PLC技術(shù)與變頻器技術(shù)應(yīng)用項目教程（三菱系列）課件：功能指令的應(yīng)用

任務(wù)一工件輸送計數(shù)控制任務(wù)二三相異步電動機星形-三角形降壓啟動控制(二)任務(wù)三加熱器功率多擋位調(diào)節(jié)控制任務(wù)四藝術(shù)彩燈控制任務(wù)五競賽搶答器的制作【項目概述】PLC是工業(yè)控制計算機，具有特有的運算控制功能。FX系列PLC的功能指令主要有MOV、CMP、INC、DEC、SFTR、SFTL、SEGD(七段碼顯示)、觸點比較和條件跳轉(zhuǎn)指令CJ(P)等。本項目主要介紹各種功能指令的編程方法及實踐應(yīng)用。任務(wù)一工件輸送計數(shù)控制【任務(wù)目標】(1)掌握FX系列PLC數(shù)據(jù)寄存器D的編號及屬性。(2)掌握功能指令的一般表達形式及傳送、比較等功能指令的使用。(3)掌握PLC的功能指令編程方法和PLC程序的輸入、調(diào)試與監(jiān)視方法?！救蝿?wù)分析】通過前面的知識學習，我們已能用基本指令和步進指令對生產(chǎn)中一般性要求的控制系統(tǒng)進行程序編寫，但對于復(fù)雜的控制系統(tǒng)還要用到功能指令等。本任務(wù)將應(yīng)用功能指令編寫程序?qū)崿F(xiàn)對小車在不同位置進行呼叫控制?！局R鏈接】1.功能指令的表達方式PLC的功能指令又稱為應(yīng)用指令。它能完成指定的功能，如前面學習的SET、RST指令等。功能指令由相應(yīng)的助記符和操作數(shù)組成，如圖5-1所示。助記符是該功能指令的功能意義的英文縮寫，如MOV是MOVE縮寫，可用計算機直接輸入。操作數(shù)是指功能指令用于運算的元件或數(shù)據(jù)。它包括源操作數(shù)[S]、目標操作數(shù)[D]和數(shù)據(jù)個數(shù)(圖5-1中未表示出來)三部分。源操作數(shù)[S]的特點是指令執(zhí)行后，其內(nèi)容不改變，如圖5-1所示的K50；若采用變址，則用[S.]表示。目標操作數(shù)[D]的特點是指令執(zhí)行后，其內(nèi)容將會改變，如圖5-1所示的D20；若采用變址，則用[D.]表示。若一條指令中的源操作數(shù)、目標操作數(shù)不止一個，則可用字母后加數(shù)字識別，如[S1.]、[S2.]，[D1.]、[D2.]等。數(shù)據(jù)個數(shù)是對源操作數(shù)或目標操作數(shù)的個數(shù)進行補充說明的，用K表示十進制數(shù)，H表示十六進制數(shù)，如K3表示操作數(shù)為3。功能指令的執(zhí)行方式分為連續(xù)執(zhí)行和脈沖執(zhí)行兩種。若指令后面有P則表示脈沖執(zhí)行，當執(zhí)行條件滿足時，僅執(zhí)行一個掃描周期(默認狀態(tài)為連續(xù)執(zhí)行方式)。對于不要求每個掃描周期都執(zhí)行的指令，常用脈沖執(zhí)行方式以縮短執(zhí)行時間。若指令前面(或后面)有D則表示該指令的數(shù)據(jù)為32位。2.數(shù)據(jù)寄存器(D)數(shù)據(jù)寄存器D是存儲數(shù)值、數(shù)據(jù)用的軟元件，其編號及屬性如表5-1所示。數(shù)據(jù)寄存器D可單個使用，如D0、D10為16位數(shù)據(jù)寄存器。也可將相鄰兩個數(shù)據(jù)寄存器組合，構(gòu)成32位數(shù)據(jù)寄存器，大地址編號的為高16位、小地址編號的為低16位。當用32位(組合)指令時，只指定低位即可，例如指定了D10，則其高位自動分配為D11。考慮到編程習慣及外圍設(shè)備的監(jiān)視功能，一般將軟元件編號的低位指定為偶數(shù)地址編號，如D10、D12、D20，它們的實際組合是D11D10、D13D12、D21D20。3.傳送指令(MOV)傳送指令MOV就是將源操作數(shù)的內(nèi)容原封不動地傳送到目標操作數(shù)中，源操作數(shù)的內(nèi)容不變，如圖5-2所示。圖5-2所示傳送指令程序說明：當X0?=?ON時，運行連續(xù)執(zhí)行型16位傳送指令，每來一次掃描脈沖，將十進制數(shù)50(源操作數(shù))轉(zhuǎn)換為二進制數(shù)后一次傳送至D20；當X0?=?OFF時，不執(zhí)行傳送指令。當X1?=?ON時，運行脈沖執(zhí)行型16位傳送指令，指令只執(zhí)行一次，將D0的內(nèi)容傳送至D10中。當X2?=?ON時，運行連續(xù)執(zhí)行型32位傳送指令，將D1、D0組合的內(nèi)容傳送至D31D30中。4.比較指令比較指令有兩數(shù)據(jù)比較(CMP)和區(qū)間比較(ZCP)兩種。(1)兩數(shù)據(jù)比較指令CMP。CMP指令的功能是將兩個源操作數(shù)[S1]和[S2]的數(shù)據(jù)進行比較，結(jié)果送到目標操作數(shù)[D]中。該指令的使用如圖5-3所示。當X1?=?ON時，數(shù)據(jù)進行比較，比較結(jié)果送到M0～M2中；當X1?=?OFF時，數(shù)據(jù)不進行比較，M0～M2的狀態(tài)保持不變。(2)區(qū)間比較指令ZCP。ZCP指令的功能是將源操作數(shù)［S．］的數(shù)值與另外兩個源操作數(shù)［S1．］、［S2．］形成的區(qū)間進行比較，結(jié)果送到目標操作元件［D．］中，且源操作數(shù)［S1．］≤［S2．］。該指令的使用如圖5-4所示。當X1?=?ON時，執(zhí)行ZCP指令，將T2的當前值與10和15比較，結(jié)果送到M3～M5中。任務(wù)二三相異步電動機星形-三角形降壓啟動控制(二)【任務(wù)目標】(1)理解位元件、字元件及位元件組合而成的字元件的概念。(2)掌握組合字元件在編程中的應(yīng)用?！救蝿?wù)分析】在編寫PLC程序時，如果能對輸出端直接賦值(置1或0)，可以使程序編寫變得方便、簡單，所編寫的程序閱讀起來也會一目了然。本任務(wù)采用對位組合元件直接賦值，實現(xiàn)三相異步電動機星形-三角形降壓啟動控制?！局R鏈接】可編程序控制器的編程元件根據(jù)內(nèi)部位數(shù)的不同可分為位元件和字元件。1.位元件位元件是指用于處理ON/OFF狀態(tài)的繼電器，其內(nèi)部只能存儲一位數(shù)據(jù)0或1。例如輸出繼電器Y和一般輔助繼電器M等。2.字元件字元件是由16位寄存器組成的，用于處理16位數(shù)據(jù)，如數(shù)據(jù)寄存器D、計數(shù)器C和定時器T都是字元件。若要處理32位數(shù)據(jù)，則用兩個相鄰的數(shù)據(jù)寄存器就可以組成32位數(shù)據(jù)寄存器。3.位元件組合成字元件一個位元件雖然只能表示一位數(shù)據(jù)，但是可以采用16個位元件組合在一起，作為一個字元件使用，即用位元件組成字元件。下面以4個位元件為一組的原則來組合，例如KnMi。KnMi中n表示組數(shù)，規(guī)定一組有4個位元件，4?×?n為用位元件組成字元件的位數(shù)。K1表示有1組共4位，K2表示有2組共8位，K4表示有4組共16位。KnMi中i為首位元件號，即字元件的最低位編號。例如，K2M0表示由M7～M0組成的8位數(shù)據(jù)，M0是最低位，可存放的數(shù)據(jù)為8位。K4M10表示由M25到M10組成的16位數(shù)據(jù)，M10是最低位。K1Y0表示由輸出繼電器Y3～Y0組成字元件，最低位是Y0，存放4位數(shù)據(jù)。K4Y0表示由Y17～Y0組成16位的字元件。進行16位數(shù)據(jù)處理時，其數(shù)據(jù)可以是4～16位，即用K1～K4表示。32位數(shù)據(jù)操作時，數(shù)據(jù)可以是4～32位，則用K1～K8表示。4.區(qū)間復(fù)位指令區(qū)間復(fù)位指令ZRST的功能是將［D1．］～［D2．］指定的元件號范圍內(nèi)的同類元件成批復(fù)位。圖5-11所示為區(qū)間復(fù)位指令ZRST的使用說明，X0?=?ON，C0～C10、D0～D10、Y0～Y3之間的元件全部復(fù)位為0狀態(tài)。當X1?=?ON時，Y0～Y3之間的輸出繼電器全部為0狀態(tài)。任務(wù)三加熱器功率多擋位調(diào)節(jié)控制【任務(wù)目標】(1)掌握加1、減1、算術(shù)運算、七段數(shù)碼顯示SEGD和觸點比較指令。(2)掌握基本運算指令和觸點比較指令在編程實踐中的應(yīng)用。【任務(wù)分析】生產(chǎn)和生活中經(jīng)常見到用觸摸按鍵連續(xù)點按調(diào)節(jié)電器的輸出功率，操作數(shù)的累計影響電路的輸出可用PLC的功能指令實現(xiàn)。本任務(wù)主要學習和應(yīng)用PLC基本功能指令解決生產(chǎn)和生活實踐中的問題。【知識鏈接】1.加1、減1指令I(lǐng)NC(加1)/DEC(減1)指令的功能是將[D]中的內(nèi)容自動加1/減1，其使用說明如圖5-14所示。當X0?=?ON時，D0中的數(shù)加1；當X1?=?ON時，D1中的數(shù)減1。INC加1/DEC減1指令一般采用脈沖方式，若不采用脈沖方式，則每一個掃描周期都要執(zhí)行一次加1/減1指令。2.算術(shù)運算指令算術(shù)運算指令包括ADD、SUB、MUL、DIV(二進制加、減、乘、除)指令，其使用說明如圖5-15所示。ADD指令是將指定的源元件(操作數(shù))中的二進制數(shù)相加，將所得結(jié)果送到指定的目標元件(目標操作數(shù))中，即D0?+?D1→D2。SUB指令是將指定的源元件(操作數(shù))中的二進制數(shù)相減，將所得結(jié)果送到指定的目標元件(目標操作數(shù))中，即D4?-?K2→D6。MUL指令是將指定的源元件(操作數(shù))中的二進制數(shù)相乘，將所得結(jié)果送到指定的目標元件(目標操作數(shù))中，即D1?×?D2→D5D4。其中乘積的低16位數(shù)據(jù)送到D4中，高16位數(shù)據(jù)送到D4中。DIV指令是將指定的源元件(操作數(shù))中的二進制數(shù)相除［S1．］÷［S2．］，且商送到指定的目標元件(目標操作數(shù))［D．］中，余數(shù)送到［D．］的下一個元件中。即D2÷D4，商送到D6中，余數(shù)送到D7中。3.七段數(shù)碼顯示指令七段數(shù)碼顯示SEGD指令是將源元件［S．］中的低4位指定的十六進制數(shù)0～F的數(shù)據(jù)譯成七段數(shù)碼顯示的數(shù)據(jù)存入［D．］中，［D．］中的高8位數(shù)據(jù)不變。圖5-16所示為七段數(shù)碼顯示SEGD指令使用格式?！拘嶒?-1】將圖5-17所示的程序輸入到PLC中，觀察輸出Y0～Y7的變化；改變［S．］中的值，如H3、H4、H9，觀察輸出Y0～Y7的變化。4.觸點比較指令觸點比較指令使用格式如圖5-18所示。它表示［S1．］與［S2．］的比較結(jié)果驅(qū)動繼電器(如Y、M等)，其中[S1．]［S2．］適用于軟元件K、H、KnXn、KnYn、T、C、D等。圖中當T0≤K20時，Y0接通。觸點比較指令有?=?(等于)、<?(小于)、>?(大于)、<>?(不等于)、<=?(小于或等于)、>=?(大于或等于)等，適用于LD、AND、OR等觸點連接形式。【小實驗5-2】將圖5-19所示的程序輸入到PLC中，用計算機監(jiān)視Y0的變化情況。任務(wù)四藝術(shù)彩燈控制【任務(wù)目標】(1)掌握循環(huán)右移、左移指令和位右移、位左移指令。(2)掌握移位指令在編程實踐中的應(yīng)用?！救蝿?wù)分析】各種藝術(shù)彩燈按照一定的規(guī)律閃爍變化，豐富多彩，給生活帶來無窮的樂趣。本任務(wù)將學習如何應(yīng)用移位控制指令完成藝術(shù)彩燈的控制?！局R鏈接】1.循環(huán)移位指令循環(huán)右移(左移)指令是將16位或32位的各位數(shù)據(jù)循環(huán)向右(向左)移位的指令。循環(huán)右移指令ROR與循環(huán)左移指令ROL的使用說明分別如圖5-27、圖5-28所示。當X0?=?ON時，[D．]指定的元件內(nèi)各位數(shù)據(jù)向右(左)移n位，最低位的數(shù)據(jù)存放于進位標志M8002中，移出的n位依次移入左(右)端位，如圖*號標注。2.位移指令位移指令包括位右移SFTR指令和位左移SFTL指令。位右移SFTR指令是對n1位?[D．]所指定的位元件進行n2位?[S．]?所指定元件的位右移，其使用說明如圖5-29所示。當X0?=?ON時，[D．]?指定的位元件M0～M15各位數(shù)據(jù)連同?[S．]?內(nèi)X0～X3(n2?=?4位數(shù)據(jù))向右移4位，X0～X3(4位數(shù)據(jù))從高端移入，M0～M3(4位數(shù)據(jù))從低端移出(溢出)。如圖中n1?=?5，表明位移寄存器的位(個)數(shù)只有5位；圖中n2?=?1，則每次只移1位。位左移指令的使用說明如圖5-30所示，其位左移操作與位右移的類似。任務(wù)五競賽搶答器的制作【任務(wù)目標】(1)掌握條件跳轉(zhuǎn)指令CJ(P)的編程方法及應(yīng)用。(2)進一步熟練掌握PLC程序的輸入、調(diào)試、監(jiān)視及七段數(shù)碼管的接線。【任務(wù)分析】在各種知識競賽中，經(jīng)常用到搶答器，它能顯示搶答者的編號、搶答違規(guī)的情況及限時作答等，可謂功能齊全。本任務(wù)將學習如何應(yīng)用條件跳轉(zhuǎn)指令CJ(P)設(shè)計搶答器的程序。【知識鏈接】1.跳轉(zhuǎn)指令CJ(P)CJ(P)是條件跳轉(zhuǎn)指令，當滿足某個條件時，跳過順序程序的某部分，從相應(yīng)的標號P處往下執(zhí)行，如圖5-36所示。如果常開觸點X1閉合，則執(zhí)行CJ指令，程序B被跳過而不執(zhí)行，程序?qū)⑻綐颂朠1處，執(zhí)行程序C。如果常開觸點X1斷開，則不執(zhí)行CJ指令，程序A執(zhí)行完畢以后，按順序執(zhí)行程序B和程序C。跳轉(zhuǎn)指令的格式如圖5-36(b)所示。(1)?CJ(P)跳轉(zhuǎn)指令所使用的標號為：P0～P63共64個，每個標號只限于使用一次，否則將會出錯。