PLC基础及应用5.ppt

三菱PLC基础与应用PLC基础与应用,第5章FX2N系列PLC的应用指令,5.8,5.5循环与移位指令,5.4四则运算与逻辑运算指令,5.3比较与传送指令,5.2程序流程指令,5.1应用指令概述,5.6数据处理指令,5.7高速处理指令,5.9实训项目,5.10,三菱PLC基础与应用PLC基础与应用,5.1应用指令概述,5.1.1应用指令的表达形式1.位元件与字元件只处理ON/OFF状态的软元件称为位元件，如X、Y、M、S等；而处理数值的软元件则称为字元件，如T、C、D等，一个字元件由16位二进制数组成。位元件组合使用也可处理数值，位元件每4位一组组合成一个单元，通常的表示方法是Kn加上首元件号组成，n为单元数。例如，K2X0表示由X0X7组成的位元件组，这是一个8位数据，X0为最低位。16位数据时n=14，32位数据n=18。,三菱PLC基础与应用PLC基础与应用,当一个16位的数据传送到K1M0、K2M0、K3M0时，只能传送低位数据，较高位数据不传送，32位数据传送时也一样。在作16位数操作时，参与操作的位元件不足16位时，高位（不足部分）均作0处理，这就意味着只能处理正数（符号位为0），32位数据操作也一样。被组合的位元件的首元件号可以是任意的，但为避免混乱，建议采用编号以0为结尾的元件，如X0、Y10、M20等。,三菱PLC基础与应用PLC基础与应用,2.指令与操作数,应用指令用助记符表示，有些应用指令仅有指令段（助记符），但更多的有操作数。下面是指令中操作数符号表示方法及解释：S：表示数据源。内容不随指令执行而变化的操作数称为源。在可变址修改软元件编号的情况下，加上“.”符号的S.表示。源的数量多时，以S1.、S2.等表示。D.:表示目标操作数。内容随指令执行而改变的操作数被称作目标。可作变址修饰时，加上“.”符号的D.表示。目标数量多时，以D1.、D2.等表示。n.、m.：以m.或n.表示既不作源，也不作目标的操作数。这样的操作数数量很多时，以m1.、m2.、n1.、n2.等表示。,三菱PLC基础与应用PLC基础与应用,3.数据格式在FX系列PLC内部，数据以二进制（BIN）补码的形式存储，所有的四则运算和加1/减1运算都使用二进制数。16位数据的二进制补码最高位（第15位）为符号位，正数的符号位为0，负数的符号位为1，最低为第0位。4.应用指令的表达形式与基本指令不同，FX2N系列PLC的应用指令用编号FNC00FNC246表示，采用计算机通用的助记符（英文名称或缩写）表示。例如，FNC45的助记符是MEAN（平均）。应用指令的表示格式如图5-1所示。,三菱PLC基础与应用PLC基础与应用,应用指令的指令段通常占1个程序步，16位操作数占2步，32位操作数占4步。,图5-1应用指令的表示格式,三菱PLC基础与应用PLC基础与应用,5.1.2数据长度FX2N型PLC中的数据寄存器D为16位，用于存放16位二进制数。在应用指令的助记符前加“D”就变成32位指令。数据长度的表示格式如图5-2所示。,图5-2数据长度的表示,三菱PLC基础与应用PLC基础与应用,5.1.3执行形式应用指令有连续执行和脉冲执行型两种执行形式。脉冲执行形式的使用如图5-3所示。,图5-3脉冲执行型的表示,三菱PLC基础与应用PLC基础与应用,在应用指令助记符中标有“P”的表示该指令为脉冲执行型，在执行条件满足时仅执行一个扫描周期。如果指令格式没有“P”的表示该指令只能是连续执行型，在执行条件满足的每个扫描周期都要被执行。“P”和“D”可以同时使用。,三菱PLC基础与应用PLC基础与应用,5.1.4变址寄存器FX2N有16个16位的变址寄存器，分别是V0V7和Z0Z7。在传送、比较指令中，变址寄存器V和Z用来修改操作对象的元件号，在循环程序中常使用变址寄存器。进行32位运算时，常用V和Z自动组对使用，分别组成（V0、Z0）、（V1、Z1）、（V7、Z7）。V为高16位，Z为低16位，这时变址指令只需指定Z，Z就能代表V和Z的组合。,三菱PLC基础与应用PLC基础与应用,5.2程序流程指令,程序流程指令共有10条，应用指令的编号为FNC00FNC09。5.2.1条件跳转指令条件跳转指令CJ（ConditionalJump）的功能编号为FNC00，操作数的指针标号P0P127，其中P63即END所在步序，无需再标号。CJ和CJP都占3个程序步，指针标号占1个程序步。指针P（Point）用于分支和跳转步序，在梯形图中，指针放在左侧母线的左边，当CJ指令条件满足时，跳转到相应的标号处。,三菱PLC基础与应用PLC基础与应用,图5-4跳转指令的使用,三菱PLC基础与应用PLC基础与应用,使用跳转指令时应当注意事项如下：,1）CJP指令表示脉冲执行方式。2）在一个程序中，一个指针标号只能出现一次，否则程序会出错。但是在同一个程序中两条跳转指令可以使用相同的指针标号。3）跳转指令一般在CJ指令之后，但也可出现在跳转指令之前。4）跳转执行期间，即使被跳过程序的驱动条件改变，但其线圈（或结果）仍保持跳转前的状态，因为跳转期间没有执行这段程序。,三菱PLC基础与应用PLC基础与应用,使用跳转指令时应当注意事项如下：,5）如果跳转开始时定时器和计数器已在工作，则跳转执行期间它们将停止工作，即T和C的当前值保持不变，直到跳转条件不满足后又继续工作（T和C接着以前的数值继续计时和计数）。但定时器T192T199和高速计数器C235C255在跳转后将继续动作，接点也动作。,三菱PLC基础与应用PLC基础与应用,5.2.2子程序调用和子程序返回,子程序调用指令CALL（SubRoutineCall）的功能编号为FNC01，操作数为P0P127，CALL和CALLP指令都占3个程序步。子程序返回指令SRET（SubRoutineReturn）的功能编号为FNC02，无操作数，占用1个程序步。子程序是为一些特定的控制目的而编制的相对独立的程序。为了区别于主程序，规定在程序编排时，将主程序排在前面，子程序排在后面，以主程序结束指令FEND（FNC06）将它们隔开。,三菱PLC基础与应用PLC基础与应用,子程序调用指令CALL的功能是当执行条件满足时，该指令使程序跳到标号处，执行该标号对应的子程序。子程序返回指令SRET的功能是返回到调用该子程序的CALL指令处的下一逻辑行。子程序调用和子程序返回指令的简单使用示例如图5-5所示。,三菱PLC基础与应用PLC基础与应用,图5-5子程序调用和返回指令的使用,三菱PLC基础与应用PLC基础与应用,使用子程序调用和返回指令的注意事项：1）同一标号在左母线前只能出现一次，但不同的CALL指令可调用同标号的子程序。2）子程序中可再调用子程序，形成子程序嵌套，最多可有5级嵌套。3）在调用子程序和中断子程序时，可采用T192T199和T246249作为定时器。,三菱PLC基础与应用PLC基础与应用,【例5-1】用两个开关X1、X0控制一个信号灯Y0，当X1X0=00时灯灭；当X1X0=01时，灯以1s脉冲闪烁；当X1X0=10时，灯以2s脉冲闪烁；当X1X0=11时，灯常亮。用子程序调用来实现，则如图5-6所示。,三菱PLC基础与应用PLC基础与应用,图5-6子程序调用实例,三菱PLC基础与应用PLC基础与应用,5.2.3中断指令中断返回指令IRET（InterruptReturn）的功能编号FNC03，无操作数，占1个程序步。中断允许指令EI（EnableInterrupt)的功能编号FNC04，无操作数，占1个程序步。中断禁止指令DI（DisableInterrupt）的功能编号FNC05，无操作数，占1个程序步。,三菱PLC基础与应用PLC基础与应用,1中断指针中断指针（II8）是用来指示某一中断程序的入口位置的。执行中断后遇到IRET指令，则返回主程序。中断指针有以下三种类型：1）输入中断指针（I00I50）：共6点，用来指示由特定输入端的输入信号而产生中断的中断服务程序的入口位置。这类中断不受PLC扫描周期的影响，可以及时处理外界信息。输入中断指针编号格式如下：例如：I201是当输入X2从OFFON变化时，执行以I201为标号的中断程序，并根据IRET指令返回。,三菱PLC基础与应用PLC基础与应用,2）定时器中断指针（I6I8）：共3点，用来指示周期定时中断的中断服务程序的入口位置。这类中断的作用是PLC以指定的周期定时执行中断服务程序，定时循环处理某些任务，处理的时间也不受PLC扫描周期的影响。定时器中断指针格式如下：3）计数器中断指针（I010I060）：共6点，用于在PLC内置的高速计数器中。当高速计数器的当前值达到规定值，执行中断子程序。常用于利用高速计数器优先处理计数结果的场合。,三菱PLC基础与应用PLC基础与应用,2中断指令中断是指在执行主程序的过程中，中断主程序转而去执行中断服务子程序。PLC通常处于禁止中断状态，由EI和DI指令组成允许中断范围。在执行到该区间时，如果有中断源产生中断，CPU将暂停主程序而转去执行中断服务程序。当遇到IRET时返回断点继续执行主程序。中断指令的简单使用示例如图5-7所示。在图5-7中，如在允许中断范围内，如果外部中断源X1有一个下降沿，则转入I100为标号的中断服务程序。但X0能否引起中断还受M8050的控制，当X10为ON时，M8050=1，禁止I100中断。,三菱PLC基础与应用PLC基础与应用,图5-7中断指令的使用,三菱PLC基础与应用PLC基础与应用,表5-1中断类型及中断禁止特殊辅助继电器,三菱PLC基础与应用PLC基础与应用,使用中断指令的注意事项：,1）如果有多个中断信号依次发出，则优先级按发生的先后顺序，即发生越早的优先级越高。若同时发生多个中断信号，则中断指针号小的优先级越高。2）无需中断禁止时，可只用EI指令，不必用DI指令。3）通过特殊辅助继电器M8050M8058可实现中断的选择，它们分别与外部中断和定时器中断一一对应。当M8050M8058为ON时，禁止执行相应I0I8的中断，M8059为ON时，则禁止所有计数器中断。4）FX2N系列PLC可实现不多于两级的中断嵌套，即在中断子程序中再使用一对EI和DI指令。,三菱PLC基础与应用PLC基础与应用,【例5-2】三人智力抢答,（a）输入中断(抢答)梯形图,（b）抢答器接线图,图5-8输入中断(抢答电路)实例,三菱PLC基础与应用PLC基础与应用,5.2.4主程序结束指令,主程序结束指令FEND（FirstEnd）的功能编号为FNC06，无操作数，占用1个程序步。FEND表示主程序结束，当执行到FEND时，PLC执行输入/输出处理、监视定时器的刷新、返回0步程序。使用FEND指令的注意事项：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，否则会出错。,三菱PLC基础与应用PLC基础与应用,5.2.6循环指令,循环开始指令FOR的功能编号为FNC08，源操作数表示循环次数，占3个程序步。循环结束指令NEXT的功能编号为FNC09，无操作数，占1个程序步。FOR与NEXT构成循环指令，FORNEXT之间的程序被反复执行，执行次数由FOR指令的源操作数n设定，n的取值范围132767。执行完后，再执行NEXT后面的指令。,三菱PLC基础与应用PLC基础与应用,循环指令简单使用示例如图5-11所示。在图5-11中，外层循环程序A嵌套内层循环B，外层A执行2次，每执行一次外层程序A，就要执行5次内层B，因此循环B一共要执行10次。,图5-11循环指令的使用,三菱PLC基础与应用PLC基础与应用,循环指令的使用注意事项：1）FOR与NEXT指令总是成对使用。2）FORNEXT循环可以嵌套五层。3）利用循环中的CJ指令可以跳出FORNEXT之间的循环区。4）如果NEXT指令应放在FOR指令的前面；FOR指令没有对应的NEXT指令；FOR指令与NEXT指令的个数不成对；NEXT指令放在FEND和END指令的后面，以上情况均会出错。5）如果执行FORNEXT指令的时间太长，PLC的扫描周期有可能会超过WDT的设定时间。,三菱PLC基础与应用PLC基础与应用,5.3比较与传送指令,比较与传送指令共有10条，应用指令的编号为FNC10FNC19。比较与传送指令包括数据传送、比较处理、交换及转换等功能。5.3.1比较指令比较指令CMP（Compare）的功能编号FNC10，是将源操作数S1.和S2.的数据进行比较，将比较的结果送到目标操作数D.中，并且占用3个连续单元。比较指令的简单使用示例如图5-12所示。,三菱PLC基础与应用PLC基础与应用,图5-12比较指令的使用,三菱PLC基础与应用PLC基础与应用,比较指令的使用注意事项：,1）按代数形式进行大小比较。例：(-52)。2）指定的元件种类或元件号超出允许范围时将会出错。3）源操作数可以取任意的数据格式，目标操作数可以取Y、M和S。4）CMP(P)占7个程序步，DCMP(P)占13个程序步。,三菱PLC基础与应用PLC基础与应用,【例5-3】密码锁设计。密码锁的设计如图5-13所示（其中左图为梯形图，右图为接线图），设置4位密码8251。将数字开关拨到8时按一下确认键，再分别在拨到2、5、1时按一下确认键，电磁锁Y0得电开锁。,三菱PLC基础与应用PLC基础与应用,图5-13密码锁,三菱PLC基础与应用PLC基础与应用,5.3.2区间比较指令,区间比较指令ZCP（ZoneCompare）的功能编号为FNC11，它是将一个源操作数S.与两个源操作数S1.和S2.中的数值进行比较，然后将比较结果传送到目标操作数D.为首地址的3个连续的软件元件中。区间比较指令的简单使用示例如图5-14所示。,三菱PLC基础与应用PLC基础与应用,图5-14区间比较指令的使用,三菱PLC基础与应用PLC基础与应用,区间比较指令的使用注意事项：1）按代数形式进行大小比较。2）S1.中的数据不能大于S2.中的数据，如果S1.大于S2.，则S2.被看作与S1.一样大。3）源操作数可以取所有数据格式，而目标操作数可取Y、M、S。4）ZCP(P)占7个程序步，DZCP(P)占13个程序步。,三菱PLC基础与应用PLC基础与应用,5.3.3传送指令,传送指令MOV（Move）的功能编号为FNC12，该指令的功能是将源操作数S.的内容传送到目标操作数D.中。传送指令的使用示例如图5-15所示。,图5-15传送指令的使用,三菱PLC基础与应用PLC基础与应用,传送指令的使用注意事项：1）源操作数可以取所有数据格式，而目标操作数可取KnY、KnM、KnS、T、C、D、V、Z。2）MOV(P)占5个程序步，DMOV(P)占9个程序步。,三菱PLC基础与应用PLC基础与应用,【例5-4】用传送指令实现八人抢答电路,要求8个指示灯Y0Y7对应8个抢答按钮X0X7，在主持人按下开始按钮X10后，才可以抢答，先按按钮者的灯亮，同时蜂鸣器Y10响，后按按钮者灯不亮。则按要求其设计的梯形图如图5-16所示。,图5-16传送指令的使用,三菱PLC基础与应用PLC基础与应用,5.4.5加1指令,加1指令INC（Increment）的功能编号为FNC24，该指令是将指定元件中的数值加1。加1指令的使用示例如图5-31所示。,图5-31加1指令的使用,三菱PLC基础与应用PLC基础与应用,加1指令的使用注意事项：,1）加1指令的结果不影响零标志位、借位标志和进位标志。2）如果是连续指令，则每个周期均作一次加1运算，16位运算中，+32767再加1就变成-32768，+2147483647再加1，就会变成-2147483648。3）操作数可取KnY、KnM、KnS、T、C、D、V和Z。4）INC（P）占3个程序步，DINC（P）占5个程序步。,三菱PLC基础与应用PLC基础与应用,【例5-8】控制一台电动机，要求正转5s、停止5s、反转5s、停止5s，并自动循环运行，直到停止运行。其梯形图及程序设计如图5-32所示。,图5-32电动机定时正转-停止-反转-停止的自动循环运行,三菱PLC基础与应用PLC基础与应用,5.4.6减1指令,减1指令DEC（Decrement）的功能编号为FNC25，该指令是将指定元件中的数值减1。减1指令的使用如图5-33所示。,图5-33减1指令的使用,三菱PLC基础与应用PLC基础与应用,减1指令的使用注意事项：1）减1指令的结果不影响零标志位、借位标志和进位标志。2）如果是连续指令，则每个周期均作一次减1运算。3）操作数可取KnY、KnM、KnS、T、C、D、V和Z。4）DEC(P)占3个程序步，DDEC(P)占5个程序步。,三菱PLC基础与应用PLC基础与应用,5.5循环与移位指令,循环与移位指令共有10条，编号为FNC30FNC39，主要用于数据的移位等操作。5.5.1循环右移指令循环右移指令ROR(RotationRight)的功能编号为FNC30，执行该指令时，各位数据向右移动（从高位向低位）n位，最后一次移出来的那一位同时存入进位标志M8022中。如图5-37所示。,三菱PLC基础与应用PLC基础与应用,图5-37循环右移指令的使用,三菱PLC基础与应用PLC基础与应用,循环右移指令的使用注意事项：1）16位指令和32位指令中n应分别小于16和32。2）ROR指令的目标操作数可取KnY、KnM、KnS、T、C、D、V和Z。3）ROR(P)占5个程序步，DROR(P)占9个程序步。,三菱PLC基础与应用PLC基础与应用,5.5.2循环左移指令循环右移指令ROL(RotationLeft)的功能编号为FNC31，执行该指令时，各位数据向左移动（从低位向高位）n位，最后一次移出来的那一位同时存入进位标志M8022中。如图5-38所示。,图5-38循环左移位指令的使用,三菱PLC基础与应用PLC基础与应用,循环左移指令的使用注意事项：1）16位指令和32位指令中n应分别小于16和32。2）ROL指令的目标操作数可取KnY、KnM、KnS、T、C、D、V和Z。3）ROL(P)占5个程序步，DROL(P)占9个程序步。【例5-10】按1-2相激磁方式控制一个四相步进电动机。可正反转控制，每步为1s。电动机运行时，指示灯亮。四相步进电动机的1-2相激磁方式波形和程序如图5-39所示。,三菱PLC基础与应用PLC基础与应用,图5-39四相步进电动机的1-2相激磁方式波形图和梯形图,三菱PLC基础与应用PLC基础与应用,5.5.5位右移指令,位右移指令SFTR(ShiftRight)的功能编号为FNC34，该指令使位元件中的状态成组地向右移动，由n1指定位元件的长度，n2指定移动的位数，一般n2n11024。位右移指令的使用如图5-42所示。,图5-42位右移指令的使用,三菱PLC基础与应用PLC基础与应用,位右移指令的使用注意事项：1）如果采用连续型指令，每个扫描周期都移动n2位。2）SFTR指令源操作数可取X、Y、M和S，目标操作数可取Y、M、S。3）SFTR(P)只有16位操作数，占9个程序步。,三菱PLC基础与应用PLC基础与应用,5.5.6位左移指令,位左移指令SFTL(ShiftLeft)的功能编号为FNC35，该指令使位元件中的状态成组地向左移动，由n1指定位元件的长度，n2指定移动的位数，一般n2n11024。位左移指令的使用如图5-43所示。,图5-43位左移指令的使用,三菱PLC基础与应用PLC基础与应用,位左移指令的使用注意事项：,1）如果采用连续型指令，每个扫描周期都移动n2位。2）SFTL指令源操作数可取X、Y、M和S，目标操作数可取Y、M、S。3）SFTL(P)只有16位操作数，占9个程序步。【例5-11】四台水泵轮流运行，由四台三相异步电动机M1M4驱动。正常要求是两台运行两台备用。为了防止备用水泵长时间不用造成锈蚀等问题，要求四台水泵中两台运行，并每隔8h切换一台，使四台水泵轮流运行。,三菱PLC基础与应用PLC基础与应用,图5-44四台水泵轮流工作实例,三菱PLC基础与应用PLC基础与应用,5.6数据处理指令,数据处理指令共有10条，应用指令的编号为FNC40FNC49。用来处理更复杂的运算或控制。5.6.1区间复位指令区间复位指令ZRST(ZoneReset)的功能编号为FNC40，该指令是将D1.D2.之间的指定元件号范围内的同类元件成批复位。区间复位指令的使用如图5-50所示。,图5-50区间复位指令的使用,三菱PLC基础与应用PLC基础与应用,区间复位指令的使用注意事项：1）D1.与D2.必须指定相同的组件区域。2）D1.的元件号应小于D2.的元件号。3）目标操作数可取Y、M、S、T、C和D。4）ZRST(P)只有16位操作数，占5个程序步。,三菱PLC基础与应用PLC基础与应用,5.7.8脉冲输出指令,脉冲输出指令PLSY(PulseY)的功能编号为FNC57，该指令用于指定输出继电器Y0或Y1输出给定频率的脉冲。脉冲输出指令的使用示例如图5-70所示。,图5-70脉冲输出指令的使用,三菱PLC基础与应用PLC基础与应用,脉冲输出指令的使用注意事项：,1）S1.、S2.可取所有数据类型；D.只有Y0和Y1两点。2）脉冲输出端必须是晶体管输出，闸流体与继电器输出均无效。3）本指令可应用于脉冲控制电机，如果步进电机作定位控制。4）PLSY占7个程序步，DPLSY占13个程序步。,三菱PLC基础与应用PLC基础与应用,5.7.9脉宽调制指令,脉宽调制指令PWM(PulseWidthModulation)的功能编号为FNC58，该指令用于产生周期和宽度都可以调节的输出脉冲。脉宽调制指令的使用示例如图5-71所示。,图5-71脉宽调制指令的使用,三菱PLC基础与应用PLC基础与应用,脉宽调制指令的使用注意事项：,1）本指令只能使用1次。2）S1.指定的脉冲宽度t=032767，S2.指定周期T0=132767，但S1.S2.；D.仅限于使用晶体管输出的Y0或Y1，其输出的通断可进行中断处理。3）PWM指令只有16位操作，占7个程序步。,三菱PLC基础与应用PLC基础与应用,5.7.10可调速脉冲输出指令,可调速