工控自動化技術文摘：跟我學：PLC 指令

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跟我學：PLC 指令深圳市精敏數字機器有限公司

§1 基本指令係統特點 PLC的de編bian程cheng語yu言yan與yu一yi般ban計ji算suan機ji語yu言yan相xiang比bi，具ju有you明ming顯xian的de特te點dian，它ta既ji不bu同tong於yu高gao級ji語yu言yan，也ye不bu同tong與yu一yi般ban的de彙hui編bian語yu言yan，它ta既ji要yao滿man足zu易yi於yu編bian寫xie，又you要yao滿man足zu易yi於yu調tiao試shi的de要yao求qiu。目mu前qian，還hai沒mei有you一yi種zhong對dui各ge廠chang家jia產chan品pin都dou能neng兼jian容rong的de編bian程cheng語yu言yan。如ru三san菱ling公gong司si的de產chan品pin有you它ta自zi己ji的de編bian程cheng語yu言yan，OMRON公司的產品也有它自己的語言。但不管什麼型號的PLC，其編程語言都具有以下特點： 1. 圖形式指令結構：程cheng序xu由you圖tu形xing方fang式shi表biao達da，指zhi令ling由you不bu同tong的de圖tu形xing符fu號hao組zu成cheng，易yi於yu理li解jie和he記ji憶yi。係xi統tong的de軟ruan件jian開kai發fa者zhe已yi把ba工gong業ye控kong製zhi中zhong所suo需xu的de獨du立li運yun算suan功gong能neng編bian製zhi成cheng象xiang征zheng性xing圖tu形xing，用yong戶hu根gen據ju自zi己ji的de需xu要yao把ba這zhe些xie圖tu形xing進jin行xing組zu合he，並bing填tian入ru適shi當dang的de參can數shu。在zai邏luo輯ji運yun算suan部bu分fen，幾ji乎hu所suo有you的de廠chang家jia都dou采cai用yong類lei似si於yu繼ji電dian器qi控kong製zhi電dian路lu的de梯ti形xing圖tu，很hen容rong易yi接jie受shou。如ru西xi門men子zi公gong司si還hai采cai用yong控kong製zhi係xi統tong流liu程cheng圖tu來lai表biao示shi，它ta沿yan用yong二er進jin製zhi邏luo輯ji元yuan件jian圖tu形xing符fu號hao來lai表biao達da控kong製zhi關guan係xi，很hen直zhi觀guan易yi懂dong。較jiao複fu雜za的de算suan術shu運yun算suan、定時計數等，一般也參照梯形圖或邏輯元件圖給予表示，雖然象征性不如邏輯運算部分，也受用戶歡迎 2. 明確的變量常數：圖形符相當於操作碼，規定了運算功能，操作數由用戶填人，如：K400，T120等。PLC中的變量和常數以及其取值範圍有明確規定，由產品型號決定，可查閱產品目錄手冊。 3. 簡化的程序結構：PLC的de程cheng序xu結jie構gou通tong常chang很hen簡jian單dan，典dian型xing的de為wei塊kuai式shi結jie構gou，不bu同tong塊kuai完wan成cheng不bu同tong的de功gong能neng，使shi程cheng序xu的de調tiao試shi者zhe對dui整zheng個ge程cheng序xu的de控kong製zhi功gong能neng和he控kong製zhi順shun序xu有you清qing晰xi的de概gai念nian。 4. 簡化應用軟件生成過程：使用彙編語言和高級語言編寫程序，要完成編輯、編(bian)譯(yi)和(he)連(lian)接(jie)三(san)個(ge)過(guo)程(cheng)，而(er)使(shi)用(yong)編(bian)程(cheng)語(yu)言(yan)，隻(zhi)需(xu)要(yao)編(bian)輯(ji)一(yi)個(ge)過(guo)程(cheng)，其(qi)餘(yu)由(you)係(xi)統(tong)軟(ruan)件(jian)自(zi)動(dong)完(wan)成(cheng)，整(zheng)個(ge)編(bian)輯(ji)過(guo)程(cheng)都(dou)在(zai)人(ren)機(ji)對(dui)話(hua)下(xia)進(jin)行(xing)的(de)，不(bu)要(yao)求(qiu)用(yong)戶(hu)有(you)高(gao)深(shen)的(de)軟(ruan)件(jian)設(she)計(ji)能(neng)力(li)。 5. 強化調試手段：無論是彙編程序，還是高級語言程序調試，都是令編輯人員頭疼的事，而PLC的程序調試提供了完備的條件，使用編程器，利用PLC和編程器上的按鍵、顯示和內部編輯、調試、監控等，並在軟件支持下，診斷和調試操作都很簡單。總之，PLC的編程語言是麵向用戶的，對使用者不要求具備高深的知識、不需要長時間的專門訓練。 §2 編程語言的形式本ben教jiao材cai采cai用yong最zui常chang用yong的de兩liang種zhong編bian程cheng語yu言yan，一yi是shi梯ti形xing圖tu，二er是shi助zhu記ji符fu語yu言yan表biao。采cai用yong梯ti形xing圖tu編bian程cheng，因yin為wei它ta直zhi觀guan易yi懂dong，但dan需xu要yao一yi台tai個ge人ren計ji算suan機ji及ji相xiang應ying的de編bian程cheng軟ruan件jian；采用助記符形式便於實驗，因為它隻需要一台簡易編程器，而不必用昂貴的圖形編程器或計算機來編程。雖然一些高檔的PLC還具有與計算機兼容的C語言、BASIC語言、專用的高級語言（如西門子公司的GRAPH5、三菱公司的MELSAP），還有用布爾邏輯語言、通用計算機兼容的彙編語言等。不管怎麼樣，各廠家的編程語言都隻能適用於本廠的產品。 l 編程指令：指令是PLC被告知要做什麼，以及怎樣去做的代碼或符號。從本質上講，指令隻是一些二進製代碼，這點PLC與普通的計算機是完全相同的。同時PLC也有編譯係統，它可以把一些文字符號或圖形符號編譯成機器碼，所以用戶看到的PLC指令一般不是機器碼而是文字代碼，或圖形符號。常用的助記符語句用英文文字（可用多國文字）的縮寫及數字代表各相應指令。常用的圖形符號即梯形圖，它類似於電氣原理圖是符號，易為電氣工作人員所接受。 l 指令係統：一個PLC所具有的指令的全體稱為該PLC的指令係統。它包含著指令的多少，各指令都能幹什麼事，代表著PLC的功能和性能。一般講，功能強、性能好的PLC，其指令係統必然豐富，所能幹的事也就多。我們在編程之前必須弄清PLC的指令係統 l 程序：PLC指令的有序集合，PLC運行它，可進行相應的工作，當然，這裏的程序是指PLC的用戶程序。用戶程序一般由用戶設計，PLC的廠家或代銷商不提供。用語句表達的程序不大直觀，可讀性差，特別是較複雜的程序，更難讀，所以多數程序用梯形圖表達。 l 梯形圖：梯形圖是通過連線把PLC指令的梯形圖符號連接在一起的連通圖，用以表達所使用的PLC指令及其前後順序，它與電氣原理圖很相似。它的連線有兩種：一為母線，另一為內部橫豎線。內部橫豎線把一個個梯形圖符號指令連成一個指令組，這個指令組一般總是從裝載（LD）指令開始，必要時再繼以若幹個輸入指令（含LD指令），以建立邏輯條件。最後為輸出類指令，實現輸出控製，或為數據控製、流程控製、通訊處理、監控工作等指令，以進行相應的工作。母線是用來連接指令組的。下圖是三菱公司的FX2N係列產品的最簡單的梯形圖例： X000 X001 Y000 X010 它有兩組，第一組用以實現啟動、停止控製。第二組僅一個END指令，用以結束程序。 l 梯形圖與助記符的對應關係：助記符指令與梯形圖指令有嚴格的對應關係，而梯形圖的連線又可把指令的順序予以體現。一般講，其順序為：先輸入，後輸出（含其他處理）；先上，後下；先左，後右。有了梯形圖就可將其翻譯成助記符程序。上圖的助記符程序為：地址指令變量 0000 LD X000 0001 OR X010 0002 AND NOT X001 0003 OUT Y000 0004 END 反之根據助記符，也可畫出與其對應的梯形圖。 l 梯形圖與電氣原理圖的關係：如果僅考慮邏輯控製，梯形圖與電氣原理圖也可建立起一定的對應關係。如梯形圖的輸出（OUT）指令，對應於繼電器的線圈，而輸入指令（如LD，AND，OR）對應於接點，互鎖指令（IL、ILC）可看成總開關，等等。這樣，原有的繼電控製邏輯，經轉換即可變成梯形圖，再進一步轉換，即可變成語句表程序。有了這個對應關係，用PLC程序代表繼電邏輯是很容易的。這也是PLC技術對傳統繼電控製技術的繼承。 §3 編程器件下麵我們著重介紹三菱公司的FX2N係列產品的一些編程元件及其功能。 FX係列產品，它內部的編程元件，也就是支持該機型編程語言的軟元件，按通俗叫法分別稱為繼電器、定時器、計數器等，但它們與真實元件有很大的差別，一般稱它們為"軟繼電器"。這些編程用的繼電器，它的工作線圈沒有工作電壓等級、功耗大小和電磁慣性等問題；觸點沒有數量限製、meiyoujixiemosunhedianshidengwenti。tazaibutongdezhilingcaozuoxia，qigongzuozhuangtaikeyiwujiyi，yekeyiyoujiyi，haikeyizuomaichongshuziyuanjianshiyong。yibanqingkuangxia，X代表輸入繼電器，Y代表輸出繼電器，M代表輔助繼電器，SPM代表專用輔助繼電器，T代表定時器，C代表計數器，S代表狀態繼電器，D代表數據寄存器，MOV代表傳輸等。一、輸入繼電器（X） PLC的輸入端子是從外部開關接受信號的窗口，PLC 內部與輸入端子連接的輸入繼電器X是用光電隔離的電子繼電器，它們的編號與接線端子編號一致（按八進製輸入），線圈的吸合或釋放隻取決於PLC外部觸點的狀態。內部有常開/常閉兩種觸點供編程時隨時使用，且使用次數不限。輸入電路的時間常數一般小於10ms。各基本單元都是八進製輸入的地址，輸入為X000 ～ X007，X010 ～X017，X020 ～X027 。它們一般位於機器的上端。二、輸出繼電器（Y） PLC的輸出端子是向外部負載輸出信號的窗口。輸出繼電器的線圈由程序控製，輸出繼電器的外部輸出主觸點接到PLC的輸出端子上供外部負載使用，其餘常開/常閉觸點供內部程序使用。輸出繼電器的電子常開/常閉觸點使用次數不限。輸出電路的時間常數是固定的。各基本單元都是八進製輸出，輸出為Y000 ～Y007，Y010～Y017，Y020～Y027 。它們一般位於機器的下端。三、輔助繼電器（M） PLC內有很多的輔助繼電器，其線圈與輸出繼電器一樣，由PLC內各軟元件的觸點驅動。輔助繼電器也稱中間繼電器，它沒有向外的任何聯係，隻供內部編程使用。它的電子常開/常閉觸點使用次數不受限製。但是，這些觸點不能直接驅動外部負載，外部負載的驅動必須通過輸出繼電器來實現。如下圖中的M300，它隻起到一個自鎖的功能。在FX2N中普遍途采用M0～M499，共500點輔助繼電器，其地址號按十進製編號。輔助繼電器中還有一些特殊的輔助繼電器，如掉電繼電器、保持繼電器等，在這裏就不一一介紹了。 X000 X001 M300 M300 四、定時器（T）在PLC內的定時器是根據時鍾脈衝的累積形式，當所計時間達到設定值時，其輸出觸點動作，時鍾脈衝有1ms、10ms、100ms。定時器可以用用戶程序存儲器內的常數K作為設定值，也可以用數據寄存器（D）deneirongzuoweishedingzhi。zaihouyizhongqingkuangxia，yibanshiyongyoudiaodianbaohugongnengdeshujujicunqi。jishiruci，ruobeiyongdianchidianyajiangdishi，dingshiqihuojishuqiwangwanghuifashengwudongzuo。定時器通道範圍如下： 100 ms定時器T0～T199，共200點，設定值：0.1～ 3276.7秒； 10 ms定時器T200～TT245，共46點，設定值：0.01～327.67秒； 1 ms積算定時器 T245～T249，共4點，設定值：0.001～32.767秒； 100 ms積算定時器T250～T255，共6點，設定值：0.1～3276.7秒；定時器指令符號及應用如下圖所示： X000 K123 設定值（累積） T200 Y000 當定時器線圈T200的驅動輸入X000接通時，T200的當前值計數器對10 ms的時鍾脈衝進行累積計數，當前值與設定值K123相等時，定時器的輸出接點動作，即輸出觸點是在驅動線圈後的1.23秒（10 * 123ms = 1.23s）時才動作，當T200觸點吸合後，Y000就有輸出。當驅動輸入X000斷開或發生停電時，定時器就複位，輸出觸點也複位。每個定時器隻有一個輸入，它與常規定時器一樣，線圈通電時，開始計時；斷(duan)電(dian)時(shi)，自(zi)動(dong)複(fu)位(wei)，不(bu)保(bao)存(cun)中(zhong)間(jian)數(shu)值(zhi)。定(ding)時(shi)器(qi)有(you)兩(liang)個(ge)數(shu)據(ju)寄(ji)存(cun)器(qi)，一(yi)個(ge)為(wei)設(she)定(ding)值(zhi)寄(ji)存(cun)器(qi)，另(ling)一(yi)個(ge)是(shi)現(xian)時(shi)值(zhi)寄(ji)存(cun)器(qi)，編(bian)程(cheng)時(shi)，由(you)用(yong)戶(hu)設(she)定(ding)累(lei)積(ji)值(zhi)。如果是積算定時器，它的符號接線如下圖所示： X001 K345 X002 定時器線圈T250的驅動輸入X001接通時，T250的當前值計數器對100 ms的時鍾脈衝進行累積計數，當該值與設定值K345相等時，定時器的輸出觸點動作。在計數過程中，即使輸入X001在接通或複電時，計數繼續進行，其累積時間為34.5s（100 ms*345=34.5s）時觸點動作。當複位輸入X002接通，定時器就複位，輸出觸點也複位。五、計數器（C） FX2N中的16位增計數器，是16weierjinzhijiafajishuqi，tashizaijishuxinhaodeshangshengyanjinxingjishu，tayoulianggeshuru，yigeyongyufuwei，yigeyongyujishu。meiyigejishumaichongshangshengyanshiyuanlaideshuzhijian1，當現時值減到零時停止計數，同時觸點閉合。直到複位控製信號的上升沿輸入時，觸點才斷開，設定值又寫入，再又進入計數狀態。其設定值在K1～K32767範圍內有效。設定值K0與K1含義相同，即在第一次計數時，其輸出觸點就動作。通用計數器的通道號：C0 ～C99，共100點。保持用計數器的通道號：C100～C199，共100點。通用與掉電保持用的計數器點數分配，可由參數設置而隨意更改。舉個例子： X010 X011 K 計數器 C 0 由計數輸入X011每次驅動C0線圈時，計數器的當前值加1。當第10次執行線圈指令時，計數器C0的輸出觸點即動作。之後即使計數器輸入X011再動作，計數器的當前值保持不變。 l 當複位輸入X010接通（ON）時，執行RST指令，計數器的當前值為0，輸出接點也複位。 l 應注意的是，計數器C100～C199，即使發生停電，當前值與輸出觸點的動作狀態或複位狀態也能保持。六、數據寄存器數據寄存器是計算機必不可少的元件，用於存放各種數據。FX2N中每一個數據寄存器都是16bit（最高位為正、負符號位），也可用兩個數據寄存器合並起來存儲32 bit數據（最高位為正、負符號位）。 1）通用數據寄存器D 通道分配 D 0～D199，共200點。隻要不寫入其他數據，已寫入的數據不會變化。但是，由RUN→STOP時，全部數據均清零。（若特殊輔助繼電器M8033已被驅動，則數據不被清零）。 2）停電保持用寄存器通道分配 D200～D511，共312點，或D200～D999，共800點（由機器的具體型號定）。基本上同通用數據寄存器。除非改寫，否則原有數據不會丟失，不論電源接通與否，PLC運行與否，其內容也不變化。然而在二台PLC作點對的通信時， D490～D509被用作通信操作。 3）文件寄存器通道分配 D1000～D2999，共2000點。文件寄存器是在用戶程序存儲器（RAM、EEPROM、EPROM）內的一個存儲區，以500點為一個單位，最多可在參數設置時到2000點。用外部設備口進行寫入操作。在PLC運行時，可用BMOV指令讀到通用數據寄存器中，但是不能用指令將數據寫入文件寄存器。用BMOV將數據寫入RAM後，再從RAM中讀出。將數據寫入EEPROM盒時，需要花費一定的時間，務必請注意。 4） RAM文件寄存器通道分配 D6000～D7999，共2000點。驅動特殊輔助繼電器M8074，由於采用掃描被禁止，上述的數據寄存器可作為文件寄存器處理，用BMOV指令傳送數據（寫入或讀出）。 5）特殊用寄存器通道分配 D8000～D8255，共256點。是寫入特定目的的數據或已經寫入數據寄存器，其內容在電源接通時，寫入初始化值（一般先清零，然後由係統ROM來寫入）。 §4 FX2N係列的基本邏輯指令基本邏輯指令是PLC中最基本的編程語言，掌握了它也就初步掌握了PLC的使用方法，各種型號的PLC的基本邏輯指令都大台大同小異，現在我們針對FX2N係列，逐條學習其指令的功能和使用方法，。每條指令及其應用實例都以梯形圖和語句表兩種編程語言對照說明。一、輸入輸出指令（LD/LDI/OUT）下麵把LD/LDI/OUT三條指令的功能、梯形圖表示形式、操作元件以列表的形式加以說明：符號功能梯形圖表示操作元件 LD（取）常開觸點與母線相連 X，Y，M，T，C,S LDI（取反）常閉觸點與母線相連 X，Y，M，T，C,S OUT（輸出）線圈驅動 Y，M，T，C，S,F LD與LDI指令用於與母線相連的接點，此外還可用於分支電路的起點。 OUT 指令是線圈的驅動指令，可用於輸出繼電器、輔助繼電器、定時器、計數器、狀態寄存器等，但不能用於輸入繼電器。輸出指令用於並行輸出，能連續使用多次。 X000 Y000 地址指令數據 0000 LD X000 0001 OUT Y000 二、觸點串連指令（AND/ANDI）、並聯指令（OR/ORI）符號（名稱）功能梯形圖表示操作元件 AND（與）常開觸點串聯連接 X，Y，M，T，C,S ANDI（與非）常閉觸點串聯連接 X，Y，M，T，C,S OR（或）常開觸點並聯連接 X，Y，M，T，C，S ORI （或非）常閉觸點並聯連接 X，Y，M，T，C，S AND、ANDI指令用於一個觸點的串聯，但串聯觸點的數量不限，這兩個指令可連續使用。 OR、ORI是用於一個觸點的並聯連接指令。 X001 X002 Y001 地址指令數據 0002 LD X001 X003 0003 ANDI X002 0004 OR X003 0005 OUT Y001 三、電路塊的並聯和串聯指令（ORB、ANB）符號（名稱）功能梯形圖表示操作元件 ORB（塊或）電路塊並聯連接無 ANB（塊與）電路塊串聯連接無含有兩個以上觸點串聯連接的電路稱為"串聯連接塊"，串聯電路塊並聯連接時，支路的起點以LD或LDNOT指令開始，而支路的終點要用ORB指令。ORB指令是一種獨立指令，其後不帶操作元件號，因此，ORB指令不表示觸點，可以看成電路塊之間的一段連接線。如需要將多個電路塊並聯連接，應在每個並聯電路塊之後使用一個ORB指令，用這種方法編程時並聯電路塊的個數沒有限製；也可將所有要並聯的電路塊依次寫出，然後在這些電路塊的末尾集中寫出ORB的指令，但這時ORB指令最多使用7次。將分支電路（並聯電路塊）與前麵的電路串聯連接時使用ANB指令，各並聯電路塊的起點，使用LD或LDNOT指令；與ORB指令一樣，ANB指令也不帶操作元件，如需要將多個電路塊串聯連接，應在每個串聯電路塊之後使用一個ANB指令，用這種方法編程時串聯電路塊的個數沒有限製，若集中使用ANB指令，最多使用7次。 ANB X000 X002 X003 Y006 X001 X004 X005 ORB X006 X003 地址指令數據 0000 LD X000 0001 OR X001 0002 LD X002 0003 AND X003 0004 LDI X004 0005 AND X005 0006 OR X006 0007 ORB 0008 ANB 0009 OR X003 0010 OUT Y006 四、程序結束指令（END）符號（名稱）功能梯形圖表示操作元件 END（結束）程序結束無在程序結束處寫上END指令，PLC隻執行第一步至END之間的程序，並立即輸出處理。若不寫END指令，PLC將以用戶存貯器的第一步執行到最後一步，因此，使用END指令可縮短掃描周期。另外。在調試程序時，可以將END指令插在各程序段之後，分段檢查各程序段的動作，確認無誤後，再依次刪去插入的END指令。其他的一些指令，如置位複位、脈衝輸出、清除、移位、主控觸點、空操作、跳轉指令等，同學們可以參考一些課外書，在這裏我們不詳細介紹了。下麵同學們可練習由梯形圖寫出與之對應的助記符形式的指令。並由後麵的GPP軟件傳輸到PLC中，實時運行。 1） X000 X001 X002 X003 Y000 X004 X005 2） X000 X001 X004 X005 Y000 X002 X003 X006 X007 3） X000 X001 X002 Y000 X003 X004 X005 X006 X007

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