西門(mén)子PLC的基本指令與程序設(shè)計(jì)課件

1§4.3.2指令操作數(shù)

指令操作數(shù)（又稱(chēng)編程元件）一般在用戶(hù)存儲(chǔ)區(qū)中，操作數(shù)由操作標(biāo)識(shí)符和參數(shù)組成。操作標(biāo)識(shí)符由主標(biāo)識(shí)符和輔助標(biāo)識(shí)符組成，主標(biāo)識(shí)符用來(lái)指定操作數(shù)所使用的存儲(chǔ)區(qū)類(lèi)型，輔助標(biāo)識(shí)符則用來(lái)指定操作數(shù)的單位（如：位、字節(jié)、字、雙字等）。

主標(biāo)識(shí)符有：I（輸入過(guò)程映像寄存器、Q（輸出過(guò)程映像寄存器）、M（位存儲(chǔ)器）、PI（外部輸入寄存器）、PQ（外部輸出寄存器）、T（定時(shí)器）、C（計(jì)數(shù)器）、DB（數(shù)據(jù)塊寄存器）和L（本地?cái)?shù)據(jù)寄存器）；

輔助標(biāo)識(shí)符有：X（位）、B（字節(jié)）、W（字或2B）、D（2DW或4B）。1§4.3.2指令操作數(shù)指令操作數(shù)（又稱(chēng)編程元件26.S7-300數(shù)字量模塊位地址的確定26.S7-300數(shù)字量模塊位地址的確定35.1

PLC的基本邏輯指令及舉例

PLC的編程語(yǔ)言有梯形圖語(yǔ)言、助記符語(yǔ)言、邏輯功能圖語(yǔ)言和某些高級(jí)語(yǔ)言。其中前兩種語(yǔ)言用的最多，要求掌握。本章以S7-200CPU22*系列PLC的指令系統(tǒng)為對(duì)象，用舉例的形式來(lái)說(shuō)明PLC的基本指令系統(tǒng)，然后介紹常用典型電路及環(huán)節(jié)的編程，最后講解PLC程序的簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)法。

S7-200PLC用LAD編程時(shí)以每個(gè)獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)塊（Network）為單位，所有的網(wǎng)絡(luò)塊組合在一起就是梯形圖，這也是S7-200PLC的特點(diǎn)。35.1PLC的基本邏輯指令及舉例PLC的編程語(yǔ)4梯形圖語(yǔ)言編程主要特點(diǎn)及格式有以下幾點(diǎn)：1)梯形圖按行從上至下編寫(xiě)，每一行從左至右順序編寫(xiě)，即PLC程序執(zhí)行順序與梯形圖的編寫(xiě)順序一致。2)梯形圖左、右邊垂直線(xiàn)分別稱(chēng)為起始母線(xiàn)和終止母線(xiàn)。每一邏輯行必須從起始母線(xiàn)開(kāi)始畫(huà)起。（終止母線(xiàn)?？梢允÷裕?)梯形圖中的觸點(diǎn)有兩種，即常開(kāi)觸點(diǎn)和常閉觸點(diǎn)，這些觸點(diǎn)可以是PLC的輸入觸點(diǎn)或輸出繼電器觸點(diǎn)，也可以是內(nèi)部繼電器、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的狀態(tài)。與傳統(tǒng)的繼電器控制圖一樣，每一觸點(diǎn)都有自己的特殊標(biāo)記（編號(hào)），以示區(qū)別。同一標(biāo)記的觸點(diǎn)可以反復(fù)使用，次數(shù)不限。這是因?yàn)槊恳挥|點(diǎn)的狀態(tài)存入PLC內(nèi)的存儲(chǔ)單元中，可以反復(fù)讀寫(xiě)。傳統(tǒng)繼電器控制中的每個(gè)開(kāi)關(guān)均對(duì)應(yīng)一個(gè)物理實(shí)體，故使用次數(shù)有限。這是PLC優(yōu)于傳統(tǒng)控制其中的一點(diǎn)。4梯形圖語(yǔ)言編程主要特點(diǎn)及格式有以下幾點(diǎn)：54)梯形圖最右側(cè)必須接輸出元素，PLC的輸出元素用括號(hào)表示，并標(biāo)出輸出變量的代號(hào)。同一標(biāo)號(hào)輸出變量只能使用一次.5)梯形圖中的觸點(diǎn)可以任意串、并聯(lián)，而輸出線(xiàn)圈只能并聯(lián)，不能串聯(lián)。每行最多觸點(diǎn)數(shù)由PLC型號(hào)不同而不同.6)內(nèi)部繼電器、計(jì)數(shù)器、移位寄存器等均不能直接控制外部負(fù)載，只能作中間結(jié)果供PLC內(nèi)部使用.總之,梯形圖結(jié)構(gòu)沿用繼電器控制原理圖的形式，采用了常開(kāi)觸點(diǎn)、常閉觸點(diǎn)、線(xiàn)圈等圖形語(yǔ)言，對(duì)于同一控制電路，繼電控制原理與梯形圖輸入、輸出信號(hào)基本相同，控制過(guò)程等效。

54)梯形圖最右側(cè)必須接輸出元素，PLC的輸出元素用括號(hào)表示6例：6例：75.1.1邏輯取及線(xiàn)圈驅(qū)動(dòng)指令

邏輯取及線(xiàn)圈驅(qū)動(dòng)指令為L(zhǎng)D、LDN和=。LD（Load）：取指令。用于網(wǎng)絡(luò)塊邏輯運(yùn)算開(kāi)始的常開(kāi)觸點(diǎn)與母線(xiàn)的連接。LDN（LoadNot）：取反指令。用于網(wǎng)絡(luò)塊邏輯運(yùn)算開(kāi)始的常閉觸點(diǎn)與母線(xiàn)的連接。=（Out）：線(xiàn)圈驅(qū)動(dòng)指令。圖5-1LD、LDN、=指令用法（b）語(yǔ)句表（a）梯形圖75.1.1邏輯取及線(xiàn)圈驅(qū)動(dòng)指令邏輯取及線(xiàn)圈驅(qū)動(dòng)指令為L(zhǎng)8使用說(shuō)明：（1）LD、LDN指令不僅用于網(wǎng)絡(luò)塊邏輯計(jì)算開(kāi)始時(shí)與母線(xiàn)相連的常開(kāi)和常閉觸點(diǎn)，在分支電路塊的開(kāi)始也要使用LD、LDN指令；（2）并聯(lián)的=指令可連續(xù)使用任意次；（3）在同一程序中不能使用雙線(xiàn)圈輸出，即同一元器件在同一程序中只使用一次=指令；（4）LD、LDN、=指令的操作數(shù)為：I、Q、M、SM、T、C、V、S和L。T、C也作為輸出線(xiàn)圈，但在S7-200PLC中輸出時(shí)不是以使用=指令形式出現(xiàn)。8使用說(shuō)明：95.1.2觸點(diǎn)串聯(lián)指令觸點(diǎn)串聯(lián)指令為A、AN。A（And）：與指令。用于單個(gè)常開(kāi)觸點(diǎn)的串聯(lián)連接。AN(AndNot)：與反指令。用于單個(gè)常閉觸點(diǎn)的串聯(lián)連接。圖5-2A、AN指令的用法95.1.2觸點(diǎn)串聯(lián)指令觸點(diǎn)串聯(lián)指令為A、AN。圖5-10

使用說(shuō)明：（1）A、AN是單個(gè)觸點(diǎn)串聯(lián)連接指令，可連續(xù)使用。但在用梯形圖編程時(shí)會(huì)受到打印寬度和屏幕顯示的限制。S7-200的編程軟件中規(guī)定的串聯(lián)觸點(diǎn)數(shù)最多為11個(gè)。（2）圖5-2中所示連續(xù)輸出電路，可以反復(fù)使用=指令，但次序必須正確，不然就不能連續(xù)使用=指令編程了，見(jiàn)5-3圖。（3）A、AN指令的操作數(shù)為：I、Q、M、SM、T、C、V、S和L。圖5-3不可連續(xù)使用=指令的電路10使用說(shuō)明：圖5-3不可連續(xù)使用=指令的電路115.1.3觸點(diǎn)并聯(lián)指令觸點(diǎn)并聯(lián)指令為：O、ON。O（Or）：或指令。用于單個(gè)常開(kāi)觸點(diǎn)的并聯(lián)連接。ON(OrNot)：或反指令。用于單個(gè)常閉觸點(diǎn)的并聯(lián)連接。圖5-4O、ON指令的用法使用說(shuō)明：（1）單個(gè)觸點(diǎn)的O、ON指令可連續(xù)使用。（2）O、ON指令的操作數(shù)同前。115.1.3觸點(diǎn)并聯(lián)指令觸點(diǎn)并聯(lián)指令為：O、ON。圖5125.1.4串聯(lián)電路塊的并聯(lián)連接指令兩個(gè)以上觸點(diǎn)串聯(lián)形成的支路叫串聯(lián)電路塊。OLD（OrLoad）：或塊指令。用于串聯(lián)電路塊的并聯(lián)連接。圖5-5OLD指令的用法使用說(shuō)明：（1）在塊電路的開(kāi)始也要使用LD、LDN指令。（2）每完成一次塊電路的并聯(lián)時(shí)要寫(xiě)上OLD指令。（3）OLD指令無(wú)操作數(shù)。125.1.4串聯(lián)電路塊的并聯(lián)連接指令兩個(gè)以上觸點(diǎn)串聯(lián)形135.1.5并聯(lián)電路塊的串聯(lián)連接指令兩條以上支路并聯(lián)形成的電路叫并聯(lián)電路塊。ALD（AndLoad）：與塊指令。用于并聯(lián)電路塊的串聯(lián)連接。圖5-6ALD指令的用法使用說(shuō)明：（1）在塊電路開(kāi)始時(shí)要使用LD、LDN指令。（2）在每完成一次塊電路的串聯(lián)連接后要寫(xiě)上ALD指令。（3）ALD指令無(wú)操作數(shù)。135.1.5并聯(lián)電路塊的串聯(lián)連接指令兩條以上支路并聯(lián)形14S(Set):置位指令、R(Reset):復(fù)位指令置位即置1，復(fù)位即置0。置位和復(fù)位指令可以將位存儲(chǔ)區(qū)的某一位開(kāi)始的一個(gè)或多個(gè)（最多可達(dá)255個(gè)）同類(lèi)存儲(chǔ)器位置1或置0。這兩條指令在使用時(shí)需指明三點(diǎn)：操作性質(zhì)、開(kāi)始位和位的數(shù)量。5.1.6置位和復(fù)位指令（1）S，置位指令將位存儲(chǔ)區(qū)的指定位（位bit）開(kāi)始的N個(gè)同類(lèi)存儲(chǔ)器位置位。用法： S bit, N例： S Q0.0, 1（2）R，復(fù)位指令將位存儲(chǔ)區(qū)的指定位（位bit）開(kāi)始的N個(gè)同類(lèi)存儲(chǔ)器位復(fù)位。當(dāng)用復(fù)位指令時(shí)，如果是對(duì)定時(shí)器T位或計(jì)數(shù)器C位進(jìn)行復(fù)位，則定時(shí)器位或計(jì)數(shù)器位被復(fù)位，同時(shí)，定時(shí)器或計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值被清零。用法： R bit, N例： R Q0.2, 314S(Set):置位指令、R(Reset):復(fù)位指令515圖5-7置位復(fù)位指令的用法15圖5-7置位復(fù)位指令的用法16本程序?qū)?yīng)的時(shí)序圖如圖5-8所示。圖5-8時(shí)序圖16本程序?qū)?yīng)的時(shí)序圖如圖5-8所示。圖5-8時(shí)序圖17例：寫(xiě)出如下梯形圖的語(yǔ)句表。17例：寫(xiě)出如下梯形圖的語(yǔ)句表。18脈沖生成指令為EU(EdgeUp)、ED(EdgeDown).下表為脈沖生成指令使用說(shuō)明5.1.8脈沖生成指令

18脈沖生成指令為EU(EdgeUp)、ED(EdgeD19圖5-11時(shí)序圖EU指令對(duì)其之前的邏輯運(yùn)算結(jié)果的上升沿產(chǎn)生一個(gè)寬度為一個(gè)掃描周期的脈沖，如圖中的M0.0；ED指令對(duì)其邏輯運(yùn)算結(jié)果的下降沿產(chǎn)生一個(gè)寬度為一個(gè)掃描周期的脈沖，如圖中的M0.1。脈沖指令常用于啟動(dòng)及關(guān)斷條件的判定以及配合功能指令完成一些邏輯控制任務(wù)。19圖5-11時(shí)序圖EU指令對(duì)其之前的邏輯運(yùn)算結(jié)果20圖5-12跳變應(yīng)用20圖5-12跳變應(yīng)用21§4.4.3置位和復(fù)位指令

置位（S）和復(fù)位（R）指令根據(jù)RLO的值來(lái)決定操作數(shù)的信號(hào)狀態(tài)是否改變，對(duì)于置位指令，一旦RLO為“1”，則操作數(shù)的狀態(tài)置“1”，即使RLO又變?yōu)椤?”，輸出仍保持為“1”；若RLO為“0”，則操作數(shù)的信號(hào)狀態(tài)保持不變。對(duì)于復(fù)位操作，一旦RLO為“1”，則操作數(shù)的狀態(tài)置“0”，即使RLO又變?yōu)椤?”，輸出仍保持為“0”；若RLO為“0”，則操作數(shù)的信號(hào)狀態(tài)保持不變。這一特性又被稱(chēng)為靜態(tài)的置位和復(fù)位，相應(yīng)地，賦值指令被稱(chēng)為動(dòng)態(tài)賦值。21§4.4.3置位和復(fù)位指令置位（S）和復(fù)位（222223§4.4.4RS和SR觸發(fā)器RS觸發(fā)器為“置位優(yōu)先”型觸發(fā)器（當(dāng)R和S驅(qū)動(dòng)信號(hào)同時(shí)為“1”時(shí)，觸發(fā)器最終為置位狀態(tài)）；SR觸發(fā)器為“復(fù)位優(yōu)先”型觸發(fā)器（當(dāng)R和S驅(qū)動(dòng)信號(hào)同時(shí)為“1”時(shí)，觸發(fā)器最終為復(fù)位狀態(tài)）。

RS觸發(fā)器和SR觸發(fā)器的“位地址”、置位（S）、復(fù)（S）及輸出（Q）所使用的操作數(shù)可以是：I、Q、M、L、D。23§4.4.4RS和SR觸發(fā)器RS觸發(fā)器為“置位優(yōu)先”241.RS觸發(fā)器241.RS觸發(fā)器252.SR觸發(fā)器252.SR觸發(fā)器263.RS觸發(fā)器和SR觸發(fā)器的工作時(shí)序示例梯形圖程序工作時(shí)序

263.RS觸發(fā)器和SR觸發(fā)器的工作時(shí)序示例梯形圖程序工作時(shí)275.1.10定時(shí)器指令

1.幾個(gè)基本概念（1）種類(lèi)：系統(tǒng)提供3種類(lèi)型定時(shí)器：TON、TONR和TOF。（2）分辨率與定時(shí)時(shí)間的計(jì)算精度等級(jí)：?jiǎn)挝粫r(shí)間的時(shí)間增量稱(chēng)為分辨率S。有3個(gè)等級(jí)：1ms、10ms和100ms，定時(shí)器定時(shí)時(shí)間T的計(jì)算：T=PT×S。（3）定時(shí)器的編號(hào)：用名稱(chēng)和常數(shù)編號(hào)（最大255）275.1.10定時(shí)器指令1.幾個(gè)基本概念282.定時(shí)器指令使用說(shuō)明（1）接通延時(shí)定時(shí)器TON接通延時(shí)定時(shí)器指令用于單一間隔的定時(shí)。上電周期或首次掃描，定時(shí)器位OFF，當(dāng)前值為0。使能輸入接通時(shí)，定時(shí)器位為OFF，當(dāng)前值從0開(kāi)始計(jì)數(shù)時(shí)間，當(dāng)前值達(dá)到預(yù)設(shè)值時(shí)，定時(shí)器位ON，當(dāng)前值連續(xù)計(jì)數(shù)到32767。使能輸入斷開(kāi)，定時(shí)器自動(dòng)復(fù)位，即定時(shí)器位OFF，當(dāng)前值為0。指令格式： TON Txxx，PT例： TON T120，8282.定時(shí)器指令使用說(shuō)明（1）接通延時(shí)定時(shí)器TON29（2）有記憶接通延時(shí)定時(shí)器TONR

TONR，有記憶接通延時(shí)定時(shí)器指令。用于對(duì)許多間隔的累計(jì)定時(shí)。上電周期或首次掃描，定時(shí)器位OFF，當(dāng)前值保持。使能輸入接通時(shí)，定時(shí)器位為OFF，當(dāng)前值從0開(kāi)始計(jì)數(shù)時(shí)間。使能輸入斷開(kāi)，定時(shí)器位和當(dāng)前值保持最后狀態(tài)。使能輸入再次接通時(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ON，當(dāng)前值連續(xù)計(jì)數(shù)到32767。TONR定時(shí)器只能用復(fù)位指令進(jìn)行復(fù)位操作。指令格式：TONRTxxx，PT例：TONRT20，6329（2）有記憶接通延時(shí)定時(shí)器TONRTONR，有記憶接通30（3）斷開(kāi)延時(shí)定時(shí)器TOFTOF，斷開(kāi)延時(shí)定時(shí)器指令。用于斷開(kāi)后的單一間隔定時(shí)。上電周期或首次掃描，定時(shí)器位OFF，當(dāng)前值為0。使能輸入接通時(shí)，定時(shí)器位為ON，當(dāng)前值為0。當(dāng)使能輸入由接通到斷開(kāi)時(shí)，定時(shí)器開(kāi)始計(jì)數(shù)，當(dāng)前值達(dá)到預(yù)設(shè)值時(shí)，定時(shí)器位OFF，當(dāng)前值等于預(yù)設(shè)值，停止計(jì)數(shù)。TOF復(fù)位后，如果使能輸入再有從ON到OFF的負(fù)跳變，則可實(shí)現(xiàn)再次啟動(dòng)。指令格式：TOFTxxx，PT例：TOFT35，630（3）斷開(kāi)延時(shí)定時(shí)器TOFTOF，斷開(kāi)延時(shí)定時(shí)器指令。用31圖5-17定時(shí)器特性3.應(yīng)用舉例例131圖5-17定時(shí)器特性3.應(yīng)用舉例例132本梯形圖程序中輸入輸出執(zhí)行時(shí)序關(guān)系如圖5-18所示。圖5-18定時(shí)器時(shí)序32本梯形圖程序中輸入輸出執(zhí)行時(shí)序關(guān)系如圖5-18所示。圖533例2：圖5-19是用TON構(gòu)造TOF作用的觸點(diǎn)。其時(shí)序圖與TOF完全相同。圖5-19定時(shí)器應(yīng)用33例2：圖5-19是用TON構(gòu)造TOF作用的觸點(diǎn)。其時(shí)序34例3：圖5-20是利用常開(kāi)觸點(diǎn)實(shí)現(xiàn)通電和斷電都延時(shí)的觸點(diǎn)作用。

本程序?qū)崿F(xiàn)的功能是：用輸入端I0.0控制輸出端Q0.0，當(dāng)I0.0接通后，過(guò)3個(gè)時(shí)間單位Q0.0端輸出接通，當(dāng)I0.0斷開(kāi)后，過(guò)6個(gè)時(shí)間單位Q0.0斷開(kāi)。圖5-20定時(shí)器應(yīng)用34例3：圖5-20是利用常開(kāi)觸點(diǎn)實(shí)現(xiàn)通電和斷電都延時(shí)的觸點(diǎn)35圖5-21電機(jī)順序起動(dòng)例4：電機(jī)順序起動(dòng)梯形圖35圖5-21電機(jī)順序起動(dòng)例4：電機(jī)順序起動(dòng)梯形圖364.定時(shí)器的刷新方式和正確使用

（1）定時(shí)器的刷新方式①1ms定時(shí)器：由系統(tǒng)每隔1ms刷新一次，與掃描周期及程序處理無(wú)關(guān)。它采用中斷刷新方式。②10ms定時(shí)器：由系統(tǒng)在每個(gè)掃描周期開(kāi)始時(shí)自動(dòng)刷新。在一個(gè)掃描周期內(nèi)定時(shí)器位和定時(shí)器的當(dāng)前值保持不變。③100ms定時(shí)器：在定時(shí)器指令執(zhí)行時(shí)被刷新。它僅用在定時(shí)器指令在每個(gè)掃描周期執(zhí)行一次的程序中。（2）定時(shí)器的正確使用圖5-22為正確使用定時(shí)器的一個(gè)例子。它用來(lái)在定時(shí)器計(jì)時(shí)時(shí)間到時(shí)產(chǎn)生一個(gè)寬度為一個(gè)掃描周期的脈沖。364.定時(shí)器的刷新方式和正確使用（1）定時(shí)器的刷新方式37圖5-22定時(shí)器的正確使用舉例錯(cuò)誤使用方法正確使用方法37圖5-22定時(shí)器的正確使用舉例錯(cuò)誤使用方法正確使用方38圖5-27計(jì)數(shù)器應(yīng)用舉例5.1.2NOT及NOP指令

1.取反指令NOT將復(fù)雜邏輯結(jié)果取反，為用戶(hù)使用反邏輯提供方便。該指令無(wú)操作數(shù)。指令形式：NOT2.空操作指令NOP（NoOperation）該指令很少使用，易出錯(cuò)。指令形式：NOPNN的范圍：0～25538圖5-27計(jì)數(shù)器應(yīng)用舉例5.1.2NOT及NOP395.3PLC初步編程指導(dǎo)5.3.1梯形圖編程的基本規(guī)則（1）PLC內(nèi)部元器件觸點(diǎn)的使用次數(shù)是無(wú)限制的。（2）梯形圖的每一行都是從左邊母線(xiàn)開(kāi)始，然后是各種觸點(diǎn)的邏輯連接，最后以線(xiàn)圈或指令盒結(jié)束。觸點(diǎn)不能放在線(xiàn)圈的右邊，如圖所示：（3）線(xiàn)圈和指令盒一般不能直接連接在左邊的母線(xiàn)上。395.3PLC初步編程指導(dǎo)5.3.1梯形圖編程的40

（4）在同一程序中，同一編號(hào)的線(xiàn)圈使用兩次及兩次以上稱(chēng)為雙線(xiàn)圈輸出。雙線(xiàn)圈輸出非常容易引起誤動(dòng)作，應(yīng)避免使用。S7-200PLC中不允許雙線(xiàn)圈輸出。（5）在手工編寫(xiě)梯形圖時(shí)，觸點(diǎn)應(yīng)畫(huà)在水平線(xiàn)上，不要畫(huà)在垂直線(xiàn)上。（6）應(yīng)把串聯(lián)多的電路塊盡量放在最上邊，把并聯(lián)多的電路塊盡量放在最左邊，可節(jié)省指令。40（4）在同一程序中，同一編號(hào)的線(xiàn)圈使用兩次及兩次以上41（7）不包含觸點(diǎn)的分支線(xiàn)條應(yīng)放在垂直方向，不要放在水平方向，便于讀圖直觀(guān)。（8）梯形圖的推薦畫(huà)法如圖所示：41（7）不包含觸點(diǎn)的分支線(xiàn)條應(yīng)放在垂直方向，不要放在水平方425.4典型的簡(jiǎn)單電路編程5.4.1分頻電路：以二分頻為例說(shuō)明PLC分頻電路的實(shí)現(xiàn)。要求見(jiàn)時(shí)序圖：圖5-29二分頻電路425.4典型的簡(jiǎn)單電路編程5.4.1分頻電路：圖5-43

當(dāng)輸入I0.1第一次接通時(shí)，在M0.0上產(chǎn)生單脈沖。因輸出線(xiàn)圈Q0.0并未得電，其對(duì)應(yīng)的常開(kāi)觸點(diǎn)處于斷開(kāi)狀態(tài)，所以?huà)呙璧降谌袝r(shí)，盡管M0.0得電，M0.2也不可能得電。掃描至第4行時(shí)，Q0.0得電并自鎖。Q0.0對(duì)應(yīng)的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，為M0.2的得電做好準(zhǔn)備。等到I0.1輸入第二個(gè)脈沖到來(lái)時(shí)。M0.0上再次產(chǎn)生