PLC教程理论篇之PLC 编程语言四.doc

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1、PLC教程理论篇之PLC 编程语言四PLC 逻辑处理指令及其应用一、基本逻处理辑指令1 基本逻辑处理指令： 对一个二进制数（BIT、位）进行“与、或、非”逻辑操作，称基本逻辑操作指令，可继电触点串、并联的控制功能。所有的 PLC 都有这类指令。这类指令可分为：读（输入类）与写（输出类）两种。读指令指的是读操作数的逻辑值，并与在这之前已有的结果值进行相应的逻辑运算，进而修改结果值。目的是确定要写的逻辑值，或为其他指令的执行建立相应的逻辑条件。写指令指的是把结果值写给操作数。这个结果值就是下面将要讨论的R寄存器的值，有的称为RLO “result of logicoperation” ，即逻辑运算

2、结果。西门子的S7_200 称之为逻辑栈顶（The top of the logic stack ，TOS）。表 5-1 列出 3 个 PLC 厂家有关这类的指令。以下将对这类指令进行讨论。（4）输出指令，为写指令。语句表的符号为指令地址输出 操作位地址 梯形图符号为输出线圈，可用圆圈或括号表示。OMRON、三菱 PLC 的助记符用 OUT，西门子 PLC 用等号，如图 5-2 所示。 其含义是把 R 先取反，然后再传给 a。表示符号为在 OUT 的符号基础上，加一斜线。提示：西门子、三菱 PLC 无取反输出，但有取反指令。先取反后输出，与这里的 OUT NOT效果相同。反之，如果 OMRON

3、 PLC 用 OUT NOT 后，输出给一个暂存器 TR，然后再装载此 TR，也就相当于执行取反指令（NOT、INV）。取反指令（NOT、INV）的格式为：有的 PLC 输出指令也可加感叹号（!）。感叹号代表执行此指令后，立即进行输出刷新，把这时输出的状态送输出锁存器，直接产生输出。下图为西门子 PLC 加感叹号使用例子。它立即刷新后，把 10.0 读入。写 Q0.0 后，立即刷新。用语句表列写指令时，在 LD 之后，加 I，即 LDI 0.0 及=（此符号相当于 OMRON的 OUT）后，再加 I，即=I Q0.0。显然，这样处理，可加快 Q0.0 对 I0.0 的响应速度。 有了以上介绍的

4、输入、输出指令，普通的串、并联电路的逻辑就完全可用这些指令处理了。（5） 暂存器、堆栈，为处理分支电路指令但如果一组逻辑条件，有分支输出，该怎么处理？不同的 PLC 有不同的办法：OMRON PLC 用输出暂存器（TR），然后，再装载暂存器解决。三菱、西门子 PLC 都用进栈、读栈及出栈指令解决。只是，这里的栈与前面介绍的栈不是一回事。前面的栈用于装载、与、或及输出等多种处理。即使用助记符编程，也不必编写任何指令。而这里的栈是用于上述分支处理。用助记符编程时，则需编写相应指令。图 5-3 示的为这 3 种 PLC 解决此问题的梯形图及助记符程序。令）分支处的数据。而当使用时，再用 LD 指令调

5、出。从图 b）知，西门子用 IPS（进栈）指令，把分支处的数据压进栈。而当使用时，再用IPD（读栈）指令调出。这里最后用的 IPP 指令，是既读栈，而又清栈。因为，在其后的程序已不需这样处理了。从图 c）知，三菱基本与西门子相同。只是它进栈指令叫 MPS，而不是叫 IPS。读栈指令叫 MRD，而不叫 IPD。读栈、清栈指令叫 MPP，而不叫 IPP。 以下顺便介绍一下西门子及三菱 PLC 的堆栈，它们与 OMRON PLC 的堆栈略有不同。堆栈指令在将梯形图程序手工转换为语助记符程序时，必须要用的。只是在当今，这个转换完全可由编程软件实现。这个转换具体为：西门子 PLC 堆栈：它的栈顶为上述介

6、绍的结果寄存器 R，而第 2 位即为上述栈 P 的栈顶。另外，就是它用的的操作指令不同。如：栈装载与 (ALD)：对堆栈中的第一层和第二层的值进行逻辑与操作结果放入栈顶，并在执行完 ALD 指令后，堆栈深度减 1。栈装载或 (OLD)：对堆栈中的第一层和第二层的值 进行逻辑或操作结果放入栈顶，并在执行完 OLD 指令后，堆栈深度减 1。逻辑推入栈（LPS）：复制栈顶的值，并将这个值推入栈，而栈底推出,数据丢失。逻辑读栈（LRD）：复制堆栈中的第二个值到栈顶。堆栈没有推入栈或弹出栈操作。但旧的栈顶值被新的复制值取代。逻辑弹出栈（LPP）：弹出栈顶的值，堆栈的第二个值变为新的栈顶值。三菱逻辑堆栈：

7、它有 11 层，也是用作中间存贮。主要是用于处理如图 5-4 所示得分支输出。进栈指令（MPS）：把逻辑运算结果入栈，而栈底推出,数据丢失读栈指令（MRD）：读取栈顶数据用于逻辑运算，栈中数据不变。出栈指令（MPP）：读取栈顶数据用于逻辑运算，并栈中各数据依次上推。提示：如使用图形图编程，画出梯形图程序就可以了。把梯形图程序转换成助记符程序时，这里暂存器使用或进栈、出栈处理的有关指令使用，都是自动实现的。2 控制输出类型：有了基本逻辑处理指令，PLC 也就具有了“与、或、非”逻辑的逻辑功能。在理论上讲，这就足以完成成所有控制与计算。但最常用的还是用于控制输出。这样的输出主要有：（1） 等效控制

8、输出 输出仅取决于控制输入现状态。这是用开关控制电器工作的特点，也是组合逻辑的特征。图 5-4 示的就是这类输出。它把开关接输入点 X000，负载用灯接输出点 Y000，然后运行图示程序。 从图记载的各周期/O 状态知，在周期 0 时，由于开关已合上，输入点 X000 的值为 1。经运行程序，输出点 Y000 也变为 1。进而输出点合上，输出电路通，灯亮。在周期 n 时，开关断开，则输入点 X000 的值为 0，输出点 Y000 也变为 0，输出点断开，输出电路断，灯灭。可知，这里灯的工作唯一取决于开关的状态。 图 5-5 示的程序也是等效输出。这里三个输入点（0.00、0.01、0.02 或

9、 I0.0、I0.1、I0.2或 X000、X001、X002）分别接三个开关。负载用灯接输出点 10.00 或 Q0.0 或 Y000（该图仅显示程序）。从图知，运行这个程序，只要 3 个开关中任意 2 个，或 3 个全部合上，则灯亮。否则，灯灭。图 a、b、c 是先并后串，而图 aa、bb、cc 是先串后并，两者效果是相同的。梯形图中触点与实际开关触点一样，有常开、常闭两种。常开触点用器件名（标号）表示，常闭触点用器件名上加一小横线表示。变量仅有两个取值，1 与 0。1 代表通，或 ON；0 代表断，或 OFF。可以知道，常开与常闭触点，其取值总是相反的。触点逻辑的基本运算有两种：一为逻辑

10、加，执行“或”指令，与梯形图中触点并联对应；另一为逻辑乘，执行“与”指令，与梯形图中触点串联对应。而触点串联后的并联，则可用逻辑乘后的逻辑和表示；并联后的串，则为逻辑和后的逻辑乘表示。为了和普通代数习惯统一，和项乘，和也先加括号，乘也用圆点，或干脆不用。串联后并联，之后又可串联等等，这些运算交叉、重复也是无限的，其层次也与普通代数一样，用配对的括号区分，并规定括号内运算优先。此外，还有“非”的运算，也叫求反。它反映梯形图常开、常闭触点间的相反的逻辑关系。对常开触点求反，即变为常闭触点；对常闭触点求反即变为常开触点；求两次反，又变为自身了 对逻辑式子也可求反，如 OUTNOT 指令，即为 OUT

11、 指令的“求反”。有了上述约定，一系列梯形图的触点并串，或串并组成的程序，总可以用相应的逻辑式子表示。反之，某一逻辑式子也将有确定的梯形图程序与其对应。它们之间的关系是唯一确定的。按此约定，图 5-5a、b、c 的输出 10.00、Q0.0、Y000 的表达式分别为：10.00=0.00*0,01+0.01*0,02+0.02*0,00Q0.0=I0.0*I0.1+ I0.1*I0.2+ I0.2*I0.0Y000=X000*X001+ X001*X002+ X002*X000而对按此规则，图 5-5aa、bb、cc 的输出 10.00、Q0.0、Y000 的表达式分别为：10.00=（0.0

12、0+0,01）*（0.01+ 0,02）*（0.02+0,00）Q0.0=（I0.0+ I0.1）*（ I0.1+I0.2）*（ I0.2+I0.0）Y000=（X000+X001）*（X001+X002）*（X002+X000）其特点是，表达式的右边都没有输出变量。用逻辑代数化简可知，以上两组方程是等价的。（2）长效控制输出控制输出不完全取决于输入的现状态，还与输入的历史有关。输入对输出有长效作用。这是继电器控制电器工作的特点，也是时序逻辑的特征。如图 5-6 所示，这里用 2 个按钮控制接触器，再用接触器控制一盏灯。从图知，SB1 合，X000 变为为 1，运行程序后 Y000 也变为 1

13、，进而使继电器 J 得电其常开触点合，使灯亮。之后，即使 SB1 断开，X000 变为 0，但由于 Y000 的触点与 X00是并联的，故仍可保持为 1，仍可使 J 继电器 J 得电。所以，灯保持亮。可知，这里的开始时 SB1 合是可产生长效输出。类似 SB2 合，X001 变为 1，运行程序后使 Y000 也变为 0，进而使继电器 J 失电，其常开触点断，使灯灭。之后，这个作用也是长效的。在继电器电路中，称这种电路为起、保、停电路。在以上逻辑表达约定的基础上，再约定线圈的符号与其接点相同，其工作或 ON 也用 1表示，不工作或 OFF 也用 0 表示。线圈若用 OUT 指令，由编号（也加括号

14、，含义同接点）表示，用 OUTNOT 指令，由编号及其上加一横线（也加括号，含义同接点）表示。那么图 5-6 的程序可用下式表达： 其特点是，表达式的左含有输出变量。所以，这里存在输出对输入的反馈。（3） 短效控制输出 它的控制输出也不完全取决于输入的现状态。其输入对输出仅有短暂的作用，故称短效输出。如图 5-7 梯形图程序，用开关控制控制一盏灯。但中间插入辅助继电器 M0。 用以上类似分析知，当开关合上，Y000 则产生一个周期的输出。而当开关断开，则什么输出也没有。如用逻辑表达式表达，则： 所以，在稳定状态，Y000 永远为 0。但在过渡状态下，它可为 1 个周期。像这样仅为 1 一个周期的信号也称脉冲信号，或微分输出。用其去控制灯的工作当然没有意义。但这在内部逻辑处理时，它是很有用的。