第05講-可編程序控制器的指令系統(tǒng)1

可編程控制器原理及應(yīng)用自動(dòng)化2009年8月1可編程控制器原理及應(yīng)用第5講

講解內(nèi)容：4可編程序控制器的指令系統(tǒng)

PLC的基本位邏輯關(guān)系語句指令（9個(gè)）學(xué)習(xí)說明：本講是學(xué)習(xí)PLC的指令系統(tǒng)。重點(diǎn)掌握：PLC的基本位邏輯關(guān)系語句指令（9個(gè)：符號(hào)、梯形圖程序繪法、工作原理，時(shí)序圖

）23可編程序控制器的指令系統(tǒng)

組成：基本邏輯關(guān)系語句指令、特殊輸出類指令、程序控制類指令和應(yīng)用指令。

特點(diǎn)：（1）PLC以邏輯關(guān)系語句指令為基本語句指令。（2）基本語句指令以繼電器開關(guān)電路為背景（見實(shí)例）。（3）邏輯關(guān)系語句指令建立的是“軟件”邏輯電路。（4）不含有執(zhí)行該邏輯運(yùn)算的全部輸入變量。（所缺的輸入變量只有把指令放到程序中才能解決）（5）其他類指令的執(zhí)行都是以某種邏輯關(guān)系的運(yùn)算結(jié)果為啟動(dòng)條件的。3位操作類指令西門子S7-2009個(gè)1.邏輯取（裝載）指令LD/LDN2.觸點(diǎn)串聯(lián)指令A(yù)/AN3.觸點(diǎn)并聯(lián)指令O/ON4.即時(shí)輸出——安置繼電器線圈指令=5.電路塊的串聯(lián)指令A(yù)LD6.電路塊的并聯(lián)指令OLD7.置位/復(fù)位指令S/R

8.脈沖生成指令（邊沿觸發(fā)指令）EU/ED9.邏輯堆棧的操作PLC的基本邏輯關(guān)系語句指令

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設(shè)立輸入邏輯變量——安置觸點(diǎn)開關(guān)指令

LD（load）：常開觸點(diǎn)邏輯運(yùn)算的開始。

LDN（loadnot）：常閉觸點(diǎn)邏輯運(yùn)算的開始

=（OUT）：線圈驅(qū)動(dòng)指令。一、邏輯?。ㄑb載）及線圈驅(qū)動(dòng)指令5PLC輸入輸出指令動(dòng)畫演示6

與邏輯關(guān)系一一串聯(lián)觸點(diǎn)開關(guān)指令

A(And)：與操作，表示串聯(lián)連接單個(gè)常開觸點(diǎn)。

AN(Andnot)：與非操作，表示串聯(lián)連接單個(gè)常閉觸點(diǎn)。二、觸點(diǎn)串聯(lián)指令A(yù)/AN指令7

或邏輯關(guān)系——并聯(lián)觸點(diǎn)開關(guān)指令

O：或操作，表示并聯(lián)連接一個(gè)常開觸點(diǎn)。

ON：或非操作，表示并聯(lián)連接一個(gè)常閉觸點(diǎn)。

網(wǎng)絡(luò)1LDI0.0OI0.1ONM0.0=Q0.0網(wǎng)絡(luò)2LDNQ0.0AI0.2OM0.1ANI0.3OM0.2=M0.1三、觸點(diǎn)并聯(lián)指令：O（Or）/ON（Ornot）81輸出(=)2立即輸出(=I)只能用于輸出量(Q)，執(zhí)行該指令時(shí)，將棧頂值立即寫入指定的物理輸出位和對應(yīng)的輸出映像寄存器。四、即時(shí)輸出——安置繼電器線圈指令9設(shè)計(jì)舉例(補(bǔ)充）例1電動(dòng)機(jī)的起、保、停控制。按起動(dòng)按鈕SBl電動(dòng)機(jī)起動(dòng)，運(yùn)轉(zhuǎn)并保持；按停車按鈕SB2電動(dòng)機(jī)停止；過載時(shí)熱繼電器FR動(dòng)作電動(dòng)機(jī)停止。按上述工作要求：(1)設(shè)計(jì)繪出電機(jī)控制主回路；(2)分配I/O通道，設(shè)計(jì)繪出PLC輸入輸出接口控制接線；(3)編制梯形圖程序并轉(zhuǎn)換成語句表。10解：

1．電機(jī)控制主回路2.PLC外部電氣接線圖及I/O地址分配

西門子S7-200PLC+24V1MI0.5I0.4I0.3I0.2I0.1I0.0SB2SB1L1GNDN1L220VAC+24VQ0.0Q0.1Q0.2KM1FR113．梯形圖程序語句表Q0.0I0.0Q0.0I0.2I0.1網(wǎng)絡(luò)1電動(dòng)機(jī)的起、保、?？刂凭W(wǎng)絡(luò)1電動(dòng)機(jī)的起、保、?？刂芁DI0.0OQ0.0ANI0.1ANI0.2=Q0.012例2：應(yīng)用前四個(gè)基本指令設(shè)計(jì)直接起動(dòng)停車控制（繼電—接觸器控制與PLC控制對比）繼電器控制電路圖I/O分配：I0.0：停車I0.1：起動(dòng)Q0.1：KMPLC梯形圖LDI0.1OQ0.0AI0.0=Q0.0起動(dòng)優(yōu)先停止優(yōu)先Q0.0I0.0Q0.0Q0.0I0.1Q0.0PLC接線圖語句表主電路131.I/O分配決定PLC的端子接線圖2.PLC的端子接線方式又決定編程語言I/O分配：I0.0：停車I0.1：起動(dòng)Q0.1：KMQ0.0I0.0Q0.0I0.1注意14邏輯塊與關(guān)系一一觸點(diǎn)組串聯(lián)指令

ALD：塊“與”操作，串聯(lián)連接多個(gè)并聯(lián)電路組成的電路塊。

五、電路塊的串聯(lián)指令A(yù)LD15OLDOLDLDI0.0AI0.1LDI0.2AI0.3LDNI0.4AI0.5=Q0.0OLDOLD

邏輯塊或關(guān)系一一觸點(diǎn)組并聯(lián)指令

OLD：塊“或”操作，并聯(lián)連接多個(gè)串聯(lián)電路組成的電路塊。六、電路塊的并聯(lián)指令OLD16例3根據(jù)如圖所示梯形圖，寫出對應(yīng)的語句表LDI0.0OI0.1LDI0.2AI0.3LDI0.4ANI0.5OLDOI0.6ALDONI0.7=Q0.0梯形圖語句表17七、置位/復(fù)位指令S/R置位輸出和復(fù)位輸出指令置位指令S：置“1”并保持。與OUT指令不同的是，該指令自鎖（斷電保持），即當(dāng)輸入條件由1又變?yōu)?時(shí)，仍保持為1。復(fù)位指令R：

清“0”并保持。與OUT指令不同的是：輸入為1，輸出為0，并且“0”自鎖（斷電保持），即當(dāng)輸入條件由1又變?yōu)?時(shí)，仍保持為0。S/R指令格式STLLADSS-bit,NS-bit─()NRS-bit,NR-bit─()N操作數(shù)N為：VB,IB,QB,MB,SMB,SB,LB,AC,常量,*VD,*AC,*LD。取值范圍為：0～255。數(shù)據(jù)類型為：字節(jié)。操作數(shù)S-bit為：I,Q,M,SM,T,C,V,S,L。數(shù)據(jù)類型為：布爾。18網(wǎng)絡(luò)1LDI0.0SQ0.0,1

網(wǎng)絡(luò)4LDI0.1RQ0.0,1……圖S7-200PLCS/R指令19例3圖所示的置位、復(fù)位指令應(yīng)用舉例及時(shí)序分析=、S、R指令比較。S/R指令的時(shí)序圖a）梯形圖b）語句表c）時(shí)序圖圖=、S、R指令比較20置位輸出和復(fù)位輸出指令演示21八、脈沖生成指令EU/EDEU指令：在EU指令前的邏輯運(yùn)算結(jié)果有一個(gè)上升沿時(shí)（由OFF→ON）產(chǎn)生一個(gè)寬度為一個(gè)掃描周期的脈沖，驅(qū)動(dòng)后面的輸出線圈。ED指令：在ED指令前有一個(gè)下降沿時(shí)產(chǎn)生一個(gè)寬度為一個(gè)掃描周期的脈沖，驅(qū)動(dòng)其后線圈。表EU/ED指令格式STLLAD操作數(shù)EU（EdgeUp）─|P|─無ED（EdgeDown）─|N|─無22例4EU/ED指令的使用網(wǎng)絡(luò)1LDI0.0//裝入常開觸點(diǎn)EU//正跳變=M0.0//輸出網(wǎng)絡(luò)2LDM0.0//裝入SQ0.0,1//輸出置位網(wǎng)絡(luò)3LDI0.1//裝入ED//負(fù)跳變=M0.1//輸出網(wǎng)絡(luò)4LDM0.1//裝入RQ0.0,1//輸出復(fù)位23指令使用說明EU、ED指令只在輸入信號(hào)變化時(shí)有效，其輸出信號(hào)的脈沖寬度為一個(gè)機(jī)器掃描周期。對開機(jī)時(shí)就為接通狀態(tài)的輸入條件，EU指令不執(zhí)行。EU、ED指令無操作數(shù)。圖EU/ED指令時(shí)序分析24九、邏輯堆棧的操作S7-200系列采用模擬棧的結(jié)構(gòu)，用于保存邏輯運(yùn)算結(jié)果及斷點(diǎn)的地址，稱為邏輯堆棧。S7-200系列PLC中有一個(gè)9層的堆棧。在此討論斷點(diǎn)保護(hù)功能的堆棧操作。指令的功能堆棧操作指令用于處理線路的分支點(diǎn)。在編制控制程序時(shí)，經(jīng)常遇到多個(gè)分支電路同時(shí)受一個(gè)或一組觸點(diǎn)控制的情況如圖6-18所示，若采用前述指令不容易編寫程序，用堆棧操作指令則可方便的將圖6-19所示梯形圖轉(zhuǎn)換為語句表。LPS（入棧）指令：LPS指令把棧頂值復(fù)制后壓入堆棧，棧中原來數(shù)據(jù)依次下移一層，棧底值壓出丟失。LRD（讀棧）指令：LRD指令把邏輯堆棧第二層的值復(fù)制到棧頂，2-9層數(shù)據(jù)不變，堆棧沒有壓入和彈出。但原棧頂?shù)闹祦G失。LPP（出棧）指令：LPP指令把堆棧彈出一級，原第二級的值變?yōu)樾碌臈ｍ斨?，原棧頂?shù)據(jù)從棧內(nèi)丟失。25LPS、LRD、LPP指令的操作過程如圖所示。圖中Iv.x為存儲(chǔ)在棧區(qū)的斷點(diǎn)的地址。前后前后前后圖堆棧操作過程示意圖26指令格式邏輯堆棧指令可以嵌套使用，最多為9層。為保證程序地址指針不發(fā)生錯(cuò)誤，入棧指令LPS和出棧指令LPP必須成對使用，最后一次讀棧操作應(yīng)使用出棧指令LPP。堆棧指令沒有操作數(shù)。LDI0.0//裝載常開觸點(diǎn)LPS//壓入堆棧LDI0.1//裝載常開觸點(diǎn)OI0.2//或常開觸點(diǎn)ALD//塊與操作=Q0.0//輸出線圈LRD//讀棧LDI0.3//裝載常開觸點(diǎn)OI0.4//或常開觸點(diǎn)ALD//塊與操作=Q0.1//輸出線圈LPP//出棧AI0.5//與常開觸點(diǎn)=Q0.2//輸出線圈圖堆棧指令的使用27

圖a、圖b分別為使用一層棧和使用多層棧的例子。

每一條LPS指令必須有-條對應(yīng)的LPP指令。中間的支路都使用LRD指令。處理最后一條支路時(shí)，必須使用LPP指令。一個(gè)獨(dú)立電路塊中，用入棧指令同時(shí)保存在堆棧中的運(yùn)算結(jié)果不能超過8個(gè)。

圖b中第一條LPS指令將A點(diǎn)的運(yùn)算結(jié)果保存到堆棧的第1層；

第二條LPS指令將B點(diǎn)的運(yùn)算結(jié)果保存到堆棧的第2層，A點(diǎn)的運(yùn)算結(jié)果被“壓”到堆棧的第3層；第一條LPP指令將堆棧第2層B點(diǎn)的運(yùn)算結(jié)果上移到棧頂，第3層中A點(diǎn)的運(yùn)算結(jié)果上移到堆棧的第2層。圖a堆棧指令的使用AB圖b雙重堆棧28基本位邏輯指令應(yīng)用舉例一.起動(dòng)、保持、停止電路圖外部接線圖和梯形圖圖時(shí)序分析圖圖S/R指令實(shí)現(xiàn)的起、保、停電路小結(jié)：（1）每一個(gè)傳感器或開關(guān)輸入對應(yīng)一個(gè)PLC確定的輸入點(diǎn)，每一個(gè)負(fù)載PLC一個(gè)確定的輸出點(diǎn)。（2）為了使梯形圖和繼電器接觸器控制的電路圖中的觸點(diǎn)的類型相同，外部按鈕一般用常開按鈕。29二.互鎖電路(比如電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制）LDI0.0OM0.0ANM0.1=M0.0LDI0.1OM0.1ANM0.0=M0.1LDM0.0=Q0.0LDM0.1=Q0.1圖互鎖電路輸入信號(hào)I0.0和輸入信號(hào)I0.1不可同時(shí)接通：若I0.0先接通，M0.0自保持，使Q0.0有輸出，同時(shí)M0.0的常閉接點(diǎn)斷開，即使I0.1再接通，也不能使M0.1動(dòng)作，故Q0.1無輸出。若I0.1先接通，則情形與前述相反。因此在控制環(huán)節(jié)中，該電路可實(shí)現(xiàn)信號(hào)互鎖。30三.比較電路LDI0.0=M0.0LDI0.1=M0.1LDM0.0AM0.1=Q0.0LDNM0.0ANM0.1=Q0.1LDNM0.0AM0.1=Q0.2LDM0.0ANM0.1=Q0.3圖比較電路該電路按預(yù)先設(shè)定的輸出要求，根據(jù)對兩個(gè)輸入信號(hào)I0.0、I0.1的比較，決定某一輸出：Q0.0-Q0.3依次輸出。①若I0.0、I0.1同時(shí)接通，Q0.0有輸出；②I0.0、I0.1均不接通，Q0.1有輸出；③若I0.0不接通。I0.1接通，則Q0.2有輸出；④若I0.0接通，I0.1不接通，則Q0.3有輸出。31四.微分脈沖電路LDI0.0ANM0.1=M0.0LDI0.0=M0.1LDM0.0=Q0.0圖上升沿微分脈沖電路1.上升沿微分脈沖電路PLC是以循環(huán)掃描方式工作的，PLC第一次掃描時(shí)，輸入I0.0由OFF→ON時(shí)，M0.0、M0.1線圈接通，Q0.0線圈接通。在第一個(gè)掃描周期中，在第一行的M0.1的常閉接點(diǎn)保持接通，因?yàn)閽呙柙撔袝r(shí)，M0.1線圈的狀態(tài)為斷開。在一個(gè)掃描周期其狀態(tài)只刷新一次。等到PLC第二次掃描時(shí)，M0.1的線圈為接通狀態(tài)，其對應(yīng)的M0.1常閉接點(diǎn)斷開，M0.0線圈斷開，Q0.0線圈斷開，所以Q0.0接通時(shí)間為一個(gè)掃描周期。32四.微分脈沖電路2.下降沿微分脈沖電路PLC第一次掃描時(shí)，輸入I0.0由ON→OFF時(shí)，M0.0接通一個(gè)掃描周期，Q0.0輸出一個(gè)脈沖。LDNI0.0ANM0.1=M0.0LDNI0.0=M0.1LDM0.0=Q0.0圖下降沿微分脈沖電路33五.分頻電路*LDI0.0EU=M0.0LDM0.0AQ0.0=M0.1LDM0.0OQ0.0ANM0.1=Q0.0圖分頻電路將脈沖信號(hào)加到I0.0端，在第一個(gè)脈沖的上升沿到來時(shí)，M0.0產(chǎn)生一個(gè)掃描周期的單脈沖，使M0.0的常開觸點(diǎn)閉合，由于Q0.0的常開觸點(diǎn)斷開，M0.1線圈斷開，其常閉觸點(diǎn)M0.1閉合，Q0.0的線圈接通并自保持；第二個(gè)脈沖上升沿到來時(shí)，M0.0又產(chǎn)生一個(gè)掃描周期的單脈沖，M0.0的常開觸點(diǎn)又接通一個(gè)掃描周期，此時(shí)Q0.0的常開觸點(diǎn)閉合，M0.1線圈通電，其常閉觸點(diǎn)M0.1斷開，Q0.0線圈斷開；直至第三個(gè)脈沖到來時(shí)，M0.0又產(chǎn)生一個(gè)掃描周期的單脈沖，使M0.0的常開觸點(diǎn)閉合，由于Q0.0的常開觸點(diǎn)斷開，M0.1線圈斷開，其常閉觸點(diǎn)M0.1閉合，Q0.0的線圈又接通并自保持。以后循環(huán)往復(fù)，不斷重復(fù)上過程。由圖可見，輸出信號(hào)Q0.0是輸入信號(hào)I0.0的二