电器控制与PLC技术应用S的指令系统及编程.pptx

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1、 2. 梯形图指令（LAD） 梯形图指令用图形元素表示PLC要完成操作。 如： 该指令中：( )可认为是操作码，表示一个二进制赋值操作。M1.1是操作数，表示赋值的对象。 操作数 一般情况下，指令的操作数位于PLC的存储器中,此时操作数有操作数标识符和参数组成。如图5-2所示。 图5-2 指令结构及操作数组成第1页/共32页 5.2 位逻辑指令 位逻辑指令主要包括：位逻辑运算指令、位操作指令和位测试指令,梯形图形式如图5-2所示。图 5-2 位逻辑指令的梯形图形式简介第2页/共32页 位逻辑运算指令 位逻辑运算指令是“与”（A）、“与非”（AN）、“或”（O）、“或非”（ON）、“异或”（X）

2、、“异或非”（XN）指令及其组合，它对“0”或“1”这些布尔操作数进行扫描。1. “与”和“与非”(A，AN)指令 逻辑“与”在梯形图里是用串联的触点回路表示的，被扫描的操作数标在触点上方。如果串联回路里的所有触点皆闭合，该回路就通“电”了。2. “或”（O）和“或非”(ON)指令 “或”逻辑在梯形图里是用并联回路表示的，被扫描的操作数标在触点上方,表示选择逻辑。在图5-5中，只要有一条支路导通，输出Q4.1的信号状态就为“1”。第3页/共32页 位操作指令 1. 输出指令 逻辑串输出指令又称为赋值操作指令 ，该操作把状态操作字中的逻辑操作结果位（RLO）的值赋给指定的操作数（位地址）。输出指

3、令格式如表5-1所示。LAD指令STL指令功 能操作数类型存储区= 逻辑串赋值输出 BOOL(位)Q、M、D、L= A 中间结果赋值输出，不能作为逻辑串的结尾BOOL(位)表5-1输出指令 第4页/共32页例5-1 用“与”、“或”、“输出”、指令编写电机单方向连续运转的控制程序。 注意：在PLC控制方式中，启动按钮一般选择常开按钮；停止按钮可以选择常开按钮形式，也可以选择常闭按钮形式；但热继电器主要用于保护电机的过载，只有常闭触点一种形式。 其梯形图（LAD）及语句表（STL）控制程序如图5-4所示。如果将停止按钮选择为常闭触点形式，则图5-5的控制线路将如图5-6所示。图5-4三相异步电动

4、机的单向运转方法1图5-5 三相异步电动机的单向运转方法2第5页/共32页2. 嵌套表达式和先“与”后“或” 当控制逻辑串是串并联的复杂组合时，先 “与”后 “或”。当想先 “或” 后 “与”时，在用语句表编写程序时要将 “或”用小括号括起来。图6先串后并的程序结构图7先并后串的程序结构图6先串后并图7先并后串第6页/共32页3.置位/复位指令 当置位指令和复位指令同时出现时，因为下图中复位指令在后，按照扫描的结果，最终执行的是复位指令，即“谁在后，谁优先”。 如果将上面的独立的置位/复位线圈指令汇总在一起用功能框表示，就构成了触发器4. 触发器第7页/共32页5. 对RLO的直接操作指令 这

5、一类指令直接对逻辑操作结果RLO进行操作，改变状态字中RLO位的状态。有关内容见表5-2。LAD指令STL指令功能说明|NOT|NOT取反RLO在逻辑串中，对当前的RLO取反SET置位RLO把RLO无条件置1并结束逻辑串；使STA置1，OR、FC清0CLR复位RLO把RLO无条件清0并结束逻辑串；使STA、OR、FC清0 (SAVE)SAVE保存RLO把RLO存入状态字的BR位，该指令不影响其他状态位表5-2 对RLO的直接操作指令第8页/共32页 跳变沿检测指令当信号状态发生变化时就产生跳变沿。指令格式见表5-3。对RLO跳变沿检测的指令LAD指令STL指令功 能存储区FP RLO正跳沿检测

6、，位地址用于存放需要检测的RLO的上一扫描周期值，当RLO值由0变化到1时，输出接通一个扫描周期。Q、M、DFN RLO负跳沿检测，当RLO值由1变化到0时，输出接通一个扫描周期。对触点跳变沿检测的指令RS触发器SR触发器功 能存储区位地址1：被检测的触点地址位地址2：存储被检测触点上一个扫描周期的状态Q：单稳输出（只接通一个扫描周期）Q、M、D、I（I对位地址2非法）表5-3 跳变沿检测指令第9页/共32页例5-2： 用单按钮来完成电机的起停控制。即奇次按下为起动；偶次按下为停止。 输入I0.0起停按钮中间位存储M0.0存储I0.0上一周期状态输出Q4.0 电机接触器线圈M1.0I0.0上升

7、沿检测M1.1I0.0偶次上升沿检测表单按钮起停控制地址分配表 单按钮起停程序及时序图第10页/共32页5.3 定时器与计数器指令 定时器指令（Timers） S7中的定时器与时间继电器的工作特点相似，对定时器同样要设置定时时间，也要启动定时器。除此之外，定时器还增加了一些功能，如随时复位定时器、随时重置定时时间、查看当前剩余定时时间等。 1. 定时器的组成 每个定时器为2 B，称为定时字。在S7-300中，最多允许使用256个定时器，即T0 T255。1510000100100111870721三位BCD码范围（0999）)时基1s无关：当定时器起动时这两位被忽略第11页/共32页2、 定时

8、器的启动与运行S7中的定时器不仅功能强，而且类型多。下图给出了为定时作业如何正确选择定时器的示意图。第12页/共32页3、 定时器梯形图方块指令2、延时脉冲定时器 1、脉冲定时器3. 接通延时定时器4、带保持的接通延时定时器4、定时器线圈指令 S7-300的五种定时器除了具有方框图指令格式外，还具有线圈指令格式 第13页/共32页 例5-3 某锅炉的鼓风机和引风机的控制要求如下： 1.按下启动按钮SB2，引风机立即启动，鼓风机比引风机晚10s启动。 2.按下停止按钮SB1，鼓风机立即停止，引风机比 鼓风机晚12s停机。系统编程元件地址分配及控制时序如图所示。第14页/共32页图5-8鼓风机和引

9、风机系统控制程序根据控制时序，可选用五种定时器及其组合完成控制，图5-8给出了两种参考控制方案。其中图5-8采用了接通定时器（SD）和扩展脉冲定时器（SE）来完成控制，且采用线圈指令格式 第15页/共32页 时钟存储器（Clock Memory） 在S7系列PLC的CPU的位存储器M中,可以任意指定一个字节，如MB200，作为时钟脉冲存储器，当CPU运行时，MB200的各个位能周期性地产生不同频率（或周期）的方波脉冲。 计数器指令（Counter） 1、计数器组成 在CPU中保留一块存储区作为计数器计数值存储区，每个计数器占用两个字节。 2、计数器指令的功能框表示形式加计数器 减计数器 可加/

10、减计数器 第16页/共32页3、 计数器线圈指令LAD指令STL指令功 能L C#.S C no.该指令为计数器置初始值。当RLO有上升沿时，将预置值十进制数（格式为C#.）装入累加器1中作为计数器的当前值。CU Cno.加计数，程序运行时RLO没有一个上升沿时，计数值加1，若达上限999时，停止加计数。CD C no.减计数，程序运行时RLO没有一个上升沿时，计数值减1，若达下限0时，则停止减计数。FR C no.允许计数器再启动，若RLO为1，则初始值再次装入从新计数。4、 计数器应用 (1). 比较指令(Comparator) 共有六种比较逻辑关系：等于（）、不等于（ ）、大于()、小于

11、()、大于等于()、小于等于()。若比较结果为真，则RLO 为1，否则为0。 (2). 计数器与比较指令配合应用第17页/共32页 定时器与计数器的配合使用 在S7-300中，一个定时器的最大定时时间为2h 46 min 30s，当定时时间大于此值时，可采用如下两种方案： 1、采用定时器与定时器（S-ODT）配合使用,此 时最终定时时间为多个定时时间之和。如图所示Q4.0在按下启动按钮（I0.0）25s后接通。 2、采用定时器与计数器配合使用，此时最终定时时间为多 个设定时间之积。 定时器级联的扩展方式第18页/共32页5.4 数据处理功能指令 此类指令主要涉及对数据的非数值运算操作，它主要包

12、括装入和传送指令、装换指令、比较指令。 装入和传送指令（MOV） 装入(L)和传送(T)指令可以在存储区之间或存储区与过程输入、输出之间交换数据。 1. 对累加器1的装入和传送指令 2. 读取或传送状态字 3. 装入时间值或计数值 4. 地址寄存器装入和传送 5、梯形图方块传送指令第19页/共32页 转换指令（Converter） 转换指令是将累加器1中的数据进行数据类型转换，转换的结果仍存放在累加器1中。STEP 7能够实现的转换转换操作有：BCD码与整数及长整数之间的 ；实数与长整数之间的转换；数的取反、取负操作 1. BCD码与整数的转换 2实数与长整数的转换 3数的取反取负 对累加器1

13、中的数求反码，就是逐位取反，对累 加器1中的数求补码，求补码只有对整数或长整数才 有意义；实数取反，就是将符号位取反。 4. 用梯形图表示转换指令 在梯形图中，所有的转换指令都有对应的功能 框表示 第20页/共32页5.5 运算指令 算术运算指令 算术运算指令主要是加、减、乘、除四则运算和一些基本的数学函数运算。 累加器2 （+、-、*、/）累加器1 =（赋值） 累加器1 1. 整数算术运算 （Integer function） 整数运算指令包含整数和长整数运算指令 2. 实数算术运算 (Floating - point fct) 实数算术运算指令介绍见表5-31，参与运算的所有数据必须均为实

14、数格式，否则需做必要的转换 第21页/共32页 字逻辑运算指令（Word Logic） 字逻辑运算指令是将两个字（数据长度为16位和32位）逐位进行逻辑运算，参与字逻辑运算的两个字，一个是在累加器1中，另一个可以在累加器2中，或者是立即数（常数）。字逻辑运算的结果存放在累加器1低字节中，双字逻辑运算的结果存放在累加器1中，累加器2的内容保持不变。 字逻辑运算结果将影响状态字的下列标志位：p CC1，如果逻辑运算的结果为0，CC1被复位至0； 如果逻辑运算的结果为非0，CC1被置位至1；p CC0，在任何情况下，被复位至0；p OV，在任何情况下，被复位至0。 数据运算指令应用 第22页/共32

15、页5.6移位指令 移位指令(Shift/Rotate)介绍 所有的移位指令均是在累加器1内完成，要想完成对某操作数的移位，需要先将其装入累加器1中;1无符号数移位指令（1）一个无符号数右移3位的指令及过程如图所示。第23页/共32页2. 有符号数移位指令 一个有符号数右移3位的指令及过程如下图所示。 3. 循环移位指令一个无符号双字的循环右移指令及过程如下图所示。 第24页/共32页 移位指令应用（编辑步进架） 设计状态流程图的方法：首先将全部控制过程分解为若干个独立的控制功能步（顺序段），确定每步的启动条件和转换条件。每个独立的步分别用方框表示，根据动作顺序用箭头将各个方框连接起来，在相邻的

16、两步之间用短横线表示转换条件。在每步的右边画上要执行的控制程序。 如图所示： 第25页/共32页5.7累加器操作和地址寄存器指令1. 累加器操作指令 在S7-300 PLC中，有两个累加器，分别为累加器1（ACC1）和累加器2（ACC2）,所有的数据处理及运算等运算都在两个累加器里完成，是PLC的运算器。指 令说 明TAK累加器1和累加器2的内容互换PUSH把累加器1的内容移入累加器2，累加器2原内容被丢掉POP把累加器2的内容移入累加器1，累加器1原内容被丢掉INC把累加器1低字的低字节内容加上指令中给出的常数，常数范围：0255；指令的执行是无条件的，结果不影响状态字DEC把累加器1低字的

17、低字节内容减去指令中给出的常数，常数范围：0255；指令的执行是无条件的，结果不影响状态字CAW交换累加器1低字中的字节顺序CAD交换累加器1中的字节顺序累加器操作指令表第26页/共32页2地址寄存器指令指 令操作数说 明+AR1指令没有指明操作数，则把累加器1低字的内容加至地址寄存器1+AR2指令没有指明操作数，则把累加器1低字的内容加至地址寄存器2+AR1P#Byte.Bit把一个指针常数加至地址寄存器1，指针常数范围：0.04095.7+AR2P#Byte.Bit把一个指针常数加至地址寄存器2，指针常数范围：0.04095.7地址寄存器指令表3. 数据块指令LAD指令STL指令说 明(O

18、PEN)OPEN该指令打开一个数据块作为共享数据块或背景数据块CAD该指令交换数据块寄存器，使共享数据块成为背景数据块，反之一样DBLG该指令将共享数据块的长度(字节数)装入累加器1CBNO该指令将共享数据块的块号装入累加器1DILG该指令将背景数据块的长度(字节数)装入累加器1DINO该指令将背景数据块的块号装入累加器1数 据 块 指 令表第27页/共32页5.8 控制指令 控制指令控制程序的执行顺序，使得CPU能够根据不同的情况执行不同的指令序列。控制指令分为两种：一种是逻辑控制指令，另一种是程序控制指令。 逻辑控制指令1.逻辑控制的语句表指令 （1）. 无条件跳转指令(JU) 无条件跳转

19、指令(JU)将无条件中断正常的程序逻 辑流，使程序跳转到目标处继续执行。 （2）. 条件跳转指令 （3）.循环指令 如果循环计数器的初值是0，那么循环将执行65535次； 应避免循环计数器的初值是负数。第28页/共32页2、逻辑控制的梯形图指令 梯形逻辑控制指令只有两条，可用于无条件跳转或条件跳转控制。在梯形图（LAD）编程环境下，跳转指令如图所示。 图5-74 跳转指令JMP：无条件跳转指令，无条件跳转到标号地址处。JMPN：条件跳转指令，以RLO=0为条件跳转到标号地址处;RLO=1时，顺序向下执行LABEL：标号地址处。第29页/共32页程序控制指令 程序控制指令是指功能块(FB、FC、SFB、SFC)调用指令和逻辑块(OB、FB、FC)结束指令。调用块或结束块可以是有条件的或是无条件的。STEP 7中的功能块实质上就是子程序。 1.STL程序控制指令 2. 梯形图程序控制指令主控继电器指令 主控继电器是梯形图逻辑主控开关，用来控制信号流的通断。 与图对应的STL指令为:MCRAA I0.0MCR (A I0.1= Q4.0A I0.2A I0.3= Q4.1) MCRMCRD第30页/共32页本章结束谢谢第31页/共32页感谢您的观看！第32页/共32页