第3章 可編程序控制器的編程語言

1、PLC原理及應(yīng)用原理及應(yīng)用1-1-1-1 1 1邵陽學(xué)院邵陽學(xué)院電氣工程系電氣工程系PLC原理及應(yīng)用原理及應(yīng)用1-1-1-2 2 2 PLC原理及應(yīng)用原理及應(yīng)用1-1-1-3 3 3主要內(nèi)容:PLC原理及應(yīng)用原理及應(yīng)用1-1-1-4 4 4 PLC一般有多種編程語言，但不同廠家的PLC的編程語言有很大的區(qū)別，使用和學(xué)習(xí)不便。IEC61131-3（PLC編程語言的國際標(biāo)準(zhǔn)）詳細(xì)說明了語法、語義和下述5種PLC編程語言的表達(dá)式（見圖3-1），成功地解決了這一問題。 結(jié)構(gòu)文本功能塊圖梯形圖指令表順序功能圖圖 3-1 PLC 編程語言PLC原理及應(yīng)用原理及應(yīng)用1-1-1-5 5 5 注：對(duì)于目前大多數(shù)

2、PLC來說，SFC還僅僅作為組織編程的工具使用（），尚需用其它的編程語言將它轉(zhuǎn)換成PLC可執(zhí)行的程序。 步 1步 2步 3轉(zhuǎn)換1轉(zhuǎn)換 2動(dòng)作 1動(dòng)作 2圖 3-2順序功能圖PLC原理及應(yīng)用原理及應(yīng)用1-1-1-6 6 62、梯形圖（、梯形圖（Ladder diagram簡(jiǎn)稱簡(jiǎn)稱LD） 3、功能塊圖（、功能塊圖（Function block diagram 簡(jiǎn)稱簡(jiǎn)稱FBD） ORANDX00X01Y00圖 3-3功能塊圖X02PLC原理及應(yīng)用原理及應(yīng)用1-1-1-7 7 74、指令表（、指令表（Instruction list簡(jiǎn)稱簡(jiǎn)稱IL） 與匯編語言相似，程序較難閱讀。與匯編語言相似，程序較難

3、閱讀。 5、結(jié)構(gòu)文本（、結(jié)構(gòu)文本（ST） 是為IEC61131-3標(biāo)準(zhǔn)創(chuàng)建的一種專用的高級(jí)編程語言。與LD相比，ST有兩大優(yōu)點(diǎn)： 幾乎所有的PLC廠家都表示，在將來完全支持IEC61131-3標(biāo)準(zhǔn)，但目前只停留在各公司內(nèi)部的產(chǎn)品系列之間不同語言的相互轉(zhuǎn)換上。 PLC原理及應(yīng)用原理及應(yīng)用1-1-1-8 8 81、某些編程元件沿用了繼電器這一名稱（、某些編程元件沿用了繼電器這一名稱（“軟繼電器軟繼電器”） 輸入繼電器（X）、輸出繼電器（Y）、內(nèi)部輔助繼電器（M）等，稱為“軟繼電器”，每一編程元件與PLC存貯器中元件映像寄存器的一個(gè)存貯單元（1bit）相對(duì)應(yīng)。FXON-24MRKMY00COM0CO

4、MX00X01（a） 外部接線圖 3-4 異步電動(dòng)機(jī) PLC 控制電路Y00X00X01（b） 梯形圖Y00SB1SB2AC220V 公共母線右右母母線線可可以以省省略略PLC原理及應(yīng)用原理及應(yīng)用1-1-1-9 9 9 當(dāng)該存貯單元如為“1”，則表示對(duì)應(yīng)編程元件的線圈“通電”，其常開觸點(diǎn)閉合，常閉觸點(diǎn)斷開。2、垂直公共線稱為公共母線、垂直公共線稱為公共母線 SB2SB1KMKM圖 3-5異步電動(dòng)機(jī)繼電器控制電路+ +- -Y00X00X01（b） 梯形圖Y00 公共母線+ +- -右母線可右母線可以省略以省略（a)繼電器控制電路與梯形圖的比較PLC原理及應(yīng)用原理及應(yīng)用1-1-1-1010101

5、2345圖 3-6(a)錯(cuò)誤的梯形圖15433521(b)改正后的梯形圖梯形圖3、線圈和其它輸出類指令應(yīng)放在最右邊、線圈和其它輸出類指令應(yīng)放在最右邊 PLC原理及應(yīng)用原理及應(yīng)用1-1-1-111111 編程元件的名稱由字母和元件號(hào)組成。輸入輸出繼電器編程元件的名稱由字母和元件號(hào)組成。輸入輸出繼電器的元件號(hào)采用的元件號(hào)采用8 8進(jìn)制，其它均采用十進(jìn)制。進(jìn)制，其它均采用十進(jìn)制。 一、輸入繼電器（一、輸入繼電器（X） 二、輸出繼電器（二、輸出繼電器（Y） 用來將PLC的輸出信號(hào)傳送給輸出模塊，再由輸出模塊驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載。 FXON-24MR（T）系列：Y0-Y11（共10點(diǎn)） FX2N-48MR（T）

6、系列：Y0-Y27（共24點(diǎn)）PLC原理及應(yīng)用原理及應(yīng)用1-1-1-121212 1、沒有斷電自保持功能的編程元件：如在PLC運(yùn)行時(shí)電源突然中斷，全部變?yōu)椤?”態(tài)。若電源再次通電，除了因外部輸入信號(hào)變化而變?yōu)椤?”狀態(tài)的以外，其余的仍將保持“0”態(tài)。 PLC原理及應(yīng)用原理及應(yīng)用1-1-1-131313圖3-7 異步電動(dòng)機(jī)PLC控制電路方案Y00X00X01（b） 梯形圖方案一Y00M384X00X01（c） 梯形圖方案二M384M384Y00FXON-24MRKMY00COM0COMX00X01（a） 外部接線SB1SB2AC220VPLC原理及應(yīng)用原理及應(yīng)用1-1-1-141414四、特殊輔

7、助寄存器四、特殊輔助寄存器 FXON系列：M8000-M8254共57點(diǎn)。 1、CPU運(yùn)行監(jiān)視 元件代號(hào) 觸點(diǎn)類型 RUN（運(yùn)行狀態(tài)） STOP(停止?fàn)顟B(tài)) *M8000常開觸點(diǎn)10*M8001常閉觸點(diǎn)012、初始化脈沖 元件代號(hào) 觸點(diǎn)類型 PLC由STOP變?yōu)镽UN的第一個(gè)掃描周期內(nèi) 備 注 *M8002 常開觸點(diǎn)1 *M8003 常閉觸點(diǎn)0FX2N系列：M8000-M8255共256點(diǎn)。 PLC原理及應(yīng)用原理及應(yīng)用1-1-1-151515 3、時(shí)鐘脈沖、時(shí)鐘脈沖 元件代號(hào)功 能備 注 *M8011提供周期為10ms時(shí)鐘脈沖 *M8012 提供周期為100ms時(shí)鐘脈沖*M8013提供周期為1

8、s時(shí)鐘脈沖*M8014提供周期為1min時(shí)鐘脈沖元件代號(hào)功 能備 注M8034當(dāng)M8034通電時(shí)，禁止輸出 。M8039 當(dāng)M8039通電時(shí)，以D8039中的值恒定掃描方式運(yùn)行PLC原理及應(yīng)用原理及應(yīng)用1-1-1-1616165、標(biāo)志、標(biāo)志(FX0N系列系列） 元件代號(hào)功 能備 注 *M8004出錯(cuò)標(biāo)志*M8020清零標(biāo)志*M8021借位標(biāo)志*M8022進(jìn)位標(biāo)志M802810ms定時(shí)器切換標(biāo)志 當(dāng)M8028=0時(shí)，T0-T62：100ms，T63：1 ms 當(dāng)M8028=1時(shí)，T0T31：100ms，T32T62：10 ms，T63：1 ms *M8029指令執(zhí)行完畢標(biāo)志PLC原理及應(yīng)用原理及

9、應(yīng)用1-1-1-1717176、中斷、中斷 (） 元件代號(hào)功 能備 注 M8050I00 禁止 M8051I10 禁止M8052I20 禁止M8053I30 禁止M8056捕捉X00脈沖M8057捕捉X01脈沖M8058捕捉X02脈沖M8059捕捉X03脈沖PLC原理及應(yīng)用原理及應(yīng)用1-1-1-181818五、狀態(tài)寄存器（五、狀態(tài)寄存器（S ，F(xiàn)X0N系列系列 ） 元件代號(hào)功 能備 注 S0S9初始化用（共10點(diǎn)）S10S127共118點(diǎn)，通用 六、定時(shí)器（六、定時(shí)器（T ，F(xiàn)X0N系列系列） 元件代號(hào)功 能備 注 T0T31 16位，以100ms為計(jì)時(shí)單位，定時(shí)范圍0.13276.7s 1、

10、沒有斷電自保持功能，即定時(shí)器線圈斷電（）就復(fù)位。 2、定時(shí)時(shí)間=設(shè)定值*計(jì)時(shí)單位 T32T62 16位，當(dāng)M8028=0時(shí)，以100ms為計(jì)時(shí)單位，定時(shí)范圍0.13276.7s；當(dāng)M8028=1時(shí)，以10ms為計(jì)時(shí)單位，定時(shí)范圍0.01327.67sT6316位，以1ms為計(jì)時(shí)單位，定時(shí)范圍0.00132.767s PLC原理及應(yīng)用原理及應(yīng)用1-1-1-191919 定時(shí)精度與程序的優(yōu)化有關(guān)，最大誤差為3掃描周期+輸入濾波時(shí)間，最小誤差為輸入濾波時(shí)間與分辯率之差。對(duì)于1ms、10ms、100ms定時(shí)器，分別為1ms、10ms、100ms。 X00T0 K5T0Y00圖 3-8 如圖3-8所示，

11、當(dāng)X00接通時(shí)，T0開始計(jì)時(shí)，T0從0開始，每隔100 ms增加100 ms，500 ms后，T0的當(dāng)前值等于設(shè)定值，對(duì)應(yīng)的存貯單元的內(nèi)容由“0”變?yōu)椤?”，即T0的常開觸點(diǎn)接通，常閉觸點(diǎn)斷開。PLC原理及應(yīng)用原理及應(yīng)用1-1-1-202020 (1)定時(shí)器的常開觸點(diǎn)：定時(shí)器的常開觸點(diǎn)：實(shí)現(xiàn)延時(shí)動(dòng)作，相當(dāng)于時(shí)間繼電器的瞬時(shí)斷開延時(shí)閉合的常開觸點(diǎn)。 (2)定時(shí)器的常閉觸點(diǎn)：定時(shí)器的常閉觸點(diǎn)：相當(dāng)于時(shí)間繼電器的瞬時(shí)閉合延時(shí)斷開的常閉觸點(diǎn)。時(shí)間繼電器的瞬時(shí)間繼電器的瞬時(shí)斷開延時(shí)閉合時(shí)斷開延時(shí)閉合的常開觸點(diǎn)的常開觸點(diǎn)定時(shí)器的定時(shí)器的常開觸點(diǎn)常開觸點(diǎn) 時(shí)間繼電器的瞬時(shí)間繼電器的瞬時(shí)閉合延時(shí)斷開時(shí)閉合延時(shí)

12、斷開的常閉觸點(diǎn)的常閉觸點(diǎn)定時(shí)器的定時(shí)器的常閉觸點(diǎn)常閉觸點(diǎn) (a)(b)圖3-9 定時(shí)器觸點(diǎn)與時(shí)間繼電器觸點(diǎn)之間的關(guān)系PLC原理及應(yīng)用原理及應(yīng)用1-1-1-212121KCO(Y0)KA(X00)+KT(T0)KT(T0)去驅(qū)動(dòng)斷路器跳閘回路圖 3-10KCO(Y0)- -(3)過電流保護(hù)采用PLC實(shí)現(xiàn)方案設(shè)計(jì) 見圖3-10所示 PLC原理及應(yīng)用原理及應(yīng)用1-1-1-222222需要增加在定時(shí)器的線圈“通電”時(shí)動(dòng)作的功能，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)梯形圖程序。 可以在定時(shí)器線圈兩端并聯(lián)一個(gè)輔助繼電器的線圈，并使用它的觸點(diǎn)。見圖3-11所示X00T0 K5T0Y00M0M0Y01圖 3-11延時(shí)0.5延時(shí)0.5秒動(dòng)作

13、秒動(dòng)作瞬時(shí)瞬時(shí)動(dòng)作動(dòng)作PLC原理及應(yīng)用原理及應(yīng)用1-1-1-232323定時(shí)器只能提供其線圈“通電”后的延時(shí)動(dòng)作觸點(diǎn)。如需在它的線圈“斷電”后的延時(shí)觸點(diǎn)（），請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)梯形圖程序。 可以在輸出線圈兩端并聯(lián)一個(gè)啟動(dòng)按鈕的常閉觸點(diǎn)與定時(shí)器線圈串聯(lián)的支路，然后用定時(shí)器的常閉觸點(diǎn)來切斷被控電路。見圖3-12所示X00T0Y00Y00X00T0 K5X00Y00500ms（圖 a） 梯形圖（圖 b） 時(shí)序圖圖 3-12圖(c)延時(shí)斷開瞬時(shí) 閉合的常開觸點(diǎn)PLC原理及應(yīng)用原理及應(yīng)用1-1-1-242424對(duì)于FX2N系列，增加了累計(jì)型定時(shí)器： 1ms 4點(diǎn)：T246T249 100ms 6點(diǎn)：T250-T25

14、5具有斷電自保持功能。舉例見書具有斷電自保持功能。舉例見書P38所示。所示。PLC原理及應(yīng)用原理及應(yīng)用1-1-1-252525七、計(jì)數(shù)器七、計(jì)數(shù)器(C，F(xiàn)X0N系列系列) 元件代號(hào)功 能備 注 C0C15 共16點(diǎn)，16位增計(jì)數(shù)器，計(jì)數(shù)范圍132767 。 C16C31 共16點(diǎn)，16位增計(jì)數(shù)器，計(jì)數(shù)范圍132767，具有斷電自保持功能，可用M8002進(jìn)行復(fù)位。C235C254 共13點(diǎn)，32位計(jì)數(shù)器，高速計(jì)數(shù)器，具有斷電自保持功能PLC原理及應(yīng)用原理及應(yīng)用1-1-1-262626 當(dāng)X00=1時(shí)，C0復(fù)位被清0，常開觸點(diǎn)斷開，常閉觸點(diǎn)閉合。 當(dāng)復(fù)位輸入電路斷開（X00=0）時(shí)，X01來一個(gè)脈

15、沖時(shí)，C0計(jì)數(shù)（上升沿），計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值加1。 計(jì)數(shù)到，不管回路是否接通，均保持在導(dǎo)通狀態(tài)“1”，常開觸點(diǎn)閉合，常閉觸點(diǎn)斷開，但。 X00RST C0X01C0 K5C0Y00圖 3- 13PLC原理及應(yīng)用原理及應(yīng)用1-1-1-272727 因C16有斷電自保持功能，在PLC開始運(yùn)行時(shí)，M8002的常開觸點(diǎn)接通一個(gè)掃描周期，將C16復(fù)位，其當(dāng)前值被置為0。但斷電后不自動(dòng)復(fù)位，重新通電后，在原有基礎(chǔ)上重新計(jì)數(shù)（見3-15所示）。 M8002X00C16 K5C16Y00RST C16M8014圖 3-14X00M8014C16Y00斷電圖 3-15 時(shí)序圖 。PLC原理及應(yīng)用原理及應(yīng)用1-1-1

16、-282828 FXFX系列系列PLCPLC共有共有2727條基本邏輯指令，應(yīng)用指令有條基本邏輯指令，應(yīng)用指令有一百多條。一百多條。 基本邏輯指令，只有基本邏輯指令，只有2020條；步進(jìn)指條；步進(jìn)指令，令，2 2條；應(yīng)用指令，條；應(yīng)用指令，5151條。條。 PLC原理及應(yīng)用原理及應(yīng)用1-1-1-292929LDLD（?。海ㄈ。?將常開觸點(diǎn)與左母線連接指令將常開觸點(diǎn)與左母線連接指令：將常閉觸點(diǎn)與左母線連接指令：將常閉觸點(diǎn)與左母線連接指令驅(qū)動(dòng)線圈的輸出指令，用于驅(qū)動(dòng)線圈的輸出指令，用于Y Y、M M、T T、C C、S S 等線圈等線圈AND（與）：（與）： 常開觸點(diǎn)串聯(lián)連接指令常開觸點(diǎn)串聯(lián)連

17、接指令A(yù)NI（與反）：（與反）：常閉觸點(diǎn)串聯(lián)連接指令常閉觸點(diǎn)串聯(lián)連接指令OR（或）：（或）： 常開觸點(diǎn)并聯(lián)連接指令常開觸點(diǎn)并聯(lián)連接指令ORI（或反）：（或反）： 常閉觸點(diǎn)并聯(lián)連接指令常閉觸點(diǎn)并聯(lián)連接指令PLC原理及應(yīng)用原理及應(yīng)用1-1-1-303030X00Y00X00X01M0X02Y01X01Y02X02X03圖 3-16步序號(hào) 指令 0 LD X00 1 OUT Y00 2 LDI X00 3 AND X01 4 OUT M0 5 ANI X02 6 OUT Y01 7 LDI X01 8 OR X02 9 ORI X03 10 OUT Y02 PLC原理及應(yīng)用原理及應(yīng)用1-1-1-31

18、3131三、三、ORB、ANB指令指令 ：串聯(lián)電路塊并聯(lián)連接指令，它相當(dāng)觸點(diǎn)間的一段垂直連線。 ：并聯(lián)電路塊串聯(lián)連接指令，相當(dāng)于兩個(gè)并聯(lián)電路塊之間的串聯(lián)連線，也可視為它右邊的并聯(lián)電路塊的LD接點(diǎn)。 兩個(gè)及以上觸點(diǎn)串聯(lián)連接而成。串聯(lián)電路塊的起點(diǎn)都要用LD或LDI指令。 兩個(gè)及以上觸點(diǎn)并聯(lián)連接而成。并聯(lián)電路塊的起點(diǎn)都要用LD或LDI指令。PLC原理及應(yīng)用原理及應(yīng)用1-1-1-323232步序號(hào) 指令 0 LD X00 1 OR X01 2 LD X02 3 OR X03 4 ANB 5 OUT Y00 6 LD X04 7 AND X05 8 LD X06 9 AND X07 10 ORB 11

19、OUT Y01X00X01X02X03X04X05X06X07Y00Y01ANBORB圖 3-17串聯(lián)電路塊并聯(lián)電路塊LD點(diǎn)PLC原理及應(yīng)用原理及應(yīng)用1-1-1-333333MPSMPPM MR RD DPLC原理及應(yīng)用原理及應(yīng)用1-1-1-343434步序號(hào) 指令 0 LD X00 1 MPS 2 AND X01 3 OUT Y00 4 MRD 5 AND X02 6 OUT Y01 7 MPP 8 OUT Y02 9 ENDX00X01Y00X02Y01Y02ENDMPSMRDMPP圖 3- 19PLC原理及應(yīng)用原理及應(yīng)用1-1-1-353535X00X01Y00X02Y01Y02END圖

20、 3- 20X00X00X00X01Y00X02Y01Y02ENDMPSMRDMPP圖 3- 19PLC原理及應(yīng)用原理及應(yīng)用1-1-1-363636MC：主控指令，或公共觸點(diǎn)串聯(lián)連接指令。MCR：主控復(fù)位指令，或公共觸點(diǎn)串聯(lián)斷開指令。 MC N YMMCR NPLC原理及應(yīng)用原理及應(yīng)用1-1-1-373737步序號(hào) 指令 0 LD X00 1 MC N0 M0 4 LD X01 5 OUT Y00 6 LD X02 7 OUT Y01 8 MCR N0 10 ENDMC N0 M0MCR N0ENDX00X01X02M0N0Y00Y01圖 3-22PLC原理及應(yīng)用原理及應(yīng)用1-1-1-383838PLS：只能用于：只能用于Y、M，上升沿微分輸出，寬度為，上升沿微分輸出，寬度為1個(gè)掃描周期個(gè)掃描周期PLF：只能用于：只能用于Y、M，下降沿微分輸出，寬度為，下降沿微分輸出，寬度為1個(gè)掃描周期個(gè)掃描周期 RST：復(fù)位指令（清零），使線圈保持失電指令，清除動(dòng)作保持，可用于Y、M、S、C、T、D、V、