S7-PLCSIM仿真软件　即使没有PLC的硬件，使用S7-PLCSIM仿真软件也可以在计算机上对SIMATIC S7用户程序块进行功能测试，它对于用户程序的调试和PLC编程的学习是非常有用的。

它可以用于用下列语言编写的程序的仿真：LAD、FBD、STL、S7 Graph、S7 HiGraph、S7 SCL和CFC。

2.2　S7-400 CPU的存储区

2.2.1　数制

（1）二进制数　二进制数的1位（bit）只能取0和1这两个不同的值，可以用来表示开关量（或称数字量）的两种不同的状态，例如触点的断开和接通，线圈的通电和断电等。如果该位为1，表示梯形图中对应的位编程元件（例如位存储器M和输出过程映像Q）的线圈“通电”，其常开触点接通，常闭触点断开，以后称该编程元件为1状态，或称该编程元件ON（接通）。如果该位为0，对应的编程元件的线圈和触点的状态与上述的相反，称该编程元件为0状态，或称该编程元件OFF（断开），二进制常数用2#表示，例如2#_0001是16位二进制常数在编程手册和编程软件中，位编程元件的1状态和0状态常用TURE和FALSE来表示。

（1）装载存储器　装载存储器可能是RAM和FEPROM，用于保存不包含符号地址和注释的用户程序和系统数据（组态，连接和模块参数等）。有的CPU有集成的装载存储器，有的可用微存储器卡（MMC）来扩展，CPU31XC的用户程序只能装入插入式的MMC。

断电时数据保存在MMC存储器中，因此数据块的内容基本上被保留。下载程序时，用户程序（逻辑块和数据块）被下载到CPU的装载存储器，CPU把可执行部分复制到工作存储器，符号表和注释保存在编程设备中。

西门子S7-1200授权经销商

浔之漫智控技术（上海）有限公司（s）

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（2）工作存储器　它是集成的高速度存取的RAM存储器，用于存储CPU运行时的用户程序和数据，例如组织块、功能块、功能和数据块。为了保证程序执行的快速性和不过多地占用工作存储器，只有与程序执行有关的块被装入工作存储器。

STL程序中的数据块可以被标识为“与执行无关”（UNlinkED），它们只是存储在装载存储器中。有必要时可以用SFC20“BLKMOV”将它们复制到工作存储器。复位CPU的存储器时，RAM中的程序被清除，FEPROM中的程序不会被清除。

（3）系统存储器　系统存储器是CPU为用户程序提供的存储器组件，被划分为若干个地址区域。使用指令可以在相应的地址区内对数据直接进行寻址。系统存储器为不能扩展的RAM，用于存放用户程序的操作数据，例如过程映像输入、过程映像输出、位存储器、定时器和计数器、块堆栈（B堆栈）、中断堆栈（I堆栈）和诊断缓冲区等。

系统存储器还提供临时存储器（局域数据堆栈，即L堆栈），用来存储程序块被调用时的临时数据。访问局域数据比访问数据块中的数据更快，用户生成块时，可以声明临时变量（TEMP），它们只在执行该块时有效，执行完后就被覆盖了。

（4）外设I/O存储区　通过外设I/O存储区（PI和PQ），用户可以不经过过程映像输入和过程映像输出，直接访问输入模块和输出模块。不能以位为单位访问外设I/O存储区，只能以字节、字和双字为单位访问。

2.2.5　系统存储器

（1）过程映像输入/输出（I/O）表　在扫描循环开始时，CPU读取数字量输入模块的输入信号的状态，并将它们存入过程映像输入表（Process Image Input，PII）中。

用户程序访问PLC的输入（I）和输出（Q）地址区时，不是去读写数字信号模块中的信号状态，而是访问CPU中的过程映像区。在扫描循环中，用户程序计算输出值，并将它们存入过程映像输出表（Process Image Output，PIQ）。在循环扫描开始时将过程映像输出表的内容写入数字量输出模块。

I和Q均可以按位、字节、字和双字来存取，例如I0.0、IB0、IW0和ID0。

与直接访问I/O模块相比，访问映像表可以保证在整个程序周期内，过程映像的状态始终一致。即使在程序执行过程中接在输入模块的外部信号状态发生了变化，过程映像表中的信号状态仍然保持不变，直到下一个循环被刷新。由于过程映像保存在CPU的系统存储器中，访问速度比直接访问信号模块快得多

输入过程映像在用户程序中的标识符为I，是PLC接收外部输入的数字量信号的窗口。输入端可以外接常开触点或常闭触点，也可以接多个触点组成的串并联电路。PLC将外部电路的通/断状态读入并存储在输入过程映像中，外部输入电路接通时，对应的输入过程映像为ON（1状态）；反之为OFF（0状态）。在梯形图中，可以多次使用输入过程映像的常开触点和常闭触点。

输出过程映像在用户程序中的标识符为Q，在循环周期开始时，CPU将输出过程映像的数据传送给输出模块，再由后者驱动外部负载。如果梯形图中Q0.0的线圈“通电”，继电器型输出模块中对应的硬件继电器的常开触点闭合，使接在Q0.0对应的输出端子的外部负载工作。输出模块中每一个硬件继电器仅有一对常开触点，但是在梯形图中，每一个输出位的常开触点和常闭触点都可以多次使用。

除了操作系统对过程映像的自动刷新外，S7-400 CPU可以将过程映像划分为多15个区段，这意味着如果需要可以独立于循环，刷新过程映像表的某些区段，用STEP7指定的过程映像区段中的每一个I/O地址不再属于OB1过程映像输入/输出表。需要定义哪些I/O模块地址属于哪些过程映像区段。

可以在用户程序中用SFC（系统功能）刷新过程映像。SFC26“UPDAT-PI”用来刷新整个或部分过程映像输入表，SFC27“”用来刷新整个或部分过程映像输出表。

某些CPU也可以调用OB（组织块）由系统自动地对指定的过程映像分区刷新。

（2）内部存储器标志位（M）存储器区　内部存储器标志位用来保存控制逻辑的中间操作状态或其他控制信息。虽然名为“位存储器区”，表示按位存取，但是也可以按字节、字或双字来存取。

（3）定时器（T）存储器区　定时器相当于继电器系统中的时间继电器。给定时器分配的字用于存储时间基值和时间值（0～999）。时间值可以用二进制或BCD码方式读取。

（4）计数器（C）存储器区　计数器用来累计其计数脉冲上升沿的次数，有加计数器、减计数器和加减计数器。给计数器分配的字用于存储计数当前值（0～999），计数值可以用二进制或BCD码方式读取。

（5）数据块（DB）与背景数据块（DI）　DB为数据块，DBX是数据块中的数据位，DBB、DBW和DBD分别是数据块中的数据字节、数据字和数据双字。

DI为背景数据块，DIX是背景数据块中的数据位，DIB、DIW和DID分别是背景数据块中的数据字节、数据字和数据双字。

（6）外设I/O区（PI/PQ）　外设输入（PI）和外设输出（PQ）区允许直接访问本地的和分布式的输入模块和输出模块。可以按字节（PIB或PQB）、字（PIW或PQW）或双字（PID或PQD）存取，不能以位为单位存取PI和PQ。

2.2.6　CPU中的寄存器

（1）累加器（ACCUX）　32位累加器用于处理字节、字或双字的寄存器。S7-300有两个累加器（ASCII和ACCU2），S7-400有4个累加器（ACCU1～ACCU4）。可以把操作数送入累加器，并在累加器中进行运算和处理，保存在ACCU1中的运算结果可以传送到存储区。处理8位或16位数据时，数据放在累加器的低端（右对齐）。

（2）状态字寄存器（16位）　状态字（见图2-9）是一个16位的寄存器，用于存储CPU执行指令的状态。状态字中的某些位用于决定某些指令是否执行和以什么样的方式执行，执行指令时可能改变状态字中的某些位，用位逻辑指令和字逻辑指令可以访问和检测它们。

①检测位　状态字的第0位称为检测位（FC），若该位的状态为0，则表明一个梯形逻辑网络的开始，或指令为逻辑串的条指令。CPU对逻辑串条指令的检测（称为检测）产生的结果直接保存在状态字的RLO位中，经过检测存放在RLO中的0或1称为检测结果。该位在逻辑串的开始时总是0，在逻辑串指令执行过程中该位为1，指出指令或与逻辑运算有关的转移指令（表示一个逻辑串结束的指令）将该位清0。

②逻辑运算结果（RLO）　状态字的第1位称为逻辑运算结果RLO（Result of Logic Operation）。该位用来存储执行位逻辑指令或比较指令的结果，RLO的状态为1，表示有能流流到梯形图中运算点处，为0则表示无能流流到该点。可以用RLO触发跳转指令。

③状态位（STA）　状态位的第2位称为状态位，执行位逻辑指令时，STA总是与该位的值一致。

④或位（OR）　状态字的第3位称为或位（OR），在先逻辑“与”后逻辑“或”的逻辑运算中，OR位暂存逻辑“与”的操作结果，以便进行后面的逻辑“或”运算。其他指令将OR位复位。

⑤溢出位（OV）　状态字的第4位称为溢出位，如果算术运算或浮点数比较指令执行时出现错误（例如溢出、非法操作和不规范的格式），溢出位被置1。如果后面的同类指令执行结果正常，该位被清0。

⑥溢出状态保持位（OS）　状态字的第5位称为溢出状态保持位，或称为存储溢出位。OV位被置1时OS位也被置1，OV位被清0时OS仍保持，所以它保存了OV位，用于指明前面的指令执行过程中是否发生过错误。只有JOS（OS=1时跳转）指令、块调用指令和块结束指令才能复位OS位。

⑦条件码1（CC1）和条件码0（CC0）　状态字的第7位和第6位称为条件码1和条件码0。这两位综合起来用于表示在累加器1中产生的算术运算或逻辑运算的结果与0的大小关系、比较指令的执行结果或称位指令的移出位状态

⑧二进制结果位（BR）　状态字的第8位称为二进制结果位。它将字处理程序与位处理联系起来，在一段既有位操作又有字操作的程序中，用于表示字操作结果是否正确。将BR位加入程序后，无论字操作结果如何，都不会造成二进制逻辑链中断。在梯形图的方框指令中，BR位与ENO有对应关系，用于表明方框指令是否被正确执行；如果执行出现了错误，BR位为0，ENO也为0；如果功能被正确执行，BR位为1，ENO也为1。

在用户编写的FB和FC程序中，必须对BR位进行管理，功能块正确执行后，使BR位为1，否则使其为0。使用SAVE指令可将RLO存入BR中，从而达到管理BR位的目的。当FB或FC执行无错误时，使RLO为1，并存入BR；否则在BR中存入0。状态字的9～15位未使用。