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

1、上海电视大学闵二分校上海电视大学闵二分校可编程序控制器应用技术可编程序控制器应用技术任课教师任课教师:王锐王锐第四章 FX系列PLC的应用指令一、FX系列可编程控制器功能指令概述1 功能指令的通用表达形式2 数据长度 3 功能指令类型4 位元件5 变址寄存器V、Z1 功能指令的通用表达形式 功能指令的表达形式如下表所示： 功能指令按功能号FNC00FNC249编排。每条功能指令都有一个指令助记符。有的应用指令没有操作数，大多数应用指令有1到4个操作数。 2 数据长度 功能指令可处理16位数据和32位数据。 如下图中的第一条指令是将D10中的数据送到D12中，处理的是16 位数据。第二条指令是将

2、D21和D20中的数据送到D23和D22中，处理的是32位数据。 3 功能指令类型 FX系列PLC的功能指令有连续执行型和脉冲执行型两种形式。 如图左中程序是连续执行方式的例子。当X2为ON状态时上述指令在每个扫描周期都被重复执行。图右程序是脉冲执行方式，该指令仅在X1由OFF转为ON时有效。 4 位元件 位元件：只处理ON/OFF状态的元件称为位元件。 字元件：处理数据的元件称为字元件。 位元件的组合 ：由位元件也可构成字元件进行数据处理，位元件组合由Kn加首元件号来表示。 4个位元件为一组组合成单元，KnM0中的n是组数 。16位操作数时位操作数时n14，n4时高位为时高位为0；32位操作

3、数时位操作数时n=18，nn ，送料车左行，直至 SQ n 动作，到位停车。即送料车所停位置 SQ 的编号大于呼叫按扭 SB 的编号时，送料车往左行运行至呼叫位置后停止。 （b） mn ，送料车右行，直至 SQ n 动作，到位停车。即送料车所停位置 SQ 的编号小于呼叫按扭 SB 的编号时，送料车往右运行至呼叫位置后停止。 （c） m=n ，送料车原位不动。即送料车所停位置 SQ 的编号与呼叫按扭 SB 的编号相同时，送料车不动。 2、 PLC 硬件的实现硬件的实现 （1）I/O的分配表输入输入功能说明功能说明输出输出功能说明功能说明SB0X0启动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的外部接线3、 PLC 软件的实现软件的实现 图中将送料车图中将送料车当前位置送当前位置送到数据寄存器到数据寄存器 D0 中，将中，将呼呼叫工作台号送到数据寄存器叫工作台号送到数据寄存器 D1 中，然后通过中，然后通过 D0 与与 D1 中数据的比较，决定送料车中数据的比较，决定送料车的运行方向和到达的目标位的运行方向和到达的目标位置。置。 四、算术运算和逻辑运算指令加法指令ADD、减

5、法指令SUB 乘法指令MUL、除法指令DIV 加1指令INC、减1指令DEC 字逻辑运算指令(FNC26FNC29) 加法指令ADD、减法指令SUB ADD指令是将指定的源元件中的二进制数相加,结果送到指定的目标元件中去。每个数据的最高位作为符号位（0为正，1为负），运算是二进制代数运算。 减法指令SUB与ADD指令类似。 乘法指令MUL、除法指令DIV MUL指令是将两个源元件中的数据的乘积送到指定目标元件。如果为16位数乘法，则乘积为32位，如果为32位数乘法，则乘积为64位，如图所示。数据的最高位是符号位。 加1指令INC、减1指令DEC INC、DEC指令操作数只有一个，且不影响零标志

6、、借位标志和进位标志。 在16位运算中，32767再加1就变成了-32768。32位运算时，2147483647再加1就变成-2147483648。DEC指令与INC指令处理方法类似。字逻辑运算指令(FNC26FNC29) 字逻辑运算指令包括WAND(字逻辑与)、WOR（字逻辑或）、WXOR（字逻辑异或）和NEG（求补）指令。使用方法如图所示。 案例一 假设有一汽车停车场，最大容量只能停车50辆，为了表示停车场是否有空位，试用PLC来实现控制。 硬件的实现硬件的实现器件PLC地址功能说明HL1Y4、Y5停车场已满HL2Y3停车场有空位开关0X0车已进入停车场信号开关1X1车已离开停车场信号D0

7、停车场车辆数（最大50辆）1、I/O分配表分配表 2、外部连线 根据上述模块的学习，再依据图中的标示，同学们可以自己画出输入及输出端口的分配，在这不加深述。 软件的编程案例二 某控制程序中要进行以下算式的运算： 38X/255+2 式中“ X ”代表输入端口 K2X0 送入的二进制数，运算结果需送输出口 K2Y0 ； X020 为起停开关。硬件的实现1、I/O的分配输入输入功能说明功能说明输出输出功能说明功能说明K2X0X0二进制数输入K2Y0Y0二进制数输出X1Y1X2Y2X3Y3X4Y4X5Y5X6Y6X7Y7X20启动2、硬件连线 根据上述模块的学习，再依据图中的标示，同学们可以自己画出

8、输入及输出端口的分配，在这不加深述。软件的实现五、循环移位与移位指令右循环移位指令ROR、左循环移位指令ROL 带进位循环右移指令RCR、带进位循环左移指令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)写入指令SFWR、读出指令SFRD 右循环移位指令ROR、左循环移位指令ROL助记符功 能操 作 数程 序 步D.nROR FNC30循环右移把目标元件的位循环右移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循环左移把目标元件的位循环左移n次带进位循环右移指令RCR带进位循环左移指令RCL 执行RCR、RCL指令时，各位的数据与进位位M8022一起（16位指令时一共17位）向右（或向左）循环移动n位。在循环中移出的位送入进位标志，后者又被送回到目标操作元件的另一端。助 记 符功 能操 作 数程 序 步D.nRCR FNC32带进位右移把目标元件的位和进位一起右移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带进位左移把目

10、标元件的位和进位一起左移n位位右移指令SFTR、位左移指令SFTL助 记 符功 能操 作 数程 序 步 S.D.n1n2SFTR FNC34带进位右移把源元件状态存放到堆栈中，堆栈右移XYMSYMSK、Hn2n11024SFTR、SFTRP、SFTL、SFTLP：9步SFTL FNC35带进位左移把源元件状态存放到堆栈中，堆栈左移字右移位指令WSFR、字左移位指令WSFL助记符功 能操 作 数程 序 步 S.D.n1n2WSFR FNC36字右移把源元件状态存放到字栈中，堆栈右移KnX、KnY、KnM、KnS、T、C、DKnY、KnM、KnS、T、C、D K、Hn2n1512WSFR、WSFR

11、P、WSFL、WSFLP：9步WSFLFNC37字左移把源元件状态存放到字栈中，堆栈左移先入先出(FIFO)写入指令SFWR、读出指令SFRD助 记 符功 能操 作 数程序步S.D.nSFWR FNC38FIFO写入创建长度为n位FIFO堆栈，与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读出读FIFO，长度减1，与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)写入指

12、令SFWR、读出指令SFRD案例数码管显示控制 用PLC控制七段数码管循环显示数字09，显示间隔1s。LED数码管工作原理数码管工作原理abcdefgabcde f gCOM（）abcde f gCOM（+）UaCOMIURIRU U硬件设计LED显示控制显示控制PLC的的I/O点分配表点分配表 PLCPLC点名称点名称连接的外部设备连接的外部设备功能说明功能说明X0X0SB0SB0控制信号控制信号X1X1SB1SB1复位信号复位信号Y0Y0LEDLED数码管数码管a a段段使使LEDLED数码管数码管a a段亮段亮Y1Y1LEDLED数码管数码管b b段段使使LEDLED数码管数码管b b段

13、亮段亮Y2Y2LEDLED数码管数码管c c段段使使LEDLED数码管数码管c c段亮段亮Y3Y3LEDLED数码管数码管d d段段使使LEDLED数码管数码管d d段亮段亮Y4Y4LEDLED数码管数码管e e段段使使LEDLED数码管数码管e e段亮段亮Y5Y5LEDLED数码管数码管f f段段使使LEDLED数码管数码管f f段亮段亮Y6Y6LEDLED数码管数码管g g段段使使LEDLED数码管数码管g g段亮段亮X0P PL LC CC CO OM MC CO OM MY0Y1Y2Y3Y4Y5Y6abcdefgcX1SB0SB1外部接线图外部接线图软件设计00017001160111

14、51111411103110021000100000Y0Y1Y2Y3脉脉冲冲循环左移真值表循环左移真值表 梯形图梯形图脉冲脉冲M4M3M2M1M0S0七段码显示真值表数字数字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段逻辑译码关系段逻辑译码关系软件设计梯形图请根据前面的思路同学们自己设计。六、数据处理指令 区间复位指令（ZRST） 解码指令（DECO）与编码指令（ENCO） 求置ON位总数（SUM）与ON位判别指令（BON） 报警器置位（ANS）和复位（ANR）指令 其他指令（MEAN、SQR、FLT、SWAP）区间复位指令ZRST 区间复位指令ZRST将D1D2指定的元件号范围内的同类元件成批复位，目标操

16、作数可以取T、C和D(字元件)，或Y、M和S(位元件)。说明：说明：1、D1和和D2指定的应为同一类指定的应为同一类元件，元件，D1的九件号应小于的九件号应小于D2的的元件号。如果元件号。如果D1的元件号大于的元件号大于D2的元件号，则只有的元件号，则只有D11指定的指定的元件被复位。元件被复位。2、虽然朋、虽然朋ZRST指令是指令是16位处理位处理指令，指令，D1和和D2也可以指定也可以指定32位位计数器。计数器。解码指令DECO解码指令DECO的位源操作数可以取X、T、M和S，位目标操作数可以取Y、M和S。字源操作数可以取K、H、T、C、D、V和Z，字目标操作数可以取T、C和D，n18，只

17、有16位运算。若D指定的目标元件是字元件T、C、D，应使n4，目标元件的每一位都受控，若D指定的目标元件是位元件Y、M、S，应使n8。N=0时，不作处理。编码指令ENCO编码指令ENCO只有16位运算。当S指定的源操作数是字元件T、C、D、V和Z时，应使M4当S指定的源操作数是位元件X、Y、M和S时，应使n18，目标元件可以取T、C、D、V和Z。若指定源操作数中为1的位不只一个，只有最高位的1有效。苦指定源操作数中所有的位均为0，则出错。求置ON位总数SUM与ON位判别指令BON 它们的源操作数可以取所有的数据类型，它们的源操作数可以取所有的数据类型，SUM指令的指令的目标操作数可以取目标操作

18、数可以取KnY、KnM、KnS、T、C、D、V和和Z；BON的目标操作数的目标操作数Y、M、S。报警器置位（ANS）和复位（ANR）NOTE： 1、M8049得电后，得电后，D8049的监视功的监视功能有效，能有效，D8049用来存放用来存放S900S999中处于活动状态且元件号最小的状态中处于活动状态且元件号最小的状态继电器的元件号；继电器的元件号； 2、 S900S999中任意一个状态为中任意一个状态为ON，M8048都为都为ON； 3、每按一次复位按钮，按元件号递、每按一次复位按钮，按元件号递增的顺序将一个故障报警器状态复位增的顺序将一个故障报警器状态复位。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，只取商只取商求非负求非负数的平数的平方根，方根，只取整只取整数数浮点浮点数转数转换换字元字元件的件的高低高低字节字节交换交换六、方便指令 初始状态指令IST 特殊定时器指令STMR 交替输出指令ALT 初始状态指令IST 状态初始化指令IST与STL指令一起使用，用于自动设置多种工作方式的系统的顺序功能图 。IST指令只能使用一次，它应放在程序开始的地方，被它控制的STL电路应放在它的后面。初始状态指令IST IST中的源操作数可取X、Y和M，图中IST指令的源操作数X20用来指定与工作方式有关的输入继电器的首元件，它实际上指定从X20开始的8个

20、输入继电器，这8个输入继电器的意义如下表。 输入继电器输入继电器X功功 能能输入继电器输入继电器X功功 能能X20手动手动X24连续运行连续运行X21回原点回原点X25回原点启动回原点启动X22单步运行单步运行X26自动启动自动启动X23单周期运行单周期运行X27停止停止初始状态指令IST IST指令的执行条件满足时，初始状态继电器S0S2和下列特殊辅助继电器被自动指定为以下功能（如下表），以后即使IST指令的执行条件变为OFF，这些元件的功能仍保持不变。特殊辅助继电器特殊辅助继电器M功功 能能状态继电器状态继电器S功功 能能M8040禁止转换禁止转换S0手动操作初始状态继电器手动操作初始状态

21、继电器M8041转换启动转换启动S1回原点初始状态继电器回原点初始状态继电器M8042启动脉冲启动脉冲S2自动操作初始状态继电器自动操作初始状态继电器M8043回原点完成回原点完成M8044原点条件原点条件M8047STL监控有效监控有效案例 机械手控制系统工作过程分析 机械手将工件从A点向B点传送。机械手工作原点在左上方，按下降、夹紧、上升、右移、下降、松开、上升、左移的顺序依次运动。它有手动、单步、一个周期和连续工作（自动）四种操作方式。简易机械手的操作面板如图。简易机械手的操作面板如图。 软件设计1、初始化程序 设置初始状态和原点位置条件2、手动方式程序3、回原点方式程序4、自动方式程序

22、 请同学们自行设计（参考教材P90图5-37！）特殊定时器指令STMR 特殊定时器指令用来产生延时断开定时器、脉冲定时器和闪烁定时器。该指令使用说明如图所示。n用来指定定时器的设定值，图中T12的设定值为5s（n=50）。图中的M0是延时断开定时器，M1是X2由ONOFF的单脉冲定时器，M2和M3是为闪动而设的。交替输出指令ALT ALT指令使用使用说明如图所示。X0由OFF变为ON时，Y0的状态改变一次，若不用脉冲执行方式，每个扫描周期Y0的状态都要改变一次。ALT指令具有分频器的效果，使用ALT指令，用1只按钮X0就可以控制Y0对应的外部负载的起停。 可编程序控制器可编程序控制器(PLC)

23、ProgrammableLogicControllerProgrammable Controller Personal Computer P L C第二章第二章 可编程序控制器概述可编程序控制器概述 2-1 可编程序控制器的历史与发展可编程序控制器的历史与发展60年代年代 继电接触控制系统继电接触控制系统优点：简单优点：简单 易懂易懂 价格便宜价格便宜缺点：硬设备多缺点：硬设备多 接线复杂接线复杂 改变设计困难改变设计困难。一一. 可编程序控制器的历史可编程序控制器的历史 1968年，美国最大的汽车制造商通用汽车年，美国最大的汽车制造商通用汽车公司（公司（GM），），为了适应汽车型号不断更为了

24、适应汽车型号不断更新的需要，提出了十条技术指标在社会上新的需要，提出了十条技术指标在社会上公开招标，制造一种新型的工业控制装置公开招标，制造一种新型的工业控制装置。第二章第二章 可编程序控制器概述可编程序控制器概述 2-1 可编程序控制器的历史与发展可编程序控制器的历史与发展一一. 可编程序控制器的历史可编程序控制器的历史 （1）容易编程）容易编程 （2）采用模块式结构）采用模块式结构 （3）成本可与继电器控制系统相竞争）成本可与继电器控制系统相竞争 （4）具有数据通讯功能）具有数据通讯功能 （5）输入输出电源使用市电）输入输出电源使用市电 （6）能在恶劣环境下工作）能在恶劣环境下工作 （7）

25、存储设备可扩充至）存储设备可扩充至4K个存储字节个存储字节 （8）系统扩展时原系统只需很小的改动）系统扩展时原系统只需很小的改动 （9）可靠性高于继电器控制系统）可靠性高于继电器控制系统 （10）设备体积小于继电器控制柜）设备体积小于继电器控制柜 1969年美国数字设备公司（DEC）根据招标的要求，研制出世界上第一台可编程序控制器，并在GM公司汽车生产线上首次应用成功。 1980年美国电气制造商协会（NEMA）正式将其命名为可编程序控制器（Programmable Controller），简称 PC。第二章第二章 可编程序控制器概述可编程序控制器概述 2-1 可编程序控制器的历史与发展可编程序

26、控制器的历史与发展一一. 可编程序控制器的历史可编程序控制器的历史 1969年美国研制出世界上第一台年美国研制出世界上第一台PLC以后，日以后，日本、德国、法国等国相继研制了各自的本、德国、法国等国相继研制了各自的PLC。 70年代中期，年代中期，PLC进入了实用化阶段。进入了实用化阶段。 70年代末和年代末和 80年代初，年代初，PLC进入了成熟阶段进入了成熟阶段。二二. 可编程序控制器的发展可编程序控制器的发展 2-1 可编程序控制器的历史与发展可编程序控制器的历史与发展 美国PLC发展得最快： 1984年有48家，生产150多种PLC； 1987年有63家，生产243种PLC； 1996

27、年有70余家，生产近300种PLC。 著名厂家有AB（AllenBradley）艾伦一布拉德利公司，MODICON莫迪康公司，GEFANUC公司，TI（Texas Instrument）德州仪器公司，WESTHOUSE Electric西屋电气公司， IPM（International Parallel Machines）国际并行机器公司等。 欧洲PLC的厂家有60余家: 西门子（Siemens）于1973年研制出第一台PLC。 金钟默勒 （Klockner Moeller Gmbh）， AEG， 法国的TE(Telemecanique）(施耐德） 瑞士的Selectron公司等。 1971年，日本从美国引进PLC技术，由日立公司研制成功日本第一台PLC。 日本生产PLC的厂家有40余家： 三菱电机(MITSUBISHI),欧姆龙(OMRON), 富士电机（Fuji Electric）,东芝（TOSHIBA）