可編程控制器原理20080320170225746

1、第6章FX系PLC的應(yīng)用指令 本章要點 應(yīng)用指令的表示方法 常用指令的格式及用法（如程序流控制指令、比較指令數(shù) 據(jù)傳送指令、循環(huán)與移位指令 、時鐘運算指令等） 難點 跳步指令 中斷指針與中斷指令 課時安排:8課時 6.1應(yīng)用指令的表示方法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) .應(yīng)用指令的表示方法 如圖所示為一個計算平均值指令，它有三個操作數(shù)，S表示源操 作數(shù)，D表示目標操作數(shù)，圖中源操作數(shù)為D0、D1、D2，目 標操作數(shù)為D4Z0（Z0為變址寄存器），K3表示有3個數(shù)， 當X0接通時，執(zhí)行的操作為（D0）+（D1）+ （D2）3（D4Z0），如果Z0的內(nèi)容為20，則運算結(jié) 果送入D24中。 .應(yīng)用指令的表示方法 有的功

2、能指令沒有操作數(shù)，而大多數(shù)功能指令有1 至4個操作數(shù)。如果使用變址功能，則可表示為S 和D。當源或目標不止一個時，用S1、S2、 D1、D2表示。用n和m表示其它操作數(shù)，它們 常用來表示常數(shù)K和H，或作為源和目標操作數(shù)的補 充說明，當這樣的操作數(shù)多時可用n1、n2和m1、 m2等來表示。 功能指令的指令段通常占1個程序步，16位操作數(shù) 占2步，32位操作數(shù)占4步。 .FX系列系列PLC功能指令的執(zhí)行方式與數(shù)據(jù)長度功能指令的執(zhí)行方式與數(shù)據(jù)長度 1.連續(xù)執(zhí)行與脈沖執(zhí)行連續(xù)執(zhí)行與脈沖執(zhí)行 功能指令有連續(xù)執(zhí)行和脈沖執(zhí)行兩種類型。如圖1所示，指 令助記符MOV后面有“P”表示脈沖執(zhí)行，即該指令僅在X1

3、接通（由OFF到ON）時執(zhí)行（將D10中的數(shù)據(jù)送到D12中） 一次；如果沒有“P”則表示連續(xù)執(zhí)行，即該在X1接通（ON） 的每一個掃描周期指令都要被執(zhí)行。 2數(shù)據(jù)長度數(shù)據(jù)長度 功能指令可處理16位數(shù)據(jù)或32位數(shù)據(jù)。處理32位數(shù)據(jù)的指 令是在助記符前加“D”標志，無此標志即為處理16位數(shù)據(jù)的 指令。注意32位計數(shù)器（C200C255）的一個軟元件為32 位，不可作為處理16位數(shù)據(jù)指令的操作數(shù)使用。在使用32位 數(shù)據(jù)時建議使用首編號為偶數(shù)的操作數(shù)，不容易出錯。 6.1.2功能指令的執(zhí)行方式與數(shù)據(jù)長度功能指令的執(zhí)行方式與數(shù)據(jù)長度 例例 如圖所示，指令助記符MOV后面有“P”表示 脈沖執(zhí)行，MOV 前

4、有”D”即表示為32位數(shù)據(jù), 該指令即指:僅在X1接通（由OFF到ON）時,將 D11 D10中的32位數(shù)據(jù)送到D13 D12中. .三菱三菱FX系列系列PLC功能指令的數(shù)據(jù)格式功能指令的數(shù)據(jù)格式 1位元件與字元件位元件與字元件 象X、Y、M、S等只處理ON/OFF信息的軟元件稱為位元件； 而象T、C、D等處理數(shù)值的軟元件則稱為字元件，一個字元 件由16位二進制數(shù)組成。 位元件可以通過組合使用，4個位元件為一個單元，通用表 示方法是由Kn加起始的軟元件號組成，n為單元數(shù)。例如K2 M0表示M0M7組成兩個位元件組（K2表示2個單元），它 是一個8位數(shù)據(jù)，M0為最低位。如果將16位數(shù)據(jù)傳送到不足

5、 16位的位元件組合（n4）時，只傳送低位數(shù)據(jù)，多出的高 位數(shù)據(jù)不傳送，32位數(shù)據(jù)傳送也一樣。在作16位數(shù)操作時， 參與操作的位元件不足16位時，高位的不足部分均作0處理， 這意味著只能處理正數(shù)（符號位為0），在作32位數(shù)處理時 也一樣。被組合的元件首位元件可以任意選擇，但為避免混 亂，建議采用編號以0結(jié)尾的元件，如S10，X0，X20等。 .三菱三菱FX系列系列PLC功能指令的數(shù)據(jù)格式功能指令的數(shù)據(jù)格式 2數(shù)據(jù)格式數(shù)據(jù)格式 在FX系列PLC內(nèi)部，數(shù)據(jù)是以二進制（BIN）補碼的形式存 儲，所有的四則運算都使用二進制數(shù)。二進制補碼的最高位 為符號位，正數(shù)的符號位為0，負數(shù)的符號位為1。FX系列

6、PLC可實現(xiàn)二進制碼與BCD碼的相互轉(zhuǎn)換。 為更精確地進行運算，可采用浮點數(shù)運算。在FX系列PLC中 提供了二進制浮點運算和十進制浮點運算，設(shè)有將二進制浮 點數(shù)與十進制浮點數(shù)相互轉(zhuǎn)換的指令。二進制浮點數(shù)采用編 號連續(xù)的一對數(shù)據(jù)寄存器表示，例D11和D10組成的32位寄 存器中，D10的16位加上D11的低7位共23位為浮點數(shù)的尾 數(shù)，而D11中除最高位的前8位是階位，最高位是尾數(shù)的符 號位（0為正，1是負）。10進制的浮點數(shù)也用一對數(shù)據(jù)寄存 器表示，編號小數(shù)據(jù)寄存器為尾數(shù)段，編號大的為指數(shù)段， 例如使用數(shù)據(jù)寄存器（D1，D0）時，表示數(shù)為 10進制浮點 數(shù)=尾數(shù)D010指數(shù)D1 其中：D0，D

7、1的最高位是正負符號位。 6.2.程序流控制指令 6.2.1程序流控制指令CJ 條件跳轉(zhuǎn)指令條件跳轉(zhuǎn)指令CJ 條件跳轉(zhuǎn)指令CJ（P）的編號為FNC00，操 作數(shù)為指針標號P0P127，其中P63為END 所在步序，不需標記。指針標號允許用變址 寄存器修改。CJ和CJP都占3個程序步，指針 標號占1步。 6.2程序流控制指令CJ 如圖所示，當X20接通時， 則由CJ P9指令跳到標號 為P9的指令處開始執(zhí)行， 跳過了程序的一部分， 減少了掃描周期。如果 X20斷開，跳轉(zhuǎn)不會執(zhí)行， 則程序按原順序執(zhí)行。 6.2程序流控制指令CJ 使用跳轉(zhuǎn)指令時應(yīng)注意： 1）CJP指令表示為脈沖執(zhí)行方式； 2）在一

8、個程序中一個標號只能出現(xiàn)一次，否則將出錯； 3）在跳轉(zhuǎn)執(zhí)行期間，即使被跳過程序的驅(qū)動條件改變，但 其線圈（或結(jié)果）仍保持跳轉(zhuǎn)前的狀態(tài)，因為跳轉(zhuǎn)期間根本 沒有執(zhí)行這段程序。 4）如果在跳轉(zhuǎn)開始時定時器和計數(shù)器已在工作，則在跳轉(zhuǎn) 執(zhí)行期間它們將停止工作，到跳轉(zhuǎn)條件不滿足后又繼續(xù)工作。 但對于正在工作的定時器T192T199和高速計數(shù)器 C235C255不管有無跳轉(zhuǎn)仍連續(xù)工作。 5）若積算定時器和計數(shù)器的復(fù)位（RST）指令在跳轉(zhuǎn)區(qū)外， 即使它們的線圈被跳轉(zhuǎn)，但對它們的復(fù)位仍然有效。 6.2.2子程序調(diào)用與子程序返回指令子程序調(diào)用與子程序返回指令 子程序調(diào)用指令CALL的編號為FNC01。操作 數(shù)為P

9、0P127，此指令占用3個程序步。 子程序返回指令SRET的編號為FNC02。無操 作數(shù)，占用1個程序步。 6.2.2子程序調(diào)用與子程序返回指令子程序調(diào)用與子程序返回指令 如圖所示，如果X0 接通，則轉(zhuǎn)到標號 P10處去執(zhí)行子程序。 當執(zhí)行SRET指令時， 返回到CALL指令的 下一步執(zhí)行。 6.2.2子程序調(diào)用與子程序返回指令子程序調(diào)用與子程序返回指令 使用子程序調(diào)用與返回指令時應(yīng)注意： 1）轉(zhuǎn)移標號不能重復(fù)，也不可與跳轉(zhuǎn)指令的標 號重復(fù)； 2）子程序可以嵌套調(diào)用，最多可5級嵌套。 6.2.3與中斷有關(guān)的指令與中斷有關(guān)的指令 與中斷有關(guān)的三條功能指令是：中斷返回指令 IRET，編號為FNCO

10、3；中斷允許指令EI，編 號為FNCO4；中斷禁止DI，編號為FNC05。 它們均無操作數(shù)，占用1個程序步。 PLC通常處于禁止中斷狀態(tài)，由EI和DI指令 組成允許中斷范圍。在執(zhí)行到該區(qū)間，如有 中斷源產(chǎn)生中斷，CPU將暫停主程序執(zhí)行轉(zhuǎn) 而執(zhí)行中斷服務(wù)程序。當遇到IRET時返回斷 點繼續(xù)執(zhí)行主程序。 6.2.3與中斷有關(guān)的指令與中斷有關(guān)的指令 如圖所示，允許中 斷范圍中若中斷源 X0有一個下降沿， 則轉(zhuǎn)入I000為標號 的中斷服務(wù)程序， 但X0可否引起中斷 還受M8050控制，當 X20有效時則M8050 控制X0無法中斷。 6.2.3與中斷有關(guān)的指令與中斷有關(guān)的指令 使用中斷相關(guān)指令時應(yīng)注意

11、： 1）中斷的優(yōu)先級排隊如下，如果多個中斷依次發(fā)生，則以發(fā) 生先后為序，即發(fā)生越早級別越高，如果多個中斷源同時發(fā) 出信號，則中斷指針號越小優(yōu)先級越高； 2）當M8050M8058為ON時，禁止執(zhí)行相應(yīng)I0I8 的中斷，M8059為ON時則禁止所有計數(shù)器中斷； 3）無需中斷禁止時，可只用EI指令，不必用DI指令； 4）執(zhí)行一個中斷服務(wù)程序時，如果在中斷服務(wù)程序中有EI和 DI，可實現(xiàn)二級中斷嵌套，否則禁止其它中斷。 6.2.4主程序結(jié)束指令主程序結(jié)束指令FEDND 主程序結(jié)束指令FEND的編號為FNC06，無操作數(shù)， 占用1個程序步。FEND表示主程序結(jié)束，當執(zhí)行到 FEND時，PLC進行輸入/

12、輸出處理，監(jiān)視定時器刷 新，完成后返回啟始步。 使用FEND指令時應(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。 6.2.5監(jiān)視定時器指令監(jiān)視定時器指令WDT 監(jiān)視定時器指令WDT（P）編號為FNC07，沒有操 作數(shù)，占有1個程序步。WDT指令的功能是對PLC 的監(jiān)視定時器進行刷新。 FX系列PLC的監(jiān)視定時器缺省值為200ms（可用 D8000來設(shè)定），正常情況下PLC掃描周期小于此 定時時間。如果由于有外界干擾或程序本身的原因 使掃描周期大于監(jiān)視定時器的設(shè)定值，使PLC的 CPU出錯燈亮并停止工作，可通過在適當位置

13、加 WDT指令復(fù)位監(jiān)視定時器，以使程序能繼續(xù)執(zhí)行到 END。 6.2.5監(jiān)視定時器指令監(jiān)視定時器指令WDT 如圖所示，利用一個WDT指令將一個 240ms的程序一分為二，使它們都小于 200ms，則不再會出現(xiàn)報警停機。 6.2.5監(jiān)視定時器指令監(jiān)視定時器指令WDT 使用WDT指令時應(yīng)注意： 1）如果在后續(xù)的FOR-NEXT循環(huán)中，執(zhí)行時 間可能超過監(jiān)控定時器的定時時間，可將 WDT插入循環(huán)程序中。 2）當與條件跳轉(zhuǎn)指令CJ對應(yīng)的指針標號在CJ 指令之前時（即程序往回跳）就有可能連續(xù) 反復(fù)跳步使它們之間的程序反復(fù)執(zhí)行，使執(zhí) 行時間超過監(jiān)控時間，可在CJ指令與對應(yīng)標 號之間插入WDT指令。 6.2

14、.6循環(huán)指令循環(huán)指令FOR NEXT 循環(huán)指令共有兩條：循環(huán)區(qū)起點指令FOR，編 號為FNC08，占3個程序步；循環(huán)結(jié)束指令 NEXT，編號為FNC09，占用1個程序步，無 操作數(shù)。 在程序運行時，位于FORNEXT間的程序反 復(fù)執(zhí)行n次（由操作數(shù)決定）后再繼續(xù)執(zhí)行后 續(xù)程序。循環(huán)的次數(shù)n=132767。如果N=- 327670之間，則當作n=1處理。 6.2.6循環(huán)指令循環(huán)指令FOR NEXT 如圖所示為 一個二重嵌 套循環(huán)，外 層執(zhí)行次. 如果D0Z中 的數(shù)為6則 外層A每執(zhí) 行一次則內(nèi) 層B將執(zhí)行6 次。 6.2.6循環(huán)指令循環(huán)指令FOR NEXT 使用循環(huán)指令時應(yīng)注意： 1）FOR和N

15、EXT必須成對使用； 2）FX2N系列PLC可循環(huán)嵌套5層； 3）在循環(huán)中可利用CJ指令在循環(huán)沒結(jié)束時跳 出循環(huán)體； 4）FOR應(yīng)放在NEXT之前，NEXT應(yīng)在FEND 和END之前，否則均會出錯。 6.3時鐘運算指令時鐘運算指令 共有七條時鐘運算類指令，指令的編號分布在 FNC160FNC169之間。時鐘運算類指令是對時鐘 數(shù)據(jù)進行運算和比較，對PLC內(nèi)置實時時鐘進行時 間校準和時鐘數(shù)據(jù)格式化操作。 （1）時鐘數(shù)據(jù)比較指令TCMP（FNC160） TCMP(P) 它的功能是用來比較指定時刻與時鐘數(shù)據(jù)的大小。 如圖3- 86所示，將源操作數(shù)S1.、S2.、S3.中的 時間與S.起始的3點時間數(shù)

16、據(jù)比較，根據(jù)它們的比 較結(jié)果決定目標操作數(shù)D.中起始的3點單元中取 ON或OFF的狀態(tài)。該指令只有16位運算，占11個 程序步。它的源操作數(shù)可取T、C和D，目標操作數(shù) 可以是Y、M和S。 6.3時鐘運算指令時鐘運算指令 (1)時鐘數(shù)據(jù)比較指令的使用時鐘數(shù)據(jù)比較指令的使用 （2）時鐘數(shù)據(jù)加法運算指令TADD （FNC162） TADD(P)指令的功能是將兩個 源操作數(shù)的內(nèi)容相加結(jié)果送入目標操作數(shù)。 源操作數(shù)和目標操作數(shù)均可取T，C和D。 TADD為16位運算，占7個程序步。如圖3-87 所示，將S1.指定的D10D12和D20D22 中所放的時、分、秒相加，把結(jié)果送入D.指 定的D30D32中。

17、當運算結(jié)果超過24小時 時，進位標志位變?yōu)镺N，將進行加法運算的 結(jié)果減去24小時后作為結(jié)果進行保存。 （2）時鐘數(shù)據(jù)加法運算指令TADD （3）時鐘數(shù)據(jù)讀取指令TRD （FNC166） TRD(P)指令為16位運算，占7 個程序步。D.可取T，C和D。它的功能是讀 出內(nèi)置的實時時鐘的數(shù)據(jù)放入由D.開始的7 個字內(nèi)。如圖3-87所示，當X1為ON時，將 實時時鐘（它們以年、月、日、時、分、秒、 星期的順序存放在特殊輔助寄存器D8013 8019之中）傳送到D10D16之中。 （3）時鐘數(shù)據(jù)讀取指令TRD 6.4格雷碼轉(zhuǎn)換及模擬量模塊專用指格雷碼轉(zhuǎn)換及模擬量模塊專用指 令令 （1）格雷碼轉(zhuǎn)換和逆

18、轉(zhuǎn)換指令 這類指令有2條： GRY （FNC170）和GBIN （FNC171），常用于 處理光電碼盤編碼盤的數(shù)據(jù)。(D)GRN(P)指令的功 能是將二進制數(shù)轉(zhuǎn)換為格雷碼，(D)GBIN(P)指令則 是GRY的逆變換。如圖3-89所示，GRY指令是將源 操作數(shù)S.中的二進制數(shù)變成格雷碼放入目標操作數(shù) D.中，而GBIN指令與其相反。它們的源操作數(shù)可 取任意數(shù)據(jù)格式，目標操作數(shù)為KnY、KnM、KnS、 T、C、D、V和Z。、16位操作時占5個程序步，32 位操作時占9個程序步。 (1)格雷碼轉(zhuǎn)換和逆轉(zhuǎn)換指令的使用 (2)模擬量模塊讀寫指令的使用 這類指令有2條：RD3A （FNC176）和WR

19、3A （FNC177），其功能是對FXON-3A模擬量 模塊輸入值讀取和對模塊寫入數(shù)字值。如圖 3-90所示，m1.為特殊模塊號K0K7，m2. 為模擬量輸入通道K1或K2，D.為保存讀取 的數(shù)據(jù)，S.為指定寫入模擬量模塊的數(shù)字值。 指令均為16位操作，占7個程序步。 (2)模擬量模塊讀寫指令的使用 6.5觸點比較指令觸點比較指令 觸點比較指令共有18條.觸點比較指令源操作數(shù)可取 任意數(shù)據(jù)格式。16位運算占5個程序步，32位運算 占9個程序步。 （1）LD觸點比較指令 該類指令的助記符、代碼、功 能如表6-2所示。 如圖所示為LD=指令的使用，當計數(shù)器C10的當前值 為200時驅(qū)動Y10。其它LD觸點比較