第4章PLC的基本指令2013

PLC程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)及基本指令第4章4.1PLC的編程語(yǔ)言及程序結(jié)構(gòu)24.1.1PLC的編程語(yǔ)言S7-200的指令集：

SIMATIC和IEC61131-3。幾種編程語(yǔ)言梯形圖（LadderDiagram，LAD）、語(yǔ)句表（StatementList，STL）功能塊圖（FunctionBlockDiagram，F(xiàn)BD）順序功能圖（SequentialFunctionChart，SFC）在S7-200PLC中，梯形圖、語(yǔ)句表和功能塊圖可以轉(zhuǎn)換。IEC1131-3指令集：

是國(guó)際電工委員會(huì)（IEC）制定的PLC國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)1131-3ProgrammingLanguage(編程語(yǔ)言)中推薦的標(biāo)準(zhǔn)語(yǔ)言。

特點(diǎn)：

1.支持系統(tǒng)完全數(shù)據(jù)類型檢查。

2.只能用梯形圖（LAD）和功能塊圖（FBD）編程語(yǔ)言編程。

3.指令執(zhí)行時(shí)間較長(zhǎng)。34.1PLC的編程語(yǔ)言及程序結(jié)構(gòu)SIMATIC指令集：

由西門子公司設(shè)計(jì)。特點(diǎn)：1.大多數(shù)指令符合IEC1131-3標(biāo)準(zhǔn)；2.不支持系統(tǒng)完全數(shù)據(jù)類型檢查；3.可以用梯形圖（LAD）、功能塊圖（FBD）和語(yǔ)句表

（STL）編程語(yǔ)言編程；4.指令執(zhí)行時(shí)間較短。44.1PLC的編程語(yǔ)言及程序結(jié)構(gòu)1.梯形圖（LAD）梯形圖（LAD）與電氣控制電路圖相呼應(yīng)。沿用了繼電器、觸點(diǎn)、串并聯(lián)等術(shù)語(yǔ)簡(jiǎn)化了圖形符號(hào)增加了特殊功能的指令信號(hào)流向清楚、簡(jiǎn)單、直觀、易懂4.1PLC的編程語(yǔ)言及程序結(jié)構(gòu)2.功能塊圖（FBD）

沿用了半導(dǎo)體邏輯電路的邏輯框圖的表達(dá)方式4.1PLC的編程語(yǔ)言及程序結(jié)構(gòu)3.語(yǔ)句表（STL）語(yǔ)句表（STL）是用助記符來(lái)編程。它類似于計(jì)算機(jī)的匯編語(yǔ)言。編程簡(jiǎn)單直觀、易懂4.1PLC的編程語(yǔ)言及程序結(jié)構(gòu)有條件地相互轉(zhuǎn)換4.1PLC的編程語(yǔ)言及程序結(jié)構(gòu)4.1.2S7-200PLC的程序結(jié)構(gòu)S7-200PLC的程序由三部分構(gòu)成：

用戶程序、數(shù)據(jù)塊和參數(shù)塊。用戶程序包括：

主程序、子程序和中斷程序。數(shù)據(jù)塊數(shù)據(jù)塊為可選部分，它主要用于存放控制程序運(yùn)行所需的數(shù)據(jù)。參數(shù)塊參數(shù)塊也為可選部分，用于存放CPU組態(tài)數(shù)據(jù)。94.1PLC的編程語(yǔ)言及程序結(jié)構(gòu)程序結(jié)構(gòu)圖

主程序（程序的主體）子程序（可選）中斷程序（可選）在CPU的每個(gè)掃描周期，主程序的指令按順序執(zhí)行一次。合理優(yōu)化程序結(jié)構(gòu)，可減少掃描時(shí)間。構(gòu)成

4.1PLC的編程語(yǔ)言及程序結(jié)構(gòu)程序的結(jié)構(gòu)或組織塊（OB）11S7-200PLC基本指令4.2位邏輯指令

1.邏輯取及輸出指令指令LD（Load）：取指令，邏輯運(yùn)算開始的常開觸點(diǎn)與左母線的連接。LDN（LoadNot）：取反指令，邏輯運(yùn)算開始的常閉觸點(diǎn)與左母線的連接。=（Out）：線圈驅(qū)動(dòng)指令即輸出指令。使用說(shuō)明：P98

12使用說(shuō)明LD、LDN指令用于與左母線相連的觸點(diǎn)，也可以與OLD、ALD指令配合完成塊電路的編程。=指令用于輸出映像寄存器Q、位存儲(chǔ)器M和順序控制繼電器S等，但不能用于輸入映像寄存器I。并聯(lián)的=指令可以連續(xù)使用任意次。什么是并聯(lián)輸出？在同一程序中不要使用雙線圈輸出，即同一個(gè)元器件在同一程序中只使用一次“=”指令。什么是雙線圈輸出？LD、LDN的操作數(shù)為：I、Q、M、SM、T、C、V、S和L；=的操作數(shù)為：Q、M、SM、V、S和L。

S7-200PLC基本指令132.觸點(diǎn)串聯(lián)指令指令A(yù)（And）：“與”指令。用于單個(gè)常開觸點(diǎn)的串聯(lián)連接。AN（AndNot）：“與反”指令。用于單個(gè)常閉觸點(diǎn)的串聯(lián)連接。用法

S7-200PLC基本指令連續(xù)輸出14使用說(shuō)明

A、AN是單個(gè)觸點(diǎn)串聯(lián)連接指令，可連續(xù)使用。但在用梯形圖編程時(shí)會(huì)受到打印寬度和屏幕顯示的限制，S7-200PLC的編程軟件中規(guī)定的串聯(lián)觸點(diǎn)使用上限為11個(gè)。對(duì)連續(xù)輸出電路，可以反復(fù)使用“=”指令，但次序必須正確，不然就不能連續(xù)使用“=”指令編程了。什么是連續(xù)輸出電路？下圖所示的電路就不屬于連續(xù)輸出電路A、AN指令的操作數(shù)為：I、Q、M、SM、T、C、V、S和L。S7-200PLC基本指令153.觸點(diǎn)并聯(lián)指令指令O（Or）：“或”指令。用于單個(gè)常開觸點(diǎn)的并聯(lián)連接。ON（OrNot）：“或反”指令。用于單個(gè)常閉觸點(diǎn)的并聯(lián)連接。用法使用說(shuō)明單個(gè)觸點(diǎn)的O、ON指令可連續(xù)使用。O、ON指令的操作數(shù)為：I、Q、M、SM、T、C、V、S和L。S7-200PLC基本指令16174.置位/復(fù)位指令指令用法S7-200PLC基本指令18使用說(shuō)明（1）對(duì)于位元件來(lái)說(shuō)，一旦被置位就保持接通狀態(tài)，直到對(duì)它復(fù)位。而一旦被復(fù)位就保持?jǐn)嚅_狀態(tài)，直到對(duì)它置位。（2）由于PLC是掃描工作方式，故寫在后面的指令有優(yōu)先權(quán)。在圖4-7中，當(dāng)I0.0和I0.1同時(shí)為1時(shí)，R指令寫在后，因而有優(yōu)先權(quán)，則Q0.0為0。（3）S、R指令必須成對(duì)使用，而且使用的器件號(hào)應(yīng)相同，它可將位存儲(chǔ)區(qū)從某一位開始的N個(gè)同類存儲(chǔ)器位置1或清0。N=1～255，N可以是常數(shù)，在圖4-7中，N=1，也可以是VB、IB、QB、MB、SMB、SB、LB、AC、*VD、*AC或*LD中的數(shù)據(jù)，一般情況下使用常數(shù)。（4）S、R指令的操作數(shù)為：Q、M、SM、V、S和L。S7-200PLC基本指令195.正跳變和負(fù)跳變檢測(cè)指令指令EU（EdgeUp）：觸點(diǎn)的輸入信號(hào)由0變?yōu)?時(shí)，能流通過(guò)一個(gè)掃描周期的時(shí)間。。ED（EdgeDown）：觸點(diǎn)的輸入信號(hào)由1變?yōu)?時(shí)，能流通過(guò)一個(gè)掃描周期的時(shí)間。用法沒(méi)有操作數(shù)S7-200PLC基本指令正跳變觸點(diǎn)一個(gè)掃描周期的寬度正跳變：PositiveTransition負(fù)跳變：NegativeTransition20舉例S7-200PLC基本指令一個(gè)掃描周期的寬度216.立即指令什么是立即指令？有何用途？對(duì)輸入對(duì)輸出指令S7-200PLC基本指令22S7-200PLC基本指令23■立即觸點(diǎn)指令：CPU不等待輸入采樣的時(shí)刻，繞過(guò)輸入映象寄存器，直接讀入物理輸入點(diǎn)的狀態(tài)作為程序執(zhí)行期間的數(shù)據(jù)依據(jù)。不對(duì)輸入映象寄存器作刷新處理?！隽⒓摧敵鲋噶睿褐苯影呀Y(jié)果傳送到物理輸出點(diǎn)，以驅(qū)動(dòng)實(shí)際輸出。不等待程序執(zhí)行階段結(jié)束后，轉(zhuǎn)入輸出刷新階段時(shí)才把結(jié)果傳送到物理輸出點(diǎn)。同時(shí)將結(jié)果也寫入輸出映象寄存器?！鰹榱思涌燧斎胼敵鲰憫?yīng)速度S7-200PLC基本指令24舉例S7-200PLC基本指令257.取非指令取非指令為NOT。它將復(fù)雜邏輯結(jié)果取反，為用戶使用反邏輯提供方便，其實(shí)質(zhì)是改變最新的堆棧頂?shù)倪壿嬛?。該指令無(wú)操作數(shù)。

STL形式：NOTLAD形式：—|NOT|—8.空操作指令空操作指令不影響用戶程序的執(zhí)行，起增加程序容量的作用。該指令操作數(shù)為標(biāo)號(hào)N，N=0～255。STL形式：NOPNLAD形式：舉例：S7-200PLC基本指令264.3邏輯堆棧指令什么是堆棧？其特點(diǎn)是什么？S7-200PLC的邏輯堆棧結(jié)構(gòu)S7-200PLC基本指令27

1.OLD（OrLoad）：棧裝載“或”指令

串聯(lián)電路塊的并聯(lián)連接指令，用于串聯(lián)電路塊與上面電路的并聯(lián)連接。什么是串聯(lián)電路塊？?jī)蓚€(gè)及兩個(gè)以上觸點(diǎn)串聯(lián)形成的支路稱串聯(lián)電路塊。用法使用說(shuō)明

（1）除了在網(wǎng)絡(luò)塊邏輯運(yùn)算開始使用LD和LDN指令外，在串聯(lián)電路塊的

開始也要使用LD和LDN指令。

（2）每完成一次串聯(lián)電路塊的并聯(lián)連接都要使用OLD指令

（3）OLD指令無(wú)操作數(shù)，相當(dāng)于電路中的連接導(dǎo)線。S7-200PLC基本指令282.ALD（AndLoad）：棧裝載“與”指令并聯(lián)電路塊的串聯(lián)連接指令。用于并聯(lián)電路塊與它前面電路的串聯(lián)連接。什么是并聯(lián)電路塊？?jī)蓚€(gè)及兩個(gè)以上支路并聯(lián)形成的電路稱并聯(lián)電路塊。用法使用說(shuō)明

（1）在并聯(lián)電路塊的開始要使用LD和LDN指令。

（2）每完成一次并聯(lián)電路塊的串聯(lián)連接都要使用ALD指令

（3）ALD指令無(wú)操作數(shù)，相當(dāng)于電路中的連接導(dǎo)線。S7-200PLC基本指令29S7-200PLC基本指令LDNI1.4AI0.3LDI3.2ANT16OLDLDNC24ONI1.2ALDOQ3.4=Q5.330試寫出下面梯形圖的語(yǔ)句表程序S7-200PLC基本指令LDI0.0ANQ0.1OI0.2AI0.1LDNI0.3AM0.1OLD=Q0.3AC2SQ0.2,1LDI0.5OM0.2ALD=M0.4313.邏輯入棧、讀棧和出棧指令指令（1）LPS（LogicPush）：邏輯入棧指令（分支電路開始指令）。（2）LRD（LogicRead）：邏輯讀棧指令。（3）LPP（LogicPop）：邏輯出棧指令（分支電路結(jié)束指令）。S7-200PLC基本指令323.邏輯入棧、讀棧和出棧指令使用說(shuō)明

（1）由于S7-200PLC只有一個(gè)9位的堆?？臻g，因此，LPS和LPP指令對(duì)

連續(xù)使用時(shí)應(yīng)少于9次。

（2）LPS和LLP指令必須成對(duì)使用，它們之間可以使用LRD指令。

（3）LPS、LRD和LLP指令無(wú)操作數(shù)。S7-200PLC基本指令33LPS/LRD/LPP舉例例1S7-200PLC基本指令34LPS/LRD/LPP舉例例2S7-200PLC基本指令35LPS/LRD/LPP舉例例3S7-200PLC基本指令364.4定時(shí)器與計(jì)數(shù)器指令1.定時(shí)器指令幾個(gè)基本概念種類：通電延時(shí)TON，有記憶通電延時(shí)TONR，斷電延時(shí)TOF。分辯率與定時(shí)時(shí)間的計(jì)算單位時(shí)間的時(shí)間增量稱為定時(shí)器的分辨率，即精度。S7-200PLC定時(shí)器有3個(gè)精度等級(jí)：1ms、10ms和100ms。定時(shí)器定時(shí)時(shí)間T的計(jì)算：T=PT×S。式中：T為實(shí)際定時(shí)時(shí)間，PT為設(shè)定值，S為分辨率。例如：TON指令使用T33（為10ms的定時(shí)器），設(shè)定值為100，則實(shí)際定時(shí)時(shí)間為：T=100×10=1000ms定時(shí)器指令的操作數(shù)有3個(gè)：

定時(shí)器編號(hào)、設(shè)定值（PT）和使能輸入（IN）。S7-200PLC基本指令37（1）定時(shí)器的編號(hào)定時(shí)器的編號(hào)用定時(shí)器的名稱和它的常數(shù)編號(hào)（0-255）來(lái)表示，即T***。如：T40。定時(shí)器的編號(hào)包含兩方面的變量信息：定時(shí)器位和定時(shí)器當(dāng)前值。定時(shí)器位：與其他繼電器的輸出相似。當(dāng)定時(shí)器的當(dāng)前值達(dá)到設(shè)定值PT時(shí)，定時(shí)器的觸點(diǎn)動(dòng)作。定時(shí)器當(dāng)前值：存儲(chǔ)定時(shí)器當(dāng)前所累計(jì)的時(shí)間，它用16位符號(hào)整數(shù)來(lái)表示，計(jì)數(shù)值范圍為1～32767。（2）定時(shí)器的設(shè)定值PT數(shù)據(jù)類型為INT型。操作數(shù)可為：VW、IW、QW、MW、SW、SMW、LW、AIW、T、C、AC、*VD、*AC、*LD和常數(shù)，其中常數(shù)最為常用。S7-200PLC基本指令38（3）使能輸入（IN）：它的數(shù)據(jù)類型為布爾型BOOL，尋址范圍是I、Q、M、SM、T、C、V、S和L。TON和TOF使用相同范圍的定時(shí)器編號(hào)，所以在同一個(gè)PLC程序中決不能把同一個(gè)定時(shí)器號(hào)同時(shí)用作TON和TOF。例如在程序中，不能既有接通延時(shí)（TON）定時(shí)器T32，又有斷開延時(shí)（TOF）定時(shí)器T32。S7-200PLC基本指令39三種定時(shí)器指令的LAD和STL格式如下表所示。S7-200PLC基本指令401）

接通延時(shí)定時(shí)器TON（On-DelayTimer）接通延時(shí)定時(shí)器用于單一時(shí)間間隔的定時(shí)。上電周期或首次掃描時(shí)，定時(shí)器位為OFF，當(dāng)前值為0。輸入端接通時(shí)，定時(shí)器位為OFF，當(dāng)前值從0開始計(jì)時(shí)，當(dāng)前值達(dá)到設(shè)定值時(shí)，定時(shí)器位為ON，當(dāng)前值仍連續(xù)計(jì)數(shù)到32767。輸入端斷開，定時(shí)器自動(dòng)復(fù)位，即定時(shí)器位為OFF，當(dāng)前值為0。通電延時(shí)定時(shí)器指令應(yīng)用示例。S7-200PLC基本指令41

2）

有記憶通電延時(shí)定時(shí)器TONR（RetentiveOn-DelayTimer）記憶接通延時(shí)定時(shí)器具有記憶功能,它用于對(duì)許多間隔的累計(jì)定時(shí)。上電周期或首次掃描時(shí)，定時(shí)器位為掉電前的狀態(tài)，當(dāng)前值保持在掉電前的值。當(dāng)輸入端接通時(shí)，當(dāng)前值從上次的保持值繼續(xù)計(jì)時(shí)，當(dāng)累計(jì)當(dāng)前值達(dá)到設(shè)定值時(shí)，定時(shí)器位ON，當(dāng)前值可繼續(xù)計(jì)數(shù)到32767？。TONR定時(shí)器只能用復(fù)位指令R對(duì)其進(jìn)行復(fù)位操作。TONR復(fù)位后，定時(shí)器位為OFF，當(dāng)前值為0。掌握好對(duì)TONR的復(fù)位及啟動(dòng)是使用好TONR指令的關(guān)鍵。有記憶通電延時(shí)定時(shí)器指令應(yīng)用示例。S7-200PLC基本指令423）

斷電延時(shí)定時(shí)器TOF（Off-DelayTimer）斷電延時(shí)定時(shí)器用于斷電后的單一間隔時(shí)間計(jì)時(shí)。上電周期或首次掃描，定時(shí)器位為OFF，當(dāng)前值為0。輸入端接通時(shí)，定時(shí)器位為ON，當(dāng)前值為0。當(dāng)輸入端由接通到斷開時(shí)，定時(shí)器開始計(jì)時(shí)。當(dāng)達(dá)到設(shè)定值時(shí)定時(shí)器位為OFF，當(dāng)前值等于設(shè)定值，停止計(jì)時(shí)。輸入端再次由OFF→ON時(shí)，TOF復(fù)位，這時(shí)TOF的位為ON，當(dāng)前值為0。如果輸入端再?gòu)腛N→OFF，則TOF可實(shí)現(xiàn)再次啟動(dòng)。斷電延時(shí)定時(shí)器指令應(yīng)用示例。S7-200PLC基本指令43

定時(shí)器及其使用舉例S7-200PLC基本指令定時(shí)器小結(jié)：44定時(shí)器類型接通IN當(dāng)前值=設(shè)定值斷開INTON計(jì)時(shí)定時(shí)器位=1復(fù)位TONR計(jì)時(shí)定時(shí)器位=1不變TOF不計(jì)時(shí)，定時(shí)器位=1當(dāng)前值=0定時(shí)器位=0計(jì)時(shí)S7-200PLC基本指令454）

分辨率對(duì)定時(shí)器的影響定時(shí)器的刷新方式和正確使用1ms、10ms、100ms定時(shí)器的刷新方式是不同的，從而在使用方法上也有很大的不同。這和其他PLC是有很大區(qū)別的。1ms定時(shí)器1ms定時(shí)器由系統(tǒng)每隔1ms刷新一次，與掃描周期及程序處理無(wú)關(guān)。它采用的是中斷刷新方式。因此，當(dāng)掃描周期大于1ms時(shí)，在一個(gè)周期中可能被多次刷新。其當(dāng)前值在一個(gè)掃描周期內(nèi)不一定保持一致。10ms定時(shí)器10ms定時(shí)器由系統(tǒng)在每個(gè)掃描周期開始時(shí)自動(dòng)刷新，由于是每個(gè)掃描周期只刷新一次，故在一個(gè)掃描周期內(nèi)定時(shí)器位和定時(shí)器的當(dāng)前值保持不變。100ms定時(shí)器100ms定時(shí)器在定時(shí)器指令執(zhí)行時(shí)被刷新，因此，如果100ms定時(shí)器被激活后，如果不是每個(gè)掃描周期都執(zhí)行定時(shí)器指令或在一個(gè)掃描周期內(nèi)多次執(zhí)行定時(shí)器指令，都會(huì)造成計(jì)時(shí)失準(zhǔn)，所以在后面講到的跳轉(zhuǎn)指令和循環(huán)指令段中使用定時(shí)器時(shí)，要格外小心。100ms定時(shí)器僅用在定時(shí)器指令在每個(gè)掃描周期執(zhí)行一次的程序中。S7-200PLC基本指令46定時(shí)器的刷新方式和正確使用舉例S7-200PLC基本指令472.計(jì)數(shù)器指令幾個(gè)基本概念種類：CTD,CTUD,CTD編號(hào)計(jì)數(shù)器的編號(hào)用計(jì)數(shù)器名稱和數(shù)字（0-255）組成，如C6。計(jì)數(shù)器的編號(hào)包含兩方面的信息：計(jì)數(shù)器的位和計(jì)數(shù)器當(dāng)前值。計(jì)數(shù)器位：計(jì)數(shù)器位和繼電器一樣是一個(gè)開關(guān)量，表示計(jì)數(shù)器是否發(fā)生動(dòng)作的狀態(tài)。當(dāng)計(jì)數(shù)器當(dāng)前值達(dá)到設(shè)定值時(shí)，該位被置位為ON。計(jì)數(shù)器當(dāng)前值：其值是一個(gè)存儲(chǔ)單元，它用來(lái)存儲(chǔ)計(jì)數(shù)器當(dāng)前所累計(jì)的脈沖個(gè)數(shù)，用16位有符號(hào)整數(shù)來(lái)表示，最大數(shù)值為32767。計(jì)數(shù)器輸入端和操作數(shù)設(shè)定值輸入：PV為設(shè)定值，數(shù)據(jù)類型為INT型。尋址范圍：VW、IW、QW、MW、SW、SMW、LW、AIW、T、C、AC、*VD、*AC、*LD和常數(shù)。一般情況下使用常數(shù)作為計(jì)數(shù)器的設(shè)定值。S7-200PLC基本指令48指令及其使用指令S7-200PLC基本指令491）CTU(CountUp)：加計(jì)數(shù)器首次掃描時(shí)，計(jì)數(shù)器位為OFF，當(dāng)前值為0。在計(jì)數(shù)脈沖輸入端CU的每個(gè)上升沿，計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)1次，當(dāng)前值增加一個(gè)單位。