基本指令課件

4.1PLC的編程語言與程序結(jié)構(gòu)4.2存儲器的數(shù)據(jù)類型與尋址方式4.3位邏輯指令4.4定時器與計數(shù)器指令4.5應(yīng)用舉例第4章PLC程序設(shè)計基礎(chǔ)1順序功能圖（SFC）梯形圖（LD或LAD）功能塊圖（FBD）指令表（IL）結(jié)構(gòu)文本（ST）4.1PLC的編程語言與程序結(jié)構(gòu)4.1.1PLC編程語言的國際標準IEC61131-3是PLC的編程語言標準5種編程語言：21）順序功能圖（SFC）3母線2）梯形圖（LAD）4功能塊圖是一種類似于數(shù)字邏輯門電路的編程語言。很少人使用功能塊語言。3）功能塊圖（FBD）5西門子公司S7系列PLC將指令表稱為語句表，是一種類似于匯編語言中的指令的助記符表達式。適合熟悉PLC和邏輯程序設(shè)計的經(jīng)驗豐富的程序員使用。4）語句表（STL）6S7-200PLC編址范圍（I0.0～I15.7）外部輸入電路接通時，對應(yīng)的輸入映像寄存器為ON（1狀態(tài)），反之為OFF（0狀態(tài)）。可以多次使用同一個輸入位的常開觸點和常閉觸點。4.2.1CPU的存儲區(qū)1、輸入過程映像寄存器（I）外部輸入點輸入端子4.2存儲器的數(shù)據(jù)類型與尋址方式9梯形圖中輸出映像寄存器Q0.0的線圈“通電”，繼電器型輸出模塊中對應(yīng)的硬件繼電器的常開觸點閉合，使接在標號為0.0的端子的外部負載工作，反之則外部負載斷電；輸出模塊中的每一個硬件繼電器僅有一對常開觸點，但是在梯形圖中，每一個輸出位的常開觸點和常閉觸點都可以使用多次。2、輸出過程映像寄存器（Q）Q0.0L負載電源S7-200PLC編址范圍（Q0.0～Q15.7）10作為控制繼電器來存儲中間操作狀態(tài)或其他控制信息?？砂次?、字節(jié)、字或雙字來存取數(shù)據(jù)。3、變量存儲區(qū)（V）是全局存儲器；在程序執(zhí)行過程中用來存放中間結(jié)果，或用來保存與工序或任務(wù)有關(guān)的其他數(shù)據(jù)。4、位存儲區(qū)（M）11T0～T255定時器位：用來描述定時器的延時動作的觸點狀態(tài)，定時器位為1時，梯形圖中對應(yīng)的定時器常開觸點閉合，常閉觸點斷開；為0時則觸點的狀態(tài)相反；接通延時、斷開延時、保持型接通延時定時器；三種定時器：1ms,10sm和100ms；5、定時器存儲區(qū)（T）12C0~C255加計數(shù)器、減計數(shù)器和加減計數(shù)器；當(dāng)計數(shù)器當(dāng)前值大于等于設(shè)定值時，計數(shù)器位被置1（為ON），梯形圖中對應(yīng)的計數(shù)器常開觸點閉合，常閉觸點斷開；為0時則觸點的狀態(tài)相反；6、計數(shù)器存儲區(qū)（C）13AC0~AC3（4個）是可以象存儲器那樣使用的讀/寫單元，可以用它向子程序傳遞參數(shù)，或從子程序返回參數(shù)，以及用來存放計算的中間結(jié)果；累加器是32位的，可以按字節(jié)、字和雙字來存取累加器中的數(shù)據(jù)，存取數(shù)據(jù)的長度根據(jù)所用的指令決定。7、高速計數(shù)器（HC）HC0~HC58、累加器（AC）14提供實現(xiàn)一些特殊的狀態(tài)和控制功能，用于CPU與用戶之間交換信息；9、特殊存儲器（SM）CPU224編址范圍SM0.0～SM179.7，共180個字節(jié)。其中SM0.0～SM29.7的30個字節(jié)為只讀型區(qū)域。15SM0.0RUN狀態(tài)，該位始終為1。SM0.1首次掃描時為1，用于程序的初始化。SM0.2當(dāng)RAM中數(shù)據(jù)丟失時，ON一個掃描周期。SM0.3PLC上電進入RUN方式，ON一個掃描周期。SM0.4輸出一個占空比為50％的分時鐘脈沖。SM0.5輸出一個占空比為50％的秒時鐘脈沖。SM0.6一個掃描周期為ON，另一為OFF循環(huán)交替。SM0.7工作方式開關(guān)位置指示。①SMB0狀態(tài)位字節(jié)，在每次掃描循環(huán)結(jié)尾由S7-200CPU更新16SM1.0零標志。SM1.1溢出標志。SM1.2負數(shù)標志。②SMB1指令狀態(tài)位字節(jié)，常用于表及數(shù)學(xué)操作17S7-200提供64字節(jié)的局部存儲器，LB0～LB63；通常后4個字節(jié)不用；因局部變量使用臨時的存儲區(qū)，子程序每次被調(diào)用時，應(yīng)保證它使用的局部變量被初始化。10、局部存儲器（L）局部變量存儲器，用作暫時存儲器，或給子程序傳遞參數(shù)；僅僅在創(chuàng)建它的主程序、子程序或中斷程序中有效，別的程序不能訪問；18S7-200將1個字長的數(shù)字量數(shù)據(jù)用D/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為現(xiàn)實世界的模擬量，用區(qū)域標識符AQ、表示數(shù)據(jù)長度的W和起始字節(jié)的地址來表示存儲模擬量輸出的地址；模擬量輸出數(shù)據(jù)應(yīng)從偶數(shù)字節(jié)地址開始存放，如：AQW2，AQW4，AQW6等，模擬量輸出值為只寫數(shù)據(jù)，用戶不能讀取模擬量輸出值。11、模擬量輸入（AI）S7-200將模擬量用A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為1個字長的數(shù)字量，用區(qū)域標識符AI、表示數(shù)據(jù)長度的W和起始字節(jié)的地址來表示模擬量輸入的地址；模擬量輸入數(shù)據(jù)應(yīng)從偶數(shù)字節(jié)地址開始存放，如：AIW2，AIW4，AIW6等，模擬量輸入值為只讀數(shù)據(jù)。12、模擬量輸出（AQ）19有些PLC中也把順序控制繼電器稱為狀態(tài)器，用在順序控制或步進控制中，提供控制程序的邏輯分段。S0.0～S31.713、順序控制繼電器（S）204.2.2CPU存儲區(qū)域的尋址S7-200數(shù)據(jù)尋址方式有立即數(shù)尋址、直接尋址和間接尋址三大類。常數(shù)值可以是字節(jié)、字或雙字，機器內(nèi)部的數(shù)據(jù)都是以二進制方式存儲，但常數(shù)的書寫可以用二進制、十進制、十六進制、ASCII碼或浮點數(shù)（實數(shù)）等多種形式。立即數(shù)尋址。數(shù)據(jù)長度位、字節(jié)（B）、字（W）、雙字（D）常數(shù)21A---存儲器（區(qū)域）名稱；T---數(shù)據(jù)類型，若為位尋址，則無該項；若為字節(jié)、字或雙字尋址，則T的取值應(yīng)分別為B、W和D。x---字節(jié)地址；y---字節(jié)內(nèi)的位地址，只有位尋址才有該項。S7-200PLC的存儲單元按字節(jié)進行編址，無論所尋址的是何種數(shù)據(jù)類型，通常應(yīng)指出它所在存儲區(qū)域內(nèi)的字節(jié)地址。每個單元都有唯一的地址，這種直接指出存儲器名稱的尋址方式稱為直接尋址。S7-200PLC內(nèi)部存儲器直接編址格式如下，表中1.CPU存儲區(qū)域的直接尋址22所在存儲器區(qū)域位尋址格式其他尋址格式數(shù)字量輸入映像寄存器區(qū)（I）Ax,yATx數(shù)字量輸出映像寄存器區(qū)（Q）Ax,yATx位存儲器區(qū)（M）Ax,yATx特殊存儲器區(qū)（SM）Ax,yATx順序控制繼電器存儲器區(qū)（S）Ax,yATx變量存儲器區(qū)（V）Ax,yATx局部存儲器區(qū)（L）Ax,yATx定時器存儲器區(qū)（T）AxAx(僅字)計數(shù)器存儲器區(qū)（C）AxAx(僅字)模擬量輸入存儲器區(qū)（AI）無Ax(僅字)模擬量輸出存儲器區(qū)（AQ）無Ax(僅字)累加器區(qū)（AC）無Ax(任意)高速計數(shù)器區(qū)（HC）無Ax(僅雙字)23以輸入寄存器I3.4為例說明（1）位尋址格式24對具有一定功能的存儲器，不用指出它們的字節(jié)，而是直接寫出其編號。這類存儲器包括定時器（T）、計數(shù)器（C）、高速計數(shù)器（HC）和累加器（AC）。對定時器（T）和計數(shù)器（C）的地址編號中均包含兩個含義，如T10，既表示T10的定時器位狀態(tài)信息，又表示定時器的當(dāng)前值；累加器（AC）的數(shù)據(jù)長度可以是字節(jié)、字或雙字，使用時只表示出累加器的地址編號，如AC0，數(shù)據(jù)長度取決于進出AC0的數(shù)據(jù)類型。（2）特殊器件的尋址格式25（3）字節(jié)、字和雙字的尋址格式2612345678AC1MSBLSBMOVBAC1,VB200//(VB200)=7812345678AC1MSBLSBMOVWAC1,VW200//(VB200)=56//(VB201)=7812345678AC1MSBLSBMOVDAC1,VD200//(VB200)=12//(VB201)=34//(VB202)=56//(VB203)=78按字節(jié)傳送按字傳送按雙字傳送27例：MOVW＊AC1，AC0指令功能：將AC1作為內(nèi)存地址指針，把以AC1中內(nèi)容為起始地址的內(nèi)存單元的16位數(shù)據(jù)送到累加器AC0中。利用指針進行尋址2、間接尋址28修改指針方法雙字加法ADDD雙字加1INCD字節(jié)1字2雙字4雙字地址VLAC1AC2AC3指針3.絕對地址和符號地址294.3基本邏輯指令類指令LD（Load）用于網(wǎng)絡(luò)塊邏輯開始的常開觸點與母線的連接。LDN（LoadNot）用于網(wǎng)絡(luò)塊邏輯運算開始的常閉觸點與母線的連接。=（Out）與線圈相對應(yīng),驅(qū)動線圈的觸點電路接通時,指定位對應(yīng)的輸出映像寄存器為1，反之則為0。1裝載指令及輸出指令30LD、LDN、=指令使用舉例：31（1）在分支電路塊的開始也要使用LD、LDN指令；（2）并聯(lián)的=指令可連續(xù)使用任意次；（3）在同一程序中不能使用雙線圈輸出;（4）LD、LDN、=指令的操作數(shù)為：I、Q、M、SM、T、C、V、S和L。T和C輸出時不是以使用=指令形式出現(xiàn)LD、LDN、=指令使用說明：32STL形式為：NOPN（N=0～255）

NOPN取反指令：NOT空操作指令：NOPLAD形式為：33標準觸點LAD和STL例34時序圖35A（And）用于單個常開觸點的串聯(lián)連接。AN（AndNot）用于單個常閉觸點的串聯(lián)連接。2觸點串聯(lián)（與）指令36（1）A、AN是單個觸點串聯(lián)連接指令，可連續(xù)使用，但S7-200PLC的編程軟件規(guī)定的串聯(lián)觸點的使用上限是11個。（2）連續(xù)輸出電路可以反復(fù)使用=指令，如上例所示，但下面電路就不屬于連續(xù)輸出電路了。（3）A、AN指令的操作數(shù)為：I、Q、M、SM、T、C、V、S和L。A、AN指令使用說明37O（OR）：用于單個常開觸點的并聯(lián)連接。ON（OrNot）用于單個常閉觸點的并聯(lián)連接。3觸點并聯(lián)指令38（1）O、ON是單個觸點并聯(lián)連接指令，可連續(xù)使用；（2）O、ON指令的操作數(shù)為：I、Q、M、SM、T、C、V、S和L。O、ON指令使用說明39OLD（OrLoad）：用于串聯(lián)電路塊的并聯(lián)連接。4串聯(lián)電路塊的并聯(lián)連接指令40（1）除在網(wǎng)絡(luò)塊邏輯運算的開始使用LD或LDN指令外，在塊電路的開始也要使用LD和LDN指令；（2）每完成一次塊電路的并聯(lián)時要寫上OLD指令；（3）OLD指令無操作數(shù)。OLD指令使用說明41ALD（AndLoad）：棧裝載與指令（與塊指令）；用于并聯(lián)電路塊的串聯(lián)連接。5并聯(lián)電路塊的串聯(lián)連接指令42ALD指令使用說明（1）在塊電路的開始時要使用LD和LDN指令；（2）每完成一次塊電路的串聯(lián)連接后要寫上ALD指令；（3）ALD指令無操作數(shù)。43堆棧是一組能夠存儲和取出數(shù)據(jù)的暫存單元，特點是“先進后出”。每次進行入棧操作，新值放入棧頂，棧底值丟失；每次進行出棧操作，棧頂值彈出，棧底值補進隨機數(shù)。6邏輯堆棧操作指令堆棧的基本概念S7-200系列PLC使用一個9位（層）堆棧來處理所有邏輯操作，棧頂用來存儲邏輯運算的結(jié)果，下面的8位用來存儲中間運算結(jié)果。ALD、OLD、LPS、LRD、LPP、LDS等指令是棧操作指令44堆棧示意圖451、ALD、OLD指令46472、邏輯入棧LPS、邏輯讀棧LRD和邏輯出棧LPP指令LPS：邏輯入棧指令（分支電路開始指令）。從梯形圖中可以看出，它用于生成一條新的母線，其左側(cè)為原來的主邏輯塊，右側(cè)為新的從邏輯塊，因此可以直接編程。從堆棧使用上來將，LPS指令的作用是把棧頂值復(fù)制后壓入堆棧。LRD：邏輯讀棧指令。在梯形圖分支結(jié)構(gòu)中，當(dāng)新母線左側(cè)為主邏輯塊時，LPS開始右側(cè)的第一個從邏輯塊編程，LRD開始第二個以后的從邏輯塊編程。從堆棧使用上來講，LRD指令將堆棧中第2層的數(shù)據(jù)復(fù)制到棧頂。第2—9層的數(shù)據(jù)不變，但原棧頂值消失。LPP：邏輯出棧指令（分支電路結(jié)束指令）。在梯形圖分支結(jié)構(gòu)中，LPP用于LPS產(chǎn)生的新母線右側(cè)的最后一個從邏輯塊編程，它在讀取完離它最近的LPS壓入堆棧內(nèi)容的同時復(fù)位該條新母線。從堆棧使用上來講，LPP指令使棧中各層的數(shù)據(jù)向上移動一層，第2層的數(shù)據(jù)成為新的棧頂值，棧頂原來的數(shù)據(jù)從棧內(nèi)消失。48LDS：功能是復(fù)制堆棧中的第n層的值到棧頂，棧中原來的數(shù)據(jù)依次向下一層推移，棧底值被推出丟失。指令格式：LDSn(n為0～8的整數(shù))例如：LDS3入棧前入棧后iv0iv3iv1iv0iv2vi1iv3iv2iv4iv3iv5iv4iv6iv5iv7iv6vi8iv73、裝入堆棧指令LDS49LPS、LRD和LPP指令使用舉例1：1A23BC50AAiv0iv1...1AAiv0iv1...2Aiv0iv1iv2...3M0.0+M0.1AAiv0...BAiv0iv1...M0.2?M0.3AAiv0...M0.4(反)?M0.5M0.2?M0.3AA...CAiv0iv1...LPPLRDLPS51LPS、LRD和LPP指令使用舉例2：雙重堆棧52LPS、LRD和LPP指令使用舉例3：53應(yīng)用舉例54LADSTL功能置位指令bit（S）NSbit,N從bit開始的N個元件置1并保持復(fù)位指令bit（R）NRbit,N從bit開始的N個元件清零并保持7置位、復(fù)位指令55S/R指令使用舉例：56置位復(fù)位57本程序?qū)?yīng)的時序圖如圖所示。58對位存儲器來說一旦被置位，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，后面的指令具有優(yōu)先權(quán)。N的常數(shù)范圍是1～255，N也可為：

VB、IB、QB、MB、SMB、SB、LB、AC、*VD、*AC和*LD；S/R指令的操作數(shù)是：

I、Q、M、SM、T、C、V、S和L。S/R指令使用說明598RS觸發(fā)器指令RS觸發(fā)器指令的LAD形式RS觸發(fā)器指令沒有STL形式，但可通過編程軟件把LAD形式轉(zhuǎn)換為STL形式，不過很難讀懂。所以建議如果使用RS觸發(fā)器指令最好使用LAD形式。60RS觸發(fā)器指令的真值表指令SIR輸出（bit)置位優(yōu)先觸發(fā)器指令(SR)00保持前一狀態(tài)010101111復(fù)位優(yōu)先觸發(fā)器指令(RS)SRI輸出（bit)00保持前一狀態(tài)01010111061RS觸發(fā)器指令使用舉例：62指令名稱STLLAD使用說明立即裝載LDIbitbit|I|bit|/I|bit只能為I立即非裝載LDNIbit立即或OIbit立即非或ONIbit立即與AIbit立即非與ANIbit各種立即指令的LAD和STL形式9立即指令63指令名稱STLLAD使用說明立即輸出=Ibitbit(I)bit只能為Q立即置位SIbit,Nbit（SI）Nbit只能為QN的范圍：1～128立即復(fù)位RIbit,Nbit（RI）N646566EU（EdgeUp）：正跳變觸點指令；ED（EdgeDown）：負跳變觸點指令；指令名稱LADSTL功能說明正跳變|P|EU在上升沿產(chǎn)生脈沖無操作數(shù)負跳變|N|ED在下降沿產(chǎn)生脈沖10跳變觸點指令67EU/ED使用舉例：68定時器的分辨率：1ms,10ms和100ms定時器的當(dāng)前值、設(shè)定值：均為16位有符號整數(shù)，最大值是327674.4定時器指令定時器的分類接通延時定時器斷開延時定時器保持型接通延時定時器69定時器號與分辨率類型分辨率定時范圍定時器號TONR1ms32.767sT0和T6410ms327.67sT1~T4和T65~T68100ms3276.7sT5~T31和T69~T95TONTOF1ms32.767sT32和T9610ms327.67sT33~T36和T97~T100100ms3276.7sT37~T63和T101~T255定時器的設(shè)定時間=設(shè)定值×分辨率注意：在同一個PLC程序中決不能把同一個定時器號同時用做TON和TOF。如程序中，不能既有接通延時（TON）定時器T32，又有斷開延時（TOF）定時器T32。70指令操作數(shù)1）編號：2）預(yù)設(shè)值PT：3）使能輸入（只對LAD和FBD）71接通延時定時器TON，接通延時定時器指令。用于單一間隔的定時。上電周期或首次掃描，定時器位OFF，當(dāng)前值為0。使能輸入接通時，定時器位為OFF，當(dāng)前值從0開始計數(shù)時間，當(dāng)前值達到預(yù)設(shè)值時，定時器位ON，當(dāng)前值連續(xù)計數(shù)到32767。使能輸入斷開，定時器自動復(fù)位，即定時器位OFF，當(dāng)前值為0。指令格式： TON Txxx，PT例： TON T120，872

接通延時定時器：TONLDI2.3TONT37,30LDT37=Q0.173斷開延時定時器TOF，斷開延時定時器指令。用于斷開后的單一間隔定時。上電周期或首次掃描，定時器位OFF，當(dāng)前值為0。使能輸入接通時，定時器位為ON，當(dāng)前值為0。當(dāng)使能輸入由接通到斷開時，定時器開始計數(shù)，當(dāng)前值達到預(yù)設(shè)值時，定時器位OFF，當(dāng)前值等于預(yù)設(shè)值，停止計數(shù)。TOF復(fù)位后，如果使能輸入再有從ON到OFF的負跳變，則可實現(xiàn)再次啟動。指令格式：TOF Txxx，PT例： TOF T35，674斷開延時定時器：TOFLDI0.0TOFT33,200LDT33=Q0.075有記憶接通延時定時器TONR，有記憶接通延時定時器指令。用于對許多間隔的累計定時。上電周期或首次掃描，定時器位OFF，當(dāng)前值保持。使能輸入接通時，定時器位為OFF，當(dāng)前值從0開始計數(shù)時間。使能輸入斷開，定時器位和當(dāng)前值保持最后狀態(tài)。使能輸入再次接通時，當(dāng)前值從上次的保持值繼續(xù)計數(shù)，當(dāng)累計當(dāng)前值達到預(yù)設(shè)值時，定時器位ON，當(dāng)前值連續(xù)計數(shù)到32767。TONR定時器只能用復(fù)位指令進行復(fù)位操作。指令格式：TONR Txxx，PT例： TONRT20，6376保持型接通延時定時器：TONRLDI2.1TONRT2,10LDT2=Q0.0LDI0.3RT2,177分辨率對定時器的影響1ms分辨率的定時器位和當(dāng)前值的更新和掃描周期不同步。掃描周期大于1ms時，定時器位和當(dāng)前值在一個掃描周期內(nèi)被多次刷新。10ms分辨率的定時器的定時器位和當(dāng)前值在每個掃描周期開始時被刷新。定時器位和當(dāng)前值在整個掃描周期過程中不變。在每個掃描周期開始時將一個掃描周期的時間間隔加到定時器當(dāng)前值上。10