PLC的基本指令系统

第四章PLC的基本指令系统本章学习目标•27条基本指令•梯形图和指令表的互换•学会应用基本指令编程（重、难点）第一节概述•PLC五种语言表达方式1、顺序功能图（Sequentialfunctionchart--SFC）2、梯形图（Laddetdiagram--LD）3、功能块图（Functionblockdiagram--FBD）4、指令表(InstructionList--IL)5、结构文本（Structuredtext--ST）•一种结构块控制程序流程图，位于其他编程语言之上的图形语言，用来编制顺序控制程序。•作为图形语言，给用户提供3种主要元件：步、转换和动作，•步——一种逻辑块，对应于特定的控制任务的编程逻辑；•转换——是从一个任务到另一个任务的原因；•动作——是控制任务的独立部分。动作：在顺序结构中，CPU反复执行步1中的动作，直到转换1变为ON状态，CPU将处理第2步。顺序功能图（Sequentialfunctionchart--SFC）梯形图（Laddetdiagram--LD）是一种使用得最多的PLC图形编程语言，与继电器控制系统的电路图很相似，直观易懂，易被现场电气人员掌握；有线圈、常开触点和常闭触点，功能块。功能块图（Functionblockdiagram--FBD）一种类似于数字逻辑电路的编程语言，有数字电路基础的人容易掌握。与控制元件之间的信息数据流动有关的高级应用场合，很有用。也是一种图形语言，也允许嵌入别的语言（如梯形图，指令表和结构文本）指令表(InstructionList--IL)是一种与微机的汇编语言中的指令相似的助记符表达式。指令表与梯形图之间可以相互转换。结构文本（Structuredtext--ST）为增强PLC的数学运算、数字处理、图形显示、报表打印等功能，方便用户使用，在大中型PLC上配备了Pascal、Basic、C等高级编程语言。结构文本（ST）是为IEC1131-3标准创建的一种专用的高级编程语言，受过计算机编程语言训练的人很容易用它来编制控制逻辑。与梯形图比有两大优点：一是能实现复杂的数学运算，二是非常简洁、紧凑，用其编制极复杂的数学运算可能只占一页纸。梯形图主要特点•梯形图中编程元件沿用了继电器这一名称，是“软继电器”，每一编程元件与PLC存储器中元件映像寄存器的一个存储单元相对应，元件这“1”状态，对应“接通”（ON），“0”状态，对应“断开”（OFF）•梯形图两侧的垂直公共线称为公共母线（Busbar）,执行用户程序的逻辑运算顺序是从左向右•根据梯形图中各触点的状态和逻辑关系，求出与图中各线圈对应的编程元件的状态，称为梯形图的逻辑解算。逻辑解算是从上到下，从左至右顺序进行的，解算的结果马上可被后面的解算利用•梯形图中线圈和其他输出类指令应放在最右边•梯形图中各编程元件的常开触点和常闭触点均可无限次使用。第二节FX系列PLC的基本指令•FX2N系列共有27条基本指令。仅用基本指令就可编制出开关量控制系统的用户程序。1、LD，LDI，OUT指令2、AND、ANI指令3、OR、ORI指令4、ORB指令5、ANB指令6、MPS、MRD、MPP指令7、MC、MCR指令8、SET、RST指令9、PLS、PLF指令10、NOP指令11.INV12、END指令1、LD，LDI，OUT指令LD（Load）：取指令。常开触点与母线连接的指令LDI（LoadInverse）：取反指令。常闭触点与母线连接的指令LD、LDI可与ANB、ORB指令配合，用于电路块的起点。其操作元件是X、Y、M、S、T、C的接点。OUT（Out）：驱动线圈的输出指令。操作元件是Y、M、S、T、C，对T、C，OUT指令后应设定常数K，NOTE：对输入继电器X不能使用。LD，LDI，OUT指令梯形图指令表指令目标元件程序步号2、AND、ANI指令AND（And）:与指令。单个常开触点串联连接指令ANI(AndInverse)：与非指令。单个常闭触点串联连接指令操作元件为X、Y、M、S、T、C的接点，NOTE：（1）串联接点的个数没有限制。（2）OUT指令后，通过接点对其它线圈使用OUT指令称为连接输出（3）原则上对串联接点数目和连接输出次数没有限制。AND、ANI指令33、OR、ORI指令OR（Or）：或指令。常开触点的并联连接指令ORI(OrInverse)：或非指令。常闭触点的并联连接指令OR、ORI用于单个触点与前面电路的并联，并联触点的左端接到LD点上，右端与前一条指令对应的触点的右端相连。操作元件为X、Y、M、S、T、C的接点OR、ORI指令LDI4、ORB指令ORB（OrBlock）：串联电路块并联连接指令。串联电路块：两个或两个以上触点串联连接称串联电路块；该指令无操作元件；当串联电路块和其它电路并联时，使用ORB指令。该电路块分支起点用LD或LDI指令，分支结束用ORB指令。ORB指令5、ANB指令ANB（AndBlock）：并联电路块串联连接指令。并联电路块：两个或两个以上触点并联连接称并联电路块。将并联电路块与前面的电路串联，在使用ANB指令之前，应先完成并联电路块的内部连接。该指令无操作元件；每个并联电路块各支路的起点用LD或LDI指令，电路块后面用ORB指令。ANB指令6、MPS、MRD、MPP指令PLC中有11个存储器，用于存放运算的中间结果，称栈存储器。MPS（Push）：进栈指令，将当时的运算结果压入栈的第一层，栈中原来的数据依次向栈的下一层推移。MRD(Read)：读栈指令，用于读出第一层栈所存放的数据，而栈内的数据不发生移动。MPP(Pop)：出栈指令，第一层的数据被取出，栈内各层的数据同时向上移动一次。NOTE：MPS、MPP连续使用的次数必须小于11次，且要成对使用。主要用于程序出现分支的时候。MPS、MRD、MPP指令MPS、MRD、MPP指令MPS、MRD、MPP指令7、MC、MCR指令MC（MasterControl）:主控指令。用于公共串联触点的连接。MCR(MasterControlReset)：主控复位指令。用于公共串联触点的清除。MC、MCR可用于输出继电器Y和辅助继电器M（但不能用特殊辅助继电器M）。在编程时，经常遇到许多线圈同时受一个或一组触点控制的情况，如果每个线圈的控制电路中都串入同样的触点，将占用很多的存储单元，主控指令可解决这一问题。使用主控指令的触点称为主控触点，在梯形图中与一般的触点垂直，是控制一组电路的总开关。MC、MCR指令MC、MCR指令•使用主控指令应注意的事项：当主控指令为OFF时：保持当前状态的软元件：积算定时器，计数器，用置位/复位指令驱动的软元件。变为OFF的软元件：非积算定时器，用OUT指令驱动的软元件。在没有嵌套结构时，通用N0编程，N0的使用次数没有限制。有嵌套结构时，嵌套N的地址号增大，既N0，N1，N2，N3，N4，N5，N6，N7。在将指令返回时，采用MCR指令，并从大的嵌套级开始消除。8、SET、RST指令SET：置位指令，使操作保持的指令；操作元件Y，M，SRST：复位指令，使操作保持复位的指令；操作元件Y，M，S，T，C，D，V，ZSET、RST指令动作过程（1）X0为ON，Y0为ON并保持，即使X0的常开触点断开，也仍保持ON状态，（2）X1为ON，Y0为OFF并保持，即使X1的常开触点断开，仍保持OFF状态。9、PLS、PLF指令•PLS：上升沿微分输出指令。当输入条件为ON（上升沿）时，相应的输出位元件Y或M接通一个扫描周期。•PLF：下降沿微分输出指令。当输入条件为OFF（下降沿）时，相应的输出位元件Y或M接通一个扫描周期。•操作元件都是Y，M（但不能是特殊M），PLS、PLF指令10、NOP指令NOP（Nonprocessing）:空操作指令执行程序全清操作后，全部指令都变成NOP11.INV指令•INV指令是将执行INV指令之前的运算结果取反的指令。•该指令不带操作数。INV指令12、END指令END（End）:结束指令，表示程序结束。o若不写END指令，从用户程序第一步执行到最后一步；o将END指令放在程序结束处，只执行第一步至END之间的程序。o使用END指令可以缩短扫描周期。第三节梯形图编程规则1、按照自上而下，从左向右的原则，先条件后输出；2、接点不能画在垂直分支上；3、元件多的串联支路置于上边，并联支路置于左边；4、元件线圈的右边不能安排接点。水平不垂直多上串右线圈右边无接点不能有双线圈输出•左边电路只有后面的指令有效。第四节常用基本电路和实例1、估计控制任务、分配I/O位2、绘制梯形图3、将梯形图程序转换成指令表语言4、编程的基本原则及编程技巧1、估计控制任务、分配I/O位•确定控制任务：（1）总I/O点数的确定输入设备：信号给PLC的设备，如按钮、开关、传感器等，对输入设备进行统一编号，分配输入元件的位，使各设备与PLC的输入通道或输入继电器对应。输出设备：PLC发出信号的执行设备，如指示灯、电磁阀、继电器、接触器的线圈等，对输出设备进行统一编号，分配输出元件的位，使各输出设备与PLC的输出通道或输出继电器对应。（2）确定控制顺序：确定具体的控制过程中，各输入输出的动作顺序，画出动作流程，对内部的继电器、定时/计数、等元件进行分配。2、绘制梯形图根据控制任务，确定各I/O位，内部元件的编号，编制梯形图。3、将梯形图程序转换成指令表语言如果用简易编程器输入程序，必须要将梯形图语言转换成指令表语言，才能输入PLC中去。4、编程的基本原则编程技巧基本原则（1）I/O继电器、内部辅助继电器、定时/计数器等器件的触点数可以无限次重复使用。（2）在OUT的右边不应再有触点应将OUT作为一个逻辑行的结束。（3）不能用OUT做一个逻辑行的起点，若必须有一个OUT保持常通时，则应串接一个常ON接点。（4）输出的编号一般不能重复使用，但两个以上的输出可以并行连接在一点。编程技巧（1）将串联接点较多的电路放在梯形图的上方。（2）将并联接点较多的电路放在梯形图的左边。（3）并联线圈电路，从分支到线圈之间，无触点的线圈应放在上方。（4）复杂电路的处理。起动、保持和停止电路•起动信号X1，停止信号X2持续ON的时间很短，称短信号。•当X1为ON（起动），X2为OFF时，Y1线圈为ON，Y1常开触点接通，电路自锁保持。此时，X1变为OFF，电路仍接通。•当X2为ON时，Y1线圈断电，常开触点断开，电路断开（停止）。此时，X2为OFF，电路仍断开。•实际电路中，起动信号和停止信号可能由多个触点组成的串、并联电路提供。电动机的Y-△起动电路将电动机三相绕组接成星形起动时，起动电流是直接起动的1/3，在达到规定转速后，再切换为三角形运转。这种减小电流的起动方法适合于容量大、起动时间长的电动机，或者是因容量限制，避免起动时造成电源电压下降的电动机使用。下图为电动机主电路，接触器KM1、KM2同时接通时，电动机工作在星形起动状态；而当接触器KM2、KM3同时接通时，电动机就转入三角形接法正常工作状态。M3¡«KM1KM2UVWKM3X1X2PLCY1Y2Y3Y0KM2KM1KM3¡«COMCOM(a)(b)HL电动机Y-△(a)主电路；(b)控制电路(b）是PLC的输入、输出外接电路，其中X1接起动按钮，X2为停止按钮，HL为电动机运行状态指示灯。此外，在输出回路中KM1、KM3利用辅助触点实现互锁。停止X1Y0Y0Y0T1Y1Y0T1Y3Y2T2T1Y3T2Y2X2X1X2Y0Y1Y2Y3TSTA起动(b)(a)(a)梯形图；(b）时序图三相异步电动机的正反转控制电路•KM1、KM2分别为控制正、反转运行的交流接触器，•KM1、KM2的主触点改变进入电动机的三相电源相序，改变电机转向。•FR是手动复位的热继电器，电机过热时其常闭触点断开，使KM1、KM2线圈断电，电机停转。•梯形图中，用两个起保停电路来分别控制电动机的正转和反转。•Y0、Y1的常闭触点分别与对方线圈串联，保证它们不会