常用低压电器与可编程序控制器第7章.ppt
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1、第7章 可编程序控制器程序编制 第7章 可编程序控制器程序编制 7.1 梯形图的编程规则梯形图的编程规则7.2 OMRON PLC指令系统概述指令系统概述7.3 CPM1A系列常用指令系列常用指令7.4 CPM1A系列应用指令系列应用指令 第7章 可编程序控制器程序编制 7.1 梯形图的编程规则梯形图的编程规则 图7-1 梯形图示例 第7章 可编程序控制器程序编制 梯形图的编程规则主要体现为以下几点:(1)梯形图由多个梯级组成,每个输出元素可构成一个梯级。输出元素主要指继电器线圈或指令。(2)每个梯级可由多个支路组成,每个支路可容纳多个编程元素,最右边的元素必须是输出元素。(3)梯形图两侧的竖
2、线(OMRON PLC梯形图右侧的母线省略)类似电器控制图的电源线,称作母线(BUS BAR)。编程时要从母线开始,按梯级从上至下,每个梯级从左到右的顺序编制。左侧总是安排输入接点,并且把并联接点多的支路靠近最左端。第7章 可编程序控制器程序编制 (4)在梯形图中每个编程元素应按一定的规则加标字母、数字串,不同的编程元素常用不同的字母符号和数字串表示。编程元素中常以“”符号表示指定继电器的常开接点;以“”符号表示指定继电器的常闭接点;以“”符号表示指定继电器的控制线圈,其中“N”表示指定继电器。(5)除END等极少数没有执行条件的指令外,输出元素不能直接和左侧母线相连接。如果必须连接,可以通过
3、特殊辅助继电器的常ON接点连接(CMP1A系列为25313)。(6)在梯形图中不允许两行之间或两条支路之间连接元素,如图7-2所示。这种方式是无法进行编程的,应进行转换。(7)程序应以END指令结束,否则将会出现错误。第7章 可编程序控制器程序编制 图7-2 梯形图的转换(a)错误的梯形图形式;(b)转换后的正确形式 第7章 可编程序控制器程序编制 梯形图中的继电器不是物理继电器,其每个继电器和输入接点均为存储器中的一位。相应位为“1”状态时,表示继电器线圈通电或常开接点闭合或常闭接点断开。梯形图中的继电器接点可在编制程序时无限引用,既可常开又可常闭。图7-2中的输入接点和输出线圈不是物理接点
4、和线圈。用户程序的运算是根据PLC内I/O映像区每位的状态,而不是运算时现场开关的实际状态进行的。第7章 可编程序控制器程序编制 7.2 OMRON PLC指令系统概述指令系统概述 1指令格式指令格式 指令格式是由操作码和操作数组成的。操作码规定CPU应该执行什么操作,由助记符构成。操作数可以是I/O继电器、IR、SR、HR、TR、AR、LR、TC、DM以及立即数。通常用继电器区的缩写加上通道号或继电器号作为指令的操作数;但I/O继电器没有缩写符,可直接采用继电器号或通道号来表示。常数也可作为指令操作数,但使用时需在常数前加上“”号说明。常数可以是十进制数,也可以是十六进制数,视指令需要而定。
5、OMRON CPM1A系列PLC也支持间接寻址,间接寻址的操作数用*DM表示。这种操作数是以DM中的数据为地址的另一个DM通道中的数据。DM中的内容必须是BCD码,且不得超出DM区的范围。第7章 可编程序控制器程序编制 2.指令执行时的标志位指令执行时的标志位 在指令执行的过程中,指令的执行结果往往会改变系统标志,从而说明指令的执行情况。CPM1A系列PLC的系统标志是特殊辅助继电器(SR)中的2550325507,指令执行结果可能影响的系统标志项见表7-1所示。第7章 可编程序控制器程序编制 表表7-1 系统标志项系统标志项 第7章 可编程序控制器程序编制 3.指令的微分和非微分形式指令的微
6、分和非微分形式 指令具有微分和非微分两种形式。CPM1A系列的应用指令多数兼有这两种形式。微分指令要在其助记符前加标记。两种指令的区别是:对于非微分指令,只要其执行条件为ON,则每个扫描周期都将执行该指令;微分指令仅在其执行条件由OFF变为ON时才执行一次,如果执行条件不发生变化,或者从上一个扫描周期的ON变为OFF,则该指令不执行。第7章 可编程序控制器程序编制 7.3 CPM1A系列常用指令系列常用指令 7.3.1 梯形图指令梯形图指令 1.输入输入/输出和位逻辑运算指令输出和位逻辑运算指令 输入/输出和位逻辑运算指令包括8条PLC梯形图中的基本指令。它主要用于处理梯形图中继电器接点的各种
7、连接,执行时通过系统结果寄存器及系统堆栈作为中间单元,完成对指定继电器状态的输入/输出及逻辑处理。表7-2列出了这些指令的名称、格式、梯形图符号、操作数的范围及指令的功能。第7章 可编程序控制器程序编制 表7-2 输入/输出和位逻辑运算指令 第7章 可编程序控制器程序编制 第7章 可编程序控制器程序编制 第7章 可编程序控制器程序编制 图7-3 输入/输出指令示例(a)指令编程;(b)指令表 第7章 可编程序控制器程序编制 在分析梯形图程序时,常开和常闭触点的状态(ON/OFF)是由它对应的继电器的状态来确定的。例如在图7-3中,若00000号输入继电器状态为ON,则常开触点00000的状态为
8、ON(触点闭合),否则状态为OFF;如果00001号输入继电器状态为ON,则常闭触点00001的状态为OFF(触点断开),否则状态为ON。后面再分析程序时,上述原则不再重申。在图7-3中,第一个梯级首先将触点00000的状态载入结果寄存器,而原结果寄存器的内容被压入堆栈;结果寄存器中触点00000的状态与01000触点的状态相或后的结果存入结果寄存器;再将继电器00001的状态取反后与结果寄存器的内容作与运算;最后的运算结果输出到01000继电器。第二个梯级完成的过程与第一个梯级相似,最后输出时将结果寄存器中的内容取反后送至01001继电器。第7章 可编程序控制器程序编制 2.逻辑块与指令和逻
9、辑块或指令逻辑块与指令和逻辑块或指令AND LD和和OR LD 逻辑块与指令AND LD和逻辑块或指令OR LD用于处理复杂逻辑块操作。表7-3列出了指令的格式、操作数范围、梯形图符号及指令的功能。第7章 可编程序控制器程序编制 表7-3 AND LD和OR LD指令 第7章 可编程序控制器程序编制 1)AND LD指令 图7-4 AND LD指令示例(a)指令编程;(b)指令表 第7章 可编程序控制器程序编制 在图7-4中,由触点00000、00001和00003组成的逻辑块和触点00002、00004组成的逻辑块串联,助记符指令表中的前三条指令LD 00000、AND NOT 00001、
10、OR 00003完成了第一个逻辑块的处理,指令执行结果已存入结果寄存器中,第四、五条指令则完成第二个逻辑块的处理。在执行LD 00002指令时,第一个逻辑块的结果在结果寄存器中被压入堆栈(堆栈的深度一般为8位),结果寄存器中载入触点00002的状态,在与触点00004的状态或运算后,结果仍存入结果寄存器。执行AND LD指令时,将结果寄存器中的内容与堆栈顶部的第一个逻辑块的结果作与运算,结果存入结果寄存器并执行输出指令。第7章 可编程序控制器程序编制 2)OR LD指令 图7-5 OR LD指令示例(a)指令编程;(b)指令表 第7章 可编程序控制器程序编制 图7-6 利用AND LD和OR
11、LD指令示例(a)指令编程;(b)指令表 第7章 可编程序控制器程序编制 7.3.2 锁存继电器指令锁存继电器指令KEEP 表7-4 KEEP指令 第7章 可编程序控制器程序编制 图7-7 KEEP指令应用示例(a)指令编程;(b)指令表;(c)工作波形图 第7章 可编程序控制器程序编制 当00000为ON时,其指定位20000也会置ON,并保持ON直到复位为止。在此期间,不管00000是否保持ON或变为OFF,当00007置ON时,其指定位20000被复位,置为OFF;当00000与00007端同时为ON时,00007端优先。第7章 可编程序控制器程序编制 7.3.3 置位指令和复位指令置位
12、指令和复位指令SET、RESET 表表7-5 SET和和RESET指令指令 第7章 可编程序控制器程序编制 图7-8 SET和RESET指令示例(a)指令编程;(b)指令表;(c)工作波形图 第7章 可编程序控制器程序编制 7.3.4 上微分指令和下微分指令上微分指令和下微分指令DIFU、DIFD 表表7-6 DIFU和和DIFD指令指令 第7章 可编程序控制器程序编制 图7-9 DIFU和DIFD指令示例(a)指令编程;(b)指令表;(c)工作波形图 第7章 可编程序控制器程序编制 DIFU和DIFD指令常用在下面的几种场合:(1)利用DIFU和DIFD指令的操作位作为某指令的执行条件,使某
13、条指令只在该操作位由OFF变为ON时或由ON变为OFF时执行一次。(2)利用DIFU和DIFD指令产生脉冲信号。第7章 可编程序控制器程序编制 7.3.5 空操作指令和结束指令空操作指令和结束指令NOP、END 表表7-7 NOP和和END指令指令 第7章 可编程序控制器程序编制 在编程中一般不需要NOP指令,也没有它的梯形图符号。当程序中出现NOP时,程序将执行下一条指令。该指令主要用于程序修改。当程序被清除后,NOP被写入对应的地址。NOP可以通过功能代码00写入。该指令不影响任何标志位。END指令作为程序的最后一条用,它可保证END后面的指令不被执行。当有时要调试程序时,END可以放在程
14、序的任何一个位置来执行这点以前的指令,但调试后必须删除它以执行剩下的程序。如果程序没有END指令,系统将出现“NO END INST”的错误信息,且不执行任何指令。图7-10是END指令的示例。第7章 可编程序控制器程序编制 图7-10 END指令示例指令编程;(b)指令表 第7章 可编程序控制器程序编制 7.4 CPM1A系列应用指令系列应用指令 7.4.1 定时定时/计数指令计数指令 1.定时器指令和高速定时器指令定时器指令和高速定时器指令TIM和和TIMH 定时器指令TIM和高速定时器指令TIMH在输入条件为ON时开始计时,从设定值SV起,以定时单位进行减1运算,当减为0时计时时间到。表
15、7-8列出了TIM、TIMH指令的名称、格式、操作数区域、梯形图符号及执行指令对标志位的影响。第7章 可编程序控制器程序编制 表表7-8 TIM、TIMH指令指令 第7章 可编程序控制器程序编制 定时器TIM指令的定时单位为0.1 s,延时时间可在0999.9 s范围内选择。若定时时间到,则定时器的输出为ON且保持;当输入条件变为OFF时,定时器复位,输出变为OFF并停止定时,其当前值PV恢复为SV。第7章 可编程序控制器程序编制 图7-11 TIM指令示例(a)指令编程;(b)指令表;(c)工作波形图 第7章 可编程序控制器程序编制 2.计数器指令计数器指令CNT 计数器指令CNT在复位端R
16、为OFF的情况下,根据CP端的输入脉冲进行减法计数。计数器预置数SV可在09999范围内选择,当计数达到0时,停止计数,输出为ON且保持。只要复位端R为ON,计数器即复位为OFF并停止计数,且当前值PV恢复为SV。计数器有掉电保持功能。表7-9列出了CNT指令格式、操作数区域、梯形图符号及执行指令对标志位的影响。第7章 可编程序控制器程序编制 表表7-9 CNT指令指令 第7章 可编程序控制器程序编制 图7-12是CNT指令的应用示例。计数器CNT001内的预置数为50,在复位端R为OFF的条件下,通过触点00000送至计数输入端CP的脉冲被计数(脉冲上跳沿有效)。CNT001每接到一个脉冲作
17、一次减1运算,当接到第50个脉冲时,其预置数减为0,CNT001状态则由OFF变为ON,对应CNT001的触点接通,继电器01001变为ON。一旦CNT001复位端R的状态变为ON,则计数器CNT001复位,由ON 变为OFF,继电器01001的状态也由于触点CNT001的断开而变为OFF,CNT001内部预置数恢复为50,待复位端变为OFF后即可开始重新计数。图7-12(c)是图7-12(a)梯形图的工作波形。第7章 可编程序控制器程序编制 图7-12 CNT指令示例(a)指令编程;(b)指令表;(c)工作波形图 第7章 可编程序控制器程序编制 3.可逆计数器指令可逆计数器指令CNTR CN
18、TR指令是一个可逆的递增/递减循环计数器,计数器根据增值输入(ACP)和减值输入(SCP)的变化对0和设定值(SV)之间计数。在复位端R为OFF的情况下,从ACP端输入计数脉冲为加计数;从SCP端输入计数脉冲为减计数;加/减计数有进/借位时,输出ON一个计数脉冲周期。只要复位R端为ON,计数器即复位为OFF并停止计数,且不论加计数还是减计数,其当前值(PV)均变为0。若从ACP端和SCP端同时输入,计数脉冲则不计数,当前值(PV)不变。可逆计数器有掉电保持功能。第7章 可编程序控制器程序编制 表7-10 CNTR指令 第7章 可编程序控制器程序编制 图7-13 CNTR指令示例(a)指令编程;
19、(b)指令表 第7章 可编程序控制器程序编制 如图7-13所示,当复位端R的触点00003为ON时,CNTR046复位,当前值(PV)变为0000,此时既不进行加计数,也不进行减计数。当00003变为OFF时计数器开始计数,其计数过程如下:若触点00002为OFF,则由00001输入计数脉冲时为加计数器。00001每输入一个计数脉冲,CNTR046的当前值(PV)加 1。当PV0200时,若再输入一个计数脉冲,则PV值变为0000(有进位),同时CNTR046的输出变为ON。当再来一个计数脉冲时,PV=1,CNTR046的输出变为OFF,且开始下一个循环的计数。第7章 可编程序控制器程序编制
20、若00001为OFF,则由00002输入计数脉冲时为减计数器。00002每输入一个计数脉冲,CNTR046的当前值(PV)减1。当 PV0000时,若再输入一个计数脉冲,PV变为0200(有借位),同时CNTR046的输出变为ON。当再来一个计数脉冲时,PV=199,且CNTR046的输出变为OFF,并开始下一个循环的计数。由上述操作过程可见,CNT和CNTR指令的主要区别在于:当计数器CNT达到设定值后,只要不复位,其输出就一直为ON,即使计数脉冲仍在输入;而计数器CNTR达到设定值后,其输出为ON,只要不复位,在下一个计数脉冲到来时,计数器CNTR立即变为OFF,且开始下一轮计数,即CNT
21、R是个循环计数器。第7章 可编程序控制器程序编制 7.4.2 互锁指令和解除互锁指令互锁指令和解除互锁指令IL、ILC 互锁指令IL和解除互锁指令ILC常用于控制程序的流向。当IL的输入条件为ON时,IL和ILC之间的程序正常执行;当IL的输入条件为OFF时,IL和ILC之间的程序不执行。在这种情况下,IL和ILC之间的部分程序中所涉及的内部器件将做如下处理:所有 OUT和 OUT NOT指令的输出位为 OFF;所有定时器都复位;KEEP指令的操作位、计数器、移位寄存器以及SET和RESET指令的操作位都保持IL为OFF以前的状态。第7章 可编程序控制器程序编制 表7-11 IL和ILC指令
22、第7章 可编程序控制器程序编制 图7-14 IL和ILC指令应用示例(a)指令编程方式一;(b)指令编程方式二;(c)指令表 第7章 可编程序控制器程序编制 图7-15 多个IL指令配一个ILC指令实例(a)指令编程方式一;(b)指令编程方式二;(c)指令表 第7章 可编程序控制器程序编制 7.4.3 暂存继电器暂存继电器TR TR不是编程指令,但编程中常需要用暂存继电器TR存储当前指令的执行结果或梯形图分支点上存在的执行条件,即保存结果寄存器的当前内容。这是因为指令行在返回分支点执行一个分支行上的其他指令之前执行了右侧指令,使得执行条件可能发生改变而不能完成本来的操作。它与互锁IL和解除互锁
23、ILC指令同样可作为处理程序分支的方法。CPM1A系列PLC有编号为TR0TR7的8个暂存继电器。如果某个TR位被设置在一个分支点处,则分支前面的执行结果就会存储在这个TR位中,但在同一分支程序段中,同一TR号不能重复使用。由于TR不是编程指令,因此只能与LD或OUT等基本指令一起使用。第7章 可编程序控制器程序编制 图7-16 使用暂存继电器TR处理分支示例(a)指令编程;(b)用TR处理分支;(c)用IL/ILC处理分支 第7章 可编程序控制器程序编制 7.4.4 跳转指令和跳转结束指令跳转指令和跳转结束指令JMP、JME 表7-12 JMP和JME指令 第7章 可编程序控制器程序编制 当
24、程序中有多个跳转时,就可使用跳转号N来区分不同的JMP N/JME N对。在00和49之间的任何一个两位数都可以作为一个跳转编号,但除00外,同一编号只能在程序中使用一次。当N取00时,JMP 00/JME 00可以在程序中多次被使用。JMP 00和JME 00之间的指令被跳转时,指令虽不执行但仍被扫描,因此执行的时间比其他跳转号的执行时间长。跳转号不是00的JMP N/JME N之间的指令则完全跳转,不需要扫描时间。发生跳转时,JMP N/JME N指令对中所有的继电器、定时器、计数器均保持跳转前的状态。跳转指令可以嵌套使用,但必须是不同跳转号的嵌套,如JMP 00-JMP 01-JME(0
25、5)01-JME 00等。另外,和IL/ILC指令一样,多个JMP 00可以共用一个JME 00。尽管在进行程序检查时会出现错误信息“JMP-JME ERR”,但程序仍会正常执行。图7-17是使用跳转指令的示例。第7章 可编程序控制器程序编制 图7-17 跳转JMP和JME指令示例(a)指令编程方式一;(b)指令编程方式二;(c)指令表 第7章 可编程序控制器程序编制 图7-18 多个JMP 00共用一个JME 00示例(a)指令编程;(b)指令表 第7章 可编程序控制器程序编制 当第一个JMP 00条件是ON,并且第二个JMP 00条件是OFF时,输出01000的ON/OFF状态取决于000
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