PLC教程理论篇之PLC 编程语言二

PLC教程理论篇之PLC 编程语言二 稻草人自动化培训 www.dcrauto.com PLC教程理论篇之PLC 编程语言二 一、指令系统 一个 PLC 所拥有指令的全体称为该 PLC 的指令系统。指令系统代 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 着 PLC 的性能或功能。一般讲，功能强、性能好的 PLC，其指令系统必然丰富，不仅指令类型多，而且功能强，所能干的事也就多。 PLC 指令系统是基于硬件的，加上所用的语言又未强制标准化，所以，各厂家 PLC 的指令系统都不相同。即使是同一厂家，型号不同的 PLC，其指令系统也不完全相同。 PLC 的指令系统是在对其编程之前必须弄清楚的。不熟悉指令系统，等于不懂语法用不好语言一样，PLC 的程序是设计不好的。 从广义上讲，厂家提供的系统函数块与功能块，也应算为指令系统的一个部分。如西门子 PLC 的功能块 FB41、,,、,,用于实现 PID 算法，实质上它就是别的 PLC 的 PID 指令。当今各家高性能的 PLC 多都有此类函数块。这样函数块的功能当然比一般指令要更强些。 为了加深对 PLC 指令的了解，本讲先对 PLC 指令作分类分析，随后将对一些较常用的指令逐步进行介绍。 1(按指令的操作数分: 如考虑操作数的数量，则有: (1)无操作数指令，如 END(程序结束)指令、NOP(空指令，不作任何操作)，仅操作码，无操作数。这类指令不多。 (2)单操作数指令，如 LD(装载)指令，除了操作码(LD)，还要有操作数(位地址)。 3)多操作数指令，如 MOV(传送)指令，除了操作码(MOV)，还要有被传送字源地 ( 址及目标地址。执行它后，则把字源地址的内容，传送到目标地址中去。多操作数，有的操作数可多达三个。如 ADD(加)指令，在操作码 ADD 之后有三个地址。第一操作数为被加数;第二操作数为加数;第三个操作数为和。指令在内存中占用的字节、字与指令长度有关。单字及双字长的占一个字。多字的占用不只一个字。有的 PLC 指令在内存中占用的地址以“步”(STEP)计。三菱 PLC 一个步占用 4 个字节。OMRON CJ1 机的“步”与以前的字基本上相同，OMRON 提供有方法可供换算。 这里的操作数多少，与在指令执行中，参与操作的实际数的数量，并不是一回事。操作数可能只有两个，但实际参与操作的数可能是几十、几百，以至于几千个。真正参与操作的数到底多少，是由指令的功能及特点决定的。 如考虑操作数本身的特点，则有: (1)位(bit)操作数，它相当于输入、输出点，或内部继电器。 (2)数位(digit)操作数含 4 个 bit。作数位处理时，要用到它。OMRON PLC 多有此处理。三菱 PLC 的数位操作，可用 K1M0，即把 M0 到 M3 作为一个数位。如 K2M0，则两个数位。当然，开始地址可以是任意的，不一定是 M0，所以用起来较灵活。 (3)字节(byte)操作数，含有 8 个 bit。作字节处理时，要用到它。西门子 PLC 用此作内部器件标号单位，其标志为 B(用其作后缀)。 (4) 字(word)操作数，它含两个字节，16 个位。如果表示 10 进制数，可表示 4 位(digit)数，即常用的 BCD 码。多数 PLC 都有这种操作数，特别是使用数据运算、处理时，更是这样。西门子 PLC 用字时，其标志为 W(用其作后缀)。 (5)双字(Double word)操作数，它含两个字(通道)，可表示 8 位 BCD 码，或 8 位 16 进制数。三菱及西门子 PLC 用双字时，其标志为 D(三菱用其作前缀，西门子用其作后缀)，而 OMRON 为 L(用其作后缀)。 (6)多字操作数，有多个数据参与操作。 2(按地址的表达及作用范围分: 稻草人自动化培训 www.dcrauto.com 如考虑操作数地址的表达方法，则有:绝对地址、符号地址。 (1)绝对地址，它使用 PLC 厂家定义的地址。如 D0600，即 DM 区第 0600 字。 (2)符号地址，用程序设计软件符号编辑器编辑的，与 PLC 厂家定义的地址对应的符号(用有意义的文字符号表达)地址。使用符号地址是不仅可增加 PLC 程序的可读性，而且，还可使所程序设计序便于修改，便于重用。是 PLC 程序设计技术的发展方向。作为符号变量操作数地址，如考虑其作用范围，则有:局部变量、全局变量。 (1)全局变量，它在 PLC 中定义。用于 PLC 有关的所有程序。 (2)局部变量，它在程序中定义。用于有关程序，只在本程序有效。 3(按操作数寻址方式分: 如考虑操作数寻址方式的特点，则有: (1)即时数，即常数。可为 BCD 码，也可为 16 进制数或字符。等等。 (2)(2)直接寻址，即对这个地址的内容进行操作。 (3)(3)间接寻址，这时，以这个地址的内容作为地址，再用这个地址的地址的内容进行操作。 间接寻址的方法较多。可以用索引寄存器，也可用累加器(西门子PLC)，也可用类似于C语言的指针。 当PLC用于数据处理时，常要使用到间接间接寻址。具体方法将在以后的实例中逐步介绍。 4(按指令的作用分: 这个作用是从逻辑关系上讲的，有: (1)输入类指令，用以处理输入信号及反馈信号，以建立相应的逻辑条件。执行这类指令不产生输出，但它为输出类指令工作提供条件。可知，一个有效程序，不可能仅使用这类指令。 输入类指令有两种执行方式: 正常执行，每一扫描周期，都依它的操作数正常 I/O 刷新后得到的值，进行逻辑处理。 立即输入刷新执行，每次执行它前，先进行输入刷新，然后再依刷新后操作数取得的新值，进行逻辑处理。要这样使用指令，则要在它的代码之前加感叹号“～”。在梯形图上的符号为: 还可对输入指令作微分处理。有上沿微分与下沿微分。 上沿微分，当它的操作数从 OFF 到 ON 的那个周期，此操作数按 ON 处理，其它的均 为 OFF。要这样使用指令时，要在它的代码之前加向上的箭头符号。在梯形图上的符号为: 下沿微分，当它的操作数从 ON 到 OFF 的那个周期，此操作数按 ON 处理，其它的均为 OFF。要这样使用指令时，要在它的代码之前加向下的箭头符号。在梯形图上的符号为: 输入指令的执行方式与 PLC 的生产公司及 PLC 的型号有关，不是所有 PLC 都有这么多的执行方式。 (2)输出类指令，用以产生输出，或执行某种信息处理。但是，产生什么输出，以及是否进行信息处理，要依在它执行之前，由执行输入指令所建立的逻辑条件决定。显然，在执行这些指令之前，一般讲，总是要先执行输入类指令的。不然，输出怎么能去反映输入呢～ 稻草人自动化培训 www.dcrauto.com 输出类指令有多种执行方式: 正常执行，每一扫描周期均依执行它时的逻辑条件情况，处理该指令;到了输出刷新时，才把这个输出传送给输出锁存器。 立即刷新执行(AN immediate refresh ，IR)，处理该指令后立即进行输出刷新，把输出的结果送给相应的输出锁存器。要这样使用指令，则要在它的代码之前加感叹号“～”。 上沿微分执行(A differentiated up ，DU)，当它的执行条件从 OFF 到 ON 的那个周期 执行，否则，即输入条件不变，或 OFF 或 ON，都不执行。要这样使用指令时，OMRON PLC 要在它的代码之前加符号“@”，而三菱 PLC 则在其前加 P。西门子无此指令处理方法。下沿微分执行(A differentiated down，DD)， 当它的执行条件从 ON 到 OFF 的那个周期执行，否则，即输入条件不变，或 OFF 或 ON，都不执行。要这样使用指令时， OMRONPLC 要在它的代码之前加符号“%”;三菱及西门子无此处理方法。 输出指令的执行方式与 PLC 的生产公司及 PLC 的型号有关，不是所有 PLC 都有这么多的执行方式。 (3)中间指令，是为了便于程序设计、提高程序效率而新增的指令类型，老式的 PLC 多 没它。这类指令承上启下，既按在本指令之前建立的逻辑条件，执行本指令;又依本指令的 执行情况，再建立相应的逻辑条件，为后续指令的执行提供前提。中间指令的右方，可先为输入指令，然后才为输出指令。以至于输入、中间指令多次相间，最后才为输出指令。 新型西门子 PLC 常有这中间指令。以至于有的原为输出类指令，如数据传送、运算等很多指令，也可当中间指令处理。这样，当执行数据传送后，会依传送的情况，对这个指令的执行结果标志位输出一个逻辑值。而这个逻辑值又可作为下一个指令的逻辑条件。 这种指令的处理又称“EN”、“ENO”机制。即:每个指令都有“EN”，即输入条件，输入条件成立，才执行本指令;还都有“ENO”，执行结果，指令成功执行了，或执行后取 得某期望的结果，则 ENO 为 1，否则为 0。 如图 4-7，这里的加(ADD-I)与乘(MUL-I)指令都是作为中间指令使用。如图程序， 要使 Q0.0 ON，其条件是 I0.0 ON 以及这里的加(ADD-I)与乘(MUL-I)指令成功执行。 可知，这样的梯形图的表达是很简练的，效率是很高的。只是，这样的梯形图就不大像电气原理图，与创立梯形图的初衷略有违背。也许这也算“与时俱进”吧。 5( 按指令的执行情况分: PLC 的输入指令，在每扫描周期中，总是执行的。多数输出指令，在执行(即与其有关的输入)条件具备时，也总是执行的，并立即产生执行后的效果。传统 PLC 的输出指令也都是这样的。 但，在新型的 PLC 中，有的指令就不完全是这样的。 稻草人自动化培训 www.dcrauto.com 如 PID 指令，尽管执行条件具备，设定又无不当之处，但它的执行周期不是取决于扫描周期，而主要决取于对 PID 工作周期的设定。 再如求平均数、求总数，这样表处理或文字处理指令，要在一个扫描周期内实现它的功能，所用的处理时间很长。新机型允许其分开在若干扫描周期内完成。这样，可避免出现，执行这类指令时扫描周期过长，不执行时又较短，而I/O响应时间一致性。 6(按指令的使用分: 这里的使用是指使用频率及表达它的方法。按这个使用分有: (1)基本逻辑(有的称顺序)指令:用得最多，简易编程器上多有其对应的专用键。主要用于逻辑操作。 (2)应用指令，有的称为功能指令，可实现比逻辑操作更为复杂的功能。在简易编程器上，一般无与其对应的专用键。用简易编程器，输入这种指令有两种办法，一是用先输入功能键(FUN)，后输入功能号。OMRON 及三菱有的的 PLC 就是用这种方法。另一为在编程器上显示指令菜单，在菜单中选择所要输入的指令，西门子、松下的 PLC 就是用这种办法。随着功能指令增多。仍用两位数的功能码不够了。所以，功能指令分为两种:一为有固定的功能码，如 01，固定代表 END 指令;另一为无固定功能码，如 PULS(脉冲)指令，就没有固定的功能码，使用前现做指定。没有固定的功能码的指令，OMRON 称之为扩展指令。其功能码要在使用前分配。当然，有的 PLC 把功能码提升为 3 位数，就不存在此问题了。 此外，还可按功能，即按指令能干什么事分类，把类似的归在一起，PLC 指令的类型还是很多的。以 CJ1 机为例，OMRON 把它分有 32 种之多。再进一步归纳还有: (1)基本逻辑类指令，用于逻辑关系处理，是最常用、最基本的指令。 (2)定时、计数类指令，用于定时，或计数，也是经常要用到的指令。 (3)数据处理类指令，用于数据运算、传送、比较、译码、编码、移位及其它有关指令。 (4)流程控制类指令，用于控制程序执行的流程。可使 PLC 执行指令能按所控制的顺序 进行，而不一定非要从零地址开始到最高地址，依此执行。 (5)监控类指令，用于处理 PLC 或被控制对象的故障检测，有助于提高 PLC 及其控制 系统工作的可靠性。 (6)处理 I/O 类指令，用于处理 PLC 应急 I/O 刷新或数据(信息)的入或出。 (7)通讯类指令，用于处理 PLC 与 PLC，或 PLC 与计算机，或 PLC 与智能设备间的通讯。 (8)内存管理指令，用以管理 PLC 的各个存储区，存贮卡。