PLC基礎(chǔ)及應(yīng)用教程（三菱FX2N系列）課件 趙全利 第5、6章 FX2N系列PLC的應(yīng)用指令、PLC模擬量采集及PID控制系統(tǒng)

第5章

FX2N系列PLC的應(yīng)用指令5.5高速處理指令5.4

程序流程控制指令5.3四則運(yùn)算與邏輯運(yùn)算指令

5.2數(shù)據(jù)處理指令5.1應(yīng)用指令概述5.6方便指令

5.7其他應(yīng)用指令5.1應(yīng)用指令概述5.1.1應(yīng)用指令的表達(dá)形式1.應(yīng)用指令操作數(shù)位元件與字元件只處理ON/OFF狀態(tài)的軟元件稱為位元件，如X、Y、M、S等；處理數(shù)值的軟元件則稱為字元件，如T、C、D等，一個(gè)字元件由16位二進(jìn)制數(shù)組成。位元件組合位元件組合應(yīng)用也可處理數(shù)值，位元件每4位一組組合成一個(gè)單元，通常的表示方法是Kn加上首元件號(hào)組成，n為單元數(shù)。

例如，K2X0表示由X0～X7組成的位元件組，這是一個(gè)8位數(shù)據(jù)，X0為最低位。16位數(shù)據(jù)時(shí)n=4，32位數(shù)據(jù)n=8。

例如：K4M10表示4個(gè)單元，由起始元件M10（最低位）開始組成的16個(gè)位的位元件組為M25~M10。三菱PLC基礎(chǔ)與應(yīng)用數(shù)據(jù)格式：在FX2N系列PLC內(nèi)部，數(shù)據(jù)以二進(jìn)制（BIN）補(bǔ)碼的形式存儲(chǔ)和處理的。當(dāng)傳送的數(shù)據(jù)位不匹配時(shí)，例如，16位數(shù)據(jù)傳送到4位K1M0、8位K2M0、12位K3M0數(shù)據(jù)時(shí)，只能傳送相應(yīng)的低位數(shù)據(jù)，高位數(shù)據(jù)不傳送。在進(jìn)行16位數(shù)操作時(shí)，如果操作數(shù)的位元件不足16位時(shí)，不足高位部分均作0處理。在這種情況下，由于符號(hào)位為0，只能處理無(wú)符號(hào)數(shù)據(jù)。三菱PLC基礎(chǔ)與應(yīng)用2.應(yīng)用指令的表達(dá)形式FX2N系列PLC的應(yīng)用指令分別用編號(hào)FNC00～FNC246表示不同功能。例如，應(yīng)用指令編號(hào)為FNC45的助記符是MEAN（求平均值）。

應(yīng)用指令的表示格式如圖5-1所示：

圖5-1a為FX編程手冊(cè)描述的梯形圖；

圖5-1b為FX編程軟件中用戶輸入的實(shí)際梯形圖；兩者描述功能完全相同。三菱PLC基礎(chǔ)與應(yīng)用S：表示源操作數(shù)，該數(shù)據(jù)在指令執(zhí)行過程中保持不變。在應(yīng)用變址功能作為源操作數(shù)時(shí)，加上“.”符號(hào)即S.表示。當(dāng)源操作數(shù)的數(shù)量多時(shí)，以S1.、S2....的形式表示。D：表示目標(biāo)操作數(shù)。該數(shù)據(jù)按指令功能執(zhí)行而改變。在應(yīng)用變址功能作為目標(biāo)操作數(shù)時(shí)，加上“.”符號(hào)即D.表示。當(dāng)目標(biāo)操作數(shù)的數(shù)量多時(shí)，以D1.、D2....的形式表示。n.：表示操作數(shù)的數(shù)量為多少。

應(yīng)用指令的指令段通常占1個(gè)程序步，16位操作數(shù)占2步，32位操作數(shù)占4步。三菱PLC基礎(chǔ)與應(yīng)用

3.數(shù)據(jù)長(zhǎng)度和指令執(zhí)行形式

（1）數(shù)據(jù)長(zhǎng)度

FX2N系列PLC的應(yīng)用指令可以是16位數(shù)據(jù)指令，也可以是32位數(shù)據(jù)指令；數(shù)據(jù)寄存器D為16位，用于存放16位二進(jìn)制數(shù)在應(yīng)用指令的助記符前加“D”就變成32位指令。

（2）指令執(zhí)行形式

應(yīng)用指令有連續(xù)執(zhí)行和脈沖執(zhí)行型兩種執(zhí)行形式。指令助記符中有“P”，則表示該指令是脈沖執(zhí)行形式，在執(zhí)行條件滿足時(shí)僅執(zhí)行一個(gè)掃描周期；

指令助記符中沒有“P”，則表示該指令是連續(xù)執(zhí)行形式。連續(xù)執(zhí)行型在執(zhí)行條件滿足時(shí)，每個(gè)掃描周期都要被執(zhí)行。

圖

數(shù)據(jù)長(zhǎng)度的表示5.2數(shù)據(jù)處理指令5.2.1.比較指令CMP（Compare）1.比較指令CMP（Compare）功能編號(hào)FNC10，將源操作數(shù)[S1.]和[S2.]的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，將比較的結(jié)果送到目標(biāo)操作數(shù)[D.]中，并且占用3個(gè)連續(xù)單元。比較指令的簡(jiǎn)單應(yīng)用示例如圖所示。當(dāng)X0為ON時(shí)，比較的結(jié)果為[S1.]>[S2.]，M0置1（Y0為ON）；[S1.]等于[S2.]，M1置1（Y1為ON）；[S1.]<[S2.]，M2置1（Y2為ON）。

【例】密碼鎖設(shè)計(jì)。

密碼鎖的設(shè)計(jì)如圖所示（其中左圖為梯形圖，右圖為接線圖），設(shè)置4位密碼8251。

將4位數(shù)字開關(guān)的BCD碼按序分別輸入密碼X3X2X1X0為8（1000）、2（0010）、5（0100）、1（0001）時(shí)，分別按一下確認(rèn)鍵，輸入密碼正確，則輸出位Y0為ON，電磁鎖得電開鎖。2.區(qū)間比較指令區(qū)間比較指令ZCP（ZoneCompare）的功能編號(hào)為FNC11。功能：一個(gè)源操作數(shù)[S.]與兩個(gè)源操作數(shù)[S1.]和[S2.]中的數(shù)值進(jìn)行比較，然后將比較結(jié)果傳送到目標(biāo)操作數(shù)[D.]為首地址的3個(gè)連續(xù)的軟件元件中。區(qū)間比較指令的簡(jiǎn)單應(yīng)用示例如圖所示。

圖

區(qū)間比較指令的應(yīng)用

區(qū)間比較指令的應(yīng)用注意事項(xiàng)：1）按代數(shù)形式進(jìn)行大小比較。2）[S1.]中的數(shù)據(jù)不能大于[S2.]中的數(shù)據(jù)，如果[S1.]大于[S2.]，則[S2.]被看作與[S1.]一樣大。3）源操作數(shù)可以取所有數(shù)據(jù)格式，而目標(biāo)操作數(shù)可取Y、M、S。4）ZCP(P)占7個(gè)程序步，DZCP(P)占13個(gè)程序步。5.2.2傳送與交換指令1.傳送指令MOV（Move）的功能編號(hào)為FNC12功能：將源操作數(shù)[S.]的內(nèi)容傳送到目標(biāo)操作數(shù)[D.]中。傳送指令的應(yīng)用示例如圖所示。在圖中，當(dāng)X0為ON時(shí)，將源操作數(shù)中的常數(shù)100傳送到目標(biāo)操作數(shù)D10中；當(dāng)X1接通時(shí)，將D11、D10組成的32位源操作數(shù)傳送到目標(biāo)操作數(shù)D13、D12中。圖

傳送指令的應(yīng)用

【例】用傳送指令實(shí)現(xiàn)八人搶答電路。 要求8個(gè)指示燈Y0～Y7對(duì)應(yīng)8個(gè)搶答按鈕X0～X7，在主持人按下開始按鈕X10后，才可以搶答，先按按鈕者的燈亮，同時(shí)蜂鳴器Y10響，后按按鈕者燈不亮。則按要求其設(shè)計(jì)的梯形圖如圖所示。

1）按下X10（開始搶答）的瞬時(shí)，由于搶答者的按鈕均未按下，所以K2X0=0，同時(shí)將K2X0的值0傳送到K2Y0中，同時(shí)CMP指令將K2Y0值與0進(jìn)行比較，比較的結(jié)果M1=1，由M1接通MOV和CMP指令。2）當(dāng)有搶答者按下?lián)尨鸢粹o時(shí)，如X1按鈕先按下，則K2X0=00000010，經(jīng)傳送比較后，K2Y0=00000010，即Y1=1，對(duì)應(yīng)指示燈點(diǎn)亮，同時(shí)執(zhí)行CMP比較指令，K2Y0=2＞0，比較的結(jié)果是M0=1，Y10得電，蜂鳴器響，搶答成功。

若M1=0，斷開MOV和CMP指令，本次搶答結(jié)束。搶答器

2.移位傳送指令移位傳送指令SMOV（ShiftMove）的功能編號(hào)為FNC13功能：將[S.]中的16位二進(jìn)制數(shù)據(jù)以BCD的形式按位傳送到[D.]中指定的位置。該指令的應(yīng)用如圖所示。1）源操作數(shù)D1（二進(jìn)制）被轉(zhuǎn)換成BCD碼進(jìn)行移位傳送；2）源數(shù)據(jù)BCD碼按指定位右起第4位（m1=4）開始的2位（m2=2）數(shù)據(jù)移到目標(biāo)操作數(shù)D2的第3位（n=3）和第2位。3）然后目標(biāo)操作數(shù)D2中的BCD碼自動(dòng)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制碼，目標(biāo)操作數(shù)中的第1位和第4位的BCD碼不受移位傳送指令的影響。3.取反傳送指令取反傳送指令CML（Complement）的功能編號(hào)為FNC14功能：將源操作數(shù)[S.]中的各位二進(jìn)制數(shù)取反（0→1，1→0），按位傳送到目標(biāo)操作數(shù)[D.]中。

取反傳送指令的應(yīng)用示例如圖所示。圖

取反傳送指令的應(yīng)用

注意事項(xiàng)：

1）源操作數(shù)可以取所有數(shù)據(jù)格式，而目標(biāo)操作數(shù)可取KnY、KnM、KnS、T、C、D、V、Z。2）如果源數(shù)據(jù)為常數(shù)K，該數(shù)據(jù)會(huì)自動(dòng)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)。3）CML(P)占5個(gè)程序步， DCML(P)占9個(gè)程序步。4.塊傳送指令

塊傳送指令BMOV（BlockMove）的功能編號(hào)為FNC15

功能：將源操作數(shù)指定的元件開始的n個(gè)數(shù)據(jù)組成的數(shù)據(jù)塊傳送到指定的目標(biāo)，n可以取K、H和D。

塊傳送指令的應(yīng)用示例如圖所示。圖

塊傳送指令的應(yīng)用

5.多點(diǎn)傳送指令多點(diǎn)傳送指令FMOV（FillMove）的功能編號(hào)為FNC17。

功能：將源操作數(shù)中的數(shù)據(jù)傳送到指定目標(biāo)開始的n個(gè)文件中，傳送后n個(gè)文件中的數(shù)據(jù)完全相同。

多點(diǎn)傳送指令的應(yīng)用示例如圖所示。圖

多點(diǎn)傳送指令的應(yīng)用交換指令脈沖執(zhí)行方式：在X0為ON時(shí)，將D0和D10中的數(shù)據(jù)進(jìn)行相互交換（僅執(zhí)行一次）。6.數(shù)據(jù)交換指令

數(shù)據(jù)交換指令XCH（Exchange）的功能編號(hào)為FNC17。

功能：將數(shù)據(jù)在指定的目標(biāo)元件之間進(jìn)行交換。交換指令一般采用脈沖執(zhí)行方式，否則每一個(gè)掃描周期都要交換一次。

數(shù)據(jù)交換指令的應(yīng)用示例如圖所示。圖

數(shù)據(jù)交換指令的應(yīng)用5.2.3變換指令1.BCD（BinaryCodetoDecimal）變換指令BCD變換指令的功能編號(hào)為FNC18。功能：將源元件中的二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為BCD碼并送目標(biāo)元件中。如果執(zhí)行的結(jié)果超過0～9999的范圍，或者32位操作時(shí)超過0～99999999的范圍時(shí)，PLC會(huì)認(rèn)定為錯(cuò)誤。BCD變換指令常用于將PLC中的二進(jìn)制數(shù)變換成BCD碼輸出以驅(qū)動(dòng)LED顯示器。BCD變換指令的應(yīng)用如圖所示。圖BCD變換指令的應(yīng)用當(dāng)X0為ON時(shí)，將D0的二進(jìn)制數(shù)值轉(zhuǎn)換成BCD碼后傳送到K2Y0中。2.BIN變換指令

BIN（Binary）變換指令的功能編號(hào)為FNC19。

功能：將源元件中的BCD數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)據(jù)送到目標(biāo)元件中?？梢杂肂IN指令將BCD數(shù)字撥碼開關(guān)提供的設(shè)定值輸入到PLC，如果源元件中數(shù)據(jù)不是BCD碼，將會(huì)出錯(cuò)。BIN變換指令的應(yīng)用示例如圖所示。圖BIN變換指令的應(yīng)用5.2.4循環(huán)與移位指令

循環(huán)與移位指令共有10條，編號(hào)為FNC30～FNC39，主要用于數(shù)據(jù)的移位等操作。1.循環(huán)移位指令

循環(huán)右移指令ROR(RotationRight)的功能編號(hào)為FNC30。

執(zhí)行該指令時(shí)，各位數(shù)據(jù)向右移動(dòng)（從高位向低位）n位，最后一次移出來的那一位同時(shí)存入進(jìn)位標(biāo)志M8022中。如圖所示。圖

循環(huán)右移指令的應(yīng)用

注意：1）16位指令和32位指令中n應(yīng)分別小于16和32。2）ROR指令的目標(biāo)操作數(shù)可取KnY、KnM、KnS、T、C、D、V和Z。3）ROR(P)占5個(gè)程序步，DROR(P)占9個(gè)程序步。循環(huán)左移指令循環(huán)右移指令ROL(RotationLeft)的功能編號(hào)為FNC31，執(zhí)行該指令時(shí)，各位數(shù)據(jù)向左移動(dòng)（從低位向高位）n位，最后一次移出來的那一位同時(shí)存入進(jìn)位標(biāo)志M8022中。如圖所示。圖

循環(huán)左移位指令的應(yīng)用

2.帶進(jìn)位的循環(huán)移位指令

帶進(jìn)位的循環(huán)右移指令RCR(RotationRightwithCarry)的功能編號(hào)為FNC32，執(zhí)行該指令時(shí)，將各位數(shù)據(jù)連同進(jìn)位標(biāo)志M8022一起右移。如圖所示。圖

帶進(jìn)位的循環(huán)右移指令的應(yīng)用

帶進(jìn)位的循環(huán)左移指令帶進(jìn)位的循環(huán)左移指令RCL(RotationLeftwithCarry)的功能編號(hào)為FNC33，執(zhí)行該指令時(shí)，將各位數(shù)據(jù)連同進(jìn)位標(biāo)志M8022一起左移。如圖所示。圖

帶進(jìn)位的循環(huán)左移指令的應(yīng)用

3.移位指令

位右移指令SFTR(ShiftRight)的功能編號(hào)為FNC34，該指令使位元件中的狀態(tài)成組地向右移動(dòng)，由n1指定位元件的長(zhǎng)度，n2指定移動(dòng)的位數(shù)，一般n2≤n1≤1024。位右移指令的應(yīng)用如圖所示。圖

位右移指令的應(yīng)用

位左移指令位左移指令SFTL(ShiftLeft)的功能編號(hào)為FNC35，該指令使位元件中的狀態(tài)成組地向左移動(dòng)，由n1指定位元件的長(zhǎng)度，n2指定移動(dòng)的位數(shù)，一般n2≤n1≤1024。

位左移指令的應(yīng)用如圖所示。圖

位左移指令的應(yīng)用

字右移指令

字右移指令WSFR(WordShiftRight)的功能編號(hào)為FNC36，該指令以字為單位，對(duì)n1位[D.]所指的字元件進(jìn)行n2位[S.]字的向右移位，其工作過程與位右移指令類似。

字右移指令的應(yīng)用如圖所示。圖

字右移指令的應(yīng)用

字左移指令字左移指令WSFL(WordShiftLeft)的功能編號(hào)為FNC37，該指令以字為單位，對(duì)n1位[D.]所指的字元件進(jìn)行n2位[S.]字的向左移位，其工作過程與位左移指令類似。字左移指令的應(yīng)用示例如圖所示。圖

字左移指令的應(yīng)用

4.移位寫入讀出指令

移位寄存器寫入指令SFWR(ShiftRegisterWrite)的功能編號(hào)為FNC38，該指令將[S.]中的數(shù)據(jù)依次傳送到[D.]中。

移位寫入指令的應(yīng)用示例如圖所示。圖

移位寫入指令的應(yīng)用

移位寄存器讀出指令SFRD(ShiftRegisterRead)的功能編號(hào)為FNC39，該指令將[S.]中的數(shù)據(jù)依次讀出到[D.]中。

移位寫入指令的應(yīng)用如圖所示。圖

移位讀出指令的應(yīng)用移位寄存器又稱為FIFO(FirstInFirstOut，先入先出)堆棧。堆棧的長(zhǎng)度范圍為2~512字。移位寄存器寫入指令SFWR和移位寄存器讀出指令SFRD用于FIFO堆棧的讀寫，先寫入的數(shù)據(jù)先讀出。5.2.5其他數(shù)據(jù)處理指令

其他數(shù)據(jù)處理指令共有10條，應(yīng)用指令的編號(hào)為FNC40～FNC49。用來處理更復(fù)雜的運(yùn)算或控制。（1）區(qū)間復(fù)位指令區(qū)間復(fù)位指令ZRST(ZoneReset)的功能編號(hào)為FNC40，該指令是將[D1.]～[D2.]之間的指定元件號(hào)范圍內(nèi)的同類元件成批復(fù)位。區(qū)間復(fù)位指令的應(yīng)用如圖所示。圖

區(qū)間復(fù)位指令的應(yīng)用（2）

譯碼指令

譯碼指令DECO(Decode)的功能編號(hào)為FNC41，該指令將[S.]的n位二進(jìn)制數(shù)進(jìn)行譯碼，結(jié)果用[D.]的第2n個(gè)元件置1來表示。譯碼指令的應(yīng)用如圖所示。圖

譯碼指令的應(yīng)用（3）

編碼指令

編碼指令ENCO(Encode)的功能編號(hào)為FCN42，編碼指令和解碼指令剛好相反，該指令是將[S.]的2n位中最高位的1進(jìn)行編碼，編碼存放[D.]的低n位中。

編碼指令的應(yīng)用示例如圖所示。圖

編碼指令的應(yīng)用

（4）ON位數(shù)統(tǒng)計(jì)指令

ON位數(shù)統(tǒng)計(jì)指令SUM的功能編號(hào)為FNC43，該指令用來統(tǒng)計(jì)指定元件中1的個(gè)數(shù)，用于將[S.]中1的個(gè)數(shù)存放在[D.]中，無(wú)1時(shí)零標(biāo)志M8020=1。ON位數(shù)統(tǒng)計(jì)指令的應(yīng)用示例如圖所示。圖ON位數(shù)統(tǒng)計(jì)指令的應(yīng)用

（5）ON位判別指令ON位判別指令BON(BitONCheck)功能編號(hào)為FNC44，該指令是判斷[S.]的指定位n是否為1，為1時(shí)，[D.]=1，為0時(shí)，[D.]=0。ON位判別指令的應(yīng)用示例如圖所示。圖ON位判別指令的應(yīng)用

（6）

平均值指令平均值指令MEAN的功能編號(hào)為FNC45，該指令是求[S.]開始的n個(gè)字元件的平均值，結(jié)果送到[D.]中，余數(shù)舍去。平均值指令的應(yīng)用示例如圖所示。

注意：1）源操作數(shù)可取KnX、KnY、KnM、KnS、T、C和D，目標(biāo)操作數(shù)可取KnY、KnM、KnS、T、C、D、V和Z，n=1～64。2）MEAN(P)只有16位操作數(shù)，占7個(gè)程序步。圖

平均值指令的應(yīng)用5.3四則運(yùn)算與邏輯運(yùn)算指令5.3.1四則運(yùn)算指令加法指令A(yù)DD（Addition）的功能編號(hào)為FNC20。

功能：將指定的源元件中的二進(jìn)制數(shù)相加，結(jié)果送到指定的目標(biāo)元件。

加法指令的應(yīng)用示例如圖所示。圖

加法指令的應(yīng)用

減法指令減法指令SUB（Subtration）的功能編號(hào)為FNC21，

功能：將指定的源元件中的二進(jìn)制數(shù)相減，結(jié)果送到指定的目標(biāo)元件。減法指令的應(yīng)用示例如圖所示。圖

減法指令的應(yīng)用

【例】利用減法指令

60s倒計(jì)時(shí)顯示控制梯形圖分析：T0定時(shí)設(shè)定值？M8000為ON的工作過程？

圖30s倒計(jì)時(shí)顯示控制的梯形圖乘法指令乘法指令MUL（Multiplication）的功能編號(hào)為FNC22，該指令將指定源元件中的二進(jìn)制數(shù)相乘，結(jié)果送到指令的目標(biāo)元件中。乘法指令的應(yīng)用如圖所示。圖

乘法指令的應(yīng)用

除法指令除法指令DIV(Division)的功能編號(hào)為FNC23，該指令將源操作數(shù)[S1.]除以[S2.]，商送到目標(biāo)元件[D.]中，余數(shù)送到[D.]的下一元件。其中[S1.]為被除數(shù)，[S2.]為除數(shù)。除法指令的應(yīng)用示例如圖所示。圖

除法指令的應(yīng)用

加1指令加1指令I(lǐng)NC（Increment）的功能編號(hào)為FNC24，該指令是將指定元件中的數(shù)值加1。

加1指令的應(yīng)用示例如圖所示。圖

加1指令的應(yīng)用

減1指令減1指令DEC（Decrement）的功能編號(hào)為FNC25，該指令是將指定元件中的數(shù)值減1。減1指令的應(yīng)用如圖所示。圖

減1指令的應(yīng)用5.3.2邏輯指令

邏輯與指令WAND指令的編號(hào)為FNC26。該指令是將兩個(gè)源操作數(shù)按位進(jìn)行與操作，結(jié)果存入在指定元件。邏輯或指令WOR指令的編號(hào)為FNC27。該指令是將兩個(gè)源操作數(shù)按位進(jìn)行或操作，結(jié)果存入在指定元件。邏輯異或指令WXOR(ExclusiveOR)指令的編號(hào)為FNC28。該指令是將兩個(gè)源操作數(shù)按位進(jìn)行異或操作，結(jié)果存入在指定元件。如圖所示。三菱PLC基礎(chǔ)與應(yīng)用圖邏輯與、或和異或指令的應(yīng)用

求反指令CML將源操作數(shù)中的數(shù)據(jù)按位分別取反，然后送入指定的目標(biāo)單元。求補(bǔ)指令將指定元件中的各位按位取反（0→1，1→0）后再加1，將其結(jié)果仍存放在原來的元件中。求補(bǔ)指令的應(yīng)用如圖所示。

負(fù)數(shù)用二進(jìn)制的補(bǔ)碼形式來表示，最高位為符號(hào)位，正數(shù)時(shí)該位為0，負(fù)數(shù)時(shí)該位為1，將負(fù)數(shù)求補(bǔ)后得到它的絕對(duì)值。圖

求補(bǔ)指令的應(yīng)用

【例】求兩個(gè)數(shù)之差的絕對(duì)值。 求兩個(gè)數(shù)之差的絕對(duì)值的梯形圖如圖所示。圖

求兩個(gè)數(shù)之差的絕對(duì)值5.4程序流程控制指令5.4.1條件跳轉(zhuǎn)指令

條件跳轉(zhuǎn)指令CJ（ConditionalJump）的功能編號(hào)為FNC00，操作數(shù)的指針標(biāo)號(hào)P0～P127，其中P63即END所在步序，無(wú)需再標(biāo)號(hào)。CJ和CJP都占3個(gè)程序步，指針標(biāo)號(hào)占1個(gè)程序步。

指針P（Point）用于分支和跳轉(zhuǎn)步序，在梯形圖中，指針放在左側(cè)母線的左邊，當(dāng)CJ指令條件滿足時(shí)，跳轉(zhuǎn)到相應(yīng)的標(biāo)號(hào)處。5.4.2子程序調(diào)用和

子程序返回

子程序調(diào)用指令CALL（SubRoutineCall）的功能編號(hào)為FNC01，操作數(shù)為P0～P127，CALL和CALLP指令都占3個(gè)程序步。

子程序返回指令SRET（SubRoutineReturn）的功能編號(hào)為FNC02，無(wú)操作數(shù)，占用1個(gè)程序步。

三菱PLC基礎(chǔ)與應(yīng)用CALL的功能：當(dāng)執(zhí)行條件滿足時(shí)，該指令使程序跳到標(biāo)號(hào)處，執(zhí)行該標(biāo)號(hào)對(duì)應(yīng)的子程序。SRET的功能：返回到調(diào)用該子程序的CALL指令處的下一邏輯行。應(yīng)用示例5.4.3中斷指令

1．中斷類型與指針

中斷指針（I□□□～I(xiàn)8□□）是用來指示某一中斷程序的入口位置的。執(zhí)行中斷后遇到IRET指令，則返回主程序。中斷指針有以下三種類型：1）輸入中斷指針（I00□～I(xiàn)50□）：共6點(diǎn)，用來指示由特定輸入端的輸入信號(hào)而產(chǎn)生中斷的中斷服務(wù)程序的入口位置。這類中斷不受PLC掃描周期的影響，可以及時(shí)處理外界信息。輸入中斷指針編號(hào)格式如下：例如：I201是當(dāng)輸入X2從OFF→ON變化時(shí)，執(zhí)行以I201為標(biāo)號(hào)的中斷程序，并根據(jù)IRET指令返回。2）定時(shí)器中斷指針（I6□□～I(xiàn)8□□）：共3點(diǎn)，用來指示周期定時(shí)中斷的中斷服務(wù)程序的入口位置。這類中斷的作用是PLC以指定的周期定時(shí)執(zhí)行中斷服務(wù)程序，定時(shí)循環(huán)處理某些任務(wù)，處理的時(shí)間也不受PLC掃描周期的影響。定時(shí)器中斷指針格式如下：3）計(jì)數(shù)器中斷指針（I010～I(xiàn)060）：共6點(diǎn)，用于在PLC內(nèi)置的高速計(jì)數(shù)器中。當(dāng)高速計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值達(dá)到規(guī)定值，執(zhí)行中斷子程序。常用于利用高速計(jì)數(shù)器優(yōu)先處理計(jì)數(shù)結(jié)果的場(chǎng)合。2.中斷指令中斷返回指令I(lǐng)RET（InterruptReturn）的功能編號(hào)FNC03，無(wú)操作數(shù)，占1個(gè)程序步。中斷允許指令EI（EnableInterrupt)的功能編號(hào)FNC04，無(wú)操作數(shù)，占1個(gè)程序步。中斷禁止指令DI（DisableInterrupt）的功能編號(hào)FNC05，無(wú)操作數(shù)，占1個(gè)程序步。中斷是指在執(zhí)行主程序的過程中，中斷主程序轉(zhuǎn)而去執(zhí)行中斷服務(wù)子程序。PLC通常處于禁止中斷狀態(tài)，由EI和DI指令組成允許中斷范圍。在執(zhí)行到該區(qū)間時(shí)，如果有中斷源產(chǎn)生中斷，CPU將暫停主程序而轉(zhuǎn)去執(zhí)行中斷服務(wù)程序。當(dāng)遇到IRET時(shí)返回?cái)帱c(diǎn)繼續(xù)執(zhí)行主程序。 中斷指令的簡(jiǎn)單應(yīng)用示例如圖所示，如在允許中斷范圍內(nèi)，如果外部中斷源X1有一個(gè)下降沿，則轉(zhuǎn)入I100為標(biāo)號(hào)的中斷服務(wù)程序。但X0能否引起中斷還受M8050的控制，當(dāng)X10為ON時(shí)，M8050=1，禁止I100中斷。圖

中斷指令的應(yīng)用表

中斷類型及中斷禁止特殊輔助繼電器

1.監(jiān)視定時(shí)器指令監(jiān)視定時(shí)器指令WDT（WatchDogTimer）的功能編號(hào)為FNC07，沒有操作數(shù)，占用1個(gè)程序步。監(jiān)視定時(shí)器WDT（WatchDogTimer）又稱看門狗，該指令的功能是對(duì)PLC的監(jiān)視定時(shí)器進(jìn)行復(fù)位。PLC正常工作時(shí)掃描周期小于它的定時(shí)時(shí)間。監(jiān)控定時(shí)器定時(shí)時(shí)間在FX2N中默認(rèn)值為200ms，如果PLC運(yùn)行一個(gè)掃描周期的時(shí)間超過監(jiān)控定時(shí)器規(guī)定的200ms時(shí)，PLC將停止工作，這時(shí)CPU-E（CPU錯(cuò)誤）指示燈亮。5.4.4其他控制指令

2.循環(huán)指令循環(huán)開始指令FOR的功能編號(hào)為FNC08，源操作數(shù)表示循環(huán)次數(shù)，占3個(gè)程序步。循環(huán)結(jié)束指令NEXT的功能編號(hào)為FNC09，無(wú)操作數(shù)，占1個(gè)程序步。FOR與NEXT構(gòu)成循環(huán)指令，F(xiàn)OR～NEXT之間的程序被反復(fù)執(zhí)行，執(zhí)行次數(shù)由FOR指令的源操作數(shù)n設(shè)定，n的取值范圍1～32767。執(zhí)行完后，再執(zhí)行NEXT后面的指令。3.主程序結(jié)束指令主程序結(jié)束指令FEND（FirstEnd）的功能編號(hào)為FNC06，無(wú)操作數(shù)，占用1個(gè)程序步。FEND表示主程序結(jié)束，當(dāng)執(zhí)行到FEND時(shí)，PLC執(zhí)行輸入/輸出處理、監(jiān)視定時(shí)器的刷新、返回0步程序。應(yīng)用FEND指令的注意事項(xiàng)：1）子程序和中斷服務(wù)程序應(yīng)放在FEND之后。2）子程序和中斷服務(wù)程序必須寫在FEND和END之間，否則會(huì)出錯(cuò)。5.5高速處理指令

高速處理指令共有10條，應(yīng)用指令的編號(hào)為FNC50～FNC59，主要用于對(duì)PLC中的輸入輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行立即高速處理，以避免受掃描周期的影響。1.輸入輸出刷新指令輸入輸出刷新指令REF(Refresh)的功能編號(hào)為FNC50.

該指令是將X或Y的n位繼電器的值進(jìn)行刷新。應(yīng)用示例如圖所示。圖

輸入輸出刷新指令的應(yīng)用2.高速計(jì)數(shù)器比較置位指令調(diào)整計(jì)數(shù)器置位指令HSCS(SetByHighSpeedCounter)的功能編號(hào)為FNC53，該指令用于高速計(jì)數(shù)器的置位，當(dāng)計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值達(dá)到預(yù)置值時(shí)，計(jì)數(shù)器的輸出觸點(diǎn)立即動(dòng)作。它采用了中斷方式使置位和輸出立即執(zhí)行而與掃描周期無(wú)關(guān)。

該指令用于32位高速計(jì)數(shù)器C235～C255，所以使用32位DHSCS指令。3.高速計(jì)數(shù)器比較復(fù)位指令高速計(jì)數(shù)器復(fù)位指令HSCR(ResetByHighSpeedCounter)的功能編號(hào)為FNC54，該指令用于高速計(jì)數(shù)器的復(fù)位，同DHSCS一樣，該指令為32位指令，應(yīng)用DHSCR，而不能用HSCR。應(yīng)用示例如圖所示。

4.高速計(jì)數(shù)器區(qū)間比較指令高速計(jì)數(shù)器區(qū)間比較指令HSZ(ZoneCompareForH.S.C)的功能編號(hào)為FNC55，該指令用于高速計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值和兩個(gè)計(jì)數(shù)值比較，比較的結(jié)果用3個(gè)繼電器表示，其作用和ZCP相似。圖

高速計(jì)數(shù)器區(qū)間比較指令

5.脈沖輸出指令脈沖輸出指令PLSY(PulseY)的功能編號(hào)為FNC57，該指令用于指定輸出繼電器Y0或Y1輸出給定頻率的脈沖。脈沖輸出指令的應(yīng)用示例如圖所示。圖

脈沖輸出指令的應(yīng)用

注意事項(xiàng)：1）[S1.]、[S2.]可取所有數(shù)據(jù)類型；[D.]只有Y0和Y1兩點(diǎn)。2）脈沖輸出端必須是晶體管輸出，閘流體與繼電器輸出均無(wú)效。3）本指令可應(yīng)用于脈沖控制電機(jī)，如果步進(jìn)電機(jī)作定位控制。4）PLSY占7個(gè)程序步，DPLSY占13個(gè)程序步。

6.脈寬調(diào)制指令脈寬調(diào)制指令PWM(PulseWidthModulation)的功能編號(hào)為FNC58，該指令用于產(chǎn)生周期和寬度都可以調(diào)節(jié)的輸出脈沖。

脈寬調(diào)制指令的應(yīng)用示例如圖所示。圖

脈寬調(diào)制指令的應(yīng)用脈寬調(diào)制指令的應(yīng)用注意事項(xiàng)：1）本指令只能應(yīng)用1次。2）[S1.]指定的脈沖寬度t=0～32767，[S2.]指定周期T0=1～32767，但[S1.]≤[S2.]；[D.]僅限于應(yīng)用晶體管輸出的Y0或Y1，其輸出的通斷可進(jìn)行中斷處理。3）PWM指令只有16位操作，占7個(gè)程序步。

7.可調(diào)速脈沖輸出指令可調(diào)速脈沖輸出指令PLSR(PulseR)的功能編號(hào)為FNC59，該指令是按照[S1.]指定的最高頻率分10級(jí)加速，達(dá)到[S2.]指定的輸出脈沖數(shù)時(shí)，再以最高頻率分10級(jí)減速?？烧{(diào)速脈沖輸出指令的應(yīng)用示例如圖5-72所示。

可調(diào)脈沖輸出指令的應(yīng)用注意事項(xiàng)：1）本指令只能應(yīng)用1次，且要選擇晶體管輸出方式。2）[S1.]、[S2.]、[S3.]可取所有數(shù)據(jù)類型；[D.]只有Y0和Y1兩點(diǎn)。3）PLSR指令占9個(gè)程序步，DPLSR指令占17個(gè)程序步。5.6方便指令

指令功能編號(hào)為FNC60～FNC69，方便指令在程序中以簡(jiǎn)單的指令形式實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的控制過程。 初始化指令I(lǐng)ST(FNC60)數(shù)據(jù)搜索指令SER(FNC61)

絕對(duì)值式凸輪順控指令A(yù)BSD(FNC62)

增量式凸輪順控指令I(lǐng)NCD(FNC63)、

示教定時(shí)指令TIMR(FNC64)、

特殊定時(shí)器指令STMR(FNC65)、

交替輸出指令A(yù)LT(FNC66)、

斜坡信號(hào)指令RAMP(FNC67)、

旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)控制指令ROTC(FNC68)、

數(shù)據(jù)排序指令ORT(FNC69)

1.狀態(tài)初始化指令狀態(tài)初始化指令I(lǐng)ST(InitialState)的功能編號(hào)為FNC60，該指令用于狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖和步進(jìn)梯形圖的狀態(tài)初始化設(shè)定。[S.]表示運(yùn)行狀態(tài)切換開關(guān)的起始號(hào)碼，[D1.]表示運(yùn)行的步進(jìn)點(diǎn)號(hào)碼，[D2.]表示運(yùn)行結(jié)束的步進(jìn)點(diǎn)號(hào)碼。

應(yīng)用示例如圖所示。

圖

狀態(tài)初始化指令的應(yīng)用2.交替輸出指令交替輸出指令A(yù)LT(Alternate)的功能編號(hào)為FNC66，該指令相當(dāng)于一個(gè)二分頻電路或由一個(gè)按鈕控制負(fù)載啟動(dòng)和停止的電路。交替輸出指令的應(yīng)用示例如圖所示。圖

交替輸出指令的應(yīng)用3.數(shù)據(jù)排列指令數(shù)據(jù)排列指令SORT的功能編號(hào)為FNC69，該指令用于組成一個(gè)m1行、m2列的表格，并可將某列的數(shù)據(jù)按從小到大的順序排列。數(shù)據(jù)排列指令的應(yīng)用示例如圖所示。圖

數(shù)據(jù)排列指令的應(yīng)用應(yīng)用注意事項(xiàng)：1）數(shù)據(jù)排序結(jié)束后，標(biāo)志M8029=1。2）[S.]、[D.]只可取數(shù)據(jù)寄存器D；m1、m2可取K、H，且m1=1～32，m2=1～6；n則可取K、H和D，且n=1～m2。3）SORT指令為16位運(yùn)算指令，占11個(gè)程序步。本章小結(jié)：思考及習(xí)題：

應(yīng)用指令中的連續(xù)執(zhí)行方式和脈沖執(zhí)行方式的特點(diǎn)是什么？

應(yīng)用指令和基本指令的主要區(qū)別？

高速計(jì)數(shù)器和計(jì)數(shù)器的區(qū)別？

FX-PLC應(yīng)用第6章PLC模擬量采集及PID控制系統(tǒng)6.5PID指令及控制6.4

FX2N系列PLC模擬量輸出模塊6.3FX2N系列PLC模擬量輸入模塊6.2FX2N系列PLC特殊功能模塊編址及操作6.1模擬量閉環(huán)控制系統(tǒng)6.1模擬量閉環(huán)控制系統(tǒng)

FX2N系列PLC的模擬量控制模塊，功能齊全，其讀寫操作基本相同，是組成閉環(huán)控制系統(tǒng)和專用控制系統(tǒng)的重要單元。6.1.1模擬信號(hào)獲取及變換需要檢測(cè)的自然界的模擬量必須首先轉(zhuǎn)換為數(shù)字量（稱為模-數(shù)轉(zhuǎn)換或A-D轉(zhuǎn)換），然后輸入給計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理?；跓犭娕紓鞲衅鞯亩€制變送器接線圖分析：1）傳感器接線方式？2）工作過程？6.1.2計(jì)算機(jī)閉環(huán)控制系統(tǒng)三菱PLC基礎(chǔ)與應(yīng)用閉環(huán)負(fù)反饋PID控制系統(tǒng)：思考：怎樣實(shí)現(xiàn)負(fù)反饋？6.1.3數(shù)字PID運(yùn)算及應(yīng)用

1．PID運(yùn)算模擬量PID運(yùn)算三菱PLC基礎(chǔ)與應(yīng)用

M（t）：PID運(yùn)算的輸出，M是時(shí)間t的函數(shù)；

e：控制回路偏差，PID運(yùn)算的輸入?yún)?shù)；

Kp：比例運(yùn)算系數(shù)（增益）；

Ki：積分運(yùn)算系數(shù)（增益）；

Kd：微分運(yùn)算系數(shù)（增益）。數(shù)字化PID運(yùn)算

計(jì)算機(jī)處理該表達(dá)式，必須將其由模擬量控制的函數(shù)通過周期性地采樣偏差e，離散化后的PID表達(dá)式可整理為Mn=Kcen+Kc(Ts/Ti)en+MX+Kc(Td/Ts)(en-en-1)Mn：時(shí)間t=n時(shí)的回路輸出；

en：時(shí)間t=n時(shí)采樣的回路偏差，即SVn與PVn之差；

en-1：時(shí)間t=n-1時(shí)采樣的回路偏差，即SVn-1與PVn-1之差；

Kc：回路總增益，比例運(yùn)算參數(shù)；

Ts：采樣時(shí)間；

Ti：積分時(shí)間，積分運(yùn)算參數(shù)；

Td：微分時(shí)間，微分運(yùn)算參數(shù)；

PID控制算法可以直接導(dǎo)出標(biāo)準(zhǔn)增量PID控制算法為△Mn=Mn-Mn-1=Kp(en-en-1)+Kien+Kd(en-2en-1+en-2)可以根據(jù)該公式實(shí)現(xiàn)PID的數(shù)字化程序設(shè)計(jì)。

需要說明的是，用戶在FX2n系列PLC實(shí)現(xiàn)PID運(yùn)算時(shí)，不需要對(duì)上述復(fù)雜的算法進(jìn)行編程，只需要直接通過設(shè)置PID回路參數(shù)和執(zhí)行PID控制指令即可完成PID運(yùn)算。三菱PLC基礎(chǔ)與應(yīng)用2.PID控制參數(shù)的物理意義

（1）比例控制（P）其控制器的輸出量與控制器輸入量（偏差）成比例關(guān)系。（2）積分控制（I）只要偏差不為零，積分輸出就會(huì)逐漸變化，一直要到偏差消失。（3）微分控制（D）控制器的輸出量與控制器輸入量（偏差）的成微分關(guān)系。

4.PID控制的工程應(yīng)用（1）控制算法的選擇根據(jù)需求決定（2）控制系統(tǒng)反饋極性的確定

為了保證系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)負(fù)反饋，在控制對(duì)象、執(zhí)行機(jī)構(gòu)的正反作用確定后，必須正確選擇PID控制器輸入與輸出之間的正、反作用。（3）PID參數(shù)工程整定確定PID算法中的比例、積分、微分系數(shù)（PID參數(shù)設(shè)置）PID參數(shù)設(shè)置又稱為PID參數(shù)工程整定。三菱PLC基礎(chǔ)與應(yīng)用6.2.FX2N系列PLC特殊功能模塊

擴(kuò)展編址及讀寫操作三菱PLC基礎(chǔ)與應(yīng)用三菱PLC基礎(chǔ)與應(yīng)用三菱PLC基礎(chǔ)與應(yīng)用6.3FX2N系列PLC模擬量輸入模塊及應(yīng)用模擬量輸入輸出模塊是組成閉環(huán)控制系統(tǒng)的重要單元。FX2N系列常用的模擬量模塊有

模擬量擴(kuò)展板（FX1N-2AD-BD、FX1N-1DA-BD）、FX2N-4AD模擬量輸入模塊、模擬量輸入輸出混合模塊（FX0N-3A）、溫度傳感器用輸入模塊及溫度調(diào)節(jié)模塊（FX2N-2LC）等。PLC通過擴(kuò)展總線可以十分方便地對(duì)其進(jìn)行I/O端口連接、確定地址編號(hào)及進(jìn)行讀寫操作。三菱PLC基礎(chǔ)與應(yīng)用6.3.1A/D轉(zhuǎn)換模塊

1-FX2N-4AD模塊FX2N-4AD為4通道12位A/D轉(zhuǎn)換模塊，可以同時(shí)接收和處理4個(gè)模擬量的輸入信號(hào)，可以將模擬電壓或電流轉(zhuǎn)換為12位的數(shù)字量并以二進(jìn)制的補(bǔ)碼方式存入內(nèi)部16位緩沖寄存器中，通過擴(kuò)展總線與FX2N基本單元進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。三菱PLC基礎(chǔ)與應(yīng)用2-FX2N-4AD的外部接線三菱PLC基礎(chǔ)與應(yīng)用3．緩沖寄存器（BFM）

緩沖寄存器BFM是與PLC基本單元進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，以及對(duì)特殊功能模塊工作狀態(tài)進(jìn)行設(shè)定的內(nèi)部存儲(chǔ)單元。FX2N-4AD內(nèi)部有32個(gè)16位的緩沖寄存器（BFM），編號(hào)為BFM#0~#31，各寄存器功能及含義見表6-3?？梢酝ㄟ^PLC的FROM和TO指令分別對(duì)數(shù)據(jù)緩沖寄存器區(qū)的數(shù)據(jù)進(jìn)行讀/寫操作。三菱PLC基礎(chǔ)與應(yīng)用

【例】FX-PLC基本單元連接FX2N-4AD模擬量輸入模塊（特殊功能模塊）的0號(hào)位置，要求開通CH1和CH2兩個(gè)通道作為電壓量輸入通道，計(jì)算4次取樣的平均值，結(jié)果存入基本單元數(shù)據(jù)寄存器D0和D1中6.4FX2N系列PLC模擬量輸出模塊及應(yīng)用

FX2N系列PLC中模擬量輸出模塊用于將PLC輸出的數(shù)字量轉(zhuǎn)換為模擬量輸出，以驅(qū)動(dòng)模擬量負(fù)載。

主要型號(hào)有FX2N-2DA、F