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PLC指令表编程语言介绍和举例

指令表编程语言类似于计算机中的助记符汇编语言，它是可编程控制器**基础的编程语言。所谓指令表编程，是用一个或几个容易记忆的字符来代表可编程控制器的某种操作功能，具体指令的说明将在后面的相关内容中作详细的介绍。指令表示例如图1所示。

 数控机床所用PLC的指令必须满足数控机床信息处理和动作控制的特殊要求。例如由NC输出的M、S、T二进制代码信号的译码（DEC），机械运动状态或液压系统动作状态的延时（TMR）确认，加工零件的计数（CTR），刀库、分度工作台沿**短路径旋转和现在位置至目标位置步数的计算（ROT），换刀时数据检索（DSCH）等。对于上述的译码、定时、计数、**短路径选择，以及比较、检索、转移、代码转换、四则运算、信息显示等控制功能，仅用一位操作的基本指令编程，实现起来将会十分困难。因此要增加一些具有专门控制功能的指令，这些专门指令就是功能指令。功能指令都是一些子程序，应用功能指令就是调用了相应的子程序。  

 表1列出了35种功能指令和处理内容。

表1  功能指令和处理内容

西门子PLC填表指令的格式使用简介

表填表（ATT）指令：向表格（TBL）中增加一个字（DATA）。如图1所示。

说明：

（1） DATA为数据输入端，其操作数为：VW, IW, QW, MW, SW, SMW, LW, T, C, AIW, AC, 常量, *VD, *LD, *AC；数据类型为：整数。

（2）TBL为表格的首地址，其操作数为：VW, IW, QW, MW, SW, SMW, LW, T, C, *VD, , *LD *AC；数据类型为：字。

（3）指令执行后，新填入的数据放在表格中**后一个数据的后面，EC的值自动加1。

（4）使ENO = 0的错误条件：0006（间接地址），0091（操作数超出范围），SM1.4（表溢出），SM4.3（运行时间）。

（5）填表指令影响特殊标志位：SM1.4（填入表的数据超出表的**长度，SM1.4=1）。

 

 ATT  DATA，TBL

图1 填表指令的格式

填表指令应用举例。将VW100中的数据1111，填入首地址是VW200的数据表中（图1）。程序及运行结果如图2所示。

图1

 

LD     I0.0

ATT    VW100, VW200

 

 

 

图2

可编程控制器的编程语言简介

可编程控制器目前常用的编程语言有以下几种：梯形图语言、助记符语言、顺序功能图、功能块图和某些高级语言。手持编程器多采用助记符语言，计算机软件编程采用梯形图语言，也有采用顺序功能图、功能块图的。

（1）梯形图语言

梯形图的表达式沿用了原电气控制系统中的继电接触控制电路图的形式，二者的基本构思是一致的，只是使用符号和表达方式有所区别。

【例1-1】某一过程控制系统中，工艺要求开关1闭合40S后，指示灯亮，按下开关2后灯熄灭。采用三菱 FX_2N系列 PLC实现控制，图1-5(a)为实现这一功能的梯形图程序，它是由若干个梯级组成的，每一个输出元素构成一个梯级，而每个梯级可由多条支路组成。

梯形图从上至下按行编写，每一行则按从左至右的顺序编写。CPU将按自左到右，从上而下的顺序执行程序。梯形图的左侧竖直线称母线(源母线)。梯形图的左侧安排输入触点(如果有若干个触点相并联的支路应安排在**左端)和辅助继电器触点（运算中间结果），**右边必须是输出元素。

梯形图中的输入触点只有二种：动合触点和动断触点（     ），这些触点可以是PLC的外接开关对应的内部映像触点，也可以是PLC内部继电器触点，或内部定时、计数器的触点。每一个触点都有自己特殊的编号，以示区别。同一编号的触点可以有常开和动断两种状态，使用次数不限。因为梯形图中使用的“继电器”对应PLC内的存储区某字节或某位，所用的触点对应于该位的状态，可以反复读取，故人们称PLC有无限对触点。梯形图中的触点可以任意的串联、并联。

梯形图中的输出线圈对应PLC内存的相应位，输出线圈包括输出继电器线圈、辅助继电器线圈以及计数器、定时器线圈等，其逻辑动作只有线圈接通后，对应的触点才可能发生动作。用户程序运算结果可以立即为后续程序所利用。

（2）助记符语言

助记符语言又称命令语句表达式语言，它常用一些助记符来表示PLC的某种操作。它类似微机中的汇编语言，但比汇编语言更直观易懂。用户可以很容易地将梯形图语言转换成助记符语言。

图1-5(b)为梯形图对应的用助记符表示的指令表。

这里要说明的是不同厂家生产的PLC所使用的助记符各不相同，因此同一梯形图写成的助记符语句不相同。用户在将梯形图转换为助记符时，必须先弄清PLC的型号及内部各器件编号、使用范围和每一条助记符的使用方法。

（3）顺序功能图

顺序功能图常用来编制顺序控制程序，它包括步、动作、转换三个要素。顺序功能图法可以将一个复杂的控制过程分解为一些小的工作状态。对于这些小状态的功能依次处理后再把这些小状态依一定顺序控制要求连接成组合整体的控制程序。图1-6所示为采用顺序功能图编制的程序段，详情请见项目十。

（4）功能块图

功能块图是一种类似于数字逻辑电路的编程语言，用类似与门、或门的方框来表示逻辑运算关系，方块左侧为逻辑运算的输入变量，右侧为输出变量，输入端、输出端的小圆点表示“非”运算，信号自左向右流动。类似于电路一样，方框被“导线”连接在一起。图1-7所示为功能块图示例。

西门子S7-214与SIMOVERT电机驱动器通信设计

    S7-214通过与一台SIMOVERT微型主电机驱动器通信来起动，停止电机，以及改变输出到电机的频率。通信是通过S7-200自由通信口模式进行，使用USS5字协议。输入仿真器用来初始化发给电机驭动器的命令。

这个程序假定使用者己正确地将电机和微型主电机驭动器接好线，并且所有的电机和微型主电机驱动器的参数已诵讨人工设定了。必须把微型主电机驱动器设置在遥控方式。

 

程序结构

程序和注释

PLC的容量选择两个方面的技巧

PLC的容量选择  PLC的容量包括I／O点数和用户存储容量两个方面。

1．I／O点数

 

PLC的I／O点的价格还比较高，因此应该合理选用PLC的I／O点的数量，在满足控制要求的前提下力争使用I／O点**少，但必须留有一定的备用量。通常I／O点数是根据被控对象的输入、输出信号的实际需要，再加上10％－15％的备用量来确定。

 

2．用户存储容量

 

用户存储容量是指PLC用于存储用户程序的存储器容量。需要的用户存储容量的大小由用户程序的长短决定。

 

一般可按下式估算，再按实际需要留适当的余量（20％－30％）来选择。

 

存储容量=开关量I／O点总数X10十模拟量通道数X100绝大部分PLC均能满足上式要求。应当要注意的是：当控制系统较复杂。数据处理量较大时，可能会出现存储容量不够的问题，这时应特殊对待。

PLC有三类输出：继电器输出、晶体管输出和晶闸管（可控硅）输出。如图1所示。要注意输出负载电源要求。输出主要技术指标见表1。由表1可知，晶闸管输出只可接交流负载，晶体管输出只能接直流负载，继电器输出既可接交流负载也可接直流负载。当负载额定电流、功率等超过接口指标后要用接触器、继电器等过渡，通过它们接大功率电源。

继电器输出PLC控制设备既有直流电源又有交流电源时，可将相同性质、相同幅值电源设备接同一个COM端。切忌将不同电源设备接在同一个COM端。电源相同时，COM端可以连接在一起。

**响应时间0.2 ms是在条件为24V、200 mA时，实际所需时间为电路切断负载电流为0的时间，可用并联续流二极管的方法改善响应时间。如果希望响应时间短于0.5 ms，应保证电源为24V、60 mA。

图2给出的是继电器输出时，交、直流设备混合控制时的接线示意图。图3为晶体管输出控制交流设备或控制大功率设备时，通过继电器过渡的示意图。

S7-200PLC中断指令介绍

 中断指令有4条，包括开、关中断指令，中断连接、分离指令。指令格式如表1所示。

1. 开、关中断指令

开中断（ENI）指令全局性允许所有中断事件。关中断（DISI）指令全局性禁止所有中断事件，中断事件的每次出现均被排队等候，直至使用全局开中断指令重新启用中断。

PLC转换到RUN（运行）模式时，中断开始时被禁用，可以通过执行开中断指令，允许所有中断事件。执行关中断指令会禁止处理中断，但是现用中断事件将继续排队等候。

2. 中断连接、分离指令

中断连接指令（ATCH）指令将中断事件（EVNT）与中断程序号码（INT）相连接，并启用中断事件。

分离中断（DTCH）指令取消某中断事件（EVNT）与所有中断程序之间的连接，并禁用该中断事件。

注意：一个中断事件只能连接一个中断程序，但多个中断事件可以调用一个中断程序。

表1 中断指令格式

LAD
STL	ENI	DISI	ATCH INT，EVNT	DTCH  EVNT
操作数及数据类型	无	无	INT：常量  0-127 EVNT：常量，CPU 224:  0-23; 27-33 INT/EVNT数据类型：字节	EVNT：常量，   CPU 224: 0-23; 27-33 数据类型：字节

可编程控制器(PLC)与微机（MC）控制的区别

简而言之，MC是通用的专用机。而PLC是专用的通用机。

微型计算机是在以往计算机与大规模集成电路的基础上发展起来的，其**特点是运算速度快，功能强，应用范围广，在科学计算，科学管理和工业控制中都得到广泛应用。所以说，MC是通用计算机。而PLC是一种为适应工业控制环境而设计的专用计算机。但人工业控制的角度来看，PLC又是一种通用机，只要选配对应的模块便可适用于各种工业控制系统，而用户只需改变用户程序即可满足工业控制系统的具体控制要求。而MC就必须根据实际需要考虑抗干扰问题及硬件软件的设计，以适应设备控制的专门需要。所以说MC是通用的专用机。

基于以上理解，便可以得出MC与PLC具有以下几点区别：

（1）PLC抗干扰性能为MC高

（2）PLC比MC编程简单

（3）PLC设计调试**

（4）PLC的I/0响应速度慢，有较大的滞后现象（MS），而MC的响应速度快（US）。

（5）PLC易于操作，人员培训时间短；而MC则较难人员培训时间长；

（6）PLC易于维修，MC则较困难

随着PLC技术的发展，其功能越来越强；同时MC也逐渐提高和改进两者之间将相互渗透，使PLC与MC的差距越来越小，但在今后很长一段时间内，两者将继续共存。在一个控制系统中，PLC将集中于功能于功能控制上，而MC将集中于信息处理上。

常用的塑壳式低压断路器(图)型号及选用

低压断路器也称自动开关或自动空气断路器。它是一种既能作开关用，又具有电路自动保护功能的低压电器。

（1）断路器有三大部分组成：

触头和灭弧系统——通断电路的部件

各种脱扣器——检测电路异常状态并作出反应，即保护性动作的部件；

操作机构和自动脱扣机构——中间联系部件。

（2）图是断路器外型、结构原理图。

 

 

 

结构图中触点2有三对，串联在被保护的三相主电路中。手动扳动按钮为“合”位置（图中未画出），这时触点2由锁键3保持在闭合状态，锁键3由搭钩4支持着。要使开关分断时，扳动按钮为“分”位置（图中未画出），搭钩4被杠杆7顶开（搭钩可绕轴5转动），触点2就被弹簧1拉开，电路分断。

自动开关的自动分断，是由电磁脱扣器6、欠压脱扣器11和热脱扣器12使搭钩4被杠杆7顶开而完成的。电磁脱扣器6的线圈和主电路串联，当线路工作正常时，所产生的电磁吸力不能将衔铁8吸合，只有当电路发生短路或产生很大的过电流时，电磁吸力才能将衔铁8吸合,撞击杠杆7，顶开搭钩4，使触点2断开，从而将电路分断。

欠压脱扣器11的线圈并联在主电路上，当线路电压正常时，欠压脱扣器产生的电磁吸力能够克服弹簧9的拉力而将衔铁10吸合，如果线路电压降到某一值以下，电磁吸力小于弹簧9的拉力，衔铁10被弹簧9拉开，衔铁撞击杠杆7使搭钩顶开，则触点2分断电路。当线路发生过载时，过载电流通过热脱扣器的发热元件13而使双金属片12受热弯曲，于是撞杆7顶开搭钩，使触点断开，从而起到过载保护作用。根据不同的用途，自动开关可配备不同的脱扣器。

（3）按结构分类自动开关有**式（框架式）和塑料外壳式（装置式）两种。控制线路中常用塑壳式自动开关作为电源引入开关或作为控制和保护不频繁起动、停止的电动机开关，以及用于宾馆、机场、车站等大型建筑的照明电路。其操作方式多为手动，主要有扳动式和按钮式两种。**式（框架式）主要用于供配电系统。

自动开关与刀开关和熔断器相比，具有以下优点：结构紧凑，安装方便，操作安全，而且在进行短路保护时，由于用电磁脱扣器将电源同时切断，避免了电动机缺相运行的可能。另外，自动开关的脱扣器可以重复使用，不必更换。

（4）常用的塑壳式断路器主要有DZ5、DZ10、DZ15、DZ20等系列。

低压断路器的型号含义举例说明如下，其技术数据见表1-2

                      

 

表1-2  DZ15系列塑壳式断路器

 

用于电动机保护的断路器的热脱扣器要根据电动机的额定电流进行选择和整定，而瞬时过流电磁脱扣器则按照电动机额定电流的12倍来选择，以保证在电动机起动电流的峰值不至于动作。

停车场PLC自动控制程序设计一、问题提出

假设有一汽车停车场，**容量只能停车50辆。为了表示停车场是否有空位，试用PLC来实现控制。

二、硬件设计

1、I/O分配表

器件	PLC地址	功能说明
HL1	Y4、Y5	停车场已满
HL2	Y3	停车场有空位
开关0	X0	车已进入停车场信号
开关1	X1	车已离开停车场信号
	D0	停车场车辆数（**50辆）

 

2、接线图

略

三、程序设计

《案例》PLC环系列按钮步进彩灯电路——set切动分离方案

1.PLC实验接线简图

2.SFC图→(译为)梯形图→(译为)指令表

STEP7程序的使用简介

1 创建一个项目结构，项目就象一个文件夹，所有数据都以分层的结构存在于其中，任何时候你都可以使用。在创建一个项目之后，所有其他任务都在这个项目下执行。 

 

2 组态一个站，组态一个站就是指定你要使用的可编程控制器，例如S7300、S7400等。 

 

3 组态硬件，组态硬件就是在组态表中指定你的控制方案所要使用的模板以及在用户程序中以什么样的地址来访问这些模板，地址一般不用修改由程序自动生成。模板的特性也可以用参数进行赋值。 

 

4 组态网络和通讯连接，通讯的基础是预先组态网络，也就是要创建一个满足你的控制方案的子网，设置网络特性、设置网络连接特性以及任何联网的站所需要的连接。网络地址也是程序自动生成如果没有更改经验一定不要修改。 

 

5 定义符号，可以在符号表中定义局部或共享符号，在你的用户程序中用这些更具描述性的符号名替代**地址。符号的命名一般用字母编写不超过8个字节，**不要使用很长的汉字进行描述，否则对程序的执行有很大的影响。 

 

6 创建程序，用梯形图编程语言创建一个与模板相连结或与模板无关的程序并存储。创建程序是我们控制工程的重要工作之一，一般可以采用线形编程（基于一个块内，OB1）、分布编程（编写功能块FB,OB1组织调用）、结构化编程（编写通用块）。我们**常采用的是结构化编程和分布编程配合使用，很少采用线形编程。 

 

7 下载程序到可编程控制器，完成所有的组态、参数赋值和编程任务之后，可以下载整个用户程序到可编程控制器。在下载程序时可编程控制器必须在允许下载的工作模式下（STOP或RUN-P）, RUN-P模式表示，这个程序将一次下载一个块，如果重写一个旧的CPU程序就可能出现冲突，所以一般在下载前将CPU切换到STOP模式。  

PLC编程指令——符合检查指令（COIN）

此指令用来检查参考值与比较值是否一致，可用于检查刀库、转台等旋转体是否到达目标位置等。功能指令格式如图1所示。 

图1  COIN指令格式

控制条件说明：

1）指定数据位数  BYT＝0，处理数据为两位BCD码；BYT＝1，处理数据为4位BCD码。

2）指定参考值格式  DAT＝0，参考值用常数指定；DAT＝1，指定存放参考值的数据地址。

注；也有另一种格式把DAT条件放到指令方格后的参数1中，则条件少一行，而参数多一格。

3）执行命令  ACT＝0，不执行；ACT＝1，执行COIN指令。

4）比较结果  R₁=0，参考值≠比较值；R₁＝1，参考值＝比较值

S7-300是模块化小型PLC系统，能满足中等性能要求的应用。各种单独的模块之间可进行广泛组合构成不同要求的系统。与S7-200 PLC比较，S7-300 PLC采用模块化结构，具备高速（0.6~0.1μs）的指令运算速度；用浮点数运算比较有效地实现了更为复杂的算术运算；一个带标准用户接口的软件工具方便用户给所有模块进行参数赋值；方便的人机界面服务已经集成在S7-300操作系统内，人机对话的编程要求大大减少。SIMATIC人机界面（HMI）从S7-300中取得数据，S7-300按用户指定的刷新速度传送这些数据。S7-300操作系统自动地处理数据的传送；CPU的智能化的诊断系统连续监控系统的功能是否正常、记录错误和特殊系统事件（例如：超时，模块更换，等等）；多级口令保护可以使用户高度、有效地保护其技术机密，防止未经允许的复制和修改；S7-300 PLC设有操作方式选择开关，操作方式选择开关像钥匙一样可以拔出，当钥匙拔出时，就不能改变操作方式，这样就可防止非法删除或改写用户程序。具备强大的通信功能，S7-300 PLC可通过编程软件Step 7的用户界面提供通信组态功能，这使得组态非常容易、简单。S7-300 PLC具有多种不同的通信接口，并通过多种通信处理器来连接AS-I总线接口和工业以太网总线系统；串行通信处理器用来连接点到点的通信系统；多点接口（MPI）集成在CPU中，用于同时连接编程器、PC机、人机界面系统及其他SIMATIC S7/M7/C7等自动化控制系统。