机床电气及PLC控制（第三版） 课件 课题14 运料小车呼叫系统的控制；课题15 运料小车呼叫系统的控制；课题16 装配生产线的PLC控制系统

高等教育出版社教学课件内容提要

本书是“十四五”职业教育国家规划教材。本书编写按照当前职业教育教学改革和教材建设的总体目标，落实“立德树人、德技并修”，并努力体现教学内容的先进性和前瞻性，突出专业领域的新知识、新技术、新工艺、新设备。

本书包括7个学习项目：常用电动机控制电路，机床电气控制，认识PLC，机床的PLC控制，交通灯的控制，运料小车呼叫系统的控制，装配生产线的PLC控制系统。本书按照任务驱动、项目式教学方式组织教学，以工作页的形式呈现学习内容，具有鲜明的职教特色。

本书以三菱的FX3U系列PLC作为教学用机型，可以作为全国高等职业院校机电类专业的专业课程教材，也可用于职业技能培训和供从事电气自动控制技术工作的人员学习参考。“十四五”职业教育国家规划教材《机床电气及PLC控制》（第三版）主编李乃夫副主编吴淑娟高等教育出版社2024年8月第3版【项目分析】

通过用PLC实现对8站运料小车呼叫系统的控制，掌握功能指令的应用、编程及程序输入、运行调试的方法。项目6运料小车呼叫系统的控制机床电气及PLC控制高等教育出版社【学习目标】应知

掌握功能指令的基本格式、表示方法、数据形式、执行方式以及功能指令的含义。

应会1.掌握主要功能指令的使用方法。2.通过对8站运料小车呼叫系统的编程，掌握功能指令的应用。3.进一步熟悉GX-Works2编程软件的使用。项目6运料小车呼叫系统的控制机床电气及PLC控制高等教育出版社任务6.1PLC功能指令的编程项目6运料小车呼叫系统的控制机床电气及PLC控制高等教育出版社【新课导入】1.简略复习“项目5”的内容；2.简略介绍教材“项目6”的主要教学内容与10～16学时的教学安排。3.简略介绍本次课（任务6.1）的主要教学内容与6～10学时的教学安排。

在项目4和项目5中分别介绍了FX3U系列PLC的基本指令和步进指令，这些指令对完成传统的继电器-接触器控制系统的逻辑控制编程已经足够，但PLC的本质是微型计算机系统，因此PLC还具有许多继电器-接触器控制系统所没有的功能，实现这些功能的指令主要是通过PLC的功能指令来实现的。FX3U系列PLC的功能指令（又称应用指令）共有18类共209条（见表6-1），在本任务中仅介绍一些较为常用的功能指令。P166表6-1FX3U系列PLC的功能指令【基础知识】功能指令及其编程方法机床电气及PLC控制高等教育出版社序号类别指令数序号类别指令数1数据传送指令1010字符串处理指令172数据转换指令1011程序流程控制指令93比较指令3212I/O刷新指令24四则运算指令1213时钟控制指令85逻辑运算指令314脉冲输出·定位指令106特殊函数指令1215串行通信指令77循环指令416特殊功能模块/单元控制指令68移位指令917扩展寄存器/扩展文件寄存器控制指令69数据处理命令

2518其他的方便指令27合计209

一、功能指令的构成格式、操作数及执行形式

㈠功能指令的构成格式FX3U系列PLC的功能指令由功能号、助记符和操作数三部分组成，如图6-1所示。P167图6-1功能指令的构成格式【基础知识】功能指令及其编程方法机床电气及PLC控制高等教育出版社

一、功能指令的构成格式、操作数及执行形式

㈠功能指令的构成格式

功能号：每一条功能指令均赋予一个功能号（由FNC00～299，包括预留号）。

助记符：功能指令的助记符是该指令的英文缩写。例如图6-1中的指令FNC16，英文是“fillmove”，助记符用缩写“FMOV”表示，其功能是“多点传送”。

操作数：大多数功能指令都有1到4个操作数，用于说明指令的源(source)操作数（用S表示）、目标(destination)操作数（用D表示）及其补充说明。当说明的项目较多时，可以采用S1、S2、m1、m2（对S进行补充说明），D1、D2、n1、n2（对D进行补充说明）的形式说明。此外，若在S或D的符号中加上“．”标记，则表示该操作数可进行变址修改。【基础知识】功能指令及其编程方法机床电气及PLC控制高等教育出版社

一、功能指令的构成格式、操作数及执行形式

㈡操作数的数据形式

功能指令操作数的数据形式可以是位元件、位元件组、字元件.

位元件：一个二进制数据位，具有“1”和“0”两种数值，可对应继电器“ON”和“OFF”两种状态，因此也称为“软继电器”，如：X（输入继电器）、Y（输出继电器）、M（中间继电器）和S（状态继电器）。

位元件组合：将4个顺序的位元件组合为一操作单元，称为位元件组，用KnP的形式表示连续的位元件组，P为位元件的首地址，n为组数，例如K2M0表示由M0～M7组成的两个位元件组。通常在使用位元件组时，X和Y位元件的首地址最低位设为0，例如K1X0、K4X10、K3Y20等。而对于M和S，首地址可以采用能被8整除的数，也可以用最低位为0的地址作首地址，例如：M16、S50或M10、S20等。【基础知识】功能指令及其编程方法机床电气及PLC控制高等教育出版社

一、功能指令的构成格式、操作数及执行形式

㈡操作数的数据形式

字元件：16个二进制数据位组成一个字元件，也称为单字元件，例如：D、T、C、V和Z。相邻的两个单字元件可构成双字元件（对32个二进制数据位进行处理）。当指令对双字元件进行操作时，称为32位指令，在指令格式中，须在助记符的前面加“D”表示。本书中功能指令助记符前面加（D）表示该指令可用16位操作数，也可以用32位操作数。如图6-1所示，该功能指令可以对字元件操作，也可以对双字元件操作。

此外，功能指令的操作数也可以是指针寄存器、十进制常数K或十六进制常数H。【基础知识】功能指令及其编程方法机床电气及PLC控制高等教育出版社

一、功能指令的构成格式、操作数及执行形式

㈢功能指令的执行形式FX3U系列PLC的功能指令执行形式有连续执行型和脉冲执行型两种。对连续执行型指令，当执行条件满足（如图6-1中的X000为ON），则每一扫描周期指令均被执行；对脉冲执行型指令，当执行条件由不满足到满足（图6-1中X000由OFF变为ON）时，仅执行一次。

功能指令执行形式的表示方法：指令助记符的后面没有“P(Pulse)”是连续执行型指令。本书中功能指助记符后面加（P）表示该指令可用连续执行方式，也可以是脉冲方式。如图6-1所示，该功能指令的执行方式既可以是连续执行方式也可以是脉冲执行方式。【基础知识】功能指令及其编程方法机床电气及PLC控制高等教育出版社

二、程序流程控制指令

程序流程控制指令见表6-2，这里仅介绍常用的跳转指令CJ、子程序调用指令CALL、子程序返回子令SRET和子程序结束指令FEND。P168表6-2程序流程控制指令【基础知识】功能指令及其编程方法机床电气及PLC控制高等教育出版社功能号助记符指令名称功能号助记符指令名称00CJ条件跳转05DI禁止中断01CALL子程序调用06FEND主程序结束02SRET子程序返回08FOR循环范围开始03IRET中断返回09NEXT循环范围结束04EI允许中断

二、程序流程控制指令

㈠条件跳转指令

CJ：连续执行型条件跳转指令

功能：用于跳过顺序执行程序中的某一部分，达到控制程序流程的目的。

条件跳转指令也可以是脉冲执行型，表示为CJP。

条件跳转指令格式如图6-2所示。

操作数Pn是跳转指针P(Point)，它指出了程序跳转的目的地。FX3U可有4096点指针（即n可取0～4095；但需注意P63是END所在的步序，在程序中不必设置，可见表3-9和表3-12）。条件跳转指示例如图6-3所示：

如图6-3所示，当X001为ON时，程序跳转至标号P8的位置继续执行程序，在CJ和P8之间的程序不执行，当X001为OFF时，则按顺序执行程序。【基础知识】功能指令及其编程方法机床电气及PLC控制高等教育出版社（P168）图6-2条件跳转指令格式

P168图6-3条件跳转指令的使用示例【基础知识】功能指令及其编程方法机床电气及PLC控制高等教育出版社

二、程序流程控制指令

㈠条件跳转指令

应用条件跳转指令时必须注意：1.多条跳转指令可以使用相同的指针，但同一编号的指针在程序中只能出现1次，否则程序出错。2.如果用特殊辅助继电器M8000触点（常态为ON）驱动跳转指令，相当于无条件跳转。3.跳转期间被OUT、SET、RST指令驱动的继电器Y、M、S以及定时器和计数器保持当前状态。4.对于定时器T192～199、高速计数器C235～C255和某些功能指令(例如：脉冲输出指令PLSY)如果在跳转前已被驱动，则跳转后仍将继续工作。【基础知识】功能指令及其编程方法机床电气及PLC控制高等教育出版社

二、程序流程控制指令

㈡子程序调用与子程序返回指令1.CALL：连续执行型子程序调用指令

功能：调用子程序。

子程序调用指令也可以是脉冲执行型，表示为CALLP。

子程序调用指令格式如图6-4所示。

操作数Pn是跳转指针P(Point)，它标明子程序的入口地址。n的取值范围为0～62、64～4095。子程序须在主程序之后编写。【基础知识】功能指令及其编程方法机床电气及PLC控制高等教育出版社（P169）图6-4子程序调用指令格式

二、程序流程控制指令

㈡子程序调用与子程序返回指令2.SRET：子程序返回指令

功能：结束子程序，返回调用子程序指令的下一条指令处，继续运行。

子程序返回指令格式如图6-5所示。【基础知识】功能指令及其编程方法机床电气及PLC控制高等教育出版社（P169）图6-5子程序返回指令格式

二、程序流程控制指令

㈢主程序结束指令

FEND：主程序结束指令

功能：表示主程序结束和子程序区的开始。使用多条FEND指令时，子程序应放在最后的FEND指令和END指令之间。主程序结束指令格式如图6-6所示。

在子程序中再次调用子程序称为子程序嵌套，嵌套最多可达5级。【基础知识】功能指令及其编程方法机床电气及PLC控制高等教育出版社（P170）图6-6主程序结束指令格式

子程序调用指令示例如图6-7所示。

在图6-7所示的程序中，当X001为ON，调用子程序，程序将跳转到指针Pl0处。子程序在主程序结束指令（FEND）之后编写，子程序执行到SRET指令后，返回主程序中CALL（Pl0）指令的下一条指令，然后继续执行程序直到FEND指令为止。【基础知识】功能指令及其编程方法机床电气及PLC控制高等教育出版社（P170）图6-7子程序调用指令、子程序返回指令及主程序结束指令的使用示例

三、比较与传送指令

部分比较与传送指令见表6-3。P170表6-3比较与传送指令【基础知识】功能指令及其编程方法机床电气及PLC控制高等教育出版社功能号助记符指令名称功能号助记符指令名称10CMP比较指令15BMOV块传送11ZCP区间比较16FMOV多点传送12MOV传送17XCH数据交换13SMOV移位传送18BCDBCD转换14CML取反传送19BINBIN转换

三、比较与传送指令

㈠比较指令CMP和区间比较指令ZCP1.CMP：比较指令

功能：两个存储单元的存储数值比较，比较结果以位元件形式输出。

比较指令格式如图6-8所示。

指令中的源操作数[S1.]和[S2.]均可从K、H、KnX、KnY、KnM、KnS、T、C、D、V、Z中选取。而目的操作数[D.]可从Y、M、S中选取。【基础知识】功能指令及其编程方法机床电气及PLC控制高等教育出版社（P170）图6-8比较指令格式

三、比较与传送指令

㈠比较指令CMP和区间比较指令ZCP1.CMP：比较指令

比较指令的指令示例如图6-9所示。

P171图6-9比较指令的使用示例【基础知识】功能指令及其编程方法机床电气及PLC控制高等教育出版社

三、比较与传送指令

㈠比较指令CMP和区间比较指令ZCP2.ZCP：区间比较指令

功能：将某一存储单元的存储数值与某一区域的上限值和下限值比较，比较结果以位元件形式输出。

区间比较指令格式如图6-10所示。

操作数：指令中的源操作数[S1.]、[S2.]和[S.]均可从K、H、KnX、KnY、KnM、KnS、T、C、D、V、Z中选取，其中[S1.]的值要小于[S2.]的值。而目的操作数[D.]可从Y、M、S中选取。【基础知识】功能指令及其编程方法机床电气及PLC控制高等教育出版社（P171）图6-10区间比较指令格式

三、比较与传送指令

㈠比较指令CMP和区间比较指令ZCP2.ZCP：区间比较指令

区间比较指令的示例如图6-11所示。

P171图6-11区间比较指令的使用示例【基础知识】功能指令及其编程方法机床电气及PLC控制高等教育出版社

三、比较与传送指令

㈡触点比较指令（FNC224-246）

触点比较指令相当于一个动合触点，其功能是：比较指令中的两个操作数[S1.]和[S2.]，若满足比较条件，则触点闭合。这类触点可以从初始母线加载（用LD+“动作条件”构成），也可以作为串联触点（用AND+“动作条件”构成）或并联触点（用OR+“动作条件”构成）应用在程序中。各类触点型比较指令的助记符和功能见表6-4。

操作数：指令中的操作数数[S1.]和[S2.]均可从K、H、KnX、KnY、KnM、KnS、T、C、D、V、Z中选取。【基础知识】功能指令及其编程方法机床电气及PLC控制高等教育出版社P172表6-4触点型比较指令列表【基础知识】功能指令及其编程方法机床电气及PLC控制高等教育出版社功能号助记符指令功能功能号助记符指令功能224LD=S1=S2时初始加载触点ON236AND<>S1≠S2时串联触点ON225LD>S1>S2时初始加载触点ON237AND<=S1≤S2时串联触点ON226LD<S1<S2时初始加载触点ON238AND>=S1≥S2时串联触点ON228LD<>S1≠S2时初始加载触点ON240OR=S1=S2时并联触点ON229LD<=S1≤S2时初始加载触点ON241OR>S1>S2时并联触点ON230LD>=S1≥S2时初始加载触点ON242OR<S1<S2时并联触点ON232AND=S1=S2时串联触点ON244OR<>S1≠S2时并联触点ON233AND>S1>S2时串联触点ON245OR<=S1≤S2时并联触点ON234AND<S1<S2时串联触点ON246OR>=S1≥S2时并联触点ON

三、比较与传送指令

㈡触点比较指令（FNC224-246）

触点比较指令格式及说明如图6-12所示：由图6-12所示程序可知：C0当前值等于5时，触点比较指令闭合，Y000输出；C0当前值大于5并小于等于10时，触点比较指令闭合，Y001输出；C0当前值大于等于0并小于5时，触点比较指令闭合，Y002输出。

P172图6-12触点比较指令的使用示例【基础知识】功能指令及其编程方法机床电气及PLC控制高等教育出版社

三、比较与传送指令

㈢传送指令

传送指令包括MOV(传送)、SMOV(位传送)、CML(取反传送)、BMOV(数据块传送)、FMOV(多点传送)和XCH(数据交换)等指令。这里仅介绍MOV和SMOV指令。1.MOV：传送指令。

功能：将一个存储单元的数据（源操作数）传送到另一个存储单元（目标单元）。

传送指令格式如图6-13所示。

操作数：源操作数[S.]可从K、H、KnX、KnY、KnM、KnS、T、C、D、V、Z中选取，目的操作数[D.]可从KnY、KnM、KnS、T、C、D、V、Z中选取。【基础知识】功能指令及其编程方法机床电气及PLC控制高等教育出版社（P173）图6-13传送指令格式

三、比较与传送指令

㈢传送指令1.MOV：传送指令。

传送指令示例如图6-14所示。

由图6-14所示程序可知：当X000由OFF到ON时，将十进制数10传送至数据寄存器D0；当X001由OFF到ON时，十进制数20传送至数据寄存器D0；当X004由OFF到ON时，位组件K1X010所代表的X010、X011、X012、X013四个位状态分别被相应传送至K1Y000所代表的Y000、Y001、Y002、Y003。【基础知识】功能指令及其编程方法机床电气及PLC控制高等教育出版社（P173）图6-14传送指令的使用示例

三、比较与传送指令2.SMOVE：位传送指令

位传送指令又称为BCD码传送指令，其功能是：该指令的功能是将源数据（二进制）自动转换成4位BCD码，再进行移位传送，传送后的目标操作数元件的BCD码自动转换成二进制数。

位传送指令格式如图6-15所示。

操作数：源操作数[S.]可从KnX、KnY、KnM、KnS、T、C、D、V、Z中选取，目的操作数[D.]可从KnY、KnM、KnS、T、C、D、V、Z中选取。m1、m2和n的取值范围为1～4。【基础知识】功能指令及其编程方法机床电气及PLC控制高等教育出版社（P173）图6-15位传送指令格式

三、比较与传送指令2.SMOVE：位传送指令

位传送指令举例如图6-16所示：当X000为ON时，将D1中右起第4位（m1=4）开始的2位(m2=2)BCD码移到目标操作数D2的右起第3位(n=3)和第2位。然后D2中的BCD码会自动转换为二进制数，而D2中的第1位和第4位BCD码不变。【基础知识】功能指令及其编程方法机床电气及PLC控制高等教育出版社（P174）图6-16位传送指令的使用示例

四、循环移位指令

循环与移位指令是使字数据、位组合的字数据向指定方向循环、移位的指令，循环移位指令如表6-5所示：P174表6-5循环移位指令【基础知识】功能指令及其编程方法机床电气及PLC控制高等教育出版社功能号助记符指令名称功能号助记符指令名称30ROR右循环移位35SFTL位左移31ROL左循环移位36WSFR字右移32RCR带进位的右循环移位37WSFL字左移33RCL带进位的左循环移位38SFWR移位写入34SFTR位右移39SFRD移位写出

四、循环移位指令

这里仅介绍右循环移位指令ROR、左循环移位指令ROL、带进位的右循环移位RCR，带进位的右循环移位指令RCL，位右移指令SFTR和位左移指令SFTL。

㈠右循环移位、左循环移位指令ROR和ROL1.ROR：右循环移位指令

功能：将目标单元的数据向右循环移动若干位。移位结束后，进位位M8022中的数据是源操作数最后移出的数据。

右循环移位指令格式如图6-17所示。

操作数：操作数[D]可从KnY、KnM、KnS、T、C、D、V、Z中选取；n是移位的位数，可从K、H中选取。【基础知识】功能指令及其编程方法机床电气及PLC控制高等教育出版社（P175）图6-17右循环移位指令格式

四、循环移位指令

1.ROR：右循环移位指令

右循环移位指令举例如图6-18所示。

由图6-18可见，当X000由OFF到ON时，D1的低4位移出，分别移入D1相应的高4位中。此时进位位M8022中的数据是右移出的最后1位的值“0”。

特别注意：考虑连续执行方式下每个扫描周期移位指令将执行一次，将会造成错误，所以移位指令的操作方式一般采用脉冲执行方式。【基础知识】功能指令及其编程方法机床电气及PLC控制高等教育出版社（P175）图6-18右循环移位指令的使用示例

四、循环移位指令

㈠右循环移位、左循环移位指令ROR和ROL2.ROL：左循环移位指令

功能：将目标单元的数据向左循环移动若干位。移位结束后，进位位M8022中的数据是源操作数最后移出的数据。

左循环移位指令格式如图6-19所示。

操作数：操作数[D]、n取值与右循环移位指令一样。【基础知识】功能指令及其编程方法机床电气及PLC控制高等教育出版社（P175）图6-19左循环移位指令格式

四、循环移位指令

㈠右循环移位、左循环移位指令ROR和ROL2.ROL：左循环移位指令

左循环移位指令举例如图6-20所示，可见当X000由OFF到ON时，D1的高4位移出，依次移入D1的低4位中。此时进位位M8022中存的是左移出的最后一位“1”。（P176）图6-20左循环移位指令的使用示例【基础知识】功能指令及其编程方法机床电气及PLC控制高等教育出版社

四、循环移位指令

㈡带进位的循环移位指令RCR和RCL

1.RCR:带进位的右循环移位指令

功能：将目标单元的数据与进位标志位M8022一起向右循环移动若干位，即目标单元数据在循环中移出的位送入进位标志位，而移出的进位标志位则被送回到目标单元数据的另一端。

带进位的右循环移位指令格式如图6-21所示。

操作数：操作数[D]、n取值与右循环移位指令一样。【基础知识】功能指令及其编程方法机床电气及PLC控制高等教育出版社（P176）图6-21带进位的右循环移位指令格式

四、循环移位指令

㈡带进位的循环移位指令RCR和RCL1.RCR:

带进位的右循环移位指令

带进位的右循环移位指令举例如图6-22所示，可见当X000由OFF到ON时，D1的低4位移出，与进位标志位M8022一起依次移入D1的高4位中，D1右移出的最后一位进入标志位M8022，即移位结束后，M8022为0。（P176）图6-22带进位的右循环移位指令的使用示例【基础知识】功能指令及其编程方法机床电气及PLC控制高等教育出版社

四、循环移位指令

㈡带进位的循环移位指令RCR和RCL2.RCL:带进位的左循环移位指令

功能：将目标单元的数据与进位位M8022一起向左循环移动若干位，即目标单元数据在循环中移出的位送入进位位，而移出的进位位则被送回到目标单元数据的另一端。带进位的左循环移位指令格式如图6-23所示。

操作数：操作数[D]、n取值与右循环移位指令一样。【基础知识】功能指令及其编程方法机床电气及PLC控制高等教育出版社（P177）图6-23带进位的左循环移位指令格式

四、循环移位指令

㈡带进位的循环移位指令RCR和RCL2.RCL:带进位的左循环移位指令

带进位的左循环移位指令举例如图6-24所示，可见当X000由OFF到ON时，D1的高4位移出，与进位标志位M8022一起依次移入D1的低4位中，D1左移出的最后一位进入标志位M8022，即移位结束后，M8022为1。（P177）图6-24带进位的左循环移位指令的使用示例【基础知识】功能指令及其编程方法机床电气及PLC控制高等教育出版社

四、循环移位指令

㈢位移位指令SFTL和SFTR1.SFTL：位左移指令

功能：将n1个目标位元件中的数据向左移动n2位，n2个源位元件中的数据被依次补充到空出的目标位元件中。

位左移指令格式如图6-25所示。

操作数：[S]为源操作数的最低位，[D]为目的操作数的最低位，n1目标操作数的位数，n2为源操作数的位数。[S]、[D]均可以在KnY、KnM、KnS、T、C、D、V、Z中选取。【基础知识】功能指令及其编程方法机床电气及PLC控制高等教育出版社（P177）图6-25位左移指令格式

四、循环移位指令

㈢位移位指令SFTL和SFTR1.SFTL：位左移指令

位左移指令举例如图6-26所示，可见当X010由OFF到ON时，则执行位左移位指令，目标位元件组M15～M0(n1为16)中的16位数据将左移4位（n2为4），M15～M12从高位端移出，X003～X000中的4位数据将被传送到M3～M0，所以M15～M12中原来的内容将会丢失，但源位元件X003～X000的内容保持不变。【基础知识】功能指令及其编程方法机床电气及PLC控制高等教育出版社（P178）图6-26位左移指令的使用示例

四、循环移位指令

㈢位移位指令SFTL和SFTR2.SFTR：位右移指令

功能：将n1个目标位元件中的数据向右移动n2位，n2个源位元件中的数据被补充到空出的目标位元件中。

位右移指令格式如图6-27所示。

操作数：[S]为源操作数的最低位，[D]为目的操作数的最低位，n1目标操作数的位数，n2为源操作数的位数。[S]和[D]可以在KnY、KnM、KnS、T、C、D、V、Z中选取。【基础知识】功能指令及其编程方法机床电气及PLC控制高等教育出版社（P178）图6-27位右移指令格式

四、循环移位指令

㈢位移位指令SFTL和SFTR2.SFTR：位右移指令

位右移指令举例如图6-28所示，可见当X000由OFF到ON时，则执行位右移位指令，目标位元件组M15～M0(n1为16)中的16位数据将右移3位（n2为3），M0～M2从低位端移出，Y000～Y002中的3位数据将被传送到M13～M15，所以M2～M0中原来的内容将会丢失，但源位元件Y000～Y002的内容保持不变。【基础知识】功能指令及其编程方法机床电气及PLC控制高等教育出版社（P178）图6-28位右移指令的使用示例

五、数据处理指令

数据处理指令是可以进行复杂处理和实现特殊功能的指令。部分数据处理指令见表6-6。P179表6-6部分数据处理指令【基础知识】功能指令及其编程方法机床电气及PLC控制高等教育出版社功能号助记符指令名称40ZRST区间复位41DECO译码42ENCO编码

五、数据处理指令

㈠ZRST：区间复位指令

功能：将指定元件号范围内的同类元件全部复位。

区间复位指令格式如图6-29所示。

操作数：[D1.]、[D2.]可从T、C、D或Y、M、S中选取。必须注意：[D1.]的元件号应≤[D2.]的元件号，否则只对[D1.]指定的元件复位。

区间复位指令举例如图6-30所示，可见当X000由OFF至ON时，M500至M550的所有继电器清零。【基础知识】功能指令及其编程方法机床电气及PLC控制高等教育出版社（P179）图6-30区间复位指令示例

（P179）图6-29区间复位指令格式

五、数据处理指令

㈡DECO：译码指令

功能：用源操作数中的n位二进制数值来控制2n位目标操作数中对应位置的置“1”，其它位置清零。

译码指令格式如图6-31所示。

操作数：[S.]表示源操作数的最低位，[D.]表示目在操作数的最低位。[S.].、[D.]均可以在KnY、KnM、KnS、T、C、D、V、Z中选取。【基础知识】功能指令及其编程方法机床电气及PLC控制高等教育出版社（P179）图6-31译码指令的格式

五、数据处理指令

㈡DECO：译码指令

译码指令举例如图6-32所示，可见当n=3表示源操作数S为3位，当X004为ON时，将X002、X001、X000位所表示的二进制数011（即十进制数3）给予译码，然后指定2n（n=3）的目标操作数M7~M0所组成的8位二进制数的第4位M3置1，其余各位为0。【基础知识】功能指令及其编程方法机床电气及PLC控制高等教育出版社（P180）图6-32译码指令的使用示例

五、数据处理指令

㈢ENCO：编码指令

功能：在源操作数的2n位操作数中，将最高位为1的位，用目标操作数的n位二进制代码表示出来。

编码指令格式如图6-33所示。

操作数：[S.].表示源操作数的最低位，[D.]表示目的操作数的最低位，[S.].、[D.]均可以在KnY、KnM、KnS、T、C、D、V、Z中选取。【基础知识】功能指令及其编程方法机床电气及PLC控制高等教育出版社（P180）图6-33编码指令的格式

五、数据处理指令

㈢ENCO：编码指令

编码指令举例如图6-34所示，可见当X001为ON时，将源操作数指定的8位（2n，n=3）数据M7~M0中的最高位为“1”的M3的位数3编码为二进制数011，并放入目标操作数D10的低3位。【基础知识】功能指令及其编程方法机床电气及PLC控制高等教育出版社（P180）图6-34编码指令的使用示例

六、七段码译码指令

SEGD：七段译码指令。

功能：将中的源操作数中指定元件的低4位所确定的十六进制数（0～F）经译码后存于目标操作数所指定的元件中，以驱动七段数码管。在1位七段数码管中用十六进制型式表达出来。

七段译码指令格式如图6-35所示。

操作数：[S.]可从K、H、KnX、KnY、KnM、KnS、T、C、D、V、Z中选取，[D.]为KnY。P181【基础知识】功能指令及其编程方法机床电气及PLC控制高等教育出版社（P181）图6-35七段码译码指令格式

六、七段码译码指令

七段码译码指令举例如图6-36所示，可见当X000为ON时，对数字5进行七段码译码，并译码H6D存入输出组件K2Y0中，即输出继电器Y007~Y000的各位状态为01101101，七段码显示为5。P181图6-36七段译码指令举例【基础知识】功能指令及其编程方法机床电气及PLC控制高等教育出版社

工作步骤步骤一：实训准备

完成本任务所需的器材和设备见表6-7。P181表6-7完成任务6.1所需的设备、工具、器材明细表机床电气及PLC控制高等教育出版社序号名

称型

号规

格单位数量1单相交流电源

220V、36V、6V

2FX3U系列PLC主机FX3U-32MR/ES

台13计算机

装有GX–Works2PLC编程软件台14实验开关板

块15塑料软铜线

若干6电工和PLC实训通用工具

试电笔、榔头、螺丝刀、电工刀、电工钳、尖嘴钳、剥线钳、活络扳手等（详见表1-1）套1

步骤二：比较指令编程练习

比较指令的练习程序如图6-37所示，当X000为ON时，将K2与计数器C0的当前值比较，其结果送到M0～M2中。ZRST为区间复位指令。

①输入如图6-37所示的程序。

②运行程序，令X000接通，启动编程器或编程软件的监控功能，对C0的当前值及M0、M1、M2进行监控，观察并记录Y000、Y001及Y002的状态。

③令X000断开，观察C0当前值的变化和M0、M1、M2如何复位。机床电气及PLC控制高等教育出版社

工作步骤

步骤二：比较指令编程练习

P182图6-37比较指令编程练习机床电气及PLC控制高等教育出版社

工作步骤

步骤三：传送指令编程练习

①输入如图6-38所示的程序。

②运行程序，令X000接通，

启动编程器或编程软件的监控

功能，对D0～D2的数值进行监控，

观察并记录D0～D2中的数值。

③令X000断开、X001接通，观察并记录D0～D2中的数值。机床电气及PLC控制高等教育出版社

工作步骤（P183）图6-38传送指令编程练习

步骤四：移位指令编程练习

①输入如图6-39所示的程序。

②运行程序，启动编程器或编程软件

的监控功能，对M100及Y000～Y003的状

态进行监控，观察Y000～Y003的输出是否与表6-8的真值表相一致。

机床电气及PLC控制高等教育出版社

工作步骤（P183）表6-8真值表

步骤四：移位指令编程练习

P183图6-39移位指令编程练习机床电气及PLC控制高等教育出版社

工作步骤

步骤五：选做内容

利用跳转指令及子程序编写电动机手动/自动选择控制程序。

步骤六：实训总结

教师与学生一起对PLC的功能指令编程进行总结和分析。

机床电气及PLC控制高等教育出版社

工作步骤【评价反馈】按照P184表6-9完成“任务6.1”的评价反馈。【学习记录与分析】

完成实训的相关记录。1.完成“任务6.1”的互动练习。P1842.选做教材P189～190“项目6”的“思考与练习题”。

机床电气及PLC控制高等教育出版社【作业布置】高等教育出版社教学课件内容提要

本书是“十四五”职业教育国家规划教材。本书编写按照当前职业教育教学改革和教材建设的总体目标，落实“立德树人、德技并修”，并努力体现教学内容的先进性和前瞻性，突出专业领域的新知识、新技术、新工艺、新设备。

本书包括7个学习项目：常用电动机控制电路，机床电气控制，认识PLC，机床的PLC控制，交通灯的控制，运料小车呼叫系统的控制，装配生产线的PLC控制系统。本书按照任务驱动、项目式教学方式组织教学，以工作页的形式呈现学习内容，具有鲜明的职教特色。

本书以三菱的FX3U系列PLC作为教学用机型，可以作为全国高等职业院校机电类专业的专业课程教材，也可用于职业技能培训和供从事电气自动控制技术工作的人员学习参考。“十四五”职业教育国家规划教材《机床电气及PLC控制》（第三版）主编李乃夫副主编吴淑娟高等教育出版社2024年8月第3版【项目分析】

通过用PLC实现对8站运料小车呼叫系统的控制，掌握功能指令的应用、编程及程序输入、运行调试的方法。项目6运料小车呼叫系统的控制机床电气及PLC控制高等教育出版社【学习目标】应知

掌握功能指令的基本格式、表示方法、数据形式、执行方式以及功能指令的含义。

应会1.掌握主要功能指令的使用方法。2.通过对8站运料小车呼叫系统的编程，掌握功能指令的应用。3.进一步熟悉GX-Works2编程软件的使用。项目6运料小车呼叫系统的控制机床电气及PLC控制高等教育出版社任务6.28站运料小车呼叫系统的控制项目6运料小车呼叫系统的控制机床电气及PLC控制高等教育出版社【新课导入】1.简略复习“任务6.1”的内容；2.简略介绍本次课（任务6.2）的主要教学内容与4～12学时的教学安排。

步骤一：8站运料小车呼叫控制系统8站运料小车呼叫控制系统的示意图如图6-40所示：一辆小车行驶在一条线路上，该线路上有1-8号共8个站点，每个站点中各有一个呼叫按钮和到位行程开关，系统设有小车左行和右行指标灯及显示呼叫站点号以及小车位置站点号的七段数码管。P185图6-408站运料小车呼叫控制系统示意图机床电气及PLC控制高等教育出版社

工作步骤

步骤一：8站运料小车呼叫控制系统

系统的控制要求如下：1.在开始时，小车可停靠在任一个站点上。2.当有呼叫小车信号时，小车所在位置的站点号小于呼叫站点号，小车右行；小车所在位置的站点号大于呼叫站点号，小车左行，小车所在位置的站点号等于呼叫站点号，小车于原地不动。3.两个七段数码管分别显示呼叫站点号及小车所在位置站点号。4.系统有小车左行指示灯HL1和右行指示灯HL2。5.每次只能呼叫一个站点；小车在运行过程中不能呼叫。6.设置手动选择开关，在手动模式下运料小车也可以手动左行和手动右行。机床电气及PLC控制高等教育出版社

工作步骤

工作步骤

步骤二：I/O端口分配和器材配置1.确定I/O端口分配I/O口地址分配见表6-10，需要连接到PLC的输入端口有19点，输出端口有18点。P185表6-108站运料小车呼叫控制系统I/O分配表

机床电气及PLC控制高等教育出版社输入端输出端X000~X0071号站呼叫按钮SB1~12号呼叫按钮SB8Y020~Y026呼叫站号显示（七段数码管1）X010~X0171号站到站行程开关SQ1~8号站到站行程开关SQ8Y030~Y036小车位置站号显示（七段数码管2）X020手动选择开关SAY000左行接触器KM1X021右行按钮SB9Y001右行接触器KM2X022左行按钮SB10Y010左行指标灯HL1

Y011右行指标灯HL2

工作步骤

步骤二：I/O端口分配和器材配置2.器材配置

完成本任务所需的器材和设备见表6-11。P186表6-11完成任务6.2所需的设备、工具、器材明细表机床电气及PLC控制高等教育出版社序号名

称型号/规格单位数量1单相交流电源220V、36V、6V

2FX3U系列PLC主机FX3U-64MR/ES型台13计算机装有GX–Works2PLC编程软件台148站小车呼叫系统模型（或实验开关板）

块15万用表MF-47型台16塑料软铜线

若干7电工和PLC实训通用工具

试电笔、榔头、螺丝刀、电工刀、电工钳、尖嘴钳、剥线钳、活络扳手等（详见表1-1）套1

步骤三：编制和输入控制程序1.8站运料小车呼叫控制系统接线图如图6-41所示。2.根据上述控制要求编制控制程序，参考程序如图6-42所示。(1)用传送指令将呼叫位置及小车位置信息分别存入D0和D10；(2)用比较指令判断呼叫位置在小车的左边还是右边；(3)根据比较结果控制小车左行或右行；(4)用编码指令和七段码译码指令显示小车呼叫站点号和小车位置号。3.将PLC主机与开关板连接，按图6-41接线，输入程序。机床电气及PLC控制高等教育出版社

工作步骤

步骤三：编制和输入控制程序

P187图6-418站运料小车呼叫控制系统接线图机床电气及PLC控制高等教育出版社

工作步骤

步骤三：编制和输入控制程序

P188图6-428站运料小车呼叫控制系统程序机床电气及PLC控制高等教育出版社

工作步骤

步骤四：调试运行

调试程序试运行，观察控制效果，并作运行情况的记录。

步骤五：实训总结

教师与学生一起对8站运料小车呼叫的PLC控制系统进行总结和分析。

机床电气及PLC控制高等教育出版社

工作步骤【评价反馈】按照P189表6-12完成“任务6.2”的评价反馈。【项目小结】FX3U系列PLC的指令系统包括有29条基本指令、2条步进指令和209条功能指令。基本指令和步进指令分别在项目4、5中介绍了，本项目介绍的功能指令包括条件跳转、传送比较、运算、循环与移位、编码、译码等指令。至此，FX3U系列PLC指令系统的三大类指令都已基本介绍了（限于篇幅只介绍了一些最基本的和较常用的指令，其余指令可查阅其编程手册）。机床电气及PLC控制高等教育出版社【学习记录与分析】

完成实训的相关记录。1.完成“任务6.2”的互动练习。P1892.选做教材P189～190“项目6”的“思考与练习题”。

机床电气及PLC控制高等教育出版社【作业布置】高等教育出版社教学课件内容提要

本书是“十四五”职业教育国家规划教材。本书编写按照当前职业教育教学改革和教材建设的总体目标，落实“立德树人、德技并修”，并努力体现教学内容的先进性和前瞻性，突出专业领域的新知识、新技术、新工艺、新设备。

本书包括7个学习项目：常用电动机控制电路，机床电气控制，认识PLC，机床的PLC控制，交通灯的控制，运料小车呼叫系统的控制，装配生产线的PLC控制系统。本书按照任务驱动、项目式教学方式组织教学，以工作页的形式呈现学习内容，具有鲜明的职教特色。

本书以三菱的FX3U系列PLC作为教学用机型，可以作为全国高等职业院校机电类专业的专业课程教材，也可用于职业技能培训和供从事电气自动控制技术工作的人员学习参考。“十四五”职业教育国家规划教材《机床电气及PLC控制》（第三版）主编李乃夫副主编吴淑娟高等教育出版社2024年8月第3版书号：ISBN978-7-04-059891-9【项目分析】

通过用PLC实现对产品装配生产线的控制，初步掌握触摸屏、变频器的应用方法，掌握综合应用各类PLC指令编程及程序输入、运行调试的方法。项目7装配生产线的PLC控制系统机床电气及PLC控制高等教育出版社【学习目标】应知(1)了解变频器结构和原理；掌握变频器的简单应用。(2)了解触摸屏控制系统的配置、连接和设定方法；掌握触摸屏的简单应用。(3)熟练掌握FX3U系列PLC的指令系统。

应会(1)学会触摸屏、变频器的应用。(2)能运用触摸屏、变频器和PLC进行综合控制，解决工程实际问题。(3)能够编制应用程序实现控制功能。项目7装配生产线的PLC控制系统机床电气及PLC控制高等教育出版社任务7.1变频器的多段调速控制项目7装配生产线的PLC控制系统机床电气及PLC控制高等教育出版社【新课导入】1.简略复习“项目6”的内容；2.简略介绍教材“项目7”的主要教学内容与12～18学时的教学安排。3.简略介绍本次课（任务7.1）的主要教学内容与6～8学时的教学安排。

【基础知识】变频器

⒈变频器的基本原理

由项目1的三相异步电动机转速公式（1-1）可知，改变电源的频率f1可以改变电动机的转速n。当频率f1在0～50Hz的范围内变化时，电动机转速调节范围非常宽。变频器是通过同时改变电动机电源的电压和频率来实现调速的，是一种高效率、高性能的调速方法。

变频器的两个主要功率变换单元是整流器和逆变器。基本工作原理是变频器将电网电压由输入端（R、S、T）输入变频器，经整流器整流成直流电压，然后通过逆变器，将直流电压变换为交流电压，交流电压的频率和电压大小受到控制，由输出端(U、V、W)输出到交流电动机。机床电气及PLC控制高等教育出版社【基础知识】变频器

⒉变频器的分类

变频器是对交流电动机实现变频调速的装置。它把由电网提供的恒压恒频的交流电变换成其他电压、频率的交流电，将已变电压、频率的交流电接入到电动机定子绕组中，实现对交流电动机的变频无级调速。有三种分类方式：⑴按用途分类①通用变频器。通常指没有特殊功能、控制要求不高的变频器。由于分类的界线不很分明，因此，极大多数变频器都可归到这一类中。机床电气及PLC控制高等教育出版社P194

【基础知识】变频器

⒉变频器的分类②风机、水泵用的变频器。其主要特点是：▲过载能力较低。这是因为风机和水泵在运行过程中很少发生过载的原因。▲具有闭环控制和PID调节功能。由于水泵在具体运行时常常需要进行闭环控制，如在供水系统中，要求进行恒压供水控制；在中央空调系统中，要求恒温控制、恒温差控制等，故此类变频器大多设置了PID调节功能。▲具有“1控多”的切换功能。为了减少设备投资，常常采用由1台变频器控制若干台水泵的控制方式，为此，许多变频器专门设置了切换功能。③高性能变频器。通常指具有矢量控制功能、且能进行四象限运行的变频器，主要用于对机械特性和动态响应的要求较高的场合。机床电气及PLC控制高等教育出版社

【基础知识】变频器

⒉变频器的分类④具有电源再生功能的变频器。当变频器中直流母线上的电压过高时，能将直流电源逆变成三相交流电反馈给电源。主要用于电动机长时间工作于再生发电状态的场合，如起重机械的吊钩电动机等。⑤其他专用变频器。如电梯、纺织专用变频器、张力控制专用变频器、中频变频器等。⑵按变换环节分类①交—交变频器。这是一种可直接将某固定频率交流变换成可调频率的交流电源，变频器无需中间直流环节。与交—直—交间接变频相比，可提高系统变换效率。交—交变频器广泛应用于大功率低转速的交流电动机调速传动、交流励磁变速恒频发电机励磁电源等。机床电气及PLC控制高等教育出版社【基础知识】变频器

⒉变频器的分类②交—直—交变频器。这种变频器采用间接变频的方式。所谓“间接变频”，是指将交流经整流器后变为直流，然后再经逆变器调制为频率可调的交流电。交—直—交变频器由整流器、中间滤波器和逆变器三部分组成。整流器是三相桥式整流电路，其作用为将定压、定频的交流电变换为可调直流电，然后作为逆变器的直流供电电源。中间滤波器由电抗器或电容组成，其作用是对整流后的电压或电流进行滤波。逆变器也是三相桥式整流电路，但它的作用与整流器相反，是将直流电变换（调制）为可调频率的交流电，它是变频器的主要部分。

交—直—交变频器又分为两种，其区别在整流器上，即可控整流器和不可控整流器。

用可控整流器调压，用逆变器调频的交—直—交变频器如图7-1a所示，调压和调频分别在两个环节上进行。机床电气及PLC控制高等教育出版社

【基础知识】变频器

⒉变频器的分类

用不可控整流调压，用脉宽调制逆变器的交—直—交变频器如图7-1b所示。该变频器的脉宽调制逆变器采用全控式电力电子器件，使输出谐波减少。当采用P-MOSFET或IGBT作为开关器件时，开关频率可达20kHz以上，输出波形已非常接近正弦波，因而又称为正弦脉冲调制逆变器（SPWM），为目前通用变频器常采用。(P193)图7-1交—直—交变频器机床电气及PLC控制高等教育出版社

【基础知识】变频器

⒉变频器的分类⑶按输入电源相数分类①“三进三出”变频器。变频器的输入侧和输出侧都是三相交流电，绝大多数变频器都属此类。②“单进三出”变频器。变频器的输入侧为单相交流电，输出侧是三相交流电，家用电器里的变频器都属于此类，通常容量较小。

⒊变频器的额定值⑴输入侧的额定值

输入侧的额定值主要是电压和相数。在我国的中小容量变频器中，输入电压的额定值有以下几种：380~400V/50Hz，200~230V/50Hz或60Hz。机床电气及PLC控制高等教育出版社

⒉变频器的分类⑵输出侧的额定值①输出额定电压UN：输出额定电压是指输出电压中的最大值。在大多数情况下，它就是输出频率等于电动机额定频率时的输出电压值。通常，输出电压的额定值总是和输入电压相等的。②输出额定电流IN：输出额定电流是指允许长时间输出的最大电流，是用户在选择变频器时的主要依据。③输出额定容量SN：SN与UN、IN关系为

。

④配用电动机功率PN：规定的配用电动机额定容量，仅适用于长期连续负载。【基础知识】变频器机床电气及PLC控制高等教育出版社

步骤一：器材准备

完成本任务所需的器材设备见表7-1。（P194）表7-1完成任务7.1所需工具与器材、设备明细表

工作步骤机床电气及PLC控制高等教育出版社序号名称符号型号/规格单位数量1三相交流电源

3×380/220V16A

2单相交流电源

220V、36V、6V

3PLC主机

FX3U-16MR/ES型台14三菱变频器

FR-E740型台15断路器QF1DZ47LE型三相只16断路器QF2DZ47LE型单相只17熔断器FU1RL1-15型500V15A配5A熔体只38熔断器FU2RL1-15型500V15A配2A熔体只29DIN标准导轨

35mm条

10三相异步电动机MYVP801-4型550W1.8A1420r/min台111光电传感器SC1E3V-7DC43S型个112光电传感器SC2E2CY-T11型个113电容传感器SC3E2K-X4ME1型个114电感传感器SC4E3JK-R2M22MBYOMC型个115万用表

MF-47型台116计算机

装有GX–Works2PLC编程软件台117塑料软铜线

若干18电工和PLC实训通用工具

试电笔、榔头、螺丝刀、电工刀、电工钳、尖嘴钳、剥线钳、活络扳手等（详见表1-1）套1步骤二：接受任务

本任务是实现传送带根据将工件的传送到不同位置自动变换不同的运行速度的控制功能。传送带的结构如图7-2所示，传送带中传感器的安装位置如图7-3所示。机床电气及PLC