PLC的指令系统

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    指令可大致分为三大类：基本逻辑指令，步进阶梯指令，应用指令。

    (1)基本逻辑指令。处理基本的赋值和清0，置位和复位，以及与、或、非的逻辑关系。

    (2)步进阶梯指令。专为控制某些分步骤且按严格顺序工作的设备或装置而设计的通用框架程序结构语句。

    (3)应用指令。为了进一步充实基本功能，简化某些较复杂的控制程序编写工作，增加了各种补充指令。主要包括以下方面：处理程序流程，算术逻辑运算，传送比较，循环与移位，数据处理，高速信号处理，特殊外部设备通信与控制，高级数学运算等。

    (4)其他特殊控制。具体的指令数量及其书写方式，因其不同的厂家、不同的品种型号而有所不同。在动手编程之前，应该对所能使用的指令集有一个全面地了解。但并不要求，也更无必要全都背下来，经常根据设计思路，先有某种要求，再仔细查找指令的情况。一般的指令，稍加了解即可运用自如。但是会有一些比较复杂的指令，需要认真仔细地理解它的使用条件和方法。

    无论使用何种语言进行编程，建议都尽可能准确而简练地同步编写“说明”。这种看似多余的工作，对于减少编写时发生错误的概率，提高软件的可读性，以及使整个软件结构和层次分明，都有明显的效果，特别是对于尚未成为“高手”的工作者，可谓“磨刀不误砍柴工”。plc的编程软件可以对使用的元件名称及功能，对于一段程序（模块）的名称及功能分别添加说明。

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    这里所说的软件资源，指的是PLC的软元件。一般软元件包括输入继电器、输出继电器、辅助继电器、状态继电器、定时器、计数器、各类数据寄存器和各种指针等。它们的数量及表示方法，因不同的生产厂家或不同的系列品种而不同，但实质上却是大同小异的。这些软元件中，除了可能有极少数因为与硬件接口有着固定的关系（例如特定的输入口，指定作为高速脉冲计数用时，必须占用特定的内部计数器），或是被某些特殊的应用指令占用之外，绝大多数是可以自由安排的。但是如果事先做出某些安排，可能有助于我们提高编程效率，增加程序的可读性，有利于调试或监控工作。除了需要关注某些不可随意使用的软元件之外，还特别要注意元件是否是停电保持的（各种PLC的安排完全不同）。否则有可能出错，甚至出事故。下面是笔者经常使用的一些安排，供读者参考使用。
    除非某些数据是要求长期保存的（例如，各种计算常数、设备注册的参数、设备调试后得到的参数、故障记录、黑匣子专用区和文档等），一般尽可能不使用停电保持的数据寄存器。
    设立集中专用的输入数据寄存器和状态寄存器区。集中保存所有通过输入口或输入通道读入的数据，以及对这些输入数据进行必要的预处理后，所得到的结果。这里的预处理，指的是对数据进行滤波，定时采样，决定取舍，以及将其用于显示、计算、文档或通信，进行数据量纲转换和数据保存格式的转换等。
    设立集中专用的输出数据寄存器和状态寄存器区。集中保存所有将要通过输出口或输出通道输出的数据，以及将用于显示、计算、文档或通信，进行数据量纲转换和数据保存格式的转换后，所得到的结果等。
    设立专用的数据寄存器和状态继电器的“草稿纸区”，用来处理所有中间数据、中间状态，用于处理字参数与位参数的相互转化等。“草稿纸区”顾名思义就是任何一段程序都可以使用它。使用之前及用完之后对存留的内容不负任何责任。
    原则上不使用“奇号”寄存器保存计算数据。因为数据有可能是16位的（单字），也可能是32位的（双字）。只用“偶号”寄存器，不容易出错。特别是将来配合使用GOT时，较为方便。显然，对于非计算用的数据保存不在此列。
    在不少PLC的指令系统中，可以使用相对寻址，同时在数据寄存器中出现一类具有变址功能的寄存器，称之为变址寄存器。尽管它们可以当作一般的寄存器使用，但是主要是用来以偏移的方式改变寄存器地址用的。在很多制表、搜索等工作中，经常作为指针。可以使得指令尽显其直观、简练而准确的效果。为此建议对它“专项专用”，对熟悉汇编语言的读者，体会会更深刻一些。
    每一个功能块中使用的各类元件相对集中。任何一个大的软件项目，都是由多个小的功能块软件组成的，比较大的项目甚至还要细分下去。在编写其中任何一个功能块时，可能同时使用不同类型的元件。建议在同一功能块内，被使用的某种类型的元件号应相对集中。也就是某一段号的元件，专供某一块使用。这有助于增加软件的易读性。
    在开始设计项目之前，最好按元件类型分别制作一张软件资源表。边编写指令边填写表格，这样可对所有资源一目了然。当任务结束时，再做适当地调整，并删去没有用到的元件。将各类元件的表格综合成为一份本项目软件资源总表，存档以备用。

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    PLC实质上是一台计算机，是一种特殊用途的计算机。麻雀虽小，五脏俱全。它的硬件组成具备计算机所有的五大基本部件。同样，它也应具有自己的操作软件（操作系统），否则它就不是一台可使用的计算机了。操作系统，我们早已耳熟能详了。无论是否意识到，我们天天在面对它，使用它。它是由专门的软件公司提供的，我们只是把它当作一件常用的工具在使用它。或者用比较时髦的词汇来说，给我们提供了一个“平台”。通常专用计算机的操作系统，是连同计算机同时供应的，PLC也不例外。厂商不但已经提供了预装好的操作系统，而且还必须提供与该系统相匹配的使用手册。
    如果暂时将这个操作平台通俗地比喻为一个舞台。可是，我们最终需要的并不是平台本身，而是在台上表演的“节目”。任何节目都是按照剧本编排演出的，而剧本是根据社会“用户”的需要编写的。演员是导演们按照剧情需要挑选出来的。我们不妨将剧本和演员的关系比喻为软件和硬件的关系。硬件是按照软件的要求工作的。当然我们也不排除为了充分发挥硬件的功能和特点，反过来对软件作适当地调整。
    现在我们需要的是管理一个PLC控制系统。为此而编写的“剧本”就是它的“用户应用程序”。挑选和组织好演员的阵容，就可以开始排演了。这些任务只能由导演自己来完成。
    用户是上帝，它的要求是至高无上的，但是编写的剧本必须满足它的需求。您必须从正确理解这些要求开始。作家必须从深入社会、深入生活开始。工程师必须从了解和充分掌握工艺过程开始。
    了解了使用PLC时必须运行的两种软件——操作系统和用户应用软件。如果仅从原理上看，应该可以开始正常工作了。可是我们马上会发现还有一些辅助性的工作必须首先完成，才能真正开始工作。PLC系统的用户应用程序，一般使用类似于汇编语言的专用语言（各个厂家自成体系，不可通用）。用它编写的指令集组成一套完整的用户程序。编写时需要记录、修改、编辑、整理、自动进行书写格式和语法检查、附加各种注释和说明、存档，而后下载到PLC中。此后还得调试、记录和反馈试运行的情况等。如此之多的辅助性工作，我们还必须借助一套专用的辅助性的工具来完成。这就是产品生产厂家为此而配套提供的计算机辅助设计软件，必须购买和面对的第三套软件。之所以说它是辅助软件，因为它在设计调试完成之后就不用了。它不再参与PLC控制系统的任何工作。