PLC第3章PLC程序設(shè)計基礎(chǔ)

3.1PLC的編程語言與程序結(jié)構(gòu)PLC的編程語言概述IEC61131-3五種編程語言梯形圖（LadderDiagram，LD）、功能塊圖（FunctionBlockDiagram，F(xiàn)BD）順序功能圖（SequentialFunctionChart，SFC）結(jié)構(gòu)化文本（StructuredText，ST）指令表（InstructionList，IL）1梯形圖：最常用、最直觀的編程語言。組成：由觸點(diǎn)、線圈和用方框表示的功能塊。特點(diǎn)：

1）沿用繼電器這一名稱，但不是真實繼電器，而是軟件中編程元件。

2）假想的“能流”(PowerFlow)，從左向右流動。

3）邏輯解算，從左至右，從上至下。

4）線圈放在最右邊，觸點(diǎn)可無限次使用。3.1PLC的編程語言與程序結(jié)構(gòu)2順序功能圖位于其它編程語言之上的圖形語言,用來編制順序控制程序.順序功能圖提供了一種組織程序的圖形方法,步、轉(zhuǎn)換和動作是順序功能圖中的三種主要元件。功能塊圖結(jié)構(gòu)化文本結(jié)構(gòu)文本(sT)是為IEC61131—3標(biāo)準(zhǔn)創(chuàng)建的一種專用的高級編程語言。與梯形圖相比，它能實現(xiàn)復(fù)雜的數(shù)學(xué)運(yùn)算，編寫的程序非常簡潔和緊湊。3.1PLC的編程語言與程序結(jié)構(gòu)3語句表助記符指令表程序：一種與微機(jī)的匯編語言中的指令相似的助記符表達(dá)式。3.1PLC的編程語言與程序結(jié)構(gòu)43.1PLC的編程語言與程序結(jié)構(gòu)S7－200CPU的控制程序由主程序、子程序和中斷程序組成。主程序：主程序（OB1）是程序的主體，每個項目都必須且只能有一個主程序。子程序：子程序是可選的，僅在被其他程序調(diào)用的時候執(zhí)行。中斷程序:

中斷程序用來及時處理與用戶程序的執(zhí)行時序無關(guān)的操作，或者不能事先預(yù)測何時發(fā)生的中斷事件。5數(shù)據(jù)在存儲器中存取的方式1．用1位二進(jìn)制數(shù)表示開關(guān)量。I3.2：“字節(jié).位”尋址方式。2．多位二進(jìn)制數(shù)：2#1010＝123＋022＋121＋020＝103．十六進(jìn)制數(shù)：用于簡化二進(jìn)制數(shù)的表示方法，“逢16進(jìn)1”，用0～9和A～F來表示16個數(shù)，16#2F對應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)為2161＋15160＝47。4．字節(jié)、字與雙字

6以起始字節(jié)的地址作為字和雙字的地址。起始字節(jié)為最高位的字節(jié)。I、Q、V、M、S、SM、L均可按位、字節(jié)、字和雙字來存取。5．負(fù)數(shù)的表示方法用二進(jìn)制補(bǔ)碼表示有符號數(shù)，最高位為符號位，最大的16位正數(shù)為16#7FFF（32767）。7CPU的存儲區(qū)1．輸入過程映像寄存器（I）2．輸出過程映像寄存器（Q）3．變量存儲區(qū)V用來存放中間結(jié)果。4．位存儲區(qū)（M）（M0.0~M31.7）5．定時器存儲區(qū)（T）定時器相當(dāng)于繼電器系統(tǒng)中的時間繼電器。S7-200有三種定時器，他們的時基增量分別為1ms、10ms和100ms。6．計數(shù)器存儲區(qū)（C）7．高速計數(shù)器（HC）88．32位累加器（AC0～AC3）可以按字節(jié)、字和雙字來存取。按字節(jié)、字只能存取累加器的低8位或低16位。雙字存取32位。例如：MOVWAC2,VW1009．特殊存儲器（SM）特殊存儲器（SM）標(biāo)志位：SM0.0一直為1狀態(tài)；SM0.1僅在執(zhí)行用戶程序的第一個掃描周期為1狀態(tài)。SM0.4和SM0.5分別提供周期為1分鐘和1秒的時鐘脈沖。SM1.0、SM1.1和SM1.2分別為零標(biāo)志、溢出標(biāo)志和負(fù)數(shù)標(biāo)志。910．局部存儲器L作為暫時存儲器，或給子程序傳遞參數(shù)。共有64個字節(jié)的局部存儲器。11．模擬量輸入字(AI)從偶數(shù)字節(jié)地址開始（例如AIW2），為只讀數(shù)據(jù)。12．模擬量輸出字(AQ)從偶數(shù)字節(jié)地址開始（例如AQW2），是只寫數(shù)據(jù)，用戶不能讀取。13．順序控制繼電器（S）：順序控制編程用。14．常數(shù)的表示方法與范圍1015．實數(shù)（浮點(diǎn)數(shù)）：在編程軟件中，用小數(shù)表示浮點(diǎn)數(shù)。

16．字符串的格式I0.0為絕對地址，%I0.0是IEC編輯器中的地址。#INPUT1：局部變量符號地址；“INPUT1”：全局符號地址?！?”號和雙引號是編程軟件自動添加的。113.2PLC的基本邏輯指令及舉例

邏輯取及線圈驅(qū)動指令指令LD（Load）：取指令。LDN（LoadNot）：取反指令。=（Out）：線圈驅(qū)動指令。NOT:取反指令。用法

123.2PLC的基本邏輯指令及舉例觸點(diǎn)串聯(lián)指令指令A(yù)（And）：與指令。用于單個常開觸點(diǎn)的串聯(lián)連接。AN（AndNot）：與反指令。用于單個常閉觸點(diǎn)的串聯(lián)連接。用法

133.2PLC的基本邏輯指令及舉例觸點(diǎn)并聯(lián)指令指令O（OR）：或指令。用于單個常開觸點(diǎn)的并聯(lián)連接。ON（OrNot）：或反指令。用于單個常閉觸點(diǎn)的并聯(lián)連接。用法使用說明單個觸點(diǎn)的O、ON指令可連續(xù)使用。O、ON指令的操作數(shù)為：I、Q、M、SM、T、C、V、S和L。143.2PLC的基本邏輯指令及舉例置位/復(fù)位指令指令用法153.2PLC的基本邏輯指令及舉例置位/復(fù)位指令使用說明對位元件來說一旦被置位，就保持在通電狀態(tài)，除非對它復(fù)位；而一旦被復(fù)位就保持在斷電狀態(tài)，除非再對它置位。S/R指令可以互換次序使用，但由于PLC采用掃描工作方式，所以寫在后面的指令具有優(yōu)先權(quán)。如在上圖中，若I0.0和I0.1同時為1，則Q0.0、Q0.1肯定處于復(fù)位狀態(tài)而為0。如果對計數(shù)器和定時器復(fù)位，則計數(shù)器和定時器的當(dāng)前值被清零。N的范圍為1~255，N可為：VB、IB、QB、MB、SMB、SB、LB、AC、常數(shù)、*VD、*AC和*LD。一般情況下使用常數(shù)。S/R指令的操作數(shù)為：I、Q、M、SM、T、C、V、S和L。163.2PLC的基本邏輯指令及舉例RS觸發(fā)器指令指令SR（SetDominantBistable）：置位優(yōu)先觸發(fā)器指令。當(dāng)置位信號（S1）和復(fù)位信號（R）都為真時，輸出為真。RS（ResetDominantBistable）：復(fù)位優(yōu)先觸發(fā)器指令。當(dāng)置位信號（S）和復(fù)位信號（R1）都為真時，輸出為假。173.2PLC的基本邏輯指令及舉例立即指令什么是立即指令？有何用途？對輸入對輸出指令183.2PLC的基本邏輯指令及舉例立即指令舉例193.2PLC的基本邏輯指令及舉例邊沿脈沖指令指令舉例203.2PLC的基本邏輯指令及舉例邏輯堆棧操作指令堆棧什么是堆棧？

S7-200有一個9層堆棧來處理所有邏輯操作，和計算機(jī)的堆棧結(jié)構(gòu)相同。堆棧是一組能存儲和取出數(shù)據(jù)的暫存單元。其特點(diǎn)是什么？——————先進(jìn)后出S7-200PLC的邏輯堆棧結(jié)構(gòu)指令1OLDALD21

每執(zhí)行LD,LDN指令時，將指令指定的位地址中的二進(jìn)制數(shù)據(jù)裝載入棧頂，執(zhí)行A,O指令時，將指令指定的位地址中的二進(jìn)制和棧頂中的二進(jìn)制數(shù)據(jù)相“與”，“或”，結(jié)果存入棧頂。22圖3-12ALD與OLD指令的堆棧操作23圖3-14堆棧指令243.2PLC的基本邏輯指令及舉例OLD（OrLoad）：串聯(lián)電路塊的并聯(lián)連接指令（或塊指令），用于串聯(lián)電路塊的并聯(lián)連接。什么是串聯(lián)電路塊？兩個以上觸點(diǎn)串聯(lián)形成的支路叫串聯(lián)電路塊。用法使用說明除在網(wǎng)絡(luò)塊邏輯運(yùn)算的開始使用LD或LDN指令外，在塊電路的開始也要使用LD和LDN指令。每完成一次塊電路的并聯(lián)時要寫上OLD指令。OLD指令無操作數(shù)。253.2PLC的基本邏輯指令及舉例ALD（AndLoad）：并聯(lián)電路塊的串聯(lián)連接指令（與塊指令）。用于并聯(lián)電路塊的串聯(lián)連接。什么是并聯(lián)電路塊？兩條以上支路并聯(lián)形成的電路叫并聯(lián)電路塊。用法使用說明在塊電路開始時要使用LD和LDN指令。在每完成一次塊電路的串聯(lián)連接后要寫上ALD指令。ALD指令無操作數(shù)。263.2PLC的基本邏輯指令及舉例邏輯堆棧操作指令指令2LPS（LogicPush）：邏輯入棧指令（分支電路開始指令）。LRD（LogicRead）：邏輯讀棧指令。LPP（LogicPop）：邏輯出棧指令（分支電路結(jié)束指令）。

273.2PLC的基本邏輯指令及舉例LPS/LRD/LPP舉例例1283.2PLC的基本邏輯指令及舉例LPS/LRD/LPP舉例例2293.2PLC的基本邏輯指令及舉例LPS/LRD/LPP舉例例3303.2PLC的基本邏輯指令及舉例邏輯堆棧操作指令使用說明由于受堆?？臻g的限制（9層堆棧），LPS、LPP指令連續(xù)使用時應(yīng)少于9次。LPS和LPP指令必須成對使用，它們之間可以使用LRD指令。LPS、LRD、LPP指令無操作數(shù)。313.2PLC的基本邏輯指令及舉例邏輯堆棧操作指令指令3裝入堆棧指令LDS（LoadStack）復(fù)制堆棧中的第n個值到棧頂，而棧底值丟失。用法

LDSn(n為1~8的整數(shù))舉例LDS3

結(jié)果如右表所列一般很少用到323.2PLC的基本邏輯指令及舉例比較指令作用：比較指令是將兩個數(shù)值或字符串按指定條件進(jìn)行比較，條件成立時，觸點(diǎn)就閉合。所以比較指令實際上也是一種位指令。類型：字節(jié)比較、整數(shù)比較、雙字整數(shù)比較、實數(shù)比較和字符串比較。數(shù)值比較指令的運(yùn)算符有：=、>=、<、<=、>和<>等6種，字符串比較指令有=和<>兩種。對比較指令可進(jìn)行LD、A和O編程。比較指令屬于“位指令”具體指令（細(xì)節(jié)見表）333.2PLC的基本邏輯指令及舉例比較指令使用舉例343.2PLC的基本邏輯指令及舉例定時器及其使用最常用的器件幾個基本概念種類：TON，TONR，TOF分辯率與定時時間的計算單位時間的時間增量稱為定時器的分辨率，即精度。S7-200PLC定時器有3個精度等級：1ms、10ms和100ms。定時器定時時間T的計算：T=PT×S。式中：T為實際定時時間，PT為設(shè)定值，S為分辨率。例如：TON指令使用T97（為10ms的定時器），設(shè)定值為100，則實際定時時間為：

T=100×10=1000ms定時器的設(shè)定值PT：數(shù)據(jù)類型為INT型。操作數(shù)可為：VW、IW、QW、MW、SW、SMW、LW、AIW、T、C、AC、*VD、*AC、*LD和常數(shù)，其中常數(shù)最為常用。353.2PLC的基本邏輯指令及舉例定時器及其使用定時器的編號定時器的編號用定時器的名稱和它的常數(shù)編號（最大為255）來表示，即T***。如：T40。定時器的編號包含兩方面的變量信息：定時器位和定時器當(dāng)前值。定時器位：與其他繼電器的輸出相似。當(dāng)定時器的當(dāng)前值達(dá)到設(shè)定值PT時，定時器的觸點(diǎn)動作。定時器當(dāng)前值：存儲定時器當(dāng)前所累計的時間，它用16位符號整數(shù)來表示，最大計數(shù)值為32767。363.2PLC的基本邏輯指令及舉例定時器及其使用定時器的編號編號表TON和TOF使用相同范圍的定時器編號，所以在同一個PLC程序中決不能把同一個定時器號同時用作TON和TOF。例如在程序中，不能既有接通延時（TON）定時器T32，又有斷開延時（TOF）定時器T32。373.2PLC的基本邏輯指令及舉例定時器及其使用定時器的指令及使用指令383.2PLC的基本邏輯指令及舉例定時器及其使用定時器的指令及使用接通延時定時器TON（On-DelayTimer）接通延時定時器用于單一時間間隔的定時。上電周期或首次掃描時，定時器位為OFF，當(dāng)前值為0。輸入端接通時，定時器位為OFF，當(dāng)前值從0開始計時，當(dāng)前值達(dá)到設(shè)定值時，定時器位為ON，當(dāng)前值仍連續(xù)計數(shù)到32767。輸入端斷開，定時器自動復(fù)位，即定時器位為OFF，當(dāng)前值為0。記憶接通延時定時器TONR（RetentiveOn-DelayTimer）記憶接通延時定時器具有記憶功能,它用于對許多間隔的累計定時。上電周期或首次掃描時，定時器位為掉電前的狀態(tài)，當(dāng)前值保持在掉電前的值。當(dāng)輸入端接通時，當(dāng)前值從上次的保持值繼續(xù)計時，當(dāng)累計當(dāng)前值達(dá)到設(shè)定值時，定時器位ON，當(dāng)前值可繼續(xù)計數(shù)到32767。TONR定時器只能用復(fù)位指令R對其進(jìn)行復(fù)位操作。TONR復(fù)位后，定時器位為OFF，當(dāng)前值為0。掌握好對TONR的復(fù)位及啟動是使用好TONR指令的關(guān)鍵。393.2PLC的基本邏輯指令及舉例定時器及其使用定時器的指令及使用斷開延時定時器TOF（Off-DelayTimer）斷開延時定時器用于斷電后的單一間隔時間計時。上電周期或首次掃描，定時器位為OFF，當(dāng)前值為0。輸入端接通時，定時器位為ON，當(dāng)前值為0。當(dāng)輸入端由接通到斷開時，定時器開始計時。當(dāng)達(dá)到設(shè)定值時定時器位為OFF，當(dāng)前值等于設(shè)定值，停止計時。輸入端再次由OFF→ON時，TOF復(fù)位，這時TOF的位為ON，當(dāng)前值為0。如果輸入端再從ON→OFF，則TOF可實現(xiàn)再次啟動。403.2PLC的基本邏輯指令及舉例定時器及其使用定時器的指令及使用舉例413.2PLC的基本邏輯指令及舉例定時器及其使用定時器的刷新方式和正確使用1ms、10ms、100ms定時器的刷新方式是不同的，從而在使用方法上也有很大的不同。這和其他PLC是有很大區(qū)別的。1ms定時器

1ms定時器由系統(tǒng)每隔1ms刷新一次，與掃描周期及程序處理無關(guān)。它采用的是中斷刷新方式。因此，當(dāng)掃描周期大于1ms時，在一個周期中可能被多次刷新。其當(dāng)前值在一個掃描周期內(nèi)不一定保持一致。10ms定時器

10ms定時器由系統(tǒng)在每個掃描周期開始時自動刷新，由于是每個掃描周期只刷新一次，故在一個掃描周期內(nèi)定時器位和定時器的當(dāng)前值保持不變。100ms定時器

100ms定時器在定時器指令執(zhí)行時被刷新，因此，如果100ms定時器被激活后，如果不是每個掃描周期都執(zhí)行定時器指令或在一個掃描周期內(nèi)多次執(zhí)行定時器指令，都會造成計時失準(zhǔn)，所以在后面講到的跳轉(zhuǎn)指令和循環(huán)指令段中使用定時器時，要格外小心。100ms定時器僅用在定時器指令在每個掃描周期執(zhí)行一次的程序中。423.2PLC的基本邏輯指令及舉例定時器及其使用時間間隔定時器這是在最新版本的CPU中增加的有特殊功能的定時器，說是定時器，其實是2條指令。使用這2條指令可以記錄某一信號的開通時刻以及開通延續(xù)的時間。PLC停電后，停止記錄。觸發(fā)時間間隔（BITIM，BeginningIntervalTime）

該指令用來讀取PLC中內(nèi)置的1毫秒計數(shù)器的當(dāng)前值，并將該值存儲于OUT。雙字毫秒值的最大計時間隔為232ms，即49.7天。計算時間間隔（CITIM，CalculateIntervalTime）

該指令計算當(dāng)前時間與IN所提供時間的時間差，并將該差值存儲于OUT。雙字毫秒值的最大計時間隔為232ms，即49.7天。2條指令的有效操作數(shù)為：IN和OUT端均為雙字。433.2PLC的基本邏輯指令及舉例時間間隔定時器舉例443.2PLC的基本邏輯指令及舉例計數(shù)器及其使用應(yīng)用幾個基本概念種類：CTD,CTUD,CTD編號計數(shù)器的編號用計數(shù)器名稱和數(shù)字（0~255）組成，即C***，如C6。計數(shù)器的編號包含兩方面的信息：計數(shù)器的位和計數(shù)器當(dāng)前值。計數(shù)器位：計數(shù)器位和繼電器一樣是一個開關(guān)量，表示計數(shù)器是否發(fā)生動作的狀態(tài)。當(dāng)計數(shù)器的當(dāng)前值達(dá)到設(shè)定值時，該位被置位為ON。計數(shù)器當(dāng)前值：其值是一個存儲單元，它用來存儲計數(shù)器當(dāng)前所累計的脈沖個數(shù)，用16位符號整數(shù)來表示，最大數(shù)值為32767。計數(shù)器輸入端和操作數(shù)設(shè)定值輸入：數(shù)據(jù)類型為INT型。尋址范圍：VW、IW、QW、MW、SW、SMW、LW、AIW、T、C、AC、*VD、*AC、*LD和常數(shù)。一般情況下使用常數(shù)作為計數(shù)器的設(shè)定值。453.2PLC的基本邏輯指令及舉例計數(shù)器及其使用指令及其使用指令463.2PLC的基本邏輯指令及舉例計數(shù)器及其使用指令及其使用CTU首次掃描時，計數(shù)器位為OFF，當(dāng)前值為0。在計數(shù)脈沖輸入端CU的每個上升沿，計數(shù)器計數(shù)1次，當(dāng)前值增加一個單位。當(dāng)前值達(dá)到設(shè)定值時，計數(shù)器位為ON，當(dāng)前值可繼續(xù)計數(shù)到32767后停止計數(shù)。復(fù)位輸入端有效或?qū)τ嫈?shù)器執(zhí)行復(fù)位指令，計數(shù)器自動復(fù)位，即計數(shù)器位為OFF，當(dāng)前值為0。注意：在語句表中，CU、R的編程順序不能錯誤。473.2PLC的基本邏輯指令及舉例計數(shù)器及其使用指令及其使用CTU483.2PLC的基本邏輯指令及舉例計數(shù)器及其使用指令及其使用CTUD增減計數(shù)器有兩個計數(shù)脈沖輸入端：CU輸入端用于遞增計數(shù)，CD輸入端用于遞減計數(shù)。首次掃描時，計數(shù)器位為OFF，當(dāng)前值為0。CU輸入的每個上升沿，計數(shù)器當(dāng)前值增加1個單位；CD輸入的每個上升沿，都使計數(shù)器當(dāng)前值減小1個單位，當(dāng)前值達(dá)到設(shè)定值時，計數(shù)器位置位為ON。增減計數(shù)器當(dāng)前值計數(shù)到32767（最大值）后，下一個CU輸入的上升沿將使當(dāng)前值跳變?yōu)樽钚≈担?32768）；當(dāng)前值達(dá)到最小值-32768后，下一個CD輸入的上升沿將使當(dāng)前值跳變?yōu)樽畲笾?2767。復(fù)位輸入端有效或使用復(fù)位指令對計數(shù)器執(zhí)行復(fù)位操作后，計數(shù)器自動復(fù)位，即計數(shù)器位OFF，當(dāng)前值為0。注意：在語句表中，CU、CD、R的順序不能錯誤。493.2PLC的基本邏輯指令及舉例計數(shù)器及其使用指令及其使用CTUD503.2PLC的基本邏輯指令及舉例計數(shù)器及其使用指令及其使用CTD首次掃描時，計數(shù)器位為ON，當(dāng)前值為預(yù)設(shè)定值PV。對CD輸入端的每個上升沿計數(shù)器計數(shù)1次，當(dāng)前值減少一個單位，當(dāng)前值減小到0時，計數(shù)器位置位為ON。復(fù)位輸入端有效或?qū)τ嫈?shù)器執(zhí)行復(fù)位指令，計數(shù)器自動復(fù)位，即計數(shù)器位OFF，當(dāng)前值復(fù)位為設(shè)定值。注意：減計數(shù)器的復(fù)位端是LD，而不是R。在語句表中，CD、LD的順序不能錯誤。513.2PLC的基本邏輯指令及舉例計數(shù)器及其使用指令及其使用CTD523.3簡單的典型電路編程

延時脈沖產(chǎn)生電路

題目程序

533.3簡單的典型電路編程瞬時接通/延時斷開電路

題目程序

543.3簡單的典型電路編程瞬時接通/延時斷開電路

題目另外一種程序：使用了上例的典型電路553.3簡單的典型電路編程延時接通/延時斷開