第三章位逻辑指令

1、第三章第三章 PLC 程序设计基础程序设计基础3.1 PLC的编程语言与程序结构的编程语言与程序结构3.1.1 可编程控制器的编程语言可编程控制器的编程语言IEC中的PLC编程语言标准中有五种编程语言：梯形图梯形图语句表语句表功能块图功能块图顺序功能图顺序功能图结构文本结构文本。 1. 梯形图编程语言梯形图编程语言（1）常开触点常开触点 ：| | （2）常闭触点常闭触点： |/| 触点触点代表逻辑代表逻辑“输入输入”条件。如开关、按钮等闭条件。如开关、按钮等闭合合 或打开动作，或者内部条件。或打开动作，或者内部条件。 （3）线圈线圈： （ ）（4）功能框：）功能框：线圈线圈代表逻辑代表逻辑“输

2、出输出”结果。如灯的亮灭、电动机结果。如灯的亮灭、电动机的启动停止，中间继电器的动作，或者内部输出条的启动停止，中间继电器的动作，或者内部输出条件。件。功能框功能框代表附加指令。如定时器、计数器、功能指令代表附加指令。如定时器、计数器、功能指令或数学运算指令等。或数学运算指令等。（1）梯形图按行从上至下编写，每一行从左往右顺序）梯形图按行从上至下编写，每一行从左往右顺序编写。编写。PLC程序执行顺序与梯形图的编写顺序一致。程序执行顺序与梯形图的编写顺序一致。（2）图左边垂直线称为起始母线。每一逻辑行必须从）图左边垂直线称为起始母线。每一逻辑行必须从起始母线开始画起，终止于继电器线圈。起始母线开

3、始画起，终止于继电器线圈。（3）梯形图的起始母线与线圈之间一定要有触点。）梯形图的起始母线与线圈之间一定要有触点。（4）程序也分为一个个的网络段，这样可方便地实现程序也分为一个个的网络段，这样可方便地实现梯形图与语句表编程语言进行转换及程序的注释。梯形图与语句表编程语言进行转换及程序的注释。 梯形图的编程格式梯形图的编程格式梯形图的例子梯形图的例子例例1：例例2：使用编程软件编写梯形图程序的例子使用编程软件编写梯形图程序的例子 语句表编程语言语句表编程语言的基本构成为的基本构成为指令助记符指令助记符+操作操作数数。如。如LD I0.0，LD为指令助记符，表示具体需要为指令助记符，表示具体需要完

4、成的功能；完成的功能；I0.0为操作数，表示被操作的内容。为操作数，表示被操作的内容。指令表属于文本形式的编程语言，和汇编语言类似指令表属于文本形式的编程语言，和汇编语言类似，可以解决梯形图指令不易解决的问题，适用于对，可以解决梯形图指令不易解决的问题，适用于对PLC和逻辑编程的有经验程序员。和逻辑编程的有经验程序员。2. 语句表编程语言语句表编程语言编程软件可实现梯形图与语句表程序的自动转换编程软件可实现梯形图与语句表程序的自动转换语句表的程序例子：语句表的程序例子：使用编程软件编写编辑语句表程序的例子使用编程软件编写编辑语句表程序的例子3.1.2 S7-200的程序结构的程序结构S7-20

5、0的程序由主程序、子程序和中断程序组成。1主程序：每次扫描都要执行主程序。每个项目都必须且只能有一个主程序（OB1）。2子程序：可以多次调用，简化程序代码、减少扫描时间、容易移植到别的项目。3中断程序：在中断事件发生时由PLC的操作系统调用。 位逻辑指令属于基本逻辑控制指令，是专门针对位逻辑指令属于基本逻辑控制指令，是专门针对位逻辑量进行处理的指令。位逻辑指令包括触点指令位逻辑量进行处理的指令。位逻辑指令包括触点指令、线圈驱动指令、置位、线圈驱动指令、置位/复位指令、正复位指令、正/负跳变指令和负跳变指令和堆栈指令等。堆栈指令等。3.2 位逻辑指令1. LD（装载）、（装载）、LDN（非装载）

6、、（非装载）、=（线圈驱动（线圈驱动 ）指令）指令 （1） 指令格式指令格式名名 称称装装 载载非非 装装 载载线圈驱动线圈驱动指令指令LDLDLDNLDN= =指令表格式指令表格式LD bitLD bitLDN bitLDN bit= bit= bit梯形图格式梯形图格式3.2.1 位操作指令（2） 指令功能指令功能LD 装载指令，常开触点与母线相连，开始一个网装载指令，常开触点与母线相连，开始一个网络块中的逻辑运算。络块中的逻辑运算。LDN 非装载指令，常闭触点与母线相连，开始一个非装载指令，常闭触点与母线相连，开始一个网络块中的逻辑运算。网络块中的逻辑运算。 = 线圈驱动指令。线圈驱动指

7、令。（3） 指令应用举例指令应用举例梯形图梯形图指令表指令表逻辑时序图逻辑时序图(1) 当当I0.0闭合时，输出线圈闭合时，输出线圈Q0.0接通。接通。(2) 当当I0.1断开时，输出线圈断开时，输出线圈Q0.1和内和内 部辅助线圈部辅助线圈M0.0接通。接通。2. S（置位）、（置位）、R（复位）指令（复位）指令 （1） 指令格式指令格式 名名 称称置置 位位复复 位位指令指令SR指令表格式指令表格式S bit，NR bit，N梯形图格式梯形图格式 （2） 指令功能指令功能S 置位指令，将操作数中定义的置位指令，将操作数中定义的N个位逻辑量强制置个位逻辑量强制置1。R 复位指令，将操作数中定

8、义的复位指令，将操作数中定义的N个位逻辑量强制置个位逻辑量强制置0。 （3） 指令应用举例指令应用举例梯形图梯形图指令表指令表逻辑时序图逻辑时序图(1) S 、R指令中的指令中的2表示从指定的表示从指定的Q0.0开始的两个触点，即开始的两个触点，即Q0.0与与Q0.1。(2) 在检测到在检测到I0.0闭合的上升沿时，输出线圈闭合的上升沿时，输出线圈Q0.0、Q0.1被置为被置为1，并保持，并保持， 而不论而不论I0.0为何种状态。为何种状态。(3) 在检测到在检测到I0.1闭合上升沿时，输出线圈闭合上升沿时，输出线圈Q0.0、Q0.1被复位为被复位为0，并保持，并保持，而不论而不论I0.0为何

9、种状态。为何种状态。3RS（复位优先锁存）、（复位优先锁存）、SR （复位优先锁存）指令（复位优先锁存）指令（1） 指令格式指令格式名称名称复位优先锁存器复位优先锁存器置位优先锁存器置位优先锁存器 指令指令RSSR梯形图格式梯形图格式（ 2） 指令功能指令功能 RS 复位优先锁存器，当置位信号和复位信号复位优先锁存器，当置位信号和复位信号都有效时，复位信号优先，输出线圈不接通。都有效时，复位信号优先，输出线圈不接通。 SR 置位优先锁存器，当置位信号和复位信号置位优先锁存器，当置位信号和复位信号都有效时，置位信号优先，输出线圈接通。都有效时，置位信号优先，输出线圈接通。 （3） 指令应用举例指

10、令应用举例梯形图梯形图指令表指令表逻辑时序图逻辑时序图 (1) RS、SR指令均为锁存器，一个复位优先，一个置位优先。指令均为锁存器，一个复位优先，一个置位优先。S连接置连接置位输入，位输入，R连接复位输入。一旦输出线圈被置位，则保持置位状态直到复位连接复位输入。一旦输出线圈被置位，则保持置位状态直到复位输入接通。输入接通。 (2) 置位、复位输入均以高电平状态有效。置位、复位输入均以高电平状态有效。 (3) RS、SR指令只有梯形图格式，而无指令表格式。指令只有梯形图格式，而无指令表格式。3.2.2 位逻辑运算指令位逻辑运算指令 1. A(与与)、AN(与非与非)指令指令 （1）指令格式）指

11、令格式 名称名称与与非与非与指令指令A AN指令表指令表A bit AN bit梯形图梯形图2) 指令功能指令功能A 单个常开触点串联连接指令，执行逻辑与运算。单个常开触点串联连接指令，执行逻辑与运算。AN 单个常闭触点串联连接指令，执行逻辑与运算。单个常闭触点串联连接指令，执行逻辑与运算。 2. O(或或)、ON(非或非或)指令指令 （1）指令格式）指令格式 名名 称称或或非非 或或指令指令OON 指令表指令表O bitON bit梯形图梯形图（2）指令功能）指令功能O 单个常开触点并联连接指令，执行逻辑或运算。单个常开触点并联连接指令，执行逻辑或运算。ON 单个常闭触点并联连接指令，执行逻

12、辑或运算。单个常闭触点并联连接指令，执行逻辑或运算。（3） 指令应用举例指令应用举例 (1) I0.0与与I0.1执行相与的逻辑运算。在执行相与的逻辑运算。在I0.0与与I0.1均闭合时，线圈均闭合时，线圈Q0.0接通；接通；I0.0与与I0.1中只要有一个不闭合，线圈中只要有一个不闭合，线圈Q0.0不能接通。不能接通。 (2) I0.2与常闭触点与常闭触点I0.3执行相与的逻辑运算。在执行相与的逻辑运算。在I0.2闭合，闭合，I0.3断断开时，线圈开时，线圈Q0.1接通；若接通；若I0.2断开或断开或I0.3闭合，则线圈闭合，则线圈Q0.1不能接通。不能接通。 （3）指令应用举例）指令应用举

13、例 (1) I0.0与与I0.1执行相或的逻辑运算。在执行相或的逻辑运算。在I0.0与与I0.1任意一个闭合时，线圈任意一个闭合时，线圈Q0.0接通；接通；I0.0与与I0.1均不闭合，线圈均不闭合，线圈Q0.0不能接通。不能接通。 (2) I0.2与常闭触点与常闭触点I0.3执行相或的逻辑运算。在执行相或的逻辑运算。在I0.2闭合或闭合或I0.3断开时，断开时，线圈线圈Q0.1接通；若接通；若I0.2断开，同时断开，同时I0.3闭合，则线圈闭合，则线圈Q0.1不能接通。不能接通。 3. NOT（非）指令（非）指令（1）指令格式）指令格式名名 称称非非 运运 算算指令指令NOT指令表格式指令表

14、格式NOT梯形图格式梯形图格式（2）指令功能）指令功能NOT 非运算指令，可将该指令处的运算结果取反。非运算指令，可将该指令处的运算结果取反。（3） 指令应用举例指令应用举例 4. ALD(指令块与指令块与)、OLD(指令块或指令块或)指令指令（1）指令功能）指令功能ALD 实现多个指令块的实现多个指令块的“与与”运算。运算。OLD 实现多个指令块的实现多个指令块的“或或”运算。运算。指令块：两个以上的触点经过并联或串联后组成的结构。指令块：两个以上的触点经过并联或串联后组成的结构。指令块的指令块的“与与”和和“或或”指令块1指令块2例例1：例例2：5. LPS(逻辑进栈逻辑进栈)、LRD(逻

15、辑读栈逻辑读栈)、LPP(逻辑出逻辑出栈栈)和和LDS(逻辑批量进栈逻辑批量进栈)指令指令 S7-200系列系列PLC提供了一个提供了一个9层的位堆栈来处层的位堆栈来处理所有的逻辑操作，栈顶用于存储当前逻辑运算的理所有的逻辑操作，栈顶用于存储当前逻辑运算的结果，下面是结果，下面是8位的栈空间。堆栈中一般按照位的栈空间。堆栈中一般按照“先先进后出进后出”的原则进行操作，每一次进行入栈操作，的原则进行操作，每一次进行入栈操作，新值放入栈顶，栈底值丢失；每一次进行出栈操作新值放入栈顶，栈底值丢失；每一次进行出栈操作，栈顶值弹出，栈底值补入随机数。，栈顶值弹出，栈底值补入随机数。3.2.2 位逻辑指令

16、编程举例位逻辑指令编程举例例例1 4组抢答器设计组抢答器设计 控制要求控制要求1：设计一个：设计一个4组抢答器，任一组抢组抢答器，任一组抢先按下抢答按钮后，对应指示灯指示抢答结果，先按下抢答按钮后，对应指示灯指示抢答结果，同时锁定抢答器，使其他组抢答按钮无效。在按同时锁定抢答器，使其他组抢答按钮无效。在按下复位开关后，可重新开始抢答。下复位开关后，可重新开始抢答。(1) I/O分配：分配：解：解：输入触点输入触点功能说明功能说明输出线圈输出线圈功能说明功能说明I0.1第一组抢答按钮第一组抢答按钮Q0.1第一组抢答指示第一组抢答指示灯灯I0.2第二组抢答按钮第二组抢答按钮Q0.2第二组抢答指示第

17、二组抢答指示灯灯I0.3第三组抢答按钮第三组抢答按钮Q0.3第三组抢答指示第三组抢答指示灯灯I0.4第四组抢答按钮第四组抢答按钮Q0.4第四组抢答指示第四组抢答指示灯灯I0.5复位按钮复位按钮 (2) 要点分析。要点分析。 1） 由于抢答按钮一般均为非自锁按钮，为保由于抢答按钮一般均为非自锁按钮，为保持抢答输出结果，就需要输出线圈所带触点并联在持抢答输出结果，就需要输出线圈所带触点并联在输入触点上，实现自锁功能。输入触点上，实现自锁功能。 2） 要实现一组抢答后，其他组不能再抢答的要实现一组抢答后，其他组不能再抢答的功能，就需要在其他组控制线路中串联本组输入触功能，就需要在其他组控制线路中串联

18、本组输入触点或输出线圈的常闭触点，从而形成互锁关系。点或输出线圈的常闭触点，从而形成互锁关系。(3) 编制编制程序程序Q0.2Q0.3Q0.4 Q0.5Q0.1 Q0.3例例2. 多地控制电机多地控制电机要求：实现在要求：实现在3个地方对一台电机的启动与停止控制。个地方对一台电机的启动与停止控制。(1) I/O分配：分配：输入触点输入触点功能说明功能说明输出线圈输出线圈功能说明功能说明I0.0A地点启动按钮地点启动按钮Q0.1电动机控制输出电动机控制输出I0.1A地点停止按钮地点停止按钮I0.2B地点启动按钮地点启动按钮I0.3B地点停止按钮地点停止按钮I0.4C地点启动按钮地点启动按钮I0.

19、5C地点停止按钮地点停止按钮(2) 要点分析要点分析 1）首先要考虑一个地点对电机的启动与停止控制。）首先要考虑一个地点对电机的启动与停止控制。以以 A 地为例做出控制程序地为例做出控制程序 2）其次考虑如何使）其次考虑如何使3个启动按钮和个启动按钮和3个停止按钮都个停止按钮都起作用。在本例中，若要起作用。在本例中，若要3个启动按钮都起作用，必须个启动按钮都起作用，必须将其并联；将其并联；3个停止按钮都起作用，必须将其串联。个停止按钮都起作用，必须将其串联。 例例3. 水箱自动储水控制系统水箱自动储水控制系统 控制要求：如图所示储水箱，由电磁阀控制控制要求：如图所示储水箱，由电磁阀控制进水。当

20、水位低于下限位时，电磁阀进水。当水位低于下限位时，电磁阀Y打开进水。打开进水。当水位高于上限位时，电磁阀当水位高于上限位时，电磁阀Y关闭。下限位传感关闭。下限位传感器为器为S1，水位低于，水位低于S1时，时，S1闭合；水位高于闭合；水位高于S1时时，S1断开。上限位传感器为断开。上限位传感器为S2，水位高于，水位高于S2时，时，S2闭合；水位低于闭合；水位低于S2时，时，S2断开断开。 (1) I/O分配分配输入触点输入触点功能说明功能说明输出线圈输出线圈 功能说明功能说明I0.0下限位传感器下限位传感器S1Q0.0电磁阀电磁阀YI0.1上限位传感器上限位传感器 S2 (2) 编制程序编制程序

21、（3）画出）画出PLC连接电路图连接电路图常开触点常开触点常闭触点常闭触点参考：参考：编程软件编程软件STEP7-Micro/WIN32简介简介STEP7-Micro/WIN32是运行在计算机是运行在计算机Windows系统环境下的系统环境下的SIMATIC S7-200系列系列PLC的编程软件，其功能强大，容易掌的编程软件，其功能强大，容易掌握和使用。通过握和使用。通过PC/PPI编程电缆连接计算机的编程电缆连接计算机的RS-232串口和串口和PLC的的RS-485通信接口后，编程软件就可以向通信接口后，编程软件就可以向PLC下载或从下载或从PLC上载应用程序及对上载应用程序及对PLC进行调

22、试。进行调试。STEP7-Micro/WIN32编程软件的系统菜单和工具栏可提供各种功编程软件的系统菜单和工具栏可提供各种功能，指令树列出了整个程序编辑所涉及资源。包括所有的程序块、能，指令树列出了整个程序编辑所涉及资源。包括所有的程序块、符号表、状态图、数据块、通信块等，还列出了所有可用指令。符号表、状态图、数据块、通信块等，还列出了所有可用指令。在程序编辑区，可打开相关的各种窗口，进行程序编辑。在程序编辑区，可打开相关的各种窗口，进行程序编辑。程序编辑窗口程序编辑窗口指指令令树树导导航航条条输出窗口输出窗口变量表变量表程序编辑窗口程序编辑窗口指指令令树树导导航航条条输出窗口输出窗口变量表变量表编程软件具体功能如下：编程软件具体功能如下： (1) 可以用梯形图可以用梯形图(LAD，Ladder Diagram)、指令表、指令表(STL，Statement List)和功能块图和功能块图(FBD，Function Block Diagram)编程，并且可以实现它们之间的转换。编程，并且可以实现它