不同進位數的表示方法 )      C〉十六進位數的表示：在S7-200中用16#來表示十六進位常數，例如 “2# 1010 1110 0111 0101 可轉換為16# AEF7 ”。      D〉十六進位數的大小：將十六進位數的各位（從右往左第n位）乘以對應的位權（×16n-1），並將結果累加求和可得其大小。例如：16# 2F = 2×161+15×160 = 47
      5、資料長度：位元組（Byte）、字（Word）、雙字（DoubleWord）
      A〉位元組（B）：從0號位開始的連續8位位元稱為一個位元組。      B〉字（W）：相鄰的兩個位元組組成一個字的長度。      C〉雙字（DW）：相鄰的四個位元組組成一個雙字的長度。      D〉字、雙字長資料的儲存特點：高位存低位元組、地位存於高位元組。
      6、負數（有符號數）的表示方法
      A〉負數的表示：PLC一般用二進位的補碼來表示有符號數，其最高位為符號位（0 ——正數、1 ——負數）。      B〉絕對值相等的正負有符號數間的關係：正數的補碼是它本身。      C〉不同資料的取值範圍：( 表3-2-2       資料的位元與取值範圍 )
      7、BCD碼
      A〉BCD碼釋義：BCD碼就是用四位位元的組合來表示1位十進位數，即用二進位編碼的十進位數（Binary Coded Decimal Number）縮寫。例如 十進位數 23 的BCD碼為 2# 0010 0011 或表示為 16# 23 ，但其8421碼為 2# 00010111 。      B〉BCD碼的應用：BCD碼常用於輸入輸出裝置，例如撥碼開關輸入的是BCD碼，送給七段顯示器的數字也是BCD碼。
二、CPU的儲存區
      1、輸入過程映象寄存器（I）
      A〉輸入過程映象寄存器（I）的作用：在每次掃描周期的開始，CPU對物理輸入焦點進行採樣，並將採樣值寫入輸入過程映象寄存器中。      B〉輸入過程映象寄存器（I）的特點：① 只能由外部驅動，其常開、常閉觸點使用次數不受限制；② 可以按位、位元組、字或雙字來存取輸入過程映象寄存器中的資料：            位： I  [位元組地址] . [位地址]   如     I0.1            位元組、字或雙字： I  [長度] [起始位元組地址]    如    IB4
      2、輸出過程映象寄存器（Q）
      A〉輸出過程映象寄存器（Q）的作用：在每次掃描周期的結尾，CPU將輸出過程映象寄存器中的數值複製到物理輸出點上。      B〉輸出過程映象寄存器（Q）的特點：①其常開、常閉觸點使用次數不受限制；② 可以按位、位元組、字或雙字來存取輸出過程映象寄存器：            位： Q [位元組地址] . [位地址]    如   Q1.1            位元組、字或雙字： Q [長度] [起始位元組地址]    如   QB5
      3、全域變數儲存區（V）
      A〉變數儲存區（V）的作用：用於儲存程式執行過程中控制邏輯操作的中間結果， 也可以用它來儲存與工序或任務相關的其它資料。      B〉變數儲存區（V）的特點：①變數儲存空間在全域有效，可以被所有的POU存取；② 可以按位、位元組、字或雙字來存取V儲存區中的資料：            位： V [位元組地址] . [位地址]         如  V10.2            位元組、字或雙字： V [長度] [起始位元組地址]        如  VW100
      4、局部儲存空間（L）
      A〉局部儲存空間（L）的作用：S7-200有64個位元組的局部儲存空間，其中60個可以用作臨時儲存空間或者給子程式傳遞參數。      B〉局部儲存空間（L）的特點：① S7--200給每個POU（程式組織單元）分配64個局部儲存空間；②局部儲存空間只在建立它的程式單元中有效，各程式不能訪問別的程式的局部變數儲存空間。③ 局部儲存空間在參數傳遞過程中不傳遞值，在分配時不被初始化，可能包含任意數值。           位： L [位元組地址] . [位地址]        如  L0.0           位元組、字或雙字： L [長度] [起始位元組地址]        如   LB33
      5、類比量輸入（AI）
      A〉類比量輸入（AI）的作用：S7-200將輸入的類比量值（如溫度或電壓）轉換成1個字長（16位）的數字量，並將其存入（AI）區佔一個字長的地址中。      B〉類比量輸入（AI）的作用：① 可以用地區標識符（AI）、資料長度（W）及位元組的起始地址（必須用偶數位元組地址如AIW0，AIW2，AIW4）來存取這些值。② 類比量輸入值為唯讀資料。          格式： AIW [起始位元組地址]       如  AIW4
      6、類比量輸出（AQ）
      A〉類比量輸出（AQ）的作用：S7-200把1個字長（16位）數字值按比例轉換為相應大小的電流或電壓輸出。      B〉類比量輸出（AQ）的特點：① 可以用地區標識符（AQ）、資料長度（W）及位元組的起始地址（必須用偶數位元組地址如AQW0，AQW2，AQW4）來改變這些值。② 類比量輸出值是唯寫資料。           格式： AQW [起始位元組地址]     如  AQW4
      7、定時器儲存區（T）
      A〉定時器的作用：定時器可用於時間累計，S7-200 CPU中，有256個的定時器，其解析度（時基增量）分為1ms、10ms和100ms三種。      B〉定時器有兩個變數：① 當前值——16位有符號整數，儲存定時器所累計的時間。 ② 定時器位——按照當前值和預置值的比較結果置位或者複位。      C〉定時器儲存區（T）的特點：① 可以用定時器地址（T＋定時器號，如 T37、T3等）來存取當前值和定時器位元據。②位操作指令則是存取定時器位；如果使用字操作指令，則是存取定時器當前值。            格式： T [定時器號]         如  T24
      8、計數器儲存區（C）
      A〉計數器的作用：計數器可以用於累計其輸入端脈衝電平由低到高的次數。在S7-200 CPU中，有256個的計數器，分為三種類型—增計數；減計數；增/減計數。      B〉計數器有兩種變數：① 當前值——16位有符號整數，儲存累計值。② 計數器位——按照當前值和預置值的比較結果置位或者複位。      C〉計數器儲存區（C）的特點：① 可以用計數器地址（C＋計數器號）來存取計數器的當前值和計數器位元據；② 使用位操作指令則是存取計數器位；如果使用字操作指令，則是存取計數器當前值。            格式： C [計數器號]             如  C24
      9、高速計數器（HC）
      A〉高速計數器（HC）的作用：用於對高速事件計數；S7-200 CPU222以上提供了6個高速計數器（HC0~HC5）供使用者使用。      B〉高速計數器（HC）的特點：① 它獨立於CPU的掃描周期；② 高速計數器的當前計數值（32位的有符號整數）是唯讀資料，僅可以作為雙字（32位）來定址；③用指定儲存空間類型（HC）加上計數器號（如HC0）的定址方式來存取高速計數器中的值；            格式： HC [高速計數器號]             如  HC1
      10、累加器（AC）
      A〉累加器（AC）的作用：累加器是可以象儲存空間一樣使用的讀寫裝置。例如，可以用它來向子程式傳遞參數，也可以從子程式返回參數，以及用來儲存計算的中間結果。S7--200提供4個32位累加器（AC0，AC1，AC2和AC3） 。      B〉累加器（AC）的特點：① 可以按位元組、字或雙字的形式來存取累加器中的數值；② 被訪問的資料長度取決於存取累加器時所使用的指令。           格式： AC [累加器號]            如  AC0
      11、特殊儲存空間（SM）
      A〉特殊儲存空間（SM）的作用：SM位為CPU與使用者程式之間傳遞資訊提供了一種手段。可以用這些位選擇和控制S7-200 CPU的一些特殊功能。      B〉特殊儲存空間（SM）的特點：可以按位、位元組、字或雙字來存取SM位：
            位： SM [位元組地址] . [位地址]          如  SM0.1            位元組、字或者雙字： SM [長度] [起始位元組地址]     如   SMB86
      12、位儲存區（M）
      A〉位儲存（M）的作用：可以用位儲存區作為控制繼電器來儲存中間操作狀態和控制資訊。      B〉位儲存（M）的特點：可以按位、位元組、字或雙字來存取位儲存區：             位： M [位元組地址] . [位地址]          如  M26.7             位元組、字或雙字： M [長度] [起始位元組地址]         如  MD20
      13、順控繼電器儲存空間（S）
      A〉順控繼電器（SCR）的作用：SCR提供控製程序的邏輯分段，用於組織裝置的順序操作。      B〉順控繼電器儲存空間（S）的特點：① 可用作順控編程元件與順序控制繼電器指令配合使用；② 或用作輔助繼電器，可按位、位元組、字或雙字來存取S位。            位： S [位元組地址] . [位地址]         如  S3.1            位元組、字或者雙字： S [長度] [起始位元組地址]         如 SB4
      14、實數的格式
      A〉實數及其應用：實數（浮點數）可以表示為1.m×2e（式中 m——尾數、e——指數），由32位單精確度數表示，最高位為符號位，按照雙字長度來存取；藉助浮點數，S7-200可以表示範圍在±1.175495×10-38~±3.402823×10+38內的任何一個數。      B〉實數的運算精度：對於S7--200來說，浮點數精確到小數點後第六位。
      15、字串的格式
      字串指的是一系列字元，每個字元以位元組的形式儲存。字串的第一個位元組定義了字串的長度，也就是字元的個數。一個字串的長度可以是0到254個字元，再加上長度位元組，一個字串的最大長度為255個位元組。而一個字串常量的最大長度為126位元組。
      16、常數標記法及範圍
      在S7--200的許多指令中，都可以使用常數值。常數值可以是位元組、字或者雙字。S7--200以位元的形式儲存常數，也可以用十進位數、十六進位數、ASCII碼或者實數（浮點數）來表示。( 表3-2-3        常數標記法 )
      17、CPU儲存空間的範圍和特性
      A〉S7-200 CPU儲存空間的範圍：( 表3-2-4     S7-200 CPU儲存空間的範圍與特性 )      B〉S7-200運算元範圍：( 表3-2-5      S7-200 CPU運算元的範圍 )
三、直接定址和間接定址
      1、定址的概念
      在PLC中地址是訪問資料的依據，通過地址來訪問資料的過程稱為“定址”。幾乎所有的指令和功能都與各種形式的定址有關。
      2、直接定址
      直接定址即為指定了儲存空間的地區、長度和位置的定址方式，用於 一般的數字量控制系統的編程中。如 VW100表示存取VB100、VB101組成的兩個字。
      3、用指標對S7-200儲存區間接定址
      A〉間接定址：①間接定址的概念——是指用指標來訪問儲存區資料。②指標作用及其特點：指標以雙字的形式儲存其它儲存區的地址，指標也可以作為參數傳遞到子程式中。只能用V儲存空間、L儲存空間或者累加器寄存器（AC1、AC2、AC3）作為指標。S7-200允許指標訪問以下儲存區： I、Q、V、M、S、AI、AQ、SMT（僅限於當前值）和C（僅限於當前值）；但不能訪問單獨的位，也不能訪問HC或者L儲存區。      B〉建立間接定址的指標：要建立一個指標，必須以雙字的形式，將需要間接定址的儲存空間地址移動到指標中；具體做法是用“&”符號加上要訪問的儲存區地址來建立一個指標。（ “&”符號開頭表明指令的運算元是儲存區的地址，而不是將其內容。）      C〉用指標存取資料：當指令中的運算元是指標時，應該在運算元前面加上“＊”號。      D〉修改指標：由於指標是一個32位的資料，要用雙字指令來改變指標的數值；簡單的數學運算，如加法指令或者增加指令，可用於改變指標的數值。      E〉應用舉例——[例3-1]：用於非線性校正的表格的資料存放在VW0開始的100字中，表格的位移量（表格中字的序號，第1個字的序號為0）在VD200中，在I0.0的上升沿，用間接定址將表格中相對於位移量的資料值傳送到VW210中去。      [提示]：      按照所訪問的資料長度使用不同的指令：當訪問位元組時，使用增加指令使指標值加1；當訪問字或者計數器、定時器的當前值時，用加法或者增加指令使指標值加2；當訪問雙字時，使用加法或者增加指令使指標值加4。