流程控制指令详解

PLC程序流程是可以控制的，其使用的指令主要有跳转、循环、子程序、中断、步进等。

1.跳转指令

OMRON机用的为JMP（004）及JME（005）。这两条要配对使用。

JMP指令执行前，要建立逻辑条件。JME不要条件，只是表示跳转结束。要跳转的程序列于这两个指令之间。

当执行JMP时，若其逻辑条件为ON，则不跳转（注意：它与汇编语言的跳转含义相反，与有的PLC厂家的类似指令及后面介绍的CJP指令也相反），照样执行JMP与JME间的指令，如同JMP、JME不存在一样；若为OFF，则JMP与JME间的程序不执行，有关输出保持不变。

图2-38具体说明了跳转指令的功能。

JMP、JME可嵌套使用，但其层次有时受限制。

JMP、JME编号使用时，配对的两个，编号要一致，而且不能重复。

有的可编程的跳转类似计算机的汇编语言，指定跳转到哪个标号的语句去执行，情况复杂一些，使用时要小心，要避免出现死循环。

图2-38 跳转指令使用示意图

CJ1机还有其它几种跳转指令，CJP、CJPN、JME等。其作用与JMP大同小异，具体如图2-39、图2-40所示。

图2-39 CJP跳转指令使用示意图

图2-40 CJPN跳转指令使用示意图

在此，附带对互锁IL（002）和互锁清除ILC（003）指令也作简要介绍。这两个指令在形式上，与跳转指令类似，也是要配对使用。但功能不同，它不改变程序流程，只是像电路的“总开关”一样，影响IL与ILC间的程序执行，如图2-41所示。

图2-41中“正常执行”意指，“总开关”合上，不影响IL与ILC间的程序执行。“输出互锁”意指，“总开关”断开，IL与ILC间的程序执行条件全为OFF，即其间的输出全被互锁住。

一般讲，IL（002）和ILC（003）要配对使用，但有时也有例外。如图2-42所示，这里有多于一个IL（002）和单个ILC（003）配对。当执行程序检查时，会显示有错，但程序仍能正确执行。

图2-41 互锁和互锁清除指令示意图

图2-42 互锁和互锁 清除指令例外使用

2.循环指令

它由FOR（512）和NEXT（513）两条指令组成。两条指令要配对使用。其功能是，使这两条指令间的指令，按指定的次数，重复执行。

这两条指令的梯形图格式为

这里，N为指定的重复次数。

不过已进入循环后，也还可用BREAK（514）指令，使其退出循环。图2-43示出，如a OFF，BREAK（514）指令不执行，则FOR与NEXT间的指令执行3次（这里，N=3）。但，如在执行中aON，则BREAK（514）指令执行，程序将退出循环执行。

FOR-NEXT循环可嵌套，可多至15层，在图2-44所示的例子中，程序段A、B和C如下执行：A→B→B→C，A→B→B→C和A→B→B。

图2-43 用BREAK指令退出循环

图2-44 FOR-NEXT嵌套使用

多层循环时，也可用BREAK（514）从一个个FOR-NEXT循环中退出。若要从嵌套循环中退出，则需要多个（嵌套层数）BREAK（514）指令。图2-45所示为在多层循环中，使用BREAK指令退出循环的情况。

3.子程序

在程序中，常有一些要重复使用的一组组指令，用以实现某些特定的功能。若把这一组组指令编成子程序，则可大大简化编程。

子程序的指令有3条：

SBN（92）N———子程序的入口；

RET（93）———子程序结束；

SBS（91）N———子程序调用。

N为子程序编号，编号数与可编的子程序对应。

子程序入口及结束指令无须逻辑条件，而调子程序的指令要有逻辑条件。当逻辑条件ON时，执行SBS指令，则停止SBS之后的指令执行，转而去执行从子程序入口开始的程序。直至RET指令，则又返回主程序，执行SBS之后的下一个指令。若条件为OFF，子程序不调用，如同SBS指令不存在一样，程序执行SBS之后的次一个指令。

使用子程序的情况如图2-46所示。

图2-45 FOR-NEXT多层循环

图2-46 子程序使用示意图

SBS指令可多次使用，亦即子程序可多次被调用。子程序被调用的次数越多，其使用的效率也越高，越说明子程序存在的必要。

子程序可以嵌套使用，即子程序还可调子程序。但其层数是受限制的，而且也不能调用自身，即不能递归。

图2-47所示为子程序嵌套使用的情况。这里，000000 ON时，调子程序1，子程序1执行时，如000001 ON则又调子程序2。

除了子程序指令，OMRON还有宏（MCRO（099））指令。实质上它也是子程序。不同的在于MCRO（099）可以使用S和D中的参数改变子程序中位和字地址，而不改变子程序的结构。也就是说，它是带参数的调子程序。

提示：所有的子程序都要安排在主程序的后面，在END指令之前。

CJ1机为多任务编程。这里讲的子程序只是局部的。只能在本任务中调用。要想所有任务中调用，要用全局子程序。

全局子程序指GSBN（751）和GRET（752）之间的程序段。其调用要用全局子程序调用指令GSBS（750）。

图2-48所示为全局子程序及其调用情况。这里循环或中断任务1与循环或中断任务2，只要条件具备，均可调用全局子程序n。

4.中断

中断也是调子程序，但它不是靠SBS指令调，而是靠中断事件调。且调的子程序编号与所发生的事情对应。这些子程序有时还称为中断服务程序。

图2-47 子程序嵌套使用

提示：CJ1机是多任务编程的，它不调子程序，而是调中断任务，这点要注意。凡为多任务组织程序的PLC，多也是如此。

PLC中断事件可以来自外部，也可来自内部。前者称外中断，后者称内中断。

外部中断用输入点，如CQM1机，可指定00000～00003四个点为中断输入点；可编写四个中断服务程序与这4点从OFF到ON的事件对应。只要这四点之一从OFF转为ON（产生中断事件），则调用一次对应的服务程序。

图2-48 全局子程序调用

这种外中断，可缩短PLC对输入信号的响应时间。

内部中断的事件来自PLC内部，如定时中断。C200H机，可通过FUN（89）指令，设定时中断的周期。只要执行FUN（89）一次，则PLC将定时地执行定时服务程序（子程序编号指定为99）。CQM1可通过ST1M指令设这个中断周期。其它PLC也有类似指令。

PLC处理中断事件是有个过程的。当发生中断事件时，PLC总是先记录发生的事件，并对其按优先级进行排队。优先级高的先执行，它执行完了，再执行优先级低的。所有中断任务处理完了，再转回执行正常的循环程序。而优先级与中断的任务号是对应的。号越小，优先级越高。

要注意的是，已记录但未执行的中断，其后又发生相同的事件，PLC对此将不理睬。所以，不是发生的所有中断事件都会处理的。

为了处理好中断，提高程序的控制可靠性与效率，PLC还提供一些有关的中断处理指令。

在主程序中，某一部分不允许被中断，这时可用中断禁止指令；某一部分允许被中断，这时可用中断允许指令。在不使用这两个指令时，默认为中断允许（S7-200默认为中断不允许）。

CJ1机中断允许禁止的梯形图符号如下：

(www.xing528.com)

当程序运行在中断禁止区时，即使出现中断事件，正运行的程序也不中断。待进入允许区后才转去处理中断。中断允许的梯形图符号如下：

使用这两个指令时中断允许、禁止的情况如图2-49所示。

中断可开通，也可被屏蔽。中断开通后，中断事件出现，才可去执行中断任务或子程序。中断被屏蔽时，中断事件即使出现，其相应的服务也执行。

屏蔽，开通有的靠指令，有的靠设定，使用时，要按说明书要求进行。CJ1机用MSKS指令。其梯形图格式如下：

这里，N为中断单元号；

S为功能字。

当N为0或1时，S的对应位的内容，决定中断单元0或1的对应点，是中断屏蔽（值1时），还是中断开通（值0时）。

如图2-50所示，当000000ON时，执行一次本指令，则中断单元0的第3、4、6、7、14、15的输入点中断开通恢复，其它的中断屏蔽。

图2-49 中断允许、禁止示意图

图2-50 MSKS指令使用例子1

此外，还要可用MSKS指令，确定中断事件产生的时刻。这时N设为2（对中断模块0）或3（对中断模块1）。S的对应位的内容，决定中断单元0或1的对应点，中断事件产生的时刻，是输入点OFF到ON时（值0时），还是ON到OFF（值0时）发生事件。

如图2-51所示，当000001ON时执行一次本指令，则中断单元0的第1、8、10点为从ON到OFF时，发生输入中断事件，而其它点为从OFF到ON时，发生输入中断事件。

图2-51 MSKS指令使用例子2

还可用本指令，开通定时使中断。这时N设为4（用于定时中断0）或5（用于定时中断1）。S的值，再乘设定单位（可为10ms、1ms，由编程软件设定）则为定时中断的间隔时间。如图2-52为100ms。

图2-52 MSKS指令使用例子3

以上例子，说明执行MSKS指令是重要的。只有执行了MSKS指令后，才使中断生效。

此外，还有读中断屏蔽，MSKR指令。其梯形图格式如下：

这里，N为中断单元号；

S为存储字。

执行本指令，将读出N指定的中断模块各屏蔽位的情况，并存于S中。当N为0或1时，S的对应位的内容，决定中断单元0或1的对应点，是中断屏蔽（值1时），还是中断开通（值0时）。

如图2-53所示，当000000 ON时，执行一次本指令，则中断单元0的第3、4、6、7、14、15的输入点中断开通恢复，其它的中断屏蔽。

图2-53 MSKR指令使用例子

MSKR指令中N的其它取值及其含义同指令MSKS。与MSKS不同的只是，MSKS是写（设定），而MSKR是读。

最后，还有CLI指令，用以取消已记录，但未执行的外中断任务。但不能清除一个正在执行的中断任务。它的梯形图格式如下：

这里，N为中断单元号；

S为设定字。

这时，N取值及其含义与MSKS相同。S值中某位为1时，相应的中断输入被清除。为0，则其记录保留。

对定时中断，S的值乘设定单位（可为10ms、1ms，由编程软件设定）则为执行MSKS指令后第一个开始定时中断的时间间隔。如图2-54所示的说明。

如图2-55所示，当000000 ON时，本指令执行，可使执行MSKS后，要延长50s（这里1388为十六进制数，折合十进制数为5000，设定定时单位为10ms），才再进入由MSKS设定的定时时间间隔定时中断。

图2-54 定时中断的时间间隔

图2-55 CLI指令使用例子

如果在一个I/O中断任务正在执行时，接收到一个不同的中断输入，输入的中断号在内部被记录，直至当前任务和其它较高优先级别的任务执行完毕。而执行CLI（691）可用于被记录的中断在其执行前将它们清除。

如执行图2-55中的CLI（691）指令，它用的操作数为D00101，其内容为F2（十六进制），将中断输入单元0中除了输入0、2和3之外的所有记录的中断输入清除。如图2-56所示。

图2-56 记录中断输入清除

在中断任务3执行完毕后，按优先级顺序执行已记录的中断。因为中断输入0记录了一个输入。则将在任务3执行完毕后执行I/O中断任务0（中断任务100）。因为CLI（691）未保留中断输入1，所以这一中断输入记录被清除，如图2-57所示。

在中断任务3执行完毕后，按优先级顺序执行已记录的中断。因为中断输入0记录了一个输入。所以将在任务3执行完毕后执行I/O中断任务0（中断任务100）。因为CLI（691）未保留中断输入1，所以这一中断输入记录被清除。

如中断输入0～3全变为ON，且未执行CLI（691），所有输入将被记录，并在中断任务3执行完毕后顺序执行之（中断任务按优先权从最低中断号到最高中断号顺序执行），如图2-58所示。

图2-57 记录的中断输入清除示意图

图2-58 执行中断顺序

5.步进指令

工作设备工作，或一些工艺过程往往分成步，按步进行。一个步完成了，再转入另一个步。可以有很多步。步，可以按顺序工作，也可依条件产生分支，改变顺序。需要时，还可多步并行工作……

为此，PLC多设有步进指令。OMRON机步进指令有两条：

STEP（008）B，步进程序入口指令。B为标号，若没有标号B，表示步指令结束。它只是表明步进程序，也称工序的入口，执行它无须逻辑条件。

SNXT（009）B，步进程序调用（激活）指令，调用标号为B的步进程序。执行它需逻辑条件。条件为真（ON），则执行调用，假（OFF）不调用。

有的PLC，如日本三菱，B为专用的继电器S（状态继电器），OMRON公司除输入继电器外，可用任何一种继电器。

图2-59 步进指令及 其使用例子

步进指令的要点是：

1）只有已激活的步的程序才被扫描，才被执行；

2）在已激活步中，如激活了后续步，则自然处于非激活状态；

3）在程序中，可任意把某个步激活；

4）当某步激活后，原来激活它的条件变化，不再对其产生影响。因此，最好用脉冲信号建立逻辑条件。

步进程序可以顺序地被调用，直至最后一步。也可以分支调用，依条件按不同的分支进行。也可以平行调用，条件具备时，可同时调两个步程序，然后再依各步的情况再一步步推进，直到退出步进程序，返回主程序。

图2-59所示为步进指令的使用例子。

从图知，它用W0.00等（内部工作区）作为步标识。当0.00 ON，步W0.00被激活，A段程序（在虚线处，程序未画出，下同）被扫描、被执行。这时，如0.01 ON，则W0.01步激活，并退出W0.00步。同时，B段程序被扫描、被执行。这时，如0.2ON，则W100.00步激活，并退出W0.01步。但，如程序中无此步，则意味着退出步进程序。

提示：OMRONPLC所有步进指令应放在其它主程序之后，子程序之前。如果主程序放在它之后，那这部分主程序将不执行；如把它放在子程序之后，那它也将不执行。

提示：OMRON调新步时，旧的步先OFF，然后，新的步才ON。即新的与旧的步从不同时工作。而三菱PLC、西门子PLC，则是新的步先ON后，旧的步才OFF，即新、旧的步将同时ON一个扫描周期。