PLC基本指令与编程2课件

2.PLC基本指令与编程（一）1.输入继电器（X）和输出继电器（Y）

（1）输入继电器2.1编程元件输入继电器用X来表示，其地址采用八进制编号，即X0～X177，其中没有8和9。输入继电器是用于接收和存储外部输入信号，其线圈只能通过外部信号来驱动，而不能通过内部程序来驱动。（2）输出继电器输出继电器用Y来表示，其地址采用八进制编号，即Y0～Y177，其中没有8和9。输出继电器线圈只能通过程序驱动，用于驱动外部负载。2.辅助继电器(M)PLC内部有许多辅助继电器，与中间继电器的作用类似。辅助继电器线圈只能通过程序驱动，即只能用于内部编程，不能直接驱动外部负载。（1）通用辅助继电器编号为M0～M499，其用法与输出继电器相同，不能直接驱动外部电路。（2）断电保持辅助继电器

PLC在运行中若突然发生断电，保持断电前的状态，断电保持辅助继电器就是实现这种要求。（3）特殊辅助继电器编号为M8000～M8255。具有特殊功能（见附录C）常用特殊辅助继电器：M8000PLC运行时接通，可用于运行监控；M8002仅在PLC运行的第一个周期内产生一个脉冲（初始脉冲），可用于初始化处理；M8012产生100ms的时钟脉冲；M8013产生1s的时钟脉冲；M8033PLC运行停止时保持输出；M8034输出全部禁止。X、Y、M元件的应用

8.数据寄存器（D）编号为D0～D8255，每个数据寄存器都是16位，可用相邻的两个数据寄存器存放32位数据，最高位都为符号位。

（1）通用数据寄存器通用数据寄存器编号为D0～D199，该类数据寄存器不具有断电保持功能，当PLC停止运行时，数据全部清零；但其可以通过特殊辅助继电器M8033来实现断电保持，当M8033为“1”时，D0~D199在PLC停止运行时数据不会丢失。

（2）断电保持数据寄存器断电保持数据寄存器编号为D200~D7999。

（3）特殊数据寄存器编号为D8000~D8255。这类数据寄存器用于监控PLC的运行状态，如D8000存放监视定时器（WDT）的时间。未定义的特殊数据寄存器，用户不能使用。

9.变址寄存器（V/Z）有16个变址寄存器，编号为V0～V7和Z0～Z7，都是16位的寄存器。变址寄存器实际上是一种特殊的数据寄存器，用于改变元件的编号。10.指针（P/I）（1）分支用指针P分支用指针编号为P0～P127，它是用来指定跳转指令（CJ）和子程序调用指令（CALL）调用子程序的入口地址。

（2）中断用指针I

中断用指针编号为I0□□～I8□□，它是用来指示某个中断程序的入口位置。2.2基本指令1.LD、LDI、OUT指令LD（load）:常开触点与母线连接指令（取指令）。LDI（loadInverse）:常闭触点与母线连接指令（取反指令）。目标元件为X、Y、M、S、T或C。OUT(out):驱动线圈的输出指令（线圈驱动指令）。目标元件为Y、M、S、T或C，不能对X使用。示例：LDX0OUTY0LDIX1OUTM0LDM0OUTY1OUTY23.OR、ORI指令OR（Or）：单个常开触点并联连接指令（或指令）ORI（OrInverse）：单个常闭触点并联连接指令（或反指令）目标元件：X、Y、M、S、T或C示例：LDX0ORX2ORIX3ANIX1OUTY04.ANB指令

ANB（AndBlock）：电路块串联指令（块与指令）示例1：有两种编程方法：一般编程法：集中编程法：LDX0LDX0ORIX3ORIX3LDIX1LDIX1ORX4ORX4ANBLDX2LDX2ORX5ORX5ANBANBANBOUTY0OUTY0LDX0ANDX1ORIX4LDX2ORX5ANBORIX6ANIX3OUTY0示例2：LDX0ANIX1LDIX3ANDX4ORBLDX2ORX5ANBLDX6ANIX7ORBORY06.SET、RST指令SET：置位指令，用于线圈动作的保持。RST（Reset）：复位指令，用于解除线圈动作的保持。说明：1）SET指令的操作元件可以为Y、M或S；作用相当于使得操作元件状态置“1”RST的操作元件可以为Y、M、S、T、C、D、V或Z。对Y、M或S操作时，相当于将其状态复位，即置“0”；对T、C、D、V或Z操作时，相当于将其数据清零。2）对于同一操作元件，SET、RST指令可多次使用，顺序也可随意，但只有最后执行的一条指令有效。LDX1SETM1LDX2RSTM1LDX3SETY1LDX4RSTY1示例1：（a）梯形图和指令表（b）时序图7.PLS、PLF指令PLS（Pulse）：脉冲上升沿指令。PLF：脉冲下降沿指令。PLS、PLF指令使用说明如下：1）PLS和PLF指令都是实现程序循环扫描过程中某些只需执行一次的功能，不同之处在于是在上升沿触发还是下降沿触发。2）PLS和PLF指令可以单独使用，也可同时使用。LDX1PLSM1LDM1SETY1LDX2PLFM2LDM2RSTY1（b）时序图PLS、PLF和SET、RST指令的结合使用示例：（a）梯形图和指令表8.NOP指令NOP（NONprocessing）：空操作指令。说明：①在程序中加入NOP指令，可以预留存储地址而不进行任何操作，其作用是在变通程序或增加指令时，使步序号变更较少。②可以短接某些触点或环节；切断某些环节；对梯形图做某些变换。③无目标元素。9.END指令END（End）：结束指令。说明：①END指令用于程序的结束，PLC执行用户程序是从第一条开始执行到END指令，后面的指令不执行，然后重新扫描用户程序，所以一个完整的PLC程序在结束处必须有END指令。②在调试程序时，可以将END指令暂时插在各段程序之后，分段调试，调试成功后再删去插入的END指令，这样可以缩短扫描周期，提高调试的效率。③无目标元素。（2）梯形图的主要特点每个梯形图由多层梯级组成。逻辑解算是按梯形图中从上到下、从左到右的顺序进行的——“概念电流”。梯形图中每一梯级的运算结果，可立即被其后面的梯级所利用。梯形图中，一般情况下（除了有跳转指令和步进指令等的程序段以外），某一编号的继电器线圈只能出现一次，而同一编号的继电器触点则可以被无限次引用。梯形图中只出现输入继电器的触点，而不出现输入继电器的线圈。PLC的内部继电器（如内部辅助继电器，定时器，计算器等）触点只能供PLC的内部使用，不能用于输出控制之用。梯形图中的输入触点和输出继电器线圈对应的是I/O映象寄存器相应位的状态，而不是物理触点和线圈。梯形图中的线圈是广义的。PLC梯形图是按扫描方式顺序执行程序的。（3）梯形图编程的基本规则1）梯形图编程应体现从上到下，从左到右的顺序。与每个继电器线圈相连的全部支路形成一个逻辑行，每个逻辑行始于左母线，终于右母线（右母线可省略）3）触点应画在水平线上，不能画在垂直分支上X4X4X4X14）梯形图中的线圈应放在最右边，不能将触点画在线图的右边5）不包含触点的分支应画在垂直分支上，不可画在水平线上，以便于识别触点的逻辑组合和对输出线圈的控制路径6）梯形图的逻辑关系应尽量简单、清晰，便于阅读，检查和输入。而不必考虑触点的数量，因为软触点无数量上的限制，编号相同的触点可在梯形图中多次出现。如图2-167）除了有跳转指令和步进指令等的程序段以外，梯形图中不允许出现同一编号继电器线圈重复输出。如图2-17（2）绘制PLC外部I/O接线图（3）设计梯形图指令程序LDX0ORY0ANIY1ANIY2ANDX3OUTY0LDX1ORY1ANIY0ANIY2ANDX3OUTY1LDX2ORY2ANIY0ANIY1ANDX3OUTY2END（4）连接PLC外部设备。（5）输入程序。（6）运行PLC。将运行方式开关置于RUN状态，运行程序，调试程序时应逐项检查以下要求是否满足：①当开关SW没有接通时，各按钮是否能使对应的灯亮。②SW接通，按某一个按钮是否能使对应的灯亮。③某一盏灯亮后，另外两个抢答者的灯是否还能被点亮。④断开开关SW，是否能使以亮的灯熄灭。如果某一项要求没有达到，检查和改正程序，直到完全满足要求为止。作业：1.绘出下列指令程序对应的梯形图，并比较其功能。（a）指令表程序（b）指令表程序LDIX1LDX0LDX0ORY0ORY0ANIX1ANBLDX2LDX2ANIX3ANIX3AN4X4AN4X4ORBORBOUTY0OUTY02.写出下列梯形图对应的指令表1．堆栈指令（MPS/MRD/MPP）MPS（进栈指令）：将运算结果送入栈存储器的第一段，同时将先前送入的数据依次移到栈的下一段。MRD（读栈指令）：将栈存储器的第一段数据（最后进栈的数据）读出且该数据继续保存在栈存储器的第一段，栈内的数据不发生移动。MPP（出栈指令）：将栈存储器的第一段数据（最后进栈的数据）读出且该数据从栈中消失，同时将栈中其它数据依次上移。2.4基本指令续入栈出栈的工作方式为：先进后出，后进先出示例：图3-4和图3-5LDX0MPSANDX1OUTY0MPPANDX2OUTY1LDX3MPSANIX4OUTY2MRDANDX5OUTY3MRDANIX6OUTY4MPPANDX7OUTY5示例：堆栈指令的使用说明：①堆栈指令没有目标元件；②MPS和MPP必须配对使用；③由于栈存储单元只有11个，所以栈的层次最多11层。2.主控指令MC/MCRMC（MasterControl）：主控指令用于公共串联触点的连接。执行MC后，左母线移到MC触点的后面。MCR(MasterControlReset)：主控复位指令它是MC指令的复位指令，即利用MCR指令恢复原左母线的位置。示例：图3-6图3-7LDX0MCN1M10LDX1OUTT0K10LDT0OUTY1MCRN1LDX2OUTY2MC、MCR指令的使用说明如下：1）MC、MCR指令的目标元件为Y和M，但不能用特殊辅助继电器。MC占3个程序步，MCR占2个程序步。2）使用主控指令的触点称为主控触点，主控触点在梯形图中与一般触点垂直（如前页图中的M10）。主控触点是与左母线相连的动合触点，是控制一组电路的总开关。与主控触点相连的触点必须用LD或LDI指令。3）MC指令的输入触点断开时，在MC和MCR之内的累计定时器、计数器、用复位/置位指令驱动的元件保持其之前的状态不变。非累计定时器和计数器、用OUT指令驱动的元件将复位，在前页图中当X0断开，T0断电复位，Y1即变为OFF。4）在一个MC指令区内若再使用MC指令称为嵌套。嵌套级数最多为8级，编号按N0→N7顺序增大，每级的返回用对应的MCR指令，编号按N7→N0顺序复位。3.边沿检测指令（LDP/LDF,ANDP/ANDF,ORP/ORF)触点状态变化的边沿检测指令共有六个，指令属性见下表其应用示例见图3-8所示。符号、名称功能电路表示操作元件程序步LDP取上升沿脉冲取上升沿脉冲与母线连接

X，Y，M，S，T，C2LDF取下降沿脉冲取下降沿脉冲与母线连接

X，Y，M，S，T，C2ANP与上升沿脉冲串联连接上升沿脉冲

X，Y，M，S，T，C2ANF与下降沿脉冲串联连接下降沿脉冲

X，Y，M，S，T，C2ORP或上升沿脉冲并联连接上升沿脉冲

X，Y，M，S，T，C2ORF或下降沿脉冲并联连接下降沿脉冲

X，Y，M，S，T，C23.边沿检测指令（LDP/LDF,ANDP/ANDF,ORP/ORF)应用示例：1.定时器T的类型与使用方法定时器分为通用定时器、积算(累计)定时器两种。（1）通用定时器通用定时器的特点是不具备断电的保持功能，即当输入电路断开或停电时定时器复位。通用定时器有100ms和10ms通用定时器两种。2.5定时器T及计数器C的使用定时器的作用相当于时间继电器，都是通电延时型。定时器总是与一个定时设定值一起使用，根据时钟脉冲累计数，当累计脉冲数与设定值相同时，其输出触点产生动作。设定值由常数K直接设定，或通过数据寄存器（D）间接设定。

100ms通用定时器，T0～T199，设定值：1～32767，设定范围：0.1～3276.7s。10ms通用定时器，T200～T245，设定值：1～32767，设定范围：0.01～327.67s。2.5定时器T及计数器C的使用示例：当输入X0接通时，定时器T220从0开始对10ms时钟脉冲进行累积计数，当计数值与设定值K150相等时，定时器的常开接通Y0，经过的时间为150×0.01s=1.50s。当X0断开后定时器复位，计数值变为0，其常开触点断开，Y0也随之OFF。若外部电源断电，定时器也将复位。2.5定时器T及计数器C的使用T0（2）积算定时器积算定时器具有计数累积的功能。在定时过程中如果断电或定时器线圈OFF，积算定时器将保持当前的计数值，通电或定时器线圈ON后继续累积，只有将积算定时器复位，当前值才变为0。1ms积算定时器，T246～T249，设定范围：0.001～32.767s。100ms积算定时器，T250～T255，设定范围：0.1～3276.7s。累计定时器的简单应用：定时器应用

顺序动作电路定时器应用延时接通与延时断开电路2.计数器C的类型与使用方法计数器分为内部计数器和高速计数器两类。（1）内部计数器内部计数器是在执行扫描操作时对内部信号（如X、Y、M、S、T等）进行计数。内部输入信号的接通和断开时间应比PLC的扫描周期稍长。1）16位增计数器（C0～C199）共200点，其中C0～C99为通用型，C100～C199共100点为断电保持型（断电保持型即断电后能保持当前值待通电后继续计数）。示例：

X1为复位信号，当X1为ON时C0复位。X2是计数输入，每当X2接通一次计数器当前值增加1（注意X1断开，计数器不会复位）。当计数器计数当前值为设定值5时，计数器C0的输出触点动作，Y0被接通。此后既使输入X2再接通，计数器的当前值也保持不变。当复位输入X1接通时，执行RST复位指令，计数器复位，输出触点也复位，Y0被断开。

示例：

2）32位增/减计数器（C200～C234）其计数值设定范围为-2147483648～+2147483647。共有35点32位加/减计数器，其中C200～C219（共20点）为通用型，C220～C234（共15点）为断电保持型。

该类计数器在设定计数值时可以通过常数K在其设定范围内直接任意设定，而间接设定时，必须通过两个地址号相邻的数据寄存器D进行设定。C200～C234是加计数器还是减计数器分别由特殊辅助继电器M8200～M8234决定，对应的辅助继电器为“1”时为减计数器，为“0”时为加计数器。其简单应用如图2-9所示。X10用来控制M8200，X10闭合时为减计数方式。X12为计数输入，C200的设定值为5（可正、可负）。设C200置为增计数方式（M8200为OFF），当X12计数输入累加由4→5时，计数器的输出触点动作。当前值大于5时计数器仍为ON状态。只有当前值由5→4时，计数器才变为OFF。只要当前值小于4，则输出则保持为OFF状态。复位输入X11接通时，计数器的当前值为0，输出触点也随之复位。示例：

（2）高速计数器（C235～C255）高速计数器与内部计数器相比除允许输入频率高之外，应用也更为灵活，高速计数器均有断电保持功能，通过参数设定也可变成非断电保持。

可以用来作为高速计数器输入端口的有X0～X7八个端子输入，每一点只能作为一个高速计数器的输入，其中X6和X7只能用作启动信号，而不能用作计数信号，因此，最多只能有六个高速计数器同时工作。高速计数器又可分为四种类型：1）单相无启动/复位端子，其编号为C235～C240。2）单相带启动/复位端子，其编号为C241～C245。3）单相双向输入，其编号为C246～C250。4）双相输入(A-B型)，其编号为C251～C255。

1.移植设计法步骤在用PLC对继电控制系统进行技术改造时，一种简捷省时而又可靠的设计方法就是把原先的继电器控制电路图直接移植成PLC梯形图，采用移植法设计梯形图时主要有以下几个步骤：(1)分析原有系统的工作原理了解被控设备的工艺过程和机械的动作情况，根据继电器电路图分析和掌握控制系统的工作原理。

(2)PLC的I/O地址分配确定系统的输入设备和输出设备，进行PLC的I/O地址分配，画出PLC外部接线图。2.5继电器控制电路移植法设计梯形图(3)建立其它元器件的对应关系

确定继电器电路图中的中间继电器、时间继电器等各器件与PLC中的辅助继电器和定时器的对应关系。以上2和3两步建立了继电器电路图中所有的元器件与PLC内部编程元件的对应关系，对于移植法而言，这非常重要。同时，在这过程中应该处理好以几个问题：1）继电器电路中的执行元件应与PLC的输出继电器对应，如交直流接触器、电磁阀、电磁铁、指示灯等；2）继电器电路中的主令电器应与PLC的输入继电器对应，如按钮、位置开关、选择开关等。热继电器的触点可作为PLC的输入，也可接在PLC外部电路中，主要是看PLC的输入点是否足够。注意处理好PLC内、外触点的常开和常闭的关。3）继电器电路中的中间继电器与PLC的辅助继电器对应；4）继电器电路中的时间继电器与PLC的定时器或计数器对应，但要注意：时间继电器有通电延时型和断电延时型两种，而定时器只有“通电延时型”一种。(4)设计梯形图程序根据对应关系，将继电器电路图“翻译”成对应的“准梯形图”，再根据梯形图的编程规则将“准梯形图”转换成结构合理的梯形图。对于复杂的控制电路可化整为零，先进行局部的转换，最后再综合起来。(5)仔细校对、认真调试

对转换后的梯形图一定要仔细校对、认真调试，以保证其控制功能与原图相符。2.移植设计法应用举例下图为三相异步电动机Y-△启动的主电路及控制电路，以此电路为例介绍如何用移植设计法设计其系统。KM2KM3（1）工作原理分析

由图可知，开关QS闭合，按下启动按钮SB2后，线圈KM1通电并自锁，KM2和KT也同时通电，因此KM1和KM2主触点都闭合，Y形启动，等KT延时时间到，其动断触点动作，使得KM2断电，同时KT动合触点也动作，使得KM3通电并自锁，这时，KM1和KM3通电，变成△连接，从而实现Y-△启动。KM2KM3（2）I/O地址分配及I/O接线类别电气元件PLC软元件功能输入(I)热继电器触点FRX0过载保护按钮SB1X1停止按钮按钮SB2X2启动按钮输出(O)线圈KM1Y1定子绕组主接触器线圈KM2Y2三角形连接的接触器线圈KM3Y3星形连接的接触器根据工作原理以及I/O分配表，可以画出其对应的I/O接线图，如下图所示。（3）建立对应关系（4）梯形图移植（a）根据图2-36画出（b）调整后设计举例：设计竞赛抢答器显示系统。假设参赛者分为儿童组、学生组及成人组三组，其中儿童2人，成人2人，学生1人。（1）控制要求：1）主持人按下开始按钮，开始指示灯亮方可抢答，否则违例，桌上指示灯闪烁。2）要求儿童只需一人按下按钮就抢答成功，对应指示灯亮；成人需两人同时按下