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1、项目十二 花式喷泉模拟控制系统的制作知识目标能认识功能指令的作用、格式和使用方法。能列举比较指令与传送指令的工作原理与使用方法。技能目标能正确运用功能指令编制相关程序。能够完成硬件选型、连接及系统调试。任务教学环节教学步骤时间安排教学方式阅读教材课余自学、查资料、组内相互讨论知识讲解3课时重点讲授功能指令的作用、格式和使用方法。实训操作9课时1会使用PLC功能指令来编写系统控制程序。2会安装和调试四路花式喷泉模拟控制系统。3会安装和调试八路花式喷泉模拟控制系统。任务一 四路花式喷泉系统的制作任务描述在游人和居民经常光顾的场所，如公园、广场、旅游景点及一些知名建筑前，经常会修建一些喷泉供人们休闲
2、、观赏。这些喷泉按一定的规律改变喷水式样，如果再与五颜六色的灯光相配合，在和谐优雅的音乐中，更使人心旷神怡，流连忘返。若能将PLC的功能指令运用于控制喷泉喷水方式，将会使喷泉轻松实现各种各样的效果，带给人们一丝丝快乐的享受。任务分析1 花式喷泉概述 在许多休闲广场、景区或游乐场里，经常看到喷水池按一定的规律喷水或变化式样，若在夜晚配上各种彩色的灯光显示，更加迷人。如下图所示为一花式喷水池，采用PLC控制是比较方便的。在花式喷水时序确定的前提下，可以通过改变时序或者改变控制开关，就可改变控制方式，达到显现各种样式状态的要求。 （a）花式喷水池演示示意图 （b）操作控制开关面板图 花式喷水池示意图
3、 在图（a）中，4为中间喷水管，3为内环状喷水管，2为一次外环形状喷水管，1为外环形状喷水管。2 花式喷泉功能要求如下：1、控制器电源开关接通后，按下启动按钮，喷水装置即开始工作。按下停止按钮，则停止喷水。工作方式由选择开关和单步连续开关决定。2、“单步连续”开关在单步位置时，喷水池只运行一次循环：在连续位置时，喷水池运行一直继续下去。3、 方式选择开关用来选择喷水池的喷水花样，14号喷水管的工作方式选择如下：（1）选择开关在位置“1”时。按下启动按钮后，4号喷水，延时2s后，3号也喷水，延时2s后，2号接着喷水，再延时2s，1号喷水，这样，一起喷水15s后停下。若在连续状态时，将继续循环下去
4、。（2） 选择开关在位置“2”时。按下启动按钮后，1号喷水，延时2s后，2号喷水，延时2s后，3号接着喷水，再延时2s，4号喷水，这样，一起喷水30s后再停下。若在连续状态时，将继续循环下去。（3）选择开关在位置“3”时。按下启动按钮后，1、3号同时喷水，延时3s后，2、4号喷水，1、3号接着喷水：交替运行5次后，14号全喷水，30s后停止。若在连续状态时，将继续循环下去。（4）选择开关在位置“4”时。按下启动按钮后，喷水池14号水管的工作顺序为： 1234按顺序延时2s喷水，然后一起喷水30s，1、2、3和4号分别延时2s停水，再延时1s，由4321反向顺序按2s顺序喷水，一起喷水30s后停
5、止。若在连续状态时，将继续循环下去。4、 不论在什么工作方式下，按下停止按钮，喷水池将停止运行。相关知识点早期的PLC大多用于开关量控制，基本指令和步进指令已经能满足控制要求。为适应控制系统的其它控制要求（如模拟量控制等），从20世纪80年代始，PLC生产厂家就在小型PLC上增设了大量的功能指令（也称应用指令），功能指令的出现大大拓宽了PLC的应用范围，也给用户编制程序带来了极大方便。知识点1 功能指令的表示与执行形式1功能指令的表示格式功能指令表示格式与基本指令不同。功能指令用编号FNC00FNC294表示，并给出对应的助记符（大多用英文名称或缩写表示）。例如FNC45的助记符是MEAN（平
6、均），若使用简易编程器时键入FNC45，若采用智能编程器或在计算机上编程时也可键入助记符MEAN。有的功能指令没有操作数，而大多数功能指令有1至4个操作数。如下图所示为一个计算平均值指令，它有三个操作数，S表示源操作数，D表示目标操作数，如果使用变址功能，则可表示为S和D。当源或目标不止一个时，用S1、S2、D1、D2表示。用n和m表示其它操作数，它们常用来表示常数K和H，或作为源和目标操作数的补充说明，当这样的操作数多时可用n1、n2和m1、m2等来表示。 功能指令表示格式图图中源操作数为D0、D1、D2，目标操作数为D4Z0（Z0为变址寄存器），K3表示有3个数，当X0接通时，执行的操作为
7、（D0）+（D1）+（D2）3（D4Z0），如果Z0的内容为20，则运算结果送入D24中。功能指令的指令段通常占1个程序步，16位操作数占2步，32位操作数占4步。2 功能指令的执行方式功能指令有连续执行和脉冲执行两种类型。如下图所示，指令助记符MOV后面有“P”表示脉冲执行，即该指令仅在X1接通（由OFF到ON）时执行（将D10中的数据送到D12中）一次；如果没有“P”则表示连续执行，即该在X1接通（ON）的每一个扫描周期指令都要被执行。功能指令的执行方式与数据长度的表示图3功能指令的数据长度功能指令可处理16位数据或32位数据。处理32位数据的指令是在助记符前加“D”标志，无此标志即为处理
8、16位数据的指令。注意32位计数器（C200C255）的一个软元件为32位，不可作为处理16位数据指令的操作数使用。如图3-27所示，若MOV指令前面带“D”，则当X1接通时，执行D11D10D13D12（32位）。在使用32位数据时建议使用首编号为偶数的操作数，不容易出错。4数值处理像X、Y、M、S等只处理ON/OFF信息的软元件称为位元件；而象T、C、D等处理数值的软元件则称为字元件，一个字元件由16位二进制数组成。位元件可以通过组合使用，4个位元件为一个单元，通用表示方法是由Kn加起始的软元件号组成，n为单元数。例如K2 M0表示M0M7组成两个位元件组（K2表示2个单元），它是一个8位
9、数据，M0为最低位。如果将16位数据传送到不足16位的位元件组合（n4）时，只传送低位数据，多出的高位数据不传送，32位数据传送也一样。在作16位数操作时，参与操作的位元件不足16位时，高位的不足部分均作0处理，这意味着只能处理正数（符号位为0），在作32位数处理时也一样。被组合的元件首位元件可以任意选择，但为避免混乱，建议采用编号以0结尾的元件，如S10，X0，X20等。知识点2 数据传送指令MOV、MOVP1 传送指令MOV (D)MOV(P)指令的编号为FNC12，该指令的功能是将源数据传送到指定的目标。如下图所示，当X0为ON时，则将S.中的数据K100传送到目标操作元件D.即D10中
10、。在指令执行时，常数K100会自动转换成二进制数。当X0为OFF时，则指令不执行，数据保持不变。传送指令的使用图使用应用MOV指令时应注意：1）源操作数可取所有数据类型，标操作数可以是KnY、KnM、KnS、T、C、D、V、Z。2）16位运算时占5个程序步，32位运算时则占9个程序步。2 块传送指令BMOV BMOV(P)指令的编号为FNC15，是将源操作数指定元件开始的n个数据组成数据块传送到指定的目标。如下图所示，传送顺序既可从高元件号开始，也可从低元件号开始，传送顺序自动决定。若用到需要指定位数的位元件，则源操作数和目标操作数的指定位数应相同。块传送指令的使用图使用块传送指令时应注意：1
11、）源操作数可取KnX、 KnY、KnM、KnS、T、C、D和文件寄存器，目标操作数可取. KnT、KnM、KnS、T、C和D；2）只有16位操作，占7个程序步；3）如果元件号超出允许范围，数据则仅传送到允许范围的元件。知识点3 移位指令ROR、ROL、SFTR、SFTL1 循环移位指令右、左循环移位指令(D)ROR(P)和(D)ROL(P)编号分别为FNC30和FNC31。执行这两条指令时，各位数据向右（或向左）循环移动n位，最后一次移出来的那一位同时存入进位标志M8022中，如下图所示。右、左循环移位指令的使用图2 带进位的循环移位指令 带进位的循环右、左移位指令(D) RCR(P)和(D)
12、 RCL(P)编号分别为FNC32和FNC33。执行这两条指令时，各位数据连同进位（M8022）向右（或向左）循环移动n位，如下图所示。 带进位右、左循环移位指令的使用图使用ROR/ROL/RCR/RCL指令时应该注意：1）目标操作数可取KnY，KnM，KnS，T，C，D，V和Z，目标元件中指定位元件的组合只有在K4（16位）和K8（32位指令）时有效。2）16位指令占5个程序步，32位指令占9个程序步。3）用连续指令执行时，循环移位操作每个周期执行一次。3 位右移和位左移指令位右、左移指令SFTR(P)和SFTL(P)的编号分别为FNC34和FNC35。它们使位元件中的状态成组地向右（或向左
13、）移动。n1指定位元件的长度，n2指定移位位数，n1和n2的关系及范围因机型不同而有差异，一般为n2n11024。位右移指令使用如下图所示。 位右移指令的使用图使用位右移和位左移指令时应注意：1）源操作数可取、，目标操作数可取、。2）只有位操作，占个程序步。知识点4 批次复位指令ZRST也称区间复位指令ZRST，指令代码为FNC40，其功能是将D1、D2指定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或Y、M、S。D1、D2指定的元件应为同类元件，D1的元件号应小于D2的元件号。若D1的元件号大于D2的元件号，则只有D1指定的元件被复位。如下图所示，M8002在PLC运行开始瞬间
14、为ON，M500M599、C235C255、S0S127均被复位。 区间复位指令ZRST的使用图知识点5 循环指令FOR NEXT 循环指令共有两条：循环区起点指令FOR，编号为FNC08，占3个程序步；循环结束指令NEXT，编号为FNC09，占用1个程序步，无操作数。在程序运行时，位于FORNEXT间的程序反复执行n次（由操作数决定）后再继续执行后续程序。循环的次数n=132767。如果N=-327670之间，则当作n=1处理。如下图所示为一个二重嵌套循环，外层执行5次。如果D0Z中的数为6，则外层A每执行一次则内层B将执行6次。循环指令的使用图使用循环指令时应注意：1）FOR和NEXT必须
15、成对使用；2）FX2N系列PLC可循环嵌套5层；3）在循环中可利用CJ指令在循环没结束时跳出循环体；4）FOR应放在NEXT之前，NEXT应在FEND和END之前，否则均会出错。做一做实训 四路花式喷泉系统模拟系统的安装调试1 实训目的1）能认识PLC功能指令的作用、格式和使用方法。2）会在YL235A实训台上安装花式喷泉系统模拟系统。2实训器件1）个人计算机PC。2）三菱FX2N-48MR可编程序控制器。3）亚龙YL235A按钮及指示灯模块、电源模块。4）亚龙YL235A警示灯组件。5）RS-232数据通信线。6）连接线若干。3实训方法及步骤1）熟悉工作任务I/O口地址分配表PLC控制器I/O分配表输入输出X000
