第五单元数据处理类应用指令

第五单元 数据处理类应用指令任务一 用 PLC应用指令实现电动机的 Y- 启动控制 任务二 用 PLC实现闪光灯的闪光频率控制 任务三 密码锁 任务四 简易定时报时器 任务五 外置数计数器 任务六 四则运算应用 任务七 彩灯控制电路 任务九 步进电动机控制 任务八 流水灯光控制 任务十 用单按钮实现五台电动机的启停控制 任务十一 外部故障诊断电路 任务一 用 PLC应用指令实现电动机的 Y- 启动控制 一、任务提出本任务将利用应用指令实现电动机的 Y- 起动控制。任务要求如下。按电动机 Y- 启动控制要求，通电时电动机 Y形启动；当转速上升到一定程度，电动机 形运行。另外，启动过程中的每个状态间应具有一定时间的间隔。 二、原理分析为了实现任务，设置起动按钮为 X0，停止按钮为 Xl；电路主 (电源 )接触器 KMl接于输出口 Y0，电动机 Y接法接触器 KM2接于输出口 Y1，电动机 接法接触器 KM3接于输出口 Y2，如图 5-1所示，输入输出点分配表见表 5-1。 图 5-1 电动机的 Y- 启动控制电路表 5-1 输 入 输 出点分配表输 入 输 出输 入 继电 器 作用 输 出 继电 器 作用X0 启 动 按 钮 Y0 主 电 源交流接触器X1 停止按 钮 Y1 Y形起 动 交流接触器Y2 形运行 交流接触器按照电机 Y 起动控制要求，通电时 Y0、 Y1应为 ON(传送常数为1+2=3)，电动机 Y形启动；当转速上升到一定程度，断开 Y0、 Y1，接通Y2(传送常数为 4)。然后接通 Y0、 Y2(传送常数为 1+4=5)，电动机 形运行。停止时，各输出均为 OFF，应传送常数为 0。另外，启动过程中的每个状态间应有时间间隔，时间间隔由电机起动要求决定，这里假设起动时间为 8s， Y 转换时间为 2s，设计出梯形图如图 5-2所示。 图 5-2 用 PLC应用指令实现电动机的 Y - 启动的梯形图三、知识链接1位元件和字元件输入继电器 X、输出继电器 Y、辅助继电器 M、状态继电器 S等编程元件在可编程控制器内部反映的是 “位 ”的变化，称为 “位元件 ”。各种数据存储器，一定量的位软元件组合在一起也可用作数据的存储，定时器 T、计数器 C的当前值寄存器也可用于数据的存储。上述这些能处理数值数据的元件统称为 “字元件 ”。2位组合元件位组合元件是一种字元件。位组合元件表达为 KnX、 KnY、 KnM、 KnS等形式，式中 Kn指有 n组这样的数据。如 KnX0表示位组合元件是由从 X0开始的 n组位元件组合。若 n为 1，则 K1X0指由 X3、 X2、 X1、 X0四位输入继电器的组合；若 n为 2，则K2X0是指 X7 X0八位输入继电器组合；若 n为 4，则 K4X0是指 X17X10、 X7 X0十六位输入继电器的组合。3应用指令的格式FX2N系列 PLC在梯形图中使用功能框表示应用指令。图 5-3a是应用指令的梯形图示例。指令的功能是：当 M8002接通时，十进制常数 123将被送到辅助继电器M7M0中去，相当于用基本指令实现的程序如图 5-3b。图 5-3 用应用指令与基本指令实现同样任务的比较 编号应用指令用编号 FNC00 FNC294表示，并给出对应的助记符。例如 FNC12的助记符是 MOV（传送）， FNC45的助记符是 MEAN（平均）。 助记符指令名称用助记符的形式，应用指令的助记符是该指令的英文缩写词。如传送指令 “MOVE”简写为 MOV。采用这种方式容易了解指令的功能。如图 5-4中的助记符MOV、 DMOVP，其中 DMOVP中的 “D”表示数据长度、 “P”表示执行形式。 图 5-4 说明助记符的梯形图 数据长度应用指令按处理数据的长度分为 16位指令和 32位指令。其中 32位指令在助记符前加 “D”，助记符前无 “D”符号的为 16位指令，例如： MOV是 16位指令， DMOV是32位指令。 执行形式应用指令有脉冲执行型和连续执行型。在指令助记符后标有 “P”的为脉冲执行型，无 “P”的为连续执行型，例如： MOV是连续执行型 16位指令， MOVP是脉冲执行型 16位指令，而 DMOVP是脉冲执行型 32位指令。脉冲执行型指令在执行条件满足时仅执行一个扫描周期。这点对数据处理有很重要的意义。比如一条加法指令，在脉冲执行时，只将加数和被加数做一次加法运算。而连续型加法运算指令在执行条件满足时，每一个扫描周期都要相加一次。 操作数操作数是应用指令涉及或产生的数据。有的应用指令没有操作数，大多数应用指令有 1到 4个操作数。操作数分为源操作数、目标操作数及其他操作数。源操作数 是指令执行后不改变其内容的操作数，用 S表示。目标操作数 是指令执行后将改变其内容的操作数， D表示目标操作数。 m与n表示其他操作数。其他操作数常用来表示常数或者对源操作数和目标操作数作出补充说明。K为十进制常数， H为十六进制常数。图 5-5 应用指令格式四、任务实施1按图 5-1连接 PLC与输入按钮，并连接 PLC的电源，确保无误。2输入图 5-2的梯形图，检查无误后运行程序。3按下与 X0相连接的按钮 SB1，模拟 Y - 启动的启动信号，仔细观察输出继电器 Y0Y2的状态变化是否符合 Y - 启动的要求。4按下与 X1相连接的按钮 SB2，模拟 Y - 启动的停机信号，仔细观察输出继电器 Y0Y2的状态变化是否符合 Y - 启动的停机要求。任务二 用 PLC实现闪光灯的闪光频率控制 一、任务提出利用 PLC应用指令构成一个闪光信号灯，改变输入口所接置数开关可改变闪光频率。（即信号灯亮 ts，熄 ts）。二、原理分析4个置数开关（按钮）分别接于 X0 X3， X10为启停开关，启停开关 X10选用带自锁的按钮，信号灯接于 Y0。输入输出点分配表见表 5-2。表 5-2 输入输出点分配表输 入 输 出输 入 继电 器 作用 输 出 继电 器 作用X0 置数开关 Y0 信号灯X1 置数开关X2 置数开关X3 置数开关X10 启停开关PLC接线图如图 5-6a。梯形图如图 5-6b所示。图中第一行为变址寄存器清零，上电时完成。第二行从输入口读入设定开关数据，变址综合后送到定时器 T0的设定值寄存器 D0，并和第三行配合产生 D0时间间隔的脉冲。图 5-6 闪光信号灯的闪光频率控制三、知识链接1编程元件 数据寄存器 (D)数据寄存器 (D)是用于存储数值数据的字元件，其数值可通过应用指令、数据存取单元 (显示器 )及编程装置读出与写入。这些寄存器都是 16位 (最高位为符号位，可处理数值范围为 -32， 768 +32， 767)的，如将 2个相邻数据寄存器组合，可存储 32位 (最高位为符号位，可处理数值范围为 -2， 147， 483， 648 +2， 147，483， 647)的数值数据。数据寄存器有以下几类。 通用数据寄存器 (D0 D199共 200点 )通用数据寄存器一旦写入数据，只要不再写入其他数据，其内容就不会变化。但是在 PLC从运行到停止或停电时，所有数据被清除为 0（如果驱动特殊辅助继电器 M8033，则可以保持）。 断电保持数据寄存器 (D200 D7999共 7800点 )只要不改写，无论 PLC是从运行到停止，还是停电时，断电保持数据寄存器将保持原有数据而不丢失。以上的设定范围是出厂时的设定值。数据寄存器的掉电保持功能也可通过外围设备设定，实现通用 断电保持或断电保持 通用的调整转换。 特殊数据寄存器 (D8000 D8255共 256点 )特殊数据寄存器供监控机内元件的运行方式用。在电源接通时，利用系统只读存储器写入初始值。例如，在 D8000中，存有监视定时器的时间设定值。它的初始值由系统只读存储器在通电时写入。要改变时可利用传送指令写入，如图 5-7所示。图 5-7 特殊数据寄存器数据写入 文件寄存器（ D1000D7999）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为PLC的参数区，它与断电保持数据寄存器是重叠的，保证数据不丢失。2编程元件 变址寄存器（ V， Z）变址寄存器 V、 Z和通用数据寄存器一样，是进行数值数据读、写的 16位数据寄存器。主要用于运算操作数地址的修改， FX2N的 V和 Z各 8点，分别为 V0V7、Z0Z7。进行 32位数据运算时，将两者结合使用，指定 Z为低位，组合成为 (V， Z)，如图 5-8所示。变址寄存器应用如 5-9，执行该程序时，若 X0为 ON，则 D15和 D26的数据都为 K20。图 5-8 变址寄存器（ V， Z）的结合 5-9 变址寄存器应用四、任务实施1按图 5-6a连接 PLC与 4个带自锁的按钮、输出闪光灯，并连接 PLC的电源，确保接线无误。2输入图 5-6b的梯形图，检查无误后运行程序。3程序运行时分别设置拨码开关的值为 09，仔细观察输出继电器 Y0的状态变化是否符合闪光灯的要求。任务三 密码锁 一、任务提出利用 PLC实现密码锁控制。密码锁有 3个置数开关（ 12个按钮），分别代表 3个十进制数，如所拨数据与密码锁设定值相符合，则 3s后开启锁， 20s后，重新上锁。二、原理分析用比较指令实现密码锁的控制系统。置数开关有 12条输出线，分别接入 X0X13，其中 X0 X3代表第一个十进制数； X4X7代表第二个十进制数； X10X13代表第三个十进制数，密码锁的控制信号从 Y0输出，输入输出点分配见表 5-3。表 5-3 输入输出点分配表输 入 输 出输 入 继电 器 作用 输 出 继电 器 作用X3X0 密 码 个位 Y0 密 码锁 控制信号X7X4 密 码 十位X13X10 密 码 百位密码锁的密码由程序设定，假定为 K283，从 K3X0上送入的数据应和它相等，这可以用比较指令实现判断，密码锁的开启由 Y0的输出控制。梯形图如图 5-12。图 5-12 密码锁梯形图三、知识链接1比较指令 CMP比较指令 CMP是比较二个源操作数 S1和 S2的代数值大小，结果送到目标操作数 D D+2中。 CMP指令的说明如图 5-13。 图 5-13 CMP指令的说明使用 CMP指令时应注意： CMP指令中的 S1和 S2可以是所有字元件， D为 Y、 M、 S。 当比较指令的操作数不完整 (若只指定一个或两个操作数 )，或者指定的操作数不符合要求 (例如把 X、 D、 T、 C指定为目标操作数 )，或者指定的操作数的元件号超出了允许范围等情况，用比较指令就会出错。 如要清除比较结果，要采用复位 RST指令。如图 5-14所示。在不执行指令，需清除比较结果时，也要用 RST或 ZRST复位指令。图 5-14 比较指令清除比较结果2区间复位指令 ZRST 区间复位指令 ZRST将 Dl， D2指定的元件号范围内的同类元件成批复位，目标操作数可取 T， C和 D(字元件 )或 Y， M， S(位元件 )。 D1和 D2指定的应为同一类元件， D1的元件号应小于 D2的元件号。如果 D1的元件号大于 D2的元件号，则只有D1指定的元件被复位。虽然 ZRST指令是 16位处理指令， Dl， D2也可以指定 32位计数器。如图 5-15所示，将 M0M100的 101位全部清 0。图 5-15 ZRST指令说明3传送比较指令的基本用途 用来获得程序的初始工作数据 用来进行机内数据的存取管理 用来运算处理结果并向输出端口传送 用来比较指令以建立控制点四、任务实施1 12个带自锁的按钮分别连接到 PLC的 X13X0、输出用指示灯代替，并连接 PLC的电源，确保无误。2输入图 5-12的梯形图，检查无误后运行程序。3先不操作输入按钮，观察输出继电器 Y0的状态有无变化。4设置输入开关的值为十进制数 K283（二进制数 0001 0001 1011），即X10、 X4、 X3、 X1、 X0为 ON，其余为 OFF，仔细观察输出继电器 Y0的状态变化是否符合密码锁的要求。5设置输入开关的值为除了十进制数 K283（二进制数 0001 0001 1011）外的任何数，仔细观察输出继电器 Y0的状态变化，密码锁是否能打开。任务四 简易定时报时器 一、任务提出利用计数器与比较指令，设计24h可设定定时时间的住宅控制程序（每15min为一设定单位，则24h共有96个时间单位）。要求实现如下控制。早上6点半，闹钟每秒响一次，10s后自动停止。9：0017：00，启动住宅报警系统。晚上6点打开住宅照明。晚上10点关闭住宅照明。二、原理分析设X0为起停开关；X1为15min快速调整与试验开关；X2为格数设定的快速调整与试验开关。时间设定值为钟点数4。使用时，在0：00时启动定时器。输入输出点分配见表5-4。表5-4输入输出点分配表输 入 输 出输 入 继电 器 作用 输 出 继电 器 作用X0 启停开关 Y0 闹钟X1 15min试验 Y1 住宅 报 警 监 控X2 格数 试验 Y2 住宅照明梯形图如图 5-16所示。图中， C0为 15min计数器，当按下 X0时， C0当前值每过 1s加 1，当 C0当前值等于设定值 K900时，即为 15min。C1为 96格计数器，它的当前值每过 15min加 1，当 C1当前值等于设定值 K96时，即为 24h。另外十进制常数 K26、 K36、 K68、 K72、 K88分别为 6： 30、 9： 00、 17： 00、 18： 00和 22： 00的时间点。梯形图中 X1为 15min快速调整与试验开关，它每过 10ms加 1（ M8011）； X2为格数设定的快速调整与试验开关，它每过100ms加 1（ M8012）。 图 5-16 简易定时报时器梯形图三、知识链接1区间比较指令 ZCP区间比较指令 ZCP是将一个数据 S与两个源数据 S1和 S2间的数据进行代数比较，比较结果在目标操作数 D D+2中表示出来，说明如图 5-17所示。图 5-17 ZCP指令的说明使用 ZCP指令时应注意： CMP指令中的 S1和 S2可以是所有字元件， D为 Y、 M、 S。 源 S1的内容比源 S2的内容要小，如果 S1比 S2大，则 S2被看作与S1一样大。 如要清除比较结果，要采用复位 RST指令。在不执行指令，需清除