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1、第三章 PLC的编程语言与指令系统,第三章 PLC的编程语言与指令系统第一节 PLC的编程语言,编程语言由可编程控制器生产厂家提供，至今为止还没有一种能适合各种可编程控制器的通用的编程语言。梯形图LAD（Ladder Diagram）指令语句表STL(Instruction List)顺序功能图SFC（Sequential Function Chart)高级语言AL（Advanced Language）,一、梯形图LAD,梯形图与继电-接触器控制系统的电路图很相似，其中的编程元件沿用了“继电器”名称。梯形图的基本结构：,“能流”是PLC梯形图中的一个重要概念，但仅是概念上的“能流”。实际上不存
2、在。假想：左母线电源的火线 右母线电源的零线如果有“能流”从左至右流向线圈，则线圈被激励（ON），如没有“能流”通过，线圈未被激励（OFF），不动作。“能流”可以通过被激励（ON）的常开触点和未被激励（OFF）的常闭触点自左向右流动，“能流”任何时刻都不会自右向左流动。,能流（Power Flow）,梯形图及符号的画法应按一定规则，各厂家的符号和规则虽不尽相同，但基本上大同小异，如图所示。,三种不同的梯形图比较 a)欧姆龙 b)松下 c)三菱,不同厂家PLC梯形图及符号的表示,二、指令语句表STL,语句表类似于计算机汇编语言的形式，用指令的助记符来进行编程。它通过编程器按照语句表的语句顺序逐条
3、写入PLC，并可直接运行。语句表的指令助记符比较直观易懂，编程也简单，便于工程人员掌握，因此得到广泛的应用。,几种不同的可编程控制器指令语句表,三、顺序功能图SFC,也称状态转移图、状态图或流程图顺序功能图常用来编制顺序控制类程序。它包含步、动作、转换三个要素。顺序功能编程法可将一个复杂的控制过程分解为一些小的顺序控制。较新的编程方法，是各种PLC编程语言规范化的方向（Function Chart Programming）PLCOPEN国际组织致力于编程语言的规范化。IEC6113.11,第二节 PLC的基本指令与编程应用,FX2系列PLC的基本指令与编程PLC的编程原则典型单元电路程序设计举
4、例,一、FX2系列PLC的基本指令与编程,LD、LDI、OUT指令AND、ANI指令 OR、ORI指令 ORB指令ANB指令 PLS、PLF指令MPS、MRD、MPP指令SET、RST指令 MC、MCR指令 NOP、END指令,1、LD、LDI、OUT指令,指令的作用LD（Load）:取指令，是常开触点与母线的连接指令。LDI(Load Inverse)：取反指令，是常闭触点与母线的连接指令。OUT：驱动线圈的输出指令。,程序举例,指令的使用说明,LD、LDI可与后面讲到的块操作指令,ANB、ORB相配合，用于分支电路的起点 OUT指令用于Y、M、T、C、S，不能用于X；并联输出OUT指令可连
5、续使用任意次.OUT指令用于T和C，其后须跟常数K。K为延时时间或计数次数,定时器的使用,16单向加计数器 计数范围 032767 通用型 C0C99 100点保持型 C100C199 100点,C0当前值,32位双向加/减计数器,计数范围-2147483648+2147483647 通用型 C200C219 20点保持型 C220C234 15点,32位双向加/减计数器,2、AND、ANI指令,指令的作用AND：与指令，用于单个常开触点的串联；ANI(And Inverse)：与反指令，用于单个常闭触点的串联。,程序举例,指令的使用说明,AND和ANI指令用于单个触点与左边触点的串联，可连续
6、使用；若是两个并联电路块（两个或两个以上触点并联连接的电路）串联，则需用后面的ANB指令。,AND、ANI指令举例,LD X000 AND X001 OUT Y000 LD X002 ANI Y000 OUT Y001 AND X003 OUT Y002,（a）梯形图（b）语句表,3、OR、ORI指令,指令的作用OR：或指令，用于单个常开触点的并联；ORI(OR Inverse)：或反指令，用于单个常闭触点的并联。,程序举例,指令的使用说明,OR、ORI指令仅用于单个触点与上面触点的并联；若是两个串联电路块（两个或两个以上触点串联连接的电路）相并联，则用后面将学的ORB指令。,4、ORB指令,
7、指令的作用ORB(OR Block)：或块指令，用于串联电路块的并联连接,ORB指令举例,指令的使用说明,串联电路块与上面的电路并联连接时，分支的开始用LD、LDI指令，分支结束用ORB指令；串联支路并联的次数不受限制，但每并联一次就要用一次ORB指令；ORB指令不带目标编程元件，是一个独立指令。,5、ANB指令,指令的作用ANB(And Block)：与块指令，用于并联电路块的串联连接,ANB指令举例,指令的使用说明,并联电路块与前面的电路串联连接时，分支的开始用LD、LDI指令，分支结束用ANB指令；多个并联电路块连续串联连接，按顺序用ANB指令进行连接，ANB使用次数不受限制；ANB指令
8、不带目标编程元件，是一个独立指令。,课堂练习,课堂练习,课堂练习,6、SET、RST指令,指令的作用SET：置位指令,使操作保持的指令。RST（ReSeT）：复位指令,使操作保持复位的指令。,指令的使用说明,SET指令用于将Y、S、M等元件置1并具有保持功能；RST指令用于取消Y、S、M等元件的自保持功能并置0；RST指令还可以用于使数据寄存器D、变址寄存器V、Z的内容清零。使积算定时器T246T255的当前值以及触点复位。使计数器C的输出触点复位及当前值清零。,指令举例1,程序执行说明：,图中X000接通后，Y000被驱动为ON，即使X000再成为OFF，也不能使Y000变为OFF的状态；X
9、001接通后，Y000复位为OFF，即使X001再为OFF，也不能使Y000变为ON状态。对同一元件，如例中 Y000、M0、S0等，SET、RST指令可以多次使用，且不限制使用顺序，最后执行者有效。,时序图描述：,C0对X011的OFFON次数进行增计数，当达到设定值K10时，输出触点C0动作，此后X011即使再从OFFON变化，计数器的当前值不变，输出触点C0仍保持动作。当X010接通时，C0复位，当前值清0，输出触点C0。,指令举例2,指令举例3,试分析此电路的执行过程,7、MC、MCR指令,指令的作用,MC(Master Control)：主控指令，用于公共逻辑条件控制多个线圈，使主母
10、线移到主控触点之后。MCR(Master Control Reset)：主控复位指令，用于将母线复位。用途：用一个或一组触点控制多个线圈。少占存储单元。在梯形图中主控触点是与一般的触点垂直的常开触点。,指令使用说明表示法1,执行说明,当输入 X000为ON时，执行从MC到MCR的指令，Y000、Y001在X001、X002接通时接通输入X000为OFF时，不执行从MC到MCR的指令，Y000、Y001断开。保持断开前状态的元件：积算式定时器、计数器、用SET/RST指令驱动的元件。状态复位的元件：非积算式定时器、用OUT驱动的元件。MC指令后，母线(LD、LDI)移到MC触点之后，即主控指令M
11、C后面的任何指令，均以LD、LDI指令开始；MCR指令使母线返回。通过更改M的地址号，可以多次使用MC指令，从而形成多个嵌套级，嵌套级N的编号由小到大，返回时使用MCR指令，从大嵌套级开始解除。,指令使用说明表示法2,8、多重输出指令MPS，MRD，MPP,无操作数,指令的作用,MPS进栈、MRD读栈、MPP出栈指令，用于多重输出电路在FX2系列中有11个用来存储运算的中间结果的存储区域，称为栈存储器。使用一次MPS指令，便将此刻的运算结果送入堆栈的第一层，而将原存在第一层的数据移到堆栈的下一层。使用MPP指令，各数据顺次向上一层移动，最上层的数据被读出。同时该数据就从堆栈内消失。,指令使用说
12、明,MRD指令用来读出最上层的最新数据，此时堆栈内的数据不移动。MPS、MRD、MPP指令都是不带操作数的指令。MPS、MPP必须成对使用，而且连续使用应少于11次。,堆栈示意图,一层堆栈,练习,二层栈电路,四层栈电路,9、脉冲输出指令PLS、PLF,说明,PLS在输入信号上升沿产生脉冲输出，而PLF在输入信号下降沿产生脉冲输出。使用PLS指令，Y、M仅在驱动输入到来后的一个扫描周期内动作（置1）。使用PLF指令时，元件Y、M仅在驱动输入断开后的一个扫描周期内动作。PLS、PLF指令可将脉宽较宽的输入信号变成脉宽等于可编程序控制器的扫描周期的触发脉冲信号，而信号周期不变。特殊继电器不能用作 P
13、LS或PLF的操作元件。,10、空操作指令NOP,空操作指令使该步做空操作。在程序中加入空操作指令，在变更或增加指令时可以减少步序号的变化。用 NOP指令替换一些已写入的指令，可以改变电路。若将LD、LDI、ANB、ORB等指令换成NOP指令，电路组成将发生很大的变化，亦可能使电路出错。,指令使用说明,1、AND、ANI指令改为NOP指令时使相关触点短路,2、ANB指令改为NOP时使前面的电路全部短路,举例,3、OR指令改为NOP时使相关电路的切断,4、ORB指令改为NOP前面的电路全部切断,5、与前面的OUT电路纵接,11、程序结束指令END,指令使用说明,END为程序结束指令。可编程序控制
14、器按照输入处理、程序执行、输出处理循环工作，若在程序中不写入END指令，则可编程序控制器从用户程序的第一步扫描到程序存储器的最后一步。若在程序中写入END指令，则END以后的程序步不再扫描，而是直接进行输出处理。也就是说，使用END指令可以缩短扫描周期。END指令用于分段程序调试。程序分段插入END指令，依次对各程序段的运算进行检查。确认前面电路块动作正确无误之后依次删除END指令。,1、输入/输出继电器、内部辅助继电器、定时器、计数器等器件的触点可以多次重复使用，无需复杂的程序结构来减少触点的使用次数。2、梯形图每一行都是从左母线开始，线圈终止于右母线。触点不能放在线圈的右边。接点和线圈的顺
15、序：,正确程序,错误程序,二、PLC的编程原则(P294),3、除步进程序外，任何线圈、定时器、计数器、高级指令等不能直接与左母线相连。,下面的梯形图是不允许的。,4、不允许同一编号的线圈两次输出。,5、不允许出现桥式电路。,错误的桥式电路 桥式电路的替代电路,注意：触点应画在水平线上，不能画在垂直线上。,6、程序的编写顺序应按自上而下、从左至右的方式编写。为了减少程序的执行步数，程序应为左大右小，上大下小。如：,不符合上大下小的电路，共5步,符合上大下小的电路，共4步,不符合左大右小的电路，共5步,符合左大右小的电路，共4步,内容相同的梯形图，上下排列顺序不同时，程序的执行结果也不同。,线圈
16、不能重复使用,三、典型单元电路(P305),PLC应用程序往往是一些典型控制环节和基本单元电路的组合。熟练掌握这些典型环节和单元电路，可使程序设计变得简单,1、具有自锁功能的程序（起保停）,保持电路,2、具有互锁功能的电路,优先电路,3、瞬时接通、延时断开的电路（1）,X0：启动X1：停止,有何问题？,瞬时接通、延时断开的电路（2）,瞬时接通、延时断开的电路（3）,4、延时接通、瞬时断开的电路,X0：启动X1：停止,5、双延时电路(作业）,要求：若X0由断变通，延时10S后Y1得电，若X0由通变断，延时5S后Y1断电。,6、占空比可调的脉冲信号发生器（可实现闪光、电铃、蜂鸣器等控制）,7、多个
17、定时器组合的延时程序（延时1小时）,思考：1）若X1为一瞬时ON脉冲，如何修改使其能继续定时？2）延时一周，一月，一年应如何实现？,8、应用计数器的延时程序,特殊软元件：(触点型）M8011 10ms时钟脉冲信号M8012 100ms时钟脉冲信号M8013 1s时钟脉冲信号M8014 1min时钟脉冲信号,延时精度受时钟周期限制,四、程序设计举例,三相笼型异步电动机正反转的控制,（一）问题的提出,电动机的正反转控制电路（正反停）,（二）PLC控制的电动机正反转,1、系统结构：利用PLC控制一台异步电动机的正反转。2、系统的控制要求1）按动正向启动按钮时：若在此之前电机没有工作，则电机正转启动，
18、并保持电机正转；若在此之前电机反转，则将电机切换到正转状态，并保持电机 正转；若在此之前电机的已经是正转，则电机的转动状态不变。电机正转状态一直保持到有反向按钮或停止按钮按下为止,2）按动反向启动按钮时：若在此之前电机没有工作，则电机反转启动，并保持电机反转；若在此之前电机正转，则将电机切换到反转状态，并保持电机 反转；若在此之前电机的已经是反转，则电机的转动状态不变。电机反转状态一直保持到有正向按钮或停止按钮按下为止。3）按下停止按钮时：停止电机的转动 注：电机不可以同时进行正转和反转，否则会损坏系统,3、PLC的 I/O点的确定与分配,电机正反转控制PLC的I/O点分配表,4、PLC控制电
19、动机正反转外部接线图,电机初步正转控制电路,电机初步正反转控制电路,5、系统编程分析和实现,系统要求电机不可以同时进行正转和反转,电机正反转的互锁电路,电机正反转的切换电路（正反停）,利用正转按钮来切断反转的控制通路；利用反转按钮来切断正转的控制通路。,当按下停止按钮时，无论在此之前电机的转动状态如何，停止电机的转动。利用停止按钮同时切断正转和反转的控制通路。,电机正反转的控制程序,考虑电动机的过载保护，最终梯形图如下：,6、语句表0 LD X11 OR Y0 8 OR Y1 2 ANI Y1 9 ANI Y03 ANI X2 10 ANI X14 ANI X0 11 ANI X05 ANI X3 12 ANI X3 OUT Y0 13 OUT Y17 LD X2 14 END,练习：交通信号灯控制实验作业：编程实现异步电动机星-三角启动控制,This is The End.Thank You!,
