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1、电气控制与PLC应用技术, 第4章 PLC的基础知识,Kunming University of Science & Technology,ch.4 -2,本章主要内容,4.1 PLC综述 4.2 PLC的硬件组成 4.3 PLC的软件组成 4.4 PLC的工作原理 4.5 编程调试设备 4.6 PLC的编程语言及编程规则 4.7 PLC的软元件 4.8 指令常数及软元件的使用方法 4.9 FX3U/FX3UC系列PLC的基本逻辑指令 4.10 基本指令编程举例,Kunming University of Science & Technology,ch.4 -3,4.8 指令常数及软元件的使用
2、方法,4.8.1常数及字符串 1常数 十进制常数用K表示、十六进制常数用H表示和实数（或浮点数）用E表示。 十进制常数（K）主要用于指定定时器和计数器的设定值，或应用指令操作数的数值，如K678、K1234等。其16位和32位数据设定范围分别为K-32768K32767和K-2147483648K2147483647。 十六进制常数（H）主要用于指定应用指令操作数的数值，如H1234、H678等。其16位和32位数据设定范围分别为H0HFFFF和H0HFFFFFFFF。当每位16进制数在09范围使用时，与BCD码相同。 实数（E）主要用于指定应用指令操作数的数值，使用时，既可用普通表示（如E1
3、234.5）,也可用指数表示（如“E1.2345 +3”表示1.2345103）。其数据设定范围为-1.02128-1.02-126，0， 1.02-1261.02128。,Kunming University of Science & Technology,ch.4 -4,2字符串,字符串包括字符串常数和字符串数据。 字符串常数是顺控程序中直接指定字符串常数的软元件。用引号引起来的字符表示（如“1234”、“ABCD”等）,最多可以指定32个字符。 字符串数据用保存在字元件中的数据表示。使用时，从指定软元件开始到代码00H为止，每一字节为一个字符。如图4.36所示 。,注意，在指定的软元件范
4、围内，若未设定表示字符串结束的代码00H（在指定范围的最后一个字元件的高8位中存放00H），则会出现扫描错误。,Kunming University of Science & Technology,ch.4 -5,4.8.2 位的数据表示与字软元件的位指定,1位的数据表示 （1）位元件：X、Y、M、S。（只有ON/OFF两种状态） （2）字元件：T、C、D、R、Z、V。（16位数值） （3） Kn +位元件 （用Kn4位位元件组成的字元件） 例：“K1Y0”表示将Y0作为低位（起始位）的“Y3 Y0”的4位数据； “K2X0”表示将X0作为低位的“X7 X0”的8位数据； “K4M10” 表示
5、将M10作为低位的“M25 M10”的16位数据； “K8M100” 表示将M100作为低位的“M131 M100”的32位数据等。 对于16位指令，Kn为K1 K 4，对于32位指令，Kn为K1 K 8。,Kunming University of Science & Technology,ch.4 -6,2字软元件的位指定,通过指定字元件的位，可以将字元件（即数据寄存器）作为位元件来使用。 例如，D5.0表示数据寄存器D5的b0位,D0.6表示数据寄存器D0的b6位。 在指定字元件的位时，其位的编号须用0F的16进制数表示（即从低位开始，按照09、AF的顺序指定位编号)。例如，D12.E表
6、示数据寄存器D12的bE位。 在位的编号中不能执行变址修正。,Kunming University of Science & Technology,ch.4 -7,4.8.3 缓冲存储器的直接指定,FX3U/FX3UC系列PLC可以对特殊功能模块（如A/D、D/A等）的缓冲存储器（BFM）进行直接指定。 缓冲存储器（BFM）为16位字数据，主要用于应用指令的操作数。指定时，用特殊功能模块号（U）和BFM编号（G）表示。其中，特殊功能模块号（U）为U0 U7，BFM编号（G）为G0G32767。 例如，“U0G0”表示0号特殊功能模块的0号缓冲存储器（即BFM#0）。 在BFM编号中，可以进行变
7、址修正，但模块编号不能进行变址修正。 例如，若Z0=8，则“U1G10Z0”表示1号特殊功能模块的第18号（10+Z0=18）缓冲存储器（即BFM#18）。,Kunming University of Science & Technology,ch.4 -8,4.9 FX3U/FX3UC系列PLC的基本逻辑指令,基本指令是专门用于继电器逻辑控制的指令。 FX3U/FX3UC系列PLC的基本指令共有29条。 下面分别介绍各条指令的功能及用法。,Kunming University of Science & Technology,ch.4 -9,1. 操作开始指令（LD/LDI）,LD（Load）
8、为取指令，用于常开触点与母线连接；LDI（Load Inverse）为取反指令，用于常闭触点与母线连接，如图所示。LD和LDI指令也可以与ANB、ORB指令配合使用于分支回路的起点。 LD/LDI可用的软元件有：X、Y、M、S、T、C 、D.b,Kunming University of Science & Technology,ch.4 -10,2. 触点串联连接指令（AND/ANI）,AND为“与”指令，用于单个常开触点与左边电路的串联; ANI为“与非”指令，用于单个常闭触点与左边电路的串联; AND/ANI指令用于单个触点的串联，且串联触点的数量不受限制，即该指令可重复使用多次。AND
9、/ANI指令可用的软元件与LD/LDI指令相同,Kunming University of Science & Technology,ch.4 -11,3. 触点并联连接指令（OR/ORI）,OR为“或”指令，用于单个常开触点与上面电路的并联; ORI为“或非”指令，用于单个常闭触点与上面电路的并联; OR/ORI指令用于单个触点的并联，且并联触点的数量不受限制，即该指令可重复使用多次。OR/ORI指令可用的软元件与LD/LDI指令相同,Kunming University of Science & Technology,ch.4 -12,4.支路（电路块）连接指令（ANB/ORB）,ANB（
10、AND Block）为“与块”指令，用于执行电路块1与电路块2的“与”操作，如图a所示。每一个电路块都从LD/LDI指令开始编程，电路块2编程结束后，使用ANB指令与前面的电路块1串联。,Kunming University of Science & Technology,ch.4 -13,4.支路（电路块）连接指令（ANB/ORB）,ORB（OR Block）为“或块”指令，用于执行电路块1与电路块2的“或”操作，如图b所示。每一个电路块都从LD/LDI指令开始编程，电路块2编程结束后，使用ORB指令与上面的电路块1并联。 ANB和ORB不是触点的指令而是连接的指令，故它们没有操作数，即指令
11、后面没有目标软元件,Kunming University of Science & Technology,ch.4 -14,5. 输出指令（OUT）,OUT为线圈驱动指令，用来输出位于OUT指令前面电路的逻辑运算结果。其可用的软元件与LD/LDI基本相同，只是不能用于驱动输入继电器（X）。当用于驱动定时器T和计数器C的线圈时，需同时加上设定值。 并联的OUT指令可以连续使用若干次。线圈输出后，再通过一个触点或一组触点去驱动一个线圈输出叫做连续输出，如图a所示。,Kunming University of Science & Technology,ch.4 -15,5. 输出指令（OUT）应用举
12、例,例:上述9条指令综合应用编程举例:如图4.42所示。,Kunming University of Science & Technology,ch.4 -16,Kunming University of Science & Technology,ch.4 -17,6. LDP（LDF）/ANDP（ANDF）/ORP（ORF）指令,LDP、ANDP、ORP指令是进行上升沿检测的触点指令，它们所驱动的软元件仅在指定位元件的上升沿（OFFON）到来时，接通1个扫描周期。 如图所示，当X10或X11从OFFON变化时，M10接通一个扫描周期；当X12从OFFON变化时，M11接通一个扫描周期。,Ku
13、nming University of Science & Technology,ch.4 -18,6. LDP（LDF）/ANDP（ANDF）/ORP（ORF）指令,LDF、ANDF、ORF指令是进行下降沿检测的触点指令，它们所驱动的软元件仅在指定位元件的下降沿（ONOFF）到来时，接通1个扫描周期。 如图所示，当X10或X11从ONOFF变化时，M10接通一个扫描周期；当X12从ONOFF变化时，M11接通一个扫描周期。,Kunming University of Science & Technology,ch.4 -19,7.置位与复位指令（SET、RST）,SET为置位指令。当SET的
14、执行条件接通时，所指定的软元件接通。此时，即使SET的执行条件断开，所接通的软元件仍然保持接通状态（动作保持），直至遇到复位信号为止。SET的目标软元件（D）可为Y、M、S、D.b RST为复位指令，既可用于对位元件Y、M、S、D.b以及T和C的线圈进行复位（即解除动作保持），也可用于对字元件D、R、V、Z中的数据及T和C的当前值进行清零（此时与用传送指令MOV将常数K0传送到目标元件的效果相同）。,Kunming University of Science & Technology,ch.4 -20,7.置位与复位指令（SET、RST）,在一个梯形图中，SET和RST指令的编程次序可以任意，
15、但当两条指令的执行条件同时有效时，后编程的指令将优先执行。,Kunming University of Science & Technology,ch.4 -21,8. 脉冲微分输出指令（PLS、PLF）,PLS /PLF用于将指定信号的上升沿/下降沿进行 微分，并将微分结果（接通一个扫描周期的脉冲）送给 PLS /PLF指令后面所指定的目标软元件，如图所示。 目标软元件可为Y、M（不包括特殊辅助继电器）,Kunming University of Science & Technology,ch.4 -22,下面两个电路动作相同，两个电路都是在X5从OFFON变化时，M5接通一个扫描周期,Ku
16、nming University of Science & Technology,ch.4 -23,9.操作结果进栈、读栈、出栈指令（MPS、MRD、MPP）,MPS、MRD、MPP指令用于多重分支输出电路的编程。 MPS（Push）为进栈指令，用于存储在执行MPS指令之前刚产生的操作结果； MRD（Read）为读栈指令，用来读出由MPS存储的操作结果； MPP（POP）为出栈指令，用来读出由MPS存储的操作结果，然后再清除由MPS存储的操作结果，也就是说，当执行完MPP指令后，栈内由MPS所存储的操作结果被清除。,Kunming University of Science & Technol
17、ogy,ch.4 -24,9.操作结果进栈、读栈、出栈指令（MPS、MRD、MPP）,操作结果进栈、读栈和出栈指令后面均无操作数。 MPS指令和MPP指令的使用次数必须相等，否则，会导致程序出错。,Kunming University of Science & Technology,ch.4 -25,连续输出,三层栈,Kunming University of Science & Technology,ch.4 -26,10. 主控指令（MC/MCR）,主控指令用于打开和关闭母线。每个主控程序均以MC指令开始，以MCR指令结束。其目标元件可为Y、M。 MC为主控开始指令，用于公共串联接点的连接
18、。当MC指令的执行条件为ON时，执行从MC到MCR之间的程序。当MC指令的执行条件为OFF时，在主控程序中的积算定时器、计数器以及用置位/复位指令驱动的软元件都保持当前状态；而非积算定时器和用OUT指令驱动的软元件则变为断开状态。 MCR为主控复位指令，表示主控范围的结束。在梯形图中，MCR指令所在的分支上，不能有触点。 在主控范围内的编程方法与前面讲的相同，即与母线连接的触点从LD/LDI开始编程。当主控范围结束时，由MCR指令使后面的程序返回到原母线。 当在一个梯形图中多次使用主控指令而又不是嵌套结构（独立结构）时，可以反复多次使用N0。如图4.53所示。,Kunming Universi
19、ty of Science & Technology,ch.4 -27,Kunming University of Science & Technology,ch.4 -28,对于严格要求按照顺序条件执行的电路，MC/MCR可以采用多级嵌套，即在MC指令与MCR指令之间再次使用MC/MCR指令。其嵌套级号为N0N7，最多可用8级嵌套。MC的嵌套级号从小级号开始，即从N0到N7；而MCR的嵌套则从所使用嵌套级数的最大级号开始。如果嵌套级号用反了，则不能构成正确的嵌套，PLC的操作将出错。,Kunming University of Science & Technology,ch.4 -29,Ku
20、nming University of Science & Technology,ch.4 -30,如果所有嵌套均在同一地方使用MCR指令，则只要使用一次最小的嵌套级号即可结束所有的MC指令，如图4.55所示。,Kunming University of Science & Technology,ch.4 -31,11.运算结果取反指令（INV）,用于将执行INV指令之前的运算结果取反。在INV指令后无软元件。 INV指令只能用在与AND指令相同位置处。 INV指令的用法和编程举例如图所示。当X5为ON时，Y10为OFF；当X5为OFF时，Y10为ON。,Kunming University
21、of Science & Technology,ch.4 -32,12. 运算结果脉冲化指令（MEP/MEF）,MEP/MEF指令用于对之前的运算结果进行脉冲化处理，并根据之前的运算结果而动作。它们均无操作数，且只能用在与AND指令相同位置处。 MEP为运算结果上升沿脉冲化指令，当在MEP指令之前的总的运算结果从OFF变到ON（上升沿）时，MEP的执行结果为ON。 例如，在图4.57中，当X0、X1相与后的结果从OFF变到ON时，MEP的执行结果为ON。 MEF为运算结果下降沿脉冲化指令，当在MEF指令之前的总的运算结果从ON变到OFF（下降沿）时，MEF的执行结果为ON。 例如，在图4.58
22、中，当X0、X1相与后的结果从ON变到OFF时，MEF的执行结果为ON。,Kunming University of Science & Technology,ch.4 -33,12. 运算结果脉冲化指令（MEP/MEF）应用举例,Kunming University of Science & Technology,ch.4 -34,13. 空操作指令（NOP）,NOP为空操作指令，其后无操作数，用于程序的修改。在执行NOP指令时，并不进行任何操作，但需占用一步的执行时间。 NOP指令用于以下情况： 为程序提供调试空间；删除一条指令而不改变程序的步数（用NOP代替要删除的指令）；临时删除一条指
23、令；短路某些触点。 使用NOP指令时须注意，在将LD或LDI指令改为NOP指令时，梯形图的结构将发生很大变化，甚至可能使电路出错，如图4.59所示。,Kunming University of Science & Technology,ch.4 -35,13. 空操作指令（NOP）应用举例,Kunming University of Science & Technology,ch.4 -36,14.程序结束指令（END）,END为程序结束指令，无操作数，用于程序的终了。 PLC以扫描方式反复进行输入处理、程序执行和输出处理。若在程序的末尾写入END指令，则在END以后的程序就不再被执行了，直接进行输出处理。调试程序时，常常在程序中插入END指令，将程序进行分段调试。,