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可编程控制器应用技术ApplicationTechnologyofProgrammableLogicController张希川高级工程师沈阳工业大学材料科学与工程学院第4章PLC的指令系统本章针对ES/EX/SS系列PLC介绍编程语言，ES/EX/SS系列PLC的编程有3中编程语言：指令表(STL)、梯形图(LD)和顺序功能图(SFC)，供选用。这些编程语言都是面向用户使用的，它使控制程序的编程工作大大简化，使得用户开发、输入、调试和修改程序都极为方便。台达公司的WPL编程器是支持DVPPLC的应用程序开发平台，熟练掌握WPL编程器的使用方法将会使用户开发应用程序极为方便。第4章PLC的指令系统4.1基本指令4.2应用指令的基本构成4.3应用指令的分类说明第4章PLC的指令系统4.1基本指令4.1.1一般指令1LD与LDI指令LD与LDI指令用于左母线开始的常开触点和常闭触点或一个触点回路块开始的触点，它的作用是把当前内容保存，同时把取出的触点状态存入累计寄存器内。LD用于常开触点，LDI用于常闭触点。LD或LDI与OUT两条指令就可以组成一个简单的梯形图，如图4.1所示。而一般梯形图的控制线路要比图4.1复杂的多，由若干触点串并联组成。第4章PLC的指令系统4.1基本指令4.1.1一般指令2AND和ANI指令当梯形图的控制线路由若干触点串联组成时，除与左母线相联的第一个触点用LD或LDI指令以外，其余串联触点均用AND或ANI指令。AND指令用于串联常开触点，ANI指令用于串联常闭触点，如图4.2所示。第4章PLC的指令系统4.1基本指令4.1.1一般指令3OR和ORI指令当梯形图的控制线路由若干触点并联组成时，除与左母线相联的第一个触点用LD或LDI指令以外，其余并联触点均用OR或ORI指令。OR指令用于并联常开触点，ORI指令用于并联常闭触点，如图4.3所示。第4章PLC的指令系统4.1基本指令4.1.1一般指令4ANB和ORB指令ANB指令用来处理两个触点组的串联。触点组是若干个触点组的组合，也称作程序块。当两个触点组串联时，每个起点组都以起始指令LD或LDI开始单独编程，然后用ANB指令将两个触点组串联起来，如图4.4所示。第4章PLC的指令系统4.1基本指令4.1.1一般指令4ANB和ORB指令ORB指令用来处理两个触点组的并联。当两个触点组并联时，每个起点组都以起始指令LD或LDI开始单独编程，然后用ORB指令将两个触点组并联起来，如图4.5所示。第4章PLC的指令系统4.1基本指令4.1.1一般指令5进栈(MPS)、读栈(MRD)和出栈(MPP)指令该组指令可将连触点先储存，可用于连接后面的电路。在可编程控制器中，有11个存储运算中间结果的存储器，被称为栈存储器。使用一次MPS指令，该时刻运算结果就推入栈的第一段。再次使用MPS指令时，当前的运算结果推入栈的第二段，先推入的数据依次向栈的下一段推移。使用MPP指令，各数据依次向上段压移，最上段的数据在读出后就从栈内消失。MRD是员上段所存的最新数据的读出专用指令。栈内的数据不发生下压或上托。这些指令都是没有操作数，如图4.6所示。第4章PLC的指令系统4.1基本指令4.1.2输出指令1OUT指令将OUT指令之前的逻辑运算结果输出至指定的装置。2置位SET和复位RST指令SET指令用于对逻辑线圈M、输出线圈Y、状态S的置位，RST指令用于对逻辑线圈M、输出线圈Y、状态S的复位，对数据寄存器D和变址寄存器V、Z的清零，以及对计时器T和计数器C逻辑线圈复位，它们的当前计时值和计数值清零。使用SET和RST指令，可以方便地在用户程序的任何地方对某个状态或事件设置标志和清除标志，如图4.7所示。第4章PLC的指令系统4.1基本指令4.1.3定时器和计数器指令1定时器TMR指令当TMR指令执行时，其所指定的定时器线圈受电，定时器开始定时，当到达所指定的定时值（定时值=设定值），定时器的触点动作。当定时器的输入逻辑断开时，定时器立即复位，其常开触点断开，常闭触点闭合，且定时器恢复到设定值。定时器的触点不能直接对外输出，需通过输出继电器控制外部设备，如图4.8所示。第4章PLC的指令系统4.1基本指令4.1.3定时器和计数器指令2计数器CNT和DCNT指令单向计数器CNT的输入端每接通一次，计数值减一。当计数值减到0时，计数器的触点动作。当计数器的复位端接通时，计数器被复位，其常开触点断开，常闭触点闭合，如图4.9所示。第4章PLC的指令系统4.1基本指令4.1.3定时器和计数器指令2计数器CNT和DCNT指令可逆计数器DCNT即可递增计数，又可递减计数。加减计数器采用特殊辅助继电器来切换加计数或减计数。当计数器的复位端接通时，计数器被复位，其常开触点断开，常闭触点闭合。如图所示：第4章PLC的指令系统4.1基本指令4.1.4主控指令MC是主控指令，MCR是主控复位指令，MC指令与MCR指令是成对使用的。当MC指令执行时，位于MC与MCR指令之间的指令照常执行。当MC指令断开时，扫描MC与MCR指令之间的各梯形图的情况相当于这些梯形图的控制线路均处于“断开”，因此处于MC与MCR之间的各计数器和具有失电保持的计数器的当前计数值和计时值保持不变，SET和RST等指令中各软设备的状态或数据保持不变，而普通无失电保持的计数器则会因为“断开”状态而被复位，各逻辑线圈和输出线圈均被切断。MC与MCR分别是主控指令的起始和截止指令，N0是嵌套级数，最多可以有8层，分别是N0到N7。主控指令中T0为定时器指令，在计数过程中，当X0断开时，X1断开，C0不计数，C0保持断开状态，Y0断开保持状态，RET不置位，X2断开。第4章PLC的指令系统4.1基本指令4.1.5触点上升沿和下降沿指令LDP，ANDP和ORP为上升沿检测触点指令。被检测触点中间有向上箭头，对应的输出触点仅在指定位元件的上升沿时接通一个扫描周期。LDF，ANDF和ORF为下降沿检测触点指令。被检测触点中间有向下箭头，对应输出触点仅在指定位元件的下降沿时接通一个扫描周期。在图4.12中，X1在上升沿或X2在上升沿时，Y0仅在一个扫描周期为ON，T6在下降沿时，M0仅在一个扫描周期为ON。第4章PLC的指令系统4.1基本指令4.1.6脉冲输出指令PLS是上升沿微分输出指令。当检测到控制触点闭合的一瞬间，输出继电器或辅助继电器仅接通一个扫描周期。PLF是下降沿微分输出指令。当检测到控制触点断开的一瞬间，输出继电器或辅助继电器仅接通一个扫描周期。PLS和PLF指令能够操作元件是Y和M。图4.13中的Y0仅在X0的常开触点由断开变为接通（X0的上升沿）时的一个扫描周期内为ON；M0仅在X0的常开触点由接通变为断开（X0的下降沿）时的一个扫描周期内为ON。第4章PLC的指令系统4.1基本指令4.1.8其他一般指令1结束指令END如图4.14所示，在梯形图程序或指令程序最后必须加入END指令。PLC由位置0扫描到END指令，执行后返回到位置0重新扫描。第4章PLC的指令系统4.1基本指令4.1.8其他一般指令2空指令NOP指令NOP在程序执行时不做任何运算，因此执行后仍会保持原逻辑运算结果，如图4.15所示。NOP指令用途如下：1．预先保留部分程序记忆空间，作为PLC程序出错时，可写入侦错程序。2．想要删除某一指令，而又不改变程序长度，可以用NOP指令取代。3．想暂时性删除某一指令，可以用NOP指令代替。第4章PLC的指令系统4.1基本指令4.1.8其他一般指令3指针P指令指针P指令用于跳转指令CJ和子程序呼叫指令CALL，使用时不需从编号0开始，但是编号不能重复使用，否则会发生不可预期的错误。指针P指令用于跳转指令CJ，指示程序跳转到目的地址，并在目的程序开头输入同编号指针P，如图4.16所示：用于子程序调用指令CALL，指示子程序的目的地址，并在子程序的开头输入同编号的指针P。第4章PLC的指令系统4.1基本指令4.1.8其他一般指令4中断指针I指令中断服务程序起始位置必须以中断插入指针（I□□□）指示，结束以应用指令IRET作中断结束返回。须搭配应用指令IRET、EI和DI使用第4章PLC的指令系统4.1基本指令4.1.8其他一般指令5运算结果反相指令INV将INV指令之前的逻辑运算结果反相存入累加器内。第4章PLC的指令系统4.2应用指令的基本构成4.2.1应用指令的编号与格式DVP系列PLC的应用指令是以指令号码API00~API246来指定的，同时每个指令均有其专用的名称符号，例如：API12的指令名称符号为MOV（数据传送）。若利用梯形图编辑软件（WPLSoft）作该指令的输入，可以直接打入该指令的名称“MOV”，也可以给出指令编号API12。若以程序书写器（HPP）输入程序，则必须输入其API指令号码。一般情况，应用指令的结构可分为两部份：指令名和操作数。指令名表示指令执行功能。操作数表示该指令运算处理的装置。应用指令的指令名部份通常占1个地址(Step)，而1个操作数会根据16位指令或32位指令的不同占2或4个地址。图4.19中，操作数S为源操作数，D为目的操作数，即指令将源操作数的内容处理后存入目的操作数，MOV指令就是将源操作数的内容直接存入目的操作数。一个指令中源操作数和目的操作数不一定是1个，有时可能是多个。部分应用指令只有指令名，而没有操作数，通常不能单独出现，而要与其它应用指令配合使用，如图4.20所示，NEXT必须与FOR指令配合使用。第4章PLC的指令系统4.2应用指令的基本构成4.2.2操作数1操作数的数据格式操作数的数据格式一般有3种：(1)装置X、Y、M及S只能作为单点的On/Off，可定义为位装置（Bitdevice）。(2)装置T、C、D及E、F等寄存器，可定义为字装置（Worddevice）。(3)利用Kn(其中n=1表示4个位，所以16位可由K1~K4，32位可由K1~K8)加在位装置X、Y、M及S前，可定义为字装置，因此可作字装置的运算，如图4.21所示，K2M0表示8位，即M0~M7，当X0=On时，M0~M7的状态被存入D0。第4章PLC的指令系统4.2应用指令的基本构成4.2.2操作数2操作数的长度应用指令中的操作数长度可以是16位或32位。一般的数据寄存器长度为16位，如D0。若要寄存32位数据时，则必须再占用1个寄存器，PLC程序默认为上1编号寄存器，如采用D10寄存32位数据时，则程序默认将数据存入D11和D10中，此时D11不能再作为独立的寄存器使用。根据操作数长度，相应的应用指令可称为16位指令或32位指令，32位的指令只需要在16位指令前加上“D”来表示即可，如图4.22所示。在图4.22(a)中，K10为16位常数，当X0=On时，可直接存入16位寄存器D10中，而图4.22(b)中，当X0=On时，D11和D10作为1个32位数被存入D1和D0中。第4章PLC的指令系统4.2应用指令的基本构成4.2.2操作数3操作数的指定对象(1)X、Y、M、S等位装置也可以组合成字装置使用，在应用指令里以KnX、KnY、KnM、KnS的型态来存放数值数据作运算。(2)数据寄存器D、定时器T、计数器C、变址寄存器E、F都是一般操作数所指定的对象。(3)数据寄存器一般为16位长度，也就是1个D寄存器，若指定32位长度的数据寄存器时，是指定连续号码的2个D寄存器。(4)若32位指令的操作数指定D0，则（D1、D0）所组成的32位数据寄存器被占用，D1为上位16位，而D0为下位16位。定时器T、16位计数器及C0~C199被使用的规则也相同。(5)32位计数器C200~C255若是当数据寄存器来使用时，只有32位指令的操作数可指定。第4章PLC的指令系统4.2应用指令的基本构成4.2.3标志信号1一般的标志信号图4.23给出了标志信号M1029的应用范例。数字开关输入指令DSW在条件触点On的时候，以0.1秒的频率，指定4个输出点自动循环顺序动作，以读取指拨轮数字开关设定