关键词：指令系统、操作数、即时数、直接地址，间接地址、绝对地址、符号地址、输入类指令、输出类指令、中间指令、基本逻辑指令、应用指令、堆栈、结果寄存器。

一个PLC所拥有指令的全体称为该PLC的指令系统。指令系统代表着PLC的性能或功能。一般讲，功能强、性能好的PLC，其指令系统必然丰富，不仅指令类型多，而且功能强，所能干的事也就多。

早期可编程序控制器指令较少，如欧姆龙公司的C20机，才27条指令。而且指令的功能也不强。后续的产品，如CPM1A机，尽管为小型机，就有41种，148条。大型机更多，如CV1000，多达300多条。近期的产品，如CJ1/CJ1H机，尽管为小型机，其指令将近千条。而且还有功能很强的指令，如文字、文件处理指令。

PLC的指令系统是在对其编程之前必须弄清楚的。不熟悉指令系统，等于不懂语法用不好语言一样，PLC的程序是设计不好的。

从广义上讲，厂商提供的系统功能与功能块，也应算为指令系统的一个部分。如西门子S7-300/400 PLC的功能块FB41、42、43用于实现PID算法，实质上它就是别的PLC的PID指令。当今各家高性能的PLC多都有此类功能或功能块。这样功能或功能块的功能当然比一般指令要更强些。所以，现在再说PLC指令系统，不只是PLC指令的全体，而还要有系统提供的功能及功能块。有的厂商把后者的集合也称库。

值得注意的是，各厂商、各型别PLC的指令系统都是基于微处理器技术，总是直接、间接地来自微处理器。所以有关指令的类别、实现功能以及发展水平，大体上多是相同的。也因此本书才有可能将对其分类，把各厂商PLC一些最常用的指令集合一起进行说明。然而PLC指令系统又是基于PLC具体硬件的，加上所用的编程语言又没有统一的强制标准，所以，各厂商PLC的具体指令的差别还是不小的。即使是同一厂商，型号不同的PLC，其指令系统也不完全相同。所以，在注意对它们共同点的同时，也要看到对它们的区别点。这样，才能全面、准确地理解和具体使用好相关的PLC的指令。

提示：由于篇幅限制，以下只是简要地介绍本书涉及的PLC的一些典型指令。而全面、系统地弄清所使用的PLC的指令系统，对正确使用该PLC，编写好高质量的PLC程序，是至关重要的。因此，在PLC实际编程过程中，建议要多查阅有关PLC的编程手册，切实把有关指令弄懂、弄清。

为了加深对PLC指令的了解，以下先对PLC指令作分类分析，然后再对一些较常用的指令作简单介绍。一些要用到的特殊指令，将在以后的章节中继续介绍。

1.按指令的操作数，即程序数据的数量划分

（1）无操作数指令，如END（程序结束）指令、NOP（空指令，不做任何操作），仅操作码，无操作数。这类指令不多。

（2）单操作数指令，如LD（装载）指令，除了操作码（LD），还要有操作数（位地址）。

（3）多操作数指令，如MOV（传送）指令，除了操作码（MOV），还要有被传送字源地址及目标地址。执行它后，则把字源地址的内容，传送到目标地址中去。

多操作数，有的操作数可多达三个。如ADD（加）指令，在操作码ADD之后有三个地址。第一操作数为被加数；第二操作数为加数；第三个操作数为和。

指令在内存中占用的字节、字与指令长度有关。单字及双字长的占一个字。多字的占用不只一个字。有的PLC指令在内存中占用的地址以“步”（STEP）计。三菱PLC一个步占用4个字节。欧姆龙CJ1机的“步”与以前的字基本上相同，欧姆龙提供有方法可供换算。

要指出的是，这里的操作数多少，与在指令执行中，参与操作的实际数的数量，并不是一回事。操作数可能只有两个，但实际参与操作的数可能是几十、几百，以至于千。真正参与操作的数到底多少，是由指令的功能及特点决定的。

2.按指令的作用分

（1）输入类指令，用以处理输入信号及反馈信号，以建立相应的逻辑条件。它使用的数据与梯形图语言的常开触点、常闭触点、正转换感应触点及负转换感应触点等对应。执行这类指令不产生输出，但它为输出类及处理类指令工作提供条件。可知，一个有效程序，不可能仅使用这类指令。

输入类指令有两种执行方式：

正常执行，每一扫描周期，都依它的操作数正常I/O刷新后得到的值，进行逻辑处理。

立即输入刷新执行，每次执行它前，先进行输入刷新，然后再依刷新后操作数取得的新值，进行逻辑处理。要这样使用指令，则要在它的代码之前加感叹号“！”。在梯形图上的符号为

还可对输入指令做微分处理。有上沿微分与下沿微分。

上沿微分，使用的是正转换感应触点，当它的操作数从OFF到ON的那个周期，此操作数按ON处理，其他的均为OFF。要这样使用指令时，要在它的代码之前加向上的箭头符号。在梯形图上的符号为

下沿微分，使用的是负转换感应触点，当它的操作数从ON到OFF的那个周期，此操作数按ON处理，其他的均为OFF。要这样使用指令时，要在它的代码之前加向下的箭头符号。在梯形图上的符号为

输入指令的执行方式与PLC的生产公司及PLC的型号有关，不是所有PLC都有这么多的执行方式。

（2）输出类指令，用以产生输出。一般讲，在执行它之前总是要先执行输入类指令。其产生什么输出，则由其所使用的数据及之前的逻辑条件决定。它使用的数据与梯形图语言的正常线圈、反向线圈、设置（锁存）线圈、复位（取消锁存）线圈、正转换感应线圈、负转换感应线圈及暂停线圈等对应。

输出类指令也有多种执行方式：

正常执行，每一扫描周期均依执行它时的逻辑条件情况，处理该指令；到了输出刷新时，才把这个输出传送给输出锁存器。

立即刷新执行（Immediate Refresh，IR），处理该指令后立即进行输出刷新，把输出的结果送给相应的输出锁存器。要这样使用指令，则要在它的代码之前加感叹号“！”。

（3）处理指令。用于做数据或有关处理工作。其执行与否取决于执行前的逻辑条件。随着PLC功能的增强，此类指令越来越多。(www.daowen.com)

此类指令还可运用EN\ENO机制，既按在本指令之前建立的逻辑条件，执行本指令；又依本指令的执行情况，再建立相应的逻辑条件，为后续指令的执行提供前提。以至于输入，此类指令还可多次相间，最后才为输出指令。只是老式的PLC多没此机制。

图1-22所示的西门子PLC的几条梯形图指令。这里的加（ADD-I）与乘（MUL-I）指令都运用的EN/ENO附加变量。如图，要使Q0.0 ON，其条件是I0.0 ON以及这里的加（ADD-I）与乘（MUL-I）指令成功执行。可知，这样的梯形图的表达是很简练的，效率是很高的。只是，这样的梯形图就不大像电气原理图，与创立梯形图的初衷略有违背。

图1-22 多个比较指令使用

3.按指令的执行情况分

PLC的输入指令，在每扫描周期中，总是执行的。多数输出指令，在执行（即与其有关的输入）条件具备时，也总是执行的。

但有的指令就不完全是这样的。如PID指令，尽管执行条件具备，设定又无不当之处，但它的执行周期不是取决于扫描周期，而主要取决于对PID工作周期的设定。

再如求平均数、求总数，这样表处理或文字处理指令，要在一个扫描周期内实现它的功能，所用的处理时间很长。新机型允许其分开在若干扫描周期内完成。这样，可避免出现，执行这类指令时扫描周期过长，不执行时又较短，而I/O响应时间一致性。

最后，如通信指令，它的接收、发送数据也不是执行一次就可完成。

4.按指令的使用分

这里的使用是指使用频率及表达它的方法。按这个使用分有：

（1）基本逻辑（有的称顺序）指令用得最多，简易编程器上多有其对应的专用键。主要用于逻辑操作。

（2）应用指令，其实也就是上述处理指令，有的称为功能指令，可实现比逻辑操作更为复杂的功能。在简易编程器上，一般无与其对应的专用键。用简易编程器，输入这种指令有两种办法，一是用先输入功能键（FUN），后输入功能号。欧姆龙及三菱有的PLC就是用这种方法。另一为在编程器上显示指令菜单，在菜单中选择所要输入的指令，西门子、松下的PLC就是用这种办法。

随着功能指令增多。仍用两位数的功能码不够了。所以，功能指令分为两种：一为有固定的功能码，如01，固定代表END指令；另一为无固定功能码，如PULS（脉冲）指令，就没有固定的功能码，使用前现做指定。没有固定的功能码的指令，欧姆龙称之为扩展指令。其功能码要在使用前分配。当然，有的PLC把功能码提升为3位数，就不存在此问题了。

提示：下载扩展指令设定前，应使PLC处于编程模式，有的PLC，如CPM2A，其DM6602（系统设定字之一）的高字节还要设为1（也要使PLC处编程模式才能写这个字）。改后，还要使PLC断电，再上电。否则这个设定的下载是不可能的。

提示：目前手持编程器已几乎不用，这样划分，也许已过时。但是，功能码还存在就是了。

此外，还可按功能，即按指令能干什么事分类，把类似的归在一起，PLC指令的类型还是很多的。以CJ1机为例，欧姆龙把它分有32种之多。再进一步归纳还有：

（1）基本逻辑类指令，用于逻辑关系处理，是最常用、最基本的指令。

（2）定时、计数类指令，用于定时或计数，也是经常要用到的指令。

（3）数据处理类指令，用于数据运算、传送、比较、译码、编码、移位及其他有关指令。

（4）流程控制类指令，用于控制程序执行的流程。可使PLC执行指令能按所控制的顺序进行，而不一定非要从零地址开始到最高地址，依此执行。

（5）监控类指令，用于处理PLC或被控制对象的故障检测，有助于提高PLC及其控制系统工作的可靠性。

（6）处理I/O类指令，用于处理PLC应急I/O刷新或数据（信息）的入或出。

（7）通信类指令，用于处理PLC与PLC，或PLC与计算机，或PLC与智能设备间的通信。

（8）内存管理指令，用以管理PLC的各个存储区、存储卡。

（9）其他管理或处理指令，用于PLC的其他管理与处理。

以下将对其中若干类指令进行介绍，其他的将在介绍有关的内容时，再作说明。