PLC课件：PLC基本指令的应用

第八讲

本节课的知识点：1.了解Q系列PLC的编程元件2.熟悉Q系列PLC的数据类型3.掌握Q系列PLC基本指令的应用复习：1.Q系列的I/O地址分配2.FX2N系列中提及的编程语言有哪几种？3.FX2N系列PLC的编程元件？8.1编程语言8.1.1

PLC编程语言的国际标准

1.梯形图（LD－LadderDiagram）梯形图被称为PLC的第一编程语言。其编程方式类似于传统的继电器-接触器控制系统电路图，直观形象，很容易被熟悉继电器控制的电气人员所掌握，特别适用于开关量逻辑控制。不同点：梯形图有自己特定的元件和构图规则。举例说明（假设控制电机的启动、停止）：

交流接触-继电系统图PLC梯形图可得出：梯形图由哪几部分组成？问题一：什么器件做为触点输入？什么器件做为线圈输出？梯形图由触点、线圈、应用指令、左右母线组成按钮、开关、内部条件（如线圈触点等）指示灯、交流接触器、电磁阀、内部的输出等问题二：如何编写梯形图？（即梯形图编程方法）自上而下、从左到右的顺序排列。每个继电器线圈为一个逻辑行。每一逻辑行起于左母线，然后是触点的各种连接。最后终止于继电器线圈，右母线有无均可编写梯形图时应注意：

a.左右母线不接任何电源，它没有真实的物理电流，只是“概念”电源。“概念”电流只能从左至右流动。

b.线圈必须在最右端，不能在中间出现，而线圈的触点可在梯形图中间出现，且能出现多次。2.功能块图（FBD－FunctionBlockDiagram）：PLC的一种编程语言其形状类似于数字逻辑电路。以西门子S7-200系列PLC为例说明。

3.顺序功能图（SFC－SequentialFunctionChart）是一种根据系统工作的动作过程进行编程的语言。组成：步、转换条件和动作。编程要领：编程时将顺序流程动作的过程分成步和转换条件。根据转移条件对控制系统的功能流程顺序进行分配，一步一步的按照顺序动作。每一步代表一个控制功能任务，用方框表示。在方框内含有用于完成相应控制功能任务的梯形图逻辑。在顺序功能图中可以用别的语言嵌套编程。顺序功能图的三种主要元件：步、转换条件和动作。特点：程序结构清晰，易于阅读及维护，大大减轻编程的工作量，缩短编程和调试时间。用于系统规模较大，程序关系较复杂的场合。以左右运行的小车说明顺序功能图

4.指令表(IL-InstructionList)

是与汇编语言类似的一种助记符编程语言。组成：操作码和操作数。特点：程序较难阅读。结论：一般不采用指令表编程。只有用手持编程器时才用。在PLC编程软件中，梯形图和指令表可互相转换。梯形图与指令表一一对应。5.结构化文本语言（ST）结构化文本语言是用结构化的描述文本来描述程序的一种编程语言。它是类似于高级语言的一种编程语言。与梯形图相比，它能实现复杂的数学运算，编写的程序非常简洁和紧凑。在大中型的PLC系统中，常采用结构化文本来描述控制系统中各个变量的关系。主要用于其他编程语言较难实现的用户程序编制。尽管可编程控制器已获得广泛的应用，但是到目前为止，仍没有一种可以让各个厂家生产的PLC相互兼容的编程语言，且指令系统也是各自成体系，有所差异。如：美国A-B公司的PLC采用梯形图编程方式；西门子公司PLC采用结构化编程方式。本章主要以日本三菱公司生产的Q系列可编程序控制器为例，详细介绍PLC的指令系统和梯形图、指令表编程方法。其他方法不在累述。8.1.2Q系列PLC的编程语言前面讲述了PLC编程的国际标准，其编程语言有指令表(LT)、梯形图(LD)、顺序功能图(SFC)、功能块（FB）和结构化编程语言（ST），这5种语言在GX-Developer里面实现，但常用的是梯形图。在此介绍下SFC(顺序功能图)：其优缺点、结构见教材所述。1.SFC的转移分类及图形符号

8.2Q系列PLC梯形图中的编程元件

见教材P51表3-1注意各元件范围，各特殊继电器表示的含义。回顾：FX2NPLC的特殊继电器和T等。重点：

特殊继电器：对于Q系列A模式和Q模式，其特殊继电器的编程元件不同，如A模式中，M9036（运行监视）：当PLC执行用户程序时，M9036为ON；M9037：当PLC执行用户程序时，M9037为OFF。M9038（上电脉冲）：M9038仅在M9036由OFF变为ON状态时的一个扫描周期内为ON。M9030~M9034分别表示0.1秒,0.2秒,1秒,2秒和1分时钟脉冲.Q模式中，SM400:当PLC执行用户程序时,为ON;停止执行时,为OFF.SM401:当PLC执行用户程序时，SM401为OFF。SM402(初始化脉冲):仅在SM400由OFF变为ON状态时的一个扫描周期内为ON.SM412:1秒时钟脉冲定时器（T）-----T0~T511低速、高速定时器共用分类：普通定时器和保持定时器。低速：100ms，高速：10ms。教材P55通过指令决定为高速还是低速定时器计数器（C）-----C0~C511

全部为断电保持型增计数器。计数器工作作的条件？答案：前面加时钟脉冲。思考：普通定时器可做为保持定时器用？软件锁存计数器相当于定时器，其定时精度由前面的时钟脉冲决定。计数的数据可为数据，也可用数据寄存器来设定。也可通过软件锁存做为保持计数器用。数据寄存器（D）----D0~D11135

数据寄存器由1个字组成，即16位：b0~b15;

若数据寄存器被32位指令运用，则数据被保存在寄存器Dn

和Dn+1。变址寄存器（Z）---Z0~Z9

变址寄存器是顺控程序中所使用的软元件的间接设置（变址修饰）。学会如何使用变址寄存器，能起到简化程序的作用。如D1Z0,当Z0=0时，表示D1;当Z0=1时，表示D2;----

8.3基本数据类型8.3.1数制

基本型QCPU采用的是二进制数（BIN）,也可采用十六进制数（HEX）和二-十进制数BCD码。1.外部数据的输入---即将外部的数据输入到CPU中。由于CPU内部执行的是二进制数，所以必须将外部数据转换为二进制数，需用“BIN指令”。2.CPU数据的输出---即CPU数据在外部的显示。数据常以十进制数显示，才直观、正确，所以为了将CPU执行的二进制数以十进制数据显示出来，需用到“BCD指令”。8.3.2基本数据类型1.二进制数(BIN)各寄存器（数据寄存器、通信寄存器等）由16位构成。各寄存器的各位分配为2n的数值。但是最高位因用作正负判别不能使用无符号的BIN。BIN中最高位为“0”时，数值为正；最高为为“1”时，数值为负。各寄存器的数值表达如图3-12所示。

图3-12各寄存器的数值表达故数值范围为：-32768~32767。则各寄存器可存储的数值范围也为：﹣32768~32767。2.十六进制数（HEX）HEX是将4位BIN数据作为1位表达的方法。由于BIN采用0~15表达1位，因此9之后的10采用字母A表达，11采用字母B表达，F（15）之后产生进位。HEX的数值表达：各寄存器（数据寄存器、通信寄存器）等由16位构成。因此，各寄存器中可以存储的数值用HEX表达时的范围为0~FFFFH。3．二-十进制数BCD

BCD采用二进制数表达，但附加有类同于十进制数的进位。BCD和HEX一样采用4位表达，但不使用HEX的A~F。BCD的数值表达：各寄存器(数据寄存器、通信寄存器)等由16位构成。因此，各寄存器中可以存储的数值用BCD表达的范围为0~9999。8.4位逻辑指令8.4.1触点指令1.输入指令（1）运行开始指令（LD、LDI）：程序步数为1步①LD是a触点运算开始指令，LDI是b触点运算开始指令。其功能是从指定的软元件中读取ON/OFF信息，并将其作为运算结果。如图3-15.

图3-15LD/LDI指令的应用指令说明：

LD、LDI指令可用于将触点与左母线连接。也可以与后面介绍的ANB、ORB指令配合使用于分支起点处。指令助记符及功能：②该指令还可在分支起点处使用，如图3-16所示。图3-16分支处LD/LDI指令的应用（2）串行连接指令（AND、ANI）：程序步数为1步

AND是a触点串行连接指令，ANI是b触点串行连接指令。其功能是读取指定位软元件的ON/OFF数据，将该数据与目前为止的结果执行AND运算，并将该值作为运算结果。应用1见图3-17所示。

触点串联指令助记符及功能

指令说明：

AND、ANI是单个触点串联指令，串联的次数没有限制，即可多次重复使用。但考虑图形编程器和打印机的功能，建议尽量每行不超过10个触点，连续输出总共不超过24行。应用：（3）并行连接指令（OR、ORI）---程序步数为1步。

指令说明：

1）OR是a触点单并行连接指令，ORI是b触点单并行连接指令，

2)与LD、LDI指令触点并联的触点要使用OR或ORI指令，并联触点的个数没有限制，但限于编程器和打印机的幅面限制，尽量做到24行以下。

3)若两个以上触点的串联支路与其他回路并联时，应采用后面介绍的电路块或(ORB)指令。编程应用1,如下图示：注意：OR指令的并联起点是从它前面最近的LD或LDI指令开始，如图中的第6步ORM103和第8步ORM110的并联触点是LDIY005。应用2见图3-18所示。

2．脉冲指令（1）脉冲运行开始指令（LDP、LDF）-----程序步数为2步。

LDP是上升沿脉冲操作开始指令，并且只有在指令位软元件的上升沿（当它从OFF转换成ON）才为ON。LDF是下降沿脉冲操作开始指令，并且只有在指令位软元件的下降沿（当它从ON转换成OFF）才为ON。指令使用见图3-19所示。（2）脉冲串行连接指令（ANDP、ANDF）----程序步数为2步.ANDP是一个上升沿脉冲串行连接指令，ANDF是一个下降沿脉冲串行连接指令。它们对到该点的运行结果执行AND操作，并且将结果值作为运算结果。指令使用见图3-20所示。供ANDP和ANDF使用的ON/OFF数据，如表3-6所示。表3-6所示ANDP和ANDF使用的ON/OFF数据通过ANDP或ANDF指定的软元件ANDP的状态ANDF的状态位软元件

字软元件的位指定

OFF→ON

0→1ONOFFOFF0OFFON1ON→OFF1→01（3）脉冲并行