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S7-1200 PLC共有10个常见的比较指令，见表2-5，用于比较数据类型相同的两个数IN1与IN2的大小，操作数可以是I、Q、M、L、D等存储区中的变量或常量。在比较指令中，当满足比较关系式给出的条件时，等效触点接通。
表2-5 比较指令
表2-6为等于、不等于、大于等于、小于等于、大于、小于等多种比较指令触点的满足条件，其前提是要比较的两个值必须具有相同的数据类型。
表2-6 比较指令触点的满足条件
下面以“大于等于”比较指令为例进行说明。图2-1（a）为可以使用“大于等于”指令确定第一个比较值（<操作数1>）是否大于等于第二个比较值（<操作数2>），可以通过指令右上角黄色三角的第一个选项来选择大于等于指令，如图2-2（b）所示，也可以通过右下角黄色三角的第二个选项来选择数据类型，如整数、实数等，如图2-2（c）所示。
图2-1 大于等于比较指令
（1）CMP==：等于
可以使用“等于”指令判断第一个比较值（<操作数1>）是否等于第二个比较值（<操作数2>）。如果满足比较条件，则指令返回逻辑运算结果（RLO）“1”。如果不满足比较条件，则指令返回RLO“0”。
（2）CMP<>：不等于
使用“不等于”指令判断第一个比较值（<操作数1>）是否不等于第二个比较值（<操作数2>）。如果满足比较条件，则指令返回逻辑运算结果（RLO）“1”。如果不满足比较条件，则指令返回RLO“0”。
（3）CMP>=：大于或等于
可以使用“大于或等于”指令判断第一个比较值（<操作数1>）是否大于或等于第二个比较值（<操作数2>）。如果满足比较条件，则指令返回逻辑运算结果（RLO）“1”。如果不满足比较条件，则指令返回RLO“0”。
（4）CMP<=：小于或等于
可以使用“小于或等于”指令判断第一个比较值（<操作数1>）是否小于或等于第二个比较值（<操作数2>）。如果满足比较条件，则指令返回逻辑运算结果（RLO）“1”。如果不满足比较条件，则该指令返回RLO“0”。
（5）CMP>：大于
可以使用“大于”指令确定第一个比较值（<操作数1>）是否大于第二个比较值（<操作数2>）。如果满足比较条件，则指令返回逻辑运算结果（RLO）“1”。如果不满足比较条件，则指令返回RLO“0”。
（6）CMP<：小于
可以使用“小于”指令判断第一个比较值（<操作数1>）是否小于第二个比较值（<操作数2>）。如果满足比较条件，则指令返回逻辑运算结果（RLO）“1”。如果不满足比较条件，则指令返回RLO“0”。
除了上述常见比较指令，还有EQ_Type等其他比较指令，见表2-7。
表2-7 比较指令及说明
MOVE指令是将数据元素复制到新的存储器地址，移动过程中不更改源数据，如图2-2所示，将IN输入操作数中的内容传送给OUT1输出操作数中，并始终沿地址升序方向传送。如果使能输入EN的信号状态为“0”或IN参数的数据类型与OUT1参数的指定数据类型不对应，则使能输出ENO的信号状态为“0”
图2-2 MOVE指令
MOVE指令可传送的数据类型见表2-8。
表2-8 MOVE指令可传送的数据类型
在MOVE指令中，若IN输入端数据类型的位长度超出了OUT1输出端数据类型的位长度，则传送源值中多出来的有效位会丢失。若IN输入端数据类型的位长度小于OUT1输出端数据类型的位长度，则用0填充传送目标值中多出来的有效位。
在初始状态，指令框中包含1个输出（OUT1），可以用鼠标单击图符
扩展输出数目。在该指令框中，应按升序排列所添加的输出端。执行该指令时，将IN输入端操作数中的内容发送到所有可用的输出端。如果传送结构化数据类型（DTL，Struct，Array）或字符串（String）的字符，则无法扩展指令框。MOVE指令的多个变量输出如图2-3所示。
MOVE_BLK指令如图2-4所示，可将存储区（源区域）中的内容移动到其他存储区（目标区域）中，实现块移动功能，使用参数COUNT可以指定待复制到目标区域中的元素个数，通过IN输入端的元素宽度指定待复制元素的宽度，并按地址升序执行复制操作。
图2-3 MOVE指令的多个变量输出
图2-4 MOVE_BLK指令
UMOVE_BLK指令如图2-5所示，可将存储区（源区域）中的内容连续复制到其他存储区（目标区域）中，实现无中断块的移动功能，使用参数COUNT可以指定待复制到目标区域中的元素个数，可通过IN输入端的元素宽度来指定待复制元素的宽度。
FILL_BLK指令如图2-6所示，用IN输入的值填充一个存储区域（目标区域），用OUT输出指定的起始地址填充目标区域，实现填充块功能，可以使用参数COUNT指定复制操作的重复次数。执行该指令时，将选择IN输入的值，并复制到目标区域COUNT参数中指定次数。
图2-5 UMOVE_BLK指令
图2-6 FILL_BLK指令
SWAP指令可以更改输入IN中字节的顺序，并在输出OUT中查询结果，实现交换功能。SWAP指令应用示意图如图2-7所示，说明了如何使用“交换”指令交换数据类型为DWord操作数的字节。表2-9为SWAP指令的参数。
图2-7 SWAP指令应用示意图
表2-9 SWAP指令的参数
在数学运算指令中，ADD、SUB、MUL和DIV分别是加、减、乘、除指令，其操作数的数据类型可选SInt、Int、 DInt、 USInt、 UInt、 UDInt和Real等。在运算过程中，操作数的数据类型应该相同。
加法指令可以从TIA软件右边指令窗口的“基本指令”→“数学函数”中直接添加，如图2-8（a）所示。使用ADD指令时，根据如图2-8（b）所示选择数据类型，将输入IN1的值与输入IN2的值相加，并在输出OUT（OUT = IN1+IN2）处查询总和。
在初始状态下，指令框中至少包含两个输入（IN1和IN2），可以用鼠标单击图符
扩展输入数目，如图2-8（c）所示，在功能框中按升序对插入的输入编号，执行该指令时，将所有可用输入参数的值相加，并将求得的和存储在输出OUT中。
图2-8 ADD指令
表2-10列出了ADD指令的参数。根据参数说明，只有使能输入EN的信号状态为“1”时才执行该指令。如果成功执行该指令，则使能输出ENO的信号状态也为“1”。如果满足下列条件之一，则使能输出ENO的信号状态为“0”：
① 使能输入EN的信号状态为“0”；
② 指令结果超出输出OUT指定数据类型的允许范围；
③ 浮点数具有无效值。
表2-10 ADD指令的参数
如图2-9所示，可以使用减法（SUB）指令从输入IN1的值中减去输入IN2的值，并在输出OUT（OUT = IN1-IN2）处查询差值。SUB指令的参数与ADD指令的参数相同。
如图2-10所示，可以使用乘法（MUL）指令将输入IN1的值乘以输入IN2的值，并在输出OUT（OUT = IN1*IN2）处查询乘积。与ADD指令一样，可以在指令功能框中扩展输入的数字，并在功能框中以升序对相乘的输入编号。表2-11为MUL指令的参数。
图2-9 SUB指令
图2-10 MUL指令
表2-11 MUL指令的参数
DIV和MOD指令如图2-11所示。需要注意的是，MOD指令只有在整数相除时才能应用。
图2-11 DIV和MOD指令
除了上述运算指令，还有MOD、NEG、INC、DEC和ABS等数学运算指令，具体说明如下：
（1）MOD指令：除法指令只能得到商，余数被丢掉，MOD指令可以用来求除法的余数。
（2）NEG指令：将输入IN的值取反，保存在OUT中。
（3）INC和DEC指令：参数IN/OUT的值分别加1和减1。
（4）绝对值指令ABS：求输入IN中有符号整数或实数的绝对值。
对于浮点数函数运算，其梯形图和对应的描述见表2-12。
表2-12 浮点数函数运算梯形图和对应的描述
如果在一个指令中包含多个操作数，则必须确保数据类型是兼容的。如果操作数不是同一数据类型，则必须进行转换，转换方式有两种。
（1）隐式转换
如果操作数的数据类型是兼容的，则由系统按照统一规则自动执行隐式转换。可以根据设定的严格或较宽松的条件进行兼容性检测，例如块属性中默认的设置为执行IEC检测，自动转换的数据类型相对要少。编程语言LAD、FBD、SCL和GRAPH支持隐式转换。编程语言STL不支持隐式转换。
（2）显式转换
如果操作数的数据类型不兼容或者由编程人员设定转换规则，则可以进行显式转换（不是所有的数据类型都支持显式转换）。显式转换指令及说明见表2-13。
表2-13 显式转换指令及说明
移位指令可以将输入参数IN中的内容向左或向右逐位移动。循环指令可以将输入参数IN中的全部内容循环地逐位左移或右移，空出的位用输入IN移出位的信号状态填充，可以对8位、16位、 32位及64位的字或整数进行操作。移位和循环指令及说明见表2-14。
表2-14 移位和循环指令及说明
字移位指令的移位范围为0～15。双字移位指令的移位范围为0～31。长字移位指令的移位范围为0～63。对字、双字和长字移位指令，移出的位信号丢失，移空的位用0补足。例如将一个字左移6位，移位前后位排列次序如图2-12所示。
图2-12 左移6位
带有符号位整数的移位范围为0～15。双整数的移位范围为0～31。长整数的移位范围为0～63。只能向右移，移出的位丢失，移空的位用符号位状态补足。如整数为负值，符号位为1；整数为正值，符号位为0。例如，将一个整数右移4位，移位前后位排列次序如图2-13所示。
图2-13 右移4位
字逻辑运算指令可以对Byte（字节）、Word（字）、DWord（双字）或LWord（长字）逐位进行“与”“或”“异或”逻辑运算操作。“与”操作可以判断两个变量在相同的位数上有多少位为1，通常用于变量的过滤，例如一个字变量与常数W#16#00FF相“与”，则可以将字变量中的高字节过滤为0。“或”操作可以判断两个变量中为1位的个数。“异或”操作可以判断两个变量中有多少位不相同。字逻辑运算指令还包含编码、解码等操作。字逻辑运算指令及说明见表2-15。
表2-15 字逻辑运算指令及说明
某房间用一个按钮来控制5盏照明灯，以达到调节房间亮度的目的。现在由S7-1200 CPU 1215C DC/DC/DC作为一个控制器接入按钮和照明灯，要求每按一次按钮增加1盏照明灯，等照明灯全部亮起来后，每按一次按钮，灭1盏照明灯，灭照明灯的顺序是先亮的后灭、后亮的先灭。
步骤1：电气接线和输入/输出定义
图2-14为电气原理图。表2-16为输入/输出定义。
图2-14 电气原理图
表2-16 输入/输出定义
步骤2：PLC编程
根据实例要求，可以设置一个变量MW10（灯控制字），当MW10=0时为开始状态；按下启动按钮，MW10可以依次加1（INC指令），直到MW10=5，这个过程为逐渐亮灯过程；MW10=5之后，进入灭灯过程，此时MW0仍执行依次加1（INC指令），直到MW10=9；当MW10=10时，自动赋值为0，进行下一轮循环。
对于先亮后灭的方式，可以得出如下规律：MW10≥1时，EL1亮；MW10≥2且MW10＜9时，EL2亮；MW10≥3且MW10＜8时，EL3亮；MW10≥4且MW10＜6时，EL4亮；MW10=5时，EL5亮。这个逻辑可以采用“>=”等比较指令实现，梯形图如图2-15所示。
图2-15 【实例2-1】的梯形图
图2-15 【实例2-1】的梯形图（续）
灯控制字的引入是本实例的要点。它构成了一个反复循环的过程。另外，如果有先亮先灭控制顺序要求的话，则只需要修改程序段3中的判断逻辑即可。
PLC按照既定的亮、灭要求，用一个按钮来控制5盏照明灯，比如每次按次序点亮1盏照明灯，即第1次按下按钮亮第1盏照明灯，其余照明灯灭；第2次按下按钮亮第2盏照明灯，其余照明灯灭，依此类推，第5次按下按钮亮第5盏照明灯，其余照明灯灭；再按1次按钮，照明灯全灭，进入新的循环。
步骤1：电气接线和输入/输出定义
电气接线和输入/输出定义同【实例2-1】。
步骤2：梯形图编程
表2-17是亮、灭规律与变量情况。其中，MW8作为灯控制字，可实现0~5随按钮动作变化；QB0直接与Q0.0~Q0.4相连，用MOVE指令实现照明灯的输出控制，可以实现任何规律的亮、灭要求。
表2-17 亮、灭规律与变量情况
图2-16为梯形图，程序说明如下：
图2-16 【实例2-2】的梯形图
图2-16 【实例2-2】的梯形图（续）
程序段1：通过初始化M1.0变量将照明灯亮、灭存放变量MB10~MB14、控制字MW8按要求设置。
程序段2：通过按钮实现MW8按0→1→…→5→0变化。
程序段3：按照表2-17的亮、灭规律与变量情况实现照明灯输出控制。
照明灯亮、灭规律可以直接存放在MB10开始的字节，也可以为其他任何形式的流水灯、先亮先灭、先亮后灭、间隔点亮等要求提供借鉴方案。