第3章编程语言和逻辑指令.ppt

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1、第3章 PLC编程语言与基本逻辑指令3.1 PLC的编程语言的编程语言 3.1.1 PLC编程语言国际标准 IEC(国际电工委员会)于1994年5月公布了PLC标准IEC1131,该标准由以下5个部分组成:通用信息,设备与测试要求,编程语言,用户指南和通信。其中,有5种编程语言表达方式:a.顺序功能图(Sequential function chart)b.梯形图(Ladder diagram)c.功能块图(Function block diagram)d.指令表(Instruction list)e.结构文本(Structured text)第3章 PLC编程语言与基本逻辑指令3.1 PLC

2、的编程语言的编程语言1、顺序功能图(SFC)顺序功能图是一种组织程序的图形方式(如右图所示),它由步、转换和动作组成。步是一种逻辑块,对应于特定的控制任务;动作是控制任务的独立部分;转换是从一个任务到另一个任务的原因。顺控功能图 第3章 PLC编程语言与基本逻辑指令3.1 PLC的编程语言的编程语言2、梯形图(LD)梯形图是使用最多的PLC编程语言,因为与继电器接触器控制图相似,梯形图也是最受电气工程技术人员欢迎的编程语言。梯形图(如右图所示)是通过PLC内部器件如输入、输出、辅助继电器、定时器/计数器等实现控制的,是一种图形语言。梯形图示例 第3章 PLC编程语言与基本逻辑指令3.1 PLC

3、的编程语言的编程语言3、指令表(IL)指令表语言类似于计算机的汇编语言,以助记符指令为基础。它由若干条指令组成。如:LD X0 OR Y0 ANI X1 OUT Y0 指令表程序的逻辑关系不明显,阅读比较困难,所以在设计时一般用梯形图语言。如果使用编程软件编程,可以直接将梯形图写入PLC,但如果使用简易编程器编程,则必须将梯形图转换成指令表后才能写入PLC。第3章 PLC编程语言与基本逻辑指令3.1 PLC的编程语言的编程语言4、功能块图 功能块图类似于数字逻辑电路,它用类似与门、或门的方框来表示逻辑关系,方框的左侧为输入变量,右侧为输出变量,信号自左向右流动。在与控制元件之间的信息、数据流动

4、有关的高级应用场合。5、结构文本(ST)结构文本是为IEC1131-3标准创建的一种专用的高级编程语言(如Pascal,Basic,C语言等),与梯形图相比,结构文本有两大优点,其一是能实现复杂的数学运算,其二是非常简洁和紧凑,用结构文本编制的极其复杂的程序可能只占一页纸。功能块图 第3章 PLC编程语言与基本逻辑指令3.1 PLC的编程语言的编程语言 3.1.2 梯形图的主要特点某些元件沿用了继电器的名称,如输入继电器、输出继电器、内部辅助继电器等,但它们不是真实的物理继电器,而是在软件中使用的编程元件;梯形图两侧的垂直公共母线称为公共母线。可以想象左右两侧母线之间有一个左正右负的直流电源电

5、压,当某回路连通时,有一个假想的“概念电流”或“能流”从左向右流动。根据梯形图中各触点的状态和逻辑关系,求出与图中线圈对应的编程元件的ON/OFF状态,称为梯形图的逻辑解算。逻辑解算是按梯形图中从上到下、从左到右的顺序进行的。梯形图中各编程元件的常开触点和常闭触点均可以无限多次地使用。第3章 PLC编程语言与基本逻辑指令 3.2 FX系列系列PLC的编程元件的编程元件 PLC内部有许多具有不同功能的器件,用于实现数据的传输、运算、处理和存储。由于PLC的初始设计在很大程度上是为了电气工程师使用方便,许多器件的名称沿用了电气工程中常用的名称,如“继电器”、“母线”等。为了与通常的物理器件区分开,

6、我们将这些编程元件称为“软器件”或“软继电器”。每一个“软继电器”都有一个线圈(输入继电器除外)和无数个“常开触点”和“常闭触点”供用户编程使用。FX2N系列PLC中的软元件有输入继电器X、输出继电器Y、辅助继电器M、状态元件S、定时器T、计数器C、指针P/I、常数K/H、数据寄存器D和变址寄存器V/Z。本节只对常用元件作简单介绍。第3章 PLC编程语言与基本逻辑指令 3.2 FX系列系列PLC的编程元件的编程元件1、输入继电器(、输入继电器(X)输入继电器与PLC的输入端子相连,其功能是接收和暂存现场输入开关的状态值。它有常开和常闭触点,但无线圈。输入继电器只能由外部开关驱动,不能用程序驱动

7、。2、输出继电器(、输出继电器(Y)输出继电器是PLC向外部负载发送信号的窗口,其功能是将PLC的输出信号传送给输出模块,再由输出模块驱动外部负载。输出继电器由内部程序驱动。每个输出继电器有许多常开和常闭触点供编程使用,但只有一个外部输出的常开触点,即只有一个常开触点连接到PLC的输出端。第3章 PLC编程语言与基本逻辑指令 3.2 FX系列系列PLC的编程元件的编程元件 FX2N系列PLC的输入继电器和输出继电器的元件编号均用八进制数表示,如下表所示。FX2N系列PLC输入/输出继电器元件号表型 号FX2N-16MFX2N-32MFX2N-48MFX2N-64MFX2N-80MFX2N-12

8、8M带扩展输入继电器X0X78点X0X1716点X0X2724点X0X3732点X0X4740点X0X7764点X0X267(X177)184点(128点)输入输出点数合计256点输出继电器Y0Y78点Y0Y1716点Y0Y2724点Y0Y3732点Y0Y4740点Y0Y7764点Y0Y267(Y177)184点(128点)第3章 PLC编程语言与基本逻辑指令 3.2 FX系列系列PLC的编程元件的编程元件3、辅助继电器(、辅助继电器(M)辅助继电器是用软件来实现其逻辑功能的。它们不能接收外部输入信号,出不能直接驱动外部负载,相当于继电器控制系统中的中间继电器。根据其功能可分为:通用辅助继电器

9、M0M499断电保持辅助继电器M500M3071特殊辅助继电器(256个)第3章 PLC编程语言与基本逻辑指令(1)通用辅助继电器)通用辅助继电器M0M499 共500点,采用十进制编号,如PLC断电,该继电器中的内容全变为OFF。(2)断电保持辅助继电器)断电保持辅助继电器M500M3071 共有2572点,它们能记忆电源中断瞬时的状态,并在电源恢复时再现其状态,其中M500M1023(524点)可用软件设定,变为非断电保持辅助继电器。(3)特殊辅助继电器()特殊辅助继电器(256个)个)共有256点。用来表示PLC的某些状态,提供时钟脉冲和标志(如进、借位标志),设定PLC的运行方式或用于

10、步进顺控、禁止中断、设定计数器等。触点利用型:M8000(运行监视)(运行监视):当PLC运行时,M8000为ON;当停止运行时,M8000为OFF;M8002(初始化脉冲)(初始化脉冲):M8002仅在M8000由OFF变为ON时的一个扫描周期内为ON,常用于对具有断电保持功能的元件进行初始化复位或清零;M8005(锂电池电压降低)(锂电池电压降低):电池电压下降至规定值时变为ON;M8011M8014:分别是10ms、100ms、1s和1min的时钟脉冲。线圈驱动型:M8030(电池关灯指令)(电池关灯指令):当M8030为ON时,PLC面板上的“电池电压降低”发光二极管熄灭;M8033(

11、存储保存停止)(存储保存停止):当M8033为ON时,PLC由RUN进入STOP状态,映像寄存器和数据寄存器的内容保持不变;M8034(全输出禁止)(全输出禁止):当M8034为ON时,禁止输出;M8039(恒定扫描方式)(恒定扫描方式):当M8039为ON时,PLC以D8039中指定的扫描时间工作。第3章 PLC编程语言与基本逻辑指令 3.2 FX系列系列PLC的编程元件的编程元件4、状态(、状态(S)状态元件是用于编制顺序控制程序用的编程元件,与STL指令配合使用;它也可以作为普通的辅助继电器使用,也可作信号器,用于外部故障诊断的输出。FX2N系列PLC有状态元件S0S999,共1000点

12、。S0S499为通用状态元件,没有断电保持功能,其中S0S9供初始状态用,S10S19供返回原点用。S500S899有断电保持功能,S900S999供程序流程故障诊断用。第3章 PLC编程语言与基本逻辑指令 3.2 FX系列系列PLC的编程元件的编程元件5、定时器(、定时器(T)PLC中的定时器相当于继电器接触器控制系统中的时间继电器。FX2N系列PLC的定时器为T0T255,共256点,分为通用定时器和积算定时器两种。常数K作为定时器的设定值,设定范围为132767。通用定时器T0T245共246点,其中T0T199为100ms定时器,定时范围为0.13276.7s,T192T199为子程序

13、和中断服务程序专用的定时器;T200T245为10ms定时器(共46点),定时范围为0.01327.67s。积算定时器T246T255,其中T246T249为1ms积算定时器,定时范围为0.00132.767s;T250T255为100ms积算定时器,定时范围为0.13276.7s。第3章 PLC编程语言与基本逻辑指令 3.2 FX系列系列PLC的编的编程元件程元件 通用与积算定时器的区别:通用定时器在计数当中若驱动输入(如X0)断开或发生停电,计数器及输出接点复位,而积算定时器在计数中途若驱动输入(如X1)断开或断电,当前值可保持,当输入再次接通或恢复供电时,计数仍继续进行,直到累积时间达到

14、设定值,输出接点动作。如右图所示。(a)通用定时器(b)积算定时器 通用定时器和积算定时器的动作时序 第3章 PLC编程语言与基本逻辑指令 3.2 FX系列系列PLC的编程元件的编程元件6、计数器(、计数器(C)FX2N系列PLC的计数器共有256个,从C0C255。根据目的和用途分为两种:内部计数器 16位加计数器 32位加/减计数器 高速计数器 内部计数器用来对PLC的内部信号X、Y、M、S等计数,其响应速度通常为10Hz以下。内部计数器输入信号的接通与断开的持续时间应大于PLC的扫描周期。第3章 PLC编程语言与基本逻辑指令 3.2 FX系列系列PLC的编程元件的编程元件6、计数器(、计

15、数器(C)16位加计数器从C0C199,共200点,其中C0C99为通用型,C100C199为断电保持型,其设定值为132767。右图为加计数器的工作过程。计数器的用法与时序 32位加/减计数器的设定值为-2147483648+2147483647,其中C200C219为通用型,C220C234为断电保持型。C200C234的加/减计数方式由特殊辅助继电器M8200M8234设定,如为 ON,为减计数器,反之为加计数器。第3章 PLC编程语言与基本逻辑指令 3.2 FX系列系列PLC的编程元件的编程元件7、数据寄存器(、数据寄存器(D)数据寄存器(数据寄存器(D)用来存储数据和参数,为16位数

16、据宽度,两个合并起来可以存放32位数据。根据目的和用途分为:通用数据寄存器D0D199 断电保持数据寄存器D200D7999 特殊数据寄存器D8000D8255 变址寄存器V0V7和Z0Z7 用来改变编程元件的元件号,当V0=8时,数据寄存器元件号D5V0相当于D13,在32位操作时将V,Z合并使用,Z为低位。第3章 PLC编程语言与基本逻辑指令 3.2 FX系列系列PLC的编程元件的编程元件8、指针、指针P/I 分枝用指针P0P127 用来指示跳转指令的跳步目标和子程序的入口地址。中断用指针I 用来指明某一中断源的中断程序入口标号。分支用指针的使用 FX系列系列PLC共共有有27条基本逻辑条基本逻辑指令,此外还有指令,此外还有一百多条功能指一百多条功能指令。令。3.3.1 逻辑取及输出线圈逻辑取及输出线圈(LD、LD1、OUT)LD(Load):取指令,常开触点与母线连接的指令。LDI(Load Inverse):取反指令,常闭触点与母线连接的指令。OUT(Out):驱动线圈的输出指令。3.3 FX系列系列PLC的基本逻辑指令的基本逻辑指令 LD、LDI、OUT 指令的用法 3.3.

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