PLC功能指令教案

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1、池州职业技术学院&PLC的基本指令主要用于逻辑功能处理 ，步进顺控指令用于顺序逻辑控制系统。 但在工业自动化控制领域中，许多场合需 要数据运算和特殊处理。因此，现代PLC 中引入了功能指令（或称为应用指令）。 功能指令主要用于数据的传送、运算、变 换及程序控制等功能。本章主要介绍三菱 FX2N系列PLC的各种数据类软元件的组成 和用法、功能指令的表示方法和使用要素 ，以及常用的传送比较指令、运算指令、 数据处理指令及程序控制指令等。PLCPLC功能指令应用功能指令应用池州职业技术学院任务1 设备维护提醒装置（一）任务分析 现代设备维护保养都需要规范操作。现 有5台设备要进行维护保养管理，需设计

2、一 个维护保养的提醒装置。要求：5台设备同 时启停工作，每操作使用一次，提醒装置 记录一次，当操作使用次数等于10次时， 点亮红色指示灯，提醒已到维护时间，当 操作次数小于10次时，点亮绿色指示灯， 表明可以继续使用。池州职业技术学院这个设计任务其实只要用一对启停按钮控制5台设备的启停运 行，然后用计数器记录设备操作次数，计满10次作相应输出控 制即可。用基本指令编制的梯形图程序如图41所示。按下启 动按钮后，Y0Y4同时启动，输出指令就要一个一个的编制 ，这很繁琐。使用功能指令会使程序设计更简捷。池州职业技术学院（二）相关知识在PLC中，基本指令的操作对象都是位元 件，如Y0、M0等，主要用

3、于开关量信息的 处理，因而编程时需要一个一个的表示。 但功能指令的操作对象都是字元件或者位 组合元件，就是将相同类别的相邻位元件 组合在一起作为字存储单位，因此与使用 基本指令相比，使用功能指令编制的程序 更简单，且功能更强大。池州职业技术学院1、功能指令的操作数FX2N系列PLC 的数据类软元件 数据寄存器（D） 数据寄存器用于存储数值数据，可写可读 ，都是16位的（最高位为符号位），可处理 的数值范围为-32768+32767。 两个相邻的寄存器可组成32位数据寄存器 （最高位为符号位）。在进行32位操作时只 要指定低位的编号即可，例如用D0表示（D1 、D0）32位数据。低位的编号一般采

4、用偶数 编号。 数据寄存器又分为一般型，停电保持型 和特殊型。FX系列的PLC，其数据寄存器的编 号如表41所示。池州职业技术学院v 表4-1 FX系列PLC数据寄存器机型一般用停电保持用停电保持 专用文件用特殊用FX1SD0 D129 128点D128 D255 128点根据参数设定， 可以将D1000 D2499作为文件 寄存器使用D8000 D8255 256点FX2N FX2NCD0 D199 128点D200 D511 312点D512 D7999 7488点根据参数设定， 可以将D1000以 上作为文件寄存 器使用D8000 D8255 256点 非停电保持领域，通过设定参数可变更

5、停电保持领域； 停电保持领域，通过设定参数可变更非停电保持领域； 无法通过设定参数变更停电保持的特性。池州职业技术学院 位组合数据因为4位BCD码表示1位十进制数据，所 以在FX系列PLC中，用相邻的4个位元件作为一 个组合，表示一个十进制数，表达形式为KnX、 KnY、KnM、KnS等。n指4位BCD码的个数。例 如：K1X0表示由X3X0这 4位输入继电器的组 合；K3Y0表示由Y13Y10、Y7Y0这12位输出 继电器的组合；K4M10表示由M25M10这16位辅助继电器的 组合。 【注意】 位组合元件的最低位最好采用0结尾的位 元件。池州职业技术学院 其它 K表示十进制常数；H表示十六

6、 进制常数；T、C分别表示定时器、 计数器的当前值寄存器。池州职业技术学院2、功能指令的表达形式功能指令与基本指令不同，功能指令类似一 个子程序，直接由助记符（功能代号）表达本条指令要 做什么。FX系列PLC的功能指令表达形式如图42所示 。S 表示源操作数，其内容不随指令执行而变化，源的数量较多时，用 S1、S2等表示。 D 表示目标操作数，其内容随指令执行而改变，目标数量较多时，用 D1、D2等表示。池州职业技术学院3、数据长度和指令类型 数据长度功能指令可处理l6位数据和32位数据。处理32 位数据时，在指令助记符前面加字母“D”，如图43 所示。池州职业技术学院 指令类型FX系列PLC

7、的功能指令有连续执行型和脉冲 执行型两种形式。连续执行型的梯形图形式如图44所 示。当X0011时，功能指令在每个扫描周期都被执行 一次。脉冲执行型的梯形图形式如图45所示，X000 每接通一次，功能指令只在第一扫描周期被执行一次。池州职业技术学院4. 传送指令传送指令 MOV是将源操作数内的数据传送到指 定的目标操作数内，即 S D ，源操作数内的数 据不改变。如图46所示，当X0 接通（X0=1）时，源 操作数 S 中的常数 K100 传送到目标操作元件 D10 中 。当指令执行时，常数 K100 自动转换成二进制数 。当 X0 断开时，指令不执行，数据保持不变。 池州职业技术学院v 【应

8、用举例1】如图47所示是传送指 令的应用实例。图（a）表示当X0=1 时， 将计数器C0的当前值读出并送到数据寄存 器D20中；图（b）表示当X1=1 时，将常 数K100写入到定时器T0的设定值寄存器中 。池州职业技术学院【应用举例2】 三相交流电机Y/降压启动控制线 路如图48所示，应用数据传送指令设计的降压启动控 制程序如图49所示。按下启动按钮SB2（X2），传送 常数K7(B0111)给K1Y0，即Y0Y1Y2都得电，电机Y形连接 启动，同时T0开始定时。10s到，传送K3（B11）给K1Y0 ，即Y2表示的Y形连接断开，1s后传送K10(B1010)，即 电机连接运行，同时启动指示

9、灯(Y0)熄灭。若运行中 电机过载（X0）断开，电机自动停止并且Y0指示灯亮报 警。池州职业技术学院池州职业技术学院5. 比较指令 比较指令CMP 是将源操作数 S1 和 S2 的数据进 行比较，然后将目标操作数 D进行相应的操作。如图4 10所示，X01时，将C20的当前值与常数K100进行比 较。若当前值小于K100，D指定的M0自动置1（即Y0接 通）；若当前值等于K100，M1自动置1（即Y1接通）；若 当前值大于K100，M2自动置1（即Y2接通）。在X0 断开 ，即不执行CMP 指令时，M0M2 保持X0断开前的状态。 因此若要清除比较结果需要用RST或ZRST指令。 【说明】数据

10、比较是进行代数值大小比较（即带符号 比较）。所有的源数据均按二进制处理。池州职业技术学院【应用举例】有一高性能的密码锁，由两组密码数 据锁定。开锁时只有输入两组正确的密码，才能打开锁 ，锁打开后，经过5s再重新锁定。 图411所示是密码锁的梯形图程序。程序运行时用 初始脉冲M8002预先设定好密码（2个十六进制数H5A和 H6C）。 密码设定为2位十六进制数，所以输入只需要8位（ K2X0）.只有在两次比较中，从输入点K2X0送进来的二 进制数恰好等于所设定的H5A和H6C，才能打开密码锁。 因为要从K2X0两次输入数据进行比较，而CMP指令中 定义的目标操作数的通、断是随机的，即做第二次比较

11、 时，第一次的比较结果将自动清零。所以梯形图中使用 了中间变量M11和M14，对应M1和M4，这样就将两次比较 的结果保存下来，再用M11和M14的常开触点串联以后驱 动Y000（打开密码锁）。池州职业技术学院池州职业技术学院（三）任务实施v 选择输入输出设备，分配I/O 地址，绘制PLC输入输 出接线图 v 根据本任务的控制要求，输入设备需要有启停5台电 机的操作按钮和整个控制装置的启停按钮（主要是用于 系统复位和计数器复位）。输出设备就是红、绿色的信 号灯和五台电机的接触器。 v 地址分配如下： v 输入：电机启动按钮X0，停止按钮X1，系 统复位按钮X2； v 输出：绿色灯L0Y10，红

12、色灯L1Y11，电机的 接触器KM1-KM5Y0-Y4；绘制的接线图如图412所示 。池州职业技术学院池州职业技术学院 设计控制程序 v 运用功能指令设计的梯形图控制程序如图4 13所示。按下启动按钮，传送十六进制数据H1F 到K2Y0，即让Y0-Y4接通，启动5台电机运行， 且C1记录一次，此时由于C1的当前值小于K10， 因此M0置位使Y10绿灯点亮。当记录到第10次时 ，M1置位使Y11红灯点亮，提醒已到维护时间。 v 程序中C1的设定值可以等于或大于K10均可。 当设备维护完毕后需用复位按钮（X2）对计数 器C1以及M0、M1进行复位后才能重新投入使用 。池州职业技术学院池州职业技术学

13、院v （四）知识拓展 v 1. 区间比较指令ZCP v ZCP指令的使用说明见图414所示。它是将一个数 据 S与两个源操作数S1、 S2进行代数比较，然 后将目标操作数 D进行相应的操作。如图4-14所示， X01时，将C0的当前值与K50、K100比较。若C0当前值 K50，M0自动置1；若K50C0K100，自动M1置1；若 C0K100，M2自动置1。池州职业技术学院v 2. 触点比较指令 v 16位数据比较指令的助记符、操作数等属性如表4 2所示。 v 触点比较指令的应用实例见图415所示。图（a） 表示C0的当前值等于K10时，输出Y0被驱动；D10的值大 于K30且X0=1时Y1

14、被置位。图（b）表示X0=1、且D20 的值小于K50时Y0被复位；X1=1或K10大于等于C0当前值 时，Y1被驱动。池州职业技术学院池州职业技术学院v 【应用实例】 v 工业控制中有时候受比较条件的限制，要反复使用 几次CMP指令或ZCP指令。这时候改用触点比较指令编程 就会方便得多。如图416所示，是用功能指令设计的 交替点亮12盏彩灯的控制程序。 v 12盏彩灯接在Y13Y0点，当X0接通后系统开始工作 。小于等于2秒时第16盏灯点亮；2秒4秒之间第7 12盏灯点亮；大于等于4秒时12盏灯全亮；保持到 6秒 ，再循环。当X0为OFF时彩灯全部熄灭。池州职业技术学院v 3. 块传送指令B

15、MOV v 块传送指令的使用见图417所示，当X0001时， 从源操作数指定的软元件（D0）开始的n（K3）个数据 传送到指定的目标操作数（D10）开始的K3个软元件中 。 v 【注意】 BMOV指令中的源与目标是位组合元件时， 源与目标要采用相同的位数，如图418所示。池州职业技术学院v 4. 多点传送指令FMOVv 多点传送指令FMOV是将源操作数指定的软元件的内 容向以目标操作数指定的软元件开头的n个软元件传送 。n个软元件的内容都一样。如图419所示，将D0 D99共100个软元件的内容全部置0。池州职业技术学院v 5. 区间复位指令ZRST v 区间复位指令ZRST是将D1、D2指定

16、的元件号范 围内的同类元件成批复位。目标操作数可取T、C、D（ 字元件）或Y、M、S（位元件）。D1、D2指定的应 为同一类元件，D1的元件号应小于D2的元件号。如 图420所示，将M0M100的101位辅助继电器全部清0 。池州职业技术学院任务2 电子四则运算器的设计v （一）任务分析 v 现要求设计一个电子四则运算器，完成Y 20X/358的计算，当结果Y=0时，点亮红灯，否 则点亮绿灯。 v 运算式中的X和Y是两位数（变量），“X”是 自变量，可选用KnX输入，“Y”是因变量，由 KnY输出。从表达式看出，因变量Y与自变量X成 比例，X的变化范围（位数）决定了Y的变化范围 （位数）。注意：KnX与Kn