实训十四：状态字仿真实验优化

1.与逻辑运算有关的状态位

状态字是一个16位的寄存器，只使用了其中的9位（见图3-56），它用于储存CPU执行指令后的状态。

图3-56 状态字的结构

（1）首次检测位

状态字的第0位（最低位）称为首次检测位（FC）。若该位的状态为0，表示一个梯形逻辑程序段的开始，或指令为逻辑串的第一条指令。在逻辑串指令执行过程中该位为1，输出指令或与逻辑运算有关的跳转指令将该位清零。该位只是用于监控。

（2）逻辑运算结果（RLO）

状态字的第1位称为逻辑运算结果（Result of Logic Operation，RLO，见图3-56），它用来存储执行位逻辑指令或比较指令的结果。在梯形图中，RLO为1表示有能流流过指令对应的触点或输出元件，反之则表示没有能流流过。执行完图3-58中的第一条指令后，RLO为1，梯形图中的A点有能流流过（见图3-57）。执行完第2条指令后，RLO为0，梯形图中的B点没有能流流过。

（3）状态位（STA）

状态字的第2位STA称为状态位，执行位逻辑指令时，STA位与指令中的位变量的值一致。由图3-57可知，I0.4、I0.6和Q4.2为1状态，它们对应的指令执行完后，STA位为1状态。I0.7和I0.5为0状态，它们对应的指令执行完后，STA位为0状态。

（4）或位（OR）

状态字的第3位称为或位，在先逻辑“与”后逻辑“或”的逻辑运算中，OR位用来暂存逻辑“与”的操作结果。编程时并不直接使用OR位。图3-57中B点的“与”运算的RLO被保存在OR位，用来与下面的串联电路的“与”运算的结果作“或”逻辑运算。

2.与逻辑运算有关的状态位的仿真实验

实验步骤如下：

1）生成一个新的项目，将图3-57中的梯形图程序输入OB1。梯形图对应的逻辑代数表达式为I0.4*I0.7+I0.6*I0.5=Q4.2，其中的“*”号表示逻辑与，“+”号表示逻辑或，I0.5上面的水平线表示“非”运算，等号表示将逻辑运算结果赋值给Q4.2。

2）执行菜单命令“视图”→“STL”，切换到语句表方式。图3-58的左边是图3-57中的梯形图对应的语句表指令。语句中的A和AN分别表示串联的常开触点和常闭触点，O表示两条串联电路的并联，等号表示赋值。

图3-57 梯形图

图3-58 语句表程序状态监控

3）打开PLCSIM，将OB1下载到仿真PLC，将仿真PLC切换到RUN-P模式。

4）单击工具栏上的按钮，起动程序状态监控功能。用实训十三所述的方法，隐藏累加器1（STANDARD），增加对状态字（STATUS WORD）的监控。

5）用PLCSIM的视图对象IB0改变I0.4的状态，观察第一条指令的STA位是否随之而变。用同样的方法观察其他A指令和AN指令的STA位与指令中的输入点状态的关系。

6）改变I0.4～I0.7的状态，观察对RLO的影响，RLO是否反映了程序中的逻辑运算结果？

7）改变I0.4或I0.7的状态，观察B点的RLO与OR位的关系。

8）改变I0.4～I0.7的状态，观察最后一条指令执行完后（即开始执行下一个梯形逻辑程序段时），状态字的最低位FC位是否为0。

3.溢出位与溢出保持位的仿真实验

状态字的第5位和第4位分别是溢出位OV和溢出保持位OS。如果执行数学运算指令时出现错误，例如溢出（运算结果超出允许的范围）、非法操作和不规范的格式，溢出位被置1。如果后面影响该位的指令的执行没有出错，该位被清零。

溢出状态保持位OS用来保存OV位，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。实际上很少使用OS位。(www.xing528.com)

将图3-59中的语句表程序输入到OB1，指令“*I”是16位整数乘法指令，如果乘积超出允许的范围，执行该指令后，OV位和OS位（状态字的第5位和第4位）均为1。

将OB1下载到仿真PLC，将仿真PLC切换到RUN-P模式。打开OB1，单击工具栏上的按钮，起动程序状态监控功能。用PLCSIM修改MW10的值。图3-59和图3-60分别是没有溢出和有溢出的监控结果。请注意状态字的第4、第5位。有溢出（运算结果大于32767）时执行JO指令，将跳转到标号OVER处。跳转指令将在实训十五中介绍。

图3-59 没有溢出的语句表程序状态监控

图3-60 有溢出的语句表程序状态监控

4.用在线帮助获取指令对状态字的影响

选中图3-60中的“A”指令，按计算机的<F1>键，打开该指令的在线帮助，可以看到该指令的执行对状态字各位的影响。由图3-61可知，该指令使状态字的FC位为1，OR、STA和RLO位受该指令执行的影响，其他位不受影响。

图3-61 在线帮助中指令执行对状态字的影响

5.条件码

状态字的第7位和第6位称为条件码1（CC1）和条件码0（CC0）。这两位综合起来，用于表示在累加器1中执行的数学运算或字逻辑运算的结果与0的大小关系、比较指令的执行结果或移位指令的移出位状态。用户程序一般并不直接使用条件码。

指令的在线帮助给出了条件码与上述指令的执行结果的关系。执行完图3-60中的乘法指令“*I”后，CC1和CC0分别为1和0，表示运算结果为正。

6.二进制结果位的仿真实验

状态字的第8位为二进制结果位BR。在梯形图中，用方框表示某些指令、功能（FC）和功能块（FB）。图3-62中I1.0的常开触点接通时，能流流到方框指令DIV_I的数字量输入端EN（Enable，使能输入），该指令才能执行。

如果方框指令的EN端有能流流入，而且执行时无错误，则使能输出ENO（Enable Output）端有能流传递给下一个元件（见图3-62）。如果指令执行出错（除数为零），能流在出现错误的方框指令终止（见图3-63）。ENO可以作为下一个方框的EN输入，即几个方框可以串联，只有前一个方框被正确执行，与它连接的后面的程序才能被执行。

图3-62 BR位为1

图3-63 BR位为0

状态字中的二进制结果位BR对应于方框指令的ENO，如果指令被正确执行，BR位为1，ENO端有能流流出。如果执行出现错误，BR位为0，ENO端没有能流流出。

仿真实验步骤如下：

1）将图3-62中的程序输入到OB1。

2）将OB1下载到仿真PLC，将仿真PLC切换到RUN-P模式。

3）打开OB1，单击工具栏上的按钮，起动程序状态监控功能。

4）用PLCSIM设置MW16中的除数非零，将I1.0置为1状态，能流流入方框指令DIV_I的EN输入端。因为指令执行成功，指令框为绿色，有能流从它的使能输出端ENO流出（见图3-62）。

5）设置除数VW16的值为0，指令执行出错，DIV_I指令框变为虚线，没有能流从它的ENO输出端流出（见图3-63）。