可编程序控制器技术第2版教学课件ppt作者戴一平第三章可编程序控制器的指令系统.ppt

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第三章可编程序控制器的指令系统,主编,一、编程方式,1.梯形图编程这是与继电器电路形式基本类似的编程语言，它形象、直观，为广大电气人员所熟知。

用梯形图语言编写的程序如图31a所示。

图3-1编程方式,一、编程方式,2.指令表编程这是与汇编语言类似的一种助记符编程语言，又称语句表、命令语句、助记符等。

它比汇编语言通俗易懂，更为灵活，适应性广。

由于指令语言中的助记符与梯形图符号存在一一对应关系，因此对于熟知梯形图的电气工程技术人员，在编程时，只要用手工画出梯形图，直接由键盘输入指令即可。

和图31a梯形图对应的用指令语言编写的程序如图31b所示。

一、编程方式,3.SFC编程SFC编程是根据机械操作的流程，进行顺序控制设计的输入方式，如图32所示。

图3-2SFC编程示意图,二、软元件号分配和功能概要,1.输入继电器输入继电器是PLC用来接收用户输入设备发出的输入信号。

输入继电器只能由外部信号所驱动，不能用程序内部的指令来驱动。

因此，在程序中输入继电器只有触点。

由前文所述，输入模块可等效成输入继电器的输入线圈，其等效电路如图33所示。

二、软元件号分配和功能概要,2.输出继电器输出继电器是PLC用来将输出信号传送给负载的元件。

输出继电器由内部程序驱动，其触点有两类，一类是由软件构成的内部触点（软触点）；另一类则是由输出模块构成的外部触点（硬触点），它具有一定的带负载能力，其等效电路如图34所示。

二、软元件号分配和功能概要,表3-1输入/输出继电器地址分配表,3.辅助继电器,在PLC内部的继电器叫做辅助继电器。

它与输入/输出继电器不同，是一种程序用继电器，不能读取外部输入，也不能直接驱动外部负载，只起到中间继电器的作用。

辅助继电器中有一类保持用继电器，即使在PLC电源断电时，也能储存ON/OFF状态，其储存的数据和状态由锂电池保护，当电源恢复供电时，能使控制系统继续电源掉电前的控制。

辅助继电器等地址分配见表32。

二、软元件号分配和功能概要,其中M8000M8255为特殊用继电器。

它主要的功能有：

PLC状态、时钟、标记、PLC方式、步进、中断禁止、出错检测等。

如：

（1）M8000

（2）M8002初始脉冲，当PLC开始运行时，M8002为ON，接通时间为一个扫描周期。

（3）M8005锂电池电压异常降低时工作。

（4）M8012提供振荡周期为100ms的脉冲，可用于计数和定时。

非备用区，根据设定参数,可以变更为备用区。

电池备用区，根据设定参数可以变更为非电池备用区。

二、软元件号分配和功能概要,表3-2辅助继电器等地址分配表,二、软元件号分配和功能概要,电池备用固定区，区域特性不能变更。

（5）M8013提供振荡周期为1s的脉冲。

（6）M8014提供振荡周期为1min的脉冲。

（7）M8020零标记，减法运算结果等于0时为ON。

（8）M8021借位标记，减法运算为负的最大值以下时为ON。

（9）M8022进位标记，运算发生进位时为ON。

其余可见用户手册。

二、软元件号分配和功能概要,4.状态继电器S状态继电器是一种用于编制顺序控制步进梯形图的继电器，它与步进指令STL结合使用。

在不做步进序号时，也可作为辅助继电器使用，还可以作信号器，用于外部故障诊断。

状态继电器的地址分配见表32。

二、软元件号分配和功能概要,5.定时器PLC中的定时器相当于继电器控制系统中的通电延时时间继电器。

它将PLC内的1ms、10ms、100ms等时钟脉冲进行加法计数，当达到设定值时，定时器的输出触点动作。

定时器利用时钟脉冲可定时的时间范围为000132767s。

定时器的地址分配见表32。

其中T199也可用于中断子程序内；T250T255为100ms累积定时器，其当前值是累积数，定时器线圈的驱动输入为OFF时，当前值被保持，作为累积操作使用。

二、软元件号分配和功能概要,6.计数器C常用的计数器有以下两种：

（1）内部计数用计数器它是一种通用停电保持用计数器。

（2）高速计数器32位的高速计数器可用于加法减法计数，计数脉冲从X000X007输入，高速计数器与PLC的运算无关，最高响应频率为60kHz。

对于定时器的计时线圈或计数器的计数线圈，必须设定常数K，也可指定数据寄存器的地址号，用数据寄存器中的数据作为定时器、计数器的设定值。

常数K的设定范围和实际的定时值见表33。

二、软元件号分配和功能概要,表3-3定时器和计数器的设定范围,7.数据寄存器数据寄存器是存储数值、数据的软元件，FX2N可编程序控制器的数据寄存器全部为16位（二进制，最高位为正负位），用两个寄存器组合可以处理32位（二进制，最高为正负位）的数值。

数据寄存器用于定时器、计数器设定值的间接指定和应用指令中。

数据寄存器的地址分配见表32。

第二节基本指令系统,1.取指令和输出指令2.串联和并联指令3.块与和块或指令4.主控指令和主控复位指令5.脉冲检测和脉冲输出指令6.置位和复位指令,1.取指令和输出指令,表3-4取指令和输出指令,1.取指令和输出指令,表3-4取指令和输出指令,1）LD指令用于将常开触点接到母线上；LDI指令用于将常闭触点接到母线上。

2）OUT指令是对输出继电器、辅助继电器、状态继电器、定时器、计数器线圈的驱动指令，对输入继电器不能使用。

3）OUT指令可多次并联使用。

1.取指令和输出指令,4）INV指令是将INV指令执行前的运算结果取反，不用指定软元件号。

LD、LDI、OUT、INV的应用如图35所示。

3z5.tif,2.串联和并联指令,表3-5串联和并联指令,1）AND、ANI用于LD、LDI后一个常开或常闭触点的串联，串联的数量不限制；OR、ORI用于LD、LDI后一个常开或常闭触点的并联，并联的数量不限制。

2.串联和并联指令,2）当串联的是两个或两个以上的并联触点或并联的是两个或两个以上的串联触点时，就要用到下面讲述的块与（ANB）或块或（ORB）指令。

AND、ANI指令的应用如图36所示。

3z6.tif,2.串联和并联指令,3z7.tif,3.块与和块或指令,表3-6块与、块或指令,1）两个或两个以上触点并联的电路称为并联电路块；两个或两个以上触点串联的电路称串联电路块。

2）当一个并联电路块和前面的触点或电路块串联时，需要用块与ANB指令；当一个串联电路块和前面的触点或电路块并联时，需要用块或ORB指令。

3.块与和块或指令,3）若对每个电路块分别使用ANB、ORB指令，则串联或并联的电路块没有限制；也可成批使用ANB、ORB指令，但重复使用次数限制在8次以下。

ORB指令的应用如图38所示。

4.主控指令和主控复位指令,3z9.tif,4.主控指令和主控复位指令,3z10.tif,4.主控指令和主控复位指令,表3-7主控指令和主控复位指令,1）主控指令中的公共串联触点相当于电气控制中一组电路的总开关。

2）通过更改软元件Y、M的地址号，可多次使用主控指令。

3）在MC内再采用MC指令，就成为主控指令的嵌套，相当于在总开关后接分路开关。

4.主控指令和主控复位指令,3z11.tif,MC、MCR指令的应用如图311所示。

5.脉冲检测和脉冲输出指令,3z12.tif,5.脉冲检测和脉冲输出指令,表3-8脉冲检测和脉冲输出指令,5.脉冲检测和脉冲输出指令,表3-8脉冲检测和脉冲输出指令,1）在脉冲检测指令中，P代表上升沿检测，它表示在指定的软元件触点闭合（上升沿）时，被驱动的线圈得电一个扫描周期T；F代表下降沿检测，它表示指定的软元件触点断开（下降沿）时，被驱动的线圈得电一个扫描周期T。

5.脉冲检测和脉冲输出指令,2）在脉冲输出指令中，PLS表示在指定的驱动触点闭合（上升沿）时，被驱动的线圈得电一个扫描周期T；PLF表示在驱动触点断开（下降沿）时，被驱动的线圈得电一个扫描周期T。

脉冲检测和脉冲输出指令可用图313形象地说明。

波形图中的高电平表示触点闭合或线圈得电。

3z13.tif,6.置位和复位指令,1）在图3-14a中，触点X000一旦闭合，线圈Y000得电；触点X000断开后，线圈Y000仍得电。

表3-9置位和复位指令,图3-14SET和RST指令的应用,2）对同一软元件，SET、RST可多次使用，顺序先后也可任意，但以最后执行的一行有效。

如图3-14中，将第一条与第二条梯形图对换，当X000、X001都闭合时，因为SET指令在RST指令后面，所以线圈Y000一直得电。

3）对于数据寄存器D，可使用RST指令。

4）积累定时器T246T255当前值的复位和触点复位也可用RST指令。

7.进栈、读栈和出栈指令,表3-10进栈、读栈、出栈指令,1）在可编程控制器中有11个存储器，它们用来存储运算的中间结果，称为栈存储器。

2）使用MRD指令是读出最上段所存的最新数据，栈存储器内的数据不发生移动。

3）使用MPP指令，各数据依次向上移动，并将最上段的数据读出，同时该数据从栈存储器中消失。

4）MPS指令可反复使用，但最终MPS指令和MPP指令数要一致。

7.进栈、读栈和出栈指令,MPS、MRD、MPP指令的应用如图315所示。

从图中看出，这项指令在进行分支多重输出电路的编程时，十分方便。

需要说明的是在用指令表编程时此指令才有用。

图3-15MPS、MRD、MPP指令的应用,8.空操作和程序结束指令,表3-11空操作和程序结束指令,1）在将全部程序清除时，全部指令成为空操作。

2）在PLC反复进入输入处理、程序执行、输出处理时，若在程序的最后写入END指令，那么，以后的其余程序步不再执行，而直接进行输出处理；若在程序中没有END指令，则要处理到最后的程序步。

3）程序开始的首次执行，从执行END指令开始。

9.定时器的应用,图3-16定时器的应用,10.计数器的应用,图3-17加法计数器的应用,第三节基本指令的应用,1.三相异步电动机起动、停止控制2.电动机正反转控制3./减压起动控制4.异或控制程序（用单联开关实现两地或多地控制）5.双稳态控制程序（单按钮单地起动、停止控制）6.单稳态控制程序（防抖动电路）7.无稳态控制程序（多谐振荡电路）8.序列脉冲发生程序9.计数器和定时器构成的长定时程序10.带式运输机控制11.编程注意事项,1.三相异步电动机起动、停止控制,1）按下按钮SB1，线圈KM得电，主电路电动机M转动，并保持。

2）按下按钮SB2，线圈KM失电，主电路电动机M停止。

3）若电动机过载时，热继电器FR动作，其动合触点闭合，电动机M停止，同时报警灯HL闪烁。

图3-18三相异步电动机起动、停止控制电路,1.三相异步电动机起动、停止控制,表3-12I/O地址分配表,1.三相异步电动机起动、停止控制,图3-19利用触点组合编写的控制梯形图,

（1）利用触点组合编写的控制梯形图利用触点组合编写的梯形图如图3-19所示。

在计算机上编写如图319所示的梯形图，并传送到PLC，使PLC处于“RUN”状态。

按下起动按钮SB1，“输入继电器”X000得电，在梯形图上，其常开触点X000闭合，“输出继电器”Y000得电，内部常开触点Y000闭合自锁，Y000外部动合触点闭合，线圈KM得电，从而使主电路电动机M旋转。

1.三相异步电动机起动、停止控制,图3-20利用置位、复位指令编写的控制梯形图,

（2）利用置位、复位指令编写的控制梯形图利用置位、复位指令编写的控制梯形图如图3-20所示。

在图320中，起动时，当SB1（X000）一经闭合，线圈KM（Y000）被置位（得电），SB1断开后，KM得电保持；当停止或过载时，SB2（X001）或FR（X002）闭合，线圈KM（Y000）立即复位（失电），SB2或FR断开后，KM仍旧失电；当SB1和SB2均闭合时，由于RST指令在后，所以KM失电，这就是所谓的停止优先控制。

1.三相异步电动机起动、停止控制,

（2）利用置位、复位指令编写的控制梯形图利用置位、复位指令编写的控制梯形图如图3-20所示。

在图320中，起动时，当SB1（X000）一经闭合，线圈KM（Y000）被置位（得电），SB1断开后，KM得电保持；当停止或过载时，SB2（