PLC系统设计师认证培训课件.ppt
认证培训,PLC系统设计师认证培训,学校长治高级技工学校,策划人范程娟,学习内容,●PLC的产生与发展,●PLC的组成及基本工作原理,●PLC的性能、特点及分类,●PLC的应用领域,学习目标,●了解PLC的产生原因,●了解PLC的发展过程,●掌握PLC的组成,●掌握PLC的基本工作原理,●理解PLC的性能,●理解PLC的特点,●理解PLC的分类,●理解PLC的控制功能,什么时间谁提出要造PLC,二十世纪六十年代末期,美国汽车制造工业竞争十分激烈,为了适应市场从少品种大批量生产向多品种小批量生产的转变,为了尽可能减少转变过程中控制系统的设计制造时间,减少经济成本,1968年美国通用汽车公司GM(GenerlMotors)公开招标,要求用新的控制装置取代生产线上的继电接触器控制系统。,1.1PLC的产生和发展,什么时间谁最先造出世界上的第一台PLC,1969年美国数字设备公司DEC(DIGTAL)根据上述要求,首先研制出了世界上第一台可编程控制器PDP-14,用于通用汽车公司的生产线,取得了满意的效果。,1.1PLC的产生和发展,,,,KM2,,,,,,,,,,,,SB1,,,,,,,,,SB3,,,,,,,,,,,FR,,,,,,,Q,,,,,,,,FR,,,,FU,,,M3,,,,,,,,,,,,,,,SB2,,,,,,,,,,,,KM1,KM2,KM1,KM2,KM1,,,,,KM2,,,,,,,,,,,,,,,,,,,KM1,,,,,,,,,,,,,,,,继电接触器电动机正反转控制线路,,,,,,,,,,,Q,,,,,,,,FR,,,,FU,,,M3,,,,,,KM1,,,,,KM2,,,,,,,,,,,,,,,,M0VM10.00.10.20.30.4S7-200CPULNCOM00.00.10.20.3,SB1,SB2,SB3,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,KM1,KM2,KM1,KM2,,PLC电动机正反转控制线路,,Q0.0,,,,Q0.1,,,PLC电动机正反转控制程序,,,PLC从产生到现在经历了几代的发展过程,第二代PLC(1973~1975年)采用了8位微处理器及半导体存储器,增加了数字运算、传送、比较等功能,能实现模拟量的控制,开始具备自诊断功能,初步形成系列化。,从PLC产生到现在,已发展到第四代产品。其过程基本可分为,第一代PLC(1969~1972年)大多用一位机开发,用磁芯存储器存储,只具有单一的逻辑控制功能,机种单一,没有形成系列化。,第四代PLC(1983年~现在)不仅全面使用16位、32位高性能微处理器,高性能位片式微处理器,RISCreducedinstructionsetcomputer精简指令系统CPU等高级CPU,而且在一台PLC中配置多个微处理器,进行多通道处理,同时生产了大量内含微处理器的智能模块,使得第四代PLC产品成为具有逻辑控制功能、过程控制功能、运动控制功能、数据处理功能、联网通信功能的真正名符其实的多功能控制器。,第三代PLC(1976~1983年)随着高性能微处理器及位片式CPU在PLC中大量的使用,PLC的处理速度大大提高,从而促使它向多功能及联网通信方向发展,增加了多种特殊功能,如浮点数的运算、三角函数、表处理、脉宽调制输出等,自诊断功能及容错技术发展迅速。,由于PLC的发展,使其功能已经远远超出了逻辑控制的范围,因而用“PLC”已不能描述其多功能的特点。1980年,美国电气制造商协会NEMA给它起了一个新的名称,叫“programmablecontroller”,简称PC。由于PC这一缩写在我国早已成为个人计算机personalcomputer的代名词,为避免造成名词术语混乱,因此在我国仍沿用PLC表示可编程控制器。,正是由于PLC具有多种功能,并集三电(电控装置、电仪装置、电气传动控制装置)于一体,使得PLC在工厂中备受欢迎,用量高居首位,成为现代工业自动化的三大支柱(PLC、机器人、CAD/CAM)之一。,,1.2PLC的组成和基本工作原理,1.2.1PLC的组成,中央处理单元,输入输出接口,编程器接口,I/O扩展接口,,电源,编程器,系统总线,通信接口,1.PLC的硬件系统,一PLC的硬件系统,中央处理单元,输入输出接口,编程器接口,I/O扩展接口,,电源,编程器,系统总线,通信接口,中央处理单元,PLC的中央处理单元主要由微处理器CPU、存储器ROM/RAM和微处理器I/O接口组成。⑴微处理器CPUCPU作为整个PLC的核心起着总指挥的作用,是PLC的运算和控制中心。。⑵存储器RAM/ROM存储器是具有记忆功能的半导体电路,用来存放系统程序、用户程序、逻辑变量和其它一些信息。⑶微处理器I/O接口它一般由数据输入寄存器、选通电路和中断请求逻辑电路构成,负责微处理器及存储器与外部设备的信息交换。,这是PLC与被控设备相连接的接口电路。用户设备需输入PLC的各种控制信号,如限位开关、操作按钮、选择开关、行程开关以及其它一些传感器输出的开关量或模拟量要通过模数变换进入机内等,通过输入接口电路将这些信号转换成中央处理单元能够接收和处理的信号。输出接口电路将中央处理单元送出的弱电控制信号转换成现场需要的强电信号输出,以驱动电磁阀、接触器、电机等被控设备的执行元件。,输入输出接口,,,直流输入接口电路示意图,,内部电路,,,,,,,,,,,输入LED,ININCOM,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,交流输入接口电路示意图,中小型的PLC输入输出接口都是与中央处理单元CPU制造在一起的,为了满足被控设备输入输出点数较多的要求,常需要扩展数字量输入输出模块;为了满足模拟量控制的需要,常需要扩展模拟量输入输出模块,如A/D、D/A转换模块等;I/O扩展接口就是为连接各种扩展模块而设计的。,I/O扩展接口的连接,通信接口用于PLC与计算机、PLC、变频器、触摸屏等智能设备之间的连接,以实现PLC与智能设备之间的数据传送。,1.PLC的硬件系统,通信接口的连接,输入输出接口,I/O扩展接口,用于将编程器与PLC进行连接,以实现编程器对PLC的操作。,1.PLC的硬件系统,编程器用作用户程序的编制、编辑、调试和监视,还可以通过其键盘去调用和显示PLC的一些内部状态和系统参数,它经过编程器接口与中央处理器单元联系,完成人机对话操作。,1.PLC的硬件系统,PLC手持编程器,液晶显示窗,工作方式开关,指令键,数字键,编辑键,通信电缆,,,,,,,1.PLC的硬件系统,电源部件将交流电源转换成供PLC的中央处理器、存储器等电子电路工作所需要的直流电源,同时还向各种扩展模块提供24V直流电源。,2.PLC的软件组成,系统管理程序用户指令解释程序标准化模块程序开关量逻辑控制程序模拟量运算控制程序闭环控制程序工作站初始化程序,2)用户程序,,,PLC由硬件系统组成,由软件系统支持,硬件和软件共同构成了PLC系统。PLC的软件系统可分为,1)系统程序,1系统程序,系统程序是用来控制和完成PLC各种功能的程序,这些程序是由PLC制造厂家用相应CPU的指令系统编写的,并固化到ROM中。它包括●系统管理程序●用户指令解释程序●供系统调用的标准程序模块,2.PLC的软件组成,●系统管理程序,系统管理程序主要功能是运行时序分配管理、存储空间分配管理和系统自检等。,●用户指令解释程序,用户指令解释程序将用户编制的应用程序翻译成机器指令供CPU执行。,●供系统调用的标准程序模块,标准程序模块具有独立的功能,使系统只需调用输入、输出、特殊运算等程序模块即可完成相应的具体工作。,2用户程序,用户程序是用户根据工程现场的生产过程和工艺要求、使用PLC生产厂家提供的专门编程语言而自行编制的应用程序。它包括●开关量逻辑控制程序●模拟量运算控制程序●闭环控制程序●工作站初始化程序,2.PLC的软件组成,工作站初始化程序是用户为PLC系统网络进行数据交换和信息管理而编制的初化程序,在PLC厂商提供的通信程序的基础上进行参数设定,一般采用高级语言实现。,●开关量逻辑控制程序,开关量逻辑控制程序一般采用PLC生产厂商提供的如梯形图、语句表等编程语言编制。,●模拟量运算控制和闭环控制程序,模拟量运算控制和闭环控制程序是大中型PLC系统的高级应用程序,通常采用PLC厂商提供的相应程序模块及主机的汇编语言或高级语言编制。,●工作站初始化程序,自诊断,通讯处理,,扫描输入,执行程序,刷新输出,,,,,,,,,1.2.2PLC的基本工作原理,PLC经过五个阶段的工作过程,称为一个扫描周期,完成一个扫描周期后,又重新执行上述过程,扫描周而复始地进行。,每次扫描用户程序之前,都先执行故障自诊断程序。自诊断内容为I/0部分、存储器、CPU等,发现异常停机显示出错。若自诊断正常,继续向下扫描。,PLC检查是否有与编程器、计算机等的通信请求,若有则进行相应处理,如接收由编程器送来的程序、命令和各种数据,并把要显示的状态、数据、出错信息等发送给编程器进行显示。如果有与计算机等的通信请求,也在这段时间完成数据的接受和发送任务。,PLC的中央处理器对各个输入端进行扫描,将所有输入端的状态送到输入映象寄存器。,中央处理器CPU将逐条执行用户指令程序,即按程序要求对数据进行逻辑、算术运算,再将正确的结果送到输出状态寄存器中。,当所有的指令执行完毕时,集中把输出映象寄存器的状态通过输出部件转换成被控设备所能接受的电压或电流信号,以驱动被控设备。,PLC经过这五个阶段的工作过程,称为一个扫描周期,完成一个扫描周期后,又重新执行上述过程,扫描周而复始地进行。在不考虑第二个因素(通讯处理)时,扫描周期T的大小为T(读入一点时间输入点数)(运算速度程序步数)(输出一点时间输出点数)故障诊断时显然扫描周期主要取决于程序的长短,一般每秒钟可扫描数十次以上,这对于工业设备通常没有什么影响。但对控制时间要求较严格,响应速度要求快的系统,就应该精确的计算响应时间,细心编排程序,合理安排指令的顺序,以尽可能减少扫描周期造成的响应延时等不良影响。,输入电路,输出电路,,,,,,,按钮,按钮,,,,输入扫描,执行程序,输出刷新,1.I/O总点数,I/O总点数是衡量PLC接入信号和可输出信号的数量。PLC的输入输出有开关量和模拟量两种。其中开关量用最大I/O点数表示,模拟量用最大I/O通道数表示。,2.存储器容量,存储器容量是衡量可存储用户应用程序多少的指标,通常以字或K字为单位。一般的逻辑操作指令每条占1个字,定时器、计数器移位操作等指令占2个字,而数据操作指令占24个字。,1.3.1PLC的性能指标,1.3PLC的性能、特点及分类,3.编程语言,编程语言是可编程控制器厂家为用户设计的用于实现各种控制功能的编程工具,它有多种形式,常见的是梯形图编程语言及语句表编程语言,另还有逻辑图编程语言、布耳代数编程语言等。,4.扫描时间,扫描时间是指执行1000条指令所需要的时间。一般为10ms左右,小型机可能大于40ms。,5.内部寄存器的种类和数量,内部寄存器的种类和数量是衡量PLC硬件功能的一个指标。它主要用于存放变量的状态、中间结果、数据等,还提供大量的辅助寄存器如定时器/计数器、移位寄存器、状态寄存器等,以便用户编程使用。,6.通讯能力,通讯能力是指可编程控制器与可编程控制器、可编程控制器与计算机之间的数据传送及交换能力,它是工厂自动化的必备基础。目前生产的可编程控制器不论是小型机还是中大型机,都配有一至两个、甚至更多个通讯端口。,7.智能模块,智能模块是指具有自己的CPU和系统的模块。它作为PLC中央处理单元的下位机,不参与PLC的循环处理过程,但接受PLC的指挥,可独立完成某些特殊的操作。如常见的位置控制模块、温度控制模块、PID控制模块、模糊控制模块等等。,1.3.2PLC的特点,可靠性,多功能性,模块结构,易编程性,1.3.3PLC的分类,按安装结构分,,,,按点数功能分,,,,1.根据其外形和安装结构分,单元式结构的特点是结构非常紧凑。它把可编程控制器的三大组成部分都装在一个金属或塑料外壳之中,即它将所有的电路都装入一个模块内,构成一个整体。这样,体积小,成本低,安装方便。为了达到输入/输出点数灵活配置及易于扩展的目的,某一系列的产品通常都由不同点数的基本单元和扩展单元构成。,1)一体式结构单元式,2)模块式结构模块式可编程控制器采用搭积木的方式组成系统,在一个机架上插上CPU、电源、I/O模块及特殊功能模块,构成一个总I/O点数很多的大规模综合控制系统。,3)叠装式以上两种结构各有特色。前者结构紧凑,安装方便,体积小巧,易于与机床、电控柜相联成一体,但由于其点数有搭配关系,加之各单元尺寸大小不一致,因此不易安装整齐。后者点数配置灵活,又易于构成较多点数的大系统,但尺寸较大,难于与小型设备相联。为此,有些公司开发出叠装式结构的PLC,它的结构也是各种单元、CPU自成独立的模块,但安装不用机架,仅用电缆进行单元间联接,且各单元可以一层层地叠装。这样,既达到了配置灵活的目的,又可以做得体积小巧。,2.按点数、功能分,1)小型PLC小型PLC又称为低档PLC。这类PLC的规模较小,它的输入输出点数一般从20点到128点。其中输入输出点数小于64点的PLC又称为超小型机。用户存储器容量小于2KB,具有逻辑运算、定时、计数、移位及自诊断、监控等基本功能,有些还有少量的模拟量I/O、算术运算、数据传送、远程I/O和通信等功能,可用于开关量控制、定时/计数控制、顺序控制及少量模拟量控制等场合,通常用来代替继电器接触器控制,在单机或小规模生产过程中使用。,2)中型PLC中型PLC的I/O点数通常在120点至512点之间,用户程序存储器的容量为2KB~8KB,除具有小型机的功能外,还具有较强的模拟量I/O、数字计算、过程参数调节如比例、积分、微分PID调节、数据传送与比较、数制转换、中断控制、远程I/O及通信联网功能。适用于既有开关量又有模拟量的较为复杂的控制系统,如大型注塑机控制、配料和秤重等中小型连续生产过程控制,3)大型PLC大型PLC又称为高档PLC,I/O点数在512点以上,其中I/O点数大于8192点的又称为超大型PLC,用户程序存储器容量在8KB以上,除具有中型机的功能外,还具有较强的数据处理、模拟调节、特殊功能函数运算、监视、记录、打印等功能,以及强大的通信联网、中断控制、智能控制和远程控制等功能。由于大型PLC具有比中小型PLC更强大的功能,因此一般用于大规模过程控制、分布式控制系统和工厂自动化网络等场合。,1.4PLC的应用领域,1.逻辑量控制这是PLC最基本的应用领域,可用PLC取代传统的继电器控制系统,实现逻辑控制和顺序控制。在单机控制、多机群控和自动生产线控制方面都有很多成功的应用实例,如机床电气控制、起重机、皮带运输机和包装机械的控制、注塑机的控制、电梯的控制、饮料灌装生产线、家用电器电视机、冰箱、洗衣机等自动装配线的控制、汽车、化工、造纸、轧钢自动生产线的控制等。,2.模拟量控制PLC都具有模拟量处理功能,通过模拟量I/O模块可对温度、压力、速度、流量等连续变化的模拟量进行控制,而且编程和使用都很方便。大、中型的PLC还具有PID闭环控制功能,运用PID子程序或使用专用的智能PID模块,可以实现对模拟量的闭环过程控制。随着PLC规模的扩大,控制的回路己从几个增加到几十个甚至上百个,可以组成较复杂的闭环控制系统。PLC的模拟量控制功能已广泛应用于工业生产各个行业,例如自动焊机控制、锅炉运行控制、连轧机的速度和位置控制等都是典型的闭环过程控制的应用场合。,3.运动控制运动控制是指PLC对直线运动或圆周运动的控制,也称为位置控制,早期PLC通过开关量I/O模块与位置传感器和执行机构的连接来实现这一功能,现在一般都使用专用的运动控制模块来完成。目前,PLC的运动控制功能广泛应用在金属切削机床、电梯、机器人等各种机械设备上,典型的如PLC和计算机数控装置CNC组合成一体,构成先进的数控机床。,4.数据处理现代PLC都具有不同程度的数据处理功能,能够完成数学运算函数运算、矩阵运算、逻辑运算、数据的移位、比较、传递、数值的转换和查表等操作,对数据进行采集、分析和处理。数据处理通常用在大、中型控制系统中,如柔性制造系统、机器人的控制系统等。,5.通信联网通信联网是指PLC与PLC之间、PLC与上位计算机或其他智能设备间的通信,利用PLC和计算机的RS-232或RS-422接口、PLC的专用通信模块,用双绞线和同轴电缆或光缆将它们联成网络,可实现相互间的信息交换,构成“集中管理、分散控制”的多级分布式控制系统,建立工厂的自动化网络。,本章小结本章介绍了PLC的产生及发展情况,介绍了PLC的基本组成及工作原理、性能规格、结构类型及控制功能等。1.PLC的发展过程是随着微型计算机的发展而不断发展的。2.PLC是以微型计算机为核心辅以输入输出接口电路组成的一种微型计算机工业控制设备,它主要包括中央处理单元CPU、输入/输出接口、I/0扩展接口、通讯接口、编程器、电源等几个部分组成。3.PLC的工作方式区别于微型计算机的工作方式,它是周期扫描工作方式。在每个扫描周期中,PLC都要按通讯处理、扫描输入、执行程序、输出刷新的顺序依次不断循环工作。也正是由于PLC的这种“串行”工作方式,从而大大提高了PLC的抗扰性能。4.PLC的性能主要包括I/O点数、存储容量、编程语言、扫描时间、内部寄存器数量及种类、通讯能力、智能模块几方面,它们是选择使用PLC的依据。5.PLC的控制功能基本可涵盖自动控制领域,如逻辑量的控制、模拟量的控制、运动控制、网络通讯控制等等。6.PLC的种类可按结构类型、点数多少、功能强弱来分类。,再见,第二章学习内容,●S7-200系列PLC的外部结构,●S7-200系列PLC的性能,●S7-200系列PLC的内存结构,●S7-200系列PLC指令系统的类型,●STEP7-Micro/WIN编程软件简介,●了解S7-200系列PLC的外部结构、各部件的作用及CPU性能和输入输出性能。●了解STEP7-Micro/WIN编程软件的界面及使用。●理解S7-200系列PLC内部存储器的种类、作用及指令系统的类型。●掌握S7-200系列PLC的输入输出接线及指令寻址方式。,学习目标,2.1S7-200系列PLC的外部结构,,2.1.1各部件的作用,1.输入接线端子用于连接外部控制信号。在底部端子盖下是输入接线端子和为传感器提供的24V直流电源。2.输出接线端子用于连接被控设备。在顶部端子盖下是输出接线端子和PLC的工作电源。3.CPU状态指示CPU状态指示灯有SF、STOP、RUN4.输入状态指示用于显示是否有控制信号(如控制按钮、行程开关、接近开关、光电开关等数字量信息)接入PLC;,2.1.1各部件的作用,5.输出状态指示用于显示PLC是否有信号输出到执行设备(如接触器、电磁阀、指示灯等);6.扩展接口通过扁平电缆线,连接数字量I/O扩展模块、模拟量I/O扩展模块、热电偶模块、通信模块等。7.通信接口支持PPI、MPI通信协议,有自由口通信能力。用以连接编程器(手持式或PC机)、文本/图形显示器、PLC网络等外部设备。8.模拟电位器模拟电位器用来改变特殊寄存器(SM28、SM29)中的数值,以改变程序运行时的参数。如定时器、计数器的预置值,过程量的控制参数等。,1.输入接线,图2-4CPU224输入电路接线图,2.1.2输入输出接线,2.输出接线,⑴晶体管输出电路接线图,图2-5CPU224晶体管输出电路接线图,2.输出接线,⑵继电器输出电路接线图,图2-6CPU224继电器输出电路的接线图,2.2.1CPU性能PLC的CPU性能主要描述PLC的存储器能力、指令运行时间及各种特殊功能等。,2.2S7-200系列PLC的性能,2.2.1CPU性能PLC的CPU性能主要描述PLC的存储器能力、指令运行时间及各种特殊功能等。,2.2.2I/O性能PLC的I/O特性主要描述I/O接口电路的电气性能,诸如电压电流大小、通断时间、隔离方式等等。,2.3S7-200系列PLC的内存结构及寻址方法,PLC的内存分为程序存储区和数据存储区两大部分。程序存储区用于存放用户程序,它由机器自动按顺序存储程序。数据存储区用于存放输入输出状态及各种各样的中间运行结果。,2.3.1内存结构,S7-200系列PLC的数据存储区按存储器存储数据的长短可划分为字节存储器、字存储器和双字存储器三类。●7个字节存储器输入映像寄存器I输出映像寄存器Q变量存储器V内部位存储器M特殊存储器SM顺序控制状态寄存器S局部变量存储器L●4个字存储器定时器T计数器C模拟量输入寄存器AI模拟量输出寄存器AQ;●2个双字存储器累加器AC高速计数器HC。,2.3.2指令寻址方式,1.编址方式1位编址寄存器标识符字节地址.位地址,如I0.0、M0.1、Q0.2等。2字节编址寄存器标识符字节长度B字节号,如IB1、VB20、QB2等。3字编址寄存器标识符字长度W起始字节号,如VW20表示VB20和VB21这2个字节组成的字。4双字编址寄存器标识符双字长度D起始字节号,如VD20表示从VB20到VB21这4个字节组成的双字。,1立即数寻址对立即数直接进行读写操作的寻址称为立即数寻址。立即数寻址的数据在指令中以常数形式出现。常数的大小由数据的长度(二进制数的位数)决定。在S7-200系列PLC中,常数值可为字节、字或双字。存储器以二进制方式存储所有常数。指令中可用二进制、十进制、十六进制或ASCII码形式来表示常数。,2直接寻址方式直接寻址方式是指在指令中直接使用存储器或寄存器的地址编号,直接到指定的区域读取或写入数据,如I0.0、MB20、VW100等。,2.寻址方式,2.3.2指令寻址方式,3间接寻址间接寻址时操作数不提供直接数据位置,而是通过使用地址指针来存取存储器中的数据。在S7-200系列PLC中允许使用指针对I、Q、M、V、S、T(仅当前值)、C(仅当前值)寄存器进行间接寻址。使用间接寻址之前,要先创建一个指向该位置的指针,指针为双字值,用来存放一个存储器的地址,只能用V、L或AC做指针。例如MOVW*AC1,AC0,表示将AC1中的内容为起始地址的一个字长的数据(即VB202,VB203的内容)送到累加器AC0中。指针建立好了之后,利用指针存取数据。用指针存取数据时,操作数前加“*”号,表示该操作数为一个指针。,2.3.2指令寻址方式,3间接寻址,VB202的地址,AC1,MOVDSM1.1溢出;M1.2负。,4.4.1整数运算指令,⑵指令编程举例,a梯形图程序b语句表程序图4-16整数加法指令举例,2.整数、双字整数乘/除指令⑴指令格式及功能,梯形图LAD,功能当使能位EN为1时,执行IN1*IN2或IN1/IN2操作,并将结果保存到OUT,除法运算不保留余数对语句表指令则执行IN1*OUTOUT或OUT/IN1OUT的操作,说明1)操作码中的X指定数据长度,分为整数(I)、双字整数(DI)两种情况;2)操作数的寻址范围要与指令码中的X一致。OUT不能寻址常数;3)如果结果大于一个字输出,则设定溢出位;4)该指令影响下列特殊内存位SM1.0零;SM1.1溢出;SM1.2负;SM1.3除数为0。,⑵指令编程举例,a梯形图程序图4-17整数乘除指令编程举例,b运算过程,3.整数乘/除到双字整数指令⑴指令格式及功能,梯形图LAD,功能MUL指令当使能位EN为1时,把两个16位整数相乘,得到一个32位积(OUT)对语句表指令则执行IN1*OUTOUT操作DIV指令当使能位EN为1时,把两个16位整数相除,得到32位结果(OUT),该结果的低16位是商,高16位是余数对语句表指令则执行OUT/IN1OUT操作,说明1)IN1指定乘数(除数),IN2指定被乘数(被除数),要按字寻址;OUT按双字寻址,不能寻址常数及专用字、双字存储器T、C、HC等;2)该指令影响下列特殊内存位SM1.0零;SM1.1溢出;SM1.3除数为0,SM1.2负。,⑵指令编程举例,a梯形图程序b运算过程图4-18整数乘除到双字整数指令举例,4.字节、字、双字加1/减1指令⑴指令格式及功能,梯形图LAD,功能当使能位EN为1时,INC_X对输入IN执行加1操作,DEC_X对输入IN执行减1操作,说明1)操作码中的X指定输入数据的长度,分别有字节(B)、字(W)和双字(DW)三种形式。2)操作数的寻址范围要与指令码中的X一致。其中对字节操作时不能寻址专用的字及双字存储器,如T、C、及HC等;对字操作时不能寻址专用的双字存储器HC;对双字操作时不能寻址专用的字存储器T、C等;OUT不能寻址常数。3)字、双字增减指令是有符号的,影响特殊存储器位SM1.0和SM1.1的状态;字节增减指令是无符号的,影响特殊存储器位SM1.0、SM1.1和SM1.2的状态。,4.字节、字、双字加1/减1指令,⑵指令编程举例,图4-19增1减1指令编程举例,a)梯形图程序,b)语句表程序,4.4.2实数运算指令,1.实数加/减指令,⑴指令格式及功能,功能当使能位EN为1时,执行实数IN1IN2或IN1-IN2操作,并将结果保存到OUT对语句表指令,则执行IN1OUTOUT或OUT-IN1OUT操作,梯形图LAD,说明1)IN1指定加数(减数),IN2指定被加数(被减数)。各操作数要按双字寻址,不能寻址专用的字及双字存储器,如T、C、及HC等;OUT不能寻址常数;2)该指令影响下列特殊内部寄存器位SM1.0零;SM1.1溢出;SM1.2负。,⑵指令编程举例,梯形图程序b)运算结果图4-20实数加减指令举例,2.实数乘/除指令⑴指令格式及功能,梯形图LAD,功能当使能位EN为1时,执行实数IN1*IN2或IN1/IN2运算,并将结果保存到OUT对语句表指令,则执行IN1*OUTOUT或OUT/IN1OUT操作,说明1)IN1指定乘数(除数),IN2指定被乘数(被除数)。各操作数要按双字寻址,不能寻址专用的字及双字存储器,如T、C、及HC等;OUT不能寻址常数。,⑵指令编程举例,2)该指令影响下列特殊内存位SM1.0零;SM1.1溢出或操作过程中生成非法数值或发现非法输入参数;SM1.2负;SM1.3除数为0。,a)梯形图程序b)执行结果图4-21实数乘除指令编程及运行结果示意图,3.实数的开方指令(1)指令格式及功能,梯形图LAD,功能当使能位EN为1时,将32位实数IN开方,得到的32位实数结果保存到OUT,说明1)操作数要按双字寻址,不能寻址某些专用的字及双字存储器T、C、HC等,OUT不能对常数寻址;2)此指令影响下列特殊内存位SM1.0零;SM1.1溢出;SM1.2负。,(2)指令编程举例,a)梯形图程序b)执行结果图4-22实数开方指令举例,4.三角运算指令(1)指令格式及功能,功能当使能位EN为1时,分别对角度的弧度值IN进行正弦、余弦、正切运算,并将结果放置在OUT中,说明1)IN指定角度值,单位为弧度。欲将输入角从角度转换成弧度,需将角度值乘以1.745329E-2约等于π/180;2)IN和OUT按双字寻址,不能寻址专用的字及双字存储器T、C、HC等,OUT不能寻址常数;3)此指令影响下列特殊内存位SM1.0零;SM1.1溢出;SM1.2负,4.三角运算指令(1)指令格式及功能,(2)指令编程举例,图4-23求取角度正弦值得梯形图程序及运行结果,a)梯形图程序,b)执行结果,5.自然对数/指数指令(1)指令格式及功能,梯形图LAD,功能当使能位EN为1时,LN指令计算输入数据IN的自然对数,EXP指令计算e的IN次方,结果都置于OUT,说明1)操作数按双字寻址,但不能对专用字及双字存储器T、C、HC等寻址,OUT不能寻址常数;2)欲从自然对数值获得以10为底的对数值,需将自然对数值除以2.302585约等于10的自然对数值;3)此组指令影响下列特殊内存位SM1.0零;SM1.1溢出;SM1.2负。,(2)指令编程举例,a)梯形图程序b)执行结果图4-24自然对数、指数指令应用举例,4.4.3逻辑运算指令1.字节与、字与、双字与指令(1)指令格式及功能,梯形图LAD,ANDX,语句表STL,IN1,OUT,功能当使能位EN为1时,将输入数据IN1与IN2(对语句表为OUT)进行按位相与运算,并将结果保存到OUT,说明1)X为该逻辑操作的数据长度,包含字节(B)、字(W)、双字(D)三种情况。2)操作数的寻址范围要与操作码中的X一致,其中对字寻址的源操作数还可以有AI,双字寻址的源操作数可以有HC,目的操作数OUT不能对常数寻址。,(2)指令编程举例,a)梯形图程序b)执行结果图4-25与运算指令编程及结果示意图,2.字节或、字或、双字或指令(1)指令格式及功能,梯形图LAD,ORX,语句表STL,IN1,OUT,功能当使能位EN为1时,将输入数据IN1与IN2(对语句表为OUT)进行按位相或运算,并将结果保存到OUT,说明1)X代表数据长度,包含字节(B)、字(W)、双字(D)三种情况。2)各操作数的寻址范围要与操作码中的X一致,其中对字寻址的源操作数还可以有AI,双字寻址的源操作数可以有HC,目的操作数OUT不能对常数寻址。,(2)指令编程举例,常数,00001010,运算前VB1,11000011,运算后VB1,11001011,a)梯形图程序b)运算结果图4-26或运算指令编程及结果示意图,3.字节异或、字异或、双字异或指令(1)指令格式及功能,梯形图LAD,XORX,语句表STL,IN1,OUT,功能当使能位EN为1时,将输入数据IN1与IN2(对语句表为OUT)进行按位异或操作,并将结果保存到OUT,说明1)X代表数据长度,包含字节(B)、字(W)、双字(D)三种情况;2)各操作数的寻址范围要与操作码中的X一致,其中对字寻址的源操作数还可以有AI,双字寻址的源操作数可以有HC,目的操作数OUT不能寻址常数。,运算前VB3,11001011,运算前VB4,11100011,运算后VB5,00101000,a)梯形图程序b)执行结果图4-27异或运算指令编程及结果示意图,(2)指令编程举例,4.字节取反、字取反、双字取反指令(1)指令格式及功能,梯形图LAD,INVX,语句表STL,OUT,功能当使能位EN为1时,把输入数据IN按位取反后保存到OUT,说明1)X为取反指令的数据长度(字节B、字W、双字D);2)操作数的寻址范围要与操作码中的X一致。其中IN字寻址时,可寻T、C及AI;双字寻址时,可寻HC;OUT不能寻址常数。,(2)指令编程举例,图4-28字取反指令的编程及运行结果,,4.5数据转换指令及应用,4.5.1整数与双字整数、双字整数与实数互换指令1.整数与双字整数互换指令(1)指令格式及功能,功能当使能位EN为1时,将整数值IN转换为一个双字整数值,或将双字整数值IN转换为一个字整数值,结果存放到指定的存储器OUT中,说明1)执行I-DI指令,IN不能寻址HC;OUT不能寻址T、C、HC等存储器。执行DI-I指令,IN不能寻址T、C存储器;OUT不能寻址HC;2)如果被转换的值太大而不能完全输出时,溢出位将被置位,输出不被影响。,(2)指令编程举例,a梯形图程序b转换结果图4-33I_DI指令编程举例,2.双字整数与实数互换指令(1)指令格式及功能,ROUND,IN,OUT,TRUNC,IN,OUT,DTR,IN,OUT,功能DTR指令当使能位EN为1时,把32位有符号整数IN转换为32位实数OUTROUND指令当使能位EN为1时,把32位实数IN转换成一个双字整数值,实数的小数点部分四舍五入,结果存入OUT中TRUNC指令当使能位EN为1时,把32位实数IN转换成一个双字整数值,仅实数的整数部分被转换,小数部分则被舍去,结果存入OUT中,说明1)操作数不能寻址一些专用的字及双字存储器,如T、C、HC等。OUT不能寻址常数;2)这些指令影响特殊存储器位SM1.1的状态;,(2)指令编程举例,图4-34求圆周长程序,,当I0.0接通时将园的周长9876转换为双字整数装入AC1双字整数转换为实数9876.0将9876.0乘以π得31026.34存AC1转换为整数31026,4.5.2BCD码与整数互换指令1.指令格式及功能,梯形图LAD,语句表STL,IBCD,IN,OUT,BCDI,IN,OUT,功能当使能位EN为1时,把输入的BCD码转换成整数I,或是把输入的整数I转换成BCD码,并将转换结果存入OUT,说明操作数要按字寻址,其中OUT不能寻址AIW及常数。,2.指令编程举例,a梯形图程序b转换结果图4-35IBCD、BCDI指令编程举例,4.5.3ASCII码与16进制数互换指令1.指令格式及功能,梯形图LAD,语句表STL,ATH,IN,OUT,LEN,HTA,IN,OUT,LEN,功能ATH指令当使能位EN为1时,把从IN字符开始,长度为LEN的ASCⅡ码字符串转换成从OUT开始的16进制数;HAT指令当使能位EN为1时,把从IN开始,长度为LEN的16进制数转换为从OUT开始的ASCⅡ码字符串,说明1)操作数LEN为要转换字符的长度,IN定义被转换字符的首地址,OUT定义转换结果的存放地址。2)各操作数按字节寻址,不能对一些专用字及双字存储器如T、C、HC等寻址,LEN还可寻址常数。3)ATH指令中,ASCⅡ码字符串的最大长度为255个字符;HTA指令中,可转换的16进制数的最大个数也为255。合法的ASCⅡ码字符的16进制值在30~39和41~46之间。,2.指令编程举例,a梯形图程序b转换结果图4-36ATH指令编程举例,a梯形图程序b转换结果图4-36HTA指令编程举例,,2.指令编程举例,4.5.4译码、编码、段码指令1.译码指令(1)指令格式及功能,梯形图LAD,语句表STL,DECO,IN,OUT,功能当使能位EN为1时,根据输入字节IN的低4位所表示的位号(十进制数)值,将输出字OUT相应位置1,其它位置0。,说明操作数IN不能寻址专用的字及双字存储器T、C、HC等;OUT不能对HC及常数寻址。,⑵指令应用,a梯形图程序b转换结果图4-37译码指令编程举例,2.编码指令(1)指令格式及功能,梯形图LAD,语句表STL,ENCO,IN,OUT,功能当使能位EN为1时,将输入字IN中最低有效位的位号,转换为输出字节OUT中的低4位数据。,说明OUT不能寻址常数及专用的字、双字存储器T、C、HC等。,(2)指令编程举例,a梯形图程序b转换结果图4-38编码指令编程举例,3.段码指令(1)指令格式及功能,梯形图LAD,语句表STL,SEG,IN,OUT,功能当使能位EN为1时,将输入字节IN的低四位有效数字值,转换为七段显示码,并输出到字节OUT,说明1)操作数IN、OUT寻址范围不包括专用的字及双字存储器如T、C、HC等,其中OUT不能寻址常数。2)七段显示码的编码规则如图4-38所示。,(2)指令编程举例,a梯形图程序b执行结果图4-39段码指令举例,4.6数据表指令及应用,4.6.1填表指令1.指令格式及功能,梯形图LAD,语句表STL,ATT,DATA,TBL,功能当使能位EN为1时,向表TBL中增加一个字值DATA,说明1)操作数DATA指定被填入表格中的数据;TBL指定表格的起始字节地址。两操作数均按字寻址,其中对DATA的寻址还包括AIW寄存器、AC累加