PLC功能指令使用.ppt

PLC应用指令的应用 车库门自动开关控制程序设计 任务7 电气控制与PLC应用 哪里有逻辑 那里就有自动化控制 能力目标 1 能熟练运用PLC的基本指令和应用指令编写PLC程序 并写入PLC进行调试运行 2 能熟练运用应用指令解决实际工程问题 电气控制与PLC应用 知识目标 1 掌握应用指令的基本格式 表示方式 数据长度 位组件和执行方式等 2 掌握主要应用指令的使用方法 3 学会利用应用指令解决实际问题的编程方法 进一步熟悉编程软件的使用 通过学习 提高编程技巧 一 任务导入 任务一8盏流水灯控制程序 8盏流水灯每隔1s顺序点亮 并不断循环 经验设计法 顺序功能图设计法 采用应用指令编程更简单 D S1 S2 步序操作码操作数0LDX0001DADDPD10D12D1414 二 相关知识 一 应用指令的通用格式 数据长度D表示32位 数据长度 数据长度及执行方式 应用指令可处理16位数据和32位数据 处理32位数据时在操作码前面加D Double 执行方式连续执行方式 每个扫描周期都重复执行一次脉冲执行方式 只在信号OFF ON时执行一次 在指令后加P Pulse 数据长度及执行方式 电气控制与PLC应用 操作码与操作数操作码 指令助记符 表示指令的功能 如 ADD MOV等 操作数 指明参与操作的对象源操作数S 执行指令后数据不变的操作数 两个或两个以上时为S1 S2 目标操作数D 执行指令后数据被刷新的操作数 两个或两个以上时为D1 D2 其它操作数m n 补充注释的常数 用K 十进制 和H 十六进制 表示 两个或两个以上时为m1 m2 n1 n2 软元件位元件 只处理ON或OFF两种状态的元件称为位元件 如X Y M S字元件 处理数据的元件称为字元件 FX系列的字元件最少4位 最多32位 如T C 数据寄存器D 位组件位元件组合表示数据 4个位元件作为一个基本单元进行组合 称为位组件 代表4位BCD码 也表示1位十进制数 用KnP表示 K为十进制 n为位元件的组数 n 1 8 P为位组件的首地址 一般用0结尾的元件 通常的表现形式为KnX KnM KnS KnY 二 应用指令的数据结构 K1M10 M13M12M11M10组成的4位数据 K3M10 M21 M10组成的16位数据 K4Y0 Y17 Y0组成的16位数据 字元件范围 电气控制与PLC应用 字元件与位元件之间的数据传送 由于数据长度的不同 在传送时 应按如下的原则处理 不同数据长度之间的传送 高位 低位 1 长 短的传送 只传送相应的低位数据 高位数据溢出 2 短 长的传送 长数据的高位全部变零 K2M0 D12 数据寄存器 D 通用数据寄存器D0 D199共200点 只要不写入其它数据 已写入的数据不会变化 但是PLC状态由运行 停止时 全部数据均清零 断电保持数据寄存器D200 D511共312点 只要不改写 原有数据不会丢失 特殊数据寄存器D8000 D8255共256点这些数据寄存器供监视PLC中各种元件的运行方式用 文件寄存器D1000 D2999共2000点 电气控制与PLC应用 每一个数据寄存器都是16位 电气控制与PLC应用 变址寄存器 V Z 变址 改变操作数的地址变址寄存器的作用 存放改变地址的数据变址寄存器由V7 V0 Z7 Z0共16点16位变址数据寄存器构成 实际地址 当前地址 变址数据32位运算时V和Z组合使用 V为高16位 Z为低16位 V X2 V0 8 Z0 4 D8 D14 操作数 S K H KnX KnY KnM KnS T C D V Z D KnY KnM KnS T C D V Z K100 D10 三 传送指令MOV S D K100 D11D10 说明该指令将源操作数 S 中的数据传送到目标操作数 D 中去 MOV指令可以进行 D 和 P 操作 如果 S 为十进制常数 执行该指令时自动转换成二进制数后进行数据传送 当X000断开时 不执行MOV指令 数据保持不变 电气控制与PLC应用 例 1 X0接通时 8盏灯全亮 2 X1接通时 奇数盏灯亮 3 X2接通时 偶数盏灯亮 4 X3接通时 灯全灭 电气控制与PLC应用 根据控制要求 列出8盏灯的真值表 电气控制与PLC应用 程序设计 灯全亮 奇数灯亮 偶数灯亮 灯全灭 因灭灯的优先权最高 所以灭灯的指令采用连续执行方式 亮灯的指令使用脉冲执行方式 电气控制与PLC应用 三 任务实施 一 分配I O地址 输入信号 起动按钮X20停止按钮X21 输出信号 8盏灯Y0 Y7 电气控制与PLC应用 传送数据与输出位组元件对照表 二 程序设计 操作数 S K H KnX KnY KnM KnS T C D V Z D KnY KnM KnS T C D V Zn K H 一 块传送指令FNC15BMOV 成批传送数据 四 知识拓展 说明 S 为存放被传送的数据块的首地址 D 为存放传送来的数据块的首地址 n为数据块的长度 位元件进行传送时 源和目标操作数要有相同的位数 当传送地址号重叠时 为防止在传送过程中数据丢失 被覆盖 要先把重叠地址号中的内容送出 然后再送入数据 如图所示 采用 的顺序自动传送 该指令可以连续 脉冲执行方式 块传送指令FNC15BMOV 块传送指令FNC15BMOV 若源操作数中的数为十进制常数时 将自动转换成二进制 二 取反传送指令FNC14CML 操作数 S K H KnX KnY KnM KnS T C D V Z D KnY KnM KnS T C D V Z说明该指令把源操作数 S 中的数据各位取反 1 0 0 1 后传送到目标操作数 D 中去 该指令可以16 32位数据处理和连续 脉冲执行方式 取反传送指令FNC14CML 操作数 S K H KnX KnY KnM KnS T C D V Z D KnY KnM KnS T C Dn K H 把K10传送到D9 D0中去 三 多点传送指令FNC16FMOV 四 利用MOV指令改写定时器和计数器的设定值 任务二4路抢答器控制程序 一 任务导入 二 相关知识 一 子程序调用指令CALL和子程序返回指令SRET 子程序指令 子程序调用指令FNC01CALL操作数 指针P0 P127子程序返回指令FNC02SRET无操作数说明子程序应该在主程序结束之后编程 CJ指令的指针与CALL的指针不能重复 子程序允许嵌套 嵌套级别最多为5级 子程序只能用T192 T199和T246 T249作定时器 二 主程序结束指令FEND 主程序结束指令FEND无操作数 FEND表示主程序结束 当执行到FEND时 PLC进行输入 输出处理 监视定时器刷新 完成后返回起始步 END是指整个程序 包括主程序和子程序 结束 一个完整的程序可以没有子程序 但一定要有主程序 使用FEND指令时应注意 1 子程序和中断服务程序应放在FEND之后 2 子程序和中断服务程序必须写在FEND和END之间 否则出错 三 任务实施 一 分配I O地址 抢答器I O端口分配表 LED数码管工作原理 a b c d e f g 二 程序设计 抢答器的传送数据 操作数 指针P0 P127 P0 四 知识拓展 一 条件跳转指令FNC00CJ 说明CJ指令跳过部分程序 可以缩短程序的运算周期 如果积算型定时器和计数器的RST指令在跳转程序之内 即使跳转程序生效 RST指令仍然有效 该指令可以连续和脉冲执行方式 被跳过去的程序中各元件的状态为Y M S保持跳转前状态不变 普通计数器停止计数并保持当前值 高速计数器继续计数 未工作的定时器不动作 已动作的定时器保持当前值 T192 T199跳转时仍然计时 条件跳转指令CJ 二 电动机手动 自动选择控制程序 1 控制要求某台设备具有手动 自动两种操作方式 SB3是操作方式选择开关 当SB3处于断开状态时 选择手动操作方式 当SB3处于接通方式时 选择自动操作方式 不同操作方式进程如下 手动操作方式 按起动按钮SB2 电动机旋转 按停止按钮SB1 电动机停止 自动操作方式 按起动按钮SB2 电动机连续运转1min后 自动停机 按停止按钮SB1 电动机立即停机 2 确定输入 输出并分配I O地址 输入信号 起动按钮SB2 X2 停止按钮SB1 X1 操作方式选择开关SB3 X3 热继电器的过载保护FR X0 输出信号 接触器线圈KM Y0 3 程序设计 任务三8台电动机顺序起动控制程序 一 任务导入 某台设备有8台电机 为了减小电动机同时起动对电源的影响 利用位移指令实现间隔10s的顺序通电控制 按下停止按钮时 同时停止工作 二 相关知识 移位指令包括SFTR SFTL WSFR和WSFL 这些指令的名称 助记符 功能号 操作数等如表所示 一 位左移指令SFTL 位左移指令SFTL执行时 将源操作数 S 中的位元件的状态送入目标操作元件 D 中的低n2位中 并依次将目标操作数向左移位 n1 表示移位长度 n2 表示每次移位的位数 1 位左移指令SFTL的说明 1 S为移位的源操作数的最低位 D为被移位的目标操作数的最低位 n1为目标操作数个数 n2为源操作数个数 2 位左移就是源操作数从目标操作数的低位移入n2位 目标操作数各位向高位方向移n2位 目标操作数中的高n2位溢出 源操作数各位状态不变 3 在指令的连续执行方式中 每一个扫描周期都会移位一次 在实际控制中 常采用脉冲执行方式 2 位左移指令SFTL举例 根据控制要求 写出4盏流水灯的真值表 如表所示 4盏流水灯循环左移真值表 Y0 Y1 Y2 Y3 200 如果4盏流水灯的真值表如表所示 该如何更改程序 4盏流水灯循环左移真值表 二 位右移指令SFTR 位右移指令SFTR执行时 将源操作数 S 中的位元件的状态送入目标操作元件 D 中的低n2位中 并依次将目标操作数向右移位 n1 表示移位长度 n2 表示每次移位的位数 1 位右移指令SFTR的说明 1 S为移位的源操作数的最低位 D为被移位的目标操作数的最低位 n1为目标操作数个数 n2为源操作数个数 2 位右移就是源操作数从目标操作数的高位移入n2位 目标操作数各位向低位方向移n2位 目标操作数中的低n2位溢出 源操作数各位状态不变 3 在指令的连续执行方式中 每一个扫描周期都会移位一次 在实际控制中 常采用脉冲执行方式 2 位右移指令SFTL举例 4盏流水灯循环右移真值表 三 任务实施 一 分配I O地址 8台电动机控制程序的I O分配表 二 程序设计 四 知识拓展 一 循环移位指令ROR ROL RCR和RCL ROR ROL RCR RCL指令的格式 1 右 左循环移位指令ROR ROL 最后一次从目标元件中移出的状态存于进位标志M8022中 右移指令ROR 设 D0 循环前为H1302 则执行 RORPD0K4 指令后 D0 为H2130 进位标志位 M8022 为0 左移指令ROL 设 D0 循环前为H1302 则执行 ROLPD0K4 指令后 D0 为H3021 进位标志位 M8022 为1 最后一次从目标元件中移出的状态存于进位标志M8022中 右 左循环移位指令ROR ROL的说明 1 如图4 21所示 在X0由OFF变为ON时 循环移位指令ROR或ROL执行 将目标操作数D0中的各位二进制数向右或向左循环移动4位 最后一次从目标元件中移出的状态存于进位标志M8022中 2 循环移位是周而复始的移位 图4 21中 D为要移位的目标操作数 n为移动的位数 ROR和ROL指令的功能是将D中的二进制数向右或向左移动n位 移出的最后一位状态存在进位标志位M8022中 3 若在目标元件中指定位元件组的组数时 只能用K4 16位指令 或K8 32位指令 表示 如K4M0或K8M0 4 在指令的连续执行方式中 每一个扫描周期都会移位一次 在实际控制中 常采用脉冲执行方式 2 带进位的循环移位指令 二 24盏流水灯控制程序 1 控制要求利用PLC实现流水灯控制 某灯光招牌有24个灯 要求按下起动按钮X0时 灯以正 反序每间隔0 1s轮流点亮 按下停止按钮 停止工作 2 确定输入 输出并分配I O地址 由于输出动作频繁 应选择晶体管或晶闸管输出型的PLC 流水灯控制需要两个输入信号 起动开关X0和停止按钮X1 24个输出信号 Y27 Y0 3 程序设计 1 利用基本指令和循环移位指令设计程序 Y30Y27 Y20 Y17 Y10 Y7 Y0 1 1 1 Y30Y27 Y20 Y17 Y10 Y7 Y0 1 1 1 2 利用顺序功能图设计程序 任务四24小时时钟显示程序 一 任务导入 设计一个24h时钟 分别用七段数码管显示时 分 秒 并能通过外部调节按钮 调节时间显示值 二 相关知识 一 七段译码指令SEGD 7段译码指令SEGD P 如图所示 将源操作数 S 中指定元件的低4位所确定的十六进制数 0 F 经译码后存于 D 指定的元件中 以驱动7段数码管 D 的高8位保持不变 如图所示 当X0闭合时 对数字5执行7段译码指令SEGD 并将译码H6D存入输出位组件K2Y0 即输出继电器Y7 Y0的位状态为01101101 使用SEGD指令时应注意 源操作数 S 可取K H KnX KnY KnM KnS T C D V和Z 目标操作数 D 可取KnY KnM KnS T C D V和Z SEGD指令是对4位二进制数编码 若源操作数大于4位 只对最低4位编码 SEGD指令的译码范围为一位十六进制数字0 9 A F 七段码译码表 二 数据变换指令BCD和BIN 十进制数21的二进制形式为 00010101 00100001 BCD 这种用二进制形式反映十进制进位关系的代码称为BCD码 其中最常用的是8421BCD码 它是用4位二进制数来表示1位十进制数 BIN是将源操作数 S 中的BCD码转换为二进制数并送到目标操作数 D 中 BCD指令是将源操作数的数据转换成8421BCD码存入目标操作数中 三 任务实施 一 I O分配和软元件说明 计时钟I O分配及软元件说明 I O接线图 二 程序设计 四 知识拓展 带锁存器的七段显示指令SEGL 任务五密码锁控制程序 一 任务导入 密码锁有3个置数开关 即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等 则3秒后开锁 20秒后重新上锁 操作数 S1 S2 K H KnX KnY KnM KnS T C D V Z D Y M S梯形图 K100 C20的当前值时 M0 ON K100 C20的当前值时 M1 ON K100 C20的当前值时 M2 ON 一 比较指令FNC10CMP 二 相关知识 CMP指令说明该指令是将源操作数 S1 和 S2 中的数据进行比较 结果送目标操作数 D D 2 中去 D 由3个元件组成 指令中 D 给出首地址 其它两个为后面的相邻元件 当X0由ON OFF时 不执行CMP指令 M0 M2保持断开前的状态 用复位指令RST才能清除比较结果 CMP是进行二进制代数比较 可以32位二进制数比较和脉冲执行方式 如果指令中指定的操作数不全 元件超出范围 软元件地址不对时 程序出错 操作数 S1 S2 S K H KnX KnY KnM KnS T C D V Z D Y M S梯形图 K100 C30的当前值 K120时 M4 ON C30的当前值 K100时 M3 ON C30的当前值 K120时 M5 ON 二 区间比较指令FNC11ZCP ZCP指令说明ZCP指令是将源操作数 S 的数据和两个源操作数 S1 和 S2 的数据进行比较 结果送到 D 中 D 为三个相邻元件的首地址 ZCP指令为二进制代数比较 并且 S1 S2 如果 S1 S2 则把 S1 视为 S2 处理 当X0由ON OFF时 不执行ZCP指令 比较结果保持不变 需要用复位指令才能清除 该指令可以进行16 32位数据处理和连续 脉冲执行方式 三 任务实施 一 I O分配表 密码锁I O分配表 二 程序设计 四 知识拓展 一 触点比较指令 触点比较指令举例 二 简易定时报时器程序 1 控制要求应用计数器与触点比较指令 构成24小时可设定定时时间的控制器 15min为一设定单位 共96个时间单位 控制器的控制要求 早上6 30 电铃 Y0 每秒响1次 6次后自动停止 9 00 17 00 起动住宅报警系统 Y1 晚上18 00开园内照明 Y2 晚上22 00关园内照明 Y2 2 I O分配 3 程序设计 一 任务导入 任务六8站小车的呼叫控制程序 某车间有8个工作台 送料车往返于工作台之间送料 如图所示 每个工作台设有一个到位开关 SQ 和一个呼叫按扭 SB 送料车开始应能停留在8个工作台中任意一个到位开关的位置上 设送料车现暂停于m号工作台 SQm为ON 处 这时n号工作台呼叫 SBn为ON 当m n时 送料车左行 直至SQn动作 到位停车 即送料车所停位置SQ的编号大于呼叫按扭SB的编号时 送料车往左行运行至呼叫位置后停止 当m n时 送料车右行 直至SQn动作 到位停车 当m n 即小车所停位置等于呼叫号时 送料车原位不动 小车运行时呼叫无效 具有左行 右行指示 原点不动指示 用7段LED数码管显示小车行走位置 二 相关知识 一 译码指令DECO 1 DECO指令将源操作数 S 中的n位二进制代码用2n位目标操作数中的对应位置 1 其他位清0表示 X002 X000组成的3位 n 3 二进制数为011 相当于十进制数3 由目标操作数M7 M0组成的8位二进制数的第3位 M0为第0位 M3被置1 其余各位为0 如源数据全零 则M0置1 译码指令将源操作数D2中的3位 n 3 所表示的二进制数011 用目标操作数D4的对应位b3置1 2 源操作数 S 的形式可以为 K H T C D V Z X Y M S 目标操作数 D 的形式可以为 T C D Y M S n的形式可以为 K H 3 如果目标操作数 D 为位元件 且以 S 为首地址的n位连续的位元件所表示的十进制数为N 则DECO指令把以 D 为首地址目标元件的第N位 不含目标元件位M0本身 置 1 其他位清零 4 若指定的目标元件 D 是字元件T C D 应使n 4 目标元件的每一位都受控 若 D 指定的目标元件是位元件Y M S 应使n 1 8 n 0时 不作处理 5 如果目标操作数 D 为字元件 则n 4 源地址的低n位被译码至目标地址 目标的高位都变为0 如图4 37 b 所示 n 0时不处理 n 0 4以外时为运算错误 6 若执行条件不满足 DECO指令不执行 正在动作的译码输出保持动作 7 若需要在执行条件满足时仅执行一次 可以使用脉冲执行型指令DECOP指令 否则指令为连续执行型 在每个扫描周期指令都会执行一次 二 编码指令ENCO 1 ENCO指令与译码指令相反 在源操作数的2n位数据中 将最高位为1的位用目标操作数的n位二进制代码表示出来 n 3 编码指令将源操作数M7 M0中为 1 的M3的位数3编码为二进制数011 并送到目标操作数D10的低3位 2 源操作数 S 的形式可以为 T C D V Z X Y M S 目标操作数 D 的形式可以为 T C D V Z n的形式可以为 K H 3 如果源操作数 S 为位元件 在以 S 为首地址 长度为2n位连续的位元件中 最高位为 1 的位置编号被编码 然后存放到目标 D 所指定的元件中 D 中的数值的范围由n确定 4 若源操作数 S 为位元件 并且第一个位元件 第0位 为 1 则目标操作数 D 中全部存放 0 当源操作数中没有 1 时 运算出错 5 操作数为字元件时应使n 4 为位元件时则n 1 8 n 0时不做处理 n 8时 源操作数的位数是28 256位 若指定源操作数中有多个1 则只有最高位的1有效 6 若 S 为字元件 ENCO指令将其最低的2n位位元件中最高位为 1 的位置编号编码 然后存放到目标 D 所指定的元件中 7 若执行条件不满足 ENCO指令不执行 正在动作的编码输出保持动作 8 若需要在执行条件满足时仅执行一次 可以使用脉冲执行型指令ENCOP指令 否则指令为连续执行型 在每个扫描周期指令都会执行一次 三 任务实施 一 I O分配 二 程序设计 加1指令FNC24INC减1指令FNC25DEC操作数 D KnY KnM KnS T C D V Z梯形图 四 知识拓展 加1减1指令说明上述指令可以连续 脉冲执行方式 实际应用中要采用脉冲执行方式 可以进行16 32位运算 并且为二进制运算 如果从 32767 或 2147483647 再加1 则变成 32768 或 2147483648 如果从 32768 或 2147483648 再减1 则变成 32767 或 2147483647 为循环计数 以上变化时标志位不动作 也就是说这两条指令和零标志 借位标志 进位标志无关 三 5台电机顺序起动控制程序 1 控制要求用一个开关实现5台电机每隔6s顺序起动控制 要求 合上开关时 M1 M5按顺序间隔6s的时间起动运行 断开开关时 5台电动机同时停止工作 2 I O分配 根据控制要求 该系统输入信号只有一个 X0 输出信号是控制5台电机运行的Y0 Y4 3 程序设计 任务七车库门自动开关控制程序 一 任务导入 有一车库门如图4 43所示 车库的开放时间为7 30 22 30 所以要求车库门在上午7 30自动打开 在晚上22 30自动关闭 车库的两扇门分别由两台电动机控制 在门的上端和下端设有限位开关X4 X7 在值班室设两组开门和关门按钮 在特殊情况时可手动控制车库门的打开和关闭 二 相关知识 一 时钟数据读取指令TRD 时钟数据读取TRD指令将PLC实时时钟的时钟数据按 年 公历 月 日 时 分 秒 星期 顺序读入目标操作数D起始的7个数据寄存器中 读取源为保存时钟数据的特殊数据寄存器D8013 D8019 分别为 秒 分 时 日 月 年 公历 星期 表4 19实时时钟特殊寄存器 二 时钟数据写入指令TWR 时钟数据写入TWR指令将源操作数S指定元件地址号起始的7个字元件按 年 公历 月 日 时 分 秒 星期 顺序存储的时钟数据写入PLC的实时时钟数据的特殊数据寄存器D8013 D8019中 表4 20写实时时钟寄存器表 例 设置2009年9月1日 星期一 15时20分30秒时的程序 三 时钟数据比较指令TCMP 时钟数据比较TCMP指令将源操作数S1 S2 S3构成的时间与源操作数S起始的3点时间数据相比较 根据大 小 一致输出驱动目标操作数D起始的3点ON OFF状态 四 时钟数据区间比较指令TZCP 时钟数据区间比较TZCP指令将源操作数S起始的3个时钟数据同源操作数S1起始的3个时钟数据下限和源操作数S2起始的3个时钟数据上限相比较 根据区域大小输出驱动目标操作数D起始的3个位元件的ON OFF状态 三 任务实施 一 I O分配 表4 22车库门自动开关控制系统的I O分配表 二 程序设计 四 知识拓展 一 时钟专用的特殊数据寄存器和特殊辅助继电器 表4 23特殊辅助继电器功能 二 马路照明灯时钟控制程序 1 控制要求设马路照明灯由PLC输出端口Y0 Y1各控制一半 每年夏季 7 9月 每天19时0分至次日0时0分灯全部开 0时0分至5时30分开一半灯 其余季节每天18时0分至次日0时0分灯全部开 0时0分至7时0分各开一半灯 2 I O分配 根据控制要求分析可知 该系统只需要2个输出 Y0和Y1 3 程序设计 任务八自动售货机控制程序 一 任务导入 自动售货机的控制要求 按1元 5元 10元按钮 可以投入货币 按下 可乐 和 雪碧 按钮分别代表购买 可乐 和 雪碧 出货口的 出可乐 和 出雪碧 表示可乐和雪碧已经取出 购买后用两个LED数码管显示当前余额 按下 找零按钮 退币口退币 该售货机可以出卖雪碧和可乐两种饮料 价格分别为5元 瓶和8元 瓶 当投入的货币大于等于其售价时 对应的可乐指示灯 雪碧指示灯点亮 表示可以购买 当可以购买时 按下相应的 可乐 或 雪碧 按钮 与之对应的指示灯闪烁 表示已经购买了可乐或雪碧 同时出货口延时3s吐出可乐或雪碧 在购买了可乐或雪碧后 余额指示显示当前的余额 若余额还可以购买饮料 按下 可乐 或 雪碧 选择按钮可以继续购买 若不想再购买 按下 找零按钮 后 退币口退币 一 二进制加减运算指令加法FNC20ADD减法FNC21SUB操作数 S1 S2 K H KnX KnY KnM KnS T C D V Z D KnY KnM