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1、项目6 功能指令的应用,2,引言,PLC的基本指令是基于继电器、定时器、计数器类等软元件，主要用于逻辑处理的指令。作为工业控制计算机，PLC仅有基本指令是远远不够的。现代工业控制在许多场合需要数据处理，因而PLC制造商在PLC中引入应用指令，也称功能指令。 FX系列PLC除了基本指令、步进指令外，还有200多条功能指令。可分为程序流向控制、数据传送与比较、算术与逻辑运算、数据移位与循环、数据处理、高速处理、方便指令、外部设备通信（I/O模块、功能模块）、浮点运算、定位运算、时钟运算、触点比较等几大类。功能指令实际上就是许多功能不同的子程序。,3,6.1 工作模块12 八盏流水灯控制程序,控制要
2、求： 8盏流水灯每隔1s顺序点亮，并不断循环,采用功能指令编程更简单,经验设计法还是顺序功能图设计法？,一、任务导入,4,1.功能指令的基本格式,梯形图格式,指令表格式,步序 操作码 操作数 0 LD X0 1 MEAN D0 D10 K3 8 。,二、相关知识,5,操作码与操作数 操作码（指令助记符）：表示指令的功能 操作数：指明参与操作的对象 源操作数S：执行指令后数据不变的操作数，两个或两个以上时 为S1、S2 目标操作数D：执行指令后数据被刷新的操作数，两个或两个以上时为D1、D2。如果可使用变址功能，用S和D表示。 其它操作数m、n：补充注释的常数，用K（十进制）和H（十六进制）表示
3、，作为源和目标操作数的补充说明，两个或以上时为m1、m2、n1、n2。,6,2.数据长度及执行方式,数据长度 16位：参与运算的数据默认为16位二进制数据 32位：32位数据时在操作码前面加D（Double),(D0)(D1),(D3D2)(D5D4),对于32位功能指令，其助记符在16位指令助记符上添加符号D。,7,执行方式 连续执行方式：每个扫描周期都重复执行一次， 操作数的内容每个扫描周期都变化。 脉冲执行方式：只在信号OFFON时执行一次， 在指令后加P（Pulse）。,8,数据格式 在FX系列PLC内部，数据是以二进制（BIN）补码的形式存储，所有的四则运算都使用二进制数。 二进制补
4、码的最高位为符号位，正数符号位为0，负数符号位为1。 为更精确地进行运算，可采用浮点数运算。在FX系列PLC中提供了二进制浮点运算和十进制浮点运算 。,9,数据寄存器（D） 通用数据寄存器D0D199共200点。 只要不写入其它数据，已写入的数据不会变化。但是PLC状态由运行停止时，全部数据均清零。 断电保持数据寄存器D200 D511共312点，只要不改写，原有数据不会丢失。 特殊数据寄存器D8000 D8255共256点 这些数据寄存器供监视PLC中各种元件的运行方式用。 文件寄存器D1000 D2999共2000点。,10,3.传送指令 FNC12 MOV,传送指令FNC12 MOV (
5、D)MOV(P) 该指令的功能是将源数据传送到指定的目标。,操作数 S1： 所有数据类型 D：KnY、KnM、KnS、T、C、D、V、Z。 梯形图,K100D10,11,（一）I/O资源分配：,输入信号： 起动按钮X20 停止按钮X21； 输出信号： 8盏灯Y0Y7。,三、任务实施,12,（二）程序设计,13,6.2 工作模块13 抢答器控制程序设计,一、任务导入,14,1.子程序调用指令CALL和子程序返回指令SRET,二、相关知识,15,2.子程序指令,子程序调用指令 FNC01 CALL 操作数：指针P0P127 子程序返回指令 FNC02 SRET 无操作数 说明 子程序应该在主程序结
6、束之后编程。 CJ指令的指针与CALL的指针不能重复。 子程序允许嵌套，嵌套级别最多为5级。 子程序只能用T192T199和T246T249作定时器。,16,3.主程序结束指令FEND,主程序结束指令FEND无操作数。 FEND表示主程序结束，当执行到FEND时，PLC进行输入/输出处理，监视定时器刷新，完成后返回起始步。 END是指整个程序（包括主程序和子程序）结束。 一个完整的程序可以没有子程序，但一定要有主程序。,使用FEND指令时应注意： （1）子程序和中断服务程序应放在FEND之后。 （2）子程序和中断服务程序必须写在FEND和END之间，否则出错。,17,(一)I/O资源分配,三、
7、任务实施,18,（二）程序设计,19,6.3 工作模块14 自动售货机的PLC控制,控制要求： 此自动售货机可投入1元、5元或10元硬币，投完币后，确认，投币显示灯灭。 当投入的硬币总值等于或超过12元时，食品指示灯亮；当投入的硬币总值超过15元时，食品、饮料指示灯都亮。 当食品指示灯亮时，按食品按钮选择要购买的食品，按购买键确认后，食品指示灯灭，出货口指示灯亮，显示正出物品，一会熄灭。 当饮料指示灯亮时，按饮料按钮选择要购买的饮料，按购买键确认后，饮料指示灯灭，出货口指示灯亮，显示正出物品，一会熄灭。 若投入硬币总值超过购物所需钱数时，则退币处的指示灯亮，显示正在进行退币工作，退完币后，退币
8、指示灯熄灭，等待下一次售货。,一、任务导入,20,1.算术运算指令,二进制加减运算指令 加法 FNC20 ADD （Addition） 减法 FNC21 SUB （Subtraction） 操作数 S1、S2：K、H、KnX、KnY、KnM、KnS、T、C、D、V,Z D：KnY、KnM、KnS、T、C、D、V,Z 梯形图,二、相关知识,21,说明 指令是代数加减运算，数据的最高位为符号位。 进行16位加减运算时，数据范围为3276832767；32位运算时，数据范围为21474836482147483647。 运算结果为0时，零标志置位（M8020=1）；运算结果大于32767（或21474
9、83647）时，进位标志置位（M8022=1）；运算结果小于32768（或2147483648）时，借位标志置位（M8021=1）。 该指令可以进行连续/脉冲执行方式。,22,2.二进制乘除运算指令,乘法 FNC22 MUL （Multiplication） 除法 FNC23 DIV （Division） 操作数 S1、S2：K、H、KnX、KnY、KnM、KnS、T、C、D、V,Z D：KnY、KnM、KnS、T、C、D、V,Z 梯形图,23,说明 指令进行二进制运算，数据最高位为符号位。 可以进行16/32位乘除运算，16位运算时，积为32位数据，商和余数为16位数据；32位运算时，积为6
10、4位数据，商和余数为32位数据。 0作除数时程序出错。被除数和除数中有一个为负数时，商为负数；被除数为负数时，余数也为负数。 位元件作为32位乘法运算的目标元件时，只能得到积的低32位数据。 可以进行连续/脉冲执行方式。,24,3.比较指令 FNC10 CMP （Compare）,操作数 S1、S1 ： K,H、KnX、KnY、KnM、KnS、T、C、D、V、Z D：Y、M、S 梯形图,25,说明 该指令是将源操作数S1和S2的中数据进行比较，结果送目标操作数D中去。 D由3个元件组成，指令中D给出首地址，其它两个为后面的相邻元件。 当X0由ONOFF时，不执行CMP指令，M0M2保持断开前的
11、状态，用复位指令RST才能清除比较结果。 CMP是进行二进制代数比较。 可以32位二进制数比较和脉冲执行方式。 如果指令中指定的操作数不全、元件超出范围、软元件地址不对时，程序出错。,26,I/O资源分配,三、任务实施,27,程序设计,28,29,6.4 工作模块15 五台电机的启停,控制要求： 用按钮实现5台电机的启停控制。按钮按数次，最后一次保持1s以上后，则号码与次数相同的电机运行，再按按钮，该电机停止。,一、任务导入,30,解码与编码指令 解码（译码）指令FNC40 DECO （Decode） 编码指令FNC41 ENCO（Encode）,DECO操作数 S：K、H、X、Y、M、S、T
12、、C、D、V、Z D：Y、M、S、T、C、D,ENCO操作数 S：X、Y、M、S、T、C、D、V、 D：T、C、D、V、Z,二、相关知识,31,编码与解码指令使用说明,图a中：X002X000组成的3位（n3）二进制数为011， 相当于十进制数3，由目标操作数M7M0组成的8位二进制 数的第3位（M0为第0位）M3被置1，其余各位为0。如源数 据全零，则M0置1。 图b中：n=3，编码指令将源元件M7M0中为“1”的M3的位 数3编码为二进制数011，并送到目标元件D10的低3位。,32,解：根据控制要求，梯形图如图6-54所示。输入电机编号的按钮接于X0，电机号数使用加1指令记录在K1M10
13、中。DECO指令则将K1M10中的数据解读并令M0右侧和K1M10中数据相同的位元件置1。M9及T0用于输入数字确认和停车复位控制。Y0-Y4接五台电机。,三、任务实施,33,6.5 工作模块16 机械手的PLC控制,一、任务导入,图 机械手动作示意图,34,控制要求： 如上图所示是一气动机械手，其功能是将工件从A处送到B处。气动机械手的升降和左右移行分别使用了双线圈的电磁阀，在某方向的驱动线圈失电时能保持在原位，必须驱动反方向的线圈才能反向运动。上升、下降对应的电磁阀线圈分别是YV2、YVl，右行、左行对应的电磁阀线圈分别是YV3、YV4。机械手的夹钳使用单线圈电磁阀YV5，线圈通电时夹紧工
14、件，断电时松开工件。通过设置限位开关SQl、SQ2、SQ3、SQ4分别对机械手的下降、上升、右行、左行进行限位，而夹钳不带限位开关，它是通过延时1.7s来表示夹紧和松开动作的完成。,35,状态初始化指令 状态初始化指令FNC60 IST（Initial State）与步进梯形STL指令一起使用， 用于自动 设置多种工作方式的控制系统的初始状态，以及设置有关的特殊辅助 继电器的状态。指令中S指定运行模式的初始输入。,操作数 S： X、Y、M D1 D2 ：S20S899 D1D2,状态初始化及数据搜索指令使用说明,二、相关知识,36,IST指令的源操作数可取X、Y和M，用来指定与工作方式有关的首
15、地址，它实际指定了从首址开始的8个连续号的同类元件具有以下意义： X20：手动 X24：连续运行（全自动） X21：回原点 X25：回原点启动 X22：单步运行 X26：自动运行启动 X23：单周运行（半自动） X27：停止,IST指令的目标操作数D1和D2用来指定在自动 操作中用到的状态元件的最低和最高元件号，可取S20S899。,IST指令执行条件满足时，S0、S1、S2和下列特殊辅助继电器 被自动设定为以下功能；若以后执行条件变为OFF，这些元件 的功能仍然保持不变,37,如上图所示为机械手的操作面板，机械手能实现手动、回原位、单步、单周期和 连续等五种工作方式。手动工作方式时，用各按钮
16、的点动实现相应的动作；回原 位工作方式时，按下“回原位”按钮，则机械手自动返回原位；单步工作方式时， 每按一次启动按钮，机械手向前执行一步；选择单周期工作方式时，每按一次启 动按钮，机械手只运行一个周期就停下；连续工作方式时，机械手在原位，只要 按下启动按钮，机械手就会连续循环动作，直到按下停止按钮，机械手才会最后 运行到原位并停下；而在传送工件的过程中，机械手必须升到最高位置才能左右 移动，以防止机械手在较低位置运行时碰到其他工件。,三、任务实施,38,I/O资源分配,39,（2）PLC接线图,40,机械手的控制程序,41,6.6 其他一些功能指令,（一）块传送指令 FNC15 BMOV,操作数 S：K,H、KnX、KnY、KnM、KnS、T、C、
