項(xiàng)目6功能指令的應(yīng)用教學(xué)講義

項(xiàng)目6功能指令的應(yīng)用引言

PLC的基本指令是基于繼電器、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器類等軟元件，主要用于邏輯處理的指令。作為工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，PLC僅有基本指令是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的?，F(xiàn)代工業(yè)控制在許多場(chǎng)合需要數(shù)據(jù)處理，因而PLC制造商在PLC中引入應(yīng)用指令，也稱功能指令。FX系列PLC除了基本指令、步進(jìn)指令外，還有200多條功能指令。可分為程序流向控制、數(shù)據(jù)傳送與比較、算術(shù)與邏輯運(yùn)算、數(shù)據(jù)移位與循環(huán)、數(shù)據(jù)處理、高速處理、方便指令、外部設(shè)備通信（I/O模塊、功能模塊）、浮點(diǎn)運(yùn)算、定位運(yùn)算、時(shí)鐘運(yùn)算、觸點(diǎn)比較等幾大類。功能指令實(shí)際上就是許多功能不同的子程序。26.1工作模塊12

八盞流水燈控制程序控制要求：8盞流水燈每隔1s順序點(diǎn)亮，并不斷循環(huán)

采用功能指令編程更簡(jiǎn)單經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法還是順序功能圖設(shè)計(jì)法？一、任務(wù)導(dǎo)入3

1.功能指令的基本格式梯形圖格式X0MEAND0D10K3[D][S][n]指令表格式步序操作碼操作數(shù)0LDX01MEAN

D0D10K3

8。。。。二、相關(guān)知識(shí)42.數(shù)據(jù)長(zhǎng)度及執(zhí)行方式數(shù)據(jù)長(zhǎng)度16位：參與運(yùn)算的數(shù)據(jù)默認(rèn)為16位二進(jìn)制數(shù)據(jù)32位：32位數(shù)據(jù)時(shí)在操作碼前面加D（Double)X0MOVD0D1X1DMOVD2D4(D0)→(D1)(D3D2)→(D5D4)

對(duì)于32位功能指令，其助記符在16位指令助記符上添加符號(hào)D。

6執(zhí)行方式連續(xù)執(zhí)行方式：每個(gè)掃描周期都重復(fù)執(zhí)行一次，操作數(shù)的內(nèi)容每個(gè)掃描周期都變化。

脈沖執(zhí)行方式：只在信號(hào)OFF→ON時(shí)執(zhí)行一次，在指令后加P（Pulse）。X0MOVD0D1X1MOVPD2D47數(shù)據(jù)格式

在FX系列PLC內(nèi)部，數(shù)據(jù)是以二進(jìn)制（BIN）補(bǔ)碼的形式存儲(chǔ)，所有的四則運(yùn)算都使用二進(jìn)制數(shù)。二進(jìn)制補(bǔ)碼的最高位為符號(hào)位，正數(shù)符號(hào)位為0，負(fù)數(shù)符號(hào)位為1。為更精確地進(jìn)行運(yùn)算，可采用浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算。在FX系列PLC中提供了二進(jìn)制浮點(diǎn)運(yùn)算和十進(jìn)制浮點(diǎn)運(yùn)算。8數(shù)據(jù)寄存器（D）通用數(shù)據(jù)寄存器D0～D199共200點(diǎn)。只要不寫入其它數(shù)據(jù)，已寫入的數(shù)據(jù)不會(huì)變化。但是PLC狀態(tài)由運(yùn)行→停止時(shí)，全部數(shù)據(jù)均清零。斷電保持?jǐn)?shù)據(jù)寄存器D200～D511共312點(diǎn)，只要不改寫，原有數(shù)據(jù)不會(huì)丟失。特殊數(shù)據(jù)寄存器D8000～D8255共256點(diǎn)這些數(shù)據(jù)寄存器供監(jiān)視PLC中各種元件的運(yùn)行方式用。文件寄存器D1000～D2999共2000點(diǎn)。93.傳送指令FNC12MOV

傳送指令FNC12MOV(D)MOV(P)該指令的功能是將源數(shù)據(jù)傳送到指定的目標(biāo)。操作數(shù)[S1]：所有數(shù)據(jù)類型[D]：KnY、KnM、KnS、T、C、D、V、Z。梯形圖K100→D1010（一）I/O資源分配：輸入信號(hào)：起動(dòng)按鈕X20停止按鈕X21；輸出信號(hào)：8盞燈Y0～Y7。三、任務(wù)實(shí)施11（二）程序設(shè)計(jì)126.2工作模塊13搶答器控制程序設(shè)計(jì)一、任務(wù)導(dǎo)入13

1.子程序調(diào)用指令CALL和子程序返回指令SRETX001…X002…T196P10[CALLP10]X000（Y000）[FEND]（T196K10）（Y003）[SRET]主程序子程序二、相關(guān)知識(shí)142.子程序指令

子程序調(diào)用指令FNC01

CALL操作數(shù)：指針P0～P127

子程序返回指令

FNC02

SRET

無(wú)操作數(shù)說(shuō)明子程序應(yīng)該在主程序結(jié)束之后編程。CJ指令的指針與CALL的指針不能重復(fù)。子程序允許嵌套，嵌套級(jí)別最多為5級(jí)。子程序只能用T192～T199和T246～T249作定時(shí)器。153.主程序結(jié)束指令FEND主程序結(jié)束指令FEND無(wú)操作數(shù)。FEND表示主程序結(jié)束，當(dāng)執(zhí)行到FEND時(shí)，PLC進(jìn)行輸入/輸出處理，監(jiān)視定時(shí)器刷新，完成后返回起始步。END是指整個(gè)程序（包括主程序和子程序）結(jié)束。一個(gè)完整的程序可以沒有子程序，但一定要有主程序。使用FEND指令時(shí)應(yīng)注意：（1）子程序和中斷服務(wù)程序應(yīng)放在FEND之后。（2）子程序和中斷服務(wù)程序必須寫在FEND和END之間，否則出錯(cuò)。16(一)I/O資源分配輸入輸出輸入繼電器輸入元件作用輸出繼電器控制對(duì)象X0SD主持人開始Y0～Y6a～g7段顯示碼X1SR主持人復(fù)位Y7～Y121～4隊(duì)顯示X2～X5S1～S4隊(duì)搶答1～4隊(duì)搶答三、任務(wù)實(shí)施17（二）程序設(shè)計(jì)186.3工作模塊14自動(dòng)售貨機(jī)的PLC控制控制要求：①此自動(dòng)售貨機(jī)可投入1元、5元或10元硬幣，投完幣后，確認(rèn)，投幣顯示燈滅。②當(dāng)投入的硬幣總值等于或超過12元時(shí)，食品指示燈亮；當(dāng)投入的硬幣總值超過15元時(shí)，食品、飲料指示燈都亮。③當(dāng)食品指示燈亮?xí)r，按食品按鈕選擇要購(gòu)買的食品，按購(gòu)買鍵確認(rèn)后，食品指示燈滅，出貨口指示燈亮，顯示正出物品，一會(huì)熄滅。④當(dāng)飲料指示燈亮?xí)r，按飲料按鈕選擇要購(gòu)買的飲料，按購(gòu)買鍵確認(rèn)后，飲料指示燈滅，出貨口指示燈亮，顯示正出物品，一會(huì)熄滅。⑤若投入硬幣總值超過購(gòu)物所需錢數(shù)時(shí)，則退幣處的指示燈亮，顯示正在進(jìn)行退幣工作，退完幣后，退幣指示燈熄滅，等待下一次售貨。一、任務(wù)導(dǎo)入191.算術(shù)運(yùn)算指令二進(jìn)制加減運(yùn)算指令

加法FNC20ADD（Addition）減法FNC21SUB（Subtraction）操作數(shù)[S1]、[S2]：K、H、KnX、KnY、KnM、KnS、T、C、D、V,Z[D]：KnY、KnM、KnS、T、C、D、V,Z梯形圖[S1]X0ADDD0D2D4[D][S1]X1DSUBD10D12D14[D][S2][S2](D0)+（D2）（D4）(D11D10)–（D13D12）（1D5D14）二、相關(guān)知識(shí)20說(shuō)明指令是代數(shù)加減運(yùn)算，數(shù)據(jù)的最高位為符號(hào)位。進(jìn)行16位加減運(yùn)算時(shí)，數(shù)據(jù)范圍為－32768～＋32767；32位運(yùn)算時(shí)，數(shù)據(jù)范圍為－2147483648～＋2147483647。運(yùn)算結(jié)果為0時(shí)，零標(biāo)志置位（M8020=1）；運(yùn)算結(jié)果大于＋32767（或＋2147483647）時(shí)，進(jìn)位標(biāo)志置位（M8022=1）；運(yùn)算結(jié)果小于－32768（或－2147483648）時(shí)，借位標(biāo)志置位（M8021=1）。該指令可以進(jìn)行連續(xù)/脈沖執(zhí)行方式。212.二進(jìn)制乘除運(yùn)算指令

乘法FNC22MUL（Multiplication）除法FNC23DIV（Division）操作數(shù)[S1]、[S2]：K、H、KnX、KnY、KnM、KnS、T、C、D、V,Z[D]：KnY、KnM、KnS、T、C、D、V,Z梯形圖[S1]X0MULD0D2D4[D][S1]X1DDIVD10D12D14[D][S2][S2](D0)×（D2）（D5D4）被乘數(shù)乘數(shù)積(D11D10)÷（D13D12）（1D5D14）···（D17D16）被除數(shù)除數(shù)商余數(shù)22說(shuō)明指令進(jìn)行二進(jìn)制運(yùn)算，數(shù)據(jù)最高位為符號(hào)位?？梢赃M(jìn)行16/32位乘除運(yùn)算，16位運(yùn)算時(shí)，積為32位數(shù)據(jù)，商和余數(shù)為16位數(shù)據(jù)；32位運(yùn)算時(shí)，積為64位數(shù)據(jù)，商和余數(shù)為32位數(shù)據(jù)。0作除數(shù)時(shí)程序出錯(cuò)。被除數(shù)和除數(shù)中有一個(gè)為負(fù)數(shù)時(shí)，商為負(fù)數(shù)；被除數(shù)為負(fù)數(shù)時(shí)，余數(shù)也為負(fù)數(shù)。位元件作為32位乘法運(yùn)算的目標(biāo)元件時(shí)，只能得到積的低32位數(shù)據(jù)。可以進(jìn)行連續(xù)/脈沖執(zhí)行方式。233.比較指令FNC10CMP（Compare）操作數(shù)

[S1]、[S1]：K,H、KnX、KnY、KnM、KnS、T、C、D、V、Z[D]：Y、M、S梯形圖[S1]K100<C10的當(dāng)前值時(shí)，M0=ONK100=C10的當(dāng)前值時(shí)，M1=ONK100>C10的當(dāng)前值時(shí)，M2=ONM0M1M2X0[S2][D]CMPK100C10M024說(shuō)明該指令是將源操作數(shù)[S1]和[S2]的中數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，結(jié)果送目標(biāo)操作數(shù)[D]中去。[D]由3個(gè)元件組成，指令中[D]給出首地址，其它兩個(gè)為后面的相鄰元件。當(dāng)X0由ON→OFF時(shí)，不執(zhí)行CMP指令，M0～M2保持?jǐn)嚅_前的狀態(tài)，用復(fù)位指令RST才能清除比較結(jié)果。CMP是進(jìn)行二進(jìn)制代數(shù)比較?？梢?2位二進(jìn)制數(shù)比較和脈沖執(zhí)行方式。如果指令中指定的操作數(shù)不全、元件超出范圍、軟元件地址不對(duì)時(shí)，程序出錯(cuò)。25

I/O資源分配輸入輸出1元輸入(c)X0退幣輸出(k)Y05元輸入(d)X1出貨輸出(j)Y110元輸入(e)X2食品指示燈(a)Y2食品選擇(h)X3飲料指示燈(b)Y3飲料選擇(g)X4購(gòu)買輸入(i)X5確認(rèn)輸入(f)X6三、任務(wù)實(shí)施26程序設(shè)計(jì)27286.4工作模塊15五臺(tái)電機(jī)的啟停控制要求：用按鈕實(shí)現(xiàn)5臺(tái)電機(jī)的啟?？刂啤０粹o按數(shù)次，最后一次保持1s以上后，則號(hào)碼與次數(shù)相同的電機(jī)運(yùn)行，再按按鈕，該電機(jī)停止。一、任務(wù)導(dǎo)入29解碼與編碼指令解碼（譯碼）指令FNC40

DECO（Decode）編碼指令FNC41

ENCO（Encode）DECO操作數(shù)[S]：K、H、X、Y、M、S、T、C、D、V、Z[D]：Y、M、S、T、C、D

ENCO操作數(shù)[S]：X、Y、M、S、T、C、D、V、[D]：T、C、D、V、Z二、相關(guān)知識(shí)30編碼與解碼指令使用說(shuō)明

圖a中：X002～X000組成的3位（n＝3）二進(jìn)制數(shù)為011，相當(dāng)于十進(jìn)制數(shù)3，由目標(biāo)操作數(shù)M7～M0組成的8位二進(jìn)制數(shù)的第3位（M0為第0位）M3被置1，其余各位為0。如源數(shù)據(jù)全零，則M0置1。圖b中：n=3，編碼指令將源元件M7～M0中為“1”的M3的位數(shù)3編碼為二進(jìn)制數(shù)011，并送到目標(biāo)元件D10的低3位。31解：根據(jù)控制要求，梯形圖如圖6-54所示。輸入電機(jī)編號(hào)的按鈕接于X0，電機(jī)號(hào)數(shù)使用加1指令記錄在K1M10中。DECO指令則將K1M10中的數(shù)據(jù)解讀并令M0右側(cè)和K1M10中數(shù)據(jù)相同的位元件置1。M9及T0用于輸入數(shù)字確認(rèn)和停車復(fù)位控制。Y0-Y4接五臺(tái)電機(jī)。三、任務(wù)實(shí)施32

6.5工作模塊16機(jī)械手的PLC控制一、任務(wù)導(dǎo)入SQ4SQ3SQ2上升YV2下降YV1右行YV3左行YV4YV5SQ1圖23-7機(jī)械手動(dòng)作示意圖松開夾緊工件AB圖機(jī)械手動(dòng)作示意圖33控制要求：

如上圖所示是一氣動(dòng)機(jī)械手，其功能是將工件從A處送到B處。氣動(dòng)機(jī)械手的升降和左右移行分別使用了雙線圈的電磁閥，在某方向的驅(qū)動(dòng)線圈失電時(shí)能保持在原位，必須驅(qū)動(dòng)反方向的線圈才能反向運(yùn)動(dòng)。上升、下降對(duì)應(yīng)的電磁閥線圈分別是YV2、YVl，右行、左行對(duì)應(yīng)的電磁閥線圈分別是YV3、YV4。機(jī)械手的夾鉗使用單線圈電磁閥YV5，線圈通電時(shí)夾緊工件，斷電時(shí)松開工件。通過設(shè)置限位開關(guān)SQl、SQ2、SQ3、SQ4分別對(duì)機(jī)械手的下降、上升、右行、左行進(jìn)行限位，而夾鉗不帶限位開關(guān)，它是通過延時(shí)1.7s來(lái)表示夾緊和松開動(dòng)作的完成。34狀態(tài)初始化指令狀態(tài)初始化指令FNC60

IST（InitialState）與步進(jìn)梯形STL指令一起使用，用于自動(dòng)設(shè)置多種工作方式的控制系統(tǒng)的初始狀態(tài)，以及設(shè)置有關(guān)的特殊輔助繼電器的狀態(tài)。指令中S指定運(yùn)行模式的初始輸入。操作數(shù)[S]：X、Y、M[D1][D2]

：S20～S899D1<D2狀態(tài)初始化及數(shù)據(jù)搜索指令使用說(shuō)明二、相關(guān)知識(shí)35IST指令的源操作數(shù)可取X、Y和M，用來(lái)指定與工作方式有關(guān)的首地址，它實(shí)際指定了從首址開始的8個(gè)連續(xù)號(hào)的同類元件具有以下意義：

X20：手動(dòng)X24：連續(xù)運(yùn)行（全自動(dòng)）

X21：回原點(diǎn)X25：回原點(diǎn)啟動(dòng)

X22：?jiǎn)尾竭\(yùn)行X26：自動(dòng)運(yùn)行啟動(dòng)

X23：?jiǎn)沃苓\(yùn)行（半自動(dòng)）X27：停止

IST指令的目標(biāo)操作數(shù)［D1?］和［D2?］用來(lái)指定在自動(dòng)操作中用到的狀態(tài)元件的最低和最高元件號(hào)，可取S20～S899。

IST指令執(zhí)行條件滿足時(shí)，S0、S1、S2和下列特殊輔助繼電器被自動(dòng)設(shè)定為以下功能；若以后執(zhí)行條件變?yōu)镺FF，這些元件的功能仍然保持不變36回原位SB1SB2SB3SB4SB5SB6SB7SB8SB9啟動(dòng)停止下降上升右行左行夾緊放松回原位手動(dòng)連續(xù)單周期單步圖23-8機(jī)械手操作面板示意圖如上圖所示為機(jī)械手的操作面板，機(jī)械手能實(shí)現(xiàn)手動(dòng)、回原位、單步、單周期和連續(xù)等五種工作方式。手動(dòng)工作方式時(shí)，用各按鈕的點(diǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的動(dòng)作；回原位工作方式時(shí)，按下“回原位”按鈕，則機(jī)械手自動(dòng)返回原位；單步工作方式時(shí)，每按一次啟動(dòng)按鈕，機(jī)械手向前執(zhí)行一步；選擇單周期工作方式時(shí)，每按一次啟動(dòng)按鈕，機(jī)械手只運(yùn)行一個(gè)周期就停下；連續(xù)工作方式時(shí)，機(jī)械手在原位，只要按下啟動(dòng)按鈕，機(jī)械手就會(huì)連續(xù)循環(huán)動(dòng)作，直到按下停止按鈕，機(jī)械手才會(huì)最后運(yùn)行到原位并停下；而在傳送工件的過程中，機(jī)械手必須升到最高位置才能左右移動(dòng)，以防止機(jī)械手在較低位置運(yùn)行時(shí)碰到其他工件。三、任務(wù)實(shí)施37I/O資源分配輸入信號(hào)輸出信號(hào)名稱代號(hào)輸入點(diǎn)編號(hào)名稱代號(hào)輸入點(diǎn)編號(hào)手動(dòng)擋SAX0松開按鈕SB8X15回原位擋SAX1下限位開關(guān)SQ1X16單步擋SAX2上限位開關(guān)SQ2X17單周期擋SAX3右限位開關(guān)SQ3X20連續(xù)擋SAX4左限位開關(guān)SQ4X21回原位按鈕SB9X5啟動(dòng)按鈕SB1X6輸出信號(hào)停止按鈕SB2X7名稱代號(hào)輸出點(diǎn)編號(hào)下降按鈕SB3X10下降電磁閥線圈YV1Y0上升按鈕SB4X11上升電磁閥線圈YV2Y1右行按鈕SB5X12右行電磁閥線圈YV3Y2左行按鈕SB6X13左行電磁閥線圈YV4Y3夾緊按鈕SB7X14松緊電磁閥線圈YV5Y438（2）PLC接線圖SB1SB9SB2SB3SB4SB5SB6SB7SB8SQ1SQ2SQ3SQ4COMCOMY0Y1Y2Y3Y4YV1YV2YV3YV4YV5X21X20X17X16X15X14X13X12X11X10X7X6X5X4X3X2X1X0LNFUFU~220V~220VPLC下降上升右行左行夾緊夾緊左限位右限位上限位下限位松開夾緊左行右行上升下降停止啟動(dòng)回原位連續(xù)單周期單步回原位SA機(jī)械手控制系統(tǒng)PLC的I/O接線圖39S0（b）手動(dòng)方式程序Y4X15X11X13松開X14X17X16X10X12X17X17X21X20Y0Y1Y2Y3Y3Y2Y0Y1RSTSETY4夾緊上升下降左行右行手動(dòng)方式初始狀態(tài)X21X17Y4M8044S27S20X0ISTM8000松開左限右限（a）初始化程序S11X21Y3RSTY1S10X17Y1RSTY4松開RSTY0S12回原位結(jié)束RSTY4S1X5上升左行SETM8043（c）回原位方式程序回原位初始狀態(tài)Y0S20S21X16T0T0Y1S22X17X18Y2S23Y0S24S25X16T1Y1S26X17X21Y3S27T1SETRSTY4Y4下降下限位下限位上限位上限位下降上升上升夾緊松開左行右行右限位M8041M8044S2狀態(tài)轉(zhuǎn)移開始自動(dòng)方式初始狀態(tài)原位位置條件（d）自動(dòng)方式順序功能圖K17K17機(jī)械手的控制程序406.6其他一些功能指令（一）塊傳送指令FNC15BMOV[S][D]nX000[BMOVD5D10K3]D7D6D5D12D11D10操作數(shù)

[S]：K,H、KnX、KnY、KnM、KnS、T、C、D、V,Z[D]：KnY、KnM、KnS、T、C、D、V,Zn：K、H

41塊傳送指令FNC15BMOV說(shuō)明[S]為存放被傳送的數(shù)據(jù)塊的首地址；[D]為存放傳送來(lái)的數(shù)據(jù)塊的首地址；n為數(shù)據(jù)塊的長(zhǎng)度。位元件進(jìn)行傳送時(shí)，源和目標(biāo)操作數(shù)要有相同的位數(shù)。當(dāng)傳送地址號(hào)重疊時(shí)，為防止在傳送過程中數(shù)據(jù)丟失（被覆蓋），要先把重疊地址號(hào)中的內(nèi)容送出，然后再送入數(shù)據(jù)。如圖所示，采用①～③的順序自動(dòng)傳送。該指令可以連續(xù)/脈沖執(zhí)行方式。42