第三章PLC程序設計基礎3.1PLC的編程語言與程序結構3.1.1可編程控制器的編程語言IEC中的PLC編程語言標準中有五種編程語言：梯形圖語句表功能塊圖順序功能圖結構文本。

1.梯形圖編程語言（1）常開觸點：—||—（2）常閉觸點：—|/|—

觸點代表邏輯“輸入”條件。如開關、按鈕等閉合或打開動作，或者內部條件。（3）線圈：（）（4）功能框：線圈代表邏輯“輸出”結果。如燈的亮滅、電動機的啟動停止，中間繼電器的動作，或者內部輸出條件。功能框代表附加指令。如定時器、計數器、功能指令或數學運算指令等。（1）梯形圖按行從上至下編寫，每一行從左往右順序編寫。PLC程序執行順序與梯形圖的編寫順序一致。（2）圖左邊垂直線稱為起始母線。每一邏輯行必須從起始母線開始畫起，終止于繼電器線圈。（3）梯形圖的起始母線與線圈之間一定要有觸點。（4）程序也分為一個個的網絡段，這樣可方便地實現梯形圖與語句表編程語言進行轉換及程序的注釋。

梯形圖的編程格式梯形圖的例子例1：例2：使用編程軟件編寫梯形圖程序的例子

語句表編程語言的基本構成為指令助記符+操作數。如LDI0.0，LD為指令助記符，表示具體需要完成的功能；I0.0為操作數，表示被操作的內容。指令表屬于文本形式的編程語言，和匯編語言類似，可以解決梯形圖指令不易解決的問題，適用于對PLC和邏輯編程的有經驗程序員。2.語句表編程語言編程軟件可實現梯形圖與語句表程序的自動轉換語句表的程序例子：使用編程軟件編寫編輯語句表程序的例子3.1.2S7-200的程序結構S7-200的程序由主程序、子程序和中斷程序組成。1．主程序：每次掃描都要執行主程序。每個項目都必須且只能有一個主程序（OB1）。2．子程序：可以多次調用，簡化程序代碼、減少掃描時間、容易移植到別的項目。3．中斷程序：在中斷事件發生時由PLC的操作系統調用。

位邏輯指令屬于基本邏輯控制指令，是專門針對位邏輯量進行處理的指令。位邏輯指令包括觸點指令、線圈驅動指令、置位/復位指令、正/負跳變指令和堆棧指令等。3.2位邏輯指令1.LD（裝載）、LDN（非裝載）、=（線圈驅動）指令

（1）指令格式名

稱裝

載非

裝

載線圈驅動指令LDLDN=指令表格式LDbitLDNbit=bit梯形圖格式3.2.1位操作指令（2）

指令功能LD

裝載指令，常開觸點與母線相連，開始一個網絡塊中的邏輯運算。LDN非裝載指令，常閉觸點與母線相連，開始一個網絡塊中的邏輯運算。=

線圈驅動指令。（3）指令應用舉例梯形圖指令表邏輯時序圖(1)當I0.0閉合時，輸出線圈Q0.0接通。(2)當I0.1斷開時，輸出線圈Q0.1和內部輔助線圈M0.0接通。2.S（置位）、R（復位）指令

（1）

指令格式

名

稱置

位復

位指令SR指令表格式Sbit，NRbit，N梯形圖格式

（2）

指令功能S置位指令，將操作數中定義的N個位邏輯量強制置1。R復位指令，將操作數中定義的N個位邏輯量強制置0。

（3）指令應用舉例梯形圖指令表邏輯時序圖(1)S、R指令中的2表示從指定的Q0.0開始的兩個觸點，即Q0.0與Q0.1。(2)在檢測到I0.0閉合的上升沿時，輸出線圈Q0.0、Q0.1被置為1，并保持，而不論I0.0為何種狀態。(3)在檢測到I0.1閉合上升沿時，輸出線圈Q0.0、Q0.1被復位為0，并保持，而不論I0.0為何種狀態。3．RS（復位優先鎖存）、SR（復位優先鎖存）指令（1）

指令格式名稱復位優先鎖存器置位優先鎖存器指令RSSR梯形圖格式（2）

指令功能

RS復位優先鎖存器，當置位信號和復位信號都有效時，復位信號優先，輸出線圈不接通。

SR置位優先鎖存器，當置位信號和復位信號都有效時，置位信號優先，輸出線圈接通。

（3）指令應用舉例梯形圖指令表邏輯時序圖

(1)RS、SR指令均為鎖存器，一個復位優先，一個置位優先。S連接置位輸入，R連接復位輸入。一旦輸出線圈被置位，則保持置位狀態直到復位輸入接通。(2)置位、復位輸入均以高電平狀態有效。(3)RS、SR指令只有梯形圖格式，而無指令表格式。3.2.2位邏輯運算指令

1.A(與)、AN(與非)指令

（1）指令格式

名稱與非與指令AAN指令表AbitANbit梯形圖2)指令功能A單個常開觸點串聯連接指令，執行邏輯與運算。AN單個常閉觸點串聯連接指令，執行邏輯與運算。

2.O(或)、ON(非或)指令

（1）指令格式

名

稱或非

或指令OON指令表ObitONbit梯形圖（2）指令功能O單個常開觸點并聯連接指令，執行邏輯或運算。ON單個常閉觸點并聯連接指令，執行邏輯或運算。（3）指令應用舉例

(1)I0.0與I0.1執行相與的邏輯運算。在I0.0與I0.1均閉合時，線圈Q0.0接通；I0.0與I0.1中只要有一個不閉合，線圈Q0.0不能接通。

(2)I0.2與常閉觸點I0.3執行相與的邏輯運算。在I0.2閉合，I0.3斷開時，線圈Q0.1接通；若I0.2斷開或I0.3閉合，則線圈Q0.1不能接通。

（3）指令應用舉例

(1)I0.0與I0.1執行相或的邏輯運算。在I0.0與I0.1任意一個閉合時，線圈Q0.0接通；I0.0與I0.1均不閉合，線圈Q0.0不能接通。(2)I0.2與常閉觸點I0.3執行相或的邏輯運算。在I0.2閉合或I0.3斷開時，線圈Q0.1接通；若I0.2斷開，同時I0.3閉合，則線圈Q0.1不能接通。3.

NOT（非）指令（1）指令格式名

稱非

運

算指令NOT指令表格式NOT梯形圖格式（2）指令功能NOT非運算指令，可將該指令處的運算結果取反。（3）

指令應用舉例4.

ALD(指令塊與)、OLD(指令塊或)指令（1）指令功能ALD實現多個指令塊的“與”運算。OLD實現多個指令塊的“或”運算。指令塊：兩個以上的觸點經過并聯或串聯后組成的結構。指令塊的“與”和“或”指令塊1指令塊2例1：例2：5.LPS(邏輯進棧)、LRD(邏輯讀棧)、LPP(邏輯出棧)和LDS(邏輯批量進棧)指令

S7-200系列PLC提供了一個9層的位堆棧來處理所有的邏輯操作，棧頂用于存儲當前邏輯運算的結果，下面是8位的棧空間。堆棧中一般按照“先進后出”的原則進行操作，每一次進行入棧操作，新值放入棧頂，棧底值丟失；每一次進行出棧操作，棧頂值彈出，棧底值補入隨機數。3.2.2位邏輯指令編程舉例例14組搶答器設計控制要求1：設計一個4組搶答器，任一組搶先按下搶答按鈕后，對應指示燈指示搶答結果，同時鎖定搶答器，使其他組搶答按鈕無效。在按下復位開關后，可重新開始搶答。(1)I/O分配：解：輸入觸點功能說明輸出線圈功能說明I0.1第一組搶答按鈕Q0.1第一組搶答指示燈I0.2第二組搶答按鈕Q0.2第二組搶答指示燈I0.3第三組搶答按鈕Q0.3第三組搶答指示燈I0.4第四組搶答按鈕Q0.4第四組搶答指示燈I0.5復位按鈕

(2)

要點分析。1）由于搶答按鈕一般均為非自鎖按鈕，為保持搶答輸出結果，就需要輸出線圈所帶觸點并聯在輸入觸點上，實現自鎖功能。2）要實現一組搶答后，其他組不能再搶答的功能，就需要在其他組控制線路中串聯本組輸入觸點或輸出線圈的常閉觸點，從而形成互鎖關系。(3)

編制程序Q0.2Q0.3Q0.4Q0.5Q0.1Q0.3例2.多地控制電機要求：實現在3個地方對一臺電機的啟動與停止控制。(1)I/O分配：輸入觸點功能說明輸出線圈功能說明I0.0A地點啟動按鈕Q0.1電動機控制輸出I0.1A地點停止按鈕I0.2B地點啟動按鈕I0.3B地點停止按鈕I0.4C地點啟動按鈕I0.5C地點停止按鈕(2)

要點分析1）首先要考慮一個地點對電機的啟動與停止控制。以

A

地為例做出控制程序

2）其次考慮如何使3個啟動按鈕和3個停止按鈕都起作用。在本例中，若要3個啟動按鈕都起作用，必須將其并聯；3個停止按鈕都起作用，必須將其串聯。

例3.

水箱自動儲水控制系統

控制要求：如圖所示儲水箱，由電磁閥控制進水。當水位低于下限位時，電磁閥Y打開進水。當水位高于上限位時，電磁閥Y關閉。下限位傳感器為S1，水位低于S1時，S1閉合；水位高于S1時，S1斷開。上限位傳感器為S2，水位高于S2時，S2閉合；水位低于S2時，S2斷開。

(1)I/O分配輸入觸點功能說明輸出線圈功能說明I0.0下限位傳感器S1Q0.0電磁閥YI0.1上限位傳感器

S2

(2)

編制程序（3）畫出PLC連接電路圖常開觸點常閉觸點參考：編程軟件STEP7-Micro/WIN32簡介STEP7-Micro/WIN32是運行在計算機Windows系統環境下的SIMATICS7-200系列PLC的編程軟件，其功能強大，容易掌握和使用。通過PC/PPI編程電纜連接計算機的RS-232串口和PLC的RS-485通信接口后，編程軟件就可以向PLC下載或從PLC上載應用程序及對PLC進行調試。STEP7-Micro/WIN32編程軟件的系統菜單和工具欄可提供各種功能，指令樹列出了整個程序編輯所涉及資源。包括所有的程序塊、符號表、狀態圖、數據塊、通信塊等，還列出了所有可用指令。在程序編輯區，可打開相關的各種窗口，進行程序編輯。程序編輯窗口指令樹導航條輸出窗口變量表程序編輯窗口指令樹導航條輸出窗口變量表編程軟件具體功能如下：(1)可以用梯形圖(LAD，LadderDiagram)、指令表(STL，StatementList)和功能塊圖(FBD，FunctionBlockDiagram)編程，并且可以實現它們之間的轉換。(2)可以對編程元件定義符號名稱和分配絕對地址，增加程序的可讀性。(3)支持三角函數，開方，對數運算功能。(4)具有易于使用的組態向導，用于TD200文本顯示器、PID控制器、CPU間數據傳輸的通信功能、高速計數器的組態。(5)對CPU硬件設置，如擴展模塊的組態、輸入延時、實時時鐘設置、口令設置、CPU保持區組態、通信系統的網絡地址設置。(6)可以將STEP7-Micro/WIN正在處理的