PLC的基本指令及应用
模块二 PLC 的基本指令及应用
一、工作任务
介绍PLC 基本指令及其应用。 二、相关实践知识
编程中的指令，一般都针对元件状态而言的，每一个元件都具有一定的功能，且彼此独立，分别用字母和编号来表示（模块一中已有所介绍）。下面来介绍PLC 的基本指令。
（一）输入和输出指令
LD ：逻辑取指令，从母线开始取常开触点。 LDI ：逻辑取反指令，从母线开始取常闭触点。 OUT ：线圈的驱动指令。 指令说明：
1．LD 、LDI 指令用于将触点接到母线上。
2．OUT 指令是对输出继电器、辅助继电器、状态定时器、计数器的线圈驱动指令，对输入继电器不能使用。
3．OUT 指令可作多次并联使用。 举例：
(1) (1) 梯形图 ：如图4-12 (2)
(2) 程序清单
LD X000 OUT Y000
END
（二） 触点及支路的串联、并联指令 AND ：用于单个常开触点的串联指令。 ANI ：用于单个常闭触点的串联指令。 OR ：用于单个常开触点的并联指令。 ORI ：用于单个常闭触点的并联指令。 ANB ：用于支路的串联指令。 ORB ：用于支路的并联指令。 指令说明：
1．用AND 、ANI 指令可进行一个触点的串联连接。串联触点的数量不受限制，该指令可多次使用。
2．OUT 指令后，通过触点对其他线圈使用OUT 指令，称之为纵接输出。
3．串联触点数和纵接输出次数不受限制，但使用图形编程设备和打印机时则有限制。 4．建议尽量做到1行不超过10个触点和1个线圈，总共不要超过24行。 5．OR 、ORI 用作1个触点的并联连接指令。
6．OR 、ORI 是从该指令的步开始，与前面的LD 、LDI 指信令步，进行并联连接。并联连接的次数不受限制，但使用图形编程设备和打印机时受限制。
图4-12 LD 、OUT 指令举例
图4-13 AND 指令举例
7．当分支电路（并联电路块）与前面的电路串联连接时，使用ANB 指令，与前面的电路串联。
若多个并联电路块顺序和前面的电路串联连接时，则ANB 指令的使用次数没有限制。也可成批地使用ANB 指令，但在这种场合，与ORB 指令一样，LD 、LDI 指令的使用次数是有限制（8次以下）的。
2个以上的触点串联连接的电路称为串联电路块。
将串联电路并联连接时，分支开始用LD 、LDI 指令，分支结束用ORB 指令。 8．有多个并联电路时，若对每个电路块使用ORB 指令，则并联电路没有限制。 9．ORB 指令也可以成批地使用，但是由于LD 、LDI 指令的重复使用次数限制在8次以下。
举例：
（1）AND 指令应用
梯形图：如图4-13 程序清单 LD X000 AND X001
OUT Y000 END
（2）ANI 指令应用 梯形图：如图4-14 程序清单
LD X000 ANI X001 OUT Y000 END
（3）OR 指令应用 梯形图 ：如图4-15 程序清单
LD X000 OR X001 OUT Y000 END
（4）ORI 指令应用 梯形图：如图4-16 程序清单
LD X000 ORI X001
OUT Y000
图4-14 ANI 指令举例
END
（5）ANB 指令应用 梯形图：如图4-17 程序清单
LD X000 ORI X002 LD X001 OR X003 ANB OUT Y000 END
（6）ORB 指令应用
梯形图：如图4-18 程序清单
LD X000 AND X001 LDI X002 AND X003 ORB OUT Y000 END
（三）置位、复位和脉冲指令 SET ：置位指令。 RST ：复位指令。
以上两指令是一对指令，主要用于输出继电器、状态器、辅助继电器的保持及复位工作。 PLS ：上升沿微分输出指令。 PLF ：下降沿触发指令。 指令说明：
1．SET 置位，功能是动作保持。
2．对同一软元件，SET 和RST 可多次使用，顺序也可随意，但RST 有优先权。 3．RST 复位，功能是清除动作保持，既寄存器的清零。
4．使用PLS 指令时，仅在驱动输入ON 后1个扫描周期内，软元件Y ，M 动作。 5．使用PLF 指令时，仅在驱动输入OFF 后的1个扫描周期内，软元件Y ，M 动作。
举例：
（1）SET 和RST 指令的应用 梯形图：如图4-19 程序清单
LD X000
图4-18 ORB 指令举例
图4-19 SET 和RST 指令的应用
SET Y000
LD X001
RST Y000
END
2）PLS和PLF指令的应用
梯形图：如图4-20
程序清单
LD X000
PLS M0
LD X001
PLS M1
LD M0
SET Y000
LD M1
RST Y000
END
（四）空操作和结束指令
NOP指令：空操作指令。
END指令：程序结束指令。
指令说明
1．在将程序全部清除时，全部指令成为空操作。若在普通指令与指令之间加入空操作（NOP）指令，则可编程控制器可继续工作，而与此无关。若在程序执行过程中加入空操作指令，则在修改或追加程序时，可以减少步序号的变化，但是程序步须留有空余。
2．若将已写入的指令换成NOP指令，则电路会发生变化，务必请注意。
3．可编程控制器反复进行输入处理，程序执行输出处理，若在程序的最后写入END指令，则END以后的其余程序步不再执行，而直接进行输出处理。在程序中没有END指令时，可处理到最终的程序步。
4．在调试期间，在各程序段插入END指令，可依次检测各程序逻辑段的动作。在这种场合，在确认前面电路块动作正确无误后，依次删去END指令。
NOP指令的应用：
①指定某些步序内容为空，留空待用。
②短路某些接点或电路
③切断某些电路
④变换先前的电路
（五）主控和栈指令
MC /MCR指令：主控/主控复位指令。
MPS/MRD/MPP指令：进栈/读栈/出栈指令。
指令说明：
1．MC 主控是公共串联触点的连接。 2．MCR 主控复位是公共串联接点的清除。
3．在可编程控制器中有11个存储器，它们用来存储运算的中间结果，被称为栈存储器。使用1次MPS 指令又将此时刻的运算结果送入栈存储器的第1段。再使用MPS 指令，将此时刻的运算结果送入栈存储器的每1段，而将原先存入的数据依次移到栈存储器的下一个段。
4．使用MPP 指令，各数据按顺序向上移动，将最上段的数据读出，同时该数据就从栈存储器中消失。
5．MRD 是读出最上段所存储的最新数据的专用指令，栈存储器内的数据不发生移动。 举例
（1）主控指令应用 梯形图：如图4-21 程序清单
LD X000 SET Y000 LD X006 MC N0 SP M100 LD X004 OUT Y001 LD Y000 OUT T1 K8000 LD X007 MC N3 SP M200 LD Y000 SET Y002 MCR N3 MCR N0 LD X005 OUT Y003 END
（2）栈指令应用 梯形图：如图4-22 程序清单：
LD X000 MPS
AND X004
图4-21 主控指令应用
OUT Y000 MRD AND X005 OUT Y001 MRD OUT Y002
MPP AND X004 MPS AND X005 OUT Y003 MPP AND X006 OUT Y004 LD X005 OR X007 ANB OUT Y005
END
（六）编程注意事项 1．程序的次序与执行顺序 （1）触点的结果与步
即使在动作相同的程控电路中，借助于触点的构成方法出可简化程序与节省程序步数。
①宜将串联电路多的电路写在上方。如图4-23的a 图。
②宜将并联多的电路写在左方。如图4-23的b 图。 （2）程序的执行顺序
对顺控程序作“自上而下”，“自左向右”处理。 2．双重输出动作及其对策 （1）双重输出动作
若在顺控程序内进行线圈的双重输出（双线圈），则后面的动作优先。
图4-24
图4-23 程序的次序
b 图
图4-25 双重输出动作
2）双重输出（双线圈）在程序方面并不违反输入，但是因为上述动作复杂，因此要按以下示例改变程序。
图4-26 双重输出线圈
3．不能编程的电路与对策
（1）桥式电路
（2）线圈的连接位置：在线圈的右侧不写触点。 （3）建议触点间的线圈后编程。 如图4-28所示：
三、典型控制电路的PLC 程序设计举例(基本指令的具体应用) 例1 电动机起动、自保持及停止控制电路的PLC 程序设计。
传统的继电器—接触器控制的电动机的起动、自保持及停止电路，按下起动按钮SB2，接触器KM 线圈得电并自锁，电动机起动运行，按下停止按钮SB1，接触器KM 线圈失电，电动机停止运行。
和继电器控制系统类似，PLC 也是由输入部分，?逻辑部分和输出部分组成。其相对应
图4-27
桥式电路变换
A
C
E
A
C
E E
A C
图4-28 编程次序
A
图4-29 电动机起保停控制电路的PLC梯形图程序
按下起动按钮SB2，X000接收外部信号置“1”，Y000置“1”并自锁，自锁的目的是当起动按钮SB2松开，X000置“0”时，Y000仍然能保持置“1”状态，使电动机连续运行。需要停车时，按下停止按钮SB1，X001常闭触电置“0”，断开Y000，使Y000置“0”，使电动机停止运行。其相应的控制梯形图如图4-29所示：
程序清单：
LD X000
OR Y000
ANI X001
OUT Y000
END
电动机起动、自保持及停止控制电路是梯形图中最典型的单元，它包含了梯形图程序的全部要素，具体体现如下几点：
1．事件：每一个梯形图支路都针对一个事件。事件用输出线圈表示，本例中为Y000。
2．事件发生的条件：梯形图支路中除了线圈外还有触点的组合，使线圈置“1”的条件即是事件发生的条件，本例中为起动按钮SB2使X000“1”。
3．事件得以延续得条件：触点组合中使线圈置“1”得以保持得条件是与X000并联得Y000自锁触点闭合。
4．使事件终止的条件：触点组合中使线圈置“1”中断的条件。本例中为停止按钮SB1使X001常闭触点断开。
例2电动机正、反转控制电路的PLC程序设计。
在例一的基础上，如果希望实现三相异步电动机的可逆运行，只需增加一个反转控制按
在梯形图设计上可以考虑选两套起—保—停电路，一个用于正转，一个用于反转，考虑正反两个接触器不能同时接通，在两个接触器的驱动支路中分别串入对方的常闭触点来达到“互锁”的目的。其相应的控制梯形图如图4-30所示：
程序清单：
LD X000 OR Y000 ANI X002 ANI Y001 ANI X001 OUT Y000 LD X001 OR Y001 ANI X002 ANI Y000 ANI X000 OUT Y001 END
例3 分频电路的PLC 程序设计
如图4-31所示是二分频电路的梯形图和时序图。
待分频的脉冲信号加在X000端，设M101和Y000的初始状态为“0”。当第一个脉冲信号的上升沿到来时，M101产生一个单脉冲（如图所示），Y000被置“1”，当M101置“0”时，Y000仍保持置“1”；当第二个脉冲信号的上升沿到来时，M101又产生一个单脉冲（如图所示），M101常闭触点断开，使Y000由“1”变“0”，当M101置“0”时，Y000仍保持置“0”直到第三个脉冲到来。当第三个脉冲到来时，重复上述过程。由此可见，X000每送两个脉冲，Y000产生一个脉冲，完成对输入信号的二分频。
程序清单：
LD X000 PLS M101 LD M101 ANI Y000 LDI M101 AND Y000 OUT Y000
图4-30 电动机正、反转控制电路的PLC 梯形图程序
图4-31 分频电路梯形图及时序图
END
4-32 定时器与计数器控制长延时电路的梯形图
例4 利用定时器与计数器设计一PLC控制的长延时电路（1000秒）。
如图4-32所示为定时器与计数器控制的梯形图。
图中，X001是定时器的定时条件，当条件满足时，定时器T1开始定时，10秒后定时器线圈输出，同时定时器T1复位、计数器C1开始计数一次。利用定时器的常闭触点，使定时器T1每隔10秒产生一个计数脉冲，当计满100次后，计数器C1线圈输出，将输出继电器Y000置“1”。X002为计数器C1的复位条件。只要复位条件满足，不管计数是否计满，随时都可以使计数器复位，体现复位优先原则。
程序清单：
LD X001
ANI T1
OUT T1
K 100
LD T1
OUT C1
K 100
LD C1
OUT Y000
LD X002
RST C1
END
例5交通灯的PLC控制梯形图设计。
十字路口南北及东西方向均设有红、黄、绿三个信号灯，六个灯以一定的时间顺序循环
根据以上分析，其梯形图可设计如图4-1
四、思考与练习题
1．熟悉各种基本指令及作用。
2．设计一五人抢答的抢答器PLC控制程序。