第7章PLC功能指令、特殊模塊及其應(yīng)用

1、 第7章PLC功能指令、特殊模塊及其應(yīng)用 功能指令概述及基本規(guī)則7.1常用功能指令簡介7.2特殊功能模塊7.37.1節(jié)功能指令概述及基本規(guī)則7.1.1 功能指令的表達(dá)形式MOV K1 D0、ADDP D0 K1 D0、FROM K1 K29 K4M0 K1等都是功能指令。這些功能指令不僅助記符不同，就連操作數(shù)也不一樣。 那么，功能指令是否就沒有一定的規(guī)則呢？ 功能指令都遵循一定的規(guī)則，其通常的表達(dá)形式也是一致的。一般功能指令都按功能編號（FNC00FNC）編排，每條功能指令都有一個助記符。 有的只有助記符，有的則還有操作數(shù)（通常由14個組成），其通常的表達(dá)形式如下： 上式中S.、D.、n.所表

2、達(dá)的意義如下。S.叫做源操作數(shù)。D.叫做目標(biāo)操作數(shù)。n.叫做其他操作數(shù)。 7.1.2 數(shù)據(jù)長度和指令類型1數(shù)據(jù)長度功能指令可處理16位數(shù)據(jù)和32位數(shù)據(jù)，例如： 要說明的是，32位計(jì)數(shù)器C200C255的當(dāng)前值寄存器不能用作16位數(shù)據(jù)的操作數(shù)，只能用作32位數(shù)據(jù)的操作數(shù)。 2指令類型 P和D可同時使用，如DMOVP表示32位數(shù)據(jù)的脈沖執(zhí)行方式。另外，某些指令如XCH、INC、DEC、ALT等，用連續(xù)執(zhí)行方式時要特別注意。 7.1.3 操作數(shù)操作數(shù)按功能分有源操作數(shù)、目標(biāo)操作數(shù)和其他操作數(shù)；按組成形式分有位元件、字元件和常數(shù)。 1位元件和字元件只處理ON/OFF狀態(tài)的元件稱為位元件，例如X、Y、M

3、和S。處理數(shù)據(jù)的元件稱為字元件，例如T、C和D等。 2位元件的組合位元件的組合就是由4個位元件作為一個基本單元進(jìn)行組合，如K1Y0就是位元件的組合。通常的表現(xiàn)形式為KnM、KnS、KnY，數(shù)據(jù)傳送的過程如圖7-1所示。 執(zhí)行傳送的過程如下： 圖7-1 數(shù)據(jù)傳送的過程 3變址寄存器對于32位指令，V、Z自動組對使用，V作高16位，Z作低16位，其用法如下：7.2 常用功能指令簡介7.2.1 程序流程指令 表7-1程序流程指令FNC NO.指 令 記 號指 令 名 稱FNC NO.指 令 記 號指 令 名 稱00CJ條件跳轉(zhuǎn)05DI禁止中斷01CALL子程序調(diào)用06FEND主程序結(jié)束02SRET子

4、程序返回07WDT警戒時鐘刷新03IRET中斷返回08FOR循環(huán)范圍開始04EI允許中斷09NEXT循環(huán)范圍結(jié)束 1跳轉(zhuǎn)指令CJ（FNC 00）CJ指令不對軟元件進(jìn)行操作，指令的表現(xiàn)形式為CJ和CJP，為16位指令，占用3個程序步。跳轉(zhuǎn)指令的跳轉(zhuǎn)指針編號為P0P127。 2主程序結(jié)束指令FEND（FNC 06）FEND指令不對軟元件進(jìn)行操作，不需要觸點(diǎn)驅(qū)動，占用1個程序步。CJ和FEND指令的執(zhí)行過程如圖7-2所示。 圖7-2 CJ和FEND指令的執(zhí)行過程 7.2.2 傳送與比較指令 表7-2傳送與比較指令 1比較指令CMP（FNC 10） 表7-3CMP指令適合的軟元件 比較指令的表現(xiàn)形式有

5、CMP、CMPP、DCMP和DCMPP 4種。16位指令占用7步，32位指令占用13步。 2區(qū)間比較指令ZCP（FNC 11） 表7-4ZCP指令適合的軟元件 區(qū)間比較指令的表現(xiàn)形式有ZCP、ZCPP、DZCP和DZCPP，16位指令占用9步，32位指令占用17步。 3傳送指令MOV 表7-5MOV指令適合的軟元件 傳送指令的表現(xiàn)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指令的使用說明如下： 7.2.3 算術(shù)與邏輯運(yùn)算指令 表7-6算術(shù)與邏輯運(yùn)算指令 1BIN加法運(yùn)算指令A(yù)DD（FNC 20） 表7-7ADD指令適合的軟元件 加法指令的表現(xiàn)形式

6、有ADD、ADDP、DADD和DADDP，16位指令占用7步，32位指令占用13步。 當(dāng)運(yùn)算結(jié)果為0時，0標(biāo)志M8020動作；當(dāng)運(yùn)算結(jié)果超過32 767（16位運(yùn)算）或2 147 483 647（32位運(yùn)算）時，進(jìn)位標(biāo)志M8022動作。 當(dāng)運(yùn)算結(jié)果小于32 768（16位運(yùn)算）或2 147 483 648（32位運(yùn)算）時，借位標(biāo)志M8021動作。 進(jìn)行32位運(yùn)算時，字元件的低16位被指定，緊接著該元件編號后的軟元件將作為高16位。 2BIN減法運(yùn)算指令SUB（FNC 21）適合BIN減法運(yùn)算指令SUB的軟元件與表7-7所示相同。減法指令的表現(xiàn)形式有SUB、SUBP、DSUB和DSUBP，16位

7、指令占用7步，32位指令占用13步。 3BIN乘法運(yùn)算指令MUL（FNC 22） 表7-8MUL指令適合的軟元件 乘法指令的表現(xiàn)形式有MUL、MULP、DMUL和DMULP，16位指令占用7步，32位指令占用13步。 4BIN除法運(yùn)算指令DIV（FNC 23）除法指令的表現(xiàn)形式有DIV、DIVP、DDIV和DDIVP，16位指令占用7步，32位指令占用13步。 5BIN加1運(yùn)算指令I(lǐng)NC（FNC 24）和BIN減1運(yùn)算指令DEC（FNC 25） 表7-9INC、DEC指令適合的軟元件 加1指令的表現(xiàn)形式有INC、INCP、DINC和DINCP，減1指令的表現(xiàn)形式有DEC、DECP、DDEC和D

8、DECP，16位指令占用3步，32位指令占用5步。 圖7-5 INC指令的應(yīng)用舉例 7.2.4 循環(huán)與移位指令 表7-10循環(huán)與移位指令 1右循環(huán)移位指令ROR和左循環(huán)移位指令ROL 表7-11ROR/ROL指令適合的軟元件 ROR、ROL是使16位或32位數(shù)據(jù)的各位向右、左循環(huán)移位的指令，指令的執(zhí)行過程如圖7-6所示。 圖7-6 循環(huán)移位指令的執(zhí)行過程 2帶進(jìn)位的右循環(huán)RCR和帶進(jìn)位的左循環(huán)RCL 7.2.5 數(shù)據(jù)處理指令 表7-12數(shù)據(jù)處理指令 1區(qū)間復(fù)位指令ZRST（FNC 40） 表7-13ZRST指令適合的軟元件 區(qū)間復(fù)位指令的表現(xiàn)形式有ZRST、ZRSTP，分別占用5個程序步。 2

9、解（譯）碼指令DECO（FNC 41） 表7-14DECO指令適合的軟元件 解（譯）碼指令的表現(xiàn)形式有DECO、DECOP，分別占用7個程序步。 圖7-8 DECO指令的執(zhí)行過程 3編碼指令ENCO（FNC 42）編碼指令的表現(xiàn)形式有ENCO、ENCOP，分別占用7個程序步。 表7-15ENCO指令適合的軟元件 圖7-9 ENCO指令的執(zhí)行過程 7.2.6 外部設(shè)備I/O指令外部設(shè)備I/O指令是可編程控制器的輸入輸出與外部設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的指令。 表7-16外部設(shè)備I/O指令 1七段譯碼指令SEGD（FNC 73） 表7-17SEGD指令適合的軟元件 七段譯碼復(fù)位指令的表現(xiàn)形式有SEGD、SE

10、GDP，分別占用5個程序步。 2BFM讀出指令FROM（FNC 78） 表7-18FROM指令適合的軟元件 BFM讀出指令的表現(xiàn)形式有FROM、FROMP、DFROM和DFROMP，16位指令占用9個程序步，32位指令占用17個程序步。 3BFM寫入指令TO（FNC 79） 表7-19TO指令適合的軟元件 BFM寫入指令的表現(xiàn)形式有TO、TOP、DTO和DTOP，16位指令占用9個程序步，32位指令占用17個程序步。 對FROM、TO指令中的m1、m2、n的理解如下。 （1）m1特殊模塊編號（2）m2緩沖寄存器（BFM）號（3）n傳送數(shù)據(jù)個數(shù) 7.2.7 觸點(diǎn)比較指令 表7-20觸點(diǎn)比較指令

11、表7-21觸點(diǎn)比較指令適合的軟元件 1觸點(diǎn)比較指令LD（FNC224FNC230）LD是連接到母線的觸點(diǎn)比較指令，它又可以分為16位觸點(diǎn)比較LD=、LD、LD、LD、LD、LD以及32位觸點(diǎn)比較LDD=、LDD、LDD、LDD、LDD、LDD指令。 圖7-10 觸點(diǎn)比較程序1 2觸點(diǎn)比較指令A(yù)ND（FNC232FNC238）AND是串聯(lián)連接的觸點(diǎn)比較指令，它又可以分為16位觸點(diǎn)比較AND=、AND、AND、AND、AND、AND以及32位觸點(diǎn)比較ANDD=、ANDD、ANDD、ANDD、ANDD、ANDD指令。 圖7-11 觸點(diǎn)比較程序2 3觸點(diǎn)比較指令OR（FNC240FNC246）OR是并

12、聯(lián)連接的觸點(diǎn)比較指令，它又可以分為16位觸點(diǎn)比較OR=、OR、OR、OR、OR、OR以及32位觸點(diǎn)比較ORD=、ORD、ORD、ORD、ORD、ORD指令。 圖7-12 觸點(diǎn)比較程序3 實(shí)訓(xùn)24 常用功能指令的應(yīng)用1實(shí)訓(xùn)目的2實(shí)訓(xùn)器材3實(shí)訓(xùn)任務(wù) 用功能指令設(shè)計(jì)一個8站小車呼叫的控制系統(tǒng)。 其控制要求如下：小車所停位置號小于呼叫號時，小車右行至呼叫號處停車；小車所停位置號大于呼叫號時，小車左行至呼叫號處停車。 小車所停位置號等于呼叫號時，小車原地不動；小車運(yùn)行時呼叫無效；具有左行、右行定向指示和原點(diǎn)不動指示；具有小車行走位置的七段數(shù)碼管顯示。8站小車呼叫示意圖如圖7-13所示。 圖7-13 8站

13、小車呼叫示意圖 4實(shí)訓(xùn)步驟（1）I/O分配（2）梯形圖方案設(shè)計(jì)（3）系統(tǒng)接線圖（4）系統(tǒng)調(diào)試 5實(shí)訓(xùn)報(bào)告（1）分析與總結(jié) 根據(jù)控制要求，畫出系統(tǒng)的程序框圖。 根據(jù)圖7-14所示程序，簡述程序的工作原理。 梯形圖第1行中為什么要加Y0、Y1的常閉點(diǎn)？ 圖7-14 8站小車呼叫控制程序 （2）鞏固與提高 如何實(shí)現(xiàn)延時啟動功能，并有延時啟動報(bào)警？ 如何給圖7-14所示程序增加手動運(yùn)行的程序，實(shí)現(xiàn)手動向左、向右運(yùn)行？ 設(shè)計(jì)一個12站小車呼叫的控制程序，控制要求與本實(shí)訓(xùn)相同。 6能力測試（100分）用功能指令設(shè)計(jì)一個十字路口交通燈的控制系統(tǒng)。 其控制要求如下：交通燈要求具有手動和自動運(yùn)行功能。 自動運(yùn)行

14、時，將自動運(yùn)行開關(guān)置于啟動位置，信號系統(tǒng)按圖6-22所示要求開始工作（綠燈閃爍周期為1s），將自動運(yùn)行開關(guān)置于停止位置，所有信號燈都熄滅。 圖7-22 系統(tǒng)接線圖 手動運(yùn)行時，兩個方向的黃燈同時閃爍，周期為1s。其I/O分配為X0：自動運(yùn)行開關(guān)，X1：手動運(yùn)行開關(guān)，Y0：東西向綠燈，Y1：東西向黃燈，Y2：東西向紅燈，Y4：南北向綠燈，Y5：南北向黃燈，Y6：南北向紅燈。7.3 特殊功能模塊FX系列PLC常用的模擬量控制設(shè)備有模擬量擴(kuò)展板（FX1N-2AD-BD、FX1N-1DA-BD）。 普通模擬量輸入模塊（FX2N-2AD、FX2N-4AD、FX2NC-4AD、FX2N-8AD、FX3U-

15、4AD、FX3UC-4AD）。 模擬量輸出模塊（FX2N-2DA、FX2N-4DA、FX2NC-4DA、FX3U-4DA）。 模擬量輸入輸出混合模塊（FX2N-5A、FX0N-3A）。 溫度傳感器用輸入模塊（FX2N-4AD-PT、FX2N-4AD-TC、FX2N-8AD）。 溫度調(diào)節(jié)模塊（FX2N-2LC）及模擬適配器（FX3U-4AD-ADP、FX3U-4DA-ADP、FX3U-4AD-PT-ADP、FX3U-4AD-TC-ADP）等。 7.3.1 溫度A/D輸入模塊FX2N-4AD-PT溫度A/D輸入模塊的功能是把現(xiàn)場的模擬溫度信號轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的數(shù)字信號。 FX2N系列PLC有兩類溫度A/D輸入模塊，一種是熱電偶傳感器輸入型，另一種是鉑溫度傳感器輸入型。 FX2N-4AD-PT模擬特殊模塊將來自4個鉑溫度傳感器（Pt100，3線，100）的輸入信號放大，并將其轉(zhuǎn)換成12位的可讀數(shù)據(jù)，存儲在主處理單元（MPU）中，攝氏度和華氏度數(shù)據(jù)都可讀取。 它與PLC之間通過緩沖存儲器交換數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)的讀出和寫入通過FROM/TO指令來進(jìn)行。 1技術(shù)指標(biāo) 表7-22FX2N-4AD-PT的技術(shù)指標(biāo) 2接線方式FX2N-4AD-PT的接線