項目6功能指令的應用教學講義

項目6功能指令的應用引言

PLC的基本指令是基于繼電器、定時器、計數(shù)器類等軟元件，主要用于邏輯處理的指令。作為工業(yè)控制計算機，PLC僅有基本指令是遠遠不夠的?，F(xiàn)代工業(yè)控制在許多場合需要數(shù)據(jù)處理，因而PLC制造商在PLC中引入應用指令，也稱功能指令。FX系列PLC除了基本指令、步進指令外，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、算術與邏輯運算、數(shù)據(jù)移位與循環(huán)、數(shù)據(jù)處理、高速處理、方便指令、外部設備通信（I/O模塊、功能模塊）、浮點運算、定位運算、時鐘運算、觸點比較等幾大類。功能指令實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順序點亮，并不斷循環(huán)

采用功能指令編程更簡單經(jīng)驗設計法還是順序功能圖設計法？一、任務導入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、相關知識42.數(shù)據(jù)長度及執(zhí)行方式數(shù)據(jù)長度16位：參與運算的數(shù)據(jù)默認為16位二進制數(shù)據(jù)32位：32位數(shù)據(jù)時在操作碼前面加D（Double)X0MOVD0D1X1DMOVD2D4(D0)→(D1)(D3D2)→(D5D4)

對于32位功能指令，其助記符在16位指令助記符上添加符號D。

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

脈沖執(zhí)行方式：只在信號OFF→ON時執(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)符號位為0，負數(shù)符號位為1。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。8數(shù)據(jù)寄存器（D）通用數(shù)據(jù)寄存器D0～D199共200點。只要不寫入其它數(shù)據(jù)，已寫入的數(shù)據(jù)不會變化。但是PLC狀態(tài)由運行→停止時，全部數(shù)據(jù)均清零。斷電保持數(shù)據(jù)寄存器D200～D511共312點，只要不改寫，原有數(shù)據(jù)不會丟失。特殊數(shù)據(jù)寄存器D8000～D8255共256點這些數(shù)據(jù)寄存器供監(jiān)視PLC中各種元件的運行方式用。文件寄存器D1000～D2999共2000點。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。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：起動按鈕X20停止按鈕X21；輸出信號：8盞燈Y0～Y7。三、任務實施11（二）程序設計126.2工作模塊13搶答器控制程序設計一、任務導入13

1.子程序調用指令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、相關知識142.子程序指令

子程序調用指令FNC01

CALL操作數(shù)：指針P0～P127

子程序返回指令

FNC02

SRET

無操作數(shù)說明子程序應該在主程序結束之后編程。CJ指令的指針與CALL的指針不能重復。子程序允許嵌套，嵌套級別最多為5級。子程序只能用T192～T199和T246～T249作定時器。153.主程序結束指令FEND主程序結束指令FEND無操作數(shù)。FEND表示主程序結束，當執(zhí)行到FEND時，PLC進行輸入/輸出處理，監(jiān)視定時器刷新，完成后返回起始步。END是指整個程序（包括主程序和子程序）結束。一個完整的程序可以沒有子程序，但一定要有主程序。使用FEND指令時應注意：（1）子程序和中斷服務程序應放在FEND之后。（2）子程序和中斷服務程序必須寫在FEND和END之間，否則出錯。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象X0SD主持人開始Y0～Y6a～g7段顯示碼X1SR主持人復位Y7～Y121～4隊顯示X2～X5S1～S4隊搶答1～4隊搶答三、任務實施17（二）程序設計186.3工作模塊14自動售貨機的PLC控制控制要求：①此自動售貨機可投入1元、5元或10元硬幣，投完幣后，確認，投幣顯示燈滅。②當投入的硬幣總值等于或超過12元時，食品指示燈亮；當投入的硬幣總值超過15元時，食品、飲料指示燈都亮。③當食品指示燈亮時，按食品按鈕選擇要購買的食品，按購買鍵確認后，食品指示燈滅，出貨口指示燈亮，顯示正出物品，一會熄滅。④當飲料指示燈亮時，按飲料按鈕選擇要購買的飲料，按購買鍵確認后，飲料指示燈滅，出貨口指示燈亮，顯示正出物品，一會熄滅。⑤若投入硬幣總值超過購物所需錢數(shù)時，則退幣處的指示燈亮，顯示正在進行退幣工作，退完幣后，退幣指示燈熄滅，等待下一次售貨。一、任務導入191.算術運算指令二進制加減運算指令

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、相關知識20說明指令是代數(shù)加減運算，數(shù)據(jù)的最高位為符號位。進行16位加減運算時，數(shù)據(jù)范圍為－32768～＋32767；32位運算時，數(shù)據(jù)范圍為－2147483648～＋2147483647。運算結果為0時，零標志置位（M8020=1）；運算結果大于＋32767（或＋2147483647）時，進位標志置位（M8022=1）；運算結果小于－32768（或－2147483648）時，借位標志置位（M8021=1）。該指令可以進行連續(xù)/脈沖執(zhí)行方式。212.二進制乘除運算指令

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說明指令進行二進制運算，數(shù)據(jù)最高位為符號位?？梢赃M行16/32位乘除運算，16位運算時，積為32位數(shù)據(jù)，商和余數(shù)為16位數(shù)據(jù)；32位運算時，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)時程序出錯。被除數(shù)和除數(shù)中有一個為負數(shù)時，商為負數(shù)；被除數(shù)為負數(shù)時，余數(shù)也為負數(shù)。位元件作為32位乘法運算的目標元件時，只能得到積的低32位數(shù)據(jù)。可以進行連續(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的當前值時，M0=ONK100=C10的當前值時，M1=ONK100>C10的當前值時，M2=ONM0M1M2X0[S2][D]CMPK100C10M024說明該指令是將源操作數(shù)[S1]和[S2]的中數(shù)據(jù)進行比較，結果送目標操作數(shù)[D]中去。[D]由3個元件組成，指令中[D]給出首地址，其它兩個為后面的相鄰元件。當X0由ON→OFF時，不執(zhí)行CMP指令，M0～M2保持斷開前的狀態(tài)，用復位指令RST才能清除比較結果。CMP是進行二進制代數(shù)比較?？梢?2位二進制數(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、軟元件地址不對時，程序出錯。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購買輸入(i)X5確認輸入(f)X6三、任務實施26程序設計27286.4工作模塊15五臺電機的啟?？刂埔螅河冒粹o實現(xiàn)5臺電機的啟停控制。按鈕按數(shù)次，最后一次保持1s以上后，則號碼與次數(shù)相同的電機運行，再按按鈕，該電機停止。一、任務導入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、相關知識30編碼與解碼指令使用說明

圖a中：X002～X000組成的3位（n＝3）二進制數(shù)為011，相當于十進制數(shù)3，由目標操作數(shù)M7～M0組成的8位二進制數(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編碼為二進制數(shù)011，并送到目標元件D10的低3位。31解：根據(jù)控制要求，梯形圖如圖6-54所示。輸入電機編號的按鈕接于X0，電機號數(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)字確認和停車復位控制。Y0-Y4接五臺電機。三、任務實施32

6.5工作模塊16機械手的PLC控制一、任務導入SQ4SQ3SQ2上升YV2下降YV1右行YV3左行YV4YV5SQ1圖23-7機械手動作示意圖松開夾緊工件AB圖機械手動作示意圖33控制要求：

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

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

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

X20：手動X24：連續(xù)運行（全自動）

X21：回原點X25：回原點啟動

X22：單步運行X26：自動運行啟動

X23：單周運行（半自動）X27：停止

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

IST指令執(zhí)行條件滿足時，S0、S1、S2和下列特殊輔助繼電器被自動設定為以下功能；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啟動停止下降上升右行左行夾緊放松回原位手動連續(xù)單周期單步圖23-8機械手操作面板示意圖如上圖所示為機械手的操作面板，機械手能實現(xiàn)手動、回原位、單步、單周期和連續(xù)等五種工作方式。手動工作方式時，用各按鈕的點動實現(xiàn)相應的動作；回原位工作方式時，按下“回原位”按鈕，則機械手自動返回原位；單步工作方式時，每按一次啟動按鈕，機械手向前執(zhí)行一步；選擇單周期工作方式時，每按一次啟動按鈕，機械手只運行一個周期就停下；連續(xù)工作方式時，機械手在原位，只要按下啟動按鈕，機械手就會連續(xù)循環(huán)動作，直到按下停止按鈕，機械手才會最后運行到原位并停下；而在傳送工件的過程中，機械手必須升到最高位置才能左右移動，以防止機械手在較低位置運行時碰到其他工件。三、任務實施37I/O資源分配輸入信號輸出信號名稱代號輸入點編號名稱代號輸入點編號手動擋SAX0松開按鈕SB8X15回原位擋SAX1下限位開關SQ1X16單步擋SAX2上限位開關SQ2X17單周期擋SAX3右限位開關SQ3X20連續(xù)擋SAX4左限位開關SQ4X21回原位按鈕SB9X5啟動按鈕SB1X6輸出信號停止按鈕SB2X7名稱代號輸出點編號下降按鈕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回原位連續(xù)單周期單步回原位SA機械手控制系統(tǒng)PLC的I/O接線圖39S0（b）手動方式程序Y4X15X11X13松開X14X17X16X10X12X17X17X21X20Y0Y1Y2Y3Y3Y2Y0Y1RSTSETY4夾緊上升下降左行右行手動方式初始狀態(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)轉移開始自動方式初始狀態(tài)原位位置條件（d）自動方式順序功能圖K17K17機械手的控制程序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]為存放傳送來的數(shù)據(jù)塊的首地址；n為數(shù)據(jù)塊的長度。位元件進行傳送時，源和目標操作數(shù)要有相同的位數(shù)。當傳送地址號重疊時，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的順序自動傳送。該指令可以連續(xù)/脈沖執(zhí)行方式。42