4 Micrologix控制器的编程指令(合).doc
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1、第4章 MicroLogix控制器根本编程指令可编程控制器PLC的编程语言通常不采用微机的编程语言,而是采用梯形图、指令表、顺序功能流程图SFC、功能块图FBD、结构文本等。其中梯形图最为常用。PLC的梯形图在形式上沿袭了传统的继电器电气控制图,是在原继电器控制系统的根底上演变而来的一种图形语言。梯形图的控制逻辑结构及工作原理与继电器逻辑控制电路十分相似。它采用“触点、“线圈或称继电器线圈、定时器、计数器及功能指令等图形符号表达输出与输入的逻辑关系,这些输入/输出可以是硬件上实际的输入/输出信号,也可以是PLC内部虚拟的输入/输出信号。这种编程语言与电路图相照应,简单、形象、直观、易编程、容易
2、掌握,是目前应用最广泛的PLC编程语言之一。梯形图编程语言的特点是:与电气操作原理图相对应,具有直观性和对应性;与原有继电器控制相一致,电气设计人员易于掌握。梯形图编程语言与原有的继电器控制的不同点是:梯形图中的能量流不是实际意义的电流,内部的继电器也不是实际存在的继电器。应用时,需要与原有继电器控制的概念区别对待。梯形图的设计应注意以下几点:1梯形图按自上而下、从左到右的顺序排列。每个继电器线圈为一个逻辑行,即一层阶梯。每一个逻辑行起于左母线,然后是触点的连接,最后终止于继电器线圈或右母线。2梯形图中每个梯级流过的不是物理电流,而是“概念电流,从左流向右,其两端没有电源。这个“概念电流只是用
3、来形象地描述用户程序执行中应满足线圈接通的条件。3输入存放器用于接收外部输入信号,而不能由PLC内部其它继电器的触点来驱动。因此,梯形图中只出现输入存放器的触点,而不出现其线圈。输出存放器那么输出程序执行结果给外部输出设备,当梯形图中的输出存放器线圈得电时,就有信号输出,但不是直接驱动输出设备,而要通过输出接口的继电器、晶体管或晶闸管才能实现。输出存放器的触点也可供内部编程使用。4在每一逻辑行中,串联触点多的支路应放在上方。如果将串联触点多的支路放在下方,那么语句增多,程序变长。4.1 PLC的存储器结构美国罗克韦尔公司的MicroLogix1200/1500系列PLC的存储器分为程序文件和数
4、据文件两局部。其中程序文件存储控制器信息、程序;数据文件存储系统输入数据、输出数据、功能指令控制参数、程序运行时的中间数据等各种各样的数据。下面对程序文件和数据文件分别进行介绍。4.1.1 程序文件程序文件用以存储控制器的根本信息和用户程序,用户程序包括主程序、中断程序和各个子程序。Micrologix1200/1500系列PLC有256个程序文件,用编号0到255表示。其中文件0存放系统信息和用户的编程信息,如处理器型号、处理器文件名等信息;文件1一般予以保存;文件2是梯形图主程序;文件3到文件255为用户自行创立的梯形图子程序和中断程序,在文件2主程序中可以通过调用指令跳转到子程序,也可以
5、通过相应中断的方法跳转到中断程序。4.1.2 数据文件可编程控制器在执行程序过程中用到的各种数据均存储在数据文件中,数据文件分为以下几种类型:输出和输入数据文件、状态文件、位文件、计时器文件、计数器文件、控制文件、整数文件和实数文件。因为数据文件的类型比拟多,为了编址方便和便于记忆,每个数据文件由一个字母和一个文件号来标识。数据文件分为系统默认和用户定义两局部。一般0到8号文件是系统建立的默认文件,其中输出文件(0号文件)、输入文件1号文件和状态文件2号文件这三个文件是固定的,不允许重新建立。下面对各个数据文件进行详细介绍。1输入和输出数据文件I:和O:输入文件存放PLC输入端各个输入点的状态
6、信息,输出文件存放PLC输出端各个点的状态信息。例如:PLC上的输入点“I/0的表示方法如下:0其中I表示是输入文件,I后面的第一个“0”是槽号,其范围与所使用的处理器有关,第二个“0”表示I/0组号,用一位八进制表示07,最后的“0”是端子号,用十六进制表示015。上面的文件信息表示:输入文件中第0槽的第0个字的第0位。当一个槽的I/O点数超过16个时,寻址位有两种表示方法:I:0.1/2与I:0/18表示的是同一个输入端点。2状态文件S2:状态文件允许用户监视、控制操作系统的工作状况。在调试程序时,可以通过设置或查看状态文件的信息帮助调试。状态文件不能被增加或删除,寻址状态文件的位和字的格
7、式为:S:e/b 各位含义同I/O文件。举例:S:1/15 元素1,位15。这是“首次扫描位,用户在程序中可以使用它来初始化指令。3位文件B3:文件3是位文件,是PLC内部的状态位,在编程时可以记录一些位信息。位文件的最大容量是256个单字元素,总计为4096位。可以通过指定元素号0255和元素内的位编号015来寻址位,也可以通过位的顺序编号直接寻址位04095。用户也可以只寻址该文件的元素。举例:B3:0/14 元素0,位14B3:12 元素12B3:/64和B3:4/0都表示位文件中的第64位即元素4中的位0。4计时器T4:每个计时器地址由一个3字元素组成,如表4-1所示:表4-1 定时器
8、控制字结构1514131211109876543210字0ENTTDN内部使用字1PRE预置值字2ACC累计值表4-1中,EN:使能位,TT:计时位,DN:完成位。举例:T4:0/13或T4:0/DN 完成位T4:0.1或T4:0.PRE 预置值T4:0.2或T4:0.ACC 累计值5计数器文件C5:每个计数器地址由一个3字元素组成,如表4-2所示:表4-2 计数器控制字结构1514131211109876543210字0CUCDDNOVUNUA内部使用字1PRE预置值字2ACC累计值表4-2中,CU:加计数使能位 CD:减计数使能位 DN:完成位 OV:上溢出位 UN:下溢出位 UA:更新累
9、计值位只用于固定式控制器的HSC指令。举例:C5:0/13或C5:0/DN 完成位C5:0.1或C5:0.PRE 预置值C5:0.2或C5:0.ACC 累计值6控制文件R6:控制文件是3字元素,各字含义如表4-3所示。位移、顺序器指令都用到控制文件。表4-3 控制文件结构1514131211109876543210字0ENEUDNEMERULINFD错误代码字1位阵列或文件的长度LEN字2位指针或位置POS举例:R6:2 元素2R6:0/15或R6:0/EN 使能位R6:0/13或R6:0/DN 完成位R6:0.1或R6:0.LEN 长度值 7整数文件N7:整数文件是1字元素,可以寻址到元素和
10、位。根据程序的需要来使用整数文件地址。整数文件的数值范围是:-32768到+32767。举例:N7:2 元素2N7:2/8 元素2,位88浮点文件(F8:)浮点文件中每个数据在存储器中占2个字,数据长度是32个位,浮点数的范围是:-3.4028E-38到+E+38。举例:F8:2 元素24.2 位指令罗克韦尔自动化公司的PLC种类较多,不同PLC支持的指令稍有不同,但根本指令都是相同的。根本指令是根底,初学者必须深刻理解根本指令。本节首先介绍位指令。位指令用于监视或控制数据文件中位的状态,如输入位、输出位、内部标志位和计数器、计时器、控制字的状态位等,多用于开关量逻辑控制中。Micrologi
11、x1500控制器的位指令及其功能见表4-4。表4-4 位指令及其功能助记符名称功能XIC检查是否已闭合检查某一位是否为1ON状态XIO检查是否已断开检查某一位是否为0OFF状态OTE输出鼓励梯级条件为真时,将某位置1ON状态,非保持型OTL输出锁存梯级条件为真时,将某位置1ON状态,保持型OTU输出解锁梯级条件为真时,将某位置0OFF状态,保持型ONS一次响应梯级条件由假变为真时,使梯级条件保持为真一个扫描周期OSR上升沿单触发梯级条件由假变为真时,上升沿动作,只产生一个扫描周期的正脉冲信号OSF下降沿单触发梯级条件由真变为假时,下降沿动作,只产生一个扫描周期的正脉冲信号1检查闭合XICXIC
12、指令的梯形图符号表示为:XIC是一条输入指令,用于检查寻址位是否为1导通状态,ON。当指令执行时,如果该寻址位是1导通状态,ON,那么指令被赋值为真;如果该寻址位是0断开状态,OFF,那么指令被赋值为假。2检查断开XIOXIO指令的梯形图符号表示为:XIO是一条输入指令,用于检查该寻址位是否为0断开状态,OFF。当指令执行时,如果该寻址位是0断开状态,OFF,那么指令被赋值为真;如果该寻址位是1导通状态,ON,那么指令被赋值为假。3输出鼓励OTEOTE输出鼓励的梯形图符号表示为:OTE是一条非保持型输出指令,OTE指令由它前面的输入指令控制。如果OTE指令前面的梯级条件为真,该寻址位导通,OT
13、E指令前面的梯级条件为假,该寻址位断开。例如,在图4-1中,第一条梯形图程序表示:当PLC的输入点1为ON导通时,梯级条件成立,执行后面的输出指令,PLC的输出点1为ON(导通);当PLC的输入点1为OFF断开时,梯级条件不成立,不执行后面的输出指令,PLC的输出点1为OFF(断开);第二条梯形图程序表示:当PLC的输入点2为ON导通时,梯级条件不成立,不执行后面的输出指令,PLC的输出点2为OFF(断开);当PLC的输入点2为OFF断开时,梯级条件成立,执行后面的输出指令,PLC的输出点2为ON(导通)。图4-1中梯形图程序实现的功能是:PLC输入点1导通时,输出点1立即导通。输入点1断开时
14、,输出点1立即断开。PLC输入点2导通时,输出点2立即断开。输入点2断开时,输出点2立即导通。图4-1 OTE指令应用举例4输出锁存指令OTL和输出解锁指令OTUOTL指令和OTU指令的梯形图符号分别表示为:OTL指令和OTU指令是保持型输出指令,一般这两条指令成对使用。当OTL指令前面的梯级条件成立时,执行OTL指令,将该寻址位变为ON状态,随后如果OTL指令前面的梯级条件变为不成立,这时该位仍然保持锁存状态ON状态。当OTU指令前面的梯级条件成立时,执行OTU指令,将该寻址位变为OFF状态,随后如果OTU指令前面的梯级条件变为不成立,这时该位仍然保持解锁状态OFF状态。例如,在图4-2的第
15、一条梯形图程序中,如果PLC的输入点1是导通ON状态,梯级条件成立,那么执行输出锁存指令,将PLC的输出点1锁存为导通ON状态,这时,如果前面的输入点1变为断开OFF状态,输出点1仍然被锁存,保持为ON状态,直到后面的解锁指令被执行后,才能变为OFF断开状态;在第二条梯形图程序中,如果PLC的输入点2是导通ON状态,那么执行输出解锁指令,将PLC的输出点1解锁,使之为OFF断开状态,并一直保持下去,直到锁存指令被再次执行。图4-2中梯形图程序实现的功能是:当PLC输入点1导通时,输出点1立即导通,当输入点1由导通变为关断时,输出点1仍然保持导通;输入点2导通时,输出点1处于关断状态,输入点2由
16、导通变到关断时,输出点1仍然保持关断状态。图4-2 OTL和OTU指令的应用举例5一次响应指令ONSONS指令的梯形图符号表示为:ONS属输入指令。当程序中ONS指令所在梯级条件由假到真变化时,它的指令逻辑为真,但只保持一个扫描周期。使用ONS指令可启动由按钮触发的事件。ONS指令中有一个位地址参数,此地址可以是位文件或整数文件地址如B3:0/3,N7:0/1等。该位自动存储了ONS指令所在梯级条件为真那么存储1,为假那么存储0。ONS的功能相当于限制所在梯级的输出。当输入条件由假变真时,它使输出为1且只保持一个扫描周期,在以后连续的扫描中输出为0,直到输入再次由假到真跳变。例如,在图4-3第
17、一条梯形图程序中,当输入点1由OFF状态变为ON导通状态时,ONS响应,保持一个扫描周期的ON导通状态,在这一个扫描周期中,后面两个输出指令的梯级条件为真,这时输出点1变为ON导通状态,但只能保持一个扫描周期;同时输出点2被锁存为ON导通状态,因为输出点2被锁存,所以其导通状态可以被一直保持下去。一个扫描周期非常短暂,输出点1的ON导通状态不能被观察到。ONS中的位参数B3:0/1记录了ONS所在梯级的条件,当梯级条件为真输入点1为ON导通时,其值也为真,等于1;当梯级条件为假,其值也为假,等于0。借助第二条梯形图程序,通过输出点3的通断情况,可以观察出B3:0/1的状态。图4-3中梯形图程序
18、实现的功能是:当PLC输入点1导通时,输出点1、输出点2和输出点3立即导通,但输出点1和输出点3只保持一个扫描周期的导通状态,所以很难观察到它的导通;输入点1关断时,输出点2保持导通状态不变。图4-3 ONS指令的应用举例6上升沿一次响应指令OSROSR指令的梯形图符号表示为:OSR属瞬时输出指令,输出只能保持一个扫描周期的ON状态。当OSR指令所在梯级条件由假到真变化时,在输出位Output Bit产生一个周期正脉冲即“上升沿动作类型。存储位Storage Bit中自动存储了OSR指令所在阶梯的梯级条件为真那么存储1,为假那么存储0。7下降沿一次响应指令OSFOSF指令的梯形图符号表示为:O
19、SF属瞬时输出指令,输出只能保持一个扫描周期的ON状态。当OSF指令所在梯级条件由真到假变化时,在输出位Output Bit产生一个周期正脉冲即“下降沿动作类型。存储位Storage Bit中自动存储了OSF指令所在阶梯的梯级条件为真那么存储1,为假那么存储0。OSR和OSF都是非保持型的,ON的状态只保持一个扫描周期,两者的区别是:OSR指令是上升沿触发,OSF指令是下降沿触发。例如,在图4-4第一行梯形图程序中,当梯级条件由OFF断开状态变为ON导通状态时,OSR指令执行,在其输出位B3:0/1中存储一个扫描周期的正脉冲信号;当梯级条件由ON导通状态变为OFF断开状态时,OSF指令执行,在
20、其输出位B3:0/3中存储一个扫描周期的正脉冲信号;在第二行梯形图程序中,梯级条件是OSR指令的输出位B3:0/1,该位为ON导通时,两个输出指令执行,输出点1被置ON状态,没有被锁存,不能保持,调试时不能观察到其置ON导通的状态;输出点2也被置ON状态,被锁存,当梯级条件为假时,可以保持,调试时可以观察到其置ON导通的状态。在第三行梯形图程序中,梯级条件是OSF指令的输出位B3:0/3,该位为ON导通时,两个输出指令执行,输出点3被置ON状态,没有被锁存,不能保持,调试时不能观察到其置ON导通的状态;输出点4也被置ON状态,被锁存,当梯级条件为假时,可以保持,调试时可以观察到其置ON导通的状
21、态。在第四行梯形图程序中,梯级条件是OSR的存储位B3:0/0和OSF的存储位B3:0/2,当两个位均为ON导通状态时,梯级条件成立,执行输出指令,输出点5为导通ON状态。调试时,可以观察到,第一行梯形图程序的梯级条件为真,这两个存储位也为真;梯级条件为假,这两个存储位也为假。在图4-4梯形图程序中,当PLC输入点1导通时,输出点1、输出点2和输出点5立即导通,但输出点1只保持一个扫描周期的导通状态,无法观察到;当输入点1关断时,输出点5立即关断,输出点3和输出点4立即导通,但输出点3也只保持一个扫描周期的导通状态,所以无法观察到。图4-4 OSR和OSF指令的应用举例8位指令应用实例例1:起
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