导读
本章节主要介绍西门子公司S7-1200系列可编程序控制器（PLC）的基本结构与应用特点，对它的编程环境及应用进行详细的讲解，结合实例介绍典型指令编程方法，并介绍PLC应用设计中应注意的主要问题。
程序控制指令
（1）跳转指令、跳转标签指令与返回指令
“若RLO=1，则跳转”指令JMP与“跳转标签”指令LABEL配合使用。当跳转线圈-（JMP）-的输入为“1”时，跳转到该指令顶部指定的标签处。程序块运行时总是按从上到下的程序段顺序执行的。跳转指令是跳转到标签所在的位置向下顺序执行，跳转指令与标签之间的程序段不执行。跳转时，可以向前或向后跳转，也可以从多个位置跳转到同一个标签处。但是，只能在同一个程序块中跳转，不能从一个程序块跳转到另一个程序块。在一个程序块内，跳转标签的名称只能使用一次。一个程序段只能设置一个跳转标签，标签的首字母不能为数字。
“若RLO=0，则跳转”指令JMPN与“跳转标签”指令LABEL配合使用。当跳转线圈-（JMPN）-的输入为“0”时，跳转到该指令顶部指定的标签处。
“返回”指令RET可以是有条件返回或无条件返回，其线圈上面的参数是返回值，数据类型为Bool。它的线圈通电时，停止执行该指令后面的指令，返回调用它的程序块。在块结束时不需要RET指令，系统会自动完成这一任务。
如果当前的块是OB，返回值被忽略。如果当前的块是FC或FB，返回值将传送给调用它的块，返回值可以是“1”（TRUE）、“0”（FALSE）或指定的位地址。
跳转指令、跳转标签指令和返回指令的应用如图2-56所示。在程序段1中，如果I0.0常开触点未接通，不执行跳转指令，则执行程序段2，进行电动机点动控制。执行完程序段3中的返回指令后，程序段4不会执行。如果程序段1中的I0.0常开触点接通，执行跳转指令，跳过程序段2和程序段3（不执行点动控制），直接跳转到程序段4中的标签处（LABELI），进行电动机连续控制。
2）定义跳转列表指令和跳转分支指令
使用“定义跳转列表”指令JMP_LIST，可定义多个有条件跳转，跳转到由参数K的值指定的跳转标签，跳转标签可以由指令框的输出DESTn指定。点击指令框中的图标，可增加输出DESTn的数量。输出从值0开始编号，每次新增输出后以升序继续编号。在指令的输出中只能指定跳转标签。S7-1200 最多可以声明32个输出。
K参数值将指定输出编号，程序将从跳转标签处继续执行。如果参数K的值大于可用的输出编号，则继续执行块中下一个程序段中的程序。在图2-57中，如果JMP_LIST指令的K值为0，跳转到标签LABEL0处：如果K值为1，跳转到标签LABEL1处；如果K值为2，跳转到标签LABEL2处；如果K值大于2，不跳转，继续执行下一个程序段。
“跳转分支”指令SWITCH根据一个或多个比较指令的结果，定义要执行的多个程序跳转。在参数K中指定要比较的值，将该值与各个输入提供的值进行比较。可以为每个输入选择比较方法，点击指令框中的比较符号，从下拉列表中修改该比较符号。
各比较指令的可用性取决于指令的数据类型，可以从指令框的“???”下拉列表中选择该指令的数据类型。该指令从第一个比较开始执行，直至满足比较条件为止。如果满足比较条件，则将不考虑后续比较条件。如果未满足任何指定的比较条件，将在输出ELSE处执行跳转。如果输出ELSE中未定义程序跳转，则程序从下一个程序段继续执行。
字逻辑运算操作
（1）逻辑运算指令
①逻辑“与”指令AND是将输入按位进行相“与”，有“0”出“0”，全“1”出“1”，运算结果从OUT输出。AND指令的应用如图2-58所示，如果IN1的值为2#1010_1100，IN2的值为2#1100_0101，执行该指令后，结果为2#1000_0100。
②逻辑“或”指令OR是将输入按位进行相“或”，有“1”出“1”，全“0”出“0”，运算结果从OUT输出。OR指令的应用如图2-58所示，如果IN1的值为2#1010_1100，IN2的值为2#1100_0101，执行该指令后，结果为2#1110_1101。
③逻辑“异或”指令XOR是将输入按位进行相“异或”，相异出“1”，相同出“0”，运算结果从OUT输出。XOR指令的应用如图2-58所示，如果IN1的值为2#1010_1100，IN2的值为2#1100_0101，执行该指令后，结果为2#0110_1001。
④逻辑“求反码”指令INVERT（INV）是将输入按位进行取反，有“0”出“1”，有“1”出“0”，运算结果从OUT输出。INV指令的应用如图2-58所示，如果IN的值为2#1110_1111_0011_0100（整数-4300），执行该指令后，结果为2#0001_00001100_1011。
（2）编码和解码指令
“解码”指令DECO是读取输入IN的值，并将输出值中位号与读取值对应的那个位置位为“1”，输出值中的其他位以“0”填充。IN的数据类型为UInt，OUT 的数据类型为位字符串。当输入IN的值大于31时，则将IN的值除以32，用余数进行解码操作。利用解码指令，可以用输入IN的值控制OUT中指定位的状态。在图2-59中，执行DECO指令，如果其IN的值为6，OUT为2#0100_0000（16#40），仅第6位为“1”。
“编码”指令ENCO与“解码”指令DECO相反，将IN中为“1”的最低位的位数送到OUT指定的地址。IN的数据类型为位字符串，OUT的数据类型为Int。在图2-59中所示的界面中，执行ENCO指令，如果IN的值为2#0101_0000（16#50），OUT指定的编码结果为4，即最低位为“1”的位数是4。
（3）SEL、MUX和DEMUX指令
“选择”指令SEL是根据开关（输入G）的情况，选择输入IN0或IN1中之一，并将其内容复制到输出OUT。如果输入G的信号状态为“0”，则将输入IN0的值传送到输出OUT中。如果输入G的信号状态为“1”，则将输入IN1的值传送到输出OUT中。在图2-60中，如果G为“1”（M3.0为“1”），则将IN1的值（200）传送到OUT。
移位与循环移位
（1）左移指令SHL
SHL可以对位字符串或整数进行操作，从指令框的“??”下拉列表中选择该指令的数据类型。当使能输入端EN有效时，SHL 指令将IN输入端的数据按二进制向左移动N位，低位补“0”，高位抛出，结果存放到OUT指定的单元。在使用移位指令时，EN端要用脉冲输入，这是由于CPU扫描速度很快，EN输入端未及时断开，会造成多次移位。SHL指令的应用如图2-61（a）所示，指令执行前，MW10的值为2#0101_1011_0101_1011，见图2-61（b）。在10.0的上升沿，执行SHL指令，MW10的值按位向左移动1位，变为2#1011_0110_1011_0110，见图2-61（c）。
（2）右移指令SHR
SHR可以对位字符串或整数进行操作，从指令框的“??”下拉列表中选择该指令的数据类型。对字或双字操作：当使能输入端EN有效时，SHR指令将IN输入端的数据按二进制向右移动N位，高位补“0”，低位抛出，结果存放到OUT指定的单元。对整数或双整数操作：当IN 输入端为正数时，SHR指令将IN输入端的数据按二进制向右移动N位，高位补“0”，低位抛出，结果存放到OUT指定的单元：当IN输入端为负数时，SHR指
令将IN输入端的数据按二进制向右移动N位，高位补“1”，低位抛出，结果存放到OUT指定的单元。SHR指令的应用如图2-61（a）所示，指令执行前，MW12的值为2#10000000_0100_0100，见图2-61（b）。在I0. 0的上升沿，执行SHR指令，MW12的值按位向右移动2位，高位补“1”，变为2#1110_0000_0001_0001，见图2-61（c）。
（3）循环左移指令ROL
ROL只能对位字符串操作，从指令框的“??”下拉列表中选择该指令的数据类型。当使能输入端EN有效时，ROL指令将IN输入端的数据按二进制向左循环移动N位，最高N位移动到最低N位，结果存放到OUT指定的单元。ROL指令的应用如图2-61（a）所示，指令执行前，MW14的值为2#1010_0011_1010_0011，见图2-61（b）。 在I0.0的上升沿，执行ROL指令，MWI4的值循环左移3位，最高3位移动到最低3位，变为2#0001_1101_0001_1101，见图2-61（c）。
（4）循环右移指令ROR
ROR只能对位字符串操作，从指令框的“??”下拉列表中选择该指令的数据类型。当使能输入端EN有效时，ROR指令将IN输入端的数据按二进制向右循环移动N位，最低N位移动到最高N位，结果存放到OUT指定的单元。ROR指令的应用如图2-61（a）所示，指令执行前，MW16的值为2#1011_0011_1011_0011，见图2-61（b）。在10.0的上升沿执行ROR指令，MW16的值循环右移4位，最低4位移动到最高4位，变为2#0011_1011_0011_1011，见图2-61（c）。
模拟量输入输出
（1）模拟量输入
①模拟量输入量程与模拟值。S7-1200 CPU 1214C集成了2通道模拟量输入（默认地址IW64和IW66，分辨率10位），只能使用0～10V的单极性模拟量电压输入。电压输入分为单极性和双极性，电流输入只有单极性。如果需要双极性或电流输入，可以选择信号模块SM1231或信号板SB1231。表2-7给出了单极性模拟量输入与模拟值之间的对应关系，其中最重要的关系是单极性模拟量量程的上、下限分别对应模拟值27648和0。也就是0～10V（或0～20mA、4～20mA）对应的模拟值为0 ～27648。
表2-8给出了双极性模拟量输入与模拟值之间的对应关系，其中最重要的关系是双极性模拟量量程的上、下限分别对应模拟值27648和-27648。也就是-10～10V、-5～5V、-2.5～2.5V或-1.25～1.25V对应模拟值为-27648～27648。
②模拟量输入模块接线与组态。模拟量输入信号模块SM1231 AI4X13 位的接线如图2-62（a）所示。DC为供电电源，要求使用24VDC供电。该模拟量输入模块有4个道，分别为通道0至通道3。每个输入通道的“+”连接模拟量输入信号的正极，模拟量输入的“–”连接模拟量输入的负极。比如可以将模拟量输入通道0的0+连接到模拟量输入电压的正极，0-连接到模拟量输入电压的负极。模拟量输入应使用屏蔽双绞线电缆连接模拟量信号，这样会减少干扰。
可以对模拟量输入信号的类型进行组态，通道0使用+10V模拟量电压输入的组态如图2-62（b）所示，可以看到该通道的地址为IW96，测量类型可以选择电压或电流，电压范围或电流范围也可以选择。
（2）模拟量输出
①模拟量输出的模拟值与输出量程。S7-1200的输出信号类型可以是电压或电流，分为单极性和双极性。表2-9给出了双极性模拟输出值与输出量程的对应关系，其中最重要的关系是双极性模拟输出值-27648～27648对应的输出量程为-10～10V。
表2-10给出了单极性模拟输出值与输出量程的对应关系，其中最重要的关系是单极性模拟输出值0～27648对应的模拟量输出为0～10V（或0～20mA、4 ～20mA）。
②模拟量输出接线。模拟量输出信号模块SM1232 AQ2X14位的接线如图2-63（a）所示。DC为供电电源，要求使用24VDC供电。该模拟量输出模块有2个通道，分别为通道0、通道1。每个输出通道的M为输出信号公共端，比如可以将模拟量输出通道0的0M连接到负载的负极，0连接到负载的正极。
在使用时，需要对模拟量输出信号的类型进行组态，通道0输出电流0～20mA的组态如图2-63（b）所示，可以看到该通道的地址为QW96，测量类型可以选择电压，输出电压范围+10V ；也可以输出电流，输出电流范围可以选择0～20mA或4～20mA。可以设定从RUN模式切换到STOP模式时通道的替代值。
