第10章 可編程控制器應(yīng)用_第1頁(yè)
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第10章可編程控制器應(yīng)用10.1可編程控制器的結(jié)構(gòu)及工作原理10.2可編程控制器指令系統(tǒng)10.3PLC的編程指導(dǎo)10.4可編程控制器應(yīng)用舉例課題10-1三相異步電動(dòng)機(jī)的PLC控制課題10-2銑床的PLC控制10.1可編程控制器的結(jié)構(gòu)及工作原理10.1.1可編程控制器的產(chǎn)生及發(fā)展20世紀(jì)60年代,由于小型計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)和大規(guī)模生產(chǎn)及多機(jī)群控的發(fā)展,人們?cè)噲D用小型計(jì)算機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)工業(yè)控制,代替?zhèn)鹘y(tǒng)的繼電接觸器控制。20世紀(jì)60年代末期,美國(guó)汽車制造工業(yè)競(jìng)爭(zhēng)激烈,為了適應(yīng)生產(chǎn)工藝不斷更新的需要,在1968年美國(guó)通用汽車公司(GM)首先公開(kāi)招標(biāo),對(duì)控制系統(tǒng)提出的具體要求基本為:①繼電控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)周期短,更改容易,接線簡(jiǎn)單,成本低。②能把計(jì)算機(jī)的功能和繼電控制系統(tǒng)結(jié)合起來(lái),但編程又比計(jì)算機(jī)簡(jiǎn)單易學(xué),操作方便。③系統(tǒng)通用性強(qiáng)??删幊炭刂破鞯陌l(fā)展大體可分為以下幾個(gè)階段:第1階段:可編程控制器剛問(wèn)世時(shí),功能十分簡(jiǎn)單,只有邏輯運(yùn)算、定時(shí)、計(jì)數(shù)等功能。第2階段:集成電路技術(shù)的發(fā)展及微處理器的產(chǎn)生,使PLC技術(shù)得到了較大的發(fā)展。第3階段:?jiǎn)纹?jì)算機(jī)的出現(xiàn)、半導(dǎo)體存儲(chǔ)器進(jìn)入工業(yè)化生產(chǎn)以及大規(guī)模集成電路的使用,推進(jìn)了PLC的進(jìn)一步發(fā)展,使其演變成專用的工業(yè)計(jì)算機(jī)。第4階段:計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展及超大規(guī)模集成電路、門陣列電路的使用,促使PLC完全計(jì)算機(jī)化。第5階段:RISC(精簡(jiǎn)指令集計(jì)算機(jī))芯片在計(jì)算機(jī)行業(yè)大量使用,表面貼裝技術(shù)和工藝已成熟,這些使PLC整機(jī)的體積大大縮小,PLC開(kāi)始大量使用16位和32位的微處理器芯片,有的PLC已使用RISC芯片。

10.1.2可編程控制器的結(jié)構(gòu)1.PLC的硬件系統(tǒng)

PLC的硬件系統(tǒng)主要由控制單元(主機(jī))、輸入/輸出擴(kuò)展單元和外部設(shè)備等組成。1)PLC控制單元(主機(jī))

PLC控制單元(主機(jī))由中央處理單元CPU、存儲(chǔ)器(RAM、ROM)和專門設(shè)計(jì)的輸入/輸出接口電路等組成,各部分之間通過(guò)內(nèi)部系統(tǒng)總線進(jìn)行連接,其結(jié)構(gòu)示意如圖10.1所示。圖10.1PLC結(jié)構(gòu)示意圖(1)中央處理單元CPU。

中央處理單元一般由控制電路、運(yùn)算器和寄存器組成,這些電路一般都集成在一個(gè)芯片上。

CPU的主要功能如下:①?gòu)拇鎯?chǔ)器中讀取指令。②執(zhí)行指令。③準(zhǔn)備取下一條指令。④處理中斷。(2)存儲(chǔ)器。存儲(chǔ)器是具有記憶功能的半導(dǎo)體電路,用來(lái)存放系統(tǒng)程序、用戶程序、邏輯變量和其他一些信息。①只讀存儲(chǔ)器ROM。②隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM。(3)輸入/輸出接口電路(I/O)。

輸入/輸出接口電路是PLC與被控設(shè)備相連接的接口電路。①開(kāi)關(guān)量輸入單元:它的作用是把現(xiàn)場(chǎng)各種開(kāi)關(guān)信號(hào)變成PLC內(nèi)部處理的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)。開(kāi)關(guān)量輸入單元按照輸入端的電源類型不同,分為直流輸入單元和交流輸入單元,分別如圖10.2和圖10.3所示。②開(kāi)關(guān)量輸出單元:它的作用是把PLC的內(nèi)部信號(hào)轉(zhuǎn)換成現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的各種開(kāi)關(guān)信號(hào)。

圖10.4給出了這種輸出方案的原理圖。圖10.2直流開(kāi)關(guān)量輸入單元圖10.3交流開(kāi)關(guān)量輸入單元圖10.4繼電器模式輸出單元③模擬量輸入單元:模擬量輸入在過(guò)程控制中的應(yīng)用很廣,如常用的溫度、壓力、速度、流量、酸堿度、位移的各種工業(yè)檢測(cè)都是對(duì)應(yīng)于電壓、電流的模擬量值,再通過(guò)一定運(yùn)算(PID)后,控制生產(chǎn)過(guò)程達(dá)到一定的目的。一般它由濾波、A/D轉(zhuǎn)換、光耦合器隔離等部分組成,其原理框圖如圖10.5所示。圖10.5模擬量輸入單元框圖④模擬量輸出單元:它的作用是把PLC運(yùn)算處理后的若干位數(shù)字量信號(hào)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的模擬量信號(hào)輸出,以滿足生產(chǎn)過(guò)程現(xiàn)場(chǎng)連續(xù)信號(hào)的控制要求。模擬量輸出單元一般由光耦合器隔離、D/A轉(zhuǎn)換器和信號(hào)轉(zhuǎn)換等環(huán)節(jié)組成,其原理框圖如圖10.6所示。圖10.6模擬量輸出單元框圖⑤智能輸入/輸出單元:為了滿足PLC在復(fù)雜工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的應(yīng)用,PLC的制造廠商除了提供上述基本的開(kāi)關(guān)量和模擬量輸入/輸出單元外,還提供了智能輸入/輸出單元以適應(yīng)生產(chǎn)過(guò)程控制的要求。(4)輸入/輸出擴(kuò)展接口。輸入/輸出擴(kuò)展接口是PLC主機(jī)為了擴(kuò)展輸入/輸出點(diǎn)數(shù)及其類型的部件,輸入/輸出擴(kuò)展單元、遠(yuǎn)程輸入/輸出擴(kuò)展單元、智能輸入/輸出單元等都通過(guò)它與主機(jī)相連。輸入/輸出擴(kuò)展接口有并行接口、串行接口等多種形式。(5)外部設(shè)備接口。外部設(shè)備接口是PLC主機(jī)實(shí)現(xiàn)人機(jī)對(duì)話,機(jī)機(jī)對(duì)話的通道。(6)電源單元。電源單元是PLC的電源供給部分,它的作用是把外部供應(yīng)的電源變換成系統(tǒng)內(nèi)部各單元所需的電源,有的電源單元還向外提供直流電源,供與開(kāi)關(guān)量輸入單元連接的現(xiàn)場(chǎng)電源開(kāi)關(guān)使用。2)輸入/輸出擴(kuò)展環(huán)節(jié)輸入/輸出擴(kuò)展環(huán)節(jié)是PLC輸入/輸出單元的擴(kuò)展部件,當(dāng)用戶所需的輸入/輸出點(diǎn)數(shù)或類型超出主機(jī)的輸入/輸出單元所允許的點(diǎn)數(shù)或類型時(shí),可以通過(guò)加接輸入/輸出擴(kuò)展環(huán)節(jié)來(lái)解決。3)外部設(shè)備

PLC的外部設(shè)備主要包括編程器、彩色圖形顯示器、打印機(jī)等。(1)編程器。編程器是編制、調(diào)試PLC用戶程序的外部設(shè)備,是人機(jī)交互的窗口。(2)彩色圖形顯示器。大、中型PLC通常配接彩色圖形顯示器,用以顯示模擬生產(chǎn)過(guò)程的流程圖、實(shí)時(shí)過(guò)程參數(shù)、趨勢(shì)參數(shù)及報(bào)警參數(shù)等過(guò)程信息,使得現(xiàn)場(chǎng)控制情況一目了然。(3)打印機(jī)。

PLC也可以配接打印機(jī)等外部設(shè)備,用以打印記錄過(guò)程參數(shù)、系統(tǒng)參數(shù)以及報(bào)警事故記錄表等。2.PLC的軟件系統(tǒng)1)系統(tǒng)程序系統(tǒng)程序由PLC的制造企業(yè)編制,固化在PROM或EPROM中,安裝在PLC上,隨產(chǎn)品提供給用戶。系統(tǒng)程序包括系統(tǒng)管理程序、用戶指令解釋程序和供系統(tǒng)調(diào)用的標(biāo)準(zhǔn)程序模塊等。(1)系統(tǒng)管理程序。(2)用戶指令解釋程序。(3)供系統(tǒng)調(diào)用的標(biāo)準(zhǔn)程序模塊。

2)用戶程序用戶程序是根據(jù)生產(chǎn)過(guò)程控制的要求由用戶使用制造企業(yè)提供的編程語(yǔ)言自行編制的應(yīng)用程序。用戶程序包括開(kāi)關(guān)量邏輯控制程序、模擬量運(yùn)算程序、閉環(huán)控制程序和操作站系統(tǒng)程序等。(1)開(kāi)關(guān)量邏輯控制程序。

(2)模擬量運(yùn)算程序及閉環(huán)控制程序。(3)操作站系統(tǒng)程序。

10.1.3PLC工作原理

PLC與普通微機(jī)在許多方面有相似之處,但其工作方式卻與微機(jī)有很大的不同。微機(jī)一般采用等待命令的工作方式,如在常見(jiàn)的鍵盤掃描方式或I/O掃描方式下,有鍵按下或I/O動(dòng)作,則轉(zhuǎn)入相應(yīng)的子程序;無(wú)鍵按下或I/O不動(dòng)作,則繼續(xù)掃描鍵盤和I/O接口。PLC則采用循環(huán)掃描工作方式。

PLC的工作過(guò)程如圖10.8所示。圖10.7PCL工作方式圖10.8PLC工作過(guò)程框圖第1階段:自診斷。第2階段:PLC檢查是否有與編程器或計(jì)算機(jī)的通信請(qǐng)求。第3階段:PLC的中央處理器對(duì)各個(gè)輸入端進(jìn)行掃描,將輸入端的狀態(tài)送到輸入狀態(tài)寄存器中,這一階段也稱為輸入信號(hào)采樣階段。

第4階段:中央處理器CPU將指令逐條調(diào)出并執(zhí)行,以對(duì)輸入和原輸出狀態(tài)(這些狀態(tài)統(tǒng)稱為數(shù)據(jù))進(jìn)行“處理”,即按程序?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行邏輯、算術(shù)運(yùn)算,再將正確的結(jié)果送到輸出狀態(tài)寄存器中,這就是執(zhí)行用戶程序階段。第5階段:所有的指令執(zhí)行完畢后,集中把輸出狀態(tài)寄存器的狀態(tài)通過(guò)輸出部件轉(zhuǎn)換成被控設(shè)備所能接受的電壓或電流信號(hào),以驅(qū)動(dòng)被控設(shè)備,這一階段也稱為輸出刷新階段。10.1.4PLC基本性能指標(biāo)1.輸入/輸出點(diǎn)數(shù)(即I/O點(diǎn)數(shù))輸入/輸出點(diǎn)數(shù)指PLC外部輸入、輸出端子的數(shù)目,這是最重要的一項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)。2.掃描速度掃描速度一般以執(zhí)行1000步指令所需的時(shí)間來(lái)衡量,故單位為ms/千步。有時(shí)也以執(zhí)行一步指令的時(shí)間計(jì),如μs/步。3.內(nèi)存容量?jī)?nèi)存容量一般以PLC所能存放用戶程序的多少來(lái)衡量。4.指令條數(shù)指令條數(shù)是衡量PLC軟件功能強(qiáng)弱的主要指標(biāo)。PLC具有的指令種類越多,說(shuō)明其軟件功能越強(qiáng)。5.內(nèi)部寄存器

PLC內(nèi)部有許多寄存器用以存放變量狀態(tài)、中間結(jié)果、數(shù)據(jù)等。6.高功能模塊

PLC除了主控模塊外還可以配接各種高功能模塊。10.1.5關(guān)于PLC的內(nèi)存分配及I/O點(diǎn)數(shù)1.PLC內(nèi)部寄存器的劃分

PLC中的RAM除存放調(diào)試中的用戶程序外,還可存放各種數(shù)據(jù)及邏輯變量等。1)I/O區(qū)

I/O區(qū)的存儲(chǔ)器可直接與外部輸入/輸出端子傳遞信息,其每一位對(duì)應(yīng)PLC的一個(gè)外部端子。圖10.9FPI-C16型PLC實(shí)物面板圖圖10.10FPI-C16外部端子接線示意圖圖10.11FPI擴(kuò)展單元連接示意圖2)內(nèi)部輔助存儲(chǔ)區(qū)

這個(gè)區(qū)的存儲(chǔ)器可供用戶存放中間變量,通常稱它們?yōu)椤拜o助繼電器”或“軟繼電器”,其作用和傳統(tǒng)繼電控制系統(tǒng)中的中間繼電器十分相似。3)特殊存儲(chǔ)區(qū)這是一個(gè)有特殊用途的存儲(chǔ)區(qū),一般不能由用戶隨意占用。4)數(shù)據(jù)區(qū)數(shù)據(jù)區(qū)用來(lái)存放PLC內(nèi)部運(yùn)算和由外圍設(shè)備采集進(jìn)來(lái)的各種數(shù)據(jù)。2.內(nèi)部繼電器(軟繼電器)1)輸入/輸出繼電器輸入/輸出繼電器是指與輸入/輸出點(diǎn)對(duì)應(yīng)的那部分內(nèi)部存儲(chǔ)器單元(即I/O區(qū)),這些內(nèi)部存儲(chǔ)器單元決定了PLC可配置的最多I/O點(diǎn)數(shù)。2)內(nèi)部輔助繼電器內(nèi)部輔助繼電器與輸入/輸出點(diǎn)無(wú)對(duì)應(yīng)的物理關(guān)系,但可用相應(yīng)指令使其與輸入/輸出繼電器之間建立一定的邏輯關(guān)系。3)特殊繼電器特殊繼電器也是一種內(nèi)部輔助繼電器,其內(nèi)容一般是PLC運(yùn)行時(shí)系統(tǒng)的工作狀態(tài)和標(biāo)志及特殊功能狀態(tài)和標(biāo)志。

PLC中的特殊繼電器通??捎袔资畟€(gè)至幾百個(gè),其中最常用的有:(1)0.1s時(shí)鐘脈沖:0.05sON,0.05sOFF。(2)0.2s時(shí)鐘脈沖:0.1sON,0.1sOFF。(3)1.0s時(shí)鐘脈沖:0.5sON,0.5sOFF。(4)上電后,第一個(gè)掃描周期開(kāi)始時(shí)ON,第一個(gè)掃描周期結(jié)束時(shí)OFF。

(5)常ON繼電器。(6)常OFF繼電器。(7)進(jìn)位標(biāo)志:執(zhí)行指令有進(jìn)位時(shí)ON。(8)大于標(biāo)志:作比較,當(dāng)?shù)?操作數(shù)大于第2操作數(shù)時(shí)ON。

(9)相等標(biāo)志:比較后相等或結(jié)果為零時(shí)ON。(10)小于標(biāo)志:作比較,當(dāng)?shù)?操作數(shù)小于第2操作數(shù)時(shí)ON。4)保持繼電器保持繼電器也是一種內(nèi)部繼電器,它具有掉電保護(hù)的功能。當(dāng)PLC工作時(shí),一旦出現(xiàn)電源掉電現(xiàn)象,其他繼電器中的內(nèi)容自動(dòng)復(fù)位,但保持繼電器中的內(nèi)容能保持不變,這主要靠系統(tǒng)的后備電池和大電容的支持。5)定時(shí)器定時(shí)器可在定時(shí)控制時(shí)使用,是PLC控制中最常用的一種功能器件。定時(shí)器的設(shè)定值可為常數(shù),也可為某個(gè)存儲(chǔ)單元的內(nèi)容。每個(gè)定時(shí)器有兩個(gè)存儲(chǔ)單元,用來(lái)存放設(shè)定值和經(jīng)過(guò)值。6)計(jì)數(shù)器(1)單向計(jì)數(shù)器。對(duì)單向計(jì)數(shù)器來(lái)講,當(dāng)上電或復(fù)位輸入信號(hào)由ON變?yōu)镺FF時(shí),設(shè)定值存儲(chǔ)器中的設(shè)定值下載到經(jīng)過(guò)值存儲(chǔ)器中。(2)雙向計(jì)數(shù)器。雙向計(jì)數(shù)器可進(jìn)行雙向計(jì)數(shù)。當(dāng)向它送入增計(jì)數(shù)信號(hào)(來(lái)自某一路)時(shí),計(jì)數(shù)器的存儲(chǔ)器內(nèi)容加1;而當(dāng)向它送入減計(jì)數(shù)信號(hào)(來(lái)自另一路)時(shí),計(jì)數(shù)器的存儲(chǔ)器內(nèi)容減1。7)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器

PLC在實(shí)現(xiàn)控制的過(guò)程中總要進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算和數(shù)據(jù)處理,為此各類PLC都開(kāi)辟一定數(shù)量的專門數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元,供各種控制功能使用。一般PLC數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器有幾百到幾千個(gè)存儲(chǔ)單元,大、中型PLC的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的容量則更大。常用的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的主要功能如下:(1)數(shù)值運(yùn)算和處理:如加、減、乘、除及PID運(yùn)算。(2)A/D、D/A轉(zhuǎn)換及數(shù)據(jù)處理。(3)高速脈沖輸出控制、PWM輸出控制。(4)數(shù)字控制和步進(jìn)電機(jī)控制。(5)高速輸入計(jì)數(shù)及數(shù)值轉(zhuǎn)換。(6)與外設(shè)通信并進(jìn)行數(shù)據(jù)交換和處理。(7)其他繼電器功能。(1)系統(tǒng)設(shè)定繼電器:用于對(duì)系統(tǒng)的功能進(jìn)行設(shè)定。(2)起始狀態(tài)設(shè)定繼電器:用于對(duì)PLC初始工作狀態(tài)進(jìn)行設(shè)定。(3)脈沖輸出設(shè)定繼電器:用于對(duì)脈沖輸出的頻率和脈沖個(gè)數(shù)進(jìn)行設(shè)定。(4)中斷處理設(shè)定繼電器:用于中斷處理及控制字的設(shè)定。(5)串行口設(shè)定繼電器:用于對(duì)RS232串行口進(jìn)行設(shè)定。(6)出錯(cuò)記錄設(shè)定繼電器:用于對(duì)出錯(cuò)記錄進(jìn)行設(shè)定和清除。(7)輔助繼電器:用于系統(tǒng)管理。(8)鏈接繼電器:用以進(jìn)行PLC間的數(shù)據(jù)鏈接,PLC聯(lián)網(wǎng)時(shí)才用到它。(9)狀態(tài)繼電器:用于步進(jìn)控制。(10)暫存器:用于梯形圖的分支程序控制。10.2可編程控制器指令系統(tǒng)10.2.1基本順序指令基本順序指令主要是指執(zhí)行以位為單位的邏輯操作,它能夠反映繼電控制線路各元件的基本連接關(guān)系。1.ST、ST/、OT指令

ST、ST/、OT指令的功能如下:ST指令:表示以常開(kāi)接點(diǎn)形式開(kāi)始一個(gè)邏輯或一組邏輯。ST/指令:表示以常閉接點(diǎn)形式開(kāi)始一個(gè)邏輯或一組邏輯。OT指令:表示將邏輯運(yùn)算的結(jié)果輸出。其操作數(shù)如表10-1所示。表10-1ST、ST/、OT指令的操作數(shù)例1對(duì)于圖10.12所示的應(yīng)用程序,其指令表如表10-2所示。圖10.12例1的程序梯形圖表10-2例1的指令表例題解釋:(1)當(dāng)X0接通時(shí),Y0接通。(2)當(dāng)X1斷開(kāi)時(shí),Y1接通。2./指令/指令表示將該指令處的執(zhí)行結(jié)果取反。3.AN、AN/、OR、OR/指令A(yù)N、AN/、OR、OR/指令的功能介紹如下:AN指令:在當(dāng)前執(zhí)行結(jié)果后串聯(lián)一個(gè)常開(kāi)接點(diǎn)。AN/指令:在當(dāng)前執(zhí)行結(jié)果后串聯(lián)一個(gè)常閉接點(diǎn)。OR指令:在當(dāng)前執(zhí)行結(jié)果后并聯(lián)一個(gè)常開(kāi)接點(diǎn)。OR/指令:在當(dāng)前執(zhí)行結(jié)果后并聯(lián)一個(gè)常閉接點(diǎn)。其操作數(shù)見(jiàn)表10-3。表10-3AN、AN/、OR、OR/指令的操作數(shù)例2對(duì)于圖10.13所示的應(yīng)用程序,其指令表如表10-4所示。圖10.13例2的程序梯形圖表10-4例2的指令表例題解釋:當(dāng)X0、X1都接通且X2斷開(kāi)時(shí),Y0接通。例3對(duì)于圖10.14所示的應(yīng)用程序,其指令表如表10-5所示。圖10.14例3的程序梯形圖表10-5例3的指令表例題解釋:當(dāng)X0或X1接通或者X2斷開(kāi)時(shí),Y0接通。4.ANS、ORS指令A(yù)NS、ORS指令的功能介紹如下:ANS指令:實(shí)現(xiàn)多個(gè)指令塊的與運(yùn)算。ORS指令:實(shí)現(xiàn)多個(gè)指令塊的或運(yùn)算。例4圖10.15所示的應(yīng)用程序?qū)崿F(xiàn)了多個(gè)指令塊的串聯(lián)功能,圖10.16所示的應(yīng)用程序?qū)崿F(xiàn)了多個(gè)指令塊的并聯(lián)功能。圖10.15多個(gè)指令塊串聯(lián)程序梯形圖圖10.16多個(gè)指令塊并聯(lián)程序梯形圖5.PSHS、RDS、POPS指令

PSHS、RDS、POPS指令的功能介紹如下:

PSHS指令:存儲(chǔ)該指令處的運(yùn)算結(jié)果。

RDS指令:讀取存儲(chǔ)的運(yùn)算結(jié)果。

POPS指令:讀取并清除存儲(chǔ)的運(yùn)算結(jié)果。例5對(duì)于圖10.17所示的應(yīng)用程序,其指令表如表10-6所示。圖10.17例5的程序梯形圖表10-6例5的指令表例題解釋:(1)當(dāng)X0的狀態(tài)為ON時(shí):如果X1狀態(tài)為ON,則Y0接通(ON);如果X1的狀態(tài)為OFF,則Y0斷開(kāi)(OFF);如果X2狀態(tài)為ON,則Y1接通(ON);如果X2的狀態(tài)為OFF,則Y1斷開(kāi)(OFF);如果X3狀態(tài)為ON,則Y2接通(ON);如果X3的狀態(tài)為OFF,則Y2斷開(kāi)(OFF)。

(2)當(dāng)X0的狀態(tài)為OFF時(shí),Y0、Y1、Y2全部斷開(kāi)(OFF)。6.DF、DF/指令

DF、DF/指令的功能介紹如下:

DF指令:當(dāng)觸發(fā)信號(hào)閉合時(shí),使指定繼電器閉合一個(gè)掃描周期。

DF/指令:當(dāng)觸發(fā)信號(hào)斷開(kāi)時(shí),使指定繼電器閉合一個(gè)掃描周期。例6對(duì)于圖10.18所示的應(yīng)用程序,其指令表如表10-7所示。圖10.18例6的程序梯形圖表10-7例6的指令表例題解釋:(1)當(dāng)X0的狀態(tài)由OFF變?yōu)镺N時(shí),Y0接通(ON)一個(gè)掃描周期后斷開(kāi)。(2)當(dāng)X1的狀態(tài)由ON變?yōu)镺FF時(shí),Y1接通(ON)一個(gè)掃描周期后斷開(kāi)。7.SET、RST指令SET、RST指令的功能介紹如下:SET指令:置位指令,使輸出強(qiáng)制接通并保持。RST指令:復(fù)位指令,使輸出強(qiáng)制斷開(kāi)并保持。其操作數(shù)見(jiàn)表10-8。表10-8SET、RST指令的操作數(shù)例7對(duì)于圖10.19所示的應(yīng)用程序,其指令表如表10-9所示。圖10.19例7的程序梯形圖表10-9例7的指令表例題解釋:當(dāng)X0接通時(shí),Y0接通并保持;當(dāng)X1接通時(shí),Y0斷開(kāi)并保持。應(yīng)用注意事項(xiàng):(1)若觸發(fā)信號(hào)接通時(shí)執(zhí)行了SET指令,則不管觸發(fā)信號(hào)如何變化,輸出接通并保持。(2)若觸發(fā)信號(hào)接通時(shí)執(zhí)行了RST指令,則不管觸發(fā)信號(hào)如何變化,輸出斷開(kāi)并保持。(3)對(duì)于部分內(nèi)部繼電器(R)和外部繼電器(Y),同樣編號(hào)的SET和RST的使用次數(shù)沒(méi)有限定。圖10.20X0、X1和X2均閉合時(shí)各段程序中Y0的狀態(tài)8.KP指令

KP指令具有鎖存功能。當(dāng)置位端為ON時(shí),輸出接通并保持;當(dāng)復(fù)位端為ON時(shí),輸出斷開(kāi);當(dāng)置位端和復(fù)位端同時(shí)為ON時(shí),輸出斷開(kāi)。KP指令的操作數(shù)見(jiàn)表10-10。表10-10KP指令的操作數(shù)例8對(duì)于圖10.21所示的應(yīng)用程序,其指令表如表10-11所示。圖10.21例8的程序梯形圖表10-11例8的指令表例題解釋:當(dāng)X0接通時(shí),Y0接通并保持;當(dāng)X1接通時(shí),Y0斷開(kāi)并保持。應(yīng)用注意事項(xiàng):(1)置位觸發(fā)信號(hào)接通時(shí),輸出接通并保持,此后與置位觸發(fā)信號(hào)的狀態(tài)無(wú)關(guān)。(2)復(fù)位觸發(fā)信號(hào)接通時(shí),輸出斷開(kāi)并保持,此后與復(fù)位觸發(fā)信號(hào)的狀態(tài)無(wú)關(guān)。(3)如果置位觸發(fā)信號(hào)和復(fù)位觸發(fā)信號(hào)同時(shí)接通,則復(fù)位信號(hào)優(yōu)先。(4)對(duì)于部分內(nèi)部繼電器(R)和外部繼電器(Y),同樣編號(hào)的KP指令的使用次數(shù)和OT指令的使用次數(shù)總和最多只能有1次。(5)KP指令的保持狀態(tài)只能在程序運(yùn)行時(shí)保持。9.NOP指令

NOP指令為空操作指令,什么操作也不進(jìn)行,不影響程序的執(zhí)行結(jié)果。10.2.2基本功能指令1.TMR、TMX、TMY定時(shí)器指令

TMR、TMX、TMY指令的功能介紹如下:

TMR指令:以0.01s為單位設(shè)置延時(shí)閉合定時(shí)器。

TMX指令:以0.1s為單位設(shè)置延時(shí)閉合定時(shí)器。

TMY指令:以1s為單位設(shè)置延時(shí)閉合定時(shí)器。其操作數(shù)見(jiàn)表10-12。表10-12TMR、TMX、TMY指令的操作數(shù)例9圖10.22所示為直接送入定時(shí)時(shí)間常數(shù)的程序梯形圖,圖10.23所示為利用SV寄存器送入定時(shí)時(shí)間常數(shù)的程序梯形圖。圖10.22直接送入定時(shí)時(shí)間常數(shù)程序梯形圖圖10.23利用SV寄存器送入定時(shí)時(shí)間常數(shù)程序梯形圖例題解釋:觸發(fā)信號(hào)(X0)接通3s后,定時(shí)器接點(diǎn)(T5)接通(ON),此時(shí)輸出(Y0)接通(ON)。

應(yīng)用注意事項(xiàng):(1)如果在定時(shí)器運(yùn)行期間觸發(fā)信號(hào)(X0)斷開(kāi),那么定時(shí)器將中斷運(yùn)行,并且已經(jīng)經(jīng)過(guò)的時(shí)間被復(fù)位為0。當(dāng)觸發(fā)信號(hào)閉合時(shí),定時(shí)器將重新從設(shè)定值開(kāi)始定時(shí)。(2)定時(shí)器的預(yù)置值可以用常數(shù)和SV來(lái)設(shè)定。如果是用常數(shù)設(shè)定預(yù)置值,其值也將被傳遞到對(duì)應(yīng)的SV寄存器中,SV寄存器就是設(shè)定值寄存器。(3)定時(shí)器的經(jīng)過(guò)值存儲(chǔ)在EV寄存器中(EV寄存器就是經(jīng)過(guò)值寄存器)。當(dāng)定時(shí)器的經(jīng)過(guò)值區(qū)(EV)數(shù)據(jù)變?yōu)?時(shí),定時(shí)器的接點(diǎn)動(dòng)作。(4)每個(gè)SV、EV為一個(gè)字,即16位寄存器。2.F137(SMTR)輔助定時(shí)器指令

F137(SMTR)輔助定時(shí)器指令的功能為以0.01s為單位設(shè)置延時(shí)閉合定時(shí)器,其操作數(shù)見(jiàn)表10-13。表10-13F137(SMTR)指令的操作數(shù)例10對(duì)于圖10.24所示的應(yīng)用程序,其指令表如表10-14所示。圖10.24例10的程序梯形圖表10-14例10的指令表例題解釋:(1)觸發(fā)信號(hào)X0接通時(shí),十進(jìn)制常數(shù)K300傳送到數(shù)據(jù)寄存器DT5。(2)當(dāng)X0接通3s后,特殊內(nèi)部繼電器R900D接通(ON),隨之內(nèi)部繼電器R5接通。(3)使用特殊內(nèi)部繼電器R900D作為輔助定時(shí)器的節(jié)點(diǎn)編程時(shí),務(wù)必將R900D編寫(xiě)在緊隨F137(STMR)指令之后。3.CT計(jì)數(shù)器指令

CT計(jì)數(shù)器是一個(gè)遞減型預(yù)置計(jì)數(shù)器,當(dāng)計(jì)數(shù)輸入端信號(hào)從OFF變?yōu)镺N時(shí),計(jì)數(shù)值減1;當(dāng)計(jì)數(shù)值減為0時(shí),計(jì)數(shù)器為ON,對(duì)應(yīng)的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合,常閉觸點(diǎn)打開(kāi)。CT計(jì)數(shù)器指令的操作數(shù)見(jiàn)表10-15。表10-15CT計(jì)數(shù)器指令的操作數(shù)例11對(duì)于圖10.25所示的應(yīng)用程序,其指令表如表10-16所示。圖10.25例11的程序梯形圖表10-16例11的指令表例題解釋:(1)PLC的工作方式設(shè)置為“RUN”時(shí),預(yù)置值常數(shù)“K10”被送到預(yù)置值區(qū)。(2)測(cè)計(jì)數(shù)觸發(fā)信號(hào)“X0”的上升沿每到來(lái)一次,經(jīng)過(guò)值區(qū)的值減1。(3)當(dāng)經(jīng)過(guò)值區(qū)的值減為0時(shí),計(jì)數(shù)器觸點(diǎn)“C100”接通,Y0也隨之接通。(4)當(dāng)復(fù)位信號(hào)“X1”接通(ON)時(shí),經(jīng)過(guò)值區(qū)復(fù)位。應(yīng)用注意事項(xiàng):(1)計(jì)數(shù)器的預(yù)置值可以用常數(shù)和SV來(lái)設(shè)定。(2)計(jì)數(shù)器的經(jīng)過(guò)值存儲(chǔ)在EV寄存器中,EV寄存器就是經(jīng)過(guò)值寄存器。(3)每個(gè)SV、EV為一個(gè)字,即16位寄存器。對(duì)每一個(gè)定時(shí)器號(hào),對(duì)應(yīng)有一組SV、EV。(4)

當(dāng)復(fù)位觸發(fā)信號(hào)接通時(shí),

計(jì)數(shù)器經(jīng)過(guò)值復(fù)位。

(5)

如果計(jì)數(shù)觸發(fā)信號(hào)和復(fù)位觸發(fā)信號(hào)同時(shí)接通,

則復(fù)位信號(hào)優(yōu)先。

4.F118(UDC)加/減計(jì)數(shù)器指令

F118(UDC)加/減計(jì)數(shù)器可以作為加/減雙向計(jì)數(shù)器使用。當(dāng)加/減觸發(fā)信號(hào)輸入為OFF時(shí),在計(jì)數(shù)觸發(fā)信號(hào)的上升沿到來(lái)時(shí)作減1計(jì)數(shù);當(dāng)加/減觸發(fā)信號(hào)輸入為ON時(shí),在計(jì)數(shù)觸發(fā)信號(hào)的上升沿到來(lái)時(shí)作加1計(jì)數(shù)。當(dāng)復(fù)位信號(hào)到來(lái)時(shí)(OFF→ON),計(jì)數(shù)器復(fù)位(計(jì)數(shù)器經(jīng)過(guò)值區(qū)D變?yōu)榱悖?。?dāng)復(fù)位觸發(fā)信號(hào)由ON變?yōu)镺FF時(shí),預(yù)置值區(qū)S中的數(shù)值傳送給經(jīng)過(guò)值區(qū)D。F118(UDC)加/減計(jì)數(shù)器指令的操作數(shù)見(jiàn)表10-17。表10-17F118(UDC)加/減計(jì)數(shù)器指令的操作數(shù)

例12對(duì)于圖10.26所示的應(yīng)用程序,其指令表如表10-18所示。圖10.26例12的程序梯形圖表10-18例12的指令表例題解釋:(1)當(dāng)檢測(cè)到復(fù)位觸發(fā)信號(hào)X2的上升沿(OFF→ON)時(shí),計(jì)數(shù)器經(jīng)過(guò)值區(qū)(DT0)中的數(shù)據(jù)變?yōu)?;當(dāng)檢測(cè)到X2的下降沿(ON→OFF)時(shí),計(jì)數(shù)器預(yù)置值區(qū)(WR0)中的數(shù)據(jù)被送到計(jì)數(shù)器經(jīng)過(guò)值區(qū)(DT0)。(2)加/減觸發(fā)信號(hào)(X0)的狀態(tài)為ON,當(dāng)檢測(cè)到計(jì)數(shù)觸發(fā)信號(hào)(X1)的上升沿時(shí),計(jì)數(shù)器經(jīng)過(guò)值區(qū)(DT0)的數(shù)據(jù)加1。(3)加/減觸發(fā)信號(hào)(X0)的狀態(tài)為OFF,當(dāng)檢測(cè)到計(jì)數(shù)觸發(fā)信號(hào)(X1)的上升沿時(shí),計(jì)數(shù)器經(jīng)過(guò)值區(qū)(DT0)的數(shù)據(jù)減1。(4)F60(CMP)指令用來(lái)將計(jì)數(shù)器經(jīng)過(guò)值區(qū)(DT0)的數(shù)據(jù)與十進(jìn)制常數(shù)K50進(jìn)行比較。(5)如果DT0=K50,特殊內(nèi)部繼電器R900B(相等標(biāo)志)接通,隨之內(nèi)部繼電器R0接通。應(yīng)用注意事項(xiàng):(1)用F118(UDC)指令編程時(shí),一定要有加/減觸發(fā)信號(hào)、計(jì)數(shù)觸發(fā)信號(hào)和復(fù)位觸發(fā)三個(gè)信號(hào)。(2)置值的范圍為K-32767~K32767。5.SR左移寄存器指令

SR左移寄存器是一個(gè)串行輸入移位寄存器,數(shù)據(jù)在移位脈沖輸入的上升沿逐位向高位移位一次,最高位移出;當(dāng)復(fù)位信號(hào)輸入變?yōu)镺N時(shí),參與移位的內(nèi)容全部復(fù)位(均變?yōu)?)。該指令只能對(duì)內(nèi)部繼電器WR進(jìn)行移位操作。

SR左移寄存器指令的操作數(shù)見(jiàn)表10-19。表10-19SR左移寄存器指令的操作數(shù)例13對(duì)于圖10.27所示的應(yīng)用程序,其指令表如表10-20所示。圖10.27例13的程序梯形圖表10-20例13的指令表例題解釋:(1)如果復(fù)位觸發(fā)信號(hào)(X2)為OFF,且移位觸發(fā)信號(hào)(X1)接通(ON),則內(nèi)部繼電器(WR3)的內(nèi)容向左移動(dòng)一位(由低位向高位移動(dòng))。(2)如果數(shù)據(jù)輸入端(X0)為ON,則左移一位后,被移位寄存器的最低位(R30)補(bǔ)充為1;如果數(shù)據(jù)輸入端(X0)為OFF,則左移一位后,被移位寄存器的最低位(R30)補(bǔ)充為0。(3)復(fù)位觸發(fā)信號(hào)(X2)接通,則被移位寄存器(WR3)的內(nèi)容被清除,全部變?yōu)?。

應(yīng)用注意事項(xiàng):(1)用SR指令編程時(shí),一定要有數(shù)據(jù)輸入、移位觸發(fā)和復(fù)位觸發(fā)三個(gè)信號(hào)。(2)當(dāng)數(shù)據(jù)輸入信號(hào)為ON時(shí),新移進(jìn)的數(shù)據(jù)為1;當(dāng)數(shù)據(jù)輸入信號(hào)為OFF時(shí),新移進(jìn)的數(shù)據(jù)為0。(3)數(shù)據(jù)向左移位操作發(fā)生在移位觸發(fā)信號(hào)的上升沿(OFF→ON)。(4)當(dāng)復(fù)位觸發(fā)信號(hào)為ON時(shí),數(shù)據(jù)區(qū)所有位均變?yōu)椤?”。(5)SR指令只能應(yīng)用于內(nèi)部字繼電器WR。6.F119(LRSR)左/右移位寄存器指令

F119(LRSR)左/右移位寄存器指令的功能是將指定數(shù)據(jù)在某一個(gè)寄存器區(qū)域內(nèi)進(jìn)行左/右移位,其操作數(shù)見(jiàn)表10-21。表10-21F119(LRSR)左/右移位寄存器指令的操作數(shù)例14對(duì)于圖10.28所示的應(yīng)用程序,其指令表如表10-22所示。圖10.28例14的程序梯形圖表10-22例14的指令表圖10.29左移運(yùn)行示意圖圖10.30右移運(yùn)行示意圖應(yīng)用注意事項(xiàng):(1)用F119(LRSR)指令編程時(shí),一定要有左/右移位控制、數(shù)據(jù)輸入、移位觸發(fā)和復(fù)位觸發(fā)四個(gè)信號(hào)。(2)左/右移位控制信號(hào)為ON時(shí),數(shù)據(jù)向左移位;左/右移位控制信號(hào)為OFF時(shí),數(shù)據(jù)向右移位。(3)當(dāng)數(shù)據(jù)輸入信號(hào)為ON時(shí),新移進(jìn)的數(shù)據(jù)為1;當(dāng)數(shù)據(jù)輸入信號(hào)為OFF時(shí),新移進(jìn)的數(shù)據(jù)為0。(4)數(shù)據(jù)移位操作發(fā)生在移位觸發(fā)信號(hào)的上升沿(OFF→ON)。(5)當(dāng)復(fù)位觸發(fā)信號(hào)為ON時(shí),數(shù)據(jù)區(qū)所有位均變?yōu)椤?”。(6)規(guī)定D1和D2在同類別的數(shù)據(jù)區(qū),并且數(shù)據(jù)區(qū)地址必須滿足D1≤D2。10.2.3控制指令1.MC和MCE指令當(dāng)MC(主控繼電器)指令被接通觸發(fā)時(shí),執(zhí)行MC(主控繼電器)到MCE(主控繼電器結(jié)束)之間的指令;如果MC(主控繼電器)指令未被觸發(fā)接通,則處于MC和MCE指令之間的非保持性繼電器全部斷開(kāi)。例15對(duì)于圖10.31所示的應(yīng)用程序,其指令表如表10-23所示。應(yīng)用注意事項(xiàng):(1)MC指令不能從左邊母線直接編程,其左邊至少要有一個(gè)接點(diǎn)。(2)MC和MCE指令必須成對(duì)出現(xiàn)。(3)指令可以嵌套。圖10.31例15的程序梯形圖表10-23例15的指令表2.JP和LBL指令當(dāng)JP(跳轉(zhuǎn))指令被觸發(fā)接通時(shí),跳轉(zhuǎn)到與JP指令編號(hào)相同的LBL(標(biāo)號(hào))指令處執(zhí)行程序。例16圖10.32所示為JP和LBL指令的應(yīng)用程序?qū)嵗?。圖10.32例16的程序梯形圖應(yīng)用注意事項(xiàng):(1)程序中的JP指令和LBL指令必須對(duì)應(yīng)出現(xiàn),并且不能出現(xiàn)重復(fù)的LBL指令。(2)JP(跳轉(zhuǎn))指令可以嵌套。(3)JP(跳轉(zhuǎn))指令和LBL(標(biāo)號(hào))指令在使用時(shí),應(yīng)該是在同一個(gè)程序段中跳轉(zhuǎn),避免從ED(結(jié)束)指令前跳轉(zhuǎn)到ED(結(jié)束)指令后的程序中,也應(yīng)該避免在子程序中或中斷服務(wù)程序中跳轉(zhuǎn)到別的程序段中,還應(yīng)該避免在步進(jìn)程序區(qū)與非步進(jìn)程序區(qū)之間跳轉(zhuǎn)。(4)同一標(biāo)號(hào)的LBL指令不能位于JP指令之前。(5)在JP指令和LBL指令之間,定時(shí)器指令不能保證準(zhǔn)確運(yùn)行,因此最好不要使用。3.LOOP和LBL指令當(dāng)LOOP(循環(huán))指令被觸發(fā)接通時(shí),跳轉(zhuǎn)到與LOOP指令編號(hào)相同的LBL(標(biāo)號(hào))指令處執(zhí)行程序,同時(shí)LOOP指令設(shè)定的循環(huán)次數(shù)減1。如果循環(huán)次數(shù)沒(méi)減到0,將循環(huán)執(zhí)行LOOP指令編號(hào)相同的LBL(標(biāo)號(hào))指令處的指令,直至LOOP指令設(shè)定的循環(huán)次數(shù)減為0。例17圖10.33所示為L(zhǎng)OOP和LBL指令的應(yīng)用程序?qū)嵗?。圖10.33例17的程序梯形圖應(yīng)用注意事項(xiàng):(1)程序中的LOOP指令和LBL指令必須對(duì)應(yīng)出現(xiàn),并且不能出現(xiàn)重復(fù)的LBL指令。(2)同一標(biāo)號(hào)的LOOP指令與LBL指令沒(méi)有順序的嚴(yán)格規(guī)定。(3)在LOOP指令和LBL指令之間,定時(shí)器指令不能保證準(zhǔn)確運(yùn)行,因此最好不要使用。

4.ED和CNDE指令

ED(結(jié)束)指令為結(jié)束指令,其功能為當(dāng)程序執(zhí)行時(shí)遇到此指令,則表示程序執(zhí)行結(jié)束,執(zhí)行掃描階段的其他任務(wù)。

CNDE(條件結(jié)束)指令為條件結(jié)束指令,需要有觸發(fā)信號(hào)。如果此指令沒(méi)有被觸發(fā),則不會(huì)影響程序的執(zhí)行;如果被觸發(fā),則功能和ED指令相同。5.SSTP、NSTP、NSTL、CSTP和STPE指令

SSTP、NSTP、NSTL、CSTP和STPE各指令的功能介紹如下:

SSTP指令:表示步進(jìn)程序開(kāi)始。

NSTP指令:當(dāng)檢測(cè)到觸發(fā)信號(hào)的上升沿時(shí),啟動(dòng)當(dāng)前過(guò)程,并將前一個(gè)過(guò)程復(fù)位。

NSTL指令:當(dāng)觸發(fā)信號(hào)閉合時(shí),啟動(dòng)當(dāng)前過(guò)程,并將前一個(gè)過(guò)程復(fù)位。

CSTP指令:清除并復(fù)位指定的步進(jìn)過(guò)程。

STPE指令:表示步進(jìn)程序區(qū)結(jié)束,返回一般梯形圖程序。例18圖10.34所示為SSTP、NSTP、NSTL、CSTP和STPE指令的應(yīng)用程序?qū)嵗D10.34例18的程序梯形圖例題解釋:(1)當(dāng)觸發(fā)信號(hào)(X0)接通時(shí),執(zhí)行第一個(gè)步進(jìn)過(guò)程。(2)當(dāng)觸發(fā)信號(hào)(X1)接通時(shí),清除第一個(gè)步進(jìn)過(guò)程,執(zhí)行第二個(gè)步進(jìn)過(guò)程。(3)當(dāng)觸發(fā)信號(hào)(X3)接通時(shí),清除第二個(gè)步進(jìn)過(guò)程,步進(jìn)控制結(jié)束。6.CALL、SUB和RET指令CALL、SUB和RET指令的功能介紹如下:CALL指令:調(diào)用指定的子程序并執(zhí)行。SUB指令:表示特定的子程序開(kāi)始。RET指令:結(jié)束一段子程序并返回主程序。例19圖10.35為CALL、SUB和RET指令的應(yīng)用程序?qū)嵗?。圖10.35例19的程序梯形圖例題解釋:(1)當(dāng)觸發(fā)信號(hào)(X0)接通時(shí),執(zhí)行對(duì)應(yīng)的子程序(SUB1~RET)。(2)執(zhí)行完子程序后,返回執(zhí)行CALL指令后面的程序。應(yīng)用注意事項(xiàng):(1)CALL指令可以出現(xiàn)在主程序區(qū)、中斷程序區(qū)和子程序區(qū),并且可以有多個(gè)相同標(biāo)號(hào)的CALL指令,表示一個(gè)子程序可以被多次調(diào)用,但是不能出現(xiàn)多個(gè)相同標(biāo)號(hào)的SUB指令。

(2)子程序中可以再次調(diào)用別的子程序,這種結(jié)構(gòu)叫做嵌套。在FP1型可編程控制器中,最多可以有四層嵌套。7.ICTL、INT和IRET指令I(lǐng)CTL、INT和IRET指令的功能介紹如下:ICTL指令:設(shè)置中斷控制方式。INT指令:啟動(dòng)對(duì)應(yīng)的中斷控制程序。IRET指令:結(jié)束一段中斷控制程序并返回主程序。以上指令的操作數(shù)見(jiàn)表10-24。表10-24ICTL、INT和IRET指令的操作數(shù)例20圖10.36所示為ICTL、INT和IRET指令的應(yīng)用程序?qū)嵗D10.36例20的程序梯形圖例題解釋:(1)ICTL指令是中斷控制指令,它必須由一個(gè)觸發(fā)信號(hào)來(lái)觸發(fā),在觸發(fā)信號(hào)后必須有DF指令。(2)S1為H0時(shí),表示系統(tǒng)接受外部中斷為屏蔽/非屏蔽狀態(tài),S2的值控制X0~X7是否被屏蔽。(3)當(dāng)S1為H100時(shí),表示可以清除某些中斷源,S2的值控制X0~X7是否被清除。(4)當(dāng)S1為H02時(shí),表示系統(tǒng)為定時(shí)啟動(dòng)中斷狀態(tài),S2的值控制中斷時(shí)間間隔,其定時(shí)時(shí)間為S2的值乘以10,單位為毫秒(ms),此時(shí)引發(fā)的中斷序號(hào)規(guī)定為INT24。(5)INT指令和IRET指令總是成對(duì)出現(xiàn)的,它們編程時(shí)必須放在主程序(ED指令)之后,最多可以放9個(gè)(INT0~I(xiàn)NT7,INT24),它們之間的程序便是中斷服務(wù)程序。(6)系統(tǒng)在響應(yīng)中斷時(shí),會(huì)根據(jù)申請(qǐng)中斷的中斷源的多少以及優(yōu)先級(jí)別的高低等因素來(lái)響應(yīng)中斷。(7)在多個(gè)中斷源被使能的情況下,如果由若干個(gè)中斷源同時(shí)申請(qǐng)中斷,則按中斷源的優(yōu)先級(jí)別來(lái)響應(yīng)中斷。應(yīng)用注意事項(xiàng):(1)中斷源在執(zhí)行對(duì)應(yīng)的中斷服務(wù)程序期間不能被復(fù)位。(2)FP1系列可編程控制器的工作模式由“PROG”轉(zhuǎn)移到“RUN”時(shí),所有的中斷源均不使能。(3)與普通微機(jī)的中斷方式不同,F(xiàn)P1的中斷在執(zhí)行優(yōu)先級(jí)別較低的中斷服務(wù)程序期間,如果此時(shí)有高優(yōu)先級(jí)別的中斷源被觸發(fā),高級(jí)別中斷源對(duì)應(yīng)的中斷服務(wù)程序也必須等到正在執(zhí)行的較低優(yōu)先級(jí)別的中斷服務(wù)程序執(zhí)行結(jié)束后才能被執(zhí)行。(4)一個(gè)中斷源在被屏蔽期間,即使對(duì)應(yīng)的中斷源閉合也不會(huì)引發(fā)系統(tǒng)中斷,但如果此中斷源稍后又被設(shè)置為非屏蔽狀態(tài),它將會(huì)因?yàn)楸黄帘纹陂g的中斷源閉合而引發(fā)系統(tǒng)中斷。10.2.4比較指令1.單字比較指令ST=、ST<>、ST>、ST>=、ST<、ST<=

以上指令均屬于單字比較指令,其功能說(shuō)明如下:

ST=指令:相等時(shí)加載。

ST<>指令:不等時(shí)加載。

ST>指令:大于時(shí)加載。ST>=指令:不小于時(shí)加載。ST<指令:小于時(shí)加載。ST<=指令:不大于時(shí)加載。以上指令的操作數(shù)見(jiàn)表10-25。表10-25單字比較指令的操作數(shù)例21圖10.37所示為單字比較指令的應(yīng)用程序?qū)嵗?。圖10.37例21的程序梯形圖例題解釋:當(dāng)數(shù)據(jù)寄存器DT0中的數(shù)據(jù)等于常數(shù)K50時(shí),輸出(Y0)接通(ON);否則,Y0斷開(kāi)(OFF)。其他指令功能與此類似。2.單字比較串聯(lián)指令A(yù)N=、AN<>、AN>、AN>=、AN<、AN<=

以上指令均屬于單字比較串聯(lián)指令,其功能介紹如下,其操作數(shù)見(jiàn)表10-26。

AN=指令:相等時(shí)串聯(lián)。

AN<>指令:不等時(shí)串聯(lián)。

AN>指令:大于時(shí)串聯(lián)。

AN>=指令:不小于時(shí)串聯(lián)。

AN<指令:小于時(shí)串聯(lián)。

AN<=指令:不大于時(shí)串聯(lián)。表10-26單字比較串聯(lián)指令的操作數(shù)例22圖10.38所示為單字比較串聯(lián)指令的應(yīng)用程序?qū)嵗D10.38例22的程序梯形圖例題解釋:當(dāng)數(shù)據(jù)寄存器DT1中的數(shù)據(jù)不等于常數(shù)K50時(shí),此接點(diǎn)狀態(tài)為ON;當(dāng)數(shù)據(jù)寄存器DT1中的數(shù)據(jù)等于常數(shù)K50時(shí),此接點(diǎn)狀態(tài)為OFF。執(zhí)行結(jié)果與前端的指令運(yùn)行結(jié)果相與,控制輸出(Y0)的狀態(tài)。其他指令的功能與此類似。3.單字比較并聯(lián)指令OR=、OR<>、OR>、OR>=、OR<、OR<=

以上指令均屬于單字比較并聯(lián)指令,其功能介紹如下,操作數(shù)見(jiàn)表10-27。

OR=指令:相等時(shí)并聯(lián)。

OR<>指令:不等時(shí)并聯(lián)。

OR>指令:大于時(shí)并聯(lián)。

OR>=指令:不小于時(shí)并聯(lián)。

OR<指令:小于時(shí)并聯(lián)。

OR<=指令:不大于時(shí)并聯(lián)。表10-27單字比較并聯(lián)指令的操作數(shù)例23圖10.39所示為單字比較并聯(lián)指令的應(yīng)用程序?qū)嵗D10.39例23的程序梯形圖例題解釋:當(dāng)數(shù)據(jù)寄存器DT1中的數(shù)據(jù)大于常數(shù)K40時(shí),此接點(diǎn)狀態(tài)為ON;當(dāng)數(shù)據(jù)寄存器DT1中的數(shù)據(jù)不大于常數(shù)K40時(shí),此接點(diǎn)狀態(tài)為OFF。執(zhí)行結(jié)果與前端的指令運(yùn)行結(jié)果相或,控制輸出(Y0)的狀態(tài)。其他指令的功能類似。4.雙字比較指令STD=、STD<>、STD>、STD>=、STD<、STD<=

以上指令均屬于雙字比較指令,其功能說(shuō)明如下,操作數(shù)見(jiàn)表10-28。

STD=指令:相等時(shí)加載。

STD<>指令:不等時(shí)加載。

STD>指令:大于時(shí)加載。

STD>=指令:不小于時(shí)加載。

STD<指令:小于時(shí)加載。

STD<=指令:不大于時(shí)加載。表10-28雙字比較指令的操作數(shù)例24圖10.40所示是雙字比較指令的應(yīng)用程序?qū)嵗?。圖10.40例24的程序梯形圖例題解釋:當(dāng)數(shù)據(jù)寄存器(DT1,DT0)中的數(shù)據(jù)等于常數(shù)K50時(shí),輸出(Y0)接通(ON);否則,Y0斷開(kāi)(OFF)。其他指令的功能與此類似。5.雙字比較串聯(lián)指令A(yù)ND=、AND<>、AND>、AND>=、AND<、AND<=

以上指令均屬于雙字比較串聯(lián)指令,其功能介紹如下,操作數(shù)見(jiàn)表10-29。

AND=指令:相等時(shí)串聯(lián)。

AND<>指令:不等時(shí)串聯(lián)。

AND>指令:大于時(shí)串聯(lián)。AND>=指令:不小于時(shí)串聯(lián)。AND<指令:小于時(shí)串聯(lián)。AND<=指令:不大于時(shí)串聯(lián)。表10-29雙字比較串聯(lián)指令的操作數(shù)例25圖10.41所示是雙字比較串聯(lián)指令的應(yīng)用程序?qū)嵗D10.41例25的程序梯形圖例題解釋:當(dāng)數(shù)據(jù)寄存器(DT11,DT10)中的數(shù)據(jù)不等于常數(shù)K50時(shí),此接點(diǎn)狀態(tài)為ON;當(dāng)數(shù)據(jù)寄存器(DT11,DT10)中的數(shù)據(jù)等于常數(shù)K50時(shí),此接點(diǎn)狀態(tài)為OFF。執(zhí)行結(jié)果與前端的指令運(yùn)行結(jié)果相與,控制輸出(Y0)的狀態(tài)。其他指令的功能與此類似。6.雙字比較并聯(lián)指令ORD=、ORD<>、ORD>、ORD>=、ORD<、ORD<=

以上指令均屬于雙字比較并聯(lián)指令,其功能介紹如下,操作數(shù)見(jiàn)表10-30。

ORD=指令:相等時(shí)并聯(lián)。

ORD<>指令:不等時(shí)并聯(lián)。

ORD>指令:大于時(shí)并聯(lián)。

ORD>=指令:不小于時(shí)并聯(lián)。

ORD<指令:小于時(shí)并聯(lián)。

ORD<=指令:不大于時(shí)并聯(lián)。表10-30雙字比較并聯(lián)指令的操作數(shù)例26圖10.42所示為雙字比較并聯(lián)指令的應(yīng)用程序?qū)嵗?。圖10.42例26的程序梯形圖例題解釋:當(dāng)數(shù)據(jù)寄存器(DT11,DT10)中的數(shù)據(jù)大于常數(shù)K40時(shí),此接點(diǎn)狀態(tài)為ON;當(dāng)數(shù)據(jù)寄存器(DT11,DT10)中的數(shù)據(jù)不大于常數(shù)K40時(shí),此接點(diǎn)狀態(tài)為OFF。執(zhí)行結(jié)果與前端的指令運(yùn)行結(jié)果相或,控制輸出(Y0)的狀態(tài)。其他指令的功能與此類似。10.2.5高級(jí)指令1.高級(jí)指令的構(gòu)成使用高級(jí)指令編程是可編程控制器的一個(gè)重要功能。可編程控制器借鑒微型計(jì)算機(jī)的功能,可以對(duì)16位數(shù)據(jù)和32位數(shù)據(jù)進(jìn)行處理;可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行單位或多位處理,也可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行單字或多字處理;可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算或邏輯運(yùn)算,還可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分離、組合、編碼、解碼等處理。高級(jí)指令的編寫(xiě)有統(tǒng)一的格式,在一般情況下由三部分組成:高級(jí)功能指令序號(hào)(F0~F165)、指令助記符和操作數(shù)。高級(jí)指令的梯形圖及指令格式說(shuō)明如圖10.43所示。圖10.43高級(jí)指令梯形圖編程使用時(shí),高級(jí)指令前必須加觸發(fā)信號(hào)。如果有多個(gè)高級(jí)指令使用同一個(gè)觸發(fā)信號(hào)進(jìn)行觸發(fā),則沒(méi)有必要每次都寫(xiě)出該觸發(fā)信號(hào),如圖10.44所示。圖10.44可省略的觸發(fā)信號(hào)2.高級(jí)指令類型(1)數(shù)據(jù)傳輸指令,其功能號(hào)、助記符、操作數(shù)等的詳細(xì)說(shuō)明列于表10-31中。(2)BIN(二進(jìn)制)算術(shù)運(yùn)算指令,其功能號(hào)、助記符、操作數(shù)等的詳細(xì)說(shuō)明列于表10-32(略)中。(3)BCD算術(shù)運(yùn)算指令,其功能號(hào)、助記符、操作數(shù)等的詳細(xì)說(shuō)明列于表10-33(略)中。(4)數(shù)據(jù)比較指令,其功能號(hào)、助記符、操作數(shù)等的詳細(xì)說(shuō)明列于表10-34中。(5)邏輯運(yùn)算指令,其功能號(hào)、助記符、操作數(shù)等的詳細(xì)說(shuō)明列于表10-35中。表10-31數(shù)據(jù)傳輸指令表10-34數(shù)據(jù)比較指令表10-35邏輯運(yùn)算指令(6)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換指令,其功能號(hào)、助記符、操作數(shù)等的詳細(xì)說(shuō)明列于表10-36(略)中。(7)數(shù)據(jù)移位指令,其功能號(hào)、助記符、操作數(shù)等的詳細(xì)說(shuō)明列于表10-37中。(8)可逆計(jì)數(shù)器和左/右移位寄存器指令,其功能號(hào)、助記符、操作數(shù)等的詳細(xì)說(shuō)明列于表10-38中。(9)數(shù)據(jù)循環(huán)移位指令,其功能號(hào)、助記符、操作數(shù)等的詳細(xì)說(shuō)明列于表10-39中。(10)位操作指令,其功能號(hào)、助記符、操作數(shù)等的詳細(xì)說(shuō)明列表10-40中。表10-37數(shù)據(jù)移位指令表10-38可逆計(jì)數(shù)器和左/右移位寄存器指令表10-39數(shù)據(jù)循環(huán)移位指令表10-40位操作指令(11)輔助定時(shí)器指令,其功能號(hào)、助記符、操作數(shù)等的詳細(xì)說(shuō)明見(jiàn)表10-41。(12)特殊指令,其功能號(hào)、助記符、操作數(shù)等的詳細(xì)說(shuō)明見(jiàn)表10-42。(13)高速計(jì)數(shù)器特殊指令,其功能號(hào)、助記符、操作數(shù)等的詳細(xì)說(shuō)明見(jiàn)表10-43。表10-41輔助定時(shí)器指令表10-42特殊指令表10-43高速計(jì)數(shù)器特殊指令10.3PLC的編程指導(dǎo)10.3.1PLC的編程方法(1)梯形圖每一行都是從左母線開(kāi)始,終于右母線的。線圈要接在右母線上,不能將接點(diǎn)放在線圈的右邊。在電氣控制原理圖中,觸點(diǎn)可以放在線圈的右邊,而PLC的梯形圖則不允許,如圖10.45所示。圖10.45規(guī)則(1)的說(shuō)明(a)錯(cuò)誤編程;(b)正確編程(2)輸入/輸出繼電器、內(nèi)部輔助繼電器、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器的接點(diǎn)可以多次使用,無(wú)需用復(fù)雜的程序結(jié)構(gòu)來(lái)減少接點(diǎn)的使用次數(shù)。(3)在一個(gè)梯形圖程序中,同一編號(hào)的線圈如果使用兩次及兩次以上,稱為雙線圈輸出。(4)輸入繼電器的線圈是由輸入點(diǎn)上的外部信號(hào)控制驅(qū)動(dòng)的,在梯形圖中輸入繼電器的觸點(diǎn)可以表示對(duì)應(yīng)點(diǎn)上的輸入信號(hào)。圖10.46規(guī)則(6)的說(shuō)明(a)電路安排不當(dāng);(b)電路安排得當(dāng)(5)在梯形圖中,每行串聯(lián)的觸點(diǎn)數(shù)和每組并聯(lián)電路的并聯(lián)觸點(diǎn)數(shù),在理論上沒(méi)有限制。(6)為了減少使用的指令語(yǔ)句,應(yīng)把串聯(lián)觸點(diǎn)最多的支路編排在上方。如果將串聯(lián)觸點(diǎn)多的支路安排在下面,如圖10.46(a)所示,則需增加一條ORS指令,顯然這種編排不好。

(7)把觸點(diǎn)最多的并聯(lián)電路編排在最左邊,以減少編程指令語(yǔ)句的使用,如圖10.47所示。圖10.47規(guī)則(7)的說(shuō)明(a)電路安排不當(dāng);(b)電路安排得當(dāng)(8)對(duì)橋式電路的編程處理。梯形圖程序必須符合順序執(zhí)行原則,即按從左到右、從上到下的順序執(zhí)行。對(duì)圖10.48(a)所示的橋式電路,其中觸點(diǎn)5有雙向電流通過(guò),這是不符合順序執(zhí)行原則的電路,因此必須根據(jù)邏輯功能,對(duì)該電路進(jìn)行等效變換,變換成可編程的電路,如圖10.48(b)所示。圖10.48規(guī)則(8)的說(shuō)明(a)橋式電路;(b)變換后的電路(9)對(duì)復(fù)雜電路的編程處理。對(duì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的電路,應(yīng)像上面一樣對(duì)電路進(jìn)行邏輯功能的等效變換處理,使編程清晰明了,簡(jiǎn)便可行,不易出錯(cuò)。對(duì)圖10.49(a)所示的電路,可將其等效變換為圖10.49(b)所示的電路。(10)對(duì)常閉觸點(diǎn)輸入的編程處理。對(duì)輸入外部控制信號(hào)的常閉觸點(diǎn),在編制梯形圖時(shí)要特別小心,否則可能導(dǎo)致編程錯(cuò)誤。圖10.49規(guī)則(9)的說(shuō)明(a)復(fù)雜電路;(b)重新排列的電路10.3.2常用基本環(huán)節(jié)編程1.啟動(dòng)和復(fù)位電路在PLC的程序設(shè)計(jì)中,啟動(dòng)和復(fù)位電路是構(gòu)成梯形圖的最基本的常用電路。用輸入繼電器和輸出繼電器編制的梯形圖如圖10.50(a)所示,用輸入繼電器和鎖存繼電器編制的梯形圖如圖10.50(b)所示,其輸入和輸出波形圖如圖10.50(c)所示。圖10.50啟動(dòng)和復(fù)位電路(a)用輸入和輸出繼電器編制的梯形圖;(b)用輸入繼電器和鎖存繼電器編制的梯形圖;(c)波形圖2.觸發(fā)電路采用DF指令構(gòu)成的觸發(fā)電路如圖10.51所示。在輸入X0信號(hào)的控制下,輸出Y0不斷翻轉(zhuǎn)。圖10.51采用DF指令構(gòu)成觸發(fā)器電路(a)觸發(fā)器電路梯形圖;(b)波形圖3.延時(shí)接通電路

PLC中的定時(shí)器TIM與其他器件組合可構(gòu)成各種時(shí)間控制電路。FP1系列PLC中的定時(shí)器是通電延時(shí)型定時(shí)器,定時(shí)器輸入信號(hào)一經(jīng)接通,定時(shí)器的設(shè)定值不斷減1。當(dāng)設(shè)定值減為零時(shí),定時(shí)器才有輸出,此時(shí)定時(shí)器的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合,常閉觸點(diǎn)打開(kāi)。當(dāng)定時(shí)器輸入斷開(kāi)時(shí),定時(shí)器復(fù)位,由當(dāng)前值恢復(fù)到設(shè)定值,其輸出的常開(kāi)觸點(diǎn)斷開(kāi),常閉觸點(diǎn)閉合。輸入端X0接不帶自鎖的按鈕開(kāi)關(guān),延時(shí)接通電路如圖10.52所示。圖10.52延時(shí)接通電路(a)延時(shí)接通梯形圖程序;(b)波形圖4.延時(shí)斷開(kāi)電路(1)輸入X0端接不帶自鎖按鈕電路。圖10.53所示是輸入X0端接不帶自鎖按鈕的延時(shí)斷開(kāi)電路。輸入X0端接通后,內(nèi)部繼電器R0線圈接通,其常開(kāi)觸點(diǎn)R0閉合,輸出Y0接通,同時(shí)定時(shí)器T0開(kāi)始計(jì)時(shí),延時(shí)5s后,常閉觸點(diǎn)打開(kāi),輸出Y0線圈斷開(kāi)。圖10.53延時(shí)斷開(kāi)電路(a)延時(shí)斷開(kāi)梯形圖程序;(b)波形圖(2)用撥碼器改變定時(shí)器定時(shí)值電路。用撥碼器改變定時(shí)器定時(shí)值電路如圖10.54所示。利用改變撥碼器的數(shù)值,使X0~X3處于不同的狀態(tài)(ON或OFF),并使內(nèi)部字繼電器WR0中的R0~R3位具有不同的數(shù)據(jù)內(nèi)容,采用F81(BIN)4位BCD碼轉(zhuǎn)換為16位二進(jìn)制數(shù)據(jù)指令將WR0中的內(nèi)容存放在SV0中,從而達(dá)到改變定時(shí)器T0的定時(shí)值的目的。當(dāng)X4接通時(shí)Y0接通,經(jīng)過(guò)T0的設(shè)定時(shí)間,T0有輸出,其常閉觸點(diǎn)T0打開(kāi),輸出繼電器Y0斷開(kāi)。圖10.54用撥碼器改變定時(shí)器定時(shí)值電路(1)采用定時(shí)器和計(jì)數(shù)器組成的電路。輸入X0端接通,T0開(kāi)始計(jì)時(shí),經(jīng)過(guò)10s后,其常開(kāi)觸點(diǎn)T0閉合,計(jì)數(shù)器CT100開(kāi)始遞減計(jì)數(shù)。圖10.55長(zhǎng)時(shí)間延時(shí)電路(2)采用兩個(gè)或兩個(gè)以上計(jì)數(shù)器組成的電路。圖10.56所示是由兩個(gè)計(jì)數(shù)器組成的延時(shí)電路。輸入X0端接通后,CT100開(kāi)始計(jì)數(shù),經(jīng)過(guò)20s,CT100有輸出,其常開(kāi)觸點(diǎn)閉合,CT101計(jì)數(shù)一次,CT100復(fù)位。又經(jīng)過(guò)20s,CT101計(jì)數(shù)兩次。如此循環(huán),經(jīng)過(guò)20×30=600s后,CT101有輸出,其常開(kāi)觸點(diǎn)C101閉合,接通輸出繼電器Y0。圖10.56計(jì)數(shù)器延時(shí)電路6.順序延時(shí)接通電路(1)采用計(jì)數(shù)器的電路。采用計(jì)數(shù)器編寫(xiě)的順序延時(shí)接通電路梯形圖如圖10.57所示。當(dāng)輸入X0端接通時(shí),計(jì)數(shù)器CT100、CT101、CT102分別開(kāi)始計(jì)數(shù)。圖10.57采用計(jì)數(shù)器的順序延時(shí)接通電路(2)采用計(jì)數(shù)器和比較指令(F60CMP)構(gòu)成延時(shí)接通電路。在較大的程序中,如果采用的定時(shí)計(jì)數(shù)器的個(gè)數(shù)不夠,則可用計(jì)數(shù)器與比較指令組合編程,其編程電路如圖10.58所示。圖10.58采用計(jì)數(shù)器和比較指令構(gòu)成的延時(shí)接通電路7.順序循環(huán)執(zhí)行電路(1)采用左/右移位寄存器F119(LRSR)指令構(gòu)成的電路。要使輸出繼電器Y0~Y8按順序分別接通1s,并循環(huán)執(zhí)行,可采用移位寄存器F119LRSR指令,其編程電路如圖10.59所示。圖10.59順序循環(huán)執(zhí)行電路(a)梯形圖程序;(b)波形圖(2)利用CMP(F60)指令監(jiān)視定時(shí)器的當(dāng)前值,構(gòu)成順序循環(huán)執(zhí)行電路。定時(shí)器TM0的設(shè)定值為30s,用CMP(F60)比較指令來(lái)監(jiān)視TM0的當(dāng)前值,構(gòu)成的順序循環(huán)執(zhí)行電路如圖10.60所示。圖10.60CMP(F60)與TM0構(gòu)成的電路8.中斷控制電路(1)軟中斷(定時(shí)中斷)電路。輸入X0接通后,要求輸出繼電器Y0開(kāi)5s,關(guān)5s,如此反復(fù)直至X0變?yōu)镺FF后停止。按此控制要求設(shè)計(jì)的定時(shí)中斷控制電路如圖10.61所示。圖10.61定時(shí)中斷控制電路(2)外部多個(gè)中斷源的硬中斷控制電路。在程序運(yùn)行之前,先在系統(tǒng)寄存器NO.403中設(shè)定為H8,即允許X0、X1、X3中斷。根據(jù)下面的控制要求設(shè)計(jì)梯形圖程序:上電后運(yùn)行程序,無(wú)中斷時(shí)Y1、Y2、Y3全為OFF狀態(tài),來(lái)中斷時(shí)則應(yīng)按如下規(guī)則響應(yīng):①X0中斷,則Y1為ON;X1中斷,則Y2為ON;X3中斷,則Y3為ON。②X0、X1、X3均中斷,則按中斷到來(lái)的先后順序響應(yīng)。③X0、X1、X3同時(shí)來(lái)中斷,

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