PLC基本逻辑指令与梯形图规则

1、 编程语言概述编程语言概述 FX系列的用户数据结构系列的用户数据结构 基本指令基本指令 梯形图规则梯形图规则 PLC语言的国际标准语言的国际标准 PLC五种语言表达方式五种语言表达方式 梯形图主要特点梯形图主要特点 PLC语言的国际标准语言的国际标准 不同厂家的不同厂家的PLC语言有很大区别，用户不得不学习多种语言有很大区别，用户不得不学习多种编程语言和查找故障方法。编程语言和查找故障方法。 IEC（国际电工委员会）（国际电工委员会）1994年年5月公布了月公布了PLC标准标准（IEC1131），）， 该标准由该标准由5部分组成：通用信息、设备与测试要求、部分组成：通用信息、设备与测试要求、可

2、可编程序控制器的语言（编程序控制器的语言（IEC1131-3）、用户指南和通、用户指南和通讯。讯。 IEC1131-3是是PLC编程语言标准；它详细地说明了句编程语言标准；它详细地说明了句法、语义和法、语义和5种种PLC语言的表达方式。语言的表达方式。 （缺（缺P40图图3-1） PLC五种语言表达方式五种语言表达方式1、顺序功能图（、顺序功能图（Sequential function chart-SFC）2、梯形图（、梯形图（Laddet diagram-LD）3、功能块图（、功能块图（Function block diagram-FBD）4、指令表、指令表(Instruction List

3、-IL)5、结构文本（、结构文本（Structured text-ST）1、顺序功能图（、顺序功能图（Sequential function chart-SFC）0v 一种结构块控制程序流程图，一种结构块控制程序流程图，位于其他编程语言之上位于其他编程语言之上的的图形语言，用来编制图形语言，用来编制顺序顺序控制程序。控制程序。v 作为图形语言，给用户提供作为图形语言，给用户提供3种主要元件：种主要元件：步、转换和步、转换和动作，动作，步步一种逻辑块，对应于特定的控制任务的编程逻辑；一种逻辑块，对应于特定的控制任务的编程逻辑；转换转换是从一个任务到另一个任务的原因；是从一个任务到另一个任务的原因

4、；动作动作是控制任务的独立部分。是控制任务的独立部分。动作：在顺序结构中，动作：在顺序结构中，CPU反复执行步反复执行步1中的动中的动作，直到转换作，直到转换1变为变为ON状态，状态，CPU将处理第将处理第2步。步。2、梯形图梯形图（Laddet diagram-LD）v 是一种使用得最多的PLC图形编程语言，与继电器控制系统的电路图很相似，直观易懂，易被现场电气人员掌握；v 有线圈、常开触点和常闭触点，功能块。3、功能块图（功能块图（Function block diagram-FBD）v 一种类似于数字逻辑电路的编程语言，有数字电路基础的一种类似于数字逻辑电路的编程语言，有数字电路基础的人

5、容易掌握。人容易掌握。v 与控制元件之间的信息数据流动有关的高级应用场合，很与控制元件之间的信息数据流动有关的高级应用场合，很有用。有用。v 也是一种也是一种图形语言图形语言，也允许嵌入别的语言（如梯形图，指，也允许嵌入别的语言（如梯形图，指令表和结构文本）令表和结构文本）4、指令表指令表(Instruction List-IL)v 是一种与微机的汇编语言中的指令相似的助记符表达式。是一种与微机的汇编语言中的指令相似的助记符表达式。v 指令表与梯形图之间可以相互转换。指令表与梯形图之间可以相互转换。5、结构文本（、结构文本（Structured text-ST）v 为为增强增强PLC的数学运算

6、、数字处理、图形显示、报表打印的数学运算、数字处理、图形显示、报表打印等等功能功能，方便用户使用，在，方便用户使用，在大中型大中型PLC上配备了上配备了Pascal、Basic、C等高级编程语言。等高级编程语言。v 结构文本（结构文本（ST）是为）是为IEC1131-3标准创建的一种专用的标准创建的一种专用的高级编程语言，高级编程语言，受过计算机编程语言训练受过计算机编程语言训练的人很容易用它的人很容易用它来编制控制逻辑。来编制控制逻辑。v 与梯形图比有与梯形图比有两大优点两大优点：一是能实现复杂的数学运算，二：一是能实现复杂的数学运算，二是非常简洁、紧凑，用其编制极复杂的数学运算可能只占是非

7、常简洁、紧凑，用其编制极复杂的数学运算可能只占一页纸。一页纸。 IEC1131-3，还允许在同一程序中使用，还允许在同一程序中使用多种编程语言，使编程者能选择不同语言多种编程语言，使编程者能选择不同语言来适应特殊的工作。来适应特殊的工作。 目前只有部分厂家的目前只有部分厂家的PLC的编程语言支持的编程语言支持IEC1131-3标准。标准。 梯形图中编程元件沿用了继电器这一名称，但是梯形图中编程元件沿用了继电器这一名称，但是“软继电器软继电器”，每一编程元件与，每一编程元件与PLC存储器中元存储器中元件映像寄存器的一个存储单元相对应，元件这件映像寄存器的一个存储单元相对应，元件这“1”状态，对应

8、状态，对应“接通接通”（ON），“0”状态，对应状态，对应“断开断开”（OFF） 梯形图两侧的垂直公共线称为梯形图两侧的垂直公共线称为公共母线公共母线（Bus bar）,执行用户程序的逻辑运算顺序是从左向右执行用户程序的逻辑运算顺序是从左向右 根据梯形图中各触点的状态和逻辑关系，求出与根据梯形图中各触点的状态和逻辑关系，求出与图中各线圈对应的编程元件的状态，称为梯形图图中各线圈对应的编程元件的状态，称为梯形图的的逻辑解算逻辑解算。逻辑解算是从上到下，从左至右顺。逻辑解算是从上到下，从左至右顺序进行的，解算的结果马上可被后面的解算利用序进行的，解算的结果马上可被后面的解算利用 梯形图中梯形图中线

9、圈线圈和其他输出类指令应放在和其他输出类指令应放在最右边最右边 梯形图中各编程元件的梯形图中各编程元件的常开触点和常闭触点均可常开触点和常闭触点均可无限次使用无限次使用。 用户数据结构有用户数据结构有3种，种，1、bit数据（位数据，位编程元件，即二进制的数据（位数据，位编程元件，即二进制的1位），用来表示开关量的状态，如触点的位），用来表示开关量的状态，如触点的通通/断断、线圈的线圈的通通/断断，其值为二进制数，其值为二进制数1/0，或编程元，或编程元件件ON/OFF；2、字数据，、字数据，16位二进制数位二进制数组成一个字，在组成一个字，在FX系列系列内部，常数以二进制补码的形式存储，所有

10、四则内部，常数以二进制补码的形式存储，所有四则运算、加运算、加1、减、减1运算都用二进制来进行；运算都用二进制来进行；3、字与位（、字与位（bit）的结合，如定时器和计数器的触）的结合，如定时器和计数器的触点为点为bit，而它们的设定值寄存器和当前值寄存器，而它们的设定值寄存器和当前值寄存器为字。为字。FX系列共有系列共有27条基本指令。仅用基本指令就可编制出开关量控制系条基本指令。仅用基本指令就可编制出开关量控制系统的用户程序。统的用户程序。1、LD，LDI，OUT指令指令2、AND、ANI指令指令3、OR、ORI指令指令4、ORB指令指令5、ANB指令指令6、MPS、MRD、MPP指令指令

11、7、MC、MCR指令指令8、SET、RST指令指令9、PLS、PLF指令指令10.LDP,LDF.ORP.ORF.ANDP.ANDF11.INV 12、NOP指令指令13、END指令指令1、LD，LDI，OUT指令指令LD（Load）：常开触点与母线连接的指令）：常开触点与母线连接的指令LDI（ Load Inverse）：常闭触点与母线连接的指令）：常闭触点与母线连接的指令LD 、LDI可与可与ANB、ORB指令配合，用于电路块的起点，指令配合，用于电路块的起点， 其操作元件是其操作元件是X、Y、M、S、T、C的接点。的接点。OUT（Out）：驱动线圈的输出指令）：驱动线圈的输出指令 操作元

12、件是操作元件是Y、M、S、T、C，对，对T、C，OUT指令后指令后应设定常数应设定常数K，NOTE：输入的窄脉冲得不到响应，输入脉冲：输入的窄脉冲得不到响应，输入脉冲ON或或OFF的的时间，均应大于时间，均应大于PLC的扫描周期。的扫描周期。NOTE：1、若扫描周期为、若扫描周期为10 ms,考虑到输入滤波器的响应滞后时考虑到输入滤波器的响应滞后时间为间为10 ms，则输入脉冲的，则输入脉冲的ON或或OFF时间至少应为时间至少应为20 ms。2、如果输入脉冲的频率、如果输入脉冲的频率25HZ，则，则T0.04s,PLC就有就有可能处理不到该信号。可能处理不到该信号。2、AND、ANI指令指令A

13、ND（And）:常开触点串联连接指令常开触点串联连接指令ANI(And Inverse)：常闭触点串联连接指令：常闭触点串联连接指令操作元件为操作元件为X、Y、M、S、T、C的接点，的接点，NOTE：（1）串联接点的个数没有限制。）串联接点的个数没有限制。（2）OUT指令后，通过接点对其它线圈使用指令后，通过接点对其它线圈使用OUT 指令称指令称为为 连接输出连接输出（3）原则上对串联接点数目和连接输出次数没有限制。）原则上对串联接点数目和连接输出次数没有限制。AND、ANI指令3、OR、ORI指令指令OR（Or）：常开触点的并联连接指令）：常开触点的并联连接指令ORI(Or Inverse)

14、 ：常闭触点的并联连接指令：常闭触点的并联连接指令OR、ORI用于单个触点与前面电路的并联，并联触点的左用于单个触点与前面电路的并联，并联触点的左端接到端接到LD点上，右端与前一条指令对应的触点的右端相点上，右端与前一条指令对应的触点的右端相连。连。操作元件为操作元件为X、Y、M、S、T、C的接点的接点4、ORB指令指令ORB（Or Block）：电路块并联连接指令）：电路块并联连接指令两个或两个以上触点串联连接成的电路块称，串联电路块；两个或两个以上触点串联连接成的电路块称，串联电路块；该指令该指令无操作元件无操作元件；每个串联电路块的起点用；每个串联电路块的起点用LD或或LDI指令，指令，

15、电路块后面用电路块后面用ORB指令。指令。5、ANB指令指令ANB（And Block）：电路块串联连接指令。）：电路块串联连接指令。两个或两个以上触点并联连接成的电路块称并联电两个或两个以上触点并联连接成的电路块称并联电路块；路块；将并联电路块与前面的电路串联，在使用将并联电路块与前面的电路串联，在使用ANB指指令之前，应先完成并联电路块的内部连接。令之前，应先完成并联电路块的内部连接。该指令该指令无操作元件无操作元件；每个并联电路块各支路的起点；每个并联电路块各支路的起点用用LD或或LDI指令，电路块后面用指令，电路块后面用ORB指令。指令。6、MPS、MRD、MPP指令指令栈存储器，用于

16、栈存储器，用于存放中间结果存放中间结果；MPS（Push）：）：进栈进栈指令，将当时的运算结果压入栈的第指令，将当时的运算结果压入栈的第一层，栈中原来的数据依次一层，栈中原来的数据依次向栈的下一层向栈的下一层推移。推移。MRD(Read)：读栈读栈指令，用于读出第一层栈所存放的数据，指令，用于读出第一层栈所存放的数据，而栈内的数据而栈内的数据不发生移动不发生移动。MPP(Pop)：出栈出栈指令，第一层的数据被读出，栈内各层的指令，第一层的数据被读出，栈内各层的数据同时数据同时向上移动一次向上移动一次。NOTE：MPS、MPP连续使用的次数必须连续使用的次数必须小于小于11次，且要次，且要成对成

17、对使用。使用。MPS、MRD、MPP指令MPS、MRD、MPP指令7、MC、MCR指令MC（Master Control）:主控指令或公共触点串联连接指令MCR(Master Control Reset)：主控复位指令。v MC、MCR可用于输出继电器Y和辅助继电器M（但不能用特殊辅助继电器M）。v 在编程时，经常遇到许多线圈同时受一个或一组触点控制的情况，如果每个线圈的控制电路中都串入同样的触点，将占用很多的存储单元，主控指令可解决这一问题。v 使用主控指令的触点称为主控触点，在梯形图中与一般的触点垂直，是控制一组电路的总开关。MC、MCR指令8、SET、RST指令SET：置位指令，使操作保

18、持的指令；操作元件Y，M，SRST：复位指令，使操作保持复位的指令； 操作元件Y，M，S，T，C，D，V，Z动作过程动作过程（1）X0为为ON，Y0为为ON并保持，即使并保持，即使X0的的常开触点断开，也常开触点断开，也仍保持仍保持ON状态，状态，（2）X1为为ON，Y0为为OFF并保持，并保持，即使即使X1的常开触点的常开触点断开，仍保持断开，仍保持OFF状态。状态。9、PLS、PLF指令指令PLS：上升沿微分输出指令，：上升沿微分输出指令，PLF：下降沿微分输出指：下降沿微分输出指令操作元件都是令操作元件都是Y，M（但不能是特殊（但不能是特殊M），），10.LDP.LDF.ORP.ORF.ANDP.ANDF起始连接上升沿接点，起始连接下降沿接点起始连接上升沿接点，起始连接下降沿接点并联上升沿接点，