第五章 FX2N應(yīng)用指令介紹

課程：可編程控制器單位：電氣工程及自動化學院制作：包建華第一節(jié)功能指令概述一、功能指令的表示方法與執(zhí)行形式

FX2N系列PLC的功能指令由功能編號FNC00～FNC246指定，各指令有表示其內(nèi)容的助記符符號。功能指令多數(shù)情況下將功能編號與操作數(shù)組合在一起使用。功能指令的操作數(shù)分為源操作數(shù)S、目的操作數(shù)D和輔助操作數(shù)m、n。源操作數(shù)、目的操作數(shù)和輔助操作數(shù)多于1個時分別用S1、S2…，D1、D2…以及m1、m2，n1、n2…表示。位元件：X、Y、M、S。Kn加位元件的組合，也可處理數(shù)字數(shù)據(jù)，組成字元件，稱位元件組合。字元件：T、C、D等。二、位元件、位元件組合和字元件

2/3/2023不同長度的字元件之間的數(shù)據(jù)傳送按如下規(guī)律處理：(1)長字元件短字元件：長數(shù)據(jù)的高位保持不變。(2)短字元件長字元件：長數(shù)據(jù)的高位全部清零。三、數(shù)據(jù)長度與指令執(zhí)行形式

功能指令依處理數(shù)據(jù)的長度分為16位指令和32位指令，32位指令采用助記符前加D表示，助記符前無D的指令為16位指令。FX2N系列PLC的數(shù)據(jù)寄存器D為16位，在處理32位數(shù)據(jù)時使用一對數(shù)據(jù)寄存器的組合。定時器T和計數(shù)器C的當前值寄存器可作為一般寄存器處理，但是，C200～C255的1點是32位計數(shù)器，可直接處理32位數(shù)，不能作為16位指令的操作數(shù)使用。2/3/2023功能指令有脈沖執(zhí)行型和連續(xù)執(zhí)行型。脈沖執(zhí)行型功能指令采用助記符后加P表示，其指令只在驅(qū)動條件從OFF→ON變化時執(zhí)行一次，其他時刻不執(zhí)行；助記符后無P的指令為連續(xù)執(zhí)行型，連續(xù)執(zhí)行型功能指令在各掃描周期都執(zhí)行，操作數(shù)的內(nèi)容每個掃描周期都變化。

四、變址寄存器V、Z

變址寄存器用來修改操作對象元件號。將V、Z組合可進行32位運算，此時V為高位，Z為低位。利用V、Z可使某些編程得到簡化。2/3/2023上圖實現(xiàn)的操作為(D15)+(D35)→(D60)。2/3/2023第二節(jié)程序流向控制指令程序流向控制指令用來改變程序的執(zhí)行順序，包括程序的條件跳轉(zhuǎn)、中斷、調(diào)用子程序、循環(huán)等指令。一、條件跳轉(zhuǎn)指令CJ（ConditionalJump，F(xiàn)NC00）指針P（Point）用于指示分支和跳步程序，在梯形圖中，指針放在左側(cè)母線的左邊。使用跳轉(zhuǎn)指令可以縮短掃描周期。一個指針只能出現(xiàn)一次。2/3/2023二、子程序調(diào)用與返回指令子程序調(diào)用指令CALL（Sub-RoutineCall，F(xiàn)NC01）子程序返回指令SRET（Sub-RoutineReturn，F(xiàn)NC02）各子程序用指針P0～P62及P64～P127表示。同一指針只能出現(xiàn)一次。子程序?qū)懺谥鞒绦蚪Y(jié)束指令FEND之后。CJ指令中用過的指針不能再用。不同位置的CALL指令可以調(diào)用同一指針的子程序。在指令SRET中無操作數(shù)。

2/3/2023三、中斷指令中斷返回IRET（InterruptionReturn，F(xiàn)NC03）。允許中斷EI（InterruptionEnable，F(xiàn)NC04）。禁止中斷DI（InterruptionDisable，F(xiàn)NC05）。中斷事件：輸入中斷、定時中斷和高速計數(shù)器中斷輸入中斷用來接收特定的輸入地址號的輸入信號，輸入中斷指針I(yè)□0△。最高位□與X0～X5的元件號相對應(yīng)，最低位△為0時表示下降沿中斷，為1時表上升沿中斷。定時器中斷指針為I6□□～I8□□，低兩位是以ms為單位定時時間（10～99ms）。M8056～M8058為ON時，將分別禁止定時中斷0～2。計數(shù)器中斷指針為I0□0（□＝1～6）。計數(shù)器中斷與HSCS（高速計數(shù)器比較置位）指令配合使用，根據(jù)高速計數(shù)器的計數(shù)當前值與計數(shù)設(shè)定值的關(guān)系來確定是否執(zhí)行相應(yīng)的中斷服務(wù)程序。

2/3/2023PLC通常處于禁止中斷狀態(tài)，指令EI和DI之間的程序段為允許中斷區(qū)間。中斷程序應(yīng)放在FEND指令之后，IRET指令只能在中斷程序中使用。

特殊輔助繼電器M805△為ON時(△=0～8)，禁止執(zhí)行相應(yīng)的中斷I△□□（□□是與中斷有關(guān)的數(shù)字）。M8059為ON時,關(guān)閉所有的計數(shù)器中斷。如果有多個中斷信號依次發(fā)出，則優(yōu)先級按發(fā)生的先后為序，發(fā)生越早的優(yōu)先級越高。若同時發(fā)生多個中斷信號，中斷指針號小的優(yōu)先級高。如中斷信號在禁止中斷區(qū)間出現(xiàn)，該中斷信號被儲存,并在EI指令之后響應(yīng)中斷。2/3/2023四、主程序結(jié)束指令主程序結(jié)束指令FEND（FirstEnd，F(xiàn)NC06）：表示主程序的結(jié)束和子程序的開始。注意事項：1、執(zhí)行到FEND指令時PLC進行輸入輸出處理、監(jiān)控定時器刷新，完成后返回第0步。2、子程序（包括中斷子程序）應(yīng)放在FEND指令之后。3、CALL指令調(diào)用的子程序必須用SRET指令結(jié)束；中斷子程序必須以IRET指令結(jié)束。4、若FEND指令在CALL指令執(zhí)行之后和SRET指令執(zhí)行之前出現(xiàn)，則程序出錯。5、另一個類似的錯誤是FEND指令出現(xiàn)在FOR－NEXT循環(huán)中。6、使用多條FEND指令時，中斷程序應(yīng)放在最后的FEND指令和END指令之間。

2/3/2023主程序結(jié)束指令的功能舉例：當X010為OFF時，不執(zhí)行跳轉(zhuǎn)指令，僅執(zhí)行主程序；當X010為ON時，執(zhí)行跳轉(zhuǎn)指令，跳到指針標號P20處，執(zhí)行第二個主程序。在第二個主程序中，若X011為OFF，僅執(zhí)行第二個主程序，若X011為ON，調(diào)用指針標號為P21的子程序。結(jié)束后，通過SRET指令返回原斷點，繼續(xù)執(zhí)行第二個主程序。

2/3/2023五、監(jiān)控定時器指令WDT（WatchDogTimer,FNC07）WDT指令是在控制程序中刷新（復位）警戒定時器的指令。如果執(zhí)行程序的掃描周期（從0步到END或FEND之間）超過200ms，警戒定時器邏輯線圈被接通，PLC停止運行。WDT指令插到合適程序步中修改警戒定時器的設(shè)定值2/3/2023六、循環(huán)開始（FOR)和結(jié)束（NEXT）指令FOR指令表示循環(huán)區(qū)的起點，NEXT表示循環(huán)區(qū)終點，F(xiàn)OR與NEXT之間的程序被反復執(zhí)行，執(zhí)行完后，執(zhí)行NEXT后面的指令。執(zhí)行次數(shù)n(n＝1～32767)由FOR指令的源操作數(shù)設(shè)定。FOR與NEXT循環(huán)可以嵌套5層。FOR與NEXT指令必須成對使用。左圖中，外層循環(huán)程序A嵌套了內(nèi)層循環(huán)B，循環(huán)A執(zhí)行5次，每執(zhí)行一次循環(huán)A，就要執(zhí)行10次循環(huán)B，因此循環(huán)B一共要執(zhí)行50次。利用循環(huán)中的CJ指令可以跳出FOR－NEXT之間的循環(huán)區(qū)。2/3/2023第三節(jié)比較及傳送指令這部分指令屬于基本的功能指令，使用非常普及。比較指令：比較CMP（Compare，F(xiàn)NC10）

區(qū)間比較ZCP（ZoneCompare，F(xiàn)NC11）

2/3/2023傳送指令：傳送MOV（Move,FNC12）

BCD碼移位傳送SMOV（ShiftMove,FNC13）取反傳送CML（ComplementMove,FNC14）

數(shù)據(jù)塊傳送BMOV（BlockMove,FNC15）多點傳送FMOV（FillMove,FNC16）數(shù)據(jù)交換XCH（Exchange,FNC17）

傳送指令MOV將源數(shù)據(jù)傳送到指定目的。移位傳送指令SMOV是進行數(shù)據(jù)分配與合成的指令，將4位BCD十進制源數(shù)據(jù)S中指定位數(shù)的數(shù)據(jù)傳送到4位十進制目的操作數(shù)D中指定的位置。取反傳送指令CML將源元件中的數(shù)據(jù)逐位取反（1→0，0→1），并傳送到指定目的。CML用于反邏輯輸出非常方便。2/3/2023MOV指令：X1為ON時，源操作數(shù)中的常數(shù)100被傳送到目的操作數(shù)D10中，并自動轉(zhuǎn)換為二進制數(shù)。SMOV指令：X0為ON時，將D1中轉(zhuǎn)換后的BCD碼右起第4位（m1=4）開始的2位（m2=2）移到目的操作數(shù)D2的右起第3位（n=3）和第2位，然后D2中的BCD碼自動轉(zhuǎn)換為二進制碼，D2中的BCD碼的第1位和第4位不受移位傳送指令的影響。（見P.102圖5-12舉例）CML指令：將D0的低4位取反后傳送到Y(jié)003～Y000中。2/3/2023BMOV指令：源元件與目標元件的類型相同時的數(shù)據(jù)塊傳送。FMOV指令：X2為ON時將常數(shù)0送到D5～D14這10個（n=10）數(shù)據(jù)寄存器中。XCH指令：數(shù)據(jù)在指定的目的元件D10和D11之間交換，交換指令一般采用脈沖執(zhí)行方式。

2/3/2023數(shù)據(jù)變換指令：二進制數(shù)轉(zhuǎn)換成BCD碼并傳送BCD（BinaryCodetoDecimal,FNC18）

BCD碼轉(zhuǎn)換為二進制數(shù)并傳送BIN（Binary,FNC19）當X0為ON時，源元件D12中的二進制數(shù)轉(zhuǎn)換成BCD碼送到目標元件Y7-Y0。BIN指令常用于將數(shù)字開關(guān)的BCD碼轉(zhuǎn)換成二進制碼輸入PLC。2/3/2023舉例：2/3/2023第四節(jié)其它功能指令介紹算術(shù)及邏輯運算功能指令除法指令DIV（Division,FNC23）字邏輯異或指令WXOR（WordExclusiveOR,FNC28）2/3/2023

循環(huán)與移位功能指令移位寄存器又稱為先入先出FIFO（FirstinFirstout）堆棧，堆棧的長度范圍為2～512個字。用于FIFO堆棧的讀寫，先寫入的數(shù)據(jù)先讀出。

先入先出寫入指令SFWR（ShiftRegisterWrite）先入先出讀出指令SFRD（ShiftRegisterRead）2/3/2023產(chǎn)品進出庫控制電路

數(shù)據(jù)處理功能指令編碼指令ENCO（Encode,FNC42）2/3/2023n表示編碼位數(shù)。n=3時，當源操作數(shù)是位元件，則對8個位元件進行操作；源操作數(shù)是字元件時，則對其低8位進行操作。當源操作數(shù)有多個位是1時，低位被忽略，只對高位操作。電梯中的樓層顯示。假設(shè)一10層樓電梯，電梯從一樓到十樓時，分別把M0-M9置1，則數(shù)字顯示是從1-10。D101存放電梯當前所處的層數(shù)。2/3/2023

高速處理功能指令刷新和濾波時間常數(shù)調(diào)整指令REFF（RefreshandFilterAdjust,FNC51）為防止輸入噪聲影響，PLC輸入端都有RC濾波，濾波時間常數(shù)10ms左右。為提高PLC的輸入響應(yīng)速度，F(xiàn)X2N系列PLC的X0~X17端設(shè)計了電子濾波，濾波時間可用REFF指令加以調(diào)整。當X010為ON時，X0～X17的輸入濾波時間常數(shù)被設(shè)定為1ms（n=1）,并立即將X0～X17的狀態(tài)讀入到輸入映像寄存器中；當X010為OFF時，濾波時間轉(zhuǎn)換為10ms。2/3/2023速度檢測指令SPD（SpeedDetect,FNC56）用來檢測給定時間內(nèi)從編碼器輸入的脈沖個數(shù)，并計算出速度。[S1]為X0-X5，[S2]可取所有的數(shù)據(jù)類型，用來指定計數(shù)時間，[D]存放指定時間內(nèi)的脈沖數(shù)。轉(zhuǎn)速n用下式表示：式中，n為轉(zhuǎn)速（r/min）；t為S2指定的計數(shù)時間（ms）；n0為每轉(zhuǎn)脈沖數(shù)。舉例：用旋轉(zhuǎn)編碼器測量電動機的轉(zhuǎn)速，設(shè)編碼器每轉(zhuǎn)輸出360個脈沖。2/3/2023可以用SPD指令測出100ms所得到的脈沖數(shù)，再代入轉(zhuǎn)速公式進行計算。設(shè)編碼器輸出的脈沖送入PLC的X0點，D10為電動機的轉(zhuǎn)速。脈寬調(diào)制指令PWM（PulseWidthModulation，F(xiàn)NC58）用于產(chǎn)生指定脈沖寬度和周期的脈沖串。

2/3/2023[S1]表示產(chǎn)生脈沖的寬度t;[S2]表示脈沖的周期T；[D]是脈沖的輸出點，只限于Y0或Y1。D10的值從0～50變化時，Y001輸出的脈沖的占空比從0～1變化。當X11=OFF時，Y1停止輸出脈沖。

方便功能指令利用最簡單的順控程序進行復雜控制。有10種特殊定時器指令STMR（SpecialTimer,FNC65）用來產(chǎn)生延時斷開定時器、單脈沖定時器和閃動定時器。2/3/2023T10的設(shè)定值為10s（m=100）。目的操作數(shù)D中指定起始號為M0的4個連續(xù)編號的編程器件。M0是延時10s斷開器件。M1是X0由ON→OFF后的單脈沖器件，產(chǎn)生的脈寬為10s。M2是X0由OFF→ON后的單脈沖器件。M3為延遲10s接通和延遲10s關(guān)斷的器件。M2和M3是為閃動而設(shè)的。

當X0為OFF時，M0、M1、M3經(jīng)過設(shè)定值的時間后關(guān)斷，T10同時復位。2/3/2023說明：M3的常閉觸點接到STMR指令的輸入電路中，使M1、M2產(chǎn)生閃動輸出。舉例：輸入斷開時，M1產(chǎn)生單脈沖；輸入接通時，M2產(chǎn)生單脈沖；M3為延時接通與延時關(guān)斷器件。2/3/2023交替輸出指令A(yù)LT(Alternate，F(xiàn)NC66)應(yīng)用交替輸出指令A(yù)LT能實現(xiàn)用一個按鈕控制負載的啟動和停止。2/3/2023數(shù)據(jù)排序指令SORT（Sort,FNC69）將數(shù)據(jù)編號，按指定的內(nèi)容重新排列，該指令只能用一次。

SORT指令是以D100-D119組成一個5行4列的列表，然后以n指定的列為參考做從小到大的排列，排列結(jié)果存放在D200-D219中。X10＝ON開始數(shù)據(jù)排列，運行完畢后M8029=ON；再運行將X10置OFF一次。2/3/2023舉例：把D1-D10中的內(nèi)容從小到大排列。

外圍設(shè)備I/O功能指令十鍵輸入指令TKY（TenKey,FNC70）是用10個按鍵輸入十進制數(shù)的功能指令。2/3/2023上圖功能為由接在X000～X011端口上的10個按鍵輸入4位十進制數(shù)據(jù)，存入數(shù)據(jù)寄存器D0中。當使用DTKY指令時，D0與D1成對使用，最大存入的數(shù)據(jù)為99999999。2/3/2023若按鍵的順序為①、②、③、④時，則D0中存的數(shù)據(jù)為用二進制碼表示的十進制數(shù)2130。若輸入的數(shù)據(jù)大于9999，則高位溢出并丟失。右圖給出了與X000～X011一一對應(yīng)的輔助繼電器M10～M19以及輔助繼電器M20的動作。當X002按下后M12置1并保持至下一鍵X001按下，其它鍵也一樣。M20為鍵輸入脈沖，可用于記錄鍵按下的次數(shù)。當有兩