基本逻辑类指令解析

基本逻辑类指令指主要针对二进制数（bit、位）逻辑操作的指令，是PLC最基本的指令。所有的PLC都有这类指令。这类指令可分为读（输入类，运用触点）与写（输出类，运用线圈）两种。PLC的继电器功能主要就是靠它实现。

读指令指的是读操作数的逻辑值，并与在这之前已有的结果值进行相应的逻辑运算，进而修改结果值。目的是确定要写的逻辑值，或为其它指令的执行建立相应的逻辑条件。

写指令指的是把上述结果值按输出指令要求写给操作数。

这个结果值就是下面将要讨论的R寄存器的值，有的称为RLO—Result of Logic Operation，即逻辑运算结果。西门子的S7-200称之为逻辑栈顶（The Top of the Logic Stack，TOS）。

表1-5列出4个PLC厂商用指令表语言表达的有关这类的指令。以下将对这类指令进行讨论。

表1-5 PLC主要的基本逻辑指令

1.装载指令

装载指令的作用是把操作数的内容（0或1）送入结果寄存器R，并把结果寄存器的原有内容送入堆栈P（有的为第二个RLO，不是堆栈）。

指令的语句表符号格式：指令地址“装载”操作位地址梯形图符号如图1-16所示。

它调用常开触点，一般总是把这触点与梯形图的母线相连。其功能如图1-17所示。

图1-16 装载指令

图1-17 装载指令功能

这里a为操作数的地址，括号代表a的状态；R为结果寄存器；P为堆栈。堆栈为先进后出的存储单元，一般长度为8个位（bit），与PLC型别有关，如欧姆龙CJ1机为16位。8位时，可存储8个二进制数，再续存时，最先存储的掉失。堆栈主要在逻辑块操作，或需多个输入条件时用到它。

取反装载指令，是操作位的内容先取反（代表常闭触点），再送结果寄存器。在梯形图上，一般是表示此常闭触点和左母线相连。其符号是在两短平行线的基础上，再加一小斜线。有的PLC，装载及取反装载指令还可加感叹号（！）及上或下箭头（↑↓），其含义与使用的触点类型有关。

这里感叹号（！）代表执行此指令时先进行输入刷新，以读入此点的最新状态，然后才把这最新状态写入结果寄存器。这么做当然有利于提高对这个输入信号的响应速度。

上下箭头代表跳变（微分）。若为向上箭头，则操作位的状态从0变为1时，ON一个扫描周期；若为向下箭头，则从1变为0时ON一个扫描周期。其它周期均为0。

加了这个感叹号、向上及向下箭头，使指令的功能大为增强，一个指令可起到多个指令的作用。

S7-200逻辑栈，除了栈顶，还有8位栈体，也可暂存8个位（bit）。它的栈体相当于这里的栈，而栈顶则相当于这里的结果寄存器。

2.与指令

与指令为“与”操作指令。它的作用是把操作位的内容与R中的内容相与，然后再送入R中。这时，堆栈的内容无变化。

其语句表的符号：指令地址与操作位地址梯形图符号如图1-18所示。

它也为常开触点，在梯形图上，它表示与其左边的触点相串联。其功能如图1-19所示。

图1-18 与指令

图1-19 与指令功能

这里a为操作数的地址，括号代表a的内容；R为结果寄存器；P为堆栈，执行AND指令时，它的内容不变。

取反与指令，是先取反（代表常闭触点），然后再和结果寄存器的内容做与运算。在梯形图上，表示串联上此常闭触点。

有的PLC这个指令也可加感叹号、上下箭头。含义同装载指令。

3.或指令

或指令为或操作指令。它的作用是把操作位的内容与R中的内容相或，然后再存入R中。这时，堆栈的内容无变化。梯形图符号和与指令相同（见图1-18）。

或指令的语句表符号：指令地址或操作位地址

它也为常开触点，在梯形图上，它表示与其上一行的触点相并联。其功能如图1-20所示。

图 1-20

取反或指令，是先取反（代表常闭触点），然后再和结果寄存器的内容作或运算。在梯形图上，表示并联上此常闭触点。

有的PLC这个指令也可加感叹号，上下箭头，含义同装载指令。

4.块与、块或指令

无操作数。其作用是把结果寄存器的内容与堆栈的内容作逻辑与，或逻辑或，然后再送结果寄存器。

语句表符号：指令地址块与或指令地址块或，和利时PLC则用AND或OR加括号。

它在梯形图上代表两组触点的串联或并联。块与指令功能如图1-21所示。

块或指令功能为如图1-22所示。

图1-21 块与指令功能

图1-22 块或指令功能

这两个指令用于触点组间的串联或并联，是很有用的指令。如图1-23所示，其对应的助记符指令也已列出。

图1-23 触点组间的串联或并联

5.输出指令

输出指令为写指令。输出指令要用到线圈，一般多用正常线圈。语句表的符号为指令地址输出操作位地址。(www.xing528.com)

图1-24 输出指令

梯形图符号为输出正常线圈，可用圆圈或括号表示。欧姆龙、三菱PLC的助记符用OUT，西门子PLC用等号，和利时用ST，如图1-24所示。

其功能如图1-25所示。这里a为操作数。执行输出指令后堆栈内容不变，R的内容也不变，只是把R的内容传给a。

有的也可使用反向线圈。如欧姆龙PLC取反输出指令，如图1-26所示，其含义是把R先取反，然后再传给a。表示符号为在OUT的符号基础上加一斜线。

图1-25 输出指令功能

图1-26 欧姆龙输出取反指令

有的PLC这个指令也可加感叹号（！）。感叹号代表执行此指令后，立即进行输出刷新，把这时输出的状态送输出锁存器，直接产生输出。

图1-27 西门子加感叹号指令

图1-27为西门子PLC加感叹号使用例子。它立即刷新后，把I0.0读入。写Q0.0后，立即刷新。用语句表列写指令时，在LD之后，加I，即LDI 0.0及=（此符号相当于欧姆龙的OUT）后，再加I，即=I Q0.0。显然，这样处理，可加快Q0.0对I0.0的响应速度。

有了以上介绍的输入、输出指令，普通的串、并联电路的逻辑就完全可用这些指令处理了。

提示：西门子、三菱PLC无取反输出，但有取反指令。它的先取反，后输出，与这里的OUTNOT效果相同。反之，如果欧姆龙PLC用OUTNOT后，输出给一个暂存器TR，然后再装载此TR，也就相当于执行取反指令（NOT、INV）。取反指令（NOT、INV）的格式如图1-28所示。

图1-28 取反指令

但如果一组逻辑条件，有分支输出，该怎么处理？不同的PLC有不同的办法。

欧姆龙PLC用输出暂存器（TR），然后，再装载暂存器解决；三菱、西门子PLC都用进栈、读栈及出栈指令解决。只是这里的栈与前面介绍的栈不是一回事，前面的栈用于装载、与、或及输出等多种处理，即使用助记符编程，也不必编写任何指令，而这里的栈是用于上述分支处理，用助记符编程时，则需编写相应指令。

图1-29所示为3种PLC解决此问题的梯形图及助记符程序。

从图1-29a知，欧姆龙用暂存器TR（有8个，性能高的机型有16个）存（用OUT指令）分支处的数据。而当使用时，再用LD指令调出。

从图1-29b知，西门子用IPS（进栈）指令，把分支处的数据压进栈。而当使用时，再用IPD（读栈）指令调出。这里最后用的IPP指令，是既读栈，而又清栈。因为，在其后的程序已不需这样处理了。

从图1-29c知，三菱基本与西门子相同。只是它进栈指令叫MPS，而不是叫IPS；读栈指令叫MRD，而不叫IPD；读栈、清栈指令叫MPP，而不叫IPP。

提示：如使用梯形图编程，画出梯形图程序就可以了。把梯形图程序转换成助记符程序时，这里暂存器使用或进栈、出栈处理都是自动实现的。

图1-29 分支输出解决方案

6.置位、复位指令

其操作数为位地址，也是一种输出指令。

它与使用设置（锁存）线圈、复位（取消锁存）线圈对应。当结果寄存器R的内容（逻辑条件）为1，则执行本指令。否则不执行，其操作数（即为位）内容不变。执行置位指令，其操作数变为1；执行复位指令，其操作数变为0。这两个指令的梯形图及助记符符号如图1-30所示。

图1-30 置位、复位指令

从图1-30知，欧姆龙、三菱及和利时PLC仅对一个点置位、复位，而西门子PLC置位、复位的点数可设定，图中S、R下设为1，故仅对Q0.0置位、复位。如设为2，则除了Q0.0还有Q0.1，如设为其它，则类推。

欧姆龙还把这两者复合在一起，成为KEEP指令，类似于数字电路的RS触发器。有两个输入端，一为R端，另一为S，分别对操作数置0（复位）与置1（置位）。

虽同样可实现置位、复位，但置位、复位指令可分开置于程序的不同位置，用起来较灵活。而KEEP指令则要依此执行这两个指令，先S后R。

西门子PLC也有类似KEEP那样的指令，RS或SR，其符号如图1-31所示。

RS完全同KEEP，复位优先，R、S端均为1，复位。而SR为置位优先，R、S端均为1，置位。

置位，复位指令前各分别赋一次值；KEEP、RS（R优先）、SR（S优先）指令之前则要连续赋两次值（要两次使用装载指令）。在梯形图上的表示为方块。置位，复位指令各仅有一个入端，而KEEP、RS、SR要有两个入端。如图1-32所示。

图1-31 西门子PLC RS、SR指令

图1-32 KEEP、SR指令使用

提示1：图1-32a与图1-32b两个程序，表面上功能是相同的。但实际是有区别的。如图1-32a、1-32b，若用10.00代替0.01，当00.00ON时，图1-32b）程序可使10.00ON、OFF按扫描周期交替出现，而图1-32a程序10.00永远不可能ON。

提示2：图1-32c与图1-32d两个程序道理上是一样的，但对S7-200只允许用图1-32d画法，图1-32c是错误的，编译通不过。而欧姆龙PLC则允许图1-32c这种画法。说明在梯形图表达上各家PLC还是稍有差别的。

7.微分指令

微分指令有上沿微分及下沿微分。

它与使用正转换感应线圈、负转换感应线圈对应，操作数也是位地址。当执行上沿微分指令时，R的内容从OFF（0）变为ON（1），则操作数的内容为1（ON）一个扫描周期；当执行下沿微分指令时，情况相反。R从ON变到OFF，操作数ON一个扫描周期。

有的PLC的微分指令不作为输出指令，而作为中间指令。它可加在一组输入指令之后，加上它，然后再送给输出指令，用起来也很方便。

图1-33 西门子PLC（#）等指令使用

8.其它位处理指令

如西门子PLC有（#）指令，执行它可把此时的RLO内容写入它的操作数中，并还可在它之后进行相应操作。图1-33示出了使用这指令后的操作数的逻辑值。

其它PLC厂商的这类指令与这里介绍的大同小异，就不多介绍了。