电气控制与PLC 教学课件 ppt 阮友德 第7章PLC功能指令、特殊模块及其应用

,第7章 PLC功能指令、特殊模块及其应用,7.1节功能指令概述及基本规则,7.1.1 功能指令的表达形式 MOV K1 D0、ADDP D0 K1 D0、FROM K1 K29 K4M0 K1等都是功能指令。这些功能指令不仅助记符不同，就连操作数也不一样。,那么，功能指令是否就没有一定的规则呢？,功能指令都遵循一定的规则，其通常的表达形式也是一致的。一般功能指令都按功能编号（FNC00FNC）编排，每条功能指令都有一个助记符。,有的只有助记符，有的则还有操作数（通常由14个组成），其通常的表达形式如下：,上式中S.、D.、n.所表达的意义如下。 S.叫做源操作数。 D.叫做目标操作数。 n.叫做其他操作数。,7.1.2 数据长度和指令类型 1数据长度 功能指令可处理16位数据和32位数据，例如：,要说明的是，32位计数器C200C255的当前值寄存器不能用作16位数据的操作数，只能用作32位数据的操作数。,2指令类型,P和D可同时使用，如DMOVP表示32位数据的脉冲执行方式。另外，某些指令如XCH、INC、DEC、ALT等，用连续执行方式时要特别注意。,7.1.3 操作数 操作数按功能分有源操作数、目标操作数和其他操作数；按组成形式分有位元件、字元件和常数。,1位元件和字元件 只处理ON/OFF状态的元件称为位元件，例如X、Y、M和S。 处理数据的元件称为字元件，例如T、C和D等。,2位元件的组合 位元件的组合就是由4个位元件作为一个基本单元进行组合，如K1Y0就是位元件的组合。通常的表现形式为KnM、KnS、KnY， 数据传送的过程如图7-1所示。,执行传送的过程如下：,图7-1 数据传送的过程,3变址寄存器 对于32位指令，V、Z自动组对使用，V作高16位，Z作低16位，其用法如下：,7.2 常用功能指令简介,7.2.1 程序流程指令,表7-1 程序流程指令,1跳转指令CJ（FNC 00） CJ指令不对软元件进行操作，指令的表现形式为CJ和CJP，为16位指令，占用3个程序步。跳转指令的跳转指针编号为P0P127。,2主程序结束指令FEND（FNC 06） FEND指令不对软元件进行操作，不需要触点驱动，占用1个程序步。CJ和FEND指令的执行过程如图7-2所示。,图7-2 CJ和FEND指令的执行过程,7.2.2 传送与比较指令,表7-2 传送与比较指令,1比较指令CMP（FNC 10）,表7-3 CMP指令适合的软元件,比较指令的表现形式有CMP、CMPP、DCMP和DCMPP 4种。16位指令占用7步，32位指令占用13步。,2区间比较指令ZCP（FNC 11）,表7-4 ZCP指令适合的软元件,区间比较指令的表现形式有ZCP、ZCPP、DZCP和DZCPP，16位指令占用9步，32位指令占用17步。,3传送指令MOV,表7-5 MOV指令适合的软元件,传送指令的表现形式有MOV、MOVP、DMOV和DMOVP，16位指令占用5步，32位指令占用9步。 MOV指令的使用说明如下：,7.2.3 算术与逻辑运算指令,表7-6 算术与逻辑运算指令,1BIN加法运算指令ADD（FNC 20）,表7-7 ADD指令适合的软元件,加法指令的表现形式有ADD、ADDP、DADD和DADDP，16位指令占用7步，32位指令占用13步。,当运算结果为0时，0标志M8020动作；当运算结果超过32 767（16位运算）或2 147 483 647（32位运算）时，进位标志M8022动作。,当运算结果小于32 768（16位运算）或2 147 483 648（32位运算）时，借位标志M8021动作。,进行32位运算时，字元件的低16位被指定，紧接着该元件编号后的软元件将作为高16位。,2BIN减法运算指令SUB（FNC 21） 适合BIN减法运算指令SUB的软元件与表7-7所示相同。减法指令的表现形式有SUB、SUBP、DSUB和DSUBP，16位指令占用7步，32位指令占用13步。,3BIN乘法运算指令MUL（FNC 22）,表7-8 MUL指令适合的软元件,乘法指令的表现形式有MUL、MULP、DMUL和DMULP，16位指令占用7步，32位指令占用13步。,4BIN除法运算指令DIV（FNC 23） 除法指令的表现形式有DIV、DIVP、DDIV和DDIVP，16位指令占用7步，32位指令占用13步。,5BIN加1运算指令INC（FNC 24）和BIN减1运算指令DEC（FNC 25）,表7-9 INC、DEC指令适合的软元件,加1指令的表现形式有INC、INCP、DINC和DINCP，减1指令的表现形式有DEC、DECP、DDEC和DDECP，16位指令占用3步，32位指令占用5步。,图7-5 INC指令的应用举例,7.2.4 循环与移位指令,表7-10 循环与移位指令,1右循环移位指令ROR和左循环移位指令ROL,表7-11 ROR/ROL指令适合的软元件,ROR、ROL是使16位或32位数据的各位向右、左循环移位的指令，指令的执行过程如图7-6所示。,图7-6 循环移位指令的执行过程,2带进位的右循环RCR和带进位的左循环RCL,7.2.5 数据处理指令,表7-12 数据处理指令,1区间复位指令ZRST（FNC 40）,表7-13 ZRST指令适合的软元件,区间复位指令的表现形式有ZRST、ZRSTP，分别占用5个程序步。,2解（译）码指令DECO（FNC 41）,表7-14 DECO指令适合的软元件,解（译）码指令的表现形式有DECO、DECOP，分别占用7个程序步。,图7-8 DECO指令的执行过程,3编码指令ENCO（FNC 42） 编码指令的表现形式有ENCO、ENCOP，分别占用7个程序步。,表7-15 ENCO指令适合的软元件,图7-9 ENCO指令的执行过程,7.2.6 外部设备I/O指令 外部设备I/O指令是可编程控制器的输入输出与外部设备进行数据交换的指令。,表7-16 外部设备I/O指令,1七段译码指令SEGD（FNC 73）,表7-17 SEGD指令适合的软元件,七段译码复位指令的表现形式有SEGD、SEGDP，分别占用5个程序步。,2BFM读出指令FROM（FNC 78）,表7-18 FROM指令适合的软元件,BFM读出指令的表现形式有FROM、FROMP、DFROM和DFROMP，16位指令占用9个程序步，32位指令占用17个程序步。,3BFM写入指令TO（FNC 79）,表7-19 TO指令适合的软元件,BFM写入指令的表现形式有TO、TOP、DTO和DTOP，16位指令占用9个程序步，32位指令占用17个程序步。,对FROM、TO指令中的m1、m2、n的理解如下。,（1）m1特殊模块编号 （2）m2缓冲寄存器（BFM）号 （3）n传送数据个数,7.2.7 触点比较指令,表7-20 触点比较指令,表7-21 触点比较指令适合的软元件,1触点比较指令LD（FNC224FNC230） LD是连接到母线的触点比较指令，它又可以分为16位触点比较LD=、LD、LD、LD、LD以及32位触点比较LDD=、LDD、LDD、LDD、LDD指令。,图7-10 触点比较程序1,2触点比较指令AND（FNC232FNC238） AND是串联连接的触点比较指令，它又可以分为16位触点比较AND=、AND、AND、AND、AND以及32位触点比较ANDD=、ANDD、ANDD、ANDD、ANDD指令。,图7-11 触点比较程序2,3触点比较指令OR（FNC240FNC246） OR是并联连接的触点比较指令，它又可以分为16位触点比较OR=、OR、OR、OR、OR以及32位触点比较ORD=、ORD、ORD、ORD、ORD指令。,图7-12 触点比较程序3,实训24 常用功能指令的应用 1实训目的 2实训器材 3实训任务,用功能指令设计一个8站小车呼叫的控制系统。,其控制要求如下：小车所停位置号小于呼叫号时，小车右行至呼叫号处停车；小车所停位置号大于呼叫号时，小车左行至呼叫号处停车。,小车所停位置号等于呼叫号时，小车原地不动；小车运行时呼叫无效；具有左行、右行定向指示和原点不动指示；具有小车行走位置的七段数码管显示。8站小车呼叫示意图如图7-13所示。,图7-13 8站小车呼叫示意图,4实训步骤 （1）I/O分配 （2）梯形图方案设计 （3）系统接线图 （4）系统调试,5实训报告 （1）分析与总结 根据控制要求，画出系统的程序框图。 根据图7-14所示程序，简述程序的工作原理。 梯形图第1行中为什么要加Y0、Y1的常闭点？,图7-14 8站小车呼叫控制程序,（2）巩固与提高 如何实现延时启动功能，并有延时启动报警？ 如何给图7-14所示程序增加手动运行的程序，实现手动向左、向右运行？ 设计一个12站小车呼叫的控制程序，控制要求与本实训相同。,6能力测试（100分） 用功能指令设计一个十字路口交通灯的控制系统。,其控制要求如下：交通灯要求具有手动和自动运行功能。,自动运行时，将自动运行开关置于启动位置，信号系统按图6-22所示要求开始工作（绿灯闪烁周期为1 s），将自动运行开关置于停止位置，所有信号灯都熄灭。,图7-22 系统接线图,手动运行时，两个方向的黄灯同时闪烁，周期为1 s。其I/O分配为X0：自动运行开关，X1：手动运行开关，Y0：东西向绿灯，Y1：东西向黄灯，Y2：东西向红灯，Y4：南北向绿灯，Y5：南北向黄灯，Y6：南北向红灯。,7.3 特殊功能模块,FX系列PLC常用的模拟量控制设备有模拟量扩展板（FX1N-2AD-BD、FX1N-1DA-BD）。,普通模拟量输入模块（FX2N-2AD、FX2N-4AD、FX2NC-4AD、FX2N-8AD、FX3U-4AD、FX3UC-4AD）。,模拟量输出模块（FX2N-2DA、FX2N-4DA、FX2NC-4DA、FX3U-4DA）。,模拟量输入输出混合模块（FX2N-5A、FX0N-3A）。,温度传感器用输入模块（FX2N-4AD-PT、FX2N-4AD-TC、FX2N-8AD）。,温度调节模块（FX2N-2LC）及模拟适配器（FX3U-4AD-ADP、FX3U-4DA-ADP、FX3U-4AD-PT-ADP、FX3U-4AD-TC-ADP）等。,7.3.1 温度A/D输入模块FX2N-4AD-PT 温度A/D输入模块的功能是把现场的模拟温度信号转换成相应的数字信号。,FX2N系列PLC有两类温度A/D输入模块，一种是热电偶传感器输入型，另一种是铂温度传感器输入型。,FX2N-4AD-PT模拟特殊模块将来自4个铂温度传感器（Pt100，3线，100）的输入信号放大，并将其转换成12位的可读数据，存储在主处理单元（MPU）中，摄氏度和华氏度数据都可读取。,它与PLC之间通过缓冲存储器交换数据，数据的读出和写入通过FROM/TO指令来进行。,1技术指标,表7-22 FX2N-4AD-PT的技术指标,2接线方式 FX2N-4AD-PT的接线方式如图7-16所示。,接线时必须注意以下事项。 FX2N-4AD-PT应使用Pt100传感器的电缆或双绞屏蔽电缆作为模拟输入电缆，并且和电源线或其他可能产生电气干扰的电线隔开。, 可以采用压降补偿的方式来提高传感器的精度。如果存在电气干扰，将电缆屏蔽层与外壳地线端子（FG）连接到FX2N-4AD-PT的接地端和主单元的接地端。如可行的话，可在主单元使用3级接地。, FX2N-