西门子PLC的基本指令及程序设计

第五章PLC的基本指令及程序设计1§4.3.2指令操作数指令操作数（又称编程元件）一般在用户存储区中，操作数由操作标识符和参数组成。操作标识符由主标识符和辅助标识符组成，主标识符用来指定操作数所使用的存储区类型，辅助标识符则用来指定操作数的单位（如：位、字节、字、双字等）。主标识符有：I（输入过程映像寄存器、Q（输出过程映像寄存器）、M（位存储器）、PI（外部输入寄存器）、PQ（外部输出寄存器）、T（定时器）、C（计数器）、DB（数据块寄存器）和L（本地数据寄存器）；辅助标识符有：X（位）、B（字节）、W（字或2B）、D（2DW或4B）。第五章PLC的基本指令及程序设计26.S7-300数字量模块位地址的确定槽位号→123456789模块→PSCPUMSMSMSMSMSMS地址0.0地址0.7地址1.0地址1.7SMSMSMSMSM第五章PLC的基本指令及程序设计35.1PLC的基本逻辑指令及举例PLC的编程语言有梯形图语言、助记符语言、逻辑功能图语言和某些高级语言。其中前两种语言用的最多，要求掌握。本章以S7-200CPU22*系列PLC的指令系统为对象，用举例的形式来说明PLC的基本指令系统，然后介绍常用典型电路及环节的编程，最后讲解PLC程序的简单设计法。S7-200PLC用LAD编程时以每个独立的网络块（Network）为单位，所有的网络块组合在一起就是梯形图，这也是S7-200PLC的特点。第五章PLC的基本指令及程序设计4梯形图语言编程主要特点及格式有以下几点：1)梯形图按行从上至下编写，每一行从左至右顺序编写，即PLC程序执行顺序与梯形图的编写顺序一致。2)梯形图左、右边垂直线分别称为起始母线和终止母线。每一逻辑行必须从起始母线开始画起。（终止母线常可以省略）3)梯形图中的触点有两种，即常开触点和常闭触点，这些触点可以是PLC的输入触点或输出继电器触点，也可以是内部继电器、定时器/计数器的状态。与传统的继电器控制图一样，每一触点都有自己的特殊标记（编号），以示区别。同一标记的触点可以反复使用，次数不限。这是因为每一触点的状态存入PLC内的存储单元中，可以反复读写。传统继电器控制中的每个开关均对应一个物理实体，故使用次数有限。这是PLC优于传统控制其中的一点。第五章PLC的基本指令及程序设计54)梯形图最右侧必须接输出元素，PLC的输出元素用括号表示，并标出输出变量的代号。同一标号输出变量只能使用一次.5)梯形图中的触点可以任意串、并联，而输出线圈只能并联，不能串联。每行最多触点数由PLC型号不同而不同.6)内部继电器、计数器、移位寄存器等均不能直接控制外部负载，只能作中间结果供PLC内部使用.总之,梯形图结构沿用继电器控制原理图的形式，采用了常开触点、常闭触点、线圈等图形语言，对于同一控制电路，继电控制原理与梯形图输入、输出信号基本相同，控制过程等效。第五章PLC的基本指令及程序设计6例：LDI0.0//装入常开触点OI0.1//或常开触点AI0.2//与常开触点=Q0.0//输出触点//如果本梯级中将I0.1的触点改//为Q0.0的常开触点，则成为电//机起动停止控制环节的梯形图。LDNI0.0//装入常闭触点ONI0.1//或常闭触点ANI0.2//与常闭触点=Q0.1//LDI0.0//OI0.1//AI0.2//NOT//取非，即输出反相=Q0.3//第五章PLC的基本指令及程序设计75.1.1逻辑取及线圈驱动指令逻辑取及线圈驱动指令为LD、LDN和=。LD（Load）：取指令。用于网络块逻辑运算开始的常开触点与母线的连接。LDN（LoadNot）：取反指令。用于网络块逻辑运算开始的常闭触点与母线的连接。=（Out）：线圈驱动指令。图5-1LD、LDN、=指令用法（b）语句表（a）梯形图第五章PLC的基本指令及程序设计8使用说明：（1）LD、LDN指令不仅用于网络块逻辑计算开始时与母线相连的常开和常闭触点，在分支电路块的开始也要使用LD、LDN指令；（2）并联的=指令可连续使用任意次；（3）在同一程序中不能使用双线圈输出，即同一元器件在同一程序中只使用一次=指令；（4）LD、LDN、=指令的操作数为：I、Q、M、SM、T、C、V、S和L。T、C也作为输出线圈，但在S7-200PLC中输出时不是以使用=指令形式出现。第五章PLC的基本指令及程序设计95.1.2触点串联指令触点串联指令为A、AN。A（And）：与指令。用于单个常开触点的串联连接。AN(AndNot)：与反指令。用于单个常闭触点的串联连接。图5-2A、AN指令的用法第五章PLC的基本指令及程序设计10使用说明：（1）A、AN是单个触点串联连接指令，可连续使用。但在用梯形图编程时会受到打印宽度和屏幕显示的限制。S7-200的编程软件中规定的串联触点数最多为11个。（2）图5-2中所示连续输出电路，可以反复使用=指令，但次序必须正确，不然就不能连续使用=指令编程了，见5-3图。（3）A、AN指令的操作数为：I、Q、M、SM、T、C、V、S和L。图5-3不可连续使用=指令的电路第五章PLC的基本指令及程序设计115.1.3触点并联指令触点并联指令为：O、ON。O（Or）：或指令。用于单个常开触点的并联连接。ON(OrNot)：或反指令。用于单个常闭触点的并联连接。图5-4O、ON指令的用法使用说明：（1）单个触点的O、ON指令可连续使用。（2）O、ON指令的操作数同前。第五章PLC的基本指令及程序设计125.1.4串联电路块的并联连接指令两个以上触点串联形成的支路叫串联电路块。OLD（OrLoad）：或块指令。用于串联电路块的并联连接。图5-5OLD指令的用法使用说明：（1）在块电路的开始也要使用LD、LDN指令。（2）每完成一次块电路的并联时要写上OLD指令。（3）OLD指令无操作数。第五章PLC的基本指令及程序设计135.1.5并联电路块的串联连接指令两条以上支路并联形成的电路叫并联电路块。ALD（AndLoad）：与块指令。用于并联电路块的串联连接。图5-6ALD指令的用法使用说明：（1）在块电路开始时要使用LD、LDN指令。（2）在每完成一次块电路的串联连接后要写上ALD指令。（3）ALD指令无操作数。第五章PLC的基本指令及程序设计14S(Set):置位指令、R(Reset):复位指令置位即置1，复位即置0。置位和复位指令可以将位存储区的某一位开始的一个或多个（最多可达255个）同类存储器位置1或置0。这两条指令在使用时需指明三点：操作性质、开始位和位的数量。5.1.6置位和复位指令（1）S，置位指令将位存储区的指定位（位bit）开始的N个同类存储器位置位。用法：Sbit,N例：SQ0.0,1（2）R，复位指令将位存储区的指定位（位bit）开始的N个同类存储器位复位。当用复位指令时，如果是对定时器T位或计数器C位进行复位，则定时器位或计数器位被复位，同时，定时器或计数器的当前值被清零。用法：Rbit,N例：RQ0.2,3第五章PLC的基本指令及程序设计15LDI0.0//装入常开触点AI0.1//与常开触点=Q1.0//输出触点LDI0.0//AI0.1//SQ0.0,1//将Q0.0开始的//1个触点置1RQ0.2,3//将Q0.2开始的//3个触点置0图5-7置位复位指令的用法第五章PLC的基本指令及程序设计16本程序对应的时序图如图5-8所示。图5-8时序图I0.0Q0.2-Q0.4Q0.0Q1.0I0.1第五章PLC的基本指令及程序设计17例：写出如下梯形图的语句表。第五章PLC的基本指令及程序设计18脉冲生成指令为EU(EdgeUp)、ED(EdgeDown).下表为脉冲生成指令使用说明5.1.8脉冲生成指令指令名称LADSTL功能说明上升沿脉冲PEU在上升沿产生脉冲下降沿脉冲NED在下降沿产生脉冲无操作数第五章PLC的基本指令及程序设计19图5-11时序图EU指令对其之前的逻辑运算结果的上升沿产生一个宽度为一个扫描周期的脉冲，如图中的M0.0；ED指令对其逻辑运算结果的下降沿产生一个宽度为一个扫描周期的脉冲，如图中的M0.1。脉冲指令常用于启动及关断条件的判定以及配合功能指令完成一些逻辑控制任务。第五章PLC的基本指令及程序设计20LDI0.0//输入常开触点EU//脉冲正跳变=Q0.0//输出触点LDI0.0//ED//脉冲负跳变=Q0.1//图5-12跳变应用I0.0Q0.1Q0.0第五章PLC的基本指令及程序设计21§4.4.3置位和复位指令置位（S）和复位（R）指令根据RLO的值来决定操作数的信号状态是否改变，对于置位指令，一旦RLO为“1”，则操作数的状态置“1”，即使RLO又变为“0”，输出仍保持为“1”；若RLO为“0”，则操作数的信号状态保持不变。对于复位操作，一旦RLO为“1”，则操作数的状态置“0”，即使RLO又变为“0”，输出仍保持为“0”；若RLO为“0”，则操作数的信号状态保持不变。这一特性又被称为静态的置位和复位，相应地，赋值指令被称为动态赋值。第五章PLC的基本指令及程序设计22第五章PLC的基本指令及程序设计23§4.4.4RS和SR触发器RS触发器为“置位优先”型触发器（当R和S驱动信号同时为“1”时，触发器最终为置位状态）；SR触发器为“复位优先”型触发器（当R和S驱动信号同时为“1”时，触发器最终为复位状态）。RS触发器和SR触发器的“位地址”、置位（S）、复（S）及输出（Q）所使用的操作数可以是：I、Q、M、L、D。第五章PLC的基本指令及程序设计241.RS触发器第五章PLC的基本指令及程序设计252.SR触发器第五章PLC的基本指令及程序设计263.RS触发器和SR触发器的工作时序示例梯形图程序工作时序第五章PLC的基本指令及程序设计275.1.10定时器指令1.几个基本概念（1）种类：系统提供3种类型定时器：TON、TONR和TOF。（2）分辨率与定时时间的计算精度等级：单位时间的时间增量称为分辨率S。有3个等级：1ms、10ms和100ms，定时器定时时间T的计算：T=PT×S。（3）定时器的编号：用名称和常数编号（最大255）第五章PLC的基本指令及程序设计282.定时器指令使用说明（1）接通延时定时器TON接通延时定时器指令用于单一间隔的定时。上电周期或首次扫描，定时器位OFF，当前值为0。使能输入接通时，定时器位为OFF，当前值从0开始计数时间，当前值达到预设值时，定时器位ON，当前值连续计数到32767。使能输入断开，定时器自动复位，即定时器位OFF，当前值为0。指令格式：TONTxxx，PT例：TONT120，8第五章PLC的基本指令及程序设计29（2）有记忆接通延时定时器TONRTONR，有记忆接通延时定时器指令。用于对许多间隔的累计定时。上电周期或首次扫描，定时器位OFF，当前值保持。使能输入接通时，定时器位为OFF，当前值从0开始计数时间。使能输入断开，定时器位和当前值保持最后状态。使能输入再次接通时，当前值从上次的保持值继续计数，当累计当前值达到预设值时，定时器位ON，当前值连续计数到32767。TONR定时器只能用复位指令进行复位操作。指令格式：TONRTxxx，PT例：TONRT20，63第五章PLC的基本指令及程序设计30（3）断开延时定时器TOFTOF，断开延时定时器指令。用于断开后的单一间隔定时。上电周期或首次扫描，定时器位OFF，当前值为0。使能输入接通时，定时器位为ON，当前值为0。当使能输入由接通到断开时，定时器开始计数，当前值达到预设值时，定时器位OFF，当前值等于预设值，停止计数。TOF复位后，如果使能输入再有从ON到OFF的负跳变，则可实现再次启动。指令格式：TOFTxxx，PT例：TOFT35，6第五章PLC的基本指令及程序设计31LDI0.0//使能输入TONT33,+4//通电延时定时//延时时间为//40msTONRT2,+10//有记忆通电//延时时间累