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西門子PLC如何間接尋址講解及應用

來源:上海邑斯自動化科技有限公司   2023年02月17日 13:49  

完整一條指令,應該包含指令符+操作數(當然不包括那些單指令,比如NOT等)。其中操作數是指令要執行目標,也就是指令要進行操作址。


圖片




我們知道,PLC中劃有各種用途存儲區,比如物理輸入輸出區P、映像輸入區I、映像輸出區Q、位存儲區M、定時器T、計數器C、數據區DB和L等,同時我們還知道,每個區域可以用位(BIT)、字節(BYTE)、字(WORD)、雙字(DWORD)來衡量,說來指確切大小。當然定時器T、計數器C不存這種衡量體制,它們僅用位來衡量。由此我們可以到,要描述一個址,至少應該包含兩個要素:


1、存儲區域


2、這個區域中具體位置

比如:A Q2.0

其中A是指令符,Q2.0是A操作數,也就是址。這個址由兩部分組成:

Q:指是映像輸出區

2.0:就是這個映像輸出區第二個字節第0位。

由此,我們出, 一個確切址組成應該是:

〖存儲區符〗〖存儲區尺寸符〗〖尺寸數值〗.〖位數值〗,例如:DBX200.0。

DB X 200 . 0

其中,我們又把〖存儲區符〗〖存儲區尺寸符〗這兩個部分合稱為:址標識符。這樣,一個確切址組成,又可以寫成:

址標識符 + 確切數值單元




【間接尋址概念】

尋址,就是指指令要進行操作址。給定指令操作址方法,就是尋址方法。

談間接尋址之前,我們簡單了解一下直接尋址。所謂直接尋址,簡單說,就是直接給出指令確切操作數,象上面所說,A Q2.0,就是直接尋址,A這個指令來說,Q2.0就是它要進行操作址。


這樣看來,間接尋址就是間接給出指令確切操作數。對,就是這個概念。

比如:A Q[MD100] ,A T[DBW100]。程序語句中用方刮號 [ ] 標明內容,間接指明了指令要進行址,這兩個語句中MD100和DBW100稱為指針Pointer,它指向它們其中包含數值,才是指令真正要執行址區域確切位置。間接由此名。

西門子間接尋址方式計有兩大類型:存儲器間接尋址和寄存器間接尋址




【存儲器間接尋址】

存儲器間接尋址址給定格式是:址標識符+指針。指針所指示存儲單元中所包含數值,就是址確切數值單元。

存儲器間接尋址具有兩個指針格式:單字和雙字。

單字指針是一個16bit結構,從0-15bit,指示一個從0-65535數值,這個數值就是被尋址存儲區域編號。

雙字指針是一個32bit結構,從0-2bit,共三位,8進制指示被尋址位編號,也就是0-7;而從3-18bit,共16位,指示一個從0-65535數值,這個數值就是被尋址字節編號。

指針可以存放M、DI、DB和L區域中,也就是說,可以用這些區域內容來做指針。


單字指針和雙字指針使用上有很大區別。

下面舉例說明:

L DW#16#35 //將32位16進制數35存入ACC1

T MD2 //這個值再存入MD2,這是個32位位存儲區域

L +10 //將16位整數10存入ACC1,32位16進制數35自動移動到ACC2

T MW100 //這個值再存入MW100,這是個16位位存儲區域

OPN DB[MW100] //打開DB10。這里[MW100]就是個單字指針,存放指針區域是M區,

MW100中值10,就是指針間接定址,它是個16位值!

--------

L L#+10 //以32位形式,把10放入ACC1,此時,ACC2中內容為:16位整數10

T MD104 //這個值再存入MD104,這是個32位位存儲區域

A I[MD104] //對I1.2進行與邏輯操作!

=DIX[MD2] //賦值背景數據位DIX6.5!

--------

A DB[MW100].DBX[MD2] //讀入DB10.DBX6.5數據位狀態

=Q[MD2] //賦值給Q6.5

--------

A DB[MW100].DBX[MD2] //讀入DB10.DBX6.5數據位狀態

=Q[MW100] //錯誤!!沒有Q10這個元件

---------------------------------------------------------------------------------------------------


從上面系列舉例我們至少看出來一點:

單字指針只應用址標識符是非位情況下。確,單字指針前面描述過,它確定數值是0-65535,而byte.bit這種具體位結構來說,只能用雙字指針。這是它們第一個區別,單字指針另外一個限制就是,它只能對T、C、DB、FC和FB進行尋址,通俗說,單字指針只可以用來指代這些存儲區域編號。


相單字指針,雙字指針就沒有這樣限制,它可以對位址進行尋址,還可以對BYTE、WORD、DWORD尋址,沒有區域限制。,有必有失,對非位區域進行尋址時,必須確保其0-2bit為全0!





總結一下:

單字指針存儲器間接尋址只能用址標識符是非位場合;雙字指針有位格式存,對址標識符沒有限制。也正是雙字指針是一個具有位指針,,當對字節、字雙字存儲區址進行尋址時,必須確保雙字指針內容是8倍數。

現,我們來分析一下上述例子中A I[MD104] 為什么最后是對I1.2進行與邏輯操作。

L L#+10 ,我們知道存放MD104中值應該是:

MD104:0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1010

當作為雙字指針時,就應該3-18bit定byte,0-2bit指bit來確定最終指令要操作址,:

0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1010 = 1.2



詳解西門子間接尋址(二)

【址寄存器間接尋址】

先前所說存儲器間接尋址中,間接指針用M、DB、DI和L直接指,就是說,指針指向存儲區內容就是指令要執行確切址數值單元。但寄存器間接尋址中,指令要執行確切址數值單元,并非寄存器指向存儲區內容,也就是說,寄存器本身也是間接指向真正址數值單元。從寄存器到出真正址數值單元,西門子提供了兩種途徑:


1、區域內寄存器間接尋址

2、區域間寄存器間接尋址

址寄存器間接尋址一般格式是:

〖址標識符〗〖寄存器,P#byte.bit〗,比如:DIX[AR1,P#1.5] 或 M[AR1,P#0.0] 。

〖寄存器,P#byte.bit〗統稱為:寄存器尋址指針,而〖址標識符〗上帖中談過,它包含〖存儲區符〗+〖存儲區尺寸符〗。但這里,情況有所變化。比較一下剛才例子:

DIX [AR1,P#1.5]

X [AR1,P#1.5]


DIX可以認為是我們通常定義址標識符,DI是背景數據塊存儲區域,X是這個存儲區域尺寸符,指是背景數據塊中位。但下面一個示例中M呢?X定了存儲區域尺寸符,那么存儲區域符哪里呢?毫無疑問,AR1中!


DIX [AR1,P#1.5] 這個例子,要尋址址區域事先已經確定,AR1可以改變這個區域內確切址數值單元,我們稱之為:區域內寄存器間接尋址方式,相應,這里[AR1,P#1.5] 就叫做區域內尋址指針。


X [AR1,P#1.5] 這個例子,要尋址址區域和確切址數值單元,都未事先確定,確定了存儲大小,這就是意味著我們可以不同區域間不同址數值單元以給定區域大小進行尋址,稱之為:區域間寄存器間接尋址方式,相應,這里[AR1,P#1.5] 就叫做區域間尋址指針。


既然有著區域內和區域間尋址之分,那么,同樣AR1中,就存有不同內容,它們代表著不同含義。

【AR格式】

址寄存器是專門用于尋址一個特殊指針區域,西門子址寄存器共有兩個:AR1和AR2,每個32位。


當使用區域內寄存器間接尋址中時,我們知道這時AR中內容指明數值單元,,區域內寄存器間接尋址時,寄存器中內容等同于上帖中提及存儲器間接尋址中雙字指針,也就是:

其0-2bit,定bit位,3-18bit定byte字節。其第31bit固定為0。

AR:

0000 0000 0000 0BBB BBBB BBBB BBBB BXXX

這樣規定,就意味著AR取值只能是:0.0 ——65535.7


例如:當AR=D4(hex)=0000 0000 0000 0000 0000 0000 1101 0100(b),實際上就是等于26.4。

而區域間寄存器間接尋址中,要尋址區域也要AR中定,顯然這時AR中內容肯定于寄存器區域內間接尋址時,對AR內容要求,說規定不同。

AR:

1000 0YYY 0000 0BBB BBBB BBBB BBBB BXXX

比較一下兩種格式不同,我們發現,這里第31bit被固定為1,同時,第24、25、26位有了可以取值范圍。聰明你,肯定可以聯想到,這是用于定存儲區域。對,bit24-26取值確定了要尋址區域,它取值是這樣定義:

區域標識符

26、25、24位

P(外部輸入輸出)

000

I(輸入映像區)

001

Q(輸出映像區)

010

M(位存儲區)

011

DB(數據塊)

100

DI(背景數據塊)

101

L(暫存數據區,也叫局域數據)

111

我們把這樣AR內容,用HEX表示話,那么就有:

當是對P區域尋址時,AR=800xxxxx

當是對I區域尋址時,AR=810xxxxx

當是對Q區域尋址時,AR=820xxxxx

當是對M區域尋址時,AR=830xxxxx

當是對DB區域尋址時,AR=840xxxxx

當是對DI區域尋址時,AR=850xxxxx

當是對L區域尋址時,AR=870xxxxx


列舉,我們有了初步結論:AR中內容是8開頭,那么就一定是區域間尋址;要DB區中進行尋址,只需8后面跟上一個40。84000000-840FFFFF指明了要尋址范圍是:

DB區0.0——65535.7。

例如:當AR=840000D4(hex)=1000 0100 0000 0000 0000 0000 1101 0100(b),實際上就是等于DBX26.4。

我們看到,寄存器尋址指針 [AR1/2,P#byte.bit] 這種結構中,P#byte.bit又是什么呢?

【P#指針】

P#中P是Pointer,是個32位直接指針。所謂直接,是指P#中#后面所跟數值存儲單元,是P直接給定。這樣P#XXX這種指針,就可以被用來指令尋址中,作為一個“常數”來對待,這個“常數”可以包含或不包含存儲區域。例如:

● L P#Q1.0 //把Q1.0這個指針存入ACC1,此時ACC1內容=82000008(hex)=Q1.0

★ L P#1.0 //把1.0這個指針存入ACC1,此時ACC1內容=00000008(hex)=1.0

● L P#MB100 //錯誤!必須byte.bit結構給定指針。

● L P#M100.0 //把M100.0這個指針存入ACC1,此時ACC1內容=83000320(hex)=M100.0

● L P#DB100.DBX26.4 //錯誤!DBX已經提供了存儲區域,不能重復定。

● L P#DBX26.4 //把DBX26.4這個指針存入ACC1,此時ACC1內容=840000D4(hex)=DBX26.4


我們發現,當對P#指數值時,累加器中值和區域內尋址指針規定格式相同(也和存儲器間接尋址雙字指針格式相同);而當對P#定帶有存儲區域時,累加器中內容和區域間尋址指針內容全相同。事實上,把什么樣值傳給AR,就決定了是以什么樣方式來進行寄存器間接尋址。實際應用中,我們正是利用P#這種特點,不同需要,定P#指針,然后,再傳遞給AR,以確定最終尋址方式。


寄存器尋址中,P#XXX作為寄存器AR指針偏移量,用來和AR指針進行相加運算,運算結果,才是指令真正要操作確切址數值單元!

是區域內區域間尋址,址所存儲區域都有了定,,這里P#XXX只能指純粹數值,如上面例子中★。



【指針偏移運算法則】

寄存器尋址指針 [AR1/2,P#byte.bit] 這種結構中,P#byte.bit如何參與運算,出最終址呢?

運算法則是:AR1和P#中數值,BYTE位和BIT位分類相加。BIT位相加按八進制規則運算,而BYTE位相加,則十進制規則運算。

例如:寄存器尋址指針是:[AR1,P#2.6],我們分AR1=26.4和DBX26.4兩種情況來分析。

當AR1等于26.4,

AR1:26.2

+ P#:2.6

---------------------------

= 29.7 這是區域內寄存器間接尋址最終確切址數值單元

當AR1等于DBX26.4,

AR1:DBX26.2

+ P#:2.6

---------------------------

= DBX29.7 這是區域間寄存器間接尋址最終確切址數值單元



【AR址數據賦值】

前面介紹,我們知道,要正確運用寄存器尋址,最重要是對寄存器AR賦值。同樣,區分是區域內區域間尋址,也是看AR中賦值。


對AR賦值通常有下面幾個方法:

1、直接賦值法

例如:

L DW#16#83000320

LAR1

可以用16進制、整數二進制直接給值,但必須確保是32位數據。賦值AR1中既存儲了址數值,也定了存儲區域,這時寄存器尋址方式肯定是區域間尋址。


2、間接賦值法

例如:

L [MD100]

LAR1

可以用存儲器間接尋址指針給定AR1內容。具體內容存儲MD100中。


3、指針賦值法

例如:

LAR1 P#26.2

使用P#這個32位“常數”指針賦值AR。

總之,使用哪種賦值方式,AR存儲數據格式有明確規定,,都要賦值前,確認所賦值是否符合尋址規范。



詳解西門子間接尋址(三)

使用間接尋址主要目,是使指令執行結果有動態變化,簡化程序是第一目,某些情況下,這樣尋址方式是必須,比如對某存儲區域數據遍歷。此外,間接尋址,還可以使程序更具柔性,換句話說,可以標準化。


下面實例應用來分析如何靈活運用這些尋址方式,實例分析過程中,將對前面帖子中筆誤、錯誤和遺漏做糾正和補充。


【存儲器間接尋址應用實例】

我們先看一段示例程序:

L 100

T MW 100 // 將16位整數100傳入MW100

L DW#16#8 // 加載雙字16進制數8,當把它用作雙字指針時,BYTE.BIT結構,

結果演變過程就是:8H=1000B=1.0

T MD 2 // MD2=8H

OPN DB [MW 100] // OPN DB100

L DBW [MD 2] // L DB100.DBW1

T MW[MD2] // T MW1

A DBX [MD 2] // A DBX1.0

= M [MD 2] // =M1.0


這個例子中,我們中心思想其實就是:將DB100.DBW1中內容傳送到MW1中。這里我們使用了存儲器間接尋址兩個指針——單字指針MW100用于指DB塊編號,雙字指針MD2用于定DBW和MW存儲區字址。


事實上,從這個例子中心思想來看,根本沒有必要如此復雜。但為什么要用間接尋址呢?

要澄清使用間接尋址優勢,就讓我們從比較中,找答案吧。

例子告訴我們,它最終執行是把DB某個具體字數據傳送到位存儲區某個具體字中。這是針對數據塊1001數據字傳送到位存儲區第1字中具體操作。我們現需要對同樣數據塊多個字(連續不連續)進行傳送呢?直接方法,就是一句一句寫這樣具體操作。有多少個字傳送,就寫多少這樣語句。毫無疑問,不知道間接尋址道理,也應該明白,這樣編程方法是不合理。而使用間接尋址方法,語句就簡單多了。


【示例程序結構分析】

我將示例程序從結構上做個區分,重新輸入如下:

=========================== 輸入1:指數據塊編號變量

|| L 100

|| T MW 100

===========================輸入2:定字址變量

|| L DW#16#8

|| T MD 2

===========================操作主體程序

OPN DB [MW 100]

L DBW [MD 2]

T MW[MD2]


顯然,我們根本不需要對主體程序(紅色部分)進行簡單而重復復寫,而只需改變MW100和MD2賦值(綠色部分),就可以完成應用要求。

結論:對間接尋址指針內容修改,就完成了主體程序執行結果變更,這種修改是可以是動態和靜態。


正是對真正目標程序(主體程序)不做任何變動,而尋址指針是這個程序中一要修改方,可以認為,尋址指針是主體程序入口參數,就好比功能塊輸入參數。可使程序標準化,具有移植性、通用性。

那么又如何動態改寫指針賦值呢?不會是另一種簡單而重復復寫吧。

讓我們以一個具體應用,來完善這段示例程序吧:

將DB100中1-11數據字,傳送到MW1-11中

設計完成這個任務程序之前,我們先了解一些背景知識。


【數據對象尺寸劃分規則】

數據對象尺寸分為:位(BOOL)、字節(BYTE)、字(WORD)、雙字(DWORD)。這似乎是個簡單概念,但,MW10=MB10+MB11,那么是說,MW11=MB12+MB13?你回答是肯定,我建議你繼續看下去,不要跳過,這里疏忽,會導致最終程序錯誤。



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