PLC第08讲-S7-200可编程控制器指令系统1-位逻辑关系指令.ppt

Slide2 第5讲PLC的指令系统1 本讲内容 6 1PLC的基本位逻辑关系语句指令 9个 学习说明 本讲是学习PLC的指令系统 重点掌握 PLC的基本位逻辑关系语句指令 9个 符号 梯形图程序绘法 工作原理 时序图 Slide3 PLC指令系统 组成 基本逻辑关系语句指令 特殊输出类指令 程序控制类指令和应用指令 特点 1 PLC以逻辑关系语句指令为基本语句指令 2 基本语句指令以继电器开关电路为背景 见实例 3 逻辑关系语句指令建立的是 软件 逻辑电路 4 不含有执行该逻辑运算的全部输入变量 所缺的输入变量只有把指令放到程序中才能解决 5 其他类指令的执行都是以某种逻辑关系的运算结果为启动条件的 6 1 组成 特点 Slide4 6 1PLC的基本逻辑关系语句指令 S7 200位操作类指令 Slide5 设立输入逻辑变量 安置触点开关指令LD load 常开触点逻辑运算的开始 LDN loadnot 常闭触点逻辑运算的开始 OUT 线圈驱动指令 一 逻辑取 装载 及线圈驱动指令 6 1 Slide6 与逻辑关系一一串联触点开关指令A And 与操作 表示串联连接单个常开触点 AN Andnot 与非操作 表示串联连接单个常闭触点 二 触点串联指令A AN指令 6 1 Slide7 或逻辑关系 并联触点开关指令O 或操作 表示并联连接一个常开触点 ON 或非操作 表示并联连接一个常闭触点 网络1LDI0 0OI0 1ONM0 0 Q0 0 网络2LDNQ0 0AI0 2OM0 1ANI0 3OM0 2 M0 1 三 触点并联指令 O Or ON Ornot 6 1 Slide8 1输出 2立即输出 I 只能用于输出量 Q 执行该指令时 将栈顶值立即写入指定的物理输出位和对应的输出映像寄存器 四 即时输出 安置继电器线圈指令 6 1 Slide9 设计举例 补充 例1 电动机的起 保 停控制 按起动按钮SBl电动机起动 运转并保持 按停车按钮SB2电动机停止 过载时热继电器FR动作电动机停止 按上述工作要求 1 设计绘出电机控制主回路 2 分配I O通道 设计绘出PLC输入输出接口控制接线 3 编制梯形图程序并转换成语句表 6 1 例1 电动机的起 保 停控制 Slide10 解 1 电机控制主回路 2 PLC外部电气接线图及I O地址分配 6 1 例1 电动机的起 保 停控制 Slide11 3 梯形图程序语句表 LDI0 0OQ0 0ANI0 1ANI0 2 Q0 0 6 1 例1 电动机的起 保 停控制 Slide12 例2 应用前四个基本指令设计直接起动停车控制 继电 接触器控制与PLC控制对比 继电器控制主电路图 I O分配 I0 0 停车I0 1 起动Q0 1 KM PLC梯形图 LDI0 1OQ0 0AI0 0 Q0 0 起动优先 Q0 0 I0 0 Q0 0 Q0 0 I0 1 Q0 0 PLC接线图 语句表 6 1 Slide13 1 I O分配决定PLC的端子接线图 2 PLC的端子接线方式又决定编程语言 I O分配 I0 0 停车I0 1 起动Q0 1 KM 6 1 例2 应用前四个基本指令设计 停止优先 Slide14 逻辑块与关系一一触点组串联指令ALD 块 与 操作 串联连接多个并联电路组成的电路块 五 电路块的串联指令ALD 6 1 Slide15 OLD OLD LDI0 0AI0 1 LDI0 2AI0 3 LDNI0 4AI0 5 Q0 0 OLD OLD 逻辑块或关系一一触点组并联指令OLD 块 或 操作 并联连接多个串联电路组成的电路块 六 电路块的并联指令OLD 6 1 Slide16 例3根据如图所示梯形图 写出对应的语句表 LDI0 0OI0 1LDI0 2AI0 3LDI0 4ANI0 5OLDOI0 6ALDONI0 7 Q0 0 梯形图 语句表 6 1 六 电路块的并联指令OLD Slide17 七 置位 复位指令S R 置位指令S 置 1 并保持 与OUT指令不同的是 该指令自锁 断电保持 即当输入条件由1又变为0时 仍保持为1 复位指令R 清 0 并保持 与OUT指令不同的是 输入为1 输出为0 并且 0 自锁 断电保持 即当输入条件由1又变为0时 仍保持为0 S R指令格式 操作数N为 VB IB QB MB SMB SB LB AC 常量 VD AC LD 取值范围为 0 255 数据类型为 字节 操作数S bit为 I Q M SM T C V S L 数据类型为 布尔 6 1 表6 1S R指令格式 指令使用说明 对同一元件可使用多次S R指令 当S R指令同时有效时 写在后面的指令具有优先权 Slide18 图6 14S R指令时序图 6 1 七 置位 复位指令S R Slide19 例4图6 15所示的置位 复位指令 S R指令比较 S R指令的时序图 a 梯形图b 语句表 c 时序图图6 15 S R指令比较 6 1 置位 复位指令应用举例及时序分析 Slide20 八 脉冲生成指令EU ED EU指令 在EU指令前的逻辑运算结果有一个上升沿时 由OFF ON 产生一个宽度为一个扫描周期的脉冲 驱动后面的输出线圈 ED指令 在ED指令前有一个下降沿时产生一个宽度为一个扫描周期的脉冲 驱动其后线圈 表6 2EU ED指令格式 6 1 Slide21 例5 网络1LDI0 0 装入常开触点EU 正跳变 M0 0 输出网络2LDM0 0 装入SQ0 0 1 输出置位 网络3LDI0 1 装入ED 负跳变 M0 1 输出网络4LDM0 1 装入RQ0 0 1 输出复位 6 1 八 脉冲生成指令EU ED EU ED指令的使用 图6 16EU ED指令的使用 Slide22 指令使用说明 EU ED指令只在输入信号变化时有效 其输出信号的脉冲宽度为一个机器扫描周期 对开机时就为接通状态的输入条件 EU指令不执行 EU ED指令无操作数 图6 17EU ED指令时序分析 6 1 八 脉冲生成指令EU ED EU ED指令的使用 例5 Slide23 九 逻辑堆栈的操作 S7 200系列采用模拟栈的结构 用于保存逻辑运算结果及断点的地址 称为逻辑堆栈 S7 200系列PLC中有一个9层的堆栈 所有操作只通过堆栈的第1级或第1 2两级进行 指令的功能 堆栈操作指令用于处理线路的分支点 在编制控制程序时 经常遇到多个分支电路同时受一个或一组触点控制的情况 若采用前述指令不容易编写程序 用堆栈操作指令则可方便的将图6 19所示梯形图转换为语句表 6 1 Slide24 九 逻辑堆栈的操作 指令的功能LPS 入栈 指令 LPS指令把栈顶值复制后压入堆栈 栈中原来数据依次下移一层 栈底值压出丢失 LRD 读栈 指令 LRD指令把逻辑堆栈第二层的值复制到栈顶 2 9层数据不变 堆栈没有压入和弹出 但原栈顶的值丢失 LPP 出栈 指令 LPP指令把堆栈弹出一级 原第二级的值变为新的栈顶值 原栈顶数据从栈内丢失 6 1 Slide25 LPS LRD LPP指令的操作过程如图所示 图中IV X为存储在栈区的断点的地址 前后前后前后 图6 18堆栈操作过程示意图 6 1 九 逻辑堆栈的操作 Slide26 逻辑堆栈指令可以嵌套使用 最多为9层 为保证程序地址指针不发生错误 入栈指令LPS和出栈指令LPP必须成对使用 最后一次读栈操作应使用出栈指令LPP 堆栈指令没有操作数 LDI0 0 装载常开触点LPS 压入堆栈LDI0 1 装载常开触点OI0 2 或常开触点ALD 块与操作 Q0 0 输出线圈LRD 读栈LDI0 3 装载常开触点OI0 4 或常开触点ALD 块与操作 Q0 1 输出线圈LPP 出栈AI0 5 与常开触点 Q0 2 输出线圈 图6 19堆栈指令的使用 6 1 九 逻辑堆栈的操作 指令格式 Slide27 每一条LPS指令必须有 条对应的LPP指令 中间的支路都使用LRD指令 处理最后一条支路时 必须使用LPP指令 一个独立电路块中 用入栈指令同时保存在堆栈中的运算结果不能超过8个 图b中 第一条LPS指令将A点的运算结果保存到堆栈的第1层 第二条LPS指令将B点的运算结果保存到堆栈的第2层 A点的运算结果被 压 到堆栈的第3层 第一条LPP指令将堆栈第2层B点的运算结果上移到栈顶 第3层中A点的运算结果上移到堆栈的第2层 图a堆栈指令的使用 图b双重堆栈 6 1 使用栈的例子 Slide28 基本位逻辑指令应用举例 图外部接线图和梯形图 图时序分析图图S R指令实现的起 保 停电路 小结 1 每一个传感器或开关输入对应一个PLC确定的输入点 每一个负载PLC一个确定的输出点 2 为了使梯形图和继电器接触器控制的电路图中的触点的类型相同 外部按钮一般用常开按钮 6 1 起动 保持 停止电路 Slide29 LDI0 0OM0 0ANM0 1 M0 0LDI0 1OM0 1ANM0 0 M0 1LDM0 0 Q0 0LDM0 1 Q0 1 图互锁电路 输入信号I0 0和I0 1不可同时接通 若I0 0先接通 M0 0自保持 使Q0 0有输出 同时M0 0的常闭接点断开 即使I0 1再接通 也不能使M0 1动作 故Q0 1无输出 若I0 1先接通 则情形与前述相反 因此在控制环节中 该电路可实现信号互锁 6 1 基本位逻辑指令应用举例 互锁电路 比如电机正反转控制 Slide30 LDI0 0 M0 0LDI0 1 M0 1LDM0 0AM0 1 Q0 0LDNM0 0ANM0 1 Q0 1LDNM0 0AM0 1 Q0 2LDM0 0ANM0 1 Q0 3 图比较电路 该电路按预先设定的输出要求 根据对两个输入信号I0 0 I0 1的比较 决定某一输出 Q0 0 Q0 3依次输出 若I0 0 I0 1同时接通 Q0 0有输出 I0 0 I0 1均不接通 Q0 1有输出 若I0 0不接通 I0 1接通 则Q0 2有输出 若I0 0接通 I0 1不接通 则Q0 3有输出 6 1 比较电路 基本位逻辑指令应用举例 Slide31 LDI0 0ANM0 1 M0 0LDI0 0 M0 1LDM0 0 Q0 0 图上升沿微分脉冲电路 PLC是以循环扫描方式工作的 PLC第一次扫描时 输入I0 0由OFF ON时 M0 0 M0 1线圈接通 Q0 0线圈接通 在第一个扫描周期中 在第一行的M0 1的常闭接点保持接通 因为扫描该行时 M0 1线圈的状态为断开 在一个扫描周期其状态只刷新一次 等到PLC第二次扫描时 M0 1的线圈为接通状态 其对应的M0 1常闭接点断开 M0 0线圈断开 Q0 0线圈断开 所以Q0 0接通时间为一个扫描周期 6 1 上升沿微分脉冲电路 基本位逻辑指令应用举例 Slide32 PLC第一次扫描时 输入I0 0由ON OFF时 M0 0接通一个扫描周期 Q0 0输出一个脉冲 LDNI0 0ANM0 1 M0 0LDNI0 0 M0 1LDM0 0 Q0 0 图下降沿微分脉冲电路 6 1 下降沿微分脉冲电路 基本位逻辑指令应用举例 Slide33 LDI0 0EU M0 0LDM0 0AQ0 0 M0 1LDM0 0OQ0 0ANM0 1 Q0 0 图分频电路 将脉冲信号加到I0 0端 在第一个脉冲的上升沿到来时 M0 0产生一个扫描周期的单脉冲 使M0 0的常开触点闭合 由于Q0 0的常开触点断开 M0 1线圈断开 其常闭触点M0 1闭合 Q0 0的线圈接通并自保持 第二个脉冲上升沿到来时 M0 0又产生一个扫描周期的单脉冲 M0 0的常开触点又接通一个扫描周期 此时Q0 0的常开触点闭合 M0 1线圈通电 其常闭触点M0 1断开 Q0 0线圈断开 直至第三个脉冲到来时 M0 0又产生一个扫描周期的单脉冲 使M0 0的常开触点闭合 由于Q0 0的常开触点断开 M0 1线圈断开 其常闭触点M0 1闭合 Q0 0的线圈又接通并自保持 以后循环往复 不断重复上过程 由图可见 输出信号Q0 0是输入信号I0 0的二分频 两个扫描周期 6 1 分频电路 基本位逻辑指令应用举例 Slide34 图分频电路时序图 6 1 分频电路动作过程 基本位逻辑指令应用举例 Slide35 六 抢答器程序设计 有3个抢答席和1个主持人席 每个抢答席上各有1个抢答按钮和一盏抢答指示灯 参赛者在允许抢答时 第一个按下抢答按钮的抢答席上的指示灯将会亮 且释放抢答按钮后 指示灯仍然亮 此后另外两个抢答席上即使在按各自的抢答按钮 其指示灯也不会亮 这样主持人就可以轻易的知道谁是第一个按下抢答器的 该题抢答结束后 主持人按下主持席上的复位按钮 常闭按钮 则指示灯熄灭 又可以进行下一题的抢答比赛 6 1 1 控制任务 Slide36 输入I0 0S0 主持席上的复位按钮I0 1S1 抢答席1上的抢答按钮I0 2S2 抢答席2上的抢答按钮I0 3S3 抢答席3上的抢答按钮输出Q0 1H1 抢答席1上的指示灯Q0 2H2 抢答席2上的指示灯Q0 3H3 抢答席3上的指示灯 6 1 2 I O分配表 六 抢答器程序设计 Slide37 请写出指令表 3个独立并互相约束的梯形图程序 S7 200PLC对照 四组抢答怎么设计 6 1 3 程序设计 Slide38 请写出指令表 3个独立并互相约束的梯形图程序 S7 200PLC对照 四组抢答怎么设计 6 1 3 程序设计 Slide39 3个独立并互相约束的指令表 S7 200PLC对照 LDNI0 0LPSLDI0 1OQ0 1ALDANQ0 2ANQ0 3