電氣控制與PLC應用技術(shù)（S7-1200）課件 4任務3 使用移位指令編程

任務3使用移位指令編程任務引入

我們在編寫燈光控制程序的時候，往往會涉及到燈的依次點亮或輪流點亮，這些都涉及到數(shù)據(jù)的移動問題，移位指令正好為我們解決這些問題提供了捷徑。任務目標要完成該任務，必須具備以下知識：1.掌握程序控制指令的使用方法。2.掌握各種移位指令的使用方法。3.學會使用移位指令編寫程序。相關(guān)知識1.程序控制指令

程序控制指令用于編寫結(jié)構(gòu)化程序、優(yōu)化控制程序結(jié)構(gòu)，以便減少程序執(zhí)行時間，程序控制指令如表4-6所示。表4-6程序控制指令指令名稱說明-（JMP）若RLO=1則跳轉(zhuǎn)當能流為“1”時，程序立即跳轉(zhuǎn)到指定標簽的網(wǎng)絡(luò)段執(zhí)行。-（JMPN）若RLO=0則跳轉(zhuǎn)當能流為“0”時，程序立即跳轉(zhuǎn)到指定標簽的網(wǎng)絡(luò)段執(zhí)行。LABEL跳轉(zhuǎn)標簽用于定義跳轉(zhuǎn)指令指向的網(wǎng)絡(luò)段。JMP-LIST定義跳轉(zhuǎn)列表根據(jù)輸入變量的值，決定跳轉(zhuǎn)到的標簽。SWITCH跳轉(zhuǎn)分支指令根據(jù)輸入變量的值，及比較條件，決定跳轉(zhuǎn)到的標簽。-（RET）返回當能流為“1”時，結(jié)束當前執(zhí)行的OB、FC、FB程序，并且可以設(shè)置該塊的ENO。相關(guān)知識1）JMP/JMPN指令

跳轉(zhuǎn)標簽LABEL用于標志某一個目標程序段，當跳轉(zhuǎn)條件滿足時，程序?qū)⒅袛嗾５膱?zhí)行順序，跳轉(zhuǎn)到指定標簽標志的程序段繼續(xù)執(zhí)行。注意跳轉(zhuǎn)標簽與指定跳轉(zhuǎn)標簽的指令必須位于同一數(shù)據(jù)塊中，跳轉(zhuǎn)標簽的名稱在塊中只能分配一次。

跳轉(zhuǎn)指令JMP是當該指令輸入的邏輯運算結(jié)果為1，即RLO=1時，立即中斷程序的執(zhí)行順序，程序跳轉(zhuǎn)到指定標簽后的第一條指令繼續(xù)執(zhí)行，目標程序段必須由跳轉(zhuǎn)標簽（LABEL）進行標志，在指令上方的占位符指定該跳轉(zhuǎn)標簽的名稱。

跳轉(zhuǎn)指令JMPN=0，即RLO=0時，立即中斷程序的執(zhí)行順序，程序跳轉(zhuǎn)到指定標簽后的第一條指令繼續(xù)執(zhí)行，與JMP相同，目標程序段必須由跳轉(zhuǎn)標簽（LABEL）進行標志，在指令上方的占位符指定該跳轉(zhuǎn)標簽的名稱。相關(guān)知識

（2）JMP/JMPN指令應用

JMP指令應用如圖4-30所示，當I0.0=0時，跳轉(zhuǎn)指令不執(zhí)行，程序按正常順序執(zhí)行，此時，當I0.1=1時，Q0.0得電亮；同時，Q0.1間隔0.5S閃爍。當I0.0=1時，跳轉(zhuǎn)指令執(zhí)行，程序直接從程序段1跳轉(zhuǎn)到標號為a1的程序段3，執(zhí)行程序段3的邏輯指令，即循環(huán)掃描周期不再掃描程序段2，這時即使I0.1=1，程序段2也不執(zhí)行，輸出Q0.0保持跳轉(zhuǎn)前的狀態(tài)，如果在線監(jiān)控程序，可觀察到程序段2雖然為跳轉(zhuǎn)前的導通狀態(tài)，但沒有呈現(xiàn)高亮的綠色狀態(tài)。相關(guān)知識圖4-30

JMP指令應用相關(guān)知識

JMPN指令應用如圖4-31所示，當I0.0=0時，跳轉(zhuǎn)指令執(zhí)行，程序直接從程序段1跳轉(zhuǎn)到標號為a1的程序段3，執(zhí)行程序段3的邏輯指令，Q0.1間隔0.5S閃爍。這時如果I0.1=1，程序段2也不執(zhí)行，輸出Q0.0保持跳轉(zhuǎn)前的狀態(tài)，如果在線監(jiān)控程序，可觀察到程序段2雖然為跳轉(zhuǎn)前的導通狀態(tài)，但沒有呈現(xiàn)高亮的綠色狀態(tài)。

程序執(zhí)行過程如下：當I0.0=1時，跳轉(zhuǎn)指令不執(zhí)行，程序按正常順序執(zhí)行，此時，當I0.1=1時，Q0.0得電亮，Q0.1間隔0.5S閃爍。此時如果I0.0=0、I0.1=0，則Q0.0繼續(xù)得電亮，Q0.1間隔0.5S閃爍；但當I0.0再等于1時，I0.1繼續(xù)等于0，則Q0.0滅，Q0.1間隔0.5S閃爍。相關(guān)知識圖4-31JMPN指令應用相關(guān)知識3）JMP-LIST指令JMP-LIST指令為定義跳轉(zhuǎn)列表指令，JMP-LIST指令格式如圖4-32所示，該指令可定義多個有條件跳轉(zhuǎn)，其跳轉(zhuǎn)的位置由參數(shù)K的值決定，K從0開始；可在指令框中增加輸出的數(shù)量，S7-1200中最多可以聲明32個輸出。

在圖4-32中，K為指定輸出的編號及要執(zhí)行的跳轉(zhuǎn)，輸出編號從0開始，每增加一個新輸出，都會按升序連續(xù)遞增，當K=0時程序跳轉(zhuǎn)到由跳轉(zhuǎn)標簽a1標志的程序段，K=1時程序跳轉(zhuǎn)到由跳轉(zhuǎn)標簽a2標志的程序段，K=2時程序跳轉(zhuǎn)到由跳轉(zhuǎn)標簽a3標志的程序段，以此類推。相關(guān)知識圖4-32

JMP-LIST指令的應用相關(guān)知識4）SWITCH指令

跳轉(zhuǎn)分支指令SWITCH根據(jù)一個或多個比較指令的結(jié)果，定義要執(zhí)行的多個程序跳轉(zhuǎn)，SWITCH指令格式如圖4-33所示，根據(jù)K輸入的值與分配給各指定輸入的值進行對應比較，然后跳轉(zhuǎn)到與第一個結(jié)果為“真”的比較測試相對應的程序標簽。如果比較結(jié)果都不是“TRUE”，則跳轉(zhuǎn)到分配給ELSE的標簽。SWITCH指令中，參數(shù)K指定要比較的值，將該值與各個輸入提供的值進行比較?？梢詾槊總€輸入選擇比較方法，如圖4-33中的“≦”“﹥”“＝”等比較，可在指令框中增加輸入和比較的數(shù)量，最多可選跳轉(zhuǎn)標簽99個。如果輸入端有n個比較，則有n+1個輸出，既有n+1個跳轉(zhuǎn)分支，n為比較結(jié)果的程序跳轉(zhuǎn)，另外一個分支為ELSE的輸出，即不滿足任何比較條件時執(zhí)行程序跳轉(zhuǎn)。相關(guān)知識

在圖4-33中，如果K=MW10﹥MW12時，則程序跳轉(zhuǎn)到第一條輸出分支a1，如果K=MW10≦MW14時，則程序跳轉(zhuǎn)到第二條輸出分支a2，如果K=MW10不滿足上述兩個判斷條件，則程序跳轉(zhuǎn)到第三條輸出分支a3。由于K=MW10=3≦MW14=6，故程序跳轉(zhuǎn)到第二條輸出分支a2；如果在線監(jiān)控，從SWITCH指令的輸出端可以看出，a2引腳為綠色實線，有別于其他兩個引腳。相關(guān)知識圖4-33

SWITCH指令的應用相關(guān)知識5）RET指令

返回指令RET用于終止當前塊的執(zhí)行，RET指令格式如圖4-34的程序段4所示，當RET指令線圈通電時，不再執(zhí)行該指令后面的指令，返回調(diào)用它的“塊”后，執(zhí)行調(diào)用之后的指令；如果RET指令線圈斷電，則繼續(xù)執(zhí)行下面的指令。一般地，“塊”指令結(jié)束時可以不用RET指令，RET指令用來有條件地結(jié)束“塊”，一個“塊”可以多次使用RET指令。相關(guān)知識

圖4-34中由于K=MW10=3﹤MW14=6，程序跳轉(zhuǎn)到第二條輸出分支a2執(zhí)行；從程序段3開始執(zhí)行，執(zhí)行到程序段4時，由于I0.2=1，RET指令線圈通電，因此程序返回到程序段1，程序段5不再掃描，即無論I0.3的狀態(tài)為“1”還是為“0”，Q0.2都保持I0.2改變?yōu)椤?”之前的狀態(tài)；如果I0.2=0，程序則執(zhí)行程序段5。

另外，RET線圈上面的參數(shù)（如圖3-31中的變量M4.0）是“塊”的返回值，數(shù)據(jù)類型為BOOL，如果當前的“塊”是OB塊（如本例），返回值被忽略；如果當前的“塊”是FC塊或FB塊，則返回值作為FC或FB的ENO的值傳送給調(diào)用它的“塊”。相關(guān)知識圖4-34

RET指令的應用相關(guān)知識

2.移位和循環(huán)移位指令

移位和循環(huán)移位指令主要用于實現(xiàn)位序列的左右移動或者循環(huán)移動等功能，程序控制指令如表4-7所示。表4-7移位和循環(huán)移位指令指令名稱說明SHR右移將位序列、整數(shù)數(shù)據(jù)類型的變量或常數(shù)向右移、左移指定位數(shù)，移除的位丟失。對于空出的位：位序列數(shù)據(jù)類型變量補0，整數(shù)數(shù)據(jù)類型變量補符號位SHL左移ROR循環(huán)右移將位序列數(shù)據(jù)類型的變量或常數(shù)向右移、左移指定位數(shù)ROL循環(huán)左移相關(guān)知識

移位指令包括右移（SHR）指令和左移（SHL）指令，移位指令格式如圖4-35所示，循環(huán)移位指令格式如圖4-36所示。圖4-35移位指令格式圖4-36循環(huán)移位指令格式相關(guān)知識1）右移指令SHR

右移指令SHR用于將輸入IN中操作數(shù)的內(nèi)容按位向右移動，并在輸出OUT中查詢移位結(jié)果；參數(shù)N用于指定IN值向右移動的位數(shù)，使用SHR指令需要遵循以下原則。

①如果參數(shù)N的值等于0時，輸入IN的值將復制到輸出OUT中；如果參數(shù)N的值大于可用位數(shù)，則輸入IN中的操作數(shù)將向右移動可用位數(shù)的個數(shù)。SHR指令應用如圖4-37所示。

②如果輸入IN為無符號數(shù)，移位操作時操作數(shù)左邊區(qū)域中空出的位將用0填充，如果輸入IN為有符號數(shù)，則用符號位的信號狀態(tài)（即正數(shù)為0，負數(shù)為1）填充空出的位。相關(guān)知識圖4-38

SHR右移指令的移位過程圖4-37

SHR指令應用相關(guān)知識2）左移指令SHL

左移指令SHL用于將輸入IN中操作數(shù)的內(nèi)容按位向左移位，并在輸出OUT中查詢移位結(jié)果；參數(shù)N用于指定IN值向左移動的位數(shù)，使用SHL指令需要遵循以下原則。

①如果參數(shù)N的值等于0時，輸入IN的值將復制到輸出OUT中；如果參數(shù)N的值大于可用位數(shù)，則輸入IN中的操作數(shù)將向左移動可用位數(shù)的個數(shù)。

②用0填充操作數(shù)移動后右側(cè)空出的位，SHL指令應用示例如圖4-39所示。相關(guān)知識圖4-40SHL左移指令的移位過程圖4-39

SHL指令應用相關(guān)知識3）循環(huán)右移指令ROR

循環(huán)右移指令ROR將輸入IN中操作數(shù)的內(nèi)容按位向右循環(huán)移位，并在輸出OUT中查詢結(jié)果；參數(shù)N用于指定循環(huán)移位中待移動的位數(shù)，當參數(shù)N的值為0時，輸入IN的值將復制到輸出OUT中的操作數(shù)中。ROR指令應用示例如圖4-41所示。相關(guān)知識圖4-42ROR循環(huán)右移指令的移位過程圖4-41

ROR指令應用相關(guān)知識4）循環(huán)左移指令ROL

循環(huán)左移指令ROL將輸入IN中操作數(shù)的內(nèi)容按位向左循環(huán)移位，并在輸出OUT中查詢結(jié)果；參數(shù)N用于指定循環(huán)移位中待移動的位數(shù)，當參數(shù)N的值為0時，輸入IN的值將復制到輸出OUT中的操作數(shù)中。ROL指令應用示例如圖4-43所示。相關(guān)知識圖4-44ROL循環(huán)左移指令的移位過程圖4-43ROL指令應用任務實施1.用PLC程序控制指令和循環(huán)移位指令實現(xiàn)8盞燈的控制1）控制要求

用Q0.0~Q0.7控制8盞燈L1~L8。

當按鈕SB1斷開時，按下SB2按鈕，8盞燈Q0.0~Q0.7的奇數(shù)燈和偶數(shù)燈間隔1S交替閃爍，按SB3按鈕停止閃爍。

當按鈕SB1閉環(huán)時，按下SB4按鈕，8盞燈Q0.0~Q0.7從Q0.7開始，間隔1S一盞一盞點亮，當8盞燈都點亮后，亮5秒，程序再開始循環(huán)上述過程，當按下停止按鈕SB5時，程序停止。任務實施2）訓練要達到的目的

（1）學會在編程中使用程序控制指令。

（2）掌握循環(huán)移位指令的應用。

（3）在編程中能靈活應用所學指令編寫程序。

3）控制要求分析

分析控制要求，編寫的程序?qū)嶋H上是2部分，我們可以使用JMP-LIST指令來將程序分成2部分，當JMP-LIST指令中的K=0時，執(zhí)行程序的第一個控制要求；當JMP-LIST指令中的K=1時，執(zhí)行程序的第二個控制要求。

在第一個控制要求中，我們可以使用循環(huán)移位指令將數(shù)據(jù)01010101間隔1S循環(huán)移位即可；在第二個控制要求中，我們可以使用右移指令SHR對一個負數(shù)進行移位，間隔1S移位1次即可實現(xiàn)間隔1S點亮一盞燈。任務實施4）實訓設(shè)備CPU1214CAC/DC/RLY一臺

燈板

一塊5）程序設(shè)計（1）可編程控制器的外部接線圖如圖4-45所示。圖4-45PLC控制8盞燈的接線圖任務實施

（2）建立項目“8盞燈的控制”。

（3）添加新設(shè)備“CPU1214CAC/DC/RLY”，版本號4.4。

（4）選中“PLC_1”項目下的“PLC變量”，打開“默認變量表”，在默認變量表中分配程序中要使用的變量，分配PLC變量表如表4-8所示。表4-88盞燈控制的PLC變量表任務實施（5）梯形圖設(shè)計。程序設(shè)計如下圖4-46所示。任務實施任務實施圖4-46PLC控制8盞燈的梯形圖任務實施6）程序講解

程序分為2部分，使用JMP_LIST指令控制2部分程序運行，當MB2=0時，程序跳轉(zhuǎn)到a1部分運行，當MB2=1時，程序跳轉(zhuǎn)到a2部分運行。a1部分程序，當SB2閉合，程序運行，同時將16#55=2#0101010