上海西门子代理商6ES7532-5NB00-0AB0
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(1) S7-200 PLC的计数器类型。S7-200 PLC可以使用的计数器共有255个(不包括高速计数器)，计数的形式可以分为"加计数"、"减计数"与"加减计数"3类。
1) 加计数(CTU)。加计数是通过获取计数输入信号的上升沿进行加法计数的计数方法。计数输入信号每出现一次上升沿，计数器从0开始加"1"，当计数值达到设定值(PV)时，计数器的输出触点接通。
计数值达到设定值后如果继续输入计数信号，计数值仍然增加，输出触点保持接通状态。
计数器具有清除信号(R)输入，当清除信号为"1"时，现行计数值被清"0"，设定值写人，输出触点强制断开。
2) 减计数(CTD)。减计数是通过获取计数输入信号的上升沿进行减法计数的计数方法。计数输入信号每出现一次上升沿，计数器从设定值开始减“1”，当现行计数值减到“0”时，计数器的输出触点接通。
计数值为"0"后如果继续输入计数信号，计数值保持"0"，输出触点保持接通状态。
计数器具有清除信号(R)输入，当消除信号为“I”时，设定值被写人并作为现行计数值、输出触点强制断开。
3) 加减计数(CTUD)。加减计数具有加计数与减计数两个输入端，通过获取对应计数输入信号的上升沿，进行加法、减法计数。
加减计数的本质与加计数相同，计数输入信号每出现一次上升沿，计数器从0开始加"1"，当计数达到设定值(PV)时，计数器的输出触点接通。计数达到设定值后如果继续输入计数信号，计数值仍然增加，输出触点保持接通状态。当现行值加到*值32767后，如果再输入加计数信号，现行值变为-32768，再继续进行加计数。
同时，减计数输入信号也起作用，减计数输入每出现一次上升沿，计数器从现行值开始减"1"。当现行值减到*小值-32768后，如果再输入减计数信号，现行值变为 32767，再继续进行减计数。
计数器具有消除信号(R)输入，当清除信号为"1"时，现行计数值被清"0"，设定值写入，输出触点强制断开。
(2) S7-200 PLC的计数器编程。S7-200 PLC的计数器梯形图与指令表编程方法如图3-49所示，图中的PV为计数设定值输入端，R为复位输入端。
图3-49 S7-200PLC的计数器编程
(a)加计数;(b)减计数(c)加减计数
①PLC程序的结构体系
无论PLC控制系统有多么复杂，归根到底，PLC用户程序都是由大量基本编程指令所组成的集合。在已经掌握SIEMENS S7 PLC程序基本指令使用与编程方法的基础上，设计者就可以根据控制对象各部分的不同要求，通过对要求的分解，运用基本指令编制出相应的程序网络(Network)或由几个网络组成的简单"功能程序段"。在此基础上，只要再将这些程序网络或功能程序段，按照控制系统的动作要求，以S7程序规定的格式进行排列与组合，就可以组成完整的PLC程序。
所谓PLC的程序结构，就是组成PLC程序的各种网络或“功能程序段”在PLC内部的组织、管理形式。
在PLC上，从CPU操作系统对程序执行管理的角度看，PLC程序可以分为"线性化结构"与"分块式结构"两种不同的结构体系，每一体系又可以分为若干个不同的结构形式。
a.线性化结构体系。采用线性化结构体系的PLC用户程序不分块，全部指令都集中在同一个程序块中。执行PLC程序时，CPU的每次循环扫描都是按照从上至下的次序，执行PLC用户程序的所有指令。
线性化结构体系是一种控制对象相对较简单的小型PLC系统常用的结构体系。b.分块式结构体系。分块式结构体系的PLC用户程序由多个不同的"程序块"所组成，执行PLC程序时，需要根据外部输入条件与程序中规定的控制要求，由负责管理的主程序通过对不同程序块的调用与选择，决定每次循环扫描实际需要执行的程序块。
对于控制复杂、程序容量大的大中型PLC控制系统，出于方便设计、检查、调试等方面的考虑，通常采用分块式结构。
PLC用户程序的两种结构体系各有其特点，实际使用时采用何种程序结构体系，一方面取决于PLC所具备的功能，另一方面取决于程序设计者的选择。
分块式结构
分块式结构体系的PLC程序由多个程序块组成，由统一的程序"组织块"对各程序块进行组织与调度，"组织块"根据规定的条件与顺序依次调用各程序块。
采用了分块式结构体系的PLC程序，在实际处理过程中可以根据不同的外部输入条件与控制要求，每次循环扫描可以跳过某些程序块，仅对需要处理的程序块进行扫描，从而加快PLC程序的执行速度，缩短扫描时间。
根据PLC的不同，分块式结构体系的PLC程序可以采用主、子程序结构，功能调用式结构与结构化编程等形式实现。
a.主、子程序结构。采用主、子程序结构的PLC用户程序，一般可以由主程序、子程序、中断程序等不同的程序块所组成，并且按照规定的顺序排列(如在S7-200中，程序块按照主程序、子程序、中断程序的顺序依次排列)。
在主、子程序结构程序中，主程序为PLC每次扫描都必须执行的程序块，必须重点予以编制;而子程序、中断程序则可以根据实际需要进行编写与调用。
主、子程序结构的PLC程序与线性化结构相类似，如果程序中没有编制子程序、中断程序，只有主程序，它便成了线性结构的程序。
b.功能调用式结构。功能调用式结构的PLC程序执行过程与主、子程序结构类似，但组成程序的各逻辑块按照不同的功能进行编排，无主、子之分。组*能调用式结构的每一程序块都代表着控制对象的一组相对独立动作，逻辑块由特定的"块"进行统一的管理与调用。
在S7-300/400系列PLC中，用于管理与调用的程序块称为组织块(OB1)，其余逻辑块分别称程序块(FC)、功能块(FB)、数据块(DB)等。
一般而言，功能调用式PLC程序在CPU的一个扫描周期内，对同一程序块的调用次数不会过一次;当过一次时则称为“结构化编程”。
c.结构化编程。结构化编程的程序结构形式与调用式完全相同，程序同样由多个程序块组成，并通过"组织块"对其进行组织与管理，但它采用了"参数化编程"的方法。
采用结构化编程的程序，在同一PLC扫描周期内可以多次重复调用程序中的同一程序块，因此，对于动作相同或相似的程序，可以通过在PLC程序中编写一个"公用程序块"、利用重复调用来实现。
为了保证"公用程序块"能控制不同的对象，必须将组成程序的各种操作数进行"参数化"。
(a)“公用程序块”中的所有信号的地址必须是可以变化的，即“公用程序块”中一般不能使用"*地址"，而应采用"程序变量"(形式参数)进行编程。
(b) 调用“公用程序块”前，为了使得程序中的所有信号有明确的含义，必须对“程序变量"(形式参数)进行赋值，即将"程序变量"定义成有明确含义的*地址。因此，CPU必须划分一个专门的存储器区域用于存储这些赋值参数。S7-300/400中的"局部变量堆栈L"与"即时数据块DI"就是为了实现这一目的而专门设定的存储区域。
结构化编程的程序简洁，所占用的内存容量小，但需要涉及程序块、功能块、数据块、局部变量等概念，对编程人员的要求高。
有关结构化编程中的“程序变量”、“参数”等概念，将在下面具体介绍。
②线性化结构
按照线性化结构体系设计时，程序常见的形式有"普通线性化结构"与“分时管理线性化结构”两种。
a.普通线性化结构。普通的线性结构程序*为简单，设计者只需要将由基本指令组成的全部网络与功能程序段，进行逐网络、逐段排列即可。
只要程序中没有特定的次序要求(如为了产生边沿脉冲的需要等)，组成程序的各网络与功能程序段就可以在PLC程序中任意排列，其位置与程序的执行结果无关。
CPU执行普通的线性结构程序时，是对全部程序指令按照输入采样、执行程序、输出刷新三个阶段不断循环，全部输入、输出信号的采样与刷新时间统一，每次处理的时间(循环扫描时间)固定。
在S7PLC中，如果将全部PLC用户程序都编制在组织块OB1中，即属于此结构。
b.分时管理线性化结构。在部分PLC中，为了满足控制系统中需要高速处理的信号特殊控制要求，线性结构的程序也可以采用"分时管理线性化结构"的结构形式(见图5-50)。
图5-50 分时管理线性化的程序结构
采用“分时管理线性化结构”时，设计者可以根据控制系统的需要，将线性化结构的PLC用户程序划分为“高速扫描循环”与“普通扫描循环”两部分。
程序中的高速扫描部分可以由设计者定义扫描时间间隔，在执行过程中这一时间间隔保持固定不变。即：对于高速扫描程序段，设计者可以人为地规定程序的执行时间，CPU必须在规定的时间内完成高速扫描程序段的输入采样、执行程序、输出刷新循环过程。因此，PLC对“高速扫描循环”程序中输入/输出信号的处理速度，可以远远高于正常PLC循环程序中对输入/输出信号的处理速度。
程序中的其他部分为普通扫描部分，执行正常速度的扫描。在程序的执行过程中，如果普通扫描部分的程序执行时间已经到达高速扫描时时间间隔，CN立即中断普通扫描，保存执行状态，并转人对高速程序段的扫描;等到高速段程序执行结束后，再继续恢复对普通程序的扫描(见图5-50)。这样的过程在整个PLC程序执行个需要进行多次。由于高速扫描的多次中断，普通PLC程序段的扫描时间将比正常执行的情况更长。
采用这种方式的特点是：在线性结构体系的程序可以处理PLC的高速输入/输出信号，以满足特殊的控制要求。当然，根据实际系统的需要，程序中也可以没有高速扫描的程序段，但是，不可以将全部程序都作为高速程序。
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