電氣技術(shù)及PLC控制 09-可編程序控制器的指令系統(tǒng)1學(xué)習(xí)資料

電氣控制及PLC技術(shù)制作：電氣學(xué)院楊霞2014年6月修訂1知識(shí)結(jié)構(gòu)24可編程序控制器的指令系統(tǒng)知識(shí)點(diǎn)：

基本位邏輯關(guān)系語句指令（9個(gè)）

特殊輸出類語句指令

數(shù)據(jù)處理、運(yùn)算指令

特殊功能指令學(xué)習(xí)重點(diǎn)：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

）特殊輸出類語句指令3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。

前言4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=/=I5.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LPS/LRD/LPP

基本位邏輯關(guān)系語句指令

5

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6PLC輸入輸出指令動(dòng)畫演示7

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8

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）91輸出(=)

只能用于輸出量(Q)，執(zhí)行該指令時(shí)，將棧頂值復(fù)制到對應(yīng)的映像寄存器。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兩者有質(zhì)的區(qū)別

立即輸出指令，只要程序中的輸出位得電，立即在輸出點(diǎn)輸出。立即輸出指令就是快速輸出，主要用于外部顯示、故障處理等。比如：BCD碼輸出顯示數(shù)字，采用立即輸出就非常合適。

一般輸出指令，程序中的輸出為得電，并不是立即在輸出點(diǎn)輸出，必須在這個(gè)掃描周期最后輸出。網(wǎng)絡(luò)1LDI0.3OQ0.0ANI0.4=Q0.0網(wǎng)絡(luò)2LDI0.5OQ0.1ANI0.6=IQ0.110設(shè)計(jì)舉例(補(bǔ)充）例1電動(dòng)機(jī)的起、保、?？刂啤０雌饎?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。11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S7-200PLC123．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、停控制LDI0.0OQ0.0ANI0.1ANI0.2=Q0.013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LDQ0.1ANI0.0OI0.1=Q0.1起動(dòng)優(yōu)先停止優(yōu)先Q0.0I0.0Q0.0Q0.1I0.1Q0.1PLC接線圖語句表主電路141.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：KMQ0.1I0.0Q0.1I0.1注意15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)LD16OLDOLDLDI0.0AI0.1LDI0.2AI0.3LDNI0.4AI0.5=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OLD17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18七、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（得電保持），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,N

S-bit─()NRS-bit,N

R-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。19網(wǎng)絡(luò)1LDI0.0SQ0.0,1

網(wǎng)絡(luò)2LDI0.1RQ0.0,1……圖S7-200PLCS/R指令20例4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21置位輸出和復(fù)位輸出指令演示22八、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23例5EU/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)位圖EU/ED指令時(shí)序分析指令使用說明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)。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(jí)，原第二級(jí)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堆棧具有“先進(jìn)后出”的特點(diǎn)：LPS為邏輯入棧指令iv0iv1iv2iv3iv4iv5iv6iv7iv8LPS命令不帶操作數(shù)，復(fù)制棧頂值并將其放入棧頂，棧中的原來數(shù)據(jù)依次向下一層推移，棧底數(shù)據(jù)丟失；棧頂棧底iv0iv0iv1iv2Iv3Iv4iv5iv6iv727LRD為邏輯讀棧指令

LRD：復(fù)制堆棧中的第二個(gè)值到棧頂，取代原棧頂值，棧中其他數(shù)據(jù)不變，沒有入?；虺鰲２僮鳌v0iv1iv2iv3iv4iv5iv6iv7iv8iv1iv1iv2iv3iv4iv5iv6iv7iv828每一次出棧操作，棧頂值彈出，棧中的原來數(shù)據(jù)依次向上一層推移，棧底值為隨機(jī)數(shù)。LPP為邏輯出棧指令

iv0iv1iv2iv3iv4iv5iv6iv7iv8棧頂棧底iv0iv1iv2iv3iv4iv5iv6iv7iv8iv1iv2iv3iv4iv5iv6iv7iv8隨機(jī)數(shù)29例1：LD I0.0LPSLD I0.1OI0.2ALD= Q0.1LRDLD I0.3O I0.4ALD= Q0.2LPPAN I0.1= Q0.3LPSLRDLPP30以例1圖為例iv0iv1iv2iv3iv4iv5iv6iv7iv8I0.0iv0iv1iv2iv3iv4iv5iv6iv7I0.0I0.0iv0iv1iv2iv3iv4iv5iv6I0.1I0.0I0.0iv0iv1iv2iv3iv4iv5X1I0.0I0.0iv0iv1iv2iv3iv4iv5X2I0.0iv0iv1iv2iv3iv4iv5?I0.0I0.0iv0iv1iv2iv3iv4iv5?I0.3I0.0I0.0iv0iv1iv2iv3iv4iv5X3I0.0I0.0iv0iv1iv2iv3iv4iv5X4I0.0iv0iv1iv2iv3iv4iv5?I0.0iv0iv1iv2iv3iv4iv5??X5iv0iv1iv2iv3iv4iv5??初始LDI0.0LPSLDI0.1OI0.2ALDLRDLDI0.3=Q0.1OI0.4X2=X1==Q0.2ALDX3=X4=X5=LPPANI0.1=Q0.31231例2:LDI0.0LPSAI0.0=Q0.2LPP=Q0.3兩段程序功能完全一樣，但后者使用了堆棧指令。注意將單個(gè)線圈放在上面，可以簡化程序。LDI0.0=Q0.3AI0.1=Q0.232例3-1：LD I0.0LPS= M0.0A I0.1= Q0.1LPPA M0.1=Q0.2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)。LPSLPP線圈并33例3-2：LD I0.0LPSA I0.1= Q0.1LRD= M0.0LPPA M0.1=Q0.2LPSLPPLRD34例3-3：LD I0.0LPSA I0.1= Q0.1LRDA M0.1=Q0.2LPP= M0.0LPSLPPLRD35

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，