PLC編程與安裝調(diào)試電子教案 模塊四 PLC功能指令程序設(shè)計(jì)入門(mén) 任務(wù)一功能指令編程應(yīng)用（一）

-1-專(zhuān)業(yè)技能課電子教案學(xué)年第學(xué)期科目名稱(chēng)：PLC編程與安裝調(diào)試任課教師：專(zhuān)業(yè)部：實(shí)訓(xùn)班級(jí)：項(xiàng)目名稱(chēng)模塊四PLC功能指令程序設(shè)計(jì)入門(mén)項(xiàng)目任務(wù)任務(wù)一功能指令編程應(yīng)用（一）授課學(xué)時(shí)設(shè)備工具材料準(zhǔn)備教學(xué)目標(biāo)知識(shí)1.了解PLC內(nèi)部的軟原件，掌握PLC中X、Y、M、S、T、D六類(lèi)軟原件的作用和應(yīng)用；2.掌握常用的14條基本指令：LD、LDI、AND、ANI、ANB、OR、ORI、ORB、SET、RST、PLS、PLF、END、OUT；3.掌握常見(jiàn)的5條功能指令組成格式及應(yīng)用：MOV、BMOV、FMOV、CMP、ZCP；4.理解PLC典型控制要求的工作原理（點(diǎn)動(dòng)、連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)、正反轉(zhuǎn)），能夠利用功能指令設(shè)計(jì)典型電路的PLC接線(xiàn)圖，完成步進(jìn)指令控制程序設(shè)計(jì)；5.理解電氣控制線(xiàn)路布線(xiàn)方法和接線(xiàn)規(guī)范。能力1.能根據(jù)實(shí)際需要選擇合適的低壓電器器件，并能夠檢測(cè)質(zhì)量；2.能夠應(yīng)用功能指令編寫(xiě)PLC典型控制電路的程序(點(diǎn)動(dòng)、連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)、正反轉(zhuǎn))；3.能夠根據(jù)電路圖，按照工藝要求利用功能指令進(jìn)行FX2N系列PLC典型控制線(xiàn)路的安裝、接線(xiàn)、程序設(shè)計(jì)及調(diào)試（點(diǎn)動(dòng)、連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)、正反轉(zhuǎn)）；4.能正確應(yīng)用常用電工工具和儀器儀表，會(huì)查閱相關(guān)電工手冊(cè)及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。素質(zhì)1.結(jié)合生產(chǎn)生活實(shí)際，了解PLC技術(shù)的認(rèn)知方法，培養(yǎng)學(xué)習(xí)興趣，形成正確的學(xué)習(xí)方法，有一定的自主學(xué)習(xí)能力；2.通過(guò)實(shí)訓(xùn)室技能實(shí)訓(xùn)培養(yǎng)學(xué)生良好的操作規(guī)范，養(yǎng)成安全操作的職業(yè)素養(yǎng)；3.通過(guò)參加實(shí)踐活動(dòng)，培養(yǎng)運(yùn)用PLC技術(shù)知識(shí)和工程應(yīng)用方法解決生產(chǎn)生活中相關(guān)實(shí)際PLC問(wèn)題的能力，初步具備PLC系統(tǒng)安裝、控制、調(diào)試及維修的基本職業(yè)能力；4.培養(yǎng)學(xué)生安全生產(chǎn)、節(jié)能環(huán)保和產(chǎn)品質(zhì)量等職業(yè)意識(shí)，養(yǎng)成良好的工作習(xí)慣、工作作風(fēng)和職業(yè)道德；5.培養(yǎng)學(xué)生具有電子行業(yè)的職業(yè)規(guī)范、質(zhì)量第一的意識(shí)、安全生產(chǎn)和分工協(xié)作的團(tuán)隊(duì)意識(shí)及嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的工作作風(fēng)。教學(xué)重點(diǎn)重點(diǎn)：利用基本指令編寫(xiě)PLC程序教學(xué)難點(diǎn)難點(diǎn)：控制線(xiàn)路安裝、接線(xiàn)及調(diào)試解決策略：分層講解解決策略：分組操作演練教學(xué)方法教法：項(xiàng)目教學(xué)法、實(shí)踐演示法、多媒體展示、個(gè)別輔導(dǎo)學(xué)法：分組學(xué)習(xí)、實(shí)踐操作法、理論聯(lián)系實(shí)際法教學(xué)環(huán)境電工實(shí)訓(xùn)室、一體機(jī)、多媒體課件思政教育融入課堂思政內(nèi)容：注意安全，時(shí)刻牢記安全，養(yǎng)成良好素質(zhì)。融入方法：結(jié)合專(zhuān)業(yè)知識(shí)進(jìn)行安全教育，學(xué)習(xí)要一絲不茍嚴(yán)格規(guī)范。教學(xué)流程項(xiàng)目訓(xùn)練教學(xué)內(nèi)容知識(shí)要點(diǎn)與能力培養(yǎng)過(guò)程評(píng)價(jià)記錄信息化手段安全教育《PLC編程與安裝調(diào)試》屬于專(zhuān)業(yè)的一門(mén)核心課，今后要和PLC、電動(dòng)機(jī)及相應(yīng)的機(jī)器設(shè)備打交道，大家一定要注意操作規(guī)范，保證人身安全。引入：一名技術(shù)工人正在對(duì)大門(mén)的開(kāi)關(guān)系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)化改造，設(shè)備使用了三菱PLC。根據(jù)設(shè)備安裝改造要求，需要用功能指令實(shí)現(xiàn)大門(mén)的開(kāi)、關(guān)。如果你是技術(shù)工人，應(yīng)該如何設(shè)計(jì)改造大門(mén)的開(kāi)關(guān)系統(tǒng)？安全教育導(dǎo)入新課任務(wù)、目標(biāo)展示一、功能指令的梯形圖表示形式二、功能指令表達(dá)形式及執(zhí)行方式三、功能指令的操作數(shù)四、比較指令五、數(shù)據(jù)傳送指令六、功能指令編程應(yīng)用知識(shí)鏈接并演示知識(shí)鏈接并演示知識(shí)鏈接并演示一、功能指令的梯形圖表示形式功能指令采用梯形圖和助記符相結(jié)合的形式。功能指令在梯形圖中用功能框表示。在功能框中，用功能指令代碼或通用的助記符形式表示該功能指令。如圖所示為功能指令MEAN的梯形圖，這是一條“求平均值”的功能指令，指令的代碼是45。當(dāng)圖中的X0為ON時(shí)，可以求出D0,D1,D2中數(shù)據(jù)的平均值，并將結(jié)果送到D10中。圖中動(dòng)合觸點(diǎn)X0=ON是該條功能指令的執(zhí)行條件，其后的方框即為功能指令的梯形圖形式。可見(jiàn)，功能指令同一般的匯編指令相似，是由助記符和操作數(shù)兩部分組成的。（1）助記符部分功能框的第一段即為助記符部分，表示該指令應(yīng)完成的功能。由于功能指令有很多種類(lèi)型，所以每條功能指令都設(shè)有相應(yīng)的代碼（功能號(hào)），如求平均值的代碼為45。但是為了便于記憶，每個(gè)功能指令都有一個(gè)助記符，對(duì)應(yīng)FNC45的助記符是MEAN，表示“求平均值”。在使用編程器編程時(shí)，按下功能指令鍵，輸入該條指令的代碼后，在編程器上實(shí)際顯示的就是相應(yīng)的助記符。（2）操作數(shù)部分有的功能指令只需要指定功能號(hào)，但更多的功能指令還需要指定操作元件。操作元件由操作數(shù)組成。功能框的第二部分為操作數(shù)部分。操作數(shù)部分由“源操作數(shù)”[S.]“目標(biāo)操作數(shù)”[D.]和“數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)”ｎ三部分組成。無(wú)論操作數(shù)有多少，其排列順序總是源操作數(shù)、目標(biāo)操作數(shù)、數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)。數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)n實(shí)際是源操作數(shù)和目標(biāo)操作數(shù)的補(bǔ)充說(shuō)明。在中的源操作數(shù)為D0,D1,D2（D的個(gè)數(shù)由ｎ確定）,ｎ＝K3表示源操作數(shù)有3個(gè)：目標(biāo)操作數(shù)為D10。因?yàn)橛械闹噶畈⒉皇侵苯咏o出數(shù)據(jù)，而給出的是存放操作數(shù)的地址，所以[S.]和[D.]也稱(chēng)源地址和目的地址。二、功能指令的通用表達(dá)形式及執(zhí)行方式功能指令的通用表達(dá)形式如圖所示。圖中的前一部分表示指令的代碼和助記符，如圖中所示的數(shù)據(jù)傳送指令；指令的代碼為12，MOV為指令的助記符；圖中(P)表示采用脈沖執(zhí)行方式，在執(zhí)行條件滿(mǎn)足時(shí)僅在一個(gè)掃描周期內(nèi)執(zhí)行（默認(rèn)狀態(tài)為連續(xù)執(zhí)行方式）。功能指令可以處理16位數(shù)據(jù)和32位數(shù)據(jù)，默認(rèn)狀態(tài)為16位數(shù)據(jù)。圖中若有符號(hào)(D)，則表示指令的數(shù)據(jù)為32位，如圖所示。上圖的后一部分中[S.]表示源操作數(shù)，當(dāng)源操作數(shù)不止一個(gè)時(shí)，可以用[S1.]、[S2.]表示；[D.]表示目標(biāo)操作數(shù)，當(dāng)目標(biāo)操作數(shù)不止一個(gè)時(shí)，可以用[D1.]、D2.]表示。當(dāng)補(bǔ)充說(shuō)明n不止一個(gè)時(shí)，用n1，n2，……或ｍ１，ｍ２，……表示。這里要注意的是輸入繼電器X不能作為目標(biāo)操作數(shù)使用。[S.]和[D.]中的符號(hào)“．”表示操作數(shù)具有變址方式當(dāng)n表示常數(shù)時(shí)，用K表示十進(jìn)制數(shù)，用H表示十六進(jìn)制數(shù)。如圖中的第一個(gè)梯級(jí)執(zhí)行的是數(shù)據(jù)傳送功能，在滿(mǎn)足執(zhí)行條件X1為ON時(shí)，將D10中的數(shù)據(jù)送到D12中，處理的是16位數(shù)據(jù)。第二個(gè)梯級(jí)執(zhí)行的是將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)。處理32位數(shù)據(jù)時(shí)，用元件號(hào)相鄰的兩個(gè)元件組成元件對(duì)。元件對(duì)的首位地址用奇數(shù)和偶數(shù)均可以。建議元件對(duì)的首位地址統(tǒng)一用偶數(shù)編號(hào)，例如D10,D12,D20,D22等。三、功能指令的操作數(shù)（一）操作數(shù)的形式可編程控制器的編程元件根據(jù)內(nèi)部位數(shù)的不同，可分為位元件和字元件。位元件指用于處理ON/OFF狀態(tài)的繼電器，其內(nèi)部只能存一位數(shù)據(jù)0或1；而字元件是由16位寄存器組成，用于處理16位數(shù)據(jù)；常數(shù)K、H和指針P用于在PLC內(nèi)存中存放的都是16位數(shù)據(jù)，所以都是字元件。計(jì)數(shù)器C和定時(shí)器T也是字元件，用于處理16位數(shù)據(jù)。一個(gè)位元件雖然只能表示一位數(shù)據(jù)，但可以采用16個(gè)位元件組合在一起，作為一個(gè)字元件使用，即用位元件組成字元件。功能指令的助記符后面可以有0～4個(gè)操作數(shù)，這些操作數(shù)主要有以下幾種形式：1.位元件。如X、Y、M和S。2.常數(shù)K、H或指針P。3.字元件。如T、C和D等。4.位元件組合。由位元件X、Y、M和S組合成的位元件組合，作為字元件用于數(shù)據(jù)處理。（二）用位元件組成字元件的方法在功能指令中，將多個(gè)位元件按4個(gè)一組的原則進(jìn)行組合，4個(gè)位元件表示一個(gè)十進(jìn)制數(shù)據(jù)，例如KnMi：Kn-Mi中n表示組數(shù)，規(guī)定一組有4個(gè)位元件，4×ｎ為用位元件組成字元件的位數(shù)。K1表示有4位，K2表示8位，K4表示16位；進(jìn)行16位數(shù)據(jù)處理時(shí)，其數(shù)據(jù)可以是4～16位，即用K1～K4表示。32位數(shù)據(jù)操作時(shí)，數(shù)據(jù)可以是4～32位，則用K1～K8表示。KnMi中i為首位元件號(hào)，即存放數(shù)據(jù)最低位的元件。例如：K2M0表示存放的數(shù)據(jù)為8位，即由M7～M0組成的8位數(shù)據(jù)，M0是最低位。K4M10表示由M25到M10組成的16位數(shù)據(jù)，M10是最低位。K1Y0表示數(shù)據(jù)為4位，由輸出繼電器Y3～Y0存放，Y0是最低位。K3Y0表示數(shù)據(jù)為12位，由輸出繼電器Y13～Y10、Y7～Y0存放。四、比較指令（一）數(shù)據(jù)比較指令CMP比較指令CMP操作功能:將兩個(gè)源操作數(shù)[S1.]、[S2.]的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，并將比較結(jié)果送到目標(biāo)操作數(shù)[D.]中。如圖所示為比較指令的使用說(shuō)明。在X0為OFF時(shí)，不執(zhí)行CMP指令，M0、M1、M2的狀態(tài)保持不變；當(dāng)X0為ON時(shí)，將兩個(gè)源操作數(shù)[S1.]、[S2.]中的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，即K100與C20計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值比較。若C20的當(dāng)前值小于100，則M0為ON，Y0得電；若C20的當(dāng)前值等于100，則M1為ON，Y1得電；若C20的當(dāng)前值大于100，則M2為ON，Y2得電。比較指令使用注意：1.比較的數(shù)據(jù)均為二進(jìn)制數(shù)，且?guī)Х?hào)位比較。2.要清除比較結(jié)果，需采用RST或ZRST指令。（二）區(qū)間比較指令ZCP區(qū)間比較指令ZCP的操作功能：將一個(gè)操作數(shù)[S.]與兩個(gè)操作數(shù)[S1.]、[S2.]形成的區(qū)間比較，并將比較結(jié)果送到[D.]中。如圖所示為區(qū)間比較指令的使用說(shuō)明，當(dāng)X0為ON時(shí)，將計(jì)數(shù)器C30的當(dāng)前值與K100和K120比較，若C30的當(dāng)前值小于100，則M1為ON，Y1得電；若C30的當(dāng)前值大于等于100并小于等于120時(shí)，則M2為ON，Y2得電；若C30的當(dāng)前值大于120，則M3為ON，Y3得電。使用區(qū)間比較指令應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：（1）ZCP指令將所有數(shù)據(jù)按照二進(jìn)制形式處理，區(qū)間比較按代數(shù)形式進(jìn)行。（2）設(shè)置比較區(qū)間時(shí)，要求[S1.]不得大于[S2.]。（三）區(qū)間復(fù)位指令ZRST區(qū)間復(fù)位指令ZRST操作功能：將[D1.]～[D2.]指定的元件號(hào)范圍內(nèi)的同類(lèi)元件成批復(fù)位。ZRST指令使用注意：1.[D1.]的元件號(hào)應(yīng)小于[D2.]的元件號(hào)。如果[D1.]的元件號(hào)大于[D2.]的元件號(hào)，則只有[D1.]指定的元件被復(fù)位。2.目標(biāo)操作數(shù)可以取T、C和D，或Y、M、和S。[D1.]和[D2.]應(yīng)為同一類(lèi)型的元件。3.雖然ZRST指令是16位數(shù)據(jù)處理指令，但[D1.]和[D2.]也可以指定32位計(jì)數(shù)器。區(qū)間復(fù)位指令ZRST的使用方法如圖所示。五、數(shù)據(jù)傳送指令（一）傳送指令MOVMOV指令的操作功能:將源地址中的數(shù)據(jù)傳送到目的地址中。下圖為MOV指令的使用舉例。如圖所示用MOV指令將定時(shí)器的當(dāng)前值輸出。圖（a）中當(dāng)X10=ON時(shí)，將T10的當(dāng)前值由Y17～Y0輸出。在圖（b）中，當(dāng)X11=0N時(shí)，將K500送到D10中，用于設(shè)定定時(shí)器的時(shí)間常數(shù)。用這兩種方法同樣也可以使用于計(jì)數(shù)器。（二）塊傳送指令MOV塊傳送指令BMOV的操作功能：將數(shù)據(jù)塊（由源地址指定元件開(kāi)始的n個(gè)數(shù)據(jù)組成）傳送到指定的目的地址中，n只能取常數(shù)K、H。如果地址超出允許的范圍，數(shù)據(jù)僅傳送到允許范圍的目的地址中。（1）數(shù)據(jù)寄存器間的數(shù)據(jù)塊傳送應(yīng)用示例如圖所示。當(dāng)X10為ON時(shí)，執(zhí)行塊傳送指令，根據(jù)K3指定的數(shù)據(jù)塊個(gè)數(shù)為3，則將D2～Ｄ0中的內(nèi)容傳送到D12～D10中去，如圖5-18ｂ所示。傳送后D2～D0中的內(nèi)容不變，而D12～D10Ｄ中的內(nèi)容相應(yīng)的被D2～D0的內(nèi)容取代。（2）用位元件組合傳送數(shù)據(jù)塊應(yīng)用示例如圖所示。當(dāng)X0為ON時(shí)，將M7～M4、M3～M0的數(shù)據(jù)相對(duì)應(yīng)地傳送到Y(jié)7～Y4和Y3～Y0，K1表示數(shù)據(jù)是4位，補(bǔ)充說(shuō)明n為K2表示是兩塊數(shù)據(jù)的傳送。（三）多點(diǎn)傳送指令MOV多點(diǎn)傳送指令FMOV的操作功能：將源地址中的數(shù)據(jù)傳送到指定目標(biāo)開(kāi)始的n個(gè)元件中。這n個(gè)元件中的數(shù)據(jù)完全相同，指令中給出的是目標(biāo)元件的首地址。如果元件號(hào)超出允許的范圍，數(shù)據(jù)僅傳送到允許范圍的元件中。常用于對(duì)某一段數(shù)據(jù)寄存器的清零或置相同的初始值。使用說(shuō)明如圖所示。分組實(shí)踐分組實(shí)踐分組實(shí)踐分組實(shí)踐分組實(shí)踐分組實(shí)踐收集信息1.在下列表格中完成二進(jìn)制數(shù)的填寫(xiě)制定任務(wù)實(shí)施方案分組查閱教材和相關(guān)資料學(xué)習(xí)正反轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)相關(guān)知識(shí)，能夠利用功能指令完成正反轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)的安裝與程序調(diào)試。具體的任務(wù)實(shí)施方案為：1.任務(wù)分工：2.任務(wù)實(shí)施步驟：3.異常情況處理辦法：任務(wù)實(shí)施任務(wù)實(shí)施任務(wù)實(shí)施任務(wù)實(shí)施任務(wù)實(shí)施查閱教材和相關(guān)資料，參照任務(wù)實(shí)施方案，利用功能指令完成本的任務(wù)，把下列相應(yīng)內(nèi)容填寫(xiě)完整。1.連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)電路Step1把連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)電路的梯形圖補(bǔ)畫(huà)完整Step2實(shí)訓(xùn)臺(tái)完成連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)電路的接線(xiàn)Step3完成PLC程序的輸入與調(diào)試連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)電路任務(wù)完成情況匯總2.接觸器連鎖正反轉(zhuǎn)電路查閱教材和相關(guān)資料，參照任務(wù)實(shí)施方案，利用功能指令完成本的任務(wù)，把下列相應(yīng)內(nèi)容填寫(xiě)完整。Step1繪制功能指令編程的正反轉(zhuǎn)電路的梯形圖Step2實(shí)訓(xùn)臺(tái)完成接觸器連鎖正反轉(zhuǎn)電路的接線(xiàn)Step3完成PLC程序的輸入與調(diào)試接觸器連鎖正反轉(zhuǎn)電路任務(wù)完成情況匯總3.點(diǎn)動(dòng)與連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)電路查閱教材和相關(guān)資料，參照任務(wù)實(shí)施方案，完成“點(diǎn)動(dòng)與連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)電路”的任務(wù)，把下列相應(yīng)內(nèi)容填寫(xiě)完整。Step1補(bǔ)畫(huà)點(diǎn)動(dòng)與連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)電路接線(xiàn)圖Step2補(bǔ)畫(huà)PLC梯形圖Step3實(shí)訓(xùn)臺(tái)完