電力拖動(dòng)與控制第10章-可編程序控制器(PLC)課件

1、第二篇 電器及其控制 第十章 可編程序控制器（PLC）主要內(nèi)容電力拖動(dòng)與控制 PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理 PLC的指令系統(tǒng) 機(jī)床電氣的PLC控制技術(shù) 可編程序控制器（PLC）是為取代繼電接觸器控制系統(tǒng)而設(shè)計(jì)的一種新型工業(yè)控制裝置，它可以實(shí)現(xiàn)邏輯控制、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)等各種功能。 它具有通用性強(qiáng)、可靠性高、指令系統(tǒng)簡(jiǎn)單、編程方便、體積小等一系列優(yōu)點(diǎn)，已成為改造和研發(fā)機(jī)床等機(jī)電一體化產(chǎn)品最理想的首選控制器。 電力拖動(dòng)與控制第一節(jié) PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理 一、PLC的基本結(jié)構(gòu) 目前PLC生產(chǎn)廠家很多，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)也各不相同，但其基本組成部分大致相同，如圖10-1所示。圖10-1 PLC的基本結(jié)構(gòu)

2、電力拖動(dòng)與控制一、PLC的基本結(jié)構(gòu) PLC主要由CPU、存儲(chǔ)器、輸入輸出單元、I/O擴(kuò)展接口、外圍設(shè)備接口和電源等部分組成。 1. CPU CPU是PLC的核心，其功能是： 接收并存儲(chǔ)從編程器輸入來的用戶程序和數(shù)據(jù)。 用掃描方式接收現(xiàn)場(chǎng)輸入裝置的狀態(tài)或數(shù)據(jù)。 逐條讀取用戶程序、按指令規(guī)定的功能產(chǎn)生有關(guān)的控制信號(hào),開啟或關(guān)閉相應(yīng)的控制門電路，分時(shí)分路地完成數(shù)據(jù)的處理，完成用戶程序中規(guī)定的各種運(yùn)算等。 更新有關(guān)標(biāo)志位的狀態(tài)和輸出狀態(tài)寄存表的內(nèi)容,再由輸出狀態(tài)表的位狀態(tài)或數(shù)據(jù)寄存器的有關(guān)內(nèi)容實(shí)現(xiàn)輸出控制、制表打印、數(shù)據(jù)通信。電力拖動(dòng)與控制一、PLC的基本結(jié)構(gòu) 2. 存儲(chǔ)器 用于存放系統(tǒng)工作程序、調(diào)用

3、管理程序和各種系統(tǒng)參數(shù)。電力拖動(dòng)與控制一、PLC的基本結(jié)構(gòu) 3. 輸入/輸出（I/O）單元 I/O單元是CPU與工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)裝置之間的連接部件。 PLC通過輸入接口把工業(yè)設(shè)備或生產(chǎn)過程的狀態(tài)或信息送入CPU，通過用戶程序的運(yùn)行，把結(jié)果通過輸出接口輸出給執(zhí)行機(jī)構(gòu)。 一、PLC的基本結(jié)構(gòu) 4. 電源 PLC的電源分為兩種，一種是外部電源或稱用戶電源，用于傳送現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)或驅(qū)動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，通常由用戶另備；另一種稱為內(nèi)部電源，是主機(jī)內(nèi)部電路的工作電源，是主機(jī)重要的組成部分。 編程器是PLC的一種主要外部設(shè)備。 其主要任務(wù)是輸入程序、調(diào)試程序，并可用來監(jiān)視PLC的工作狀態(tài)、顯示錯(cuò)誤信息等。5. 編程器二、PL

4、C的基本工作原理 1PLC的掃描工作方式 PLC采用的是循環(huán)掃描工作方式。 當(dāng)PLC運(yùn)行時(shí)，用戶程序中有很多操作需要去執(zhí)行，但CPU是不能同時(shí)去執(zhí)行多個(gè)操作的，它只能按程序規(guī)定的順序依次執(zhí)行各個(gè)操作。 掃描從存儲(chǔ)地址所存放的第一條用戶程序開始，在無中斷或跳轉(zhuǎn)控制的情況下，按存儲(chǔ)地址號(hào)遞增的方向順序逐條掃描用戶程序,也就是按順序逐條執(zhí)行用戶程序，直到程序結(jié)束。二、PLC的基本工作原理 PLC的掃描工作方式與繼電器-接觸器控制的工作原理不同。繼電器-接觸器控制采用并行工作方式，如果某個(gè)繼電器的線圈通電或斷電，該繼電器的所有觸點(diǎn)都會(huì)立即同時(shí)動(dòng)作；而PLC采用掃描工作方式，如果某個(gè)軟繼電器的線圈通電或

5、斷電，其所有的觸點(diǎn)不會(huì)立即動(dòng)作，必須等掃描到該點(diǎn)時(shí)才會(huì)動(dòng)作。但由于PLC的掃描速度快，通常兩者在I/O的處理結(jié)果上并沒有差別。 每掃描完一次程序就構(gòu)成一個(gè)掃描周期，然后再?gòu)念^開始掃描，并周而復(fù)始地重復(fù)。 PLC的一個(gè)掃描工作過程一般有五個(gè)階段：內(nèi)部處理階段、通信處理階段、輸入采樣階段、程序執(zhí)行階段和輸出刷新階段，如圖10-2所示。 整個(gè)過程掃描執(zhí)行一遍所需的時(shí)間稱為掃描周期。掃描周期與CPU運(yùn)算速度、PLC硬件配置及用戶程序長(zhǎng)短有關(guān)，典型值為1100ms。2PLC的掃描工作過程電力拖動(dòng)與控制二、PLC的基本工作原理圖10-2 PLC的工作過程二、PLC的基本工作原理（1）內(nèi)部處理階段 在內(nèi)部處

6、理階段，進(jìn)行PLC自檢，監(jiān)視內(nèi)部硬件、用戶程序存儲(chǔ)器、I/O模塊的狀態(tài)等，若自診斷正常，繼續(xù)向下掃描。（2）通信處理階段 在通信處理階段，CPU自動(dòng)監(jiān)測(cè)并處理各種通信端口接收到的任何信息，即檢查是否有編程器、計(jì)算機(jī)等通信請(qǐng)求，響應(yīng)編程器輸入的命令，更新編程器的顯示內(nèi)容等。二、PLC的基本工作原理（3）輸入采樣階段 在輸入采樣階段，PLC首先掃描所有的輸入端子，按順序?qū)⑺休斎攵说妮斎胄盘?hào)狀態(tài)讀入輸入映像寄存區(qū)，此時(shí)輸入映像寄存器被刷新。接著轉(zhuǎn)入程序執(zhí)行階段，在程序執(zhí)行期間，即使輸入端狀態(tài)發(fā)生變化，輸入狀態(tài)寄存器的內(nèi)容也不會(huì)發(fā)生改變，而要等到下一個(gè)工作周期的輸入刷新階段才能被讀入。二、PLC的基

7、本工作原理（4）程序執(zhí)行階段 在程序執(zhí)行階段，PLC根據(jù)用戶輸入的執(zhí)行程序，從第一條指令開始逐條執(zhí)行，并將相應(yīng)的邏輯運(yùn)算結(jié)果存入對(duì)應(yīng)的內(nèi)部輔助寄存器和輸出狀態(tài)寄存器。在掃描過程中如果遇到程序跳轉(zhuǎn)指令，就會(huì)根據(jù)跳轉(zhuǎn)條件是否滿足來決定程序的跳轉(zhuǎn)地址。當(dāng)最后一條控制程序執(zhí)行完畢后，即轉(zhuǎn)入輸出刷新階段。二、PLC的基本工作原理（5）輸出刷新階段 當(dāng)程序中所有指令執(zhí)行完畢后，PLC將輸出狀態(tài)寄存器中所有輸出繼電器的狀態(tài)，依次送到輸出鎖存電路，并通過一定輸出方式輸出，驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載，從而形成PLC的實(shí)際輸出。 在上述5個(gè)階段中，內(nèi)部處理階段、通信處理階段為PLC公共處理階段，與用戶程序的執(zhí)行無直接關(guān)聯(lián)；輸入

8、采樣階段、程序執(zhí)行階段和輸出刷新階段是PLC執(zhí)行用戶程序的3個(gè)主要階段，這3個(gè)階段構(gòu)成PLC一個(gè)工作周期，并循環(huán)執(zhí)行。三、PLC的常用編程語(yǔ)言 PLC的編程語(yǔ)言有梯形圖、語(yǔ)句表、功能塊圖、順序功能圖和結(jié)構(gòu)文本。其中，梯形圖和功能塊圖為圖形語(yǔ)言；語(yǔ)句表和結(jié)構(gòu)文本為文字語(yǔ)言；順序功能圖為結(jié)構(gòu)塊控制流程圖。梯形圖梯形圖沿用了繼電接觸器控制電路的符號(hào),同時(shí)增加了一些繼電接觸器控制中沒有的符號(hào)。三、PLC的常用編程語(yǔ)言（1）梯形圖的表達(dá)形式 梯形圖按照從左到右、從上而下的順序排列，如圖10-3所示。 最左邊的豎線稱為起始母線或左母線，或者簡(jiǎn)稱母線。最右邊的豎線稱為右母線(可以省略不畫)。各個(gè)觸點(diǎn)及線圈按

9、照控制要求和一定的規(guī)則連接起來。從左母線開始，自左向右依次連接各個(gè)觸點(diǎn)，最后以線圈結(jié)束,稱為一個(gè)邏輯行或一個(gè)梯級(jí)，整個(gè)圖形呈階梯形。圖10-3 梯形圖 梯形圖中的觸點(diǎn)有常開、常閉兩種，它們可以是PLC內(nèi)輸入繼電器、輸出繼電器、輔助繼電器、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器和狀態(tài)元件等的觸點(diǎn)，每個(gè)觸點(diǎn)都要標(biāo)上自己的編號(hào)以示區(qū)別。電力拖動(dòng)與控制三、PLC的常用編程語(yǔ)言 梯形圖中的線圈，可以是輸出繼電器、輔助繼電器、定時(shí)器和計(jì)數(shù)器等的線圈，每個(gè)線圈也要標(biāo)上其編號(hào)。編程時(shí)，可以通過編程器上的鍵盤將梯形圖輸入進(jìn)去，同時(shí)梯形圖在編程器的顯示器或顯示屏上顯示出來。（2）梯形圖語(yǔ)言的編程規(guī)則 1）梯形圖中的每個(gè)邏輯行，要以左母線

10、為起點(diǎn)，在一個(gè)邏輯行中，各種符號(hào)應(yīng)從左到右橫向排列。一行結(jié)束，才能自上而下再排列下一行。電力拖動(dòng)與控制三、PLC的常用編程語(yǔ)言三、PLC的常用編程語(yǔ)言 2）線圈及命令框必須位于一行的最右端，在它們的右邊不允許再有任何觸點(diǎn)存在。線圈接通后，才能使對(duì)應(yīng)的觸點(diǎn)動(dòng)作。 3）觸點(diǎn)可以任意串聯(lián)或并聯(lián)，但線圈只能并聯(lián)而不能串聯(lián)。 4）同一個(gè)觸點(diǎn)的使用次數(shù)不受限制，而同一線圈則一般不能重復(fù)使用。 5）觸點(diǎn)應(yīng)畫在水平線上，而不應(yīng)畫在垂直分支上。 6）梯形圖中，每行串聯(lián)的觸點(diǎn)數(shù)目和沿垂直方向的并聯(lián)觸點(diǎn)數(shù)目，理論上雖沒有限制，但受所用編程器顯示屏幕大小的限制，不同的編程器對(duì)此有不同的限定。 7）當(dāng)有幾個(gè)串聯(lián)支路相并

11、聯(lián)時(shí)，宜將含有觸點(diǎn)最多的那個(gè)串聯(lián)支路畫在梯形圖的最上面；當(dāng)有幾個(gè)并聯(lián)電路相串聯(lián)時(shí)，宜將含有觸點(diǎn)最多的并聯(lián)支路畫在梯形圖的最左面。 8）程序結(jié)束時(shí)要有結(jié)束標(biāo)志END。 9）梯形圖中的元件，特別是輸入繼電器的觸點(diǎn)和輸出繼電器的線圈，是PLC內(nèi)部的軟元件而不是實(shí)際元件，用戶程序執(zhí)行時(shí)所依據(jù)的輸入、輸出狀態(tài)，是相應(yīng)映像寄存器中的狀態(tài)，而不是PLC外接的實(shí)際開關(guān)在當(dāng)時(shí)的狀態(tài) 。 電力拖動(dòng)與控制三、PLC的常用編程語(yǔ)言三、PLC的常用編程語(yǔ)言 10）PLC按照循環(huán)掃描方式沿梯形圖從左到右、自上而下順序執(zhí)行程序?？梢园炎蟆⒂夷妇€假想為火線、地線，有假想的電流在梯形圖中流動(dòng)，在每一行中只能自左向右；在母線則從

12、上向下流。一段程序的執(zhí)行結(jié)果，可以立即被其后的程序所利用。在這樣的假想電流流動(dòng)中，如果電流可以通過線圈流至線圈，則線圈就接通，相應(yīng)的觸點(diǎn)就動(dòng)作。程序執(zhí)行遇到END時(shí)，一個(gè)掃描周期中對(duì)用戶程序的掃描就結(jié)束，結(jié)果存在各元件的映像寄存器中。 （3）梯形圖與繼電接觸器控制電路圖的差別電力拖動(dòng)與控制三、PLC的常用編程語(yǔ)言 1）組成元件不同 繼電接觸器控制系統(tǒng)使用的繼電器是真正存在的實(shí)物，它有真正的線圈和觸點(diǎn)，各繼電器間的連線也是真正的導(dǎo)線，母線間需施加真正的電源，元件及線路中有真正的電流流通。 梯形圖是借用繼電器、線圈、觸點(diǎn)、母線、連線等概念及其圖形符號(hào)，用圖形的表達(dá)方式來描述邏輯運(yùn)算關(guān)系和順序控制的

13、操作。三、PLC的常用編程語(yǔ)言 梯形圖中的元件都是PLC內(nèi)部存儲(chǔ)器中的軟元件，其觸點(diǎn)的使用次數(shù)是無限的，母線間也不加真正的電源，元件與接線中并沒有真正的電流通過。2）工作方式不同 在繼電接觸器控制電路圖中的母線上施加電壓后，接于其間的繼電器在滿足條件時(shí)是并行動(dòng)作的，因此往往要采取措施來防止發(fā)生觸點(diǎn)競(jìng)爭(zhēng)現(xiàn)象。 而梯形圖被執(zhí)行時(shí)，是按照循環(huán)掃描方式，即從左向右、自上而下逐個(gè)動(dòng)作的，因此一般不會(huì)產(chǎn)生觸點(diǎn)競(jìng)爭(zhēng)問題。 另一方面，繼電接觸器控制電路圖的母線加電后，只要是連通的節(jié)點(diǎn)，電流都可以向左、右兩個(gè)方向流通。而在梯形圖中，當(dāng)觸點(diǎn)閉合時(shí)，假想電流只能從左向右單方向流通。電力拖動(dòng)與控制三、PLC的常用編程

14、語(yǔ)言3）設(shè)計(jì)難度不同 設(shè)計(jì)繼電接觸器控制電路圖時(shí)，為了控制作用的安全可靠并盡量節(jié)約觸點(diǎn)使用量，往往要設(shè)置許多聯(lián)鎖環(huán)節(jié)。而畫梯形圖時(shí)，由于在掃描工作方式下不存在幾個(gè)并聯(lián)支路同時(shí)動(dòng)作的問題，加之可使用的軟元件極為豐富，因此使難度大大降低，效率大大提高。 語(yǔ)句表類似于計(jì)算機(jī)的匯編語(yǔ)言，用指令的助記符進(jìn)行編程。語(yǔ)句表表達(dá)式與梯形圖有一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，由指令組成的程序叫做指令（語(yǔ)句表）程序。 指令語(yǔ)句由操作碼和操作數(shù)兩部分組成，其格式為： 操作碼 操作數(shù) 操作碼用助記符表示，指示CPU要完成的各種操作功能，包括邏輯運(yùn)算、算術(shù)運(yùn)算、定時(shí)和計(jì)數(shù)等操作。操作數(shù)給出了操作碼指定的某種操作的對(duì)象或執(zhí)行操作所需的數(shù)據(jù)，

15、通常為編程元件的編號(hào)或常數(shù)。在用戶程序存儲(chǔ)器中，指令按步序號(hào)順序排列。電力拖動(dòng)與控制三、PLC的常用編程語(yǔ)言 語(yǔ)句表三、PLC的常用編程語(yǔ)言 功能塊圖 功能塊圖編程語(yǔ)言用類似與門、或門的方框來表示邏輯運(yùn)算關(guān)系。方框的左側(cè)為邏輯運(yùn)算的輸入變量，右側(cè)為輸出變量，信號(hào)自左向右流動(dòng)。功能塊圖程序如圖10-4所示，功能塊輸出邏輯為：圖10-4 功能塊圖程序三、PLC的常用編程語(yǔ)言 順序功能圖 順序功能圖將一個(gè)完整的控制過程分為若干階段，各階段具有不同的動(dòng)作，階段間有一定的轉(zhuǎn)換條件，轉(zhuǎn)換條件滿足就實(shí)現(xiàn)階段轉(zhuǎn)移，上一階段動(dòng)作結(jié)束，下一階段動(dòng)作開始。在順序功能圖中可以用別的語(yǔ)言嵌套編程，步、路徑和轉(zhuǎn)換是順序功

16、能圖中的三種主要元素。順序功能圖主要用來描述開關(guān)量順序控制系統(tǒng)，根據(jù)它可以很容易地畫出順序控制梯形圖程序。 結(jié)構(gòu)文本是為IEC61131-3標(biāo)準(zhǔn)創(chuàng)建的一種專用高級(jí)編程語(yǔ)言，如VB語(yǔ)言、VC語(yǔ)言等，它采用計(jì)算機(jī)的描述語(yǔ)句來描述系統(tǒng)中各種變量之間的各種運(yùn)算關(guān)系，完成所需的功能或操作。與梯形圖相比，它能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的數(shù)學(xué)運(yùn)算，編寫的程序簡(jiǎn)潔而緊湊，常用于大中型可編程控制系統(tǒng)及集散控制系統(tǒng)中。 結(jié)構(gòu)文本電力拖動(dòng)與控制三、PLC的常用編程語(yǔ)言第二節(jié) PLC的指令系統(tǒng) PLC的工作過程是依據(jù)編程語(yǔ)言來進(jìn)行的。編程指令隨生產(chǎn)廠家及機(jī)型的不同而不同，下面以西門子公司生產(chǎn)的 S7-200系列PLC為例介紹PLC的指

17、令系統(tǒng)。 S7-200系列PLC有兩類指令集：IEC61131-3指令集和SIMATIC指令集，可以任選一種完成所需的控制任務(wù)。IEC61131-3指令集是國(guó)際電工委員會(huì)（IEC）制定的PLC國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)61131-3Programming Language中推薦的標(biāo)準(zhǔn)語(yǔ)言。電力拖動(dòng)與控制第二節(jié) PLC的指令系統(tǒng) SIMATIC指令集是西門子公司為S7-200系列PLC設(shè)計(jì)的編程語(yǔ)言，SIMATIC指令通常由助記符和操作數(shù)組成，操作數(shù)的數(shù)據(jù)類型有位、字節(jié)（B）、字（W）、雙字（D）。下面具體介紹SIMATIC指令集中的基本編程指令（梯形圖和指令語(yǔ)句）。一、位操作類指令 位操作類指令的操作數(shù)是位，包

18、括觸點(diǎn)指令、正負(fù)跳變指令、置位和復(fù)位指令等。 1. 觸點(diǎn)指令 （1）標(biāo)準(zhǔn)觸點(diǎn)指令 標(biāo)準(zhǔn)觸點(diǎn)分標(biāo)準(zhǔn)常開觸點(diǎn)和標(biāo)準(zhǔn)常閉觸點(diǎn)。常開觸點(diǎn)對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)器地址位為1態(tài)時(shí)，該觸點(diǎn)閉合；在語(yǔ)句表中，用LD、A和O指令來表示。常閉觸點(diǎn)對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)器地址位為0態(tài)時(shí)，該觸點(diǎn)閉合；在語(yǔ)句表中，用LDN、AN和ON指令來表示。一、位操作類指令標(biāo)準(zhǔn)常開觸點(diǎn)梯形圖： 標(biāo)準(zhǔn)常閉觸點(diǎn)梯形圖: （2）立即觸點(diǎn)指令立即觸點(diǎn)分立即常開觸點(diǎn)和立即常閉觸點(diǎn)。立即常開觸點(diǎn)梯形圖： 立即常閉觸點(diǎn)梯形圖： 立即常開觸點(diǎn)對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)器地址位為1態(tài)時(shí)，該觸點(diǎn)閉合；立即常閉觸點(diǎn)對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)器地址位為0態(tài)時(shí)，該觸點(diǎn)閉合。 說明： 執(zhí)行立即觸點(diǎn)指令時(shí)，CPU直

19、接讀取輸入點(diǎn)的通/斷狀態(tài)作為程序處理的根據(jù)，但不刷新相應(yīng)映像寄存器的值。而執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)觸點(diǎn)指令時(shí)，CPU直接讀取的是相應(yīng)映像寄存器的值。電力拖動(dòng)與控制一、位操作類指令 每個(gè)從左母線開始的單一邏輯行、每個(gè)程序塊的開始、功能框的輸入端都必須使用LD和LDN這兩條指令。以常開觸點(diǎn)開始時(shí)用LD指令，指令格式為：LD bit。 以常閉觸點(diǎn)開始時(shí)用LDN指令，指令格式為：LDN bit 。3. 輸出指令 該指令將輸出位的新數(shù)值寫入到輸出映像區(qū)，并根據(jù)寫入結(jié)果控制其對(duì)應(yīng)的觸點(diǎn)。2. 裝載指令電力拖動(dòng)與控制一、位操作類指令一、位操作類指令輸出操作指令梯形圖及指令格式： ； bit立即輸出操作指令梯形圖及指令格式：

20、 ；I bit 4. 置位復(fù)位指令（ 1）置位指令S 將由操作數(shù)bit指定的地址位開始的n個(gè)點(diǎn)被置位，直至復(fù)位指令到來才能復(fù)位。梯形圖及指令格式： ； S bit，n一、位操作類指令 （ 2）復(fù)位指令R 將由操作數(shù)bit指定的地址位開始的n個(gè)點(diǎn)被復(fù)位，通常復(fù)位指令與置位配合使用。 梯形圖及指令格式： ；R bit，n 立即置位指令SI梯形圖及指令格式： ；SI bit，n 立即復(fù)位指令RI梯形圖及指令格式： ；RI bit，n （1）邏輯“與”操作指令 邏輯“與”操作指令梯形圖由標(biāo)準(zhǔn)觸點(diǎn)或立即觸點(diǎn)串聯(lián)構(gòu)成。 梯形圖： 或 指令格式：A bit，AN bit 或 AI bit，ANI bit （

21、2）邏輯“或”操作指令 邏輯“或”操作指令梯形圖由標(biāo)準(zhǔn)觸點(diǎn)或立即觸點(diǎn)并聯(lián)構(gòu)成。5. 邏輯指令電力拖動(dòng)與控制一、位操作類指令一、位操作類指令梯形圖： 或指令格式：O bit，ON bit 或 OI bit，ONI bit （3）邏輯“非”操作指令 該指令是將源操作數(shù)的狀態(tài)取反，作為目標(biāo)操作數(shù)輸出。邏輯“非”操作只能與其它指令聯(lián)合使用，本身沒有操作數(shù)。 梯形圖及指令格式： ； NOT （4）串聯(lián)電路的并聯(lián)操作指令OLD 由多個(gè)觸點(diǎn)串聯(lián)構(gòu)成一條支路，多個(gè)這樣的支路再相互并聯(lián)就形成串聯(lián)電路的并聯(lián)操作。即在兩個(gè)與邏輯的語(yǔ)句后面用助記符OLD連接起來，多個(gè)串聯(lián)支路間又構(gòu)成或的邏輯關(guān)系。OLD指令應(yīng)用如下：

22、梯形圖： 電力拖動(dòng)與控制一、位操作類指令指令格式： LD I0.0 AN I0.1 LD I0.2 A I0.3 OLD Q0.1 （5）并聯(lián)電路的串聯(lián)操作指令A(yù)LD 由一個(gè)或多個(gè)觸點(diǎn)并聯(lián)構(gòu)成局部電路，多個(gè)這樣的局部電路互相串聯(lián)構(gòu)成復(fù)雜電路。即在兩個(gè)或邏輯的語(yǔ)句后面用助記符ALD連接起來，多個(gè)并聯(lián)支路間又構(gòu)成與的邏輯關(guān)系。電力拖動(dòng)與控制一、位操作類指令梯形圖：指令格式： LD I0.0 O I0.2 LDN I0.1 O I0.3 ALD Q0.1 正負(fù)跳變指令稱為邊沿觸發(fā)指令。其中正跳變又稱上升沿觸發(fā)指令EU，負(fù)跳變又稱下降沿觸發(fā)指令ED，利用跳變可以產(chǎn)生一個(gè)掃描周期長(zhǎng)度的微分脈沖，觸發(fā)內(nèi)部

23、繼電器線圈。（6）正負(fù)跳變指令 1）正跳變指令。正跳變觸點(diǎn)檢測(cè)到脈沖的每一次正跳變后，產(chǎn)生一個(gè)微分脈沖。 梯形圖及指令格式： ； EU 2）負(fù)跳變指令。負(fù)跳變觸點(diǎn)檢測(cè)到脈沖的每一次負(fù)跳變后，產(chǎn)生一個(gè)微分脈沖。電力拖動(dòng)與控制一、位操作類指令 梯形圖及指令格式： ；ED （7）空操作指令 使能輸入有效時(shí)，執(zhí)行空操作指令。 梯形圖及指令格式： ；NOP N6. 堆棧指令 S7-200PLC使用9層堆棧來處理所有邏輯操作，是一組能夠存儲(chǔ)和取出數(shù)據(jù)的暫存單元,其特點(diǎn)是“先進(jìn)后出”。每一次入棧，新值放入棧頂，棧底值丟失；每一次出棧，棧底值補(bǔ)進(jìn)隨機(jī)數(shù)。電力拖動(dòng)與控制一、位操作類指令 邏輯堆棧指令主要用來完成

24、對(duì)觸點(diǎn)進(jìn)行的復(fù)雜連接，配合ALD、OLD等指令使用。 （1）邏輯入棧指令LPS 該指令功能是復(fù)制棧頂?shù)闹挡⑵鋲喝攵褩５臈ｍ?，棧中原來的?shù)據(jù)依次向下一層推移，棧底值被推出丟失。在梯形圖中，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。電力拖動(dòng)與控制一、位操作類指令（2）邏輯讀棧指令LRD 該指令的功能是將堆棧中第2層的數(shù)據(jù)復(fù)制到棧頂，堆棧沒有入棧和出棧操作，只是棧頂?shù)闹当坏?層棧的一、位操作類指令值取代。在梯形圖中，當(dāng)新母線左側(cè)為主邏輯塊時(shí)，LPS開始右側(cè)的第一個(gè)從邏輯塊編程，LRD開始第二個(gè)以后的從邏輯塊編程。（3）邏輯出棧指令LPP 該指令功能是將棧頂值彈出，原堆棧中各

25、層數(shù)據(jù)依次上移一層，第二層的數(shù)據(jù)成為新的棧頂值，原棧頂值消失。在梯形圖中，LPP用于LPS產(chǎn)生的新母線右側(cè)最后一個(gè)從邏輯塊編程，在讀取完離它最近的LPS壓入堆棧內(nèi)容的同時(shí)，復(fù)位該條新母線。 二、定時(shí)器指令和計(jì)數(shù)器指令 定時(shí)器指令 S7-200PLC有三種類型的定時(shí)器：通電延時(shí)定時(shí)器TON、保持型通電延時(shí)定時(shí)器TONR和斷電延時(shí)定時(shí)器TOF，共提供256個(gè)定時(shí)器T0T255，定時(shí)器的分辨率有三個(gè)等級(jí)：1ms、10 ms、100 ms。 定時(shí)器編程時(shí)提前輸入時(shí)間預(yù)設(shè)值，當(dāng)定時(shí)器的輸入條件滿足時(shí)開始計(jì)時(shí)，當(dāng)前值從0開始按一定的時(shí)間單位增加，當(dāng)定時(shí)器的當(dāng)前值達(dá)到預(yù)設(shè)值時(shí)，定時(shí)器發(fā)生動(dòng)作，發(fā)出中斷請(qǐng)求，

26、以便PLC響應(yīng)而作出相應(yīng)的動(dòng)作，此時(shí)它對(duì)應(yīng)的觸點(diǎn)動(dòng)作。二、定時(shí)器指令和計(jì)數(shù)器指令 利用定時(shí)器的輸入與輸出觸點(diǎn)就可以得到控制所需的延時(shí)時(shí)間。 定時(shí)器的定時(shí)時(shí)間計(jì)算公式為： T=PTS （T為定時(shí)時(shí)間，PT為預(yù)設(shè)值，S為分辨率等級(jí)） 定時(shí)器號(hào)碼不僅是定時(shí)器的編號(hào)，它還包含兩方面的變量信息： 1）定時(shí)器位 反映了存儲(chǔ)定時(shí)器的狀態(tài)，當(dāng)定時(shí)器的當(dāng)前值達(dá)到預(yù)設(shè)值PT時(shí)，該位被置1。 2）定時(shí)器當(dāng)前值 反映了存儲(chǔ)定時(shí)器當(dāng)前所累計(jì)的時(shí)間，用16位符號(hào)整數(shù)來表示，其最大計(jì)數(shù)值為32767。 （1）通電延時(shí)定時(shí)器指令TON 梯形圖及指令格式如圖10-5a所示。該指令用于單一時(shí)間間隔的定時(shí)。電力拖動(dòng)與控制二、定時(shí)器

27、指令和計(jì)數(shù)器指令 TON Tn, PT TONR Tn, PT TOF Tn, PT a)通電延時(shí)定時(shí)器 b)保持型通電延時(shí)定時(shí)器 c)斷電延時(shí)定時(shí)器 圖10-5 定時(shí)器梯形圖及指令格式 二、定時(shí)器指令和計(jì)數(shù)器指令 當(dāng)使能輸入端IN為0時(shí)，定時(shí)器位為0，定時(shí)器不工作。 當(dāng)使能輸入端IN變?yōu)?時(shí)，定時(shí)器開始工作，每過一個(gè)基本時(shí)間間隔，定時(shí)器的當(dāng)前值加1。 當(dāng)定時(shí)器的當(dāng)前值達(dá)到定時(shí)器的預(yù)設(shè)值PT時(shí)，定時(shí)器的延時(shí)時(shí)間到，定時(shí)器位由0變換為1。 在定時(shí)器輸出狀態(tài)改變后，定時(shí)器繼續(xù)計(jì)時(shí)直到32767時(shí)才停止，當(dāng)前值將保持不變。 梯形圖及指令格式如圖10-5b所示。該指令用于有許多間隔的累計(jì)定時(shí)。 其原理

28、與通電延時(shí)定時(shí)器基本相同，不同之處在于該定時(shí)器的當(dāng)前值是可以記憶的。當(dāng)IN從0變?yōu)?時(shí)，定時(shí)器位為0，當(dāng)前值從0開始累計(jì)計(jì)數(shù)時(shí)間；當(dāng)IN從1變?yōu)?時(shí)，定時(shí)器位和當(dāng)前值保持最后狀態(tài)。當(dāng)IN再次從0變?yōu)?時(shí)，當(dāng)前值從上次的保持值繼續(xù)計(jì)數(shù)，當(dāng)累計(jì)當(dāng)前值達(dá)到預(yù)設(shè)值時(shí)，定時(shí)器位為1，當(dāng)前值連續(xù)計(jì)數(shù)到32767，才停止計(jì)時(shí)。（2）保持型通電延時(shí)定時(shí)器指令TONR電力拖動(dòng)與控制二、定時(shí)器指令和計(jì)數(shù)器指令（3）斷電延時(shí)定時(shí)器指令TOF 梯形圖及指令格式如圖10-5c所示。該指令用于斷電后單一時(shí)間間隔的定時(shí)。 當(dāng)IN為1時(shí)，定時(shí)器當(dāng)前值為0，定時(shí)器位為1，定時(shí)器沒有工作。當(dāng)IN從1變?yōu)?時(shí)，定時(shí)器開始工作，每過

29、一個(gè)基本時(shí)間間隔，定時(shí)器的當(dāng)前值加1。當(dāng)定時(shí)器的當(dāng)前值達(dá)到定時(shí)器的預(yù)設(shè)值PT時(shí)，定時(shí)器的延時(shí)時(shí)間到，定時(shí)器位由1變換為0，停止計(jì)時(shí)，當(dāng)前值保持不變。電力拖動(dòng)與控制二、定時(shí)器指令和計(jì)數(shù)器指令二、定時(shí)器指令和計(jì)數(shù)器指令1) 不能把一個(gè)定時(shí)器號(hào)碼同時(shí)用作通電延時(shí)定時(shí)器 （TON）和斷電延時(shí)定時(shí)器（TOF）。 2) 使用復(fù)位指令（R）對(duì)定時(shí)器復(fù)位時(shí)，定時(shí)器位為0， 定時(shí)器當(dāng)前值為0。3) 保持型通電延時(shí)定時(shí)器（TONR）只能用復(fù)位指令R 對(duì)其進(jìn)行復(fù)位操作。4) 對(duì)于斷電延時(shí)定時(shí)器（TOF），使能輸入端有一個(gè) 負(fù)跳變的輸入信號(hào)才能啟動(dòng)定時(shí)。5) 不同精度的定時(shí)器，其當(dāng)前值的刷新周期是不同的。應(yīng)用定時(shí)器指

30、令應(yīng)注意的問題：二、定時(shí)器指令和計(jì)數(shù)器指令2. 計(jì)數(shù)器指令 計(jì)數(shù)器用來累計(jì)輸入脈沖的數(shù)量，是應(yīng)用非常廣泛的編程元件。經(jīng)常用來對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行計(jì)數(shù)。 計(jì)數(shù)器有三種類型：向上（增）計(jì)數(shù)器CTU、向下（減）計(jì)數(shù)器CTD和向上向下（增減）計(jì)數(shù)器CTUD，共計(jì)256個(gè)?？筛鶕?jù)實(shí)際編程需要，對(duì)某個(gè)計(jì)數(shù)器的類型進(jìn)行定義，編號(hào)為C0C255。 每個(gè)計(jì)數(shù)器的線圈編號(hào)只能使用一次。每個(gè)計(jì)數(shù)器有一個(gè)16位的當(dāng)前值寄存器和一個(gè)狀態(tài)位，最大計(jì)數(shù)值為32767。 梯形圖及指令格式如圖10-6a所示。 （1）增計(jì)數(shù)器指令CTU CTU Cn, PV CTD Cn, PV CTUD Cn, PV a) 增計(jì)數(shù)器 b) 減計(jì)數(shù)器 c

31、) 增減計(jì)數(shù)器電力拖動(dòng)與控制二、定時(shí)器指令和計(jì)數(shù)器指令 圖10-6 計(jì)數(shù)器指令的梯形圖及指令格式 當(dāng)復(fù)位端R信號(hào)為1時(shí)，計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值為0，計(jì)數(shù)器位為0。 當(dāng)R信號(hào)為0時(shí)，計(jì)數(shù)器可以工作。在CU輸入端每個(gè)脈沖的上升沿到來，計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)1次，其當(dāng)前值加1。 如果當(dāng)前值達(dá)到設(shè)定值，計(jì)數(shù)器動(dòng)作，計(jì)數(shù)器位變?yōu)?，這時(shí)再增加計(jì)數(shù)脈沖時(shí)，計(jì)數(shù)器當(dāng)前值仍不斷地累計(jì)，直到32767時(shí)停止計(jì)數(shù)。 電力拖動(dòng)與控制二、定時(shí)器指令和計(jì)數(shù)器指令 當(dāng)裝載輸入端LD信號(hào)為1時(shí)，計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值為PV，計(jì)數(shù)器位為0。 當(dāng)LD信號(hào)為0時(shí)，計(jì)數(shù)器可以工作。在CD輸入端每個(gè)脈沖的上升沿到來時(shí)，計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值減1。當(dāng)計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值等于0

32、時(shí)，計(jì)數(shù)器位變?yōu)?，并停止計(jì)數(shù)。這種狀態(tài)一直保持到裝載輸入端LD信號(hào)變?yōu)?，再次裝入PV值之后，計(jì)數(shù)器位變?yōu)?，才能再次重新計(jì)數(shù)。電力拖動(dòng)與控制二、定時(shí)器指令和計(jì)數(shù)器指令（2）減計(jì)數(shù)器指令CTD 梯形圖及指令格式如圖10-6b所示。 梯形圖及指令格式如圖10-6c所示。 當(dāng)復(fù)位端R信號(hào)為1時(shí)，計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值為0，計(jì)數(shù)器位為0。當(dāng)R信號(hào)為0時(shí)，計(jì)數(shù)器可以工作。 在增計(jì)數(shù)輸入端CU每個(gè)脈沖的上升沿到來時(shí)，計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)1次，其當(dāng)前值加1。當(dāng)計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值達(dá)到設(shè)定值，計(jì)數(shù)器位變?yōu)?。這時(shí)再增加計(jì)數(shù)脈沖時(shí)，計(jì)數(shù)器當(dāng)前值仍不斷地累計(jì)，達(dá)到32767后，下一個(gè)CU脈沖上升沿將使計(jì)數(shù)值跳變?yōu)樽钚≈担?2768）

33、而停止計(jì)數(shù)。（3）增減計(jì)數(shù)器指令CTUD電力拖動(dòng)與控制二、定時(shí)器指令和計(jì)數(shù)器指令二、定時(shí)器指令和計(jì)數(shù)器指令 在減計(jì)數(shù)輸入端CD每個(gè)脈沖的上升沿到來時(shí)，計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值減1。當(dāng)計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值小于設(shè)定值時(shí)，計(jì)數(shù)器位變?yōu)?。再來減計(jì)數(shù)脈沖時(shí)，計(jì)數(shù)器當(dāng)前值仍不斷地遞減，達(dá)到最小值（32768）后，下一個(gè)CD脈沖上升沿將使計(jì)數(shù)值跳變?yōu)樽畲笾担?2767）而停止計(jì)數(shù)。 應(yīng)用計(jì)數(shù)器指令應(yīng)注意的問題：可以用復(fù)位指令對(duì)三種計(jì)數(shù)器復(fù)位，執(zhí)行復(fù)位指令后，計(jì)數(shù)器位變?yōu)?，計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值變?yōu)?。2) 在一個(gè)程序中，同一個(gè)計(jì)數(shù)器號(hào)碼只能使用一次。3) 脈沖輸入和復(fù)位輸入同時(shí)有效時(shí)，優(yōu)先執(zhí)行復(fù)位操作。三、程序控制指令 程序控

34、制指令主要用于程序結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，包括結(jié)束及暫停指令、跳轉(zhuǎn)與標(biāo)號(hào)指令、循環(huán)指令、監(jiān)控器重設(shè)指令和子程序指令等。1. 結(jié)束及暫停指令（1）結(jié)束指令END END指令為有條件結(jié)束指令。根據(jù)前一個(gè)邏輯條件終止主用戶程序。梯形圖及指令格式： ；END三、程序控制指令 （2）暫停指令STOP 通過暫停指令可將CPU從運(yùn)行（RUN）模式轉(zhuǎn)換為暫停（STOP）模式，終止程序執(zhí)行。 梯形圖及指令格式： ；STOP 說明：1) 在梯形圖中，結(jié)束、暫停指令以線圈形式編程，均無操作數(shù)和數(shù)據(jù)類型。 2) END指令功能是結(jié)束主程序，它只能在主程序中使用，不能在子程序和中斷程序中使用。 3) STOP指令可在主程序、子程序

35、和中斷程序中使用。三、程序控制指令2. 跳轉(zhuǎn)指令和標(biāo)號(hào)指令 跳轉(zhuǎn)操作由跳轉(zhuǎn)指令JMP和跳轉(zhuǎn)標(biāo)號(hào)指令LBL兩部分構(gòu)成，跳轉(zhuǎn)指令可以使程序跳轉(zhuǎn)到具體的地址。當(dāng)條件滿足時(shí)，程序由JMP指令控制轉(zhuǎn)至跳轉(zhuǎn)標(biāo)號(hào)指令標(biāo)號(hào)n的程序段去執(zhí)行（跳轉(zhuǎn)接受時(shí)，堆棧棧頂值始終為邏輯1）。（1）跳轉(zhuǎn)指令梯形圖及指令格式： ；JMP n（2） 跳轉(zhuǎn)標(biāo)號(hào)指令梯形圖及指令格式： ；LBL n 說明： 1) 在梯形圖中，跳轉(zhuǎn)開始指令JMP n以線圈形式編程，跳轉(zhuǎn)標(biāo)號(hào)指令LBL n以功能框形式編程。n是標(biāo)號(hào)地址，其取值范圍是0255的字節(jié)類型。 2) 執(zhí)行跳轉(zhuǎn)指令需要用兩條指令配合使用，必須配合應(yīng)用在同一個(gè)程序塊中。電力拖動(dòng)與控制

36、三、程序控制指令三、程序控制指令3. 循環(huán)指令 循環(huán)指令由循環(huán)開始指令FOR和循環(huán)結(jié)束指令NEXT組成。當(dāng)需要對(duì)某個(gè)程序重復(fù)執(zhí)行時(shí)可以采用此指令。FOR和NEXT之間的程序段稱為循環(huán)體，當(dāng)允許輸入EN有效時(shí)，執(zhí)行循環(huán)體，INDX從1開始計(jì)數(shù)。每執(zhí)行一次循環(huán)體，INDX自動(dòng)加1，并且與終值相比較，如果INDX大于FINAL，循環(huán)結(jié)束。（1）循環(huán)開始指令FOR 該指令用來標(biāo)記循環(huán)體的開始。在梯形圖中，以功能框的形式編程，指令有三個(gè)輸入端。 梯形圖及指令格式： ；FOR INDX，INIT，F(xiàn)INAL（2）循環(huán)結(jié)束指令NEXT 該指令用來標(biāo)記循環(huán)體的結(jié)束，以線圈的形式編程。NEXT指令標(biāo)記FOR循環(huán)

37、結(jié)束，并將堆棧頂值設(shè)為1。 梯形圖及指令格式： ；NEXT電力拖動(dòng)與控制三、程序控制指令三、程序控制指令 說明： 1）FOR和NEXT指令必須成對(duì)使用。 2）FOR和NEXT可以循環(huán)嵌套，嵌套最多為8層，但各個(gè)嵌套之間不可交叉。 3）每次使能輸入重新有效時(shí)，指令將自動(dòng)復(fù)位各參數(shù)。 4）初值大于終值時(shí)，循環(huán)體不被執(zhí)行。 5）在使用時(shí)必須給FOR指令指定當(dāng)前循環(huán)計(jì)數(shù)、初值和終值。 6）循環(huán)結(jié)束指令NEXT無操作數(shù)和數(shù)據(jù)類型。4. 監(jiān)視器重設(shè)指令WDR 監(jiān)視器重設(shè)指令重新觸發(fā)CPU系統(tǒng)監(jiān)視程序定時(shí)器（WDT），用于監(jiān)視掃描時(shí)間是否超時(shí)。每當(dāng)掃描到WDT定時(shí)器時(shí)，WDT定時(shí)器將復(fù)位。系統(tǒng)發(fā)生故障情況下

38、，掃描時(shí)間大于WDT設(shè)定值，該定時(shí)器不能及時(shí)復(fù)位，則報(bào)警并停止CPU運(yùn)行，同時(shí)復(fù)位輸出。 電力拖動(dòng)與控制梯形圖及指令格式： ；WDR三、程序控制指令5. 子程序操作指令 子程序操作指令有：子程序調(diào)用指令和子程序返回指令。 梯形圖及指令格式： CALL SBR_n CRET電力拖動(dòng)與控制三、程序控制指令子程序調(diào)用 子程序返回三、程序控制指令 使用子程序操作指令應(yīng)注意的問題： 1）子程序由子程序標(biāo)號(hào)開始，到子程序返回指令結(jié)束。如果需要在子程序執(zhí)行過程中滿足一定條件就跳出子程序，也可以在子程序中添加子程序返回指令，從而由判斷條件決定是否結(jié)束子程序調(diào)用。 2）CRET多用于子程序的內(nèi)部，由判斷條件決定

39、是否結(jié)束子程序調(diào)用。 3）子程序可以進(jìn)行嵌套，嵌套深度最多為8級(jí)。 4）累加器可在調(diào)用程序和被調(diào)用子程序之間自由傳遞，所以累加器的值在子程序調(diào)用時(shí)既不保存也不恢復(fù)。6. 順序控制繼電器指令 順序控制繼電器指令用于編制復(fù)雜的順序控制程序。順序控制繼電器指令有三個(gè)。電力拖動(dòng)與控制三、程序控制指令 梯形圖及指令格式： 順序控制開始 順序控制轉(zhuǎn)移 順序控制結(jié)束LSCR Sn.x SCRT Sn.y SCRE三、程序控制指令 順序控制開始指令定義一個(gè)順序控制程序段的開始，當(dāng)Sn=1時(shí)，啟動(dòng)SCR Sn段的順序控制程序。在執(zhí)行到SCR Sn前，一定要使Sn置位才能進(jìn)到SCR Sn順序控制程序段。 順序控制

40、轉(zhuǎn)移指令用來指定要啟動(dòng)的下一個(gè)程序段，實(shí)現(xiàn)本程序段與另一個(gè)程序段之間的切換，Sn為下一程序段的標(biāo)志位。執(zhí)行該指令時(shí)，一方面對(duì)下一段的Sn置位，以便讓下一程序段開始工作；另一方面同時(shí)對(duì)本段的Sn置位，以便本程序段停止工作。 順序控制結(jié)束指令用于結(jié)束本程序段。一個(gè)順序控制程序段必須用該指令來結(jié)束。 使用順序控制繼電器指令應(yīng)注意的問題：電力拖動(dòng)與控制三、程序控制指令 1）不能在多個(gè)程序段中使用相同的Sn位。 2）不能在SCR段中使用JMP、LBL及結(jié)束指令。 數(shù)據(jù)處理指令主要用于對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行非數(shù)值運(yùn)算操作，包括傳送、比較、字節(jié)交換、移位、循環(huán)移位、轉(zhuǎn)換等。 數(shù)據(jù)傳送指令 傳送指令用于在各個(gè)編程元件之間

41、進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送，可分為單個(gè)傳送和塊傳送兩類，單個(gè)傳送指令包括字節(jié)、字、雙字及實(shí)數(shù)傳送，每次傳送一個(gè)數(shù)據(jù)。塊傳送指令一次可傳送多個(gè)數(shù)據(jù)。將最多可達(dá)255個(gè)的數(shù)據(jù)組成1個(gè)數(shù)據(jù)塊，數(shù)據(jù)可以是字節(jié)塊、字塊、雙字塊。電力拖動(dòng)與控制四、數(shù)據(jù)處理指令四、數(shù)據(jù)處理指令 在梯形圖中，傳送指令以功能框的形式編程。其中，MOV為傳送指令符號(hào)，字母B、W、DW、R分別表示字節(jié)、字、雙字傳送和實(shí)數(shù)數(shù)據(jù)類型。 EN為使能輸入端，當(dāng)條件滿足時(shí)進(jìn)行傳送數(shù)據(jù)。IN是所要傳送的數(shù)據(jù)輸入端。OUT是數(shù)據(jù)輸出端，當(dāng)EN有效時(shí)，將一個(gè)數(shù)據(jù)傳送到OUT中。在傳送過程中，不改變數(shù)據(jù)的大小。 四、數(shù)據(jù)處理指令（1）單個(gè)傳送指令 梯形圖及指令格

42、式如下： 字節(jié)傳送 立即讀字節(jié)傳送 立即寫字節(jié)傳送 MOVB IN，OUT BIR IN，OUT BIW IN，OUT 字傳送 雙字傳送 實(shí)數(shù)傳送 MOVW IN，OUT MOVD IN，OUT MOVR IN，OUT 四、數(shù)據(jù)處理指令 （2）塊傳送指令 塊傳送指令梯形圖及指令格式中，BLKMOV為傳送指令符號(hào)，字母B、W、D分別表示字節(jié)塊、字塊、雙字塊。EN為使能輸入端，當(dāng)條件滿足時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)塊傳送。IN是所要傳送的數(shù)據(jù)輸入端，OUT是數(shù)據(jù)輸出端，N為1255的整數(shù)。梯形圖及指令格式： 四、數(shù)據(jù)處理指令 字節(jié)塊傳送 字塊傳送 雙字塊傳送 BMB IN,OUT,N BMW IN,OUT,N BM

43、D IN,OUT,N 交換字節(jié)指令 使能輸入有效時(shí)，把數(shù)據(jù)（IN）的高字節(jié)和低字節(jié)交換，交換的結(jié)果輸出到IN存儲(chǔ)器單元中。 梯形圖及指令格式： ； SWAP IN 四、數(shù)據(jù)處理指令 比較指令 比較指令是一種比較判斷，用于比較兩個(gè)有符號(hào)數(shù)或無符號(hào)數(shù)的指令。 在梯形圖中以帶參數(shù)和運(yùn)算符號(hào)的觸點(diǎn)形式編程，當(dāng)這兩數(shù)比較的結(jié)果為真時(shí)，該觸點(diǎn)閉合。 在語(yǔ)句表中使用LD指令進(jìn)行編程時(shí)，當(dāng)比較為真時(shí)，主機(jī)將棧頂置1。使用A O指令進(jìn)行編程時(shí)，當(dāng)比較為真時(shí)，則在棧頂執(zhí)行A O操作，并將結(jié)果放入棧頂。四、數(shù)據(jù)處理指令 比較指令的類型有：字節(jié)比較、整數(shù)比較、雙字整數(shù)比較和實(shí)數(shù)比較。 比較運(yùn)算符有：等于=、大于等于=

44、、小于等于=、大于、小于和不等于。（1）字節(jié)比較 字節(jié)比較用于比較兩個(gè)字節(jié)型整數(shù)值IN1和IN2的大小，字節(jié)比較是無符號(hào)的。梯形圖： 指令格式：由LDB、AB或OB后直接加比較運(yùn)算符構(gòu)成。 四、數(shù)據(jù)處理指令（2）整數(shù)比較 整數(shù)比較用于比較兩個(gè)單字長(zhǎng)整數(shù)值IN1和IN2的大小，整數(shù)比較是有符號(hào)的。 梯形圖： 指令格式：由LDW、AW或OW后直接加比較運(yùn)算符構(gòu)成。四、數(shù)據(jù)處理指令（3）雙字整數(shù)比較 雙字整數(shù)比較用于比較兩個(gè)雙字長(zhǎng)整數(shù)值IN1和IN2的大小，雙字整數(shù)比較是有符號(hào)的。梯形圖： 指令格式：由LDD、AD或OD后直接加比較運(yùn)算符構(gòu)成。四、數(shù)據(jù)處理指令（4）實(shí)數(shù)比較 實(shí)數(shù)比較用于比較兩個(gè)雙字

45、長(zhǎng)實(shí)數(shù)值IN1和IN2的大小，實(shí)數(shù)比較是有符號(hào)的。 梯形圖： 指令格式：由LDR、AR或OR后直接加比較運(yùn)算符構(gòu)成。四、數(shù)據(jù)處理指令 數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換指令 數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換指令是對(duì)操作數(shù)的類型進(jìn)行轉(zhuǎn)換，包括數(shù)據(jù)和碼之間的類型轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)的類型轉(zhuǎn)換及碼的類型轉(zhuǎn)換。數(shù)據(jù)類型主要包括字節(jié)、整數(shù)、雙整數(shù)、實(shí)數(shù)。（1）BCD碼與整數(shù)之間的轉(zhuǎn)換指令 轉(zhuǎn)換指令包括BCD碼到整數(shù)和整數(shù)到BCD碼兩種。 梯形圖及指令格式： BCD碼到整數(shù) 整數(shù)到BCD碼BCDI OUT IBCD OUT四、數(shù)據(jù)處理指令（2）數(shù)據(jù)的類型轉(zhuǎn)換指令 數(shù)據(jù)的類型轉(zhuǎn)換指令包括字節(jié)與整數(shù)之間的轉(zhuǎn)換指令、字型整數(shù)與雙字整數(shù)之間的轉(zhuǎn)換指令、雙字整數(shù)與實(shí)

46、數(shù)之間的轉(zhuǎn)換指令。 梯形圖及指令格式： 字節(jié)到整數(shù) 整數(shù)到字節(jié) 雙整數(shù)到整數(shù) BTI IN，OUT ITB IN，OUT DTI IN，OUT 四、數(shù)據(jù)處理指令 整數(shù)到雙整數(shù) 實(shí)數(shù)到雙整數(shù)進(jìn)位 ITD IN，OUT ROUND IN，OUT TRUNC IN，OUT DTR IN，OUT 實(shí)數(shù)到雙整數(shù)截位 雙整數(shù)到實(shí)數(shù)四、數(shù)據(jù)處理指令（3）整數(shù)、雙整數(shù)、實(shí)數(shù)轉(zhuǎn)換為ASCII碼指令 整數(shù)到ASCII碼 雙整數(shù)到ASCII碼 實(shí)數(shù)到ASCII碼ITA IN，OUT，F(xiàn)MT DTA IN，OUT ，F(xiàn)MT RTA IN，OUT ，F(xiàn)MT （4）編碼、譯碼及段碼指令梯形圖及指令格式：梯形圖及指令格式：

47、編碼 譯碼 段碼 ENCO IN，OUT DECO IN，OUT SEG IN，OUT（5）ASCII碼與十六進(jìn)制數(shù)之間的轉(zhuǎn)換指令梯形圖及指令格式：四、數(shù)據(jù)處理指令 ASCII碼到十六進(jìn)制數(shù) 十六進(jìn)制數(shù)到ASCII碼 ATH IN，OUT，LEN HTA IN，OUT ，LEN 四、數(shù)據(jù)處理指令 移位與循環(huán)移位指令 （1）移位指令 根據(jù)移位的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度可分為字節(jié)型移位、字型移位和雙字型移位；根據(jù)移位的方向可分為左移和右移。 左移或右移指令的功能是將輸入數(shù)據(jù)IN左移或右移N位后，把結(jié)果送到OUT中。移空的位以0補(bǔ)齊。移位次數(shù)N與移位數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度有關(guān)，如實(shí)際數(shù)據(jù)長(zhǎng)度大于N，則執(zhí)行N次移位，如實(shí)際數(shù)據(jù)長(zhǎng)

48、度小于N，則執(zhí)行移位的次數(shù)等于實(shí)際數(shù)據(jù)長(zhǎng)度的位數(shù)。其中移位次數(shù)N是字節(jié)型數(shù)據(jù)，被移位的數(shù)據(jù)是無符號(hào)的。移位結(jié)果存放在OUT中，也可以設(shè)定IN和OUT指向同一個(gè)存儲(chǔ)單元；在語(yǔ)言表中移位結(jié)果存放在IN中。在梯形圖中，傳送指令以功能框的形式編程。四、數(shù)據(jù)處理指令梯形圖及指令格式： 字節(jié)左移 字節(jié)右移 字左移 SLB OUT，N SRB OUT，N SLW OUT，N 四、數(shù)據(jù)處理指令 字右移 雙字左移 雙字右移 SRW OUT，N SLD OUT，N SRD OUT，N(2)循環(huán)移位指令 循環(huán)移位指令把IN指定的內(nèi)容向左、右循環(huán)移N位，結(jié)果存入OUT指定的目標(biāo)中，根據(jù)循環(huán)的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度可分為字節(jié)型循環(huán)移

49、位、字型循環(huán)移位和雙字型循環(huán)移位；根據(jù)循環(huán)移位的方向分為左移和右移。 其它原理與移位指令相同。四、數(shù)據(jù)處理指令 梯形圖及指令格式： 字節(jié)循環(huán)左移 字節(jié)循環(huán)右移 字循環(huán)左移RLB OUT，N RRB OUT，N RLW OUT，N 字循環(huán)右移 雙字循環(huán)左移 雙字循環(huán)右移RRW OUT，N RLD OUT，N RRD OUT，N四、數(shù)據(jù)處理指令 (3)寄存器移位指令 寄存器移位指令將一個(gè)數(shù)值移入移位寄存器中。在梯形圖中，移位寄存器有三個(gè)數(shù)據(jù)輸入端：DATA為移位數(shù)值輸入端；S_BIT為移位寄存器的最低位端；N指定移位寄存器的長(zhǎng)度和移位方向；N0時(shí)，正向移位，即從最低位向最高位移位；N0時(shí)，反向移位

50、，即從最高位向最低位移位。 移位寄存器的數(shù)據(jù)類型無字節(jié)型、字型、雙字型之分，指令移出的每個(gè)位被放置在溢出內(nèi)存位（SM1.1）中。四、數(shù)據(jù)處理指令SHRB DATA，S_BIT，N 梯形圖及指令格式: ； 表功能指令(1)填表指令 梯形圖及指令格式: ； ATT DATA， TBL 當(dāng)允許信號(hào)EN=1時(shí)，將輸入的字型數(shù)據(jù)添加到指定的表中。新的數(shù)據(jù)添加在表中已有數(shù)據(jù)的后面。每向表中添加一個(gè)新的數(shù)據(jù)，實(shí)際填表數(shù)會(huì)自動(dòng)加1。 四、數(shù)據(jù)處理指令 查表指令可以從字型數(shù)據(jù)表中找出符合條件的數(shù)據(jù)所在表的數(shù)據(jù)編號(hào)。 梯形圖及指令格式: （2）查表指令（3）表取數(shù)指令 從表中取出一個(gè)字型數(shù)據(jù)有兩種方式：先進(jìn)先出和

51、后進(jìn)先出。 梯形圖及指令格式：FND= （或或或） TBL，PTN，INDX四、數(shù)據(jù)處理指令 先進(jìn)先出 后進(jìn)先出 FIFO TABLE，DATA LIFO TABLE，DATA 時(shí)鐘指令 時(shí)鐘指令分為讀取實(shí)時(shí)時(shí)鐘指令和設(shè)置實(shí)時(shí)時(shí)鐘指令。 梯形圖及指令格式： 讀實(shí)時(shí)時(shí)鐘 設(shè)置實(shí)時(shí)時(shí)鐘 TODR T TODW T五、數(shù)據(jù)運(yùn)算指令 數(shù)據(jù)運(yùn)算指令包括加法、減法、乘法、除法，對(duì)兩個(gè)數(shù)進(jìn)行相應(yīng)的操作，數(shù)據(jù)類型為字節(jié)型、字、雙字、整型和雙整型。在梯形圖中，指令以功能圖的形式編程。其中，EN為使能端，ENO為允許輸出端，IN為數(shù)據(jù)輸入端，運(yùn)算結(jié)果置入OUT指定的變量中。 加減指令 按操作數(shù)長(zhǎng)度分為字節(jié)、字和雙

52、字邏輯運(yùn)算，分別為遞增字節(jié)和遞減字節(jié)指令、遞增字和遞減字指令、遞增雙字和遞減雙字指令、整數(shù)加減指令和雙整數(shù)加減指令。五、數(shù)據(jù)運(yùn)算指令 DECW OUT INCD OUT DECD OUT 梯形圖及指令格式： 字遞減 雙字遞增 雙字遞減 INCB OUT DECB OUT INCW OUT字節(jié)遞增 字節(jié)遞減 字遞增五、數(shù)據(jù)運(yùn)算指令 整數(shù)加 整數(shù)減 雙整數(shù)加 雙整數(shù)減 乘除指令 乘除指令包括整數(shù)與雙整數(shù)乘除指令、整數(shù)乘 除指令、雙整數(shù)乘除指令。 +I IN1,OUT I IN1,OUT +D IN1,OUT D IN1,OUT 梯形圖及指令格式：五、數(shù)據(jù)運(yùn)算指令整數(shù)與雙整數(shù)乘 整數(shù)與雙整數(shù)除 整數(shù)

53、乘 MUL IN1, OUT DIV IN1, OUT I IN1, OUT 整數(shù)除 雙整數(shù)乘 雙整數(shù)除 I IN1, OUT D IN1, OUT D IN1, OUT五、數(shù)據(jù)運(yùn)算指令 數(shù)學(xué)函數(shù)指令包括平方根、自然對(duì)數(shù)、指數(shù)、三角函數(shù)等常用的函數(shù)指令。數(shù)學(xué)函數(shù)指令的輸入和輸出數(shù)據(jù)均為32位實(shí)數(shù)，結(jié)果如果大于32位二進(jìn)制數(shù)表示的范圍，則產(chǎn)生溢出。 數(shù)學(xué)函數(shù)指令 平方根 自然對(duì)數(shù) 指數(shù) SQRT IN，OUT LN IN，OUT EXP IN，OUT梯形圖及指令格式：五、數(shù)據(jù)運(yùn)算指令 正弦 余弦 正切 邏輯運(yùn)算指令 邏輯運(yùn)算是對(duì)無符號(hào)數(shù)進(jìn)行的處理，主要包括邏輯與、邏輯或、邏輯異或和取反等運(yùn)算指令

54、。按操作數(shù)長(zhǎng)度分為字節(jié)、字和雙字邏輯運(yùn)算。 SIN IN，OUT COS IN，OUT TAN IN，OUT五、數(shù)據(jù)運(yùn)算指令 字節(jié)邏輯與 字節(jié)邏輯或 字節(jié)邏輯異或 ANDB IN1,OUT ORB IN1,OUT XORB IN1,OUT INVB OUT ANDW IN1,OUT ORW IN1,OUT 字節(jié)邏輯取反 字邏輯與 字邏輯或梯形圖及指令格式：五、數(shù)據(jù)運(yùn)算指令 字邏輯異或 字邏輯取反 雙字邏輯與 XORW IN1,OUT INVW OUT ANDD IN1,OUT 雙字邏輯或 雙字邏輯異或 雙字邏輯取反 ORD IN1,OUT XORD IN1,OUT INVD OUT第三節(jié) 機(jī)床

55、電氣的PLC控制技術(shù) 圖10-7 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)一般流程一、機(jī)床PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 1.PLC系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則 在設(shè)計(jì)PLC控制系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)遵循以下基本原則:(1)最大限度地滿足被控對(duì)象的控制要求 充分發(fā)揮PLC的功能，最大限度地滿足被控對(duì)象的控制要求，是設(shè)計(jì)PLC控制系統(tǒng)的首要前提，也是設(shè)計(jì)中最重要的一條原則。(2)保證PLC控制系統(tǒng)安全、可靠 保證PLC控制系統(tǒng)能夠長(zhǎng)期安全、可靠、穩(wěn)定運(yùn)行。要求設(shè)計(jì)者在系統(tǒng)設(shè)計(jì)、元器件選擇、軟件編程上要全面考慮。 (3)力求簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、使用及維修方便 在滿足控制要求的前提下，一方面要注意不斷擴(kuò)大工程效益，另一方面也要注意不斷降低工程成本。要求設(shè)計(jì)者不僅要使

56、控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)，而且應(yīng)使其使用和維修方便、成本低，不盲目追求自動(dòng)化和高標(biāo)準(zhǔn)。 (4) 易于操作，適應(yīng)發(fā)展的需要 設(shè)計(jì)時(shí)要適當(dāng)考慮今后控制系統(tǒng)發(fā)展和完善的需要。在選擇PLC、輸入輸出模塊、I O點(diǎn)數(shù)和內(nèi)存容量時(shí)，要適當(dāng)留有余量，以滿足今后生產(chǎn)發(fā)展和工藝的改進(jìn)。 1.PLC系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則 2. PLC系統(tǒng)控制程序設(shè)計(jì)方法 PLC程序設(shè)計(jì)的主要方法有經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法、邏輯設(shè)計(jì)法、順序功能圖設(shè)計(jì)法、繼電器控制線路轉(zhuǎn)換設(shè)計(jì)法等。（1） 經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法 經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法實(shí)際上是在一些典型單元電路的基礎(chǔ)上，根據(jù)被控對(duì)象的具體要求，不斷地修改和完善梯形圖。有時(shí)需要多次反復(fù)修改和調(diào)試梯形圖后才能得到一個(gè)較為滿意的結(jié)果。用這

57、種方法對(duì)比較簡(jiǎn)單的控制過程進(jìn)行設(shè)計(jì)，可以收到簡(jiǎn)便、快速的效果。 由于主要依賴經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，因而要求設(shè)計(jì)者具有豐富的經(jīng)驗(yàn)，需要掌握、熟悉大量控制系統(tǒng)實(shí)例和各種典型環(huán)節(jié)。該設(shè)計(jì)方法較靈活，其結(jié)果一般不是唯一的。 用經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法設(shè)計(jì)PLC應(yīng)用的電控系統(tǒng)程序與用其它方法一樣，首先必須詳細(xì)了解機(jī)械及工藝的控制要求，包括機(jī)械的工作循環(huán)圖、電氣執(zhí)行元件的動(dòng)作節(jié)拍等。 設(shè)計(jì)過程可按以下步驟進(jìn)行：分析控制要求、選擇控制原則設(shè)置主令元件和檢測(cè)元件確定輸入、輸出信號(hào)設(shè)計(jì)執(zhí)行元件的控制程序檢查、修改和完善程序。 2. PLC系統(tǒng)控制程序設(shè)計(jì)方法 圖10-8 PLC控制電路圖 根據(jù)圖8-11所示的Y減壓起動(dòng)電氣控制線路，

58、確定PLC控制的控制電路，如圖10-8所示。 1） PLC控制電路圖 2. PLC系統(tǒng)控制程序設(shè)計(jì)方法 舉例：用PLC實(shí)現(xiàn)圖8-11所示的三相異步電動(dòng)機(jī)Y減壓起動(dòng)控制。 輸入信號(hào) 輸出信號(hào)名稱代號(hào)地址名稱代 號(hào)地址電動(dòng)機(jī)起動(dòng)按鈕SB2 I0.0 電動(dòng)機(jī)電源接觸器 KM Q0.0 電動(dòng)機(jī)停止按鈕SB1 I0.1 電動(dòng)機(jī)形聯(lián)結(jié)接觸器 KM Q0.1 電動(dòng)機(jī)Y形聯(lián)結(jié)接觸器 KMY Q0.2 2）確定I O地址表 系統(tǒng)輸入信號(hào)有：起動(dòng)按鈕SB2、停止按鈕SB1；輸出信號(hào)有：KM、KM、KMY；系統(tǒng)沒有模擬量的輸入和輸出。該系統(tǒng)的地址表如表10-1所示。 表10-1 I O地址表 2. PLC系統(tǒng)控制程

59、序設(shè)計(jì)方法 3）設(shè)計(jì)各輸出信號(hào)的梯形圖控制程序 2. PLC系統(tǒng)控制程序設(shè)計(jì)方法 圖10-9所示為控制系統(tǒng)梯形圖。 圖10-9 控制系統(tǒng)梯形圖 2. PLC系統(tǒng)控制程序設(shè)計(jì)方法 工作過程如下： 按起動(dòng)按鈕SB2，I0.0的常開觸點(diǎn)閉合，M1.0線圈通電，M1.0的常開觸點(diǎn)閉合，Q0.0線圈通電，即接觸器KM線圈通電；同時(shí)，定時(shí)器T201起動(dòng)定時(shí)。 延時(shí)1s后，T201常開觸點(diǎn)閉合，Q0.2線圈通電，即接觸器KMY線圈通電，電動(dòng)機(jī)進(jìn)入Y形起動(dòng)，同時(shí)，定時(shí)器T200起動(dòng)定時(shí)。 2. PLC系統(tǒng)控制程序設(shè)計(jì)方法 延時(shí)6s后，T200常閉觸點(diǎn)斷開，Q0.2線圈斷電，接觸器KMY線圈斷電；T200常開觸

60、點(diǎn)閉合，T202起動(dòng)定時(shí)，經(jīng)0.5s后，T202常開觸點(diǎn)閉合，Q0.1線圈通電，即接觸器KM線圈通電，電動(dòng)機(jī)改接為聯(lián)結(jié)，起動(dòng)過程結(jié)束。 要停車時(shí)，按停止按鈕SB1，I0.1的常閉觸點(diǎn)斷開，M1.0、T201斷電；M1.0、T201的常開觸點(diǎn)斷開，Q0.0、Q0.2、Q0.1依次斷電，電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)。 邏輯設(shè)計(jì)法的理論基礎(chǔ)是邏輯代數(shù)，它符合邏輯運(yùn)算的各種基本規(guī)律。 在某種意義上可以認(rèn)為PLC是“與”“或”“非”三種邏輯線路的組合體，而PLC梯形圖程序的基本形式也是“與”“或”“非”的邏輯組合，它們的工作方式及其規(guī)律也完全符合邏輯運(yùn)算的基本規(guī)律。因此用邏輯代數(shù)作為PLC程序設(shè)計(jì)的工具較為實(shí)用。（2）邏