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1、,模块五 PLC功能指令及其应用,项目一 8盏流水灯的PLC控制 一 任务导入 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制造商逐步在PLC中引入功能指令（Functional Instruction，也有的书称为应用指令Applied Instruction），用于数据的传送、运算、变换及程序控制等应用。这使得PLC成了真正意义上的计算机。特别是近年来，功能指令又向综合性方向迈进了一大步，出现了许多一条指令即能实现以往需要大段程序才能完成的某种任务的指令，如PID应用、表应用等。这类指令实际上就是一个个应用完整的子程序，使编程更加精炼，
2、从而大大提高了PLC的实用价值和普及率。,二 相关知识 学习情境1 功能指令的表达形式 MOV K1 D0、ADDP D0 K1 D0、FROM K1 K29 K4M0 K1等都是功能指令。这些功能指令不仅助记符不同，就连操作数也不一样。那么，功能指令是否就没有一定的规则呢？ 功能指令都遵循一定的规则，其通常的表达形式也是一致的。一般功能指令都按功能编号（FNC00FNC）编排，在使用简易编程器的场合，输入应用指令时，首先输入的就是应用指令编号。 每条功能指令都有一个助记符。功能指令的助记符是该指令的英文缩写词。如加法指令“ADDITION”简写为ADD。采用这种方式容易了解指令的应用。有的只
3、有助记符，有的则还有操作数（通常由14个组成），其通常的表达形式如下图5-1所示：,图5-1 功能指令的通用表达形式,S叫做源操作数，其内容不随指令执行而变化。 D叫做目标操作数，其内容随指令执行而改变。 n叫做其他操作数，既不作源操作数，又不作目标操作数，常用来表示常数或者作为源操作数或目标操作数的补充说明。可用十进制的K、十六进制的H和数据寄存器D来表示。,图5-2功能指令的数据长度 指令前有（D）符号表示是32位指令，无（D）符号的为16位指令。处理32位数据时，用元件号相邻的两个元件组成元件对。 要说明的是，32位计数器C200C255的当前值寄存器不能用作16位数据的操作数，只能用作
4、32位数据的操作数。,学习情境2 数据长度和指令类型 1、数据长度 功能指令可处理16位数据和32位数据，例如图5-2所示：,2、指令类型 FX系列PLC的功能指令有连续执行型和脉冲执行型两种形式，如图5-3所示 。,图5-3 功能指令的执行类型 图5-3程序中MOV后面的（P）表示脉冲执行（Pulse），即仅在X1由OFF变为ON状态时执行一次。如果指令后面没有（P），则在 X1为ON的每一个扫描周期指令都要被执行，称为连续执行。某些指令如XCH、INC、DEC、ALT等，一般使用脉冲执行方式。 P和D可同时使用，如DMOVP表示32位数据的脉冲执行方式。,（a）连续执行型,（b）脉冲执行型
5、,学习情境3 操作数 操作数按功能分有源操作数、目标操作数和其他操作数；按组成形式分有位元件、字元件和常数。 1、数据寄存器(D) 数据寄存器是在模拟量检测与控制以及位置控制等场合来存储数据和参数的软元件，有通用数据寄存器、特殊数据寄存器、文件寄存器、断电保持寄存器四种，其地址号（以十进制数分配）如表5-1所示。,表5-1 FX系列PLC的数据寄存器,数据寄存器都是16位（最高位为正负符号位）的，也可将2个数据寄存器组合，存储32位（最高位是正负符号位）的数值数据。,(1)通用数据寄存器 通用数据寄存器中一旦写入数据，只要不再写入其它数据，就不会变化。但是在运行中停止时或停电时，所有数据被清除
6、为0（如果驱动特殊的辅助继电器M8033，则可以保持）。而停电保持用的数据寄存器在运行中停止与停电时可保持其内容。 (2)电池后备/锁存数据寄存器 电池后备/锁存数据寄存器有断电保持功能，PLC从RUN状态进入STOP状态时，电池后备/锁存数据寄存器的值保持不变。利用参数设定，可改变电池后备/锁存数据寄存器的范围。,(3)特殊寄存器 特殊寄存器D8000D8195共106点，用来控制和监视PLC内部的各种工作方式和元件，如电池电压、扫描时间、正在动作的状态编号等。PLC上电时，这些数据寄存器被写入默认的值。 (4)文件寄存器 文件寄存器以500点为单位，可被外部设备存取。文件寄存器实际上被设置
7、为PLC的参数区，文件寄存器与锁存寄存器是重叠的，可保证数据不会丢失。,2、传送指令MOV 传送指令MOV是将源操作数S中的数据送到指定的目标操作数D中，源操作数内的数据不变。MOV指令的助记符、操作数等指令属性如表5-2所示。 表5-2 MOV指令的属性,传送指令的表现形式有MOV、MOVP、DMOV和DMOVP，16位指令占用5步，32位指令占用9步。,MOV指令的使用说明如图5-4所示：,图5-4 MOV指令的使用说明1 常数可以传送到数据寄存器，寄存器与寄存器之间也可以传送。此外，定时器、计数器的当前值也可以被传送到寄存器，如图5-5所示：,图5-5 MOV指令的使用说明2 上述程序的
8、功能是：当X1变为ON时，T0的当前值被传送到D20中。,MOV指令除了进行16位数据传送外，还可以进行32位数据传送，但必须在MOV指令前加D，如图5-6所示：,图5-6 MOV指令的使用说明3 3、位元件和字元件 只处理ON/OFF状态的元件称为位元件，例如X、Y、M和S。处理数据的元件称为字元件，例如T、C和D等。,4、位元件的组合 位元件的组合就是由4个位元件作为一个基本单元进行组合，如K1Y0就是位元件的组合。通常的表现形式为KnM、KnS、KnY，其中的n表示组数，M、S、Y表示位元件组合的首元件。例如，K2M0表示由M7M0组成的8位数据，M0是最低位，M7是最高位。 数据传送的
9、过程如图5-7所示。,执行传送的过程如下：,图5-7 数据传送的过程,5、变址寄存器 在传送、比较指令中，变址寄存器V、Z用来修改操作对象的元件号，在循环程序中常使用变址寄存器。 对于32位指令，V、Z自动组对使用，V作高16位，Z作低16位。这时变址指令只需指定Z， Z就能代表V和Z的组合。变址寄存器用法如图5-8所示：,图5-8 变址寄存器用法示例 即执行（D15）+（D35）（D60）。,学习情境4 区间复位指令ZRST ZRST指令的助记符、操作数等指令属性如表5-3所示。 表5-3 ZRST指令的属性,图5-9 ZRST指令的用法 在ZRST指令中，目标操作数D1.和D2.指定的元件
10、应为同类软元件，D1.指定的元件号应小于等于D2.指定的元件号。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。,三、项目实施 1. 分配I/O地址 通过分析控制要求可知，该控制系统有2个输入：起动按钮SB1X1、停止按钮SBX0；输出有8个：8盏灯Y0Y7，其I/O接线图如图5-10所示。,图5-10 8盏流水灯I/O接线图,根据控制要求列出传送数据与输出位组元件的对照表 。在表5-4中，用“1”表示灯亮，用“0”表示灯熄灭。 表5-4 传送数据与输出位组元件的对照表,2、程序设计 8盏流水灯的程序如图5-11所示。,图5-11 8盏流水灯的程序,3.系统调试 四、知识拓展
11、 （一）取反传送指令CML 取反传送指令CML是将源操作数S.中的数据按位取反后送到指定的目标操作数D.中，源操作数内的数据不变。CML指令的助记符、操作数等指令属性如表5-5所示。 表5-5 CML指令的属性,取反传送指令的表现形式有CML、CML P、DCML和DCML P，16位指令占用5步，32位指令占用9步。,CML指令的使用说明如图5-12所示：,图5-12 CML指令的使用说明 当X010变为ON时，将源操作数D0中的二进制数按位取反后传送到目标操作操作数Y007Y000中。,（二） 块传送指令BMOV BMOV指令的助记符、操作数等指令属性如表5-6所示。 表5-6 BMOV指
12、令的属性,取反传送指令的表现形式有BMOV、BMOVP，16位指令占用5步，指令占用7步。,BMOV指令的使用说明如图5-13所示：,图5-13 BMOV指令的使用说明 当X010变为ON时，将源操作数D5D7中的数据传送到目标操作操作数D10D12中。,（三） 多点传送指令FMOV FMOV指令的助记符、操作数等指令属性如表5-7所示。 表5-7 FMOV指令的属性,多点传送指令的表现形式有FMOV、FMOVP，DFMOV和DFMOVP，16位指令占用7步，32位指令占用13步。,FMOV指令的使用说明如图5-14所示：,图5-14 FMOV指令的使用说明 当X010变为ON时，将0传送到目
13、标操作操作数D0D9的10个数据寄存器中，相当于给D0D9的10个数据寄存器清0。,（四） 传送指令的应用 有8个霓虹灯，由Y0Y7控制，要求这8个霓虹灯每隔1s间隔交替闪烁，则控制程序可如图5-15所示：,图5-15 传送指令的应用,项目二 数码管循环点亮的PLC控制 一 任务导入 用功能指令设计一个数码管循环点亮的控制系统，其控制要求如下： （1）手动时，每按一次按钮数码管显示数值加1，由09依次点亮，并实现循环； （2）自动时，每隔一秒数码管显示数值加1，由09依次点亮，并实现循环。 由控制要求可知，要使数字每次加1并正确的显示数字09，这就需要用到INC指令和SEGD指令。,二、相关知
14、识 学习情境1 BIN加1运算指令INC和BIN减1运算指令DEC 二进制加1运算指令INC和二进制减1运算指令DEC的助记符、操作数等指令属性如表5-8所示。 表5-8 INC、DEC指令的属性,图5-16 INC指令的使用说明,INC指令的使用说明如图5-16所示：,DEC指令的使用说明如图5-17所示：,图5-17 DEC指令的使用说明,学习情境2 比较指令CMP 比较指令CMP的助记符、操作数等指令属性如表5-9所示。 表5-9 CMP指令的属性,比较指令CMP是将两个源操作数S1.与S2.的大小比较，然后将比较的结果通过指定的位元件（占用连续的3个点）进行输出的指令，如果目标软元件指
15、定M0时，则M0、M1、M2自动被占用。比较指令CMP的使用说明如图5-18所示：,图5-18 CMP指令的使用说明,学习情境3 区间比较指令ZCP 区间比较指令ZCP的助记符、操作数等指令属性如 表5-10所示。 表5-10 ZCP指令的属性,ZCP指令是将一个数据与两个源操作数进行比较的指令。源操作数S1.的值不能大于S2.的值，若S1.大于S2.的值，则执行ZCP指令时，将S2.看作等于S1.。区间比较指令ZCP的使用说明如图5-19所示：,图5-19 ZCP指令的使用说明,学习情境4 七段译码指令SEGD 七段译码指令SEGD的助记符、操作数等指令属性如表5-11所示。 表5-11 S
16、EGD指令的属性,七段译码指令SEGD（P）的使用说明如图5-20所示：,图5-20 SEGD指令的使用说明 当X0为ON时，将S.的低四位指定的0F(十六进制)的数据译成七段码，显示的数据存入D.的低8位，D.的高8位不变；当X0为OFF时，D.输出不变。,三、项目实施 1. 分配I/O地址 通过分析控制要求可知，该控制系统有2个输入：手动按钮X0、手动/自动开关X1；输出有7个：控制七段数码管Y0Y6，其I/O接线图如图5-21所示。,图5-21 数码管循环点亮I/O接线图,2、程序设计 数码管循环点亮的程序如图5-22所示。,图5-22 数码管循环点亮的程序 3、系统调试,四、知识拓展 二进制数算术运算指令 二进制数算术运算指令除了前面所学的INC和DEC 外，还包括ADD、SUB、MUL、DIV（二进制数加、减、乘、除），这些指令的助记符、操作数等指
