PLC基本指令與編程2課件

2.PLC基本指令與編程（一）1.輸入繼電器（X）和輸出繼電器（Y）

（1）輸入繼電器2.1編程元件輸入繼電器用X來表示，其地址采用八進制編號，即X0～X177，其中沒有8和9。輸入繼電器是用于接收和存儲外部輸入信號，其線圈只能通過外部信號來驅動，而不能通過內部程序來驅動。（2）輸出繼電器輸出繼電器用Y來表示，其地址采用八進制編號，即Y0～Y177，其中沒有8和9。輸出繼電器線圈只能通過程序驅動，用于驅動外部負載。2.輔助繼電器(M)PLC內部有許多輔助繼電器，與中間繼電器的作用類似。輔助繼電器線圈只能通過程序驅動，即只能用于內部編程，不能直接驅動外部負載。（1）通用輔助繼電器編號為M0～M499，其用法與輸出繼電器相同，不能直接驅動外部電路。（2）斷電保持輔助繼電器

PLC在運行中若突然發(fā)生斷電，保持斷電前的狀態(tài)，斷電保持輔助繼電器就是實現這種要求。（3）特殊輔助繼電器編號為M8000～M8255。具有特殊功能（見附錄C）常用特殊輔助繼電器：M8000PLC運行時接通，可用于運行監(jiān)控；M8002僅在PLC運行的第一個周期內產生一個脈沖（初始脈沖），可用于初始化處理；M8012產生100ms的時鐘脈沖；M8013產生1s的時鐘脈沖；M8033PLC運行停止時保持輸出；M8034輸出全部禁止。X、Y、M元件的應用

8.數據寄存器（D）編號為D0～D8255，每個數據寄存器都是16位，可用相鄰的兩個數據寄存器存放32位數據，最高位都為符號位。

（1）通用數據寄存器通用數據寄存器編號為D0～D199，該類數據寄存器不具有斷電保持功能，當PLC停止運行時，數據全部清零；但其可以通過特殊輔助繼電器M8033來實現斷電保持，當M8033為“1”時，D0~D199在PLC停止運行時數據不會丟失。

（2）斷電保持數據寄存器斷電保持數據寄存器編號為D200~D7999。

（3）特殊數據寄存器編號為D8000~D8255。這類數據寄存器用于監(jiān)控PLC的運行狀態(tài)，如D8000存放監(jiān)視定時器（WDT）的時間。未定義的特殊數據寄存器，用戶不能使用。

9.變址寄存器（V/Z）有16個變址寄存器，編號為V0～V7和Z0～Z7，都是16位的寄存器。變址寄存器實際上是一種特殊的數據寄存器，用于改變元件的編號。10.指針（P/I）（1）分支用指針P分支用指針編號為P0～P127，它是用來指定跳轉指令（CJ）和子程序調用指令（CALL）調用子程序的入口地址。

（2）中斷用指針I(yè)

中斷用指針編號為I0□□～I8□□，它是用來指示某個中斷程序的入口位置。2.2基本指令1.LD、LDI、OUT指令LD（load）:常開觸點與母線連接指令（取指令）。LDI（loadInverse）:常閉觸點與母線連接指令（取反指令）。目標元件為X、Y、M、S、T或C。OUT(out):驅動線圈的輸出指令（線圈驅動指令）。目標元件為Y、M、S、T或C，不能對X使用。示例：LDX0OUTY0LDIX1OUTM0LDM0OUTY1OUTY23.OR、ORI指令OR（Or）：單個常開觸點并聯(lián)連接指令（或指令）ORI（OrInverse）：單個常閉觸點并聯(lián)連接指令（或反指令）目標元件：X、Y、M、S、T或C示例：LDX0ORX2ORIX3ANIX1OUTY04.ANB指令

ANB（AndBlock）：電路塊串聯(lián)指令（塊與指令）示例1：有兩種編程方法：一般編程法：集中編程法：LDX0LDX0ORIX3ORIX3LDIX1LDIX1ORX4ORX4ANBLDX2LDX2ORX5ORX5ANBANBANBOUTY0OUTY0LDX0ANDX1ORIX4LDX2ORX5ANBORIX6ANIX3OUTY0示例2：LDX0ANIX1LDIX3ANDX4ORBLDX2ORX5ANBLDX6ANIX7ORBORY06.SET、RST指令SET：置位指令，用于線圈動作的保持。RST（Reset）：復位指令，用于解除線圈動作的保持。說明：1）SET指令的操作元件可以為Y、M或S；作用相當于使得操作元件狀態(tài)置“1”RST的操作元件可以為Y、M、S、T、C、D、V或Z。對Y、M或S操作時，相當于將其狀態(tài)復位，即置“0”；對T、C、D、V或Z操作時，相當于將其數據清零。2）對于同一操作元件，SET、RST指令可多次使用，順序也可隨意，但只有最后執(zhí)行的一條指令有效。LDX1SETM1LDX2RSTM1LDX3SETY1LDX4RSTY1示例1：（a）梯形圖和指令表（b）時序圖7.PLS、PLF指令PLS（Pulse）：脈沖上升沿指令。PLF：脈沖下降沿指令。PLS、PLF指令使用說明如下：1）PLS和PLF指令都是實現程序循環(huán)掃描過程中某些只需執(zhí)行一次的功能，不同之處在于是在上升沿觸發(fā)還是下降沿觸發(fā)。2）PLS和PLF指令可以單獨使用，也可同時使用。LDX1PLSM1LDM1SETY1LDX2PLFM2LDM2RSTY1（b）時序圖PLS、PLF和SET、RST指令的結合使用示例：（a）梯形圖和指令表8.NOP指令NOP（NONprocessing）：空操作指令。說明：①在程序中加入NOP指令，可以預留存儲地址而不進行任何操作，其作用是在變通程序或增加指令時，使步序號變更較少。②可以短接某些觸點或環(huán)節(jié)；切斷某些環(huán)節(jié)；對梯形圖做某些變換。③無目標元素。9.END指令END（End）：結束指令。說明：①END指令用于程序的結束，PLC執(zhí)行用戶程序是從第一條開始執(zhí)行到END指令，后面的指令不執(zhí)行，然后重新掃描用戶程序，所以一個完整的PLC程序在結束處必須有END指令。②在調試程序時，可以將END指令暫時插在各段程序之后，分段調試，調試成功后再刪去插入的END指令，這樣可以縮短掃描周期，提高調試的效率。③無目標元素。（2）梯形圖的主要特點每個梯形圖由多層梯級組成。邏輯解算是按梯形圖中從上到下、從左到右的順序進行的——“概念電流”。梯形圖中每一梯級的運算結果，可立即被其后面的梯級所利用。梯形圖中，一般情況下（除了有跳轉指令和步進指令等的程序段以外），某一編號的繼電器線圈只能出現一次，而同一編號的繼電器觸點則可以被無限次引用。梯形圖中只出現輸入繼電器的觸點，而不出現輸入繼電器的線圈。PLC的內部繼電器（如內部輔助繼電器，定時器，計算器等）觸點只能供PLC的內部使用，不能用于輸出控制之用。梯形圖中的輸入觸點和輸出繼電器線圈對應的是I/O映象寄存器相應位的狀態(tài)，而不是物理觸點和線圈。梯形圖中的線圈是廣義的。PLC梯形圖是按掃描方式順序執(zhí)行程序的。（3）梯形圖編程的基本規(guī)則1）梯形圖編程應體現從上到下，從左到右的順序。與每個繼電器線圈相連的全部支路形成一個邏輯行，每個邏輯行始于左母線，終于右母線（右母線可省略）3）觸點應畫在水平線上，不能畫在垂直分支上X4X4X4X14）梯形圖中的線圈應放在最右邊，不能將觸點畫在線圖的右邊5）不包含觸點的分支應畫在垂直分支上，不可畫在水平線上，以便于識別觸點的邏輯組合和對輸出線圈的控制路徑6）梯形圖的邏輯關系應盡量簡單、清晰，便于閱讀，檢查和輸入。而不必考慮觸點的數量，因為軟觸點無數量上的限制，編號相同的觸點可在梯形圖中多次出現。如圖2-167）除了有跳轉指令和步進指令等的程序段以外，梯形圖中不允許出現同一編號繼電器線圈重復輸出。如圖2-17（2）繪制PLC外部I/O接線圖（3）設計梯形圖指令程序LDX0ORY0ANIY1ANIY2ANDX3OUTY0LDX1ORY1ANIY0ANIY2ANDX3OUTY1LDX2ORY2ANIY0ANIY1ANDX3OUTY2END（4）連接PLC外部設備。（5）輸入程序。（6）運行PLC。將運行方式開關置于RUN狀態(tài)，運行程序，調試程序時應逐項檢查以下要求是否滿足：①當開關SW沒有接通時，各按鈕是否能使對應的燈亮。②SW接通，按某一個按鈕是否能使對應的燈亮。③某一盞燈亮后，另外兩個搶答者的燈是否還能被點亮。④斷開開關SW，是否能使以亮的燈熄滅。如果某一項要求沒有達到，檢查和改正程序，直到完全滿足要求為止。作業(yè)：1.繪出下列指令程序對應的梯形圖，并比較其功能。（a）指令表程序（b）指令表程序LDIX1LDX0LDX0ORY0ORY0ANIX1ANBLDX2LDX2ANIX3ANIX3AN4X4AN4X4ORBORBOUTY0OUTY02.寫出下列梯形圖對應的指令表1．堆棧指令（MPS/MRD/MPP）MPS（進棧指令）：將運算結果送入棧存儲器的第一段，同時將先前送入的數據依次移到棧的下一段。MRD（讀棧指令）：將棧存儲器的第一段數據（最后進棧的數據）讀出且該數據繼續(xù)保存在棧存儲器的第一段，棧內的數據不發(fā)生移動。MPP（出棧指令）：將棧存儲器的第一段數據（最后進棧的數據）讀出且該數據從棧中消失，同時將棧中其它數據依次上移。2.4基本指令續(xù)入棧出棧的工作方式為：先進后出，后進先出示例：圖3-4和圖3-5LDX0MPSANDX1OUTY0MPPANDX2OUTY1LDX3MPSANIX4OUTY2MRDANDX5OUTY3MRDANIX6OUTY4MPPANDX7OUTY5示例：堆棧指令的使用說明：①堆棧指令沒有目標元件；②MPS和MPP必須配對使用；③由于棧存儲單元只有11個，所以棧的層次最多11層。2.主控指令MC/MCRMC（MasterControl）：主控指令用于公共串聯(lián)觸點的連接。執(zhí)行MC后，左母線移到MC觸點的后面。MCR(MasterControlReset)：主控復位指令它是MC指令的復位指令，即利用MCR指令恢復原左母線的位置。示例：圖3-6圖3-7LDX0MCN1M10LDX1OUTT0K10LDT0OUTY1MCRN1LDX2OUTY2MC、MCR指令的使用說明如下：1）MC、MCR指令的目標元件為Y和M，但不能用特殊輔助繼電器。MC占3個程序步，MCR占2個程序步。2）使用主控指令的觸點稱為主控觸點，主控觸點在梯形圖中與一般觸點垂直（如前頁圖中的M10）。主控觸點是與左母線相連的動合觸點，是控制一組電路的總開關。與主控觸點相連的觸點必須用LD或LDI指令。3）MC指令的輸入觸點斷開時，在MC和MCR之內的累計定時器、計數器、用復位/置位指令驅動的元件保持其之前的狀態(tài)不變。非累計定時器和計數器、用OUT指令驅動的元件將復位，在前頁圖中當X0斷開，T0斷電復位，Y1即變?yōu)镺FF。4）在一個MC指令區(qū)內若再使用MC指令稱為嵌套。嵌套級數最多為8級，編號按N0→N7順序增大，每級的返回用對應的MCR指令，編號按N7→N0順序復位。3.邊沿檢測指令（LDP/LDF,ANDP/ANDF,ORP/ORF)觸點狀態(tài)變化的邊沿檢測指令共有六個，指令屬性見下表其應用示例見圖3-8所示。符號、名稱功能電路表示操作元件程序步LDP取上升沿脈沖取上升沿脈沖與母線連接

X，Y，M，S，T，C2LDF取下降沿脈沖取下降沿脈沖與母線連接

X，Y，M，S，T，C2ANP與上升沿脈沖串聯(lián)連接上升沿脈沖

X，Y，M，S，T，C2ANF與下降沿脈沖串聯(lián)連接下降沿脈沖

X，Y，M，S，T，C2ORP或上升沿脈沖并聯(lián)連接上升沿脈沖

X，Y，M，S，T，C2ORF或下降沿脈沖并聯(lián)連接下降沿脈沖

X，Y，M，S，T，C23.邊沿檢測指令（LDP/LDF,ANDP/ANDF,ORP/ORF)應用示例：1.定時器T的類型與使用方法定時器分為通用定時器、積算(累計)定時器兩種。（1）通用定時器通用定時器的特點是不具備斷電的保持功能，即當輸入電路斷開或停電時定時器復位。通用定時器有100ms和10ms通用定時器兩種。2.5定時器T及計數器C的使用定時器的作用相當于時間繼電器，都是通電延時型。定時器總是與一個定時設定值一起使用，根據時鐘脈沖累計數，當累計脈沖數與設定值相同時，其輸出觸點產生動作。設定值由常數K直接設定，或通過數據寄存器（D）間接設定。

100ms通用定時器，T0～T199，設定值：1～32767，設定范圍：0.1～3276.7s。10ms通用定時器，T200～T245，設定值：1～32767，設定范圍：0.01～327.67s。2.5定時器T及計數器C的使用示例：當輸入X0接通時，定時器T220從0開始對10ms時鐘脈沖進行累積計數，當計數值與設定值K150相等時，定時器的常開接通Y0，經過的時間為150×0.01s=1.50s。當X0斷開后定時器復位，計數值變?yōu)?，其常開觸點斷開，Y0也隨之OFF。若外部電源斷電，定時器也將復位。2.5定時器T及計數器C的使用T0（2）積算定時器積算定時器具有計數累積的功能。在定時過程中如果斷電或定時器線圈OFF，積算定時器將保持當前的計數值，通電或定時器線圈ON后繼續(xù)累積，只有將積算定時器復位，當前值才變?yōu)?。1ms積算定時器，T246～T249，設定范圍：0.001～32.767s。100ms積算定時器，T250～T255，設定范圍：0.1～3276.7s。累計定時器的簡單應用：定時器應用

順序動作電路定時器應用延時接通與延時斷開電路2.計數器C的類型與使用方法計數器分為內部計數器和高速計數器兩類。（1）內部計數器內部計數器是在執(zhí)行掃描操作時對內部信號（如X、Y、M、S、T等）進行計數。內部輸入信號的接通和斷開時間應比PLC的掃描周期稍長。1）16位增計數器（C0～C199）共200點，其中C0～C99為通用型，C100～C199共100點為斷電保持型（斷電保持型即斷電后能保持當前值待通電后繼續(xù)計數）。示例：

X1為復位信號，當X1為ON時C0復位。X2是計數輸入，每當X2接通一次計數器當前值增加1（注意X1斷開，計數器不會復位）。當計數器計數當前值為設定值5時，計數器C0的輸出觸點動作，Y0被接通。此后既使輸入X2再接通，計數器的當前值也保持不變。當復位輸入X1接通時，執(zhí)行RST復位指令，計數器復位，輸出觸點也復位，Y0被斷開。

示例：

2）32位增/減計數器（C200～C234）其計數值設定范圍為-2147483648～+2147483647。共有35點32位加/減計數器，其中C200～C219（共20點）為通用型，C220～C234（共15點）為斷電保持型。

該類計數器在設定計數值時可以通過常數K在其設定范圍內直接任意設定，而間接設定時，必須通過兩個地址號相鄰的數據寄存器D進行設定。C200～C234是加計數器還是減計數器分別由特殊輔助繼電器M8200～M8234決定，對應的輔助繼電器為“1”時為減計數器，為“0”時為加計數器。其簡單應用如圖2-9所示。X10用來控制M8200，X10閉合時為減計數方式。X12為計數輸入，C200的設定值為5（可正、可負）。設C200置為增計數方式（M8200為OFF），當X12計數輸入累加由4→5時，計數器的輸出觸點動作。當前值大于5時計數器仍為ON狀態(tài)。只有當前值由5→4時，計數器才變?yōu)镺FF。只要當前值小于4，則輸出則保持為OFF狀態(tài)。復位輸入X11接通時，計數器的當前值為0，輸出觸點也隨之復位。示例：

（2）高速計數器（C235～C255）高速計數器與內部計數器相比除允許輸入頻率高之外，應用也更為靈活，高速計數器均有斷電保持功能，通過參數設定也可變成非斷電保持。

可以用來作為高速計數器輸入端口的有X0～X7八個端子輸入，每一點只能作為一個高速計數器的輸入，其中X6和X7只能用作啟動信號，而不能用作計數信號，因此，最多只能有六個高速計數器同時工作。高速計數器又可分為四種類型：1）單相無啟動/復位端子，其編號為C235～C240。2）單相帶啟動/復位端子，其編號為C241～C245。3）單相雙向輸入，其編號為C246～C250。4）雙相輸入(A-B型)，其編號為C251～C255。

1.移植設計法步驟在用PLC對繼電控制系統(tǒng)進行技術改造時，一種簡捷省時而又可靠的設計方法就是把原先的繼電器控制電路圖直接移植成PLC梯形圖，采用移植法設計梯形圖時主要有以下幾個步驟：(1)分析原有系統(tǒng)的工作原理了解被控設備的工藝過程和機械的動作情況，根據繼電器電路圖分析和掌握控制系統(tǒng)的工作原理。

(2)PLC的I/O地址分配確定系統(tǒng)的輸入設備和輸出設備，進行PLC的I/O地址分配，畫出PLC外部接線圖。2.5繼電器控制電路移植法設計梯形圖(3)建立其它元器件的對應關系

確定繼電器電路圖中的中間繼電器、時間繼電器等各器件與PLC中的輔助繼電器和定時器的對應關系。以上2和3兩步建立了繼電器電路圖中所有的元器件與PLC內部編程元件的對應關系，對于移植法而言，這非常重要。同時，在這過程中應該處理好以幾個問題：1）繼電器電路中的執(zhí)行元件應與PLC的輸出繼電器對應，如交直流接觸器、電磁閥、電磁鐵、指示燈等；2）繼電器電路中的主令電器應與PLC的輸入繼電器對應，如按鈕、位置開關、選擇開關等。熱繼電器的觸點可作為PLC的輸入，也可接在PLC外部電路中，主要是看PLC的輸入點是否足夠。注意處理好PLC內、外觸點的常開和常閉的關。3）繼電器電路中的中間繼電器與PLC的輔助繼電器對應；4）繼電器電路中的時間繼電器與PLC的定時器或計數器對應，但要注意：時間繼電器有通電延時型和斷電延時型兩種，而定時器只有“通電延時型”一種。(4)設計梯形圖程序根據對應關系，將繼電器電路圖“翻譯”成對應的“準梯形圖”，再根據梯形圖的編程規(guī)則將“準梯形圖”轉換成結構合理的梯形圖。對于復雜的控制電路可化整為零，先進行局部的轉換，最后再綜合起來。(5)仔細校對、認真調試

對轉換后的梯形圖一定要仔細校對、認真調試，以保證其控制功能與原圖相符。2.移植設計法應用舉例下圖為三相異步電動機Y-△啟動的主電路及控制電路，以此電路為例介紹如何用移植設計法設計其系統(tǒng)。KM2KM3（1）工作原理分析

由圖可知，開關QS閉合，按下啟動按鈕SB2后，線圈KM1通電并自鎖，KM2和KT也同時通電，因此KM1和KM2主觸點都閉合，Y形啟動，等KT延時時間到，其動斷觸點動作，使得KM2斷電，同時KT動合觸點也動作，使得KM3通電并自鎖，這時，KM1和KM3通電，變成△連接，從而實現Y-△啟動。KM2KM3（2）I/O地址分配及I/O接線類別電氣元件PLC軟元件功能輸入(I)熱繼電器觸點FRX0過載保護按鈕SB1X1停止按鈕按鈕SB2X2啟動按鈕輸出(O)線圈KM1Y1定子繞組主接觸器線圈KM2Y2三角形連接的接觸器線圈KM3Y3星形連接的接觸器根據工作原理以及I/O分配表，可以畫出其對應的I/O接線圖，如下圖所示。（3）建立對應關系（4）梯形圖移植（a）根據圖2-36畫出（b）調整后設計舉例：設計競賽搶答器顯示系統(tǒng)。假設參賽者分為兒童組、學生組及成人組三組，其中兒童2人，成人2人，學生1人。（1）控制要求：1）主持人按下開始按鈕，開始指示燈亮方可搶答，否則違例，桌上指示燈閃爍。2）要求兒童只需一人按下按鈕就搶答成功，對應指示燈亮；成人需兩人同時按下