西门子电源代理商PLC模块

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PLC指令是什么？有哪些指令

PLC是按照用户的控制要求编写程序来进行工作的，程序的编制就是用一定的编程语言把一个控制任务描述出来。尽管国内外PLC生产厂家采用的编程语言不尽相同，但程序的表达方式基本上有4种：梯形图、指令表、逻辑功能图和语言。绝大部分PLC是使用梯形图和指令表编程。

  梯形图是一种图形语言，它沿用了传统的"继电-接触控制"中的继电器触点、线圈、串并联等术语和图形符号，而且还加进了许多功能强大而又使用灵活的指令，将微机的特点结合进去，使得编程容易。梯形图比较形象直观，对于熟悉继电器控制系统的人来说，也容易接受，世界上各生产厂家的PLC都把梯形图作为它的用户编程语言。

  所谓指令就是用英文名称的缩写字母来表达PLC各种功能的助记符号。常用的助记符语言类似于微机中的汇编语言。由指令构成的能完成控制任务的指令组合就是指令表，每一条指令一般由指令助记符和作用器件编号两部分组成。图1-8给出了用PLC实现三相异步电动机启动/停止控制的两种编程语言的表示方法。虽然不同型号的PLC，其梯形图、指令表都有些差异，使用的符号不同，但编程方法和原理却是一致的。

  图1-8 梯形图和指令表两种编程方式

  PLC指令按功能可分为基本指令和指令两大类。

  基本指令

  PLC的基本指令由基本顺序指令、基本功能指令、控制指令和比较指令4种类型指令构成。

  基本顺序指令用来执行以位(bit)为单位的逻辑操作，是继电器控制电路的基础，如ST、OT、AN、OR等指令；基本功能指令包括操作定时器TM、计数器CT和移位寄存器SR等指令；控制指令用来决定程序执行的顺序和流程，如主控指令MC和MCE、跳转指令JP和LBL、循环指令LOOP和LBL、结束指令ED等；比较指令用于数据比较，如大于(>)、等于(=)、小于(<)等。

  指令

  FP系列PLC的指令系统非常丰富，除80多条基本指令以外，还有100～200条指令，如FP1 C24以上机型有100条，FP≥有212条。将基本指令和指令结合在一起编程，从而使控制变得更加灵活方便，使PLC的功能变得更加强大。

  在FP系列的指令系统中，由于指令功能号前冠以大写字母“F”或“P”，所以一般把指令称为F指令或P指令。

  (1)指令的构成

  指令由指令功能号(F0～F374)、助记符和操作数三部分构成。指令有F 和P两种类型。F型是当触发信号闭合时，每个扫描周期都执行的指令，而P型是当检测到触发信号闭合的上升沿时执行一次，实际等效于触发信号DF指令和F型指令相串联，因此P型指令很少应用。

  指令的功能号用于输入指令。编程时，指令前应加触发信号，如图1-9所示。指令中规定的功能号和操作数【包括源操作数(S)和目的操作数(D)】取决于所用的指令。

  在编程时，如果多个指令连续使用同一个触发信号，则不必每次使用时都写出该触发信号。如图1-10所示的梯形图，第二、第三个指令的X0可以省略。

  如果指令只在触发信号的上升沿执行一次，可使用微分指令(DF)，如图1-11所示。

  (2)指令的类型

  指令的类型：①数据传输指令;②算术运算指令;③数据比较指令;④特殊指令;⑤高速计数器特殊指令。

  (3)特殊指令

  特殊指令包括并行打印输出指令、高速计数器指令、F355(PID)指令等。

  FP系列小型PLC有100～200条指令，将基本指令和指令结合在一起编程，使控制变得更加灵活、方便，使PLC的功能更加强大；指令由指令功能号(F0～F374)、助记符和操作数(源操作数S和目的操作数D)组成；指令分为数据传输指令、算术运算指令、数据比较指令、逻辑运算指令、特殊指令等。指令越多，PLC的功能越强大。

  PLC执行程序的过程分为三个阶段，即输入采样阶段、程序执行阶段、输出刷新阶段

 1．输入采样阶段

 在输入采样阶段，PLC以扫描工作方式按顺序对所有输入端的输入状态进行采样，并存入输入映象寄存器中，此时输入映象寄存器被刷新。接着进入程序处理阶段，在程序执行阶段或其它阶段，即使输入状态发生变化，输入映象寄存器的内容也不会改变，输入状态的变化只有在下一个扫描周期的输入处理阶段才能被采样到。

    2．程序执行阶段

  在程序执行阶段，PLC对程序按顺序进行扫描执行。若程序用梯形图来表示，则总是按先上后下，先左后右的顺序进行。当遇到程序跳转指令时，则根据跳转条件是否满足来决定程序是否跳转。当指令中涉及到输入、输出状态时，PLC从输入映像寄存器和元件映象寄存器中读出，根据用户程序进行运算，运算的结果再存入元件映象寄存器中。对于元件映象寄存器来说，其内容会随程序执行的过程而变化。

  3．输出刷新阶段

 当所有程序执行完毕后，进入输出处理阶段。在这一阶段里，PLC将输出映象寄存器中与输出有关的状态（输出继电器状态）转存到输出锁存器中，并通过一定方式输出，驱动外部负载。

   因此，PLC在一个扫描周期内，对输入状态的采样只在输入采样阶段进行。当PLC进入程序执行阶段后输入端将被封锁，直到下一个扫描周期的输入采样阶段才对输入状态进行重新采样。这方式称为集中采样，即在一个扫描周期内，集中一段时间对输入状态进行采样。

  在用户程序中如果对输出结果多次赋值，则后一次有效。在一个扫描周期内，只在输出刷新阶段才将输出状态从输出映象寄存器中输出，对输出接口进行刷新。在其它阶段里输出状态一直保存在输出映象寄存器中。这种方式称为集中输出。

对于小型PLC，其I/O点数较少，用户程序较短，一般采用集中采样、集中输出的工作方式，虽然在一定程度上降低了系统的响应速度，但使PLC工作时大多数时间与外部输入/输出设备隔离，从根本上提高了系统的抗干扰能力，增强了系统的可靠性。

    而对于大中型PLC，其I/O点数较多，控制功能强，用户程序较长，为提高系统响应速度，可以采用定期采样、定期输出方式，或中断输入、输出方式以及采用智能I/O接口等多种方式。

     从上述分析可知，当PLC的输入端输入信号发生变化到PLC输出端对该输入变化作出反应，需要一段时间，这种现象称为PLC输入／输出响应滞后。对一般的工业控制，这种滞后是完全允许的。应该注意的是，这种响应滞后不仅是由于PLC扫描工作方式造成，更主要是PLC输入接口的滤波环节带来的输入延迟，以及输出接口中驱动器件的动作时间带来输出延迟，同时还与程序设计有关。滞后时间是设计PLC应用系统时应注意把握的一个参数。