第三章位邏輯指令

第三章PLC程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)3.1PLC的編程語(yǔ)言與程序結(jié)構(gòu)3.1.1可編程控制器的編程語(yǔ)言IEC中的PLC編程語(yǔ)言標(biāo)準(zhǔn)中有五種編程語(yǔ)言：梯形圖語(yǔ)句表功能塊圖順序功能圖結(jié)構(gòu)文本。

1.梯形圖編程語(yǔ)言（1）常開觸點(diǎn)：—||—（2）常閉觸點(diǎn)：—|/|—

觸點(diǎn)代表邏輯“輸入”條件。如開關(guān)、按鈕等閉合或打開動(dòng)作，或者內(nèi)部條件。（3）線圈：（）（4）功能框：線圈代表邏輯“輸出”結(jié)果。如燈的亮滅、電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)停止，中間繼電器的動(dòng)作，或者內(nèi)部輸出條件。功能框代表附加指令。如定時(shí)器、計(jì)數(shù)器、功能指令或數(shù)學(xué)運(yùn)算指令等。（1）梯形圖按行從上至下編寫，每一行從左往右順序編寫。PLC程序執(zhí)行順序與梯形圖的編寫順序一致。（2）圖左邊垂直線稱為起始母線。每一邏輯行必須從起始母線開始畫起，終止于繼電器線圈。（3）梯形圖的起始母線與線圈之間一定要有觸點(diǎn)。（4）程序也分為一個(gè)個(gè)的網(wǎng)絡(luò)段，這樣可方便地實(shí)現(xiàn)梯形圖與語(yǔ)句表編程語(yǔ)言進(jìn)行轉(zhuǎn)換及程序的注釋。

梯形圖的編程格式梯形圖的例子例1：例2：使用編程軟件編寫梯形圖程序的例子

語(yǔ)句表編程語(yǔ)言的基本構(gòu)成為指令助記符+操作數(shù)。如LDI0.0，LD為指令助記符，表示具體需要完成的功能；I0.0為操作數(shù)，表示被操作的內(nèi)容。指令表屬于文本形式的編程語(yǔ)言，和匯編語(yǔ)言類似，可以解決梯形圖指令不易解決的問(wèn)題，適用于對(duì)PLC和邏輯編程的有經(jīng)驗(yàn)程序員。2.語(yǔ)句表編程語(yǔ)言編程軟件可實(shí)現(xiàn)梯形圖與語(yǔ)句表程序的自動(dòng)轉(zhuǎn)換語(yǔ)句表的程序例子：使用編程軟件編寫編輯語(yǔ)句表程序的例子3.1.2S7-200的程序結(jié)構(gòu)S7-200的程序由主程序、子程序和中斷程序組成。1．主程序：每次掃描都要執(zhí)行主程序。每個(gè)項(xiàng)目都必須且只能有一個(gè)主程序（OB1）。2．子程序：可以多次調(diào)用，簡(jiǎn)化程序代碼、減少掃描時(shí)間、容易移植到別的項(xiàng)目。3．中斷程序：在中斷事件發(fā)生時(shí)由PLC的操作系統(tǒng)調(diào)用。

位邏輯指令屬于基本邏輯控制指令，是專門針對(duì)位邏輯量進(jìn)行處理的指令。位邏輯指令包括觸點(diǎn)指令、線圈驅(qū)動(dòng)指令、置位/復(fù)位指令、正/負(fù)跳變指令和堆棧指令等。3.2位邏輯指令1.LD（裝載）、LDN（非裝載）、=（線圈驅(qū)動(dòng)）指令

（1）指令格式名

稱裝

載非

裝

載線圈驅(qū)動(dòng)指令LDLDN=指令表格式LDbitLDNbit=bit梯形圖格式3.2.1位操作指令（2）

指令功能LD

裝載指令，常開觸點(diǎn)與母線相連，開始一個(gè)網(wǎng)絡(luò)塊中的邏輯運(yùn)算。LDN非裝載指令，常閉觸點(diǎn)與母線相連，開始一個(gè)網(wǎng)絡(luò)塊中的邏輯運(yùn)算。=

線圈驅(qū)動(dòng)指令。（3）指令應(yīng)用舉例梯形圖指令表邏輯時(shí)序圖(1)當(dāng)I0.0閉合時(shí)，輸出線圈Q0.0接通。(2)當(dāng)I0.1斷開時(shí)，輸出線圈Q0.1和內(nèi)部輔助線圈M0.0接通。2.S（置位）、R（復(fù)位）指令

（1）

指令格式

名

稱置

位復(fù)

位指令SR指令表格式Sbit，NRbit，N梯形圖格式

（2）

指令功能S置位指令，將操作數(shù)中定義的N個(gè)位邏輯量強(qiáng)制置1。R復(fù)位指令，將操作數(shù)中定義的N個(gè)位邏輯量強(qiáng)制置0。

（3）指令應(yīng)用舉例梯形圖指令表邏輯時(shí)序圖(1)S、R指令中的2表示從指定的Q0.0開始的兩個(gè)觸點(diǎn)，即Q0.0與Q0.1。(2)在檢測(cè)到I0.0閉合的上升沿時(shí)，輸出線圈Q0.0、Q0.1被置為1，并保持，而不論I0.0為何種狀態(tài)。(3)在檢測(cè)到I0.1閉合上升沿時(shí)，輸出線圈Q0.0、Q0.1被復(fù)位為0，并保持，而不論I0.0為何種狀態(tài)。3．RS（復(fù)位優(yōu)先鎖存）、SR（復(fù)位優(yōu)先鎖存）指令（1）

指令格式名稱復(fù)位優(yōu)先鎖存器置位優(yōu)先鎖存器指令RSSR梯形圖格式（2）

指令功能

RS復(fù)位優(yōu)先鎖存器，當(dāng)置位信號(hào)和復(fù)位信號(hào)都有效時(shí)，復(fù)位信號(hào)優(yōu)先，輸出線圈不接通。

SR置位優(yōu)先鎖存器，當(dāng)置位信號(hào)和復(fù)位信號(hào)都有效時(shí)，置位信號(hào)優(yōu)先，輸出線圈接通。

（3）指令應(yīng)用舉例梯形圖指令表邏輯時(shí)序圖

(1)RS、SR指令均為鎖存器，一個(gè)復(fù)位優(yōu)先，一個(gè)置位優(yōu)先。S連接置位輸入，R連接復(fù)位輸入。一旦輸出線圈被置位，則保持置位狀態(tài)直到復(fù)位輸入接通。(2)置位、復(fù)位輸入均以高電平狀態(tài)有效。(3)RS、SR指令只有梯形圖格式，而無(wú)指令表格式。3.2.2位邏輯運(yùn)算指令

1.A(與)、AN(與非)指令

（1）指令格式

名稱與非與指令A(yù)AN指令表AbitANbit梯形圖2)指令功能A單個(gè)常開觸點(diǎn)串聯(lián)連接指令，執(zhí)行邏輯與運(yùn)算。AN單個(gè)常閉觸點(diǎn)串聯(lián)連接指令，執(zhí)行邏輯與運(yùn)算。

2.O(或)、ON(非或)指令

（1）指令格式

名

稱或非

或指令OON指令表ObitONbit梯形圖（2）指令功能O單個(gè)常開觸點(diǎn)并聯(lián)連接指令，執(zhí)行邏輯或運(yùn)算。ON單個(gè)常閉觸點(diǎn)并聯(lián)連接指令，執(zhí)行邏輯或運(yùn)算。（3）指令應(yīng)用舉例

(1)I0.0與I0.1執(zhí)行相與的邏輯運(yùn)算。在I0.0與I0.1均閉合時(shí)，線圈Q0.0接通；I0.0與I0.1中只要有一個(gè)不閉合，線圈Q0.0不能接通。

(2)I0.2與常閉觸點(diǎn)I0.3執(zhí)行相與的邏輯運(yùn)算。在I0.2閉合，I0.3斷開時(shí)，線圈Q0.1接通；若I0.2斷開或I0.3閉合，則線圈Q0.1不能接通。

（3）指令應(yīng)用舉例

(1)I0.0與I0.1執(zhí)行相或的邏輯運(yùn)算。在I0.0與I0.1任意一個(gè)閉合時(shí)，線圈Q0.0接通；I0.0與I0.1均不閉合，線圈Q0.0不能接通。(2)I0.2與常閉觸點(diǎn)I0.3執(zhí)行相或的邏輯運(yùn)算。在I0.2閉合或I0.3斷開時(shí)，線圈Q0.1接通；若I0.2斷開，同時(shí)I0.3閉合，則線圈Q0.1不能接通。3.

NOT（非）指令（1）指令格式名

稱非

運(yùn)

算指令NOT指令表格式NOT梯形圖格式（2）指令功能NOT非運(yùn)算指令，可將該指令處的運(yùn)算結(jié)果取反。（3）

指令應(yīng)用舉例4.

ALD(指令塊與)、OLD(指令塊或)指令（1）指令功能ALD實(shí)現(xiàn)多個(gè)指令塊的“與”運(yùn)算。OLD實(shí)現(xiàn)多個(gè)指令塊的“或”運(yùn)算。指令塊：兩個(gè)以上的觸點(diǎn)經(jīng)過(guò)并聯(lián)或串聯(lián)后組成的結(jié)構(gòu)。指令塊的“與”和“或”指令塊1指令塊2例1：例2：5.LPS(邏輯進(jìn)棧)、LRD(邏輯讀棧)、LPP(邏輯出棧)和LDS(邏輯批量進(jìn)棧)指令

S7-200系列PLC提供了一個(gè)9層的位堆棧來(lái)處理所有的邏輯操作，棧頂用于存儲(chǔ)當(dāng)前邏輯運(yùn)算的結(jié)果，下面是8位的?？臻g。堆棧中一般按照“先進(jìn)后出”的原則進(jìn)行操作，每一次進(jìn)行入棧操作，新值放入棧頂，棧底值丟失；每一次進(jìn)行出棧操作，棧頂值彈出，棧底值補(bǔ)入隨機(jī)數(shù)。3.2.2位邏輯指令編程舉例例14組搶答器設(shè)計(jì)控制要求1：設(shè)計(jì)一個(gè)4組搶答器，任一組搶先按下?lián)尨鸢粹o后，對(duì)應(yīng)指示燈指示搶答結(jié)果，同時(shí)鎖定搶答器，使其他組搶答按鈕無(wú)效。在按下復(fù)位開關(guān)后，可重新開始搶答。(1)I/O分配：解：輸入觸點(diǎn)功能說(shuō)明輸出線圈功能說(shuō)明I0.1第一組搶答按鈕Q0.1第一組搶答指示燈I0.2第二組搶答按鈕Q0.2第二組搶答指示燈I0.3第三組搶答按鈕Q0.3第三組搶答指示燈I0.4第四組搶答按鈕Q0.4第四組搶答指示燈I0.5復(fù)位按鈕

(2)

要點(diǎn)分析。1）由于搶答按鈕一般均為非自鎖按鈕，為保持搶答輸出結(jié)果，就需要輸出線圈所帶觸點(diǎn)并聯(lián)在輸入觸點(diǎn)上，實(shí)現(xiàn)自鎖功能。2）要實(shí)現(xiàn)一組搶答后，其他組不能再搶答的功能，就需要在其他組控制線路中串聯(lián)本組輸入觸點(diǎn)或輸出線圈的常閉觸點(diǎn)，從而形成互鎖關(guān)系。(3)

編制程序Q0.2Q0.3Q0.4Q0.5Q0.1Q0.3例2.多地控制電機(jī)要求：實(shí)現(xiàn)在3個(gè)地方對(duì)一臺(tái)電機(jī)的啟動(dòng)與停止控制。(1)I/O分配：輸入觸點(diǎn)功能說(shuō)明輸出線圈功能說(shuō)明I0.0A地點(diǎn)啟動(dòng)按鈕Q0.1電動(dòng)機(jī)控制輸出I0.1A地點(diǎn)停止按鈕I0.2B地點(diǎn)啟動(dòng)按鈕I0.3B地點(diǎn)停止按鈕I0.4C地點(diǎn)啟動(dòng)按鈕I0.5C地點(diǎn)停止按鈕(2)

要點(diǎn)分析1）首先要考慮一個(gè)地點(diǎn)對(duì)電機(jī)的啟動(dòng)與停止控制。以

A

地為例做出控制程序

2）其次考慮如何使3個(gè)啟動(dòng)按鈕和3個(gè)停止按鈕都起作用。在本例中，若要3個(gè)啟動(dòng)按鈕都起作用，必須將其并聯(lián)；3個(gè)停止按鈕都起作用，必須將其串聯(lián)。

例3.

水箱自動(dòng)儲(chǔ)水控制系統(tǒng)

控制要求：如圖所示儲(chǔ)水箱，由電磁閥控制進(jìn)水。當(dāng)水位低于下限位時(shí)，電磁閥Y打開進(jìn)水。當(dāng)水位高于上限位時(shí)，電磁閥Y關(guān)閉。下限位傳感器為S1，水位低于S1時(shí)，S1閉合；水位高于S1時(shí)，S1斷開。上限位傳感器為S2，水位高于S2時(shí)，S2閉合；水位低于S2時(shí)，S2斷開。

(1)I/O分配輸入觸點(diǎn)功能說(shuō)明輸出線圈功能說(shuō)明I0.0下限位傳感器S1Q0.0電磁閥YI0.1上限位傳感器

S2

(2)

編制程序（3）畫出PLC連接電路圖常開觸點(diǎn)常閉觸點(diǎn)參考：編程軟件STEP7-Micro/WIN32簡(jiǎn)介STEP7-Micro/WIN32是運(yùn)行在計(jì)算機(jī)Windows系統(tǒng)環(huán)境下的SIMATICS7-200系列PLC的編程軟件，其功能強(qiáng)大，容易掌握和使用。通過(guò)PC/PPI編程電纜連接計(jì)算機(jī)的RS-232串口和PLC的RS-485通信接口后，編程軟件就可以向PLC下載或從PLC上載應(yīng)用程序及對(duì)PLC進(jìn)行調(diào)試。STEP7-Micro/WIN32編程軟件的系統(tǒng)菜單和工具欄可提供各種功能，指令樹列出了整個(gè)程序編輯所涉及資源。包括所有的程序塊、符號(hào)表、狀態(tài)圖、數(shù)據(jù)塊、通信塊等，還列出了所有可用指令。在程序編輯區(qū)，可打開相關(guān)的各種窗口，進(jìn)行程序編輯。程序編輯窗口指令樹導(dǎo)航條輸出窗口變量表程序編輯窗口指令樹導(dǎo)航條輸出窗口變量表編程軟件具體功能如下：(1)可以用梯形圖(LAD，LadderDiagram)、指令表(STL，StatementList)和功能塊圖(FBD，F(xiàn)unctionBlockDiagram)編程，并且可以實(shí)現(xiàn)它們之間的轉(zhuǎn)換。(2)可以對(duì)編程元件定義符號(hào)名稱和分配絕對(duì)地址，增加程序的可讀性。(3)支持三角函數(shù)，開方，對(duì)數(shù)運(yùn)算功能。(4)具有易于使用的組態(tài)向?qū)В糜赥D200文本顯示器、PID控制器、CPU間數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐ㄐ殴δ?、高速?jì)數(shù)器的組態(tài)。(5)對(duì)CPU硬件設(shè)置，如擴(kuò)展模塊的組態(tài)、輸入延時(shí)、實(shí)時(shí)時(shí)鐘設(shè)置、口令設(shè)置、CPU保持區(qū)組態(tài)、通信系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)地址設(shè)置。(6)可以將STEP7-Micro/WIN正在處理的