1、5.1 软件 软件是PLC不可缺少的部分，共有如下两个方面的内容：第一部分是监控程序，由PLC制造商提供，用于控制PLC本身的运行；第二部分是用户程序，由用户编制，用于控制被控装置的运行。5.1.1 监控程序 系统监控程序是一个有机的整体，不可分割。,第五章 可编程序控制器的编程语言和指令系统,5-1 可编程序控制器的编程语言概述,5.1.1.1 系统管理程序：控制PLC的整体运行。*运行管理完成PLC运行时间上的分配管理。即控制PLC的输入、输出、运算、自检、通信的时机。*进行存储空间的管理，即生成用户环境，由它规定各种参数、程序的存放地址，将用户使用的数据参数存储地址转化为实际的数据格式及
2、物理地址。*系统自检程序完成PLC系统的出错检查、用户程序语法检查、句法检验、警戒时钟的运行等。5.1.1.2 用户指令解释程序：将梯形图程序逐条翻译成机器语言，然后通过CPU完成程序功能。用户程序变为内码是由编辑程序实现的。5.1.1.3 标准程序模块和系统调用：由独立的程序块组成的，各自完成不同的功能，有些完成输入、输出，有些完成特殊运算、有些完成通信等。5.1.2 用户程序 设计者根据生产工艺的要求，在编程器上进行用户程序设计。常用的编程语言有梯形图、语句表、功能图和高级语言、汇编语言。其中梯形图由于与继电器控制线路非常相象，便于学习，因而被广泛应用。,可编程序控制器的编程语言,顺序功能
3、图,梯形图,功能块图,指令表,结构文本,顺序功能图,1 相当于应用软件中的逻辑框图；2 是一种位于其它编程语言之上的 图形语言；3 用来编制顺序控制程序。,梯形图,1 继电接触控制系统电路图很相似；2 简单直观。,功能块图,类似于数字逻辑电路中编程语言，用类似与门、或门等方框图来表示的逻辑运算关系。,指令表,由若干条指令组成的程序叫指令表程序。,LD X0OUT Y0 LDI X1OUT Y1OUT Y2 LD X3OUT Y3,结构文本,PASCAL BASIC C等高级语言,便于实现：,数学运算数据处理图形显示报表打印,5-2 梯形图的主要特点,（1）编程元件不是真实的硬件继电器,而是软件
4、继电器。（2）梯形图两侧的公共线称为公共母线，分析时，可以假 想有一个能流从左向右流动。（3）程序执行是一个逻辑解算的过程。根据梯形图中各触 点的状态和逻辑关系,求出各个线圈对应的编程元件的状态（4）梯形图中的各编程元件的常开触点和常闭触点,都可以无限 次使用。（5）梯形图中的线圈应该放在最右边。,第七节 PLC的软件和编程语言,7.3 编程语言 PLC常用梯形图、语句表、功能图和某些高级语言编程。7.3.1 梯形图 梯形图表达式是在原电器控制系统中常用的接触器、继电器梯形图基础上演变而来的，它与电气操作原理图相呼应，它形象、直观和实用，为电气技术人员所熟悉，是PLC的主要编程语言。,图（A）
5、是继电器控制系统中典型的起停控制电路，也可理解为继电器控制梯形图。图（B）是将图（A）的继电器控制梯形图转化为PLC控制的梯形图，从图（A）和图（B）可以看出如何将继电器控制系统中的电器控制梯形图转变为PLC控制的梯形图。由上图可以看出两种梯形图基本表示思想是一致的，具体表达方式有一定区别。,PLC的梯形图从上至下按行绘制，两侧的竖线类似电器控制图的电源线，称作母线，每一行从左至右，左侧总是安排输入接点，并且把并联接点多的支路靠近最左端。在梯形图中，两行之间的“垂直”连线上，不允许有输入接点，输入接点必须在每一行的“水平”连线上。在梯形图中每个编程元素应按一定的规则加标字母数字串，不同的编程元
6、素常用不同的字母符号和一定的数字串来表示。,7.3.2 梯形图使用规则*每个梯形图是由多个梯级组成，每个线圈可构成一个梯级，每个梯级可由多条支路组成，每个梯级代表一个逻辑方程。*梯形图中的继电器不是物理继电器，每个继电器和输入触点均为存储器中的一位，相应位为“”态表示继电器得电或常开触点闭合或常闭触点断开。*梯形图中流过的电流不是物理电流，而是“概念电流”，是用户程序解算中满足输出执行条件的形象表示，“概念电流”只能从左向右流动。*梯形图中的继电器触点可在编制用户程序时无限次地引用，既可常开又可常闭。*梯形图中输入触点和输出线圈不是物理触点和线圈，用户程序的解算是PLC的输入和输出状态表的内容
7、，而不是根据解算时现场的开关状态。*在输出线圈右侧不能再连触点，触点必须在输出线圈的左侧。*两个或两个以上线圈可以并联，但不能串联。*梯形图左端母线不能和输出线圈直接相连，必须通过继电器触点相连。*程序结尾要有END指令。,每一个梯级从起始母线触点输出继电器母线,触点状态有接通和断开两种状态,触点可以任意串联和并联,继电器线圈只能并联,不能串联,输出继电器可以使输出继电器,中间继电器,辅助继电器,5-3 FX系列可编程序控制器梯形图中的编程元件,一、输入继电器（X）,一、输入继电器（X）,输入继电器没有线圈状态取决于外部输入信号的状态,输入继电器是PC接收外部输入的开关量的窗口。PC通过光电耦
8、合器将外部输入的开关量信号读入并存储在输入映像寄存器内。,对应的寄存器为“1”状态常开触点闭合常闭触点断开,外部触点接通时,外部触点断开时,对应的寄存器为“1”状态常开触点闭合常闭触点断开,7.2.1 输入（I）、输出继电器（Q）输入、输出继电器，是与输入、输出点对应的存储单元，它的数量决定PLC配置的最多I/O点数。输入继电器与输入点对应。当PLC扫描到输入刷新阶段时，输入端子的状态映像到输入继电器中。输入继电器以位或以通道（16位）为单位读入、传送。输入继电器只读，不能用程序改写，也不能由程序驱动。输出继电器与输出点对应。当PLC扫描到输出刷新阶段时，输出继电器的状态被映像到输出电路的锁存
9、器中，锁存器再经电路输出到端子上，变成端子的输出。输出继电器可以被读或写。写输出继电器，在输出端子上获得要求的输出；读输出继电器用于反馈控制。对用户程序，输出继电器是可读写的存储器单元。FX2系列PLC输入、输出继电器标号用8进制。,二、输出继电器（）,输出继电器是将PC的输出信号传递给输出模块，由输出模块驱动外部负载工作。,Y2,COM1,负载,PLC,晶体管型输出模块,FX2N系列PLC输入输出继电器元件号,三、辅助继电器(M)内部辅助继电器与输入、输出端子无对应物理关系，它只占内存单元的1位。它与输出继电器一样，可以用相应的指令读写，它的功能与继电接触控制中的中间继电器相同，用它可以完成
10、输入与输出间复杂的变换。内部辅助继电器的的多少也是反应PLC性能的一个重要指标。分为通用辅助继电器、停电保持辅助继电器、停电保持专用辅助继电器。特殊功能继电器（也称专用继电器）也是一种内部辅助继电器，只是有特殊用途。它包括标志位和控制位、逻辑运算的结果位（用来监视PLC操作）、时钟脉冲存取位、错误显示位、报警位。*用户只能利用其触点，线圈由PLC系统驱动 M8000 运行（RUN）监控（PLC运行时接通时）M8002 初始脉冲（仅在程序开始瞬间接通）M8012 100MS时钟脉冲*可驱动线圈型特殊辅助继电器（读/写），用户驱动线圈后，PLC做特定的动作。M8030，8034，8039,辅助继电
11、器是用软件实现的，它们不能直接对外输出信号去驱动负载，相当于继电器控制系统中的中间继电器。,特殊用256点M8000-M8255,一般用500点M0-M500无断点保持功能,锁存用2572点M500-M3071有断点保持功能,特殊用256点M8000-M8255,运行监视(M8000)：,当PLC运行时，M8000接通;；PLC停止运行时，M8000断开。,初始化脉冲（M8002）：,在M8000由OFF变为ON状态时的一个扫描周期ON。,特殊用256点M8000-M8255,时钟脉冲（M8011M8014）：,M8011M8014分别是10ms、100ms、1s和1min时钟脉冲。,锂电池电
12、压降低（M8005)：,电池电压下降至规定值时M8005变为ON。,状态元件是步进顺序控制程序重要的元件，应该与步进顺控指令STL组合使用。有四种类型：*初始状态 S0-S9（10点）*回 零 S10-S19（10点）*通 用 S20-S499（480点）*保 持 S500-S899（400点）7.2.4 报警器 由状态元件构成S900-S999.7.2.5 指针（P/I）*分支指令（CJ，CALL）用指针，标号为0至127，共128点。*中断用指针：分为输入中断、定时器中断和高速计数器中断。,四、状态(S)：,通用状态（S0S499）没有断电保持功能S500S899有断电保持功能,五、定时器
13、(T),通用定时器没有保持功能 在输入电路断路或停电时复位,定时器用于定时控制，功能相当于继电接触控制中的时间继电器，其设定值可以是常数，也可以是地址（通道号），用对应地址的内容作为设定值。多数PLC的定时器是减法计数式，当定时器输入为ON时，定时器从当前设定值往下减，当减到零时，输出的常开节点由OFF变为ON，常闭节点由ON变为OFF。,(一)、通用定时器,100ms定时器 T0T199,定时范围为0.13276.7s,输入信号断开后延时动作,(二)、积分定时器,具有断点保持功能；断电后再次通电，计数器继续定时。,(二)、积分定时器,(三)、定时器的定时精度,最大误差：,+T:扫描周期,-：
14、对应定时器分别 为1ms 10ms 100ms,六、计数器(C),内部计数器,高速计数器,16位加计数器,32 位加/减计数器,计数器用于记录外部脉冲信号。计数器分为单向计数器、可逆计数器（双向计数器）两种。单向计数器多数为减法计数器。输入信号从OFF到ON计数器内容减1，开始计数器内容为设定值，当减到零时，产生输出。产生输出后，再来计数信号，计数器状态不变。任何时候送入复位信号，计数器都恢复到设定值，复位信号有效时，计数器停止计数。有的厂家的PLC的单向计数器为加法计数器。可逆计数器是双向计数器，有增1计数端、减1计数端和复位端。当用增1计数端来计数信号时，计数器加1；当用减1计数端来计数信
15、号时，计数器减1；当计数器增到设定值或减到零，再来1个增信号或减信号，会产生进位或借位，并产生相应的输出。复位信号ON，可逆计数器变成零，并停止计数。,X10X11,当前值,Y0,举例,1、16位加计数器,M8200-M8234 为ON：减计数,C200-C234的加/减计数方式,M8200-M8234 为OFF：加计数,2、32位加/减计数器,2、32位加/减计数器,3、高速计数器 C235C255(X0X7),均为32位加减计数器,C251C255 为两相双计数输入,C246C250 为一相双计数输入（加/减脉冲输入）,3、高速计数器 C235C255(X0X7),3、高速计数器 C235
16、C255(X0X7),3、高速计数器 C235C255(X0X7),3、高速计数器 C235C255(X0X7),3、高速计数器 C235C255(X0X7),单相单输入,3、高速计数器 C235C255(X0X7),3、高速计数器 C235C255(X000X007),X013X014,单相双输入,X000由断开到接通进行增计数X001由断开到接通进行减计数,3、高速计数器（双向高速计数器）,X012接通时C251通过中断进行X000(A相）和X001(B相）动作的计数。,增计数 减计数,七、指针（P/I),分支用指针,中断用指针,跳转用指针,子程序调用指针,分支用 输入中断用 定时器用 计
17、数器中断用,P0P127 128点,I00(X000)I10(X001)I20(X002)I30(X003)I40(X004)I50(X005),I6I7I8,I010 I040I020 I050I030 I060,5-4 FX系列可编程序控制器的基本逻辑指令（27条）,1.LD LDI OUT 指令：,LD(Load):常开触点与母线连接指令LDI(Load Inverse):常闭触点与母线连接指令OUT(Out):驱动线圈的输出指令,2.AND ANI 指令：,AND(And):与指令，常开触点串联连接指令。ANI(And inverse):与非指令，常闭触点串联连接指令。,LD X0AN
18、D M101OUT Y3LD Y3ANI X3OUT M101AND T1OUT Y5,3.OR ORI指令：,OR(0r):常开触点的并联连接指令。ORI(Or Inverse):常闭触点的并联连接指令。,X6 X7 Y0,X0 Y0 X7 Y1,X4,Y2,Y1,M 120,LD X6OR X4ORI Y2AND X7OUT Y0LD X0AND Y0OR Y1ANI X7ORI M120OUT Y1,4.ORB指令：,ORB(Or Block):电路块并联连接指令,串联电路块:两个以上的触点串联连接而成的电路,LD X0AND X1LD X2AND X3 ORBLD X4ANI X5OR
19、BOUT Y6,5 ANB指令：,ANB(And Block):电路块串联连接指令,LD X0OR X1LD X2AND X3LDI X4ANI X5ORBOR X6ANBOR X7OUT Y7,编程技巧,好,不好,6.栈存储器和多重输出指令,MPS(Pash)、MRD(Read)、MPP(Pop)指令分别是进栈、读栈 和出栈指令,X0 X1 Y0,X2 Y4,X3 Y2,LD X0MPSAND X1OUT Y0MRD AND X2OUT Y4MPPAND X3OUT Y2,6.栈存储器和多重输出指令,LD X0MPSAND X1MPSAND X2OUT Y0MPPAND X3OUT Y1MP
20、PAND X2MPSAND X4OUT Y2MPPAND X6OUT Y3,7.主控与主控复位指令,MC(Master Control):主控指令或公共触点串联连接指令 MCR(Master Control Reset):主控复位指令,X0,X3 Y1,X3,X4 Y2,LD X0MC N0SP M100LD X1OUT Y0LD X3OUT Y1LD X3MCR N0LD X4OUT Y2,7。主控与 主控复 位指令,嵌套,7.主控与主控复位指令,（1）使用主控指令的触点称为主控触点，在梯形图中 与一般触点相垂直。,（2）在使用主控触点后,相当于母线移到主控触点 的后面。,（3）如果MC指令
21、的输入触电断开时，积算定时器 计数器 用复位/置位指令驱动的软元件保持其 当时的状态；非积算定时器和用OUT驱动的元 件变为OFF。,（4）无嵌套时，用N0编程；有嵌套时，N的编号次 序增大。,8.PLS和 PLF指令,9.边沿检测触发指令,9.边沿检测触发指令,10.SET 与 RST 指令,SET(Set):置位指令，使操作保持的指令。(Y M S)RST(Reset):复位指令，使操作保持复位的指令。(Y M S T C D V Z),X0X1X2,X0X1Y0,10.SET 与 RST 指令,RST(Reset):复位指令，使操作保持复位的指令。(Y M S T C D V Z)SET(Set):置位指令，使操作保持的指令。(Y M S),说明,（1）在任何情况下，RST指令都优先执行。（2）计数器和移位寄存器处于复位状态下,不接收输入的数据。,10.NOP 与 END 指令,双线圈问题,
