电气控制与PLC 技术
主讲：刘洋洋
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基本逻辑指令（五）
掌握MC、MCR指令功能
F X2N系列P L C
MC、MCR
MC：主控开始指令; MCR：主控复位指令。
功能：当触发信号接通时，执行MC和MCR之间的指令。
LD X000
MC N0 M0
LD X001
OUT Y000
LD X002
OUT Y001
MCR N0
MC、MCR 主控指令可嵌套使用，
最大级数8级(N7)。有嵌套
结构时，嵌套级N的编号按
顺序增大
(NO→N1→N2→N3→N
4→N5→N6→N7)，返回
时则从大到小退出主控结
构。
当预置触发信号为OFF时，MC和MCR之间的指令操作数状态：状态断开：通用定时器、用OUT指令驱动的软元件。
MC、MCR
当预置触发信号为OFF时，MC和MCR之间的指令操作数状态：
状态保持：累积定时器、计数器、用置位和复位指令驱动的软元件。
MC、MCR
第二章基本逻辑指令说明及应用
●软元件为Y和一般M的程序步为1，S和特殊辅助继电器M的程序步 为2，定时器T的程序步为3，计数器C的程序步为3－5。 ●软元件为Y和一般M的程序步为1，S和特殊辅助继电器M、定时器T、 计数器C的程序步为2，数据寄存器D以及变址寄存器V和Z的程序 指令解说 ●LD,LDI,LDP,LDF指令将触点连接到母线上。多个分支用ANB,ORB时 也使用。 ●LDP指令在上升沿（软元件由OFF到ON变化时）接通一个周期；LDF 指令在下降沿（软元件由ON到OFF变化时）接通一个周期。 ●LD,LDI,LDP,LDF指令的重复使用次数在8次以下。即与后面的 ANB,ORB指令使用时串并连使用的最多次数为8个。 ●软元件为Y和一般M的程序步为1，S和特殊辅助继电器M的程序步 为2，定时器T的程序步为3，计数器C的程序步为3－5。 ●OUT指令各种软元件的线圈驱动，但对输入继电器不能使用。并列的 OUT可多次连续使用。 ●OUT指令驱动计数器时，当前 面的线圈从ON变成OFF，或者 是从OFF变成ON时，计数器 才加一。 编程示例 0 LD X000 1 OUT Y000
2 OUT C0 K10 5 LDI X001 6 OUT Y001 7 OUT T0 K100 10 LD C0 11 OUT Y002 12 LD T0 13 OUT Y003 14 LDP X002 16 OUT M2 17 LDF X003 19 OUT M3 20 END ●用LD,LDI,LDP,LDF指令与母线连接。输出使用OUT指令驱动线圈。 ●使用OUT指令驱动定时器的计时线圈或者计数器的计数线圈时，必须 设定定时和计数的时间和计数的值，可以是常数K，或者由数据寄存器 间接指定数值。 ●每个程序结束必须要有END指令，关于END指令详见后面的END指 令介绍。 指令解说 ●AND,ANI,ANDP,ANDF指令只能串接一个触点，两个以上的并联回路串 联时使用后面的ANB指令。串联次数不受限制。 ●ANDP,ANDF指令在上升沿（即软元件由ON到OFF变化时）和下降沿 即（软元件由OFF到ON变化时）接通一个周期。 编程示例
例1：三相交流异步电动机点动运行控制 有一台三相交流异步电动机M，其运行由交流接触器KM控制。 当按下按钮SB1时，接触器KM线圈通电，其主触点闭合，电动机M转动；当松开按钮SB1时，接触器KM线圈失电，其主触点断开，电动机M停止转动。 为了保护电动机M，控制电路中设立了热保护继电器FR。当电动机M过载时，热保护继电器FR动作，接触器KM线圈失电，其主触点断开，电动机M停止转动。 例2：三相交流异步电动机启动、停止控制 有一台三相交流异步电动机M，其运行由交流接触器KM控制。 当按下启动按钮SB2时，接触器KM线圈通电，其主触点闭合，电动机M转动；当按下停止按钮SB1时，接触器KM线圈失电，其主触点断开，电动机M停止转动。 为了保护电动机M，控制电路中设立了热保护继电器FR。当电动机M过载时，热保护继电器FR动作，接触器KM线圈失电，其主触点断开，电动机M停止转动。 例3：三相交流异步电动机点动及连续运行控制 有一台三相交流异步电动机M，其运行由交流接触器KM控制。
当按下点动按钮SB1时，接触器KM线圈通电，其主触点闭合，电动机M转动；当松开SB1时，接触器KM线圈失电，其主触点断开，电动机M停止转动。 当按下连续运行按钮SB2时，接触器KM线圈通电，其主触点闭合，电动机M转动；当松开SB2时，接触器KM线圈仍旧通电，其主触点闭合，电动机M保持转动状态，直至按下停止按钮SB3或SB1。 当按下停止按钮SB3时，接触器KM线圈失电，其主触点断开，电动机M停止转动。 为了保护电动机M，控制电路中设立了热保护继电器FR。当电动机M过载时，热保护继电器FR动作，接触器KM线圈失电，其主触点断开，电动机M停止转动。 例4：三相交流异步电动机正、反转及停止控制（1） 有一台三相交流异步电动机M，可以正转也可以反转，其转动方向由交流接触器KM1和KM2控制。 在电动机停止的情况下，当按下正向启动按钮SB1时，接触器KM1线圈通电，其主触点闭合，电动机M正向旋转，直至按下停止按钮SB3，接触器KM1线圈失电，其主触点断开，电动机M停止转动。 在电动正向运转的过程中，如果按下反向启动按钮SB2，电动机并不会反向运转，只有在电动机M停止后，才能够反向启动并运转，其运转由KM2控制实现，动作方式类似于KM1。在电动机M反向运转过程中，按下正向启动按钮SB1，效果相同。 为了保护电动机M，控制电路中设立了热保护继电器FR。当电动机M过载时，热保护继电器FR动作，接触器KM1和KM2线圈失电，其主触点断开，电动机M停止转动。 例5：三相交流异步电动机正、反转及停止控制（2） 有一台三相交流异步电动机M，可以正转也可以反转，其转动方向由交流接触器KM1和KM2控制。 在电动机停止的情况下，当按下正向启动按钮SB1时，接触器KM1线圈通电，KM1主触点闭合，电动机M正向旋转，直至按下停止按钮SB3，接触器KM1线圈失电，其主触点断开，电动机M停止转动。 在电动正向运转的过程中，如果按下反向启动按钮SB2，接触器KM1线圈立即失电，KM1主触点断开，同时接触器KM2线圈通电，KM2主触点闭合，电动机立即反向运转。
第3章 基本逻辑指令教学目标
3.1 概述 基本逻辑指令在语句表语言中是指对位存储单元的简单逻辑运算，在梯形图中是指对触点的简单连接和对标准线圈的输出。 语句表编程语言用指令助记符创建控制程序，它是一种面向具体机器的语言，可被PLC直接执行，一般来说，语句表语言更适合于熟悉可编程序控制器和逻辑编程方面有经验的编程人员。用这种语言可以编写出用梯形图或功能框图无法实现的程序，但利用语句表时进行位运算时需要考虑主机的内部存储结构。 S7-1200 PLC基本逻辑指令主要包括位逻辑指令、定时器指令、计数器指令、比较指令、数学指令、移动指令、转换指令、程序控制指令、逻辑运算指令以及移位和循环移位指令等。 3.2 PLC 的基本逻辑指令 3.2.1位逻辑指令
3.2.1.1 触点指令及线圈指令 1、常开触点与常闭触点 常开触点（见表3-2）在指定的位为1状态（0N）时闭合，为0状态（OFF）时断开。常闭触点在指定的位为1状态时断开，为0状态是闭合。 表3-2 位逻辑指令 指 令 2、NOT取反触点 NOT触点用来转换能流动输入的逻辑状态。如果没有能流流入NOT触点，则有能流流出（见图3-3a）。如果有能流流入NOT触点，则没有能流流出（见图3-3b）。 （a） （b） 图3-3 NOT触点 3、输出线圈
线圈输出指令系统将线圈的状态写入指定的地址，线圈通电时写入1，断电时写入0如果是Q区的地址，CPU将输出的值传送给对应的过程映像输出。在RUN模式，CPU不停地扫描输入信号，根据用户程序的逻辑处理输入状态，通过向过程映像输出寄存器写入新的输出状态值来作出响应。在写输出阶段，CPU将存储在过程殃像寄存器中的新的输出状态传送给对应的输出电路。 可以用Q0.0:P的线圈将位数据值立即写入过程映像输出 Q0.0，同时直接写给对应的物理输出点。 反相输出线圈中间有“/”符号，如果有能流流过M4.1的反相输出线圈（见图3-4a），则M10.0的输出位为0状态，其常升触点断开（见图3-4b），反之M10.0的输出位为1状态，其常开触点闭合。 （a） （b） 圈3-4 反相输出线圈 3.2.2 其他位逻辑指令 1、置位复位指令 S(Set，置位或置1)指令将指定的地址位置位（变为l状态并保持）。 R（Reset，复位或置O）指令将指定的地址位复位（变为O状态并保持）。 置位指令与复位指令最主要的特点是有记忆和保持功能。如果图3-5中I0.0的常开触点闭合，Q0.0变为1状态并保持该状态。即使I0.0的常开触点断开，Q0.0也仍然保持l状态（见图3-6中波形图）。在程序状态中，用Q0.0的S和R线圈连续的绿色圆弧和
实验一、基本逻辑指令实验 一、实验目的: 1、掌握可编程序控制器的操作方法。 2、熟悉基本指令以及实验设备的使用方法。 二、实验设备: 1. OMRON可编程序控制器 2. OMRON编程软件 三、实验任务: 使用OMRON可编程序控制器和OMRON编程软件按照下面给出的控制要求编写梯形图程序, 输入到可编程序控制器中运行,根据运行情况进行调试、修改程序,直到通过为止。 1、走廊灯两地控制 根据控制要求分配I/O触点，设计梯形图程序，实现走廊灯两地控制。 输入：走廊开关S1、走廊开关S1； 输出：电灯开关K。 2、电机正反转控制 根据控制要求分配I/O触点，设计梯形图程序，实现电机正反转控制。 输入：启动/停止开关S1、正反转开关S2； 输出：电机正转开关K1、电机反转开关K2； 四、实验内容: 1、了解OMRON PLC的结构与接线：包括电源模块、CPU模块、I/O扩展模块等;I/O 模块的地址分配、内部辅助节点的地址分配； 2、学习PLC编程软件的使用：建立项目并设置PLC、输入梯形图或语句、编译、下载、调试； 3、根据给定实验题目设计梯形图，上机实现程序功能。 （OMRON编程软件参考资料：可查阅学校图书馆-电子资源-镜象站点-超星数字图书-谢克
明可编程控制器原理与程序设计） 五、OMRON PLC简介 1、结构：PLC型号CQM1H，CPU类型：CPU51 本实验装置基本组成：电源模块、CPU模块、输入模块（16点），输出模块（16点） 2、I/O地址分配 CQM1H数据区通道号分配 六、OMRON CX-P软件简介 使用CX—P软件开发一个PLC程序的步骤如下： (1)启动CX—P软件； (2)建立CX—P软件与PLC之间的连接(选择设备类型为CQM1H：设置CPU类型为： CPU51) (3)编辑梯形图或助记符程序。 (4)通过编译程序检查程序的错误。 (5)使PLC处于在线状态。 (6)将没有错误的程序下载到PLC中。
第1节基本逻辑指令 学案3 使用班级：姓名：制作人：孙英 学习目标： 1、掌握电路块的并联连接、串联连接指令的助记符、功能、梯形图表示 2、会梯形图、指令表正确转换 知识梳理 一、填一填 二、使用说明 ORB指令使用说明 （1）两个或两个以上的触点串联连接的电路称为“”，当并联连接“”时，在支路起点要用、指令，而在该支路终点要用指令。 （2）ORB指令操作目标元件。 （3）两种使用方法：一种是在要并联的两个块电路后面加ORB指令，即使用ORB指令，其并联电路块的个数；一种是使用ORB指令，集中使用ORB的次数不允许超过次。所以不推荐集中使用ORB指令的这种编程方法。 （4）程序步为步。 练一练： 1、在FX2N系统PLC的基本指令中，（）指令无操作元件的。 A OR B ORI C ORB D OUT 2、用于电路块并联的指令是（）。 A AND B ANB C ANDP D ANDF
3、集中使用ORB指令的次数不超过多少次？（）。 A、5 B、7 C、8 D、10 4、串联电路块并联连接时，分支的结束用（）指令。 A AND/ANI B OR/ORI CORB DANB 5、梯形图转换成指令表（写出两种使用方法） ANB指令使用说明 （1）两个或两个以上的触点并联连接的电路称为“”。将“”与前面电路串联连接时，梯形图分支的起点用或指令，在并联电路块结束后使用指令。 （2）ANB 操作目标元件。 （3）两种使用方法：分散使用ANB指令，其串联电路块的个数没有限制；集中使用中ANB指令的次数不允许超过次。 （4）程序步为步。 练一练： 1、用于电路块串联的指令是（） A AND B ANB C ANDP D ANDF 2、ANB指令在梯形图中用来实现（） A 串联单个触点B并联单个触点 C 串联“并联电路块”D并联“串联电路块” 3、关于电路块指令，下列说法错误的是（） A ANB用于并联电路块的串联 B ORB用于串联电路块的并联 C ANB ORB指令均无操作数 D ANB ORB指令不占程序步 4、在PLC梯形图编程中，两个或两个以上的触点并联连接的电路称为（）。 A 串联电路 B 并联电路 C 串联电路块 D 并联电路块 5、在PLC编程时，一个电路块的块首可以用的指令为（） A AND B ANB C ORB D LDI
S7-200系列的基本逻辑指令 S7-200系列的基本逻辑指令与FX系列和CPM1A系列基本逻辑指令大体相似，编程和梯形图表达方式也相差不多，这里列表表示S7-200系列的基本逻辑指令 S7-200系列PLC的比较指令 在SIEMENS S7-200的编程软件STEP-7中，有专门的比较指令：IN1与IN2比较，比较的数据类型可以是B（字节）、I（W）（字整数）、D（双字整数）、R（实数），即字节、字整数、双字整数和实数；还可以有其他的比较式：>、<、≥、≤、<>等等。当满足比较等式，则该触点闭合。 【Byte 字节,8位元组；Integer 整数,Word 字；Double 双，两倍的；Real 实数编者注tuo】 与LMODSOFT指令对照：在LMODSOFT中，没有直接的数的比较指令，但SUB指令可以通过其执行减法功能后的三个输出端的状态实现整数的比较功能。 若与LMODSOFT 中的SUB指令对应，则在STEP-7中应有三个比较指令： >、=、< 来分别对应SUB 指令的三个输出；若还要对应≥、≤、或<>，则根据SUB指令三个输出端的不同组合，均可找到对应的比较指令。 比如：①（30007）＞（40030） ②（30007）=（40030） ③ （30007）＜（40030）
①＋②（30007）≥ ②＋③（30007）≤（40030） ①＋③（30007）＜＞（40030） S7-200系列PLC的定时器指令 类型、编号及分辨率 TON——接通延时 TONR——有记忆接通延时 TOF——断开延时 3种分辨率（时基）：1ms、10ms、100ms——分别对应不同的定时器号 定时器6个要素： 指令格式（时基、编号等）预置值——PT 使能——IN 复位——3种定时器不同 当前值——Txxx 定时器状态（位）——可由触点显示 定时值=时基×预置值PT。由于定时器的计时间隔与程序的扫描周期并不同步，定时器可能在其时基（1ms、10ms、100ms）内任何时间启动，所以，未避免计时时间丢失，一般要求设置PT预置值必须大于最小需要的时间间隔。例如：使用10ms时基定时器实现140ms延时（时间间隔），则PT应设置为15 （10ms×15=150ms）。 2）功能 （1）接通延时定时器TON——一般用于单一时间间隔的定时 指令格式：见图，编号与分辨率及定时器类型有关。（见教材P221：Fig8-3-3a）使能：——IN：I2.0 =“1” 当前值——T33，当在线（Online）时，此处显示当前值 预置值——PT=3，即定时时间=10ms×3=30ms 复位——IN：I2.0 = “0”
实验三PLC基本逻辑指令编程练习 【实验目的】 （1）熟悉PLC，了解S7-200系列输入、输出地址编号； （2）掌握与、或、非逻辑功能的编程方法； （3）掌握定时器和计数器的正确编程方法，并学会定时器的扩展方法； （4）熟悉编程软件STEP7的编程环境，软件的使用方法。 【实验要求】 （1）实验前认真阅读实验指导书，熟悉实验电路； （2）接线时合理安排挂箱位置，接线要求牢靠、整齐、清楚、安全可靠；（3）操作时要谨慎，不许用手触及各电器元件导电部分及电动机转动部分，以免触电及意外损伤； （4）通电观察继电器动作情况时，要注意安全，防止碰触带电部位，严禁带电操作； （5）按要求完成实验操作，做好实验记录，认真做好实验报告和思考题；（6）实验结束，整理好实验工具，保持实验室整洁卫生。 【实验装置】 （1）THSMS模拟实验台 S21挂箱； （2）计算机（安装编程软件STEP7）一台； （3）连接导线若干。 【实验原理和电路】 西门子S7-200 是一种小型的可编程序控制器，适用于各行各业。实验台PLC 主机型号为CPU 224，集成14输入/10输出，共24个数字量I/O点。数字量扩展单元为EM223，集成16输入/16输出。主机旁边实验台上的接线孔，通过防转座插锁紧线与PLC的主机相应输入输出插孔相接。
S21挂箱中下面两排I0.0～I1.5为输入按键和开关，模拟开关量的输入。上边一排Q0.0～Q1.1是LED指示灯，接PLC主机输出端，用以模拟输出负载的通与断，显示程序的运行结果。 进行本实验时，需要进行PLC外部接线。S7-200的外部接线等效电路如图3所示。PLC端子上标注L+、M的两个端子，是内部提供的DC 24V电源的正、负极，为外部元器件提供所需电源。主机旁边实验台上的L+、M接线孔实际上并不是从主机上引出的。为了降低实验过程中主机被损坏的机率，实验台内部经过变压得到一个DC 24V电源,专为实验过程中为输入、输出回路提供电源的，正负极分别标注为L+和M。 图3 S7-200的I/O接线图 【实验内容和步骤】 1、基本逻辑指令应用 通过程序判断Q0.0、Q0.1、Q0.2、Q0.3的输出状态，然后再输入并运行程序加以验证。实验参考程序如图4所示。具体实验步骤如下：
60一 第一节 基本逻辑指令 一、基本的连接与驱动指令 1．LD二LDI LD称为 取 指令,用于单个常开触点与左母线的连接三 LDI称为 取反 指令,用于单个常闭触点与左母线的连接三2．OUT OUT称为 驱动 指令,是用于对线圈进行驱动的指令三 取 指令与 驱动 指令的使用如图3-1所示 三 图3-1一 取 指令与 驱动 指令的使用 指令使用说明: 1)LD和LDI指令可以用于软元件X二Y二M二T二C和S三 2)LD和LDI指令还可以与ANB二ORB指令配合,用于分支电路的起点处三 3)OUT指令可以用于Y二M二T二C和S,但是不能用于输入继电器X三 4)对于定时器和计数器,在OUT指令之后应设置常数K或数据寄存器D三3．AND二ANI AND称为 与 指令,用于单个常开触点的串联,完成逻辑 与 的运算三ANI称为 与非 指令,用于单个常闭触点的串联,完成逻辑 与非 的运算三触点串联指令的使用如图3-2所示 三 图3-2一触点串联指令的使用 指令使用说明: 1)AND二ANI的目标元件可以是X二Y二M二T二C和S三
61一 2) 触点串联使用次数不受限制 三 4．OR二ORI OR 称为 或 指令,用于单个常开触点的并联,实现逻辑 或 运算三 ORI 称为 或非 指令,用于单个常闭触点的并联,实现逻辑 或非 运算三 触点并联指令的使用如图3-3所示 三图3-3一触点并联指令的使用 指令使用说明: 1)OR二ORI 指令都是指单个触点的并联三2)触点并联指令连续使用的次数不受限制三 3)OR二ORI 指令的目标元件可以为X二Y二M二T二C二S三 5．ORB二ANB ORB 称为 块或 指令,用于两个或两个以上触点串联而成的电路块的并联三 ANB 称为 块与 指令,用于两个或两个以上触点并联而成的电路块的串联三 ORB 指令的使用如图3-4所示 三图3-4一ORB 指令的使用 ORB 指令的使用说明:1)电路块并联时,对于电路块的开始应该用LD 或LDI 指令三