电气技术及PLC控制 09-可编程序控制器的指令系统1学习资料

电气控制及PLC技术制作：电气学院杨霞2014年6月修订1知识结构24可编程序控制器的指令系统知识点：

基本位逻辑关系语句指令（9个）

特殊输出类语句指令

数据处理、运算指令

特殊功能指令学习重点：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

）特殊输出类语句指令3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。

前言4位操作类指令西门子S7-2009个1.逻辑取（装载）指令LD/LDN2.触点串联指令A/AN3.触点并联指令O/ON4.即时输出——安置继电器线圈指令=/=I5.电路块的串联指令ALD6.电路块的并联指令OLD7.置位/复位指令S/R

8.脉冲生成指令（边沿触发指令）EU/ED9.逻辑堆栈的操作LPS/LRD/LPP

基本位逻辑关系语句指令

5

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6PLC输入输出指令动画演示7

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8

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）91输出(=)

只能用于输出量(Q)，执行该指令时，将栈顶值复制到对应的映像寄存器。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两者有质的区别

立即输出指令，只要程序中的输出位得电，立即在输出点输出。立即输出指令就是快速输出，主要用于外部显示、故障处理等。比如：BCD码输出显示数字，采用立即输出就非常合适。

一般输出指令，程序中的输出为得电，并不是立即在输出点输出，必须在这个扫描周期最后输出。网络1LDI0.3OQ0.0ANI0.4=Q0.0网络2LDI0.5OQ0.1ANI0.6=IQ0.110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。11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

西门子S7-200PLC123．梯形图程序语句表Q0.0I0.0Q0.0I0.2I0.1网络1电动机的起、保、停控制网络1电动机的起、保、停控制LDI0.0OQ0.0ANI0.1ANI0.2=Q0.013例2：应用前四个基本指令设计直接起动停车控制继电器控制电路图I/O分配：I0.0：停车I0.1：起动Q0.1：KMPLC梯形图LDQ0.1ANI0.0OI0.1=Q0.1起动优先停止优先Q0.0I0.0Q0.0Q0.1I0.1Q0.1PLC接线图语句表主电路141.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：KMQ0.1I0.0Q0.1I0.1注意15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ALD16OLDOLDLDI0.0AI0.1LDI0.2AI0.3LDNI0.4AI0.5=Q0.0OLDOLD

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OLD17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18七、置位/复位指令S/R置位输出和复位输出指令置位指令S：置“1”并保持。与OUT指令不同的是，该指令自锁（得电保持），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STLLADSS-bit,N

S-bit─()NRS-bit,N

R-bit─()N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。19网络1LDI0.0SQ0.0,1

网络2LDI0.1RQ0.0,1……图S7-200PLCS/R指令20例4图所示的置位、复位指令应用举例及时序分析=、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

=、S、R指令比较21置位输出和复位输出指令演示22八、脉冲生成指令EU/EDEU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

EU/ED指令格式STLLAD操作数EU（EdgeUp）

─|P|─无ED（EdgeDown）

─|N|─无23例5EU/ED指令的使用网络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//输出复位图EU/ED指令时序分析指令使用说明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。24九、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。在此讨论断点保护功能的堆栈操作。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如图6-18所示，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。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。25LPS、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

堆栈操作过程示意图26堆栈具有“先进后出”的特点：LPS为逻辑入栈指令iv0iv1iv2iv3iv4iv5iv6iv7iv8LPS命令不带操作数，复制栈顶值并将其放入栈顶，栈中的原来数据依次向下一层推移，栈底数据丢失；栈顶栈底iv0iv0iv1iv2Iv3Iv4iv5iv6iv727LRD为逻辑读栈指令

LRD：复制堆栈中的第二个值到栈顶，取代原栈顶值，栈中其他数据不变，没有入栈或出栈操作。iv0iv1iv2iv3iv4iv5iv6iv7iv8iv1iv1iv2iv3iv4iv5iv6iv7iv828每一次出栈操作，栈顶值弹出，栈中的原来数据依次向上一层推移，栈底值为随机数。LPP为逻辑出栈指令

iv0iv1iv2iv3iv4iv5iv6iv7iv8栈顶栈底iv0iv1iv2iv3iv4iv5iv6iv7iv8iv1iv2iv3iv4iv5iv6iv7iv8随机数29例1：LD I0.0LPSLD I0.1OI0.2ALD= Q0.1LRDLD I0.3O I0.4ALD= Q0.2LPPAN I0.1= Q0.3LPSLRDLPP30以例1图为例iv0iv1iv2iv3iv4iv5iv6iv7iv8I0.0iv0iv1iv2iv3iv4iv5iv6iv7I0.0I0.0iv0iv1iv2iv3iv4iv5iv6I0.1I0.0I0.0iv0iv1iv2iv3iv4iv5X1I0.0I0.0iv0iv1iv2iv3iv4iv5X2I0.0iv0iv1iv2iv3iv4iv5?I0.0I0.0iv0iv1iv2iv3iv4iv5?I0.3I0.0I0.0iv0iv1iv2iv3iv4iv5X3I0.0I0.0iv0iv1iv2iv3iv4iv5X4I0.0iv0iv1iv2iv3iv4iv5?I0.0iv0iv1iv2iv3iv4iv5??X5iv0iv1iv2iv3iv4iv5??初始LDI0.0LPSLDI0.1OI0.2ALDLRDLDI0.3=Q0.1OI0.4X2=X1==Q0.2ALDX3=X4=X5=LPPANI0.1=Q0.31231例2:LDI0.0LPSAI0.0=Q0.2LPP=Q0.3两段程序功能完全一样，但后者使用了堆栈指令。注意将单个线圈放在上面，可以简化程序。LDI0.0=Q0.3AI0.1=Q0.232例3-1：LD I0.0LPS= M0.0A I0.1= Q0.1LPPA M0.1=Q0.2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。LPSLPP线圈并33例3-2：LD I0.0LPSA I0.1= Q0.1LRD= M0.0LPPA M0.1=Q0.2LPSLPPLRD34例3-3：LD I0.0LPSA I0.1= Q0.1LRDA M0.1=Q0.2LPP= M0.0LPSLPPLRD35

图a、图b分别为使用一层栈和使用多层栈的例子。

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，