模块四PLC的指令系统

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1、电气控制与PLC模 块 四 P L C 的 指 令 系 统 模块四 PLC的指令系统 知识目标：熟悉PLC的基本组成与工作原理 ；熟练掌握X系列可编程控制器基本指令 及应用；熟悉编程的基本规则和技巧能力目标：能正确编写和阅读不太复杂的 PLC用户程序；能进行PLC的I/O接线和熟 练使用编程器 电气控制与PLC模 块 四 P L C 的 指 令 系 统 一、可编程序控制器概述 二、可编程序控制器的基本组成 三、PLC的工作原理 四、PLC的编程语言 五、FX系列PLC概述 六、基本逻辑指令及使用 七、PLC的编程及应用 八、步进指令及状态编程法 九、应用指令的初步认识电气控制与PLC模 块 四

2、 P L C 的 指 令 系 统 一、可编程序控制器概述 1.可编程控制器的产生1)PLC的由来 可编程逻辑控制器（Programmable Logical Controller）简称PLC。 2)PLC的定义 国际电工委员会（IEC）在1987年2月颁布了PLC 的标准草案（第三稿），草案对PLC作了如下定义。电气控制与PLC模 块 四 P L C 的 指 令 系 统 2. 可编程控制器的特点 可靠性高，抗干扰强 功能强大，性价比高 编程简易，现场可修改 配套齐全，使用方便 寿命长，体积小，能耗低 系统的设计、安装、调试、维修工作 量少，维修方便电气控制与PLC模 块 四 P L C 的 指

3、 令 系 统 3 、PLC的分类按硬件结构分 类 整体式结构 模块式结构。按应用规模分类 超小型PLC32。 小型PLC （256 点） 。 中型PLC。 大型PLC1204。 超大型PLC4000 。电气控制与PLC模 块 四 P L C 的 指 令 系 统 模块式电源模块CPU模块IO模块底 板电气控制与PLC模 块 四 P L C 的 指 令 系 统 电气控制与PLC模 块 四 P L C 的 指 令 系 统 在短短的20多年中，PLC得到了如此飞速 的发展，并在各行各业得到了广泛的应用，这 些事实说明，PLC具有强大的生命力。将成为 工业控制领域的主要控制设备。PLC将向两个方面发展：

4、一方面向着大型化的方向发展。 另一方面则向着小型化的方向发展。4. 可编程序控制器的发展趋势电气控制与PLC模 块 四 P L C 的 指 令 系 统 二、可编程序控制器的基本组成 1PLC的硬件组成 可编程序控制器的组成基本同计算机一样,由电源、中央处 理器（CPU）、存贮器、输入/输出接口及外围设备接口等构 成。电气控制与PLC模 块 四 P L C 的 指 令 系 统 PLC内部主要部件有: 1）CPU（Central Process Unit） CPU是PLC的核心组成部分，与通用微机的CPU一样， 它在PLC系统中的作用类似于人体的神经中枢，故称为“电 脑”。 PLC常用的CPU主要

5、采用通用微处理器、单片机或双极 型位片式微处理器。 2）系统程序存储器 它用以存放系统工作程序（监控程序）、模块化应用功 能子程序、命令解释功能子程序的调用管理程序，以及 对应定义（I/0、内部继电器、计时器、计数器、移位寄 存器等存储系统）参数等功能。 3）用户存储器 用以存放用户程序即存放通过编程器输入的用户程序。 PLC的用户存储器通常以字（16位/字）为单位来表示存储 容量。 电气控制与PLC模 块 四 P L C 的 指 令 系 统 4）输入接口电路 输入输出信号有开关量、模拟量、数字量三种，在我们实 习室涉及到的信号当中，开关量最普遍，也是实验条件所 限，在次我们主要介绍开关量接口

6、电路。 电气控制与PLC模 块 四 P L C 的 指 令 系 统 5）输出接口电路 输出接口接收主机的输出信息，并进行功率放大和隔离， 经过输出接线端子向现场的输出部分输出相应的控制信号 。输出接口电路一般由微电脑输出接口和隔离电路、功率 放大电路组成。可编程序控制器的输出元件有三种形式即 继电器输出(M)、晶体管输出(T)和晶闸管输出(SSR)。继电器输出(M) 电气控制与PLC模 块 四 P L C 的 指 令 系 统 晶体管输出(T) 晶闸管输出(SSR) 电气控制与PLC模 块 四 P L C 的 指 令 系 统 6）编程器 编程器是用于用户程序的编制、编辑、调试检查和监视 等。还可

7、以通过其键盘去调用和显示PLC的一些内部状态 和系统参数。它通过通讯端口与CPU联系，完成人机对话 连接。 7）外部设备 一般PLC都配有盒式录音机、打印机、EPR0M写入器、高 分辨率屏幕彩色图形监控系统等外部设备。 8）电源 根据PLC的设计特点，它对电源并无特别要求，可使用 一般工业电源。 电气控制与PLC模 块 四 P L C 的 指 令 系 统 2PLC的软件组成 PLC系统也是由硬件系统和软件系统两大部分组成。其软 件主要有以下几个逻辑部件： 1）继电器逻辑 输入继电器（X）：把现场信号输入PLC，同时提供无限 多个常开、常闭触点供用户编程使用。在程序中只有触点 没有线圈，信号由外

8、部信号驱动。编号采用八进制，分别 为X000X007，X010-X017等。 输出继电器（Y）：具备一对物理接点，可以串接在负载 回路中，对应物理元件有继电器、晶闸管和晶体管。外部 信号不能直接驱动，只能在程序中用指令驱动。编号采用 八进制，分别为Y000Y007，Y010-Y017等。电气控制与PLC模 块 四 P L C 的 指 令 系 统 内部继电器（M）：与外界没有直接联系，仅作运算的中 间结果使用。有时也称为辅助继电器或中间继电器。和输 出继电器一样，只能由程序驱动。每个辅助继电器有无限 多对常开、常闭触点，供编程使用。地址号按十进制分配 ，通用型辅助继电器有M0-M499共500点

9、，保持型辅助继电 器有M500-M1023共524点，特殊型辅助继电器有M8000- M8255共157点。 2)定时器逻辑 3)计数器逻辑 PLC除能进行位运算外，还能进行字运算。PLC为用户提 供了若干个数据寄存器，以存储有效数据。电气控制与PLC模 块 四 P L C 的 指 令 系 统 三、PLC的工作原理 1.可编程序控制系统的等效电路电气控制与PLC模 块 四 P L C 的 指 令 系 统 1) 输入部分 这一部分由外部输入电路、PLC输入接线端子和输入继电 器组成。外部输入信号经PLC输入接线端驱动输入继电器。 2) 内部控制电路 这部分电路是由用户程序形成的即用软件代替硬件电

10、路 。它的作用是按照程序规定的逻辑关系，对输入信号和输 出信号的状态进行运算、处理和判断，然后得到相应的输 出。 3) 输出部分 输出部分由与内部控制电路隔离的输出继电器的外部动 合触点、输出接线端子和外部电路组成，用来驱动外部负 载。电气控制与PLC模 块 四 P L C 的 指 令 系 统 2.可编程序控制器的工作方式 PLC则是采用循环扫描的工作方式。一个扫描周期主 要可分为3个阶段。 电气控制与PLC模 块 四 P L C 的 指 令 系 统 四、PLC的编程语言 PLC为用户提供了完整的编程语言，以适应编制用户程序 的需要。PLC提供的编程语言通常有以下几种：梯形图、 指令表、顺序功

11、能流程图和功能块图。 1梯形逻辑图（LAD） 梯形逻辑图简称梯形图(Ladder programming)，它是从继 电器一接触器控制系统的电气原理图演化而来的，是一种 图形语言。它沿用了常开触点、常闭触点、继电器线圈、 接触器线圈、定时器和计数器等术语及图形符号，也增加 了一些简单的计算机符号，来完成时间上的顺序控制操作 。触点和线圈等的图形符号就是编程语言的指令符号。这 种编程语言与电路图相呼应，使用简单，形象直观，易编 程，容易掌握，是目前应用最广泛的编程语言之一。 电气控制与PLC模 块 四 P L C 的 指 令 系 统 (a) 梯形图 (b) 语句表 图4-7电气控制与PLC模 块

12、 四 P L C 的 指 令 系 统 2指令语句表(STL)指令语句表简称语句表(statementlist，简写为STI 。)，类似于计算机的汇编语言，它是用语句助记符来编 程的。中、小型PLC一般用语句表编程。 3顺序功能流程图(SFC) 顺序功能流程图(SFC)编程是一种图形化的编程方法，亦 称功能图。使用它可以对具有并发、选择等复杂结构的系 统进行编程，许多PLC都提供了用于SFC编程的指令。 4.功能块图(FBD) 利用FBD可以查看到像普通逻辑门图形的逻辑盒指令。它 没有梯形图编程器中的触点和线圈，FBD编程语言有利于 程序流的跟踪，但在目前使用较少。电气控制与PLC模 块 四 P

13、 L C 的 指 令 系 统 五、FX系列PLC概述 三菱电机现有的FX系列产品样本中仅有FX1S、FX1N、FX2N 和FX2NC这四个子系列。FX系列的适应面广，FX2N和FX2NC最 多扩展256个I/O点，并且有很强的网络通信功能，能够满 足大多数要求较高的系统的需要，是国内使用最广泛的 PLC系列产品之一。 1. FX系列PLC的型号电气控制与PLC模 块 四 P L C 的 指 令 系 统 2.FX2N系列PLC的基本单元 FX2N系列是FX系列中功能最强、速度最高的小型PLC。其 基本单元见下表：类 型输 入 点 数输 出 点 数FX2N-16MR88FX2N-32MR1616F

14、X2N-48MR2424FX2N-64MR3232FX2N-80MR4040FX2N-128MR6464电气控制与PLC模 块 四 P L C 的 指 令 系 统 3. FX2N系列PLC的编程元件1）输入继电器（X0X177）：PLC的输入端子是从外部开 关接收信号的窗口。输入继电器最多可达128点，采用八进 制编号，且不能用程序驱动。 2）输出继电器（Y0Y177）：PLC的输出端子是向外部负 载输出信号的窗口。输出继电器最多可达128点，且编号为 八进制。外部负载的驱动必须由输出继电器实行。 3）辅助继电器（M） 通用辅助继电器M0M499（500点） 停电保持辅助继电器M500 M10

15、23（524点） 特殊辅助继电器M8000M8255（256点）电气控制与PLC模 块 四 P L C 的 指 令 系 统 4)状态元件（S） 在步进顺控系统的编程中状态元件S是重要的软元 件。它与后述的步进顺控指令 STL 组合使用。有 以下四种类型： 初始状态S0S9(10点)；回零S10S19（10点） ；通用S20S499(480点)；保持S500S899（400 点） 5）指针（PI） 分支指令用指针P0P63（64点） 中断用指针I0I8（9点） 电气控制与PLC模 块 四 P L C 的 指 令 系 统 6）定时器（T）（字、bit） 定时器的元件号及其设定值和动作如下： 100

16、ms定时器T0T199(200点)，设定值0.13276.7秒 10ms定时器T200T245(46点)，设定值0.01327.67秒 7)计数器（C（字、bit） 8) 数据寄存器（D）（字） 可编程控制器用于模拟量控制、位置量控制、数据I 时需要许多数据寄存器存贮参数及工作数据。 9）变址寄存器（VZ）（字） 变址寄存器的作用类似于Z80中的变址寄存器IX、IY，通 常用于修改软元件的元件号。 V与Z都是16bit数据寄存器。电气控制与PLC模 块 四 P L C 的 指 令 系 统 六、基本逻辑指令及使用简介FX2N的基本指令形式、功能和编程方法。1. LD、LDI、OUT指令符号名称功能操作元件LD取常开触点逻辑运算起始X、Y、M、S、T、CLDI取反常闭触点逻辑运算起始X、Y、M、S、T、