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第四章指令系统及编程第一节梯形图语言•PLC的主要编程语言：梯形图、指令表、顺序功能图、功能块图、结构文本。•梯形图编程语言：在继电器控制线路的基础上简化了符号演变而来（图形编程）。•梯形图具有形象、直观、实用、电气人员容易接受的特点，是目前用得最多的一种PLC编程语言。（a）继电器原理图（b）PLC接线图（c）梯形图输入端输出端二、梯形图编程规则及注意事项•（一）梯形图编程规则•1、按从左到右（串联）、自上而下（并联）的顺序编制。每个继电器线圈为一逻辑行，每个逻辑行起于左母线，经过触点、线圈，止于右母线。注意：（a）左母线与线圈之间一定要有触点。（b）线圈与右母线之间不能有任何触点。（c）每个逻辑行最后都必须是继电器线圈。下图画法均不正确：•2、触点串联块并联时，触点较多的块应放在上面，以减少存储单元。图（a）的画法不合理（但是允许的），应当改为图（b）的画法。（不合理）（合理）（a）（b）（a）（b）5、输出线圈不能是输入继电器IR或特殊继电器SR。第二节三菱FX2N系列PLC指令系统•▲指令系统概述•一、指令分类•1）FX系列PLC共有基本指令27条（逻辑控制、顺序控制）；•2）FX2N系列PLC有步进指令2条（顺序控制）；•3）FX系列PLC有功能指令一百多条。•说明：基本指令在编程器上有对应指令输入键，功能指令在编程器上没有对应的输入键，这些指令必须通过功能键输入，如FUN（01），其中括号内的01表示功能号。•二、指令组成•PLC指令的组成：操作码、操作数•操作码：用助记符表示，用来表明要执行的功能。（如LD表示取、OR表示或等）•操作数：用来表示操作的对象。•操作数一般是由标识符和参数组成。•标识符表示操作数的类别，参数表明操作数的地址或设定一个预制值。•如：LDX000，•LD：指令（操作码）•X000：编程元件（操作数）•X：标识符0：参数。梯形图指令功能操作元件程序步LD读取第一个常开触点X、Y、M、S、T、C1LDI读取第一个常闭触点X、Y、M、S、T、C1OUT驱动输出线圈Y、M、S、T、CY、M：1；特M：2；T：3；C：3~5梯形图指令功能操作元件程序步AND串联一个常开触点X、Y、M、S、T、C1ANI串联一个常闭触点X、Y、M、S、T、C1不能使用连续输出的例子说明：1）AND、ANDI指令用于触点的串联连接，串联触点个数不限，该指令可以重复使用。2）连续输出时注意输出顺序，否则要用分支电路指令MPS、MRD、MPP。3）图形编程器和打印机的功能有限制，建议尽量作到一行不超过10个触点和一个线圈，连续输出总共不超过24行。梯形图指令功能操作元件程序步OR与一个常开触点并联X、Y、M、S、T、C1ORI与一个常闭触点并联X、Y、M、S、T、C1说明：0R、ORI指令用于一个触点的并联连接，该指令可以重复使用，建议并联总共不超过24行，串联块的并联要用块或（ORB）指令。梯形图指令功能操作元件程序步ANB并联电路块的串联无1ORB串联电路块的并联无11）ORB电路块或指令：将串联电路块并联（串联电路块：将两个以上的触点串联连接的电路块）说明：左图和右图实现的逻辑控制功能相同，但右图的X000触点与X002触点既不是串连又不是并连，而是与X001形成一个串联电路块，故应使用ORB指令。方法1：方法2：0LDX0000LDX0001ANIX0011ANIX0012LDIX0022LDIX0023ANDX0033ANDX0034ORB4LDIX0045LDIX0045ANDX0056ANDX0056ORB7ORB7ORB8OUTY0008OUTY000说明：ORB指令可成批使用，但集中（连续）使用时必须少于8次（LD、LDI指令只能连续使用8次），如方法2；方法1中ORB的使用次数不限。2）ANB电路块与指令：将并联电路块串联（并联电路块：将两个以上的触点并联连接的电路块）说明：左图和右图实现的逻辑控制功能相同，但同理，X001与X002构成一个并联电路块，故应使用ANB指令与X000连接。0LDX0005LDIX0041ORIX0026ORX0052LDIX0017ANB3ORX0038OUTY0004ANB说明：ANB指令也可成批使用，集中（连续）使用时必须少于8次说明：1)NB和ORB指令是不带操作元件的指令。2)NB、ORB指令可以重复使用，但集中（连续）使用时必须少于8次。注意：单个触点与前面电路并联或串联时不能用电路块指令。5、堆栈（多重输出）指令（MPS、MRD、MPP）梯形图指令功能操作元件程序步MPS进栈无1MRD读栈无1MPP出栈无1说明：1）MPS/MRD/MPP指令的功能是将连接点的结果（位）按堆栈的形式存储。MPS进栈指令：将MPS指令前的运算结果送入栈中MRD读栈指令：读出栈的最上层数据MPP进栈指令：读出栈的最上层数据，并清除b、每执行一次MPP，将原有数据按顺序上移一层，原先最上层数据被覆盖掉。c、执行MRD，数据不作移动。a、每执行一次MPS，将原有数据按顺序下移一层，留出最上层存放新的数据。2）堆栈的深度为11个3）用于带分支的多路输出电路。4）MPS和MPP必须成对使用，且连续使用次数应少于11次。5）进栈和出栈指令遵循先进后出、后进先出的次序。0LDX01OUTY02LDX23MPS4ANDX35OUTY16MRD7ANDX108OUTM09MPP10ANDX411OUTY212LDX513ANIX614OUTY3说明：1）使用栈指令母线没有移动，故栈指令后的触点不能用LD。2）MPS与MPP可以嵌套使用，但应≤11层；同时MPS与MPP应成对出现。例2：单个分支程序（一层栈电路）0LDX01MPS2ANDX13MPS4ANDX25OUTY06MPP7ANDX38OUTY19MPP10ANDX1011MPS12LDX413ORX1114ANB15OUTM016MPP17ANDX1218OUTY219LDX520ANIX620OUTY3说明：用软件生成梯形图再转换成指令表时，编程软件会自动加入MPS、MRD、MPP指令。写入指令表时，必须由用户来写入MPS、MRD、MPP指令6、主控触点指令与主控复位指令（MC/MCR）梯形图指令功能操作元件程序步MC主控电路块起点M除特殊继电器外3MCR主控电路块终点M除特殊继电器外2MC主控指令：母线转移，MC指令只能用于输出继电器Y和辅助继电器M（不包括特殊辅助继电器）。MCR主控复位指令：母线复位，主控区结束。MC/MCR指令：用于许多线圈同时受一个或一组触点控制，以节省存储单元。主控触点在梯形图中与一般触点垂直。说明：1）MCN0M100指令中N表示母线的第几次转移，M用来存储母线转移前触点的运算结果，在这里M0=X000。若母线转移时用了M100，则在程序中就不允许再出现M0线圈，否则可能导致双线圈输出。输入X000为ON时，执行从MC到MCR的指令，当输入X000为OFF时(Y001和Y002均断开)。a)积算式定时器、计数器、用SET/RST指令驱动的元件，在MC触点断开后可以保持断开前状态不变。b)非积算式定时器，用OUT驱动的元件全为0FF。2）MC指令后，母线移到MC触点之后，主控指令MC后面的任何指令均以LD或LDI指令开始，MCR指令使母线返回。3)通过更改M的地址号，MC、MCR指令可嵌套使用，最多可嵌套8层（N0~N7），N0为最高层，N7为最低层，返回指令MCR低层开始复位。7、置位、复位指令（SET、RST）梯形图指令功能操作元件程序步SET动作接通并保持Y、M、SY，M：1；S，特M：2RST动作断开，寄存器清零Y,M,S,T,C,D,V,ZD：数据寄存器V、Z：变址寄存器SET置位指令：保持线圈得电RST复位指令：保持线圈失电注：X000一接通Y000得电，即使再断开，Y000仍继续保持得电。同理X002一接通即使再断开，Y000也将保持失电。说明：1）对同一元件可以多次使用SET、RST指令，最后一次执行的指令决定当前的状态。2）RST指令可以用来复位积算定时器T246~T255和计数器。如不希望计数器和积算定时器具有断电保持功能，可在用户程序开始运行时用初始化脉冲M8002复位。3）任何情况下，RST指令都优先执行。8、上升沿微分、下降沿微分指令（PLS、PLF）梯形图指令功能操作元件程序步PLS上升沿微分输出Y、M2PLF下降沿微分输出Y、M2说明：PLS上沿脉冲指令：仅在驱动输入的↑，使线圈得电一个扫描周期。PLF下沿脉冲指令：仅在驱动输入的↓，使线圈得电一个扫描周期。注意：OUT、SET和RST、PLS和PLF指令在执行结果上的不同。说明：1）PLS、PLF指令只能用于输出继电器Y和辅助继电器M（不包括特殊辅助继电器）。2）PLC从RUN到STOP，再从STOP到RUN时，PLSM0指令将输出一个脉冲，如果用的是断电保持型的辅助继电器则不会输出脉冲。梯形图指令功能操作元件程序步INV运算结果取反无1NOP无动作无10LDX01ANDX12INV3LDX24INV5OUTY0说明：1）INV指令是将INV电路之前的运算结果取反；2）能编制AND、ANI指令步的位置可使用INV；3）LD、LDI、OR、ORI指令步的位置不能使用INV；4）在含有ORB、ANB指令的电路中，INV是将执行INV之前的运算结果取反。梯形图指令功能操作元件程序步NOP无动作无111、程序结束指令（END）梯形图指令功能操作元件程序步END输入/输出处理，程序返回到开始无1END为程序结束指令。用户在编程时，可在程序段中插入END指令进行分段调试，等各段程序调试通过后删除程序中间的END指令，只保留程序最后一条END指令。每个PLC程序结束时必须用END指令，若整个程序没有END指令，则编程软件在进行语法检查时会显示语法错误。第三节常用的PLC单元程序●梯形图的基本设计一、电动机起停控制线路根据异步电动机直接起停控制线路，用PLC程序设计相应的梯形图程序。PLC的接线图，如图（b）所示，梯形图如图（c）所示。SB1—00000（X0）为停止按钮SB2—00001（X1）为起动按钮（a）主电路（b）继电接触器控制（b）PLC接线图（c）梯形图（d）FX2N的SET/RST指令编程(e)利用辅助继电器(a)主电路(b)继电接触器控制(c)PLC控制1、互锁问题Y0、Y1软件互锁：Y0、Y1不能同时为ON，确保KM1、KM2线圈不能同时得电。X1、X2机械联锁：正、反转切换方便。问题：1）正、反转切换时PLC高速，而机械触点动作低速（短弧），造成瞬间短路；2）当接触器发生熔焊而粘结时，发生相间短路。解决办法：KM1、KM2硬件互锁：机械响应速度较慢，动作时间往往大于程序执行的一个扫描周期。2、过载保护问题1）手动复位热继电器按C图接线，可以节约PLC的一个输入点。2）自动复位热继电器常闭触点不能接在PLC的输出回路，必须接在输入回路（常闭或常开触点）。自动复位热继电器的接线3、常闭触点输入信号的处理说明:输入触点即可以接常开,也可以接常闭,如上图所示输入继电器与输入触点的对应关系为X0=SBX1=SB1建议使用常开触点作为PLC的入信号。按钮：松开后复位，必须使用辅助继电器及自锁电路，使定时器线圈能保持通电1）延时5秒接通程序时序图2、按下起动开关X0，延时5s后输出Y0接通；当按下停止按钮X1后，输出Y0断开，试设计PLC程序。延时断开程序时序图五、延时接通延时断开程序X0控制Y1，要求在X0变为ON后延时9S后Y1才变为ON，X0变为OFF再过7S才变为OFF。延时接通延时时断开程序时序图说明：利用定时器的组合，可以实现大于3276.7s的定时，但很长的几万秒甚至更长的定时，需用定时器与计数器的组合来实现。2、定时器与计数器的组合为当X0接通后，延时20000s，输出Y0接通；当X0断开后，输出Y0断开。延时5000s程序定时器加计数器实现的延时20000s程序3、两个计数器组合PLC内部的特殊辅助