通过示例深入理解边沿指令（附验证例程下载）

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前言

上升沿，下降沿是我们每个电气自动化工程师最熟悉不过的指令了，西门子PLC历经了S5，S7-200/200SMART， S7-300/400，S7-1200/1500等系列型号，边沿指令也是从无到有，也一直悄悄地发生着变化，不同系统的边沿指令，或同一系统的不同边沿指令到底有什么不同呢？本文把所有西门子有关边沿指令的内容汇总整理了一下，温故而知新与大家分享！

鉴于篇幅限制，文中就只以上升沿指令为例来做说明了。

深入理解

不同编程环境下的边沿指令

1、MicroWin/SMART中的边沿指令（S7-200/200SMART适用）

1. S7-200/200SMART边沿指令是有全局寄存器的，且数量有限，总共1024个（含上升沿及下降沿）
2. S7-200/200SMART边沿指令寄存器没有地址，不支持任何形式的寻址，由系统自动分配

2、STEP 7中的边沿指令（S7-300/400/WINAC适用）

3、TIA Portal中的边沿指令（S7-1200/1500适用）

总结：

1. 边沿指令都需要暂存被检测信号的状态；
2. 边沿指令暂存被检测信号状态的变量必须是全局变量或静态变量；
3. 边沿指令需要比较被检测信号状态的不同，因此必须被所在周期性组织块（Cyclic OB，如OB1或OB35等）两次扫描才能得到运算结果；
4. 边沿指令产生的运算结果只存在一个扫描周期；
5. 边沿指令在首次扫描产生的运算结果与不同系列的PLC及其状态暂存变量寄存器的断电保持设置有关；

深入理解

不同编程环境下的边沿指令的

等效示例

示例一：单变量的上升沿检测

1、MicroWin/SMART编程环境

2、Step 7编程环境

3、TIA Portal编程环境

注释：

Tag_In：被检测信号

Tag_FP：被检测信号的状态存储变量

R_TRIG_DB：指令背景数据块

Tag_M：边沿检测结果

示例二：多变量运算结果的上升沿检测

1、MicroWin/SMART编程环境

2、Step 7编程环境

3、TIA Portal编程环境

注释：

Tag_In_1：信号1

Tag_In_2：信号2

Tag_In_3：信号3

Tag_FP：逻辑结果状态暂存变量

Tag_FLG：信号逻辑运算结果

R_TRIG_DB：指令背景数据块

Tag_M：边沿检测结果

示例三：多变量复杂逻辑的上升沿检测

1、MicroWin/SMART编程环境

2、Step 7编程环境

3、TIA Portal编程环境

注释：

Tag_In_1：信号1

Tag_In_2：信号2

Tag_In_3：信号3

Tag_FLG：信号2的上升沿信号

Tag_FP：信号2的状态寄存器

Tag_M：逻辑运算结果

深入理解

博途编程环境下

实现上升沿的几种方法

目前，在博途编程环境下较为通用的编程语言是梯形图（LAD）及结构化控制指令（SCL），实现上升沿检测的方法归纳下来常用的有四种，但无论哪一种方法都会需要使用全局变量或静态变量作为被检测信号的状态暂存寄存器，S7-300/400的数据块是默认断电保持的，通常情况下该状态暂存寄存器并不建议设置为断电保持。

1、使用上升沿指令：

2、使用梯形图逻辑：

3、使用SCL语言之一：

4、使用SCL语言之二：

注释：

Signal：被检测信号

Signal_FP：被检测信号的状态寄存器变量

Signal_FP_Flg：被检测信号的上升沿信号

深入理解

上升沿指令特性的实验验证

根据我们现在最常用的PLC类型，选择200SMART及S7-1200作为典型试验机型，实验方法如下：

1. 200SMART采用上升沿指令一组及等效非上升沿指令两组，等效非上升沿指令的中间变量一组采用断电保持设置，另一组指令的中间变量采用断电非保持设置；
2. S7-1200采用上升沿指令指令两组，一组上升沿指令的中间变量采用断电保持设置，另一组指令的中间变量采用断电非保持设置；
3. 分四种不同启动条件下的情形考核上升沿是否会被触发

1）下载程序后的首次运行

2）MRES复位后的首次运行

3）未断电情况下，CPU从STOP 切换到 RUN状态

4）断电后，CPU重新上电进入RUN状态

S7-200SMART的验证程序：

1、SAMPLE_0

2、SAMPLE_1

3、SAMPLE_2

4、OB1及DB块设置

4、断电保持设置

S7-1200的验证程序：

验证结果：（√表示上升沿指令被触发）

这个验证结果说明了几个问题：

• S7-200SMART的上升沿指令其实也是全局变量，并且具有断电保持特性，只是没有实际变量地址由系统自动分配而已;
• S7-200SMART的等效非上升沿指令的执行效果与S7-1200的上升沿指令的执行效果是一致的;
• 上升沿指令的断电非保持设置，会导致下载程序后的首次运行，或CPU复位后的首次运行，或非断电STOP -> RUN，或断电后重新上电进入RUN，上述这些情况下上升沿指令或等效指令的触发。其在不同CPU的表现，也反映了不同类型CPU的数据保持特性，以及不同启动条件下的数据初始化特性。

关于验证程序例程下载地址的获取，

请关注“剑指工控“微信公众号后，

添加管理员，

加入剑指工控微信群后获取。

作者简介

黄 岑（Zane）

西门子技术支持论坛

S7-1200/S7-1500/S7-300/400 版区版主

工作职务：上海大华总线电气技术有限公司，技术总监

个人简介：北京理工大学自动控制系工业自动化专业本科毕业，高级工程师，注册自动化系统工程师，中国自动化协会会员。从事自动化一线技术工作20多年；主要从事自动化产品应用的技术支持工作及自动化控制系统的设计与开发工作；擅长用于中大型装备的分布式系统、多轴传动系统及伺服系统的控制与系统集成；擅长现场总线，网络通讯；擅长电气系统的成套设计，制造，安装，调试的全过程；擅长EMC电磁兼容性问题的诊断与解决；擅长软硬件的标准化与模块化设计；对系统开发的管理及系统的持续改进有比较丰富的经验。

从业经验：所参与或主持设计开发的控制系统涉及国民经济许多行业的应用领域，如核电，纺织，线缆，造纸，食品医药，石化，印刷，包装；船舶，冶金，工程机械，测试仪器等等；有不少重大项目及装备均为当时国内首次研发；多个项目和设备成功替代进口装备，在成功占据国内应用市场的同时又实现出口欧美等发达国家；拥有多次与外方进行项目谈判及项目合作的经历与经验；多次参加西门子专家会议获优秀论文及最佳论文奖，曾获省部级技术进步三等奖，曾获省级高新技术成果转化项目认定，并获得过多项技术发明或实用新型专利。