第05讲-可编程序控制器的指令系统1

可编程控制器原理及应用自动化2009年8月1可编程控制器原理及应用第5讲

讲解内容：4可编程序控制器的指令系统

PLC的基本位逻辑关系语句指令（9个）学习说明：本讲是学习PLC的指令系统。重点掌握：PLC的基本位逻辑关系语句指令（9个：符号、梯形图程序绘法、工作原理，时序图

）23可编程序控制器的指令系统

组成：基本逻辑关系语句指令、特殊输出类指令、程序控制类指令和应用指令。

特点：（1）PLC以逻辑关系语句指令为基本语句指令。（2）基本语句指令以继电器开关电路为背景（见实例）。（3）逻辑关系语句指令建立的是“软件”逻辑电路。（4）不含有执行该逻辑运算的全部输入变量。（所缺的输入变量只有把指令放到程序中才能解决）（5）其他类指令的执行都是以某种逻辑关系的运算结果为启动条件的。3位操作类指令西门子S7-2009个1.逻辑取（装载）指令LD/LDN2.触点串联指令A/AN3.触点并联指令O/ON4.即时输出——安置继电器线圈指令=5.电路块的串联指令ALD6.电路块的并联指令OLD7.置位/复位指令S/R

8.脉冲生成指令（边沿触发指令）EU/ED9.逻辑堆栈的操作PLC的基本逻辑关系语句指令

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设立输入逻辑变量——安置触点开关指令

LD（load）：常开触点逻辑运算的开始。

LDN（loadnot）：常闭触点逻辑运算的开始

=（OUT）：线圈驱动指令。一、逻辑取（装载）及线圈驱动指令5PLC输入输出指令动画演示6

与逻辑关系一一串联触点开关指令

A(And)：与操作，表示串联连接单个常开触点。

AN(Andnot)：与非操作，表示串联连接单个常闭触点。二、触点串联指令A/AN指令7

或逻辑关系——并联触点开关指令

O：或操作，表示并联连接一个常开触点。

ON：或非操作，表示并联连接一个常闭触点。

网络1LDI0.0OI0.1ONM0.0=Q0.0网络2LDNQ0.0AI0.2OM0.1ANI0.3OM0.2=M0.1三、触点并联指令：O（Or）/ON（Ornot）81输出(=)2立即输出(=I)只能用于输出量(Q)，执行该指令时，将栈顶值立即写入指定的物理输出位和对应的输出映像寄存器。四、即时输出——安置继电器线圈指令9设计举例(补充）例1电动机的起、保、停控制。按起动按钮SBl电动机起动，运转并保持；按停车按钮SB2电动机停止；过载时热继电器FR动作电动机停止。按上述工作要求：(1)设计绘出电机控制主回路；(2)分配I/O通道，设计绘出PLC输入输出接口控制接线；(3)编制梯形图程序并转换成语句表。10解：

1．电机控制主回路2.PLC外部电气接线图及I/O地址分配

西门子S7-200PLC+24V1MI0.5I0.4I0.3I0.2I0.1I0.0SB2SB1L1GNDN1L220VAC+24VQ0.0Q0.1Q0.2KM1FR113．梯形图程序语句表Q0.0I0.0Q0.0I0.2I0.1网络1电动机的起、保、停控制网络1电动机的起、保、停控制LDI0.0OQ0.0ANI0.1ANI0.2=Q0.012例2：应用前四个基本指令设计直接起动停车控制（继电—接触器控制与PLC控制对比）继电器控制电路图I/O分配：I0.0：停车I0.1：起动Q0.1：KMPLC梯形图LDI0.1OQ0.0AI0.0=Q0.0起动优先停止优先Q0.0I0.0Q0.0Q0.0I0.1Q0.0PLC接线图语句表主电路131.I/O分配决定PLC的端子接线图2.PLC的端子接线方式又决定编程语言I/O分配：I0.0：停车I0.1：起动Q0.1：KMQ0.0I0.0Q0.0I0.1注意14逻辑块与关系一一触点组串联指令

ALD：块“与”操作，串联连接多个并联电路组成的电路块。

五、电路块的串联指令ALD15OLDOLDLDI0.0AI0.1LDI0.2AI0.3LDNI0.4AI0.5=Q0.0OLDOLD

逻辑块或关系一一触点组并联指令

OLD：块“或”操作，并联连接多个串联电路组成的电路块。六、电路块的并联指令OLD16例3根据如图所示梯形图，写出对应的语句表LDI0.0OI0.1LDI0.2AI0.3LDI0.4ANI0.5OLDOI0.6ALDONI0.7=Q0.0梯形图语句表17七、置位/复位指令S/R置位输出和复位输出指令置位指令S：置“1”并保持。与OUT指令不同的是，该指令自锁（断电保持），即当输入条件由1又变为0时，仍保持为1。复位指令R：

清“0”并保持。与OUT指令不同的是：输入为1，输出为0，并且“0”自锁（断电保持），即当输入条件由1又变为0时，仍保持为0。S/R指令格式STLLADSS-bit,NS-bit─()NRS-bit,NR-bit─()N操作数N为：VB,IB,QB,MB,SMB,SB,LB,AC,常量,*VD,*AC,*LD。取值范围为：0～255。数据类型为：字节。操作数S-bit为：I,Q,M,SM,T,C,V,S,L。数据类型为：布尔。18网络1LDI0.0SQ0.0,1

网络4LDI0.1RQ0.0,1……图S7-200PLCS/R指令19例3图所示的置位、复位指令应用举例及时序分析=、S、R指令比较。S/R指令的时序图a）梯形图b）语句表c）时序图图=、S、R指令比较20置位输出和复位输出指令演示21八、脉冲生成指令EU/EDEU指令：在EU指令前的逻辑运算结果有一个上升沿时（由OFF→ON）产生一个宽度为一个扫描周期的脉冲，驱动后面的输出线圈。ED指令：在ED指令前有一个下降沿时产生一个宽度为一个扫描周期的脉冲，驱动其后线圈。表EU/ED指令格式STLLAD操作数EU（EdgeUp）─|P|─无ED（EdgeDown）─|N|─无22例4EU/ED指令的使用网络1LDI0.0//装入常开触点EU//正跳变=M0.0//输出网络2LDM0.0//装入SQ0.0,1//输出置位网络3LDI0.1//装入ED//负跳变=M0.1//输出网络4LDM0.1//装入RQ0.0,1//输出复位23指令使用说明EU、ED指令只在输入信号变化时有效，其输出信号的脉冲宽度为一个机器扫描周期。对开机时就为接通状态的输入条件，EU指令不执行。EU、ED指令无操作数。图EU/ED指令时序分析24九、逻辑堆栈的操作S7-200系列采用模拟栈的结构，用于保存逻辑运算结果及断点的地址，称为逻辑堆栈。S7-200系列PLC中有一个9层的堆栈。在此讨论断点保护功能的堆栈操作。指令的功能堆栈操作指令用于处理线路的分支点。在编制控制程序时，经常遇到多个分支电路同时受一个或一组触点控制的情况如图6-18所示，若采用前述指令不容易编写程序，用堆栈操作指令则可方便的将图6-19所示梯形图转换为语句表。LPS（入栈）指令：LPS指令把栈顶值复制后压入堆栈，栈中原来数据依次下移一层，栈底值压出丢失。LRD（读栈）指令：LRD指令把逻辑堆栈第二层的值复制到栈顶，2-9层数据不变，堆栈没有压入和弹出。但原栈顶的值丢失。LPP（出栈）指令：LPP指令把堆栈弹出一级，原第二级的值变为新的栈顶值，原栈顶数据从栈内丢失。25LPS、LRD、LPP指令的操作过程如图所示。图中Iv.x为存储在栈区的断点的地址。前后前后前后图堆栈操作过程示意图26指令格式逻辑堆栈指令可以嵌套使用，最多为9层。为保证程序地址指针不发生错误，入栈指令LPS和出栈指令LPP必须成对使用，最后一次读栈操作应使用出栈指令LPP。堆栈指令没有操作数。LDI0.0//装载常开触点LPS//压入堆栈LDI0.1//装载常开触点OI0.2//或常开触点ALD//块与操作=Q0.0//输出线圈LRD//读栈LDI0.3//装载常开触点OI0.4//或常开触点ALD//块与操作=Q0.1//输出线圈LPP//出栈AI0.5//与常开触点=Q0.2//输出线圈图堆栈指令的使用27

图a、图b分别为使用一层栈和使用多层栈的例子。

每一条LPS指令必须有-条对应的LPP指令。中间的支路都使用LRD指令。处理最后一条支路时，必须使用LPP指令。一个独立电路块中，用入栈指令同时保存在堆栈中的运算结果不能超过8个。

图b中第一条LPS指令将A点的运算结果保存到堆栈的第1层；

第二条LPS指令将B点的运算结果保存到堆栈的第2层，A点的运算结果被“压”到堆栈的第3层；第一条LPP指令将堆栈第2层B点的运算结果上移到栈顶，第3层中A点的运算结果上移到堆栈的第2层。图a堆栈指令的使用AB图b双重堆栈28基本位逻辑指令应用举例一.起动、保持、停止电路图外部接线图和梯形图图时序分析图图S/R指令实现的起、保、停电路小结：（1）每一个传感器或开关输入对应一个PLC确定的输入点，每一个负载PLC一个确定的输出点。（2）为了使梯形图和继电器接触器控制的电路图中的触点的类型相同，外部按钮一般用常开按钮。29二.互锁电路(比如电机正反转控制）LDI0.0OM0.0ANM0.1=M0.0LDI0.1OM0.1ANM0.0=M0.1LDM0.0=Q0.0LDM0.1=Q0.1图互锁电路输入信号I0.0和输入信号I0.1不可同时接通：若I0.0先接通，M0.0自保持，使Q0.0有输出，同时M0.0的常闭接点断开，即使I0.1再接通，也不能使M0.1动作，故Q0.1无输出。若I0.1先接通，则情形与前述相反。因此在控制环节中，该电路可实现信号互锁。30三.比较电路LDI0.0=M0.0LDI0.1=M0.1LDM0.0AM0.1=Q0.0LDNM0.0ANM0.1=Q0.1LDNM0.0AM0.1=Q0.2LDM0.0ANM0.1=Q0.3图比较电路该电路按预先设定的输出要求，根据对两个输入信号I0.0、I0.1的比较，决定某一输出：Q0.0-Q0.3依次输出。①若I0.0、I0.1同时接通，Q0.0有输出；②I0.0、I0.1均不接通，Q0.1有输出；③若I0.0不接通。I0.1接通，则Q0.2有输出；④若I0.0接通，I0.1不接通，则Q0.3有输出。31四.微分脉冲电路LDI0.0ANM0.1=M0.0LDI0.0=M0.1LDM0.0=Q0.0图上升沿微分脉冲电路1.上升沿微分脉冲电路PLC是以循环扫描方式工作的，PLC第一次扫描时，输入I0.0由OFF→ON时，M0.0、M0.1线圈接通，Q0.0线圈接通。在第一个扫描周期中，在第一行的M0.1的常闭接点保持接通，因为扫描该行时，M0.1线圈的状态为断开。在一个扫描周期其状态只刷新一次。等到PLC第二次扫描时，M0.1的线圈为接通状态，其对应的M0.1常闭接点断开，M0.0线圈断开，Q0.0线圈断开，所以Q0.0接通时间为一个扫描周期。32四.微分脉冲电路2.下降沿微分脉冲电路PLC第一次扫描时，输入I0.0由ON→OFF时，M0.0接通一个扫描周期，Q0.0输出一个脉冲。LDNI0.0ANM0.1=M0.0LDNI0.0=M0.1LDM0.0=Q0.0图下降沿微分脉冲电路33五.分频电路*LDI0.0EU=M0.0LDM0.0AQ0.0=M0.1LDM0.0OQ0.0ANM0.1=Q0.0图分频电路将脉冲信号加到I0.0端，在第一个脉冲的上升沿到来时，M0.0产生一个扫描周期的单脉冲，使M0.0的常开触点闭合，由于Q0.0的常开触点断开，M0.1线圈断开，其常闭触点M0.1闭合，Q0.0的线圈接通并自保持；第二个脉冲上升沿到来时，M0.0又产生一个扫描周期的单脉冲，M0.0的常开触点又接通一个扫描周期，此时Q0.0的常开触点闭合，M0.1线圈通电，其常闭触点M0.1断开，Q0.0线圈断开；直至第三个脉冲到来时，M0.0又产生一个扫描周期的单脉冲，使M0.0的常开触点闭合，由于Q0.0的常开触点断开，M0.1线圈断开，其常闭触点M0.1闭合，Q0.0的线圈又接通并自保持。以后循环往复，不断重复上过程。由图可见，输出信号Q0.0是输入信号I0.0的二