可编程序控制器模板

可编程序控制器模板第1页/共74页本章要点：1.掌握功能指令的格式。2.掌握程序流程控制指令。第5章功能指令第2页/共74页5.1.1

应用指令的阅读方法5.1功能(应用)指令的格式解读第3页/共74页5.1.1

应用指令的阅读方法：执行形式5.1功能(应用)指令的格式解读第4页/共74页5.1.1

应用指令的阅读方法：执行形式5.1功能(应用)指令的格式解读(D10)+(D20)>>D40(D10)+(D20)>>D40(D11)+(D21)>>D41执行位数执行形式：连续执行型：驱动条件成立时，每一个PLC扫描周期，功能指令都执行一次；脉冲执行型(P)：在驱动条件成立时，仅在信号的上升沿，指令执行一次。其他时间不执行。假设(D10)=1,(D20)=2，则驱动条件成立时，第一个扫描周期结束，(D10)=3，第二个扫描周期结束，(D10)=5。驱动条件成立时，第一个扫描周期结束，(D10)=3，第二个扫描周期结束，(D10)=3。第5页/共74页5.1.1

应用指令的阅读方法：指令格式5.1功能(应用)指令的格式解读驱动条件源址终址操作量驱动条件：仅当驱动条件成立时，例如X000=ON时，功能指令才能执行。源址：参与功能操作的数的地址，也叫源操作数。它的内容在指令执行时不会改变。功能指令源址较多时，以S1、S2…表示。S.表示运算对象可做变址修改。终址：参与操作的源操作数经过功能操作后所得的操作结果存放地址。也叫目标地址或目标操作数。当终址较多时，用D1、D2…等表示。操作量：既不是源址也不是终址，仅表示源址和终址的操作数量或操作位置。不同指令中操作量含义有所不同第6页/共74页5.2.1

应用指令的分类5.2功能指令的概览1、程序流程控制指令：FNC00---FNC09；CJ、CALL、SERT、IRET、FEND、WDT、EI、DI、FOR、NEXT；2、比较指令与传送指令：FNC10---FNC19；CMP、ZCP、MOV、SMOV、BMOV、FMOV、CML、XCH、BCD、BIN；3、算术和逻辑运算指令：FNC20---FNC29；ADD、SUB、MUL、DIV、INC、DEC、WAND、WOR、WXOR、NEG；4、循环与移位指令：FNC30---FNC39；ROR、ROL、RCR、RCL、SFTR、SFTL、WSFR、WSFL、SFWR、SFRD；5、数据处理指令：FNC40---FNC49；ZRST、MEAN、SUM、SOR、ANS、ANR6、高速处理指令：FNC50---FNC59；REF、MTR、HSCS、HSCR、PLSY7、方便指令：FNC60---FNC69；IST、SER、INCD、ALT、ROTC、SORT8、外部设备IO指令：FNC70---FNC79；TKY、DSW、ASC、FROM、TO9、外部设备SER指令：FNC80---FNC88；RS、PID10、浮点处理指令：FNC110---FNC132；11、字节交换指令：FNC147；12、定位指令：FNC155---FNC159；13、时钟处理指令：FNC160---FNC169；14、外围设备指令：FNC170---FNC171；格雷码变换GRY与逆变换GBIN。15、触点比较指令：FNC224---FNC246；第7页/共74页5.2.2PLC程序结构5.2功能指令的概览用户控制程序独立程序段PLC在扫描工作时，只扫描主程序区，不扫描副程序区。即PLC扫描到主程序结束指令FEND时，就执行各种刷新功能，并返回到程序开始，继续扫描工作，和扫描到END指令一样。第8页/共74页5.2.3PLC程序流程结构5.2功能指令的概览条件转移单流程断点转移第9页/共74页5.2.4

子程序结构5.2功能指令的概览子程序是相对于主程序而言的独立程序段，子程序完成的是各自独立的程序段功能。它存放在副程序区。因此PLC扫描时，仅当条件成立时，PLC才由主程序区转移到副程序区去执行相应的子程序段，这个过程称做子程序调用。子程序是按照所完成的独立功能来编写的，其本身在使用软元件。由于三菱PLC软元件是所有程序共享的，这就存在软元件冲突问题(主要体现在数据寄存器D的地址冲突)。第10页/共74页5.2.5

中断处理5.2功能指令的概览中断时指PLC在平常按照顺序执行的扫描循环中，当有需要立即反应的请求发生时，立即中断其正在执行的扫描工作，优先去执行要求所指定的服务工作；等该服务工作完成后，再回到刚才被中断的地方继续执行未完成的扫描工作。1)中断源和中断请求。要求实行中断功能首先必须向PLC发中断请求信号，发出中断信号的设备叫中断源。中断源可以是外部设备(各种开关信号)，也可以是内部定时器、计数器及根据需要人为设置的中断源等。2)断点和执行中断服务。当中断源向PLC发出中断请求信号后，PLC会在程序中产生一个断点，并记住这个断点。然后就转移去执行中断服务程序。中断程序被执行完后，PLC会回到刚才被中断的地方(中断返回)，从断点处的下一条指令开始继续执行未完成的扫描工作。3)中断返回。4)中断优先和中断控制。在多重中断输入结构中，会将各个中断输入按照其重要性给予其不同的中断优先顺序。不是所有的程序都需要中断功能，用户也不需要处理所有的中断事件，因此PLC设置了允许中断指令(又叫开中断)和禁止中断指令(又叫关中断)。第11页/共74页5.2.5

中断服务程序结构5.2功能指令的概览中断服务程序设计：1、设计中断程序时应遵循”越短越好”的原则。2、检查中断服务程序与主程序软元件有无地址冲突。第12页/共74页5.3.1

主程序结束指令FEND5.3程序流程控制指令第13页/共74页5.3.1

主程序结束指令FEND5.3程序流程控制指令第14页/共74页5.3.2

条件转移CJ5.3程序流程控制指令指令格式解读：当驱动条件成立时，主程序转移到指针为S的程序段往下执行。当驱动条件断开时，主程序按顺序执行指令的下一行程序并往下继续执行。分支指针：当程序发生转移时，转移的入口地址就是用指针来指示的。指针的作用就是指示程序转移的入口地址。分支指针主要用来指示条件转移和子程序调用转移时的入口地址。条件转移分支指针P在主程序区，子程序调用时分支指针P在副程序区。P63指向END，无需再标号。第15页/共74页5.3.2

条件转移CJ5.3程序流程控制指令第16页/共74页5.3.2

条件转移CJ应用注意5.3程序流程控制指令1、执行形式：连续执行型CJ和脉冲执行型CJP，它们执行形式不同。2、转移方式第17页/共74页5.3.2

条件转移CJ应用注意5.3程序流程控制指令3、指针编址的唯一性。在程序中不允许出现标号相同的两个或两个以上的程序转移入口地址。4、编址的多次使用。程序中，标号是唯一的，但却可以是多个CJ指令的程序转移入口地址。指针编址唯一性编址的多次使用CJ和CALL不能共用一个标号5、无条件转移第18页/共74页5.3.2条件转移CJ：跳转区域的元件状态变化5.3程序流程控制指令1）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。2）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T192～T199和高速计数器C235～C255在跳转后将继续动作，触点也动作。

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子程序指令CALL、SRET5.3程序流程控制指令指令解读：当驱动条件成立时，调用程序入口地址标号为S的子程序。指令解读：在子程序中，执行到子程序返回SRET时，立即返回到主程序调用指令的下一行继续往下执行第20页/共74页5.3.3

子程序指令嵌套5.3程序流程控制指令第21页/共74页5.3.3

子程序指令应用注意5.3程序流程控制指令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T192～T199和T246～249作为定时器。第22页/共74页5.3.3

子程序指令例讲5.3程序流程控制指令CALLP执行程序初始化第23页/共74页5.3.3

子程序例讲5.3程序流程控制指令用两个开关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。第24页/共74页5.3.4

中断指令EI、DI、IRET5.3程序流程控制指令第25页/共74页5.3.4

中断指令EI、DI、IRET5.3程序流程控制指令第26页/共74页5.3.4

中断指针5.3程序流程控制指令PLC的中断来源有三类：1、外部输入中断；内部定时器中断和高速计数器中断。中断应用注意：1、中断源禁止重复使用；2、中断程序可使用定时器T192-T199；3、输入中断和计数器中断的输入端子不能相同；4、使用外部输入中断时，对同一输入，不能同时使用上升沿中断和下降沿中断。外部输入中断定时器中断高速计数器中断优先级：X000>X001>…>X005第27页/共74页5.3.4

中断指针5.3程序流程控制指令第28页/共74页5.3.4

中断指针5.3程序流程控制指令第29页/共74页5.3.4

中断指令例讲中断急停警告显示程序5.3程序流程控制指令第30页/共74页5.3.4

中断指令例讲三人智力抢答程序5.3程序流程控制指令第31页/共74页5.3.5循环指令FOR、NEXT5.3程序流程控制指令指令格式解读：在程序中扫描到FOR-NEXT指令时，对FOR，NEXT指令之间的程序重复执行S次。执行后转入NEXT指令下一行程序继续执行。第32页/共74页5.3.5循环指令应用注意5.3程序流程控制指令1、FOR、NEXT必须成对出现在程序中。2、S为循环重复次数，取值为1~32767。如果取值为-32768~0，则PLC自动取S=1。3、当循环次数设置较大，或循环嵌套层次过多时，则程序运算时间会加长，运算时间过长，会引起PLC的响应时间变慢，对实时控制会有影响。第33页/共74页5.3.5循环指令示例5.3程序流程控制指令例1：编制从1加到100的求和程序第34页/共74页5.3.5循环指令示例5.3程序流程控制指令例1：编制从1加到100的求和程序第35页/共74页5.3.5循环指令示例5.3程序流程控制指令例1：编制从1加到100的求和程序第36页/共74页5.3.5循环指令示例5.3程序流程控制指令例2：有10个数，分别存于D0~D9。编制程序找出最大的数存于D100中。第37页/共74页5.3.5循环指令示例5.3程序流程控制指令例2：有10个数，分别存于D0~D9。编制程序找出最大的数存于D100中。第38页/共74页5.3.6监视定时器刷新指令WDT5.3程序流程控制指令监视定时器WDT（WatchDogTimer）又称看门狗，该指令的功能是对PLC的监视定时器进行复位。PLC正常工作时扫描周期小于它的定时时间。监控定时器定时时间在FX2N中默认值为200ms，如果PLC运行一个扫描周期的时间超过监控定时器规定的200ms时，PLC将停止工作，这时CPU-E（CPU错误）指示灯亮。可以通过修改PLC的特殊数据寄存器D8000（存放一个扫描周期时间）值来设定WDT的定时时间第39页/共74页5.3.6监视定时器刷新指令WDT5.3程序流程控制指令此外，如果一个程序大于默认的200ms，也可以通过在程序中插入WDT指令，将程序一分为二，使它们都小于200ms，则不会出现停机报警现象，如图5-10所示。第40页/共74页5.3.6监视定时器刷新指令WDT应用注意5.3程序流程控制指令1）如果FOR-NEXT循环程序的执行时间过长，可能超过监控定时器的定时时间，可将WDT指令插入循环程序中。2）如果条件跳转指令CJ出现在它所对应的指针标号之后，可能因连续反复跳步使它们之间的程序被反复执行，使WDT动作。为避免这种情况，可以在CJ指令和其指针标号之间插入WDT指令。第41页/共74页5.4.1比较指令CMP指令格式5.4比较指令指令格式解读：当驱动条件成立时，将原址S1与S2按代数形式进行大小比较，并根据比较结果(S1>S2,S1=S2,S1<S2)置终址位元件D,D+1,D+2，其中一个为ON第42页/共74页5.4.2

比较指令CMP应用注意5.4比较指令1）按代数形式进行大小比较。例：(-5＜2)。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。第43页/共74页5.4.3

比较指令示例：密码锁5.4比较指令密码锁的设计如图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。第44页/共74页5.4.3

比较指令示例：密码锁5.4比较指令第45页/共74页5.4.4

区间比较指令ZCP5.4比较指令指令格式解读：当驱动条件成立时，将原址S与原址S1和S2分别进行大小比较，并根据比较结果(S<S1,S1≤S≤S2,S>S2)置终址位元件D,D+1,D+2，其中一个为ON第46页/共74页5.5.1

触点比较指令5.5触点比较指令在梯形图中，功能指令一般是作为线圈处理的，但有一种功能指令例外，它是当作触点来处理的，这就是触点比较指令。编程：如果(D0)<(D10),则Y0有输出。第47页/共74页5.5.2

触点比较指令的类型5.5触点比较指令第48页/共74页5.5.3

起始触点比较指令5.5触点比较指令功能：在梯形图中，起始触点比较指令等同于一个与主母线相接的常开触点。第49页/共74页5.5.4串接触点比较指令5.5触点比较指令功能：在梯形图中，串接触点比较指令等同于一个被串联的常开触点。第50页/共74页5.5.5并接触点比较指令5.5触点比较指令功能：在梯形图中，串接触点比较指令等同于一个被串联的常开触点。第51页/共74页5.5.6

触点比较指令例程5.5触点比较指令例子：3个彩灯，每隔1s顺序点亮一个，3个全亮后，又重新开始。第52页/共74页5.6.1分时扫描选通5.6数据采集(矩阵输入)指令分时扫描选通的概念第53页/共74页5.6.2分时扫描选通在PLC上的应用5.6数据采集(矩阵输入)指令采用分时扫描选通的方式，使信号的输入接口数量大量减少。第54页/共74页5.6.2分时扫描选通在PLC上的应用5.6数据采集(矩阵输入)指令在plc控制中，一般选通信号时通过输出口Y的分时扫描信号完成的。第55页/共74页5.6.3数据采集指令MTR5.6数据采集(矩阵输入)指令数据采集指令MTR指令格式指令格式解读：当驱动条件成立时，指令以选通的方式，依次从S多确定的输入口分时读取n列开关量状态信号送入以D2为首地址所确定的位元件中。分时选通信号由D1为首地址所确定输出口发出。第56页/共74页5.6.4

数据采集指令MTR例讲5.6数据采集(矩阵输入)指令第57页/共74页5.6.5

数据采集指令MTR应用注意5.6数据采集(矩阵输入)指令MTR指令的驱动，要求常置ON，可以采用M8000作为指令的驱动条件；开关矩阵输入列数最少2列，最多8列，也就是说明最多能采集8*8个开关量的状态；MTR指令对外接开关的ON/OFF时间有一定要求。在读取期间，开关的ON/OFF时间必须大于n*20ms时间。第58页/共74页5.7.1脉冲输出指令PLSY指令格式5.7脉冲输出指令格式解读：当驱动条件成立时，从输出口D输出一个频率为S1，脉冲个数为S2，占空比为50%的脉冲串。第59页/共74页5.7.2指令PLSY相关的特殊数据寄存器5.7脉冲输出指令绝对位置当前值：以原点为参考点的绝对地址值。工件移动时，其数值随着工件移动而变化，其数值表示工件的当前位置。当PLC断电时，当前值寄存器的当前值会被清除为零。不同系列PLC，不同的脉冲输出口，当前值寄存器的编号不同。第60页/共74页5.7.3

指令PLSY的输出方式5.7脉冲输出指令脉冲输出方式指令驱动后，采用中断方式输出脉冲串，因此不受扫描周期影响。如果在执行过程中指令驱动条件断开，输出马上停止，再次驱动后，又从最初开始输出。连续脉冲串的输出把指令中脉冲个数设置为K0，则指令的功能变为输出无数个脉冲串。例如：DPLSYK10000K0Y0第61页/共74页5.8.1模拟量应用基础5.8模拟量读取与写入指令1)采样2)滤波第62页/共74页5.8.2模拟量输入模块FX2N-4AD5.8模拟量读取与写入指令1)结构与指标：内含cpu，存储器，A/D模块：4通道ch1-ch4；分辨率：5mv，20uA，占用8个IO点数。2)接线图第63页/共74页5.8.2模拟量输入模块FX2N-4AD5.8模拟量读取与写入指令3）缓冲存储器BFM：BFM是16位存储器，共