位逻辑指令与梯形图的应用

位逻辑指令（见表3-5和表3-6）用于BOOL变量（二进制位）的逻辑运算，二进制位只能取0和1这两个值。位逻辑运算的结果保存在状态字的RLO位。

表3-5 语句表中的位逻辑指令

表3-6 梯形图中的位逻辑指令

1.触点与线圈指令

在语句表中，用A（AND，与）指令来表示常开触点或电路的串联。用O（OR，或）指令来表示常开触点或电路的并联。触点指令中变量的数据类型为BOOL型，变量为1状态时，常开触点闭合，常闭触点断开。

在语句表中，用AN（AND NOT，与非）来表示串联的常闭触点，用ON（OR NOT，或非）来表示并联的常闭触点，触点符号中间的“/”表示常闭。常闭触点对应的位地址为0状态时，该触点闭合。

赋值指令“＝”将逻辑运算结果RLO写入位地址，赋值指令与输出线圈相对应。驱动线圈的触点电路接通时，有“能流”流过线圈，RLO和线圈对应的位地址均为1；反之则RLO和线圈对应的位地址均为0。线圈应放在程序段的最右边。

图3-36中的电路的逻辑运算表达式为（I0.0* +I0.2）* ＝Q4.4，图的右边是用STEP 7转换得到的对应的语句表。从这个例子可以看出逻辑运算表达式与语句表程序之间的关系。

图3-36 梯形图和语句表程序

2.电路块的串联和并联

触点的串并联指令只能将单个触点与其他触点电路串并联。要想将图3-37中的两条串联电路并联，需要在两个串联电路块对应的指令之间使用没有地址的O指令。图3-37的逻辑运算对应的逻辑表达式为M1.3*M4.5+ *I2.6＝Q5.2，表达式中的上划线表示取反（“非”运算），有上划线的地址对应于常闭触点。

图3-37 电路块的并联

图3-38中电路块串联的逻辑表达式为（I0.3+I2.4）*（ +I3.5）＝Q5.0。逻辑运算的规则是先“与”后“或”，因为该电路要求先作“或”运算，后作“与”运算，所以用括号将“或”运算括起来，括号中的运算优先处理。在左括号之前使用A指令，就像对单独的触点使用A指令一样，表示将括号中的电路串联。电路块用括号括起来后，在括号之前可以使用A、AN、O、ON、X和XN指令。

图3-38 电路块的串联

3.RLO边沿检测指令

图3-39中I0.5和I0.6的触点组成的串联电路由断开变为接通时，中间标有“P”的RLO上升沿检测元件左边的逻辑运算结果（RLO）由0变为1（即波形的上升沿），检测到一次正跳变。能流只在该扫描周期内流过检测元件，M0.1的线圈仅在这一个扫描周期内“通电”。图3-40是有关信号的波形图，高电平表示1状态，低电平表示0状态。M0.1和M0.3的脉冲宽度只有一个扫描周期。

图3-39 RLO边沿检测与置位复位指令

因为脉冲宽度很窄，并且程序状态监控时PLC与计算机之间的数据传输是周期性的，监控时不一定能看到流过M0.1的线圈的能流的快速闪动。在做仿真实验时，需要多次单击I0.5对应的小方框，断开然后接通流进上升沿检测元件的能流，才有可能看到它。

边沿检测元件的地址（例如图3-39中的M1.1和M0.2）为边沿存储位，用来储存上一次扫描循环的逻辑运算结果。不能用块的临时局部变量作边沿存储位。

图3-40 波形图

图3-39中I1.0和I1.1的触点组成的并联电路由接通变为断开时（即图3-40中波形的下降沿），中间标有“N”的RLO下降沿检测元件左边的逻辑运算结果由1变为0，检测到一次负跳变。能流只在该扫描周期内流过检测元件，M0.3的线圈仅在这一个扫描周期内“通电”（见图3-40）。

图3-39的右边给出了梯形图对应的语句表程序，语句表中上升沿检测和下降沿检测指令的助记符分别为FP（Edge Positive）和FN（Edge Negative）。

为了在梯形图中生成常开触点、常闭触点和线圈之外的元件，例如图3-39中的上升沿检测元件，单击工具栏上的 按钮，在出现的输入框中输入“P”（见图3-41）后按回车键，或者向下拉动滚动条中的滑块，双击指令列表框中的“P”。

图3-41 生成上升沿检测元件

也可以用另一种方法生成上升沿检测元件，执行菜单命令“视图”→“总览”，显示出图3-39左边的指令列表窗口。打开其中的“位逻辑”文件夹，用鼠标左键单击并按住其中的“ ”图标，将它“拖”到梯形图中需要放置的地方，光标变为 ，表示可以在该处放置元件。放开按住的鼠标左键，它被放置在光标所在的位置。

放置元件的第3种方法是首先单击选中梯形图中要放置元件的导线，该段导线变粗。双击指令列表中的元件图标，它将在选中的导线处出现。

选中指令列表中的某一条指令，在下面的小窗口可以看到该指令的简要说明。

4.置位指令与复位指令

S（Set，置位）指令将指定的位地址置位（变为1状态并保持）。图3-39中M0.1的常开触点接通时，Q5.3变为1状态并保持该状态，即使M0.1的常开触点断开，它也仍然保持1状态。

R（Reset，复位）指令将指定的位地址复位（变为0状态并保持）。图3-39中M0.3的常开触点闭合时，Q5.3变为0状态并保持该状态。即使M0.3的常开触点断开，它也仍然保持0状态。置位指令和复位指令最重要的特征是具有保持功能。

如果对定时器或计数器使用复位指令，将清除定时器的时间剩余值或计数器的当前计数值，并将它们的状态位复位。

5.地址边沿检测指令

POS是单个位地址信号的上升沿检测指令，相当于一个常开触点。如果图3-42中的输入信号I1.2由0状态变为1状态（即I1.2的上升沿），POS指令等效的常开触点闭合，其Q输出端在一个扫描周期内有能流输出，Q5.6被置位为1状态。图中的M0.4为边沿存储位，用来储存上一次扫描循环时I1.2的状态。不能用块的临时局部变量作边沿存储位。

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图3-42 单个位地址的上升沿检测指令

图3-42的右边是梯形图对应的语句表程序，其中的BLD 100是空操作指令，它是在梯形图切换到语句表时自动产生的，它并不执行什么操作，但是与梯形图的显示有关。

NEG是单个位地址信号的下降沿检测指令，相当于一个常开触点。如果图3-43中的I1.3由1状态变为0状态（即输入信号I1.3的下降沿），NEG指令等效的常开触点闭合，其Q输出端在一个扫描周期内有能流输出，Q5.7被复位为0状态。M0.5为边沿存储位。

图3-43 单个位地址的下降沿检测指令

6.SR触发器与RS触发器

SR触发器与RS触发器的输入/输出关系见表3-7，二者的区别在于S和R输入均为1时，SR触发器的Q输出为0，RS触发器的Q输出为1（见图3-44），后执行的置位、复位操作优先。

图3-44 SR触发器与RS触发器

7.能流取反触点

能流取反触点的中间标有“NOT”，用来将它左边电路的逻辑运算结果（RLO）取反，该运算结果若为1则变为0，若为0则变为1。

做仿真实验时，可以看到I0.6和I0.4的触点组成的串联电路断开时（见图3-45的左图），没有能流流进取反触点，但是该触点有能流输出。串联电路接通时（见图3-45的右图），有能流流入取反触点，但是该触点没有能流输出，Q4.6的线圈断电。

表3-7 输入输出关系表

图3-45 能流取反

8.中间输出

标有“#”号的中间输出线圈是一种中间分配单元，用该元件指定的地址来保存它左边电路的逻辑运算结果（RLO）。中间输出线圈与其他触点串联（见图3-46），它并不影响能流的流动。中间输出线圈只能放在梯形图的中间，不能与左侧的垂直“电源线”相连，也不能放在最右端的电路结束处。图3-46的右边是程序段18的梯形图对应的语句表程序。

图3-46 中间输出

做仿真实验时，接通I0.0和I0.1的触点组成的串联电路，中间输出线圈通电。因为它对应的M1.2变为1状态，程序段19中M1.2的常开触点闭合。断开I0.0和I0.1的触点组成的串联电路，中间输出线圈断电，M1.2的常开触点断开。

9.异或指令与同或指令

异或指令的助记符为X，图3-47的梯形图是右边的STL程序的等效电路。I0.0和I0.2的状态不同时，Q4.7为1状态，反之为0状态。

图3-47 异或电路

同或指令的助记符为XN，图3-48的梯形图是右边的STL程序的等效电路。I0.0和I0.2的状态相同时，Q6.1为1状态，反之为0状态。实际上很少使用异或指令和同或指令。

图3-48 同或电路

【例3-1】设计故障信息显示电路，故障信号I0.0为1状态时，Q6.0控制的指示灯以1 Hz的频率闪烁（见图3-50）。操作人员按下复位按钮I0.1后，如果故障已经消失，指示灯熄灭。如果没有消失，指示灯转为常亮，直至故障消失。

故障信息显示电路如图3-49所示，在设置CPU的属性时，令MB2为时钟存储器字节（见图2-21），其中的M2.5提供周期为1s的时钟脉冲。出现故障时，将I0.0提供的故障信号用M1.3锁存起来，M1.3和M2.5的常开触点组成的串联电路使Q6.0控制的指示灯以1 Hz的频率闪烁。按下复位按钮I0.1，故障锁存信号M1.3被复位为0状态。如果这时故障已经消失，指示灯熄灭。如果没有消失，M1.3的常闭触点与I0.0的常开触点组成的串联电路使指示灯转为常亮，直至故障消失，I0.0变为0状态，指示灯才熄灭。

故障信号I0.0的上升沿用POS指令检测，它输出一个扫描周期的脉冲作为起动-保持-停止电路的起动信号，使M1.3为1状态并保持。即使在按下和放开复位按钮I0.1时故障信号尚未消失，也能使M1.3变为0状态。

图3-49 故障显示电路

图3-50 波形图

10.将RLO保存在BR位

SAVE指令将RLO保存到状态字的BR位。在退出逻辑块之前通过使用SAVE指令，使BR位对应的使能输出ENO被设置为RLO位的值，可以用于块的错误检查。

11.SET与CLR指令

SET与CLR（Clear）指令无条件地将RLO（逻辑运算结果）置位或复位，紧接在它们后面的赋值指令中的地址将变为1状态或0状态。在初始化组织块OB100中，可以用下面的程序将位变量初始化。