第四章(1)_FX系列PLC的應用指令2012-12-11-20-45-37

1、上海電視大學閔二分校上海電視大學閔二分?？删幊绦蚩刂破鲬眉夹g可編程序控制器應用技術任課教師任課教師:王銳王銳第四章 FX系列PLC的應用指令一、FX系列可編程控制器功能指令概述1 功能指令的通用表達形式2 數(shù)據(jù)長度 3 功能指令類型4 位元件5 變址寄存器V、Z1 功能指令的通用表達形式 功能指令的表達形式如下表所示： 功能指令按功能號FNC00FNC249編排。每條功能指令都有一個指令助記符。有的應用指令沒有操作數(shù)，大多數(shù)應用指令有1到4個操作數(shù)。 2 數(shù)據(jù)長度 功能指令可處理16位數(shù)據(jù)和32位數(shù)據(jù)。 如下圖中的第一條指令是將D10中的數(shù)據(jù)送到D12中，處理的是16 位數(shù)據(jù)。第二條指令是將

2、D21和D20中的數(shù)據(jù)送到D23和D22中，處理的是32位數(shù)據(jù)。 3 功能指令類型 FX系列PLC的功能指令有連續(xù)執(zhí)行型和脈沖執(zhí)行型兩種形式。 如圖左中程序是連續(xù)執(zhí)行方式的例子。當X2為ON狀態(tài)時上述指令在每個掃描周期都被重復執(zhí)行。圖右程序是脈沖執(zhí)行方式，該指令僅在X1由OFF轉(zhuǎn)為ON時有效。 4 位元件 位元件：只處理ON/OFF狀態(tài)的元件稱為位元件。 字元件：處理數(shù)據(jù)的元件稱為字元件。 位元件的組合 ：由位元件也可構(gòu)成字元件進行數(shù)據(jù)處理，位元件組合由Kn加首元件號來表示。 4個位元件為一組組合成單元，KnM0中的n是組數(shù) 。16位操作數(shù)時位操作數(shù)時n14，n4時高位為時高位為0；32位操作

3、數(shù)時位操作數(shù)時n=18，nn ，送料車左行，直至 SQ n 動作，到位停車。即送料車所停位置 SQ 的編號大于呼叫按扭 SB 的編號時，送料車往左行運行至呼叫位置后停止。 （b） mn ，送料車右行，直至 SQ n 動作，到位停車。即送料車所停位置 SQ 的編號小于呼叫按扭 SB 的編號時，送料車往右運行至呼叫位置后停止。 （c） m=n ，送料車原位不動。即送料車所停位置 SQ 的編號與呼叫按扭 SB 的編號相同時，送料車不動。 2、 PLC 硬件的實現(xiàn)硬件的實現(xiàn) （1）I/O的分配表輸入輸入功能說明功能說明輸出輸出功能說明功能說明SB0X0啟動KM1Y0左行SB1X1呼叫1KM2Y1右行S

4、B2X2呼叫2SB3X3呼叫3SB4X4呼叫4SB5X5呼叫5SB6X6呼叫6SB7X7停止SQ1X11限位1SQ2X12限位2SQ3X13限位3SQ4X14限位4SQ5X15限位5SQ6X16限位6（2）I/O的外部接線3、 PLC 軟件的實現(xiàn)軟件的實現(xiàn) 圖中將送料車圖中將送料車當前位置送當前位置送到數(shù)據(jù)寄存器到數(shù)據(jù)寄存器 D0 中，將中，將呼呼叫工作臺號送到數(shù)據(jù)寄存器叫工作臺號送到數(shù)據(jù)寄存器 D1 中，然后通過中，然后通過 D0 與與 D1 中數(shù)據(jù)的比較，決定送料車中數(shù)據(jù)的比較，決定送料車的運行方向和到達的目標位的運行方向和到達的目標位置。置。 四、算術運算和邏輯運算指令加法指令ADD、減

5、法指令SUB 乘法指令MUL、除法指令DIV 加1指令INC、減1指令DEC 字邏輯運算指令(FNC26FNC29) 加法指令ADD、減法指令SUB ADD指令是將指定的源元件中的二進制數(shù)相加,結(jié)果送到指定的目標元件中去。每個數(shù)據(jù)的最高位作為符號位（0為正，1為負），運算是二進制代數(shù)運算。 減法指令SUB與ADD指令類似。 乘法指令MUL、除法指令DIV MUL指令是將兩個源元件中的數(shù)據(jù)的乘積送到指定目標元件。如果為16位數(shù)乘法，則乘積為32位，如果為32位數(shù)乘法，則乘積為64位，如圖所示。數(shù)據(jù)的最高位是符號位。 加1指令INC、減1指令DEC INC、DEC指令操作數(shù)只有一個，且不影響零標志

6、、借位標志和進位標志。 在16位運算中，32767再加1就變成了-32768。32位運算時，2147483647再加1就變成-2147483648。DEC指令與INC指令處理方法類似。字邏輯運算指令(FNC26FNC29) 字邏輯運算指令包括WAND(字邏輯與)、WOR（字邏輯或）、WXOR（字邏輯異或）和NEG（求補）指令。使用方法如圖所示。 案例一 假設有一汽車停車場，最大容量只能停車50輛，為了表示停車場是否有空位，試用PLC來實現(xiàn)控制。 硬件的實現(xiàn)硬件的實現(xiàn)器件PLC地址功能說明HL1Y4、Y5停車場已滿HL2Y3停車場有空位開關0X0車已進入停車場信號開關1X1車已離開停車場信號D0

7、停車場車輛數(shù)（最大50輛）1、I/O分配表分配表 2、外部連線 根據(jù)上述模塊的學習，再依據(jù)圖中的標示，同學們可以自己畫出輸入及輸出端口的分配，在這不加深述。 軟件的編程案例二 某控制程序中要進行以下算式的運算： 38X/255+2 式中“ X ”代表輸入端口 K2X0 送入的二進制數(shù)，運算結(jié)果需送輸出口 K2Y0 ； X020 為起停開關。硬件的實現(xiàn)1、I/O的分配輸入輸入功能說明功能說明輸出輸出功能說明功能說明K2X0X0二進制數(shù)輸入K2Y0Y0二進制數(shù)輸出X1Y1X2Y2X3Y3X4Y4X5Y5X6Y6X7Y7X20啟動2、硬件連線 根據(jù)上述模塊的學習，再依據(jù)圖中的標示，同學們可以自己畫出

8、輸入及輸出端口的分配，在這不加深述。軟件的實現(xiàn)五、循環(huán)移位與移位指令右循環(huán)移位指令ROR、左循環(huán)移位指令ROL 帶進位循環(huán)右移指令RCR、帶進位循環(huán)左移指令RCL 位右移位指令SFTR、位左移位指令SFTL 字右移位指令WSFR、字左移位指令WSFL 先入先出(FIFO)寫入指令SFWR、讀出指令SFRD 右循環(huán)移位指令ROR、左循環(huán)移位指令ROL助記符功 能操 作 數(shù)程 序 步D.nROR FNC30循環(huán)右移把目標元件的位循環(huán)右移n次KnY、KnM、KnS、T、C、D、V、ZK、H16位操作：n1632位操作：n32ROR、RORP、ROL、ROLP：5步DROR、DRORP、DROL、DR

9、OLP：9 步ROL FNC31循環(huán)左移把目標元件的位循環(huán)左移n次帶進位循環(huán)右移指令RCR帶進位循環(huán)左移指令RCL 執(zhí)行RCR、RCL指令時，各位的數(shù)據(jù)與進位位M8022一起（16位指令時一共17位）向右（或向左）循環(huán)移動n位。在循環(huán)中移出的位送入進位標志，后者又被送回到目標操作元件的另一端。助 記 符功 能操 作 數(shù)程 序 步D.nRCR FNC32帶進位右移把目標元件的位和進位一起右移n位KnY、KnM、KnS、T、C、D、V、ZK、H16位操作：n1632位操作：n32RCR、RCRP，RCL、RCLP：5步DRCR、DRCRP，DRCL、DRCLP：9步RCL FNC33帶進位左移把目

10、標元件的位和進位一起左移n位位右移指令SFTR、位左移指令SFTL助 記 符功 能操 作 數(shù)程 序 步 S.D.n1n2SFTR FNC34帶進位右移把源元件狀態(tài)存放到堆棧中，堆棧右移XYMSYMSK、Hn2n11024SFTR、SFTRP、SFTL、SFTLP：9步SFTL FNC35帶進位左移把源元件狀態(tài)存放到堆棧中，堆棧左移字右移位指令WSFR、字左移位指令WSFL助記符功 能操 作 數(shù)程 序 步 S.D.n1n2WSFR FNC36字右移把源元件狀態(tài)存放到字棧中，堆棧右移KnX、KnY、KnM、KnS、T、C、DKnY、KnM、KnS、T、C、D K、Hn2n1512WSFR、WSFR

11、P、WSFL、WSFLP：9步WSFLFNC37字左移把源元件狀態(tài)存放到字棧中，堆棧左移先入先出(FIFO)寫入指令SFWR、讀出指令SFRD助 記 符功 能操 作 數(shù)程序步S.D.nSFWR FNC38FIFO寫入創(chuàng)建長度為n位FIFO堆棧，與SFRD指令一起使用K、H、KnX、KnY、KnM、KnS、T、C、D、V、ZKnY、KnM、KnS、T、C、DK、H2n512SFWR、SFWRP、SFRD、SFRDP：7步SFRD FNC39FIFO讀出讀FIFO，長度減1，與SFWR指令一起使用KnY、KnM、KnS、T、C、DKnY、KnM、KnS、T、C、D、V、Z先入先出(FIFO)寫入指

12、令SFWR、讀出指令SFRD案例數(shù)碼管顯示控制 用PLC控制七段數(shù)碼管循環(huán)顯示數(shù)字09，顯示間隔1s。LED數(shù)碼管工作原理數(shù)碼管工作原理abcdefgabcde f gCOM（）abcde f gCOM（+）UaCOMIURIRU U硬件設計LED顯示控制顯示控制PLC的的I/O點分配表點分配表 PLCPLC點名稱點名稱連接的外部設備連接的外部設備功能說明功能說明X0X0SB0SB0控制信號控制信號X1X1SB1SB1復位信號復位信號Y0Y0LEDLED數(shù)碼管數(shù)碼管a a段段使使LEDLED數(shù)碼管數(shù)碼管a a段亮段亮Y1Y1LEDLED數(shù)碼管數(shù)碼管b b段段使使LEDLED數(shù)碼管數(shù)碼管b b段

13、亮段亮Y2Y2LEDLED數(shù)碼管數(shù)碼管c c段段使使LEDLED數(shù)碼管數(shù)碼管c c段亮段亮Y3Y3LEDLED數(shù)碼管數(shù)碼管d d段段使使LEDLED數(shù)碼管數(shù)碼管d d段亮段亮Y4Y4LEDLED數(shù)碼管數(shù)碼管e e段段使使LEDLED數(shù)碼管數(shù)碼管e e段亮段亮Y5Y5LEDLED數(shù)碼管數(shù)碼管f f段段使使LEDLED數(shù)碼管數(shù)碼管f f段亮段亮Y6Y6LEDLED數(shù)碼管數(shù)碼管g g段段使使LEDLED數(shù)碼管數(shù)碼管g g段亮段亮X0P PL LC CC CO OM MC CO OM MY0Y1Y2Y3Y4Y5Y6abcdefgcX1SB0SB1外部接線圖外部接線圖軟件設計00017001160111

14、51111411103110021000100000Y0Y1Y2Y3脈脈沖沖循環(huán)左移真值表循環(huán)左移真值表 梯形圖梯形圖脈沖脈沖M4M3M2M1M0S0七段碼顯示真值表數(shù)字數(shù)字aY0 bY1 cY2 dY3 eY4fY5gY6000000101111110100001110110000200011121101101300111131111001401111140110011511111051101101611110061011111711100071110000811000081111111910000091111011Y0=M4*M0+M3*M1+M4*M0+M4*M1Y1=M4*M1=M4+

15、M1Y2=M2*M1=M2+M1Y3=M4*M0+M3*M1+M4*M1+M3*M2Y4=M4*M0+M2*M1+M1*M0+M3*M2Y5=M4*M0+M3*M1+M4*M2Y6=M1+M4*M2ag段邏輯譯碼關系段邏輯譯碼關系軟件設計梯形圖請根據(jù)前面的思路同學們自己設計。六、數(shù)據(jù)處理指令 區(qū)間復位指令（ZRST） 解碼指令（DECO）與編碼指令（ENCO） 求置ON位總數(shù)（SUM）與ON位判別指令（BON） 報警器置位（ANS）和復位（ANR）指令 其他指令（MEAN、SQR、FLT、SWAP）區(qū)間復位指令ZRST 區(qū)間復位指令ZRST將D1D2指定的元件號范圍內(nèi)的同類元件成批復位，目標操

16、作數(shù)可以取T、C和D(字元件)，或Y、M和S(位元件)。說明：說明：1、D1和和D2指定的應為同一類指定的應為同一類元件，元件，D1的九件號應小于的九件號應小于D2的的元件號。如果元件號。如果D1的元件號大于的元件號大于D2的元件號，則只有的元件號，則只有D11指定的指定的元件被復位。元件被復位。2、雖然朋、雖然朋ZRST指令是指令是16位處理位處理指令，指令，D1和和D2也可以指定也可以指定32位位計數(shù)器。計數(shù)器。解碼指令DECO解碼指令DECO的位源操作數(shù)可以取X、T、M和S，位目標操作數(shù)可以取Y、M和S。字源操作數(shù)可以取K、H、T、C、D、V和Z，字目標操作數(shù)可以取T、C和D，n18，只

17、有16位運算。若D指定的目標元件是字元件T、C、D，應使n4，目標元件的每一位都受控，若D指定的目標元件是位元件Y、M、S，應使n8。N=0時，不作處理。編碼指令ENCO編碼指令ENCO只有16位運算。當S指定的源操作數(shù)是字元件T、C、D、V和Z時，應使M4當S指定的源操作數(shù)是位元件X、Y、M和S時，應使n18，目標元件可以取T、C、D、V和Z。若指定源操作數(shù)中為1的位不只一個，只有最高位的1有效?？嘀付ㄔ床僮鲾?shù)中所有的位均為0，則出錯。求置ON位總數(shù)SUM與ON位判別指令BON 它們的源操作數(shù)可以取所有的數(shù)據(jù)類型，它們的源操作數(shù)可以取所有的數(shù)據(jù)類型，SUM指令的指令的目標操作數(shù)可以取目標操作

18、數(shù)可以取KnY、KnM、KnS、T、C、D、V和和Z；BON的目標操作數(shù)的目標操作數(shù)Y、M、S。報警器置位（ANS）和復位（ANR）NOTE： 1、M8049得電后，得電后，D8049的監(jiān)視功的監(jiān)視功能有效，能有效，D8049用來存放用來存放S900S999中處于活動狀態(tài)且元件號最小的狀態(tài)中處于活動狀態(tài)且元件號最小的狀態(tài)繼電器的元件號；繼電器的元件號； 2、 S900S999中任意一個狀態(tài)為中任意一個狀態(tài)為ON，M8048都為都為ON； 3、每按一次復位按鈕，按元件號遞、每按一次復位按鈕，按元件號遞增的順序?qū)⒁粋€故障報警器狀態(tài)復位增的順序?qū)⒁粋€故障報警器狀態(tài)復位。其他指令MEAN、SQR、FL

19、T、SWAP求字元求字元件的平件的平均值，均值，只取商只取商求非負求非負數(shù)的平數(shù)的平方根，方根，只取整只取整數(shù)數(shù)浮點浮點數(shù)轉(zhuǎn)數(shù)轉(zhuǎn)換換字元字元件的件的高低高低字節(jié)字節(jié)交換交換六、方便指令 初始狀態(tài)指令IST 特殊定時器指令STMR 交替輸出指令ALT 初始狀態(tài)指令IST 狀態(tài)初始化指令IST與STL指令一起使用，用于自動設置多種工作方式的系統(tǒng)的順序功能圖 。IST指令只能使用一次，它應放在程序開始的地方，被它控制的STL電路應放在它的后面。初始狀態(tài)指令IST IST中的源操作數(shù)可取X、Y和M，圖中IST指令的源操作數(shù)X20用來指定與工作方式有關的輸入繼電器的首元件，它實際上指定從X20開始的8個

20、輸入繼電器，這8個輸入繼電器的意義如下表。 輸入繼電器輸入繼電器X功功 能能輸入繼電器輸入繼電器X功功 能能X20手動手動X24連續(xù)運行連續(xù)運行X21回原點回原點X25回原點啟動回原點啟動X22單步運行單步運行X26自動啟動自動啟動X23單周期運行單周期運行X27停止停止初始狀態(tài)指令IST IST指令的執(zhí)行條件滿足時，初始狀態(tài)繼電器S0S2和下列特殊輔助繼電器被自動指定為以下功能（如下表），以后即使IST指令的執(zhí)行條件變?yōu)镺FF，這些元件的功能仍保持不變。特殊輔助繼電器特殊輔助繼電器M功功 能能狀態(tài)繼電器狀態(tài)繼電器S功功 能能M8040禁止轉(zhuǎn)換禁止轉(zhuǎn)換S0手動操作初始狀態(tài)繼電器手動操作初始狀態(tài)

21、繼電器M8041轉(zhuǎn)換啟動轉(zhuǎn)換啟動S1回原點初始狀態(tài)繼電器回原點初始狀態(tài)繼電器M8042啟動脈沖啟動脈沖S2自動操作初始狀態(tài)繼電器自動操作初始狀態(tài)繼電器M8043回原點完成回原點完成M8044原點條件原點條件M8047STL監(jiān)控有效監(jiān)控有效案例 機械手控制系統(tǒng)工作過程分析 機械手將工件從A點向B點傳送。機械手工作原點在左上方，按下降、夾緊、上升、右移、下降、松開、上升、左移的順序依次運動。它有手動、單步、一個周期和連續(xù)工作（自動）四種操作方式。簡易機械手的操作面板如圖。簡易機械手的操作面板如圖。 軟件設計1、初始化程序 設置初始狀態(tài)和原點位置條件2、手動方式程序3、回原點方式程序4、自動方式程序

22、 請同學們自行設計（參考教材P90圖5-37！）特殊定時器指令STMR 特殊定時器指令用來產(chǎn)生延時斷開定時器、脈沖定時器和閃爍定時器。該指令使用說明如圖所示。n用來指定定時器的設定值，圖中T12的設定值為5s（n=50）。圖中的M0是延時斷開定時器，M1是X2由ONOFF的單脈沖定時器，M2和M3是為閃動而設的。交替輸出指令ALT ALT指令使用使用說明如圖所示。X0由OFF變?yōu)镺N時，Y0的狀態(tài)改變一次，若不用脈沖執(zhí)行方式，每個掃描周期Y0的狀態(tài)都要改變一次。ALT指令具有分頻器的效果，使用ALT指令，用1只按鈕X0就可以控制Y0對應的外部負載的起停。 可編程序控制器可編程序控制器(PLC)

23、ProgrammableLogicControllerProgrammable Controller Personal Computer P L C第二章第二章 可編程序控制器概述可編程序控制器概述 2-1 可編程序控制器的歷史與發(fā)展可編程序控制器的歷史與發(fā)展60年代年代 繼電接觸控制系統(tǒng)繼電接觸控制系統(tǒng)優(yōu)點：簡單優(yōu)點：簡單 易懂易懂 價格便宜價格便宜缺點：硬設備多缺點：硬設備多 接線復雜接線復雜 改變設計困難改變設計困難。一一. 可編程序控制器的歷史可編程序控制器的歷史 1968年，美國最大的汽車制造商通用汽車年，美國最大的汽車制造商通用汽車公司（公司（GM），），為了適應汽車型號不斷更為了

24、適應汽車型號不斷更新的需要，提出了十條技術指標在社會上新的需要，提出了十條技術指標在社會上公開招標，制造一種新型的工業(yè)控制裝置公開招標，制造一種新型的工業(yè)控制裝置。第二章第二章 可編程序控制器概述可編程序控制器概述 2-1 可編程序控制器的歷史與發(fā)展可編程序控制器的歷史與發(fā)展一一. 可編程序控制器的歷史可編程序控制器的歷史 （1）容易編程）容易編程 （2）采用模塊式結(jié)構(gòu)）采用模塊式結(jié)構(gòu) （3）成本可與繼電器控制系統(tǒng)相競爭）成本可與繼電器控制系統(tǒng)相競爭 （4）具有數(shù)據(jù)通訊功能）具有數(shù)據(jù)通訊功能 （5）輸入輸出電源使用市電）輸入輸出電源使用市電 （6）能在惡劣環(huán)境下工作）能在惡劣環(huán)境下工作 （7）

25、存儲設備可擴充至）存儲設備可擴充至4K個存儲字節(jié)個存儲字節(jié) （8）系統(tǒng)擴展時原系統(tǒng)只需很小的改動）系統(tǒng)擴展時原系統(tǒng)只需很小的改動 （9）可靠性高于繼電器控制系統(tǒng)）可靠性高于繼電器控制系統(tǒng) （10）設備體積小于繼電器控制柜）設備體積小于繼電器控制柜 1969年美國數(shù)字設備公司（DEC）根據(jù)招標的要求，研制出世界上第一臺可編程序控制器，并在GM公司汽車生產(chǎn)線上首次應用成功。 1980年美國電氣制造商協(xié)會（NEMA）正式將其命名為可編程序控制器（Programmable Controller），簡稱 PC。第二章第二章 可編程序控制器概述可編程序控制器概述 2-1 可編程序控制器的歷史與發(fā)展可編程序

26、控制器的歷史與發(fā)展一一. 可編程序控制器的歷史可編程序控制器的歷史 1969年美國研制出世界上第一臺年美國研制出世界上第一臺PLC以后，日以后，日本、德國、法國等國相繼研制了各自的本、德國、法國等國相繼研制了各自的PLC。 70年代中期，年代中期，PLC進入了實用化階段。進入了實用化階段。 70年代末和年代末和 80年代初，年代初，PLC進入了成熟階段進入了成熟階段。二二. 可編程序控制器的發(fā)展可編程序控制器的發(fā)展 2-1 可編程序控制器的歷史與發(fā)展可編程序控制器的歷史與發(fā)展 美國PLC發(fā)展得最快： 1984年有48家，生產(chǎn)150多種PLC； 1987年有63家，生產(chǎn)243種PLC； 1996

27、年有70余家，生產(chǎn)近300種PLC。 著名廠家有AB（AllenBradley）艾倫一布拉德利公司，MODICON莫迪康公司，GEFANUC公司，TI（Texas Instrument）德州儀器公司，WESTHOUSE Electric西屋電氣公司， IPM（International Parallel Machines）國際并行機器公司等。 歐洲PLC的廠家有60余家: 西門子（Siemens）于1973年研制出第一臺PLC。 金鐘默勒 （Klockner Moeller Gmbh）， AEG， 法國的TE(Telemecanique）(施耐德） 瑞士的Selectron公司等。 1971年，日本從美國引進PLC技術，由日立公司研制成功日本第一臺PLC。 日本生產(chǎn)PLC的廠家有40余家： 三菱電機(MITSUBISHI),歐姆龍(OMRON), 富士電機（Fuji Electric）,東芝（TOSHIBA）