电气控制与可编程控制器技术 第8章 FX2N系列PLC应用指令及编程方法课件.ppt

第八章 FX2N系列PLC应用指令及编程方法,应用指令是可编程控制器数据处理能力的标志。由于数据处理远比逻辑处理复杂，应用指令无论从梯形图的表达形式上，还是从涉及的机内器件种类及信息的数量上都有一定的特殊性。 本章介绍FX2N系列可编程控制器的应用指令表示与执行形式、数值处理、分类和编程方法，并给出FX2N系列可编程控制器的应用指令总表。,作为工业控制计算机，PLC仅有基本指令是远远不够的。现代工业控制在许多场合需要数据处理，因而PLC制造商逐步在PLC中引入应用指令（Applied Instruction，也有的书称为功能指令Functional Instruction），用于数据的传送、运算、变换及程序控制等应用。这使得PLC成了真正意义上的计算机。特别是近年来，应用指令又向综合性方向迈进了一大步，出现了许多一条指令即能实现以往需要大段程序才能完成的某种任务的指令，如PID应用、表应用等。这类指令实际上就是一个个应用完整的子程序，从而大大提高了PLC的实用价值和普及率。,FX2N系列PLC是FX系列中高档次的超小型化、高速、高性能产品，具有128种298条应用指令。分为程序控制、传送与比较、四则运算与逻辑运算、循环移位、数据处理、高速处理、便利指令、外部设备IO处理、浮点操作、时钟运算、格雷码转换、触点比较等十个类型。由于学时有限，本章将介绍程序控制、传送与比较、四则运算与逻辑运算、循环移位、数据处理、高速处理、便利指令、外部设备IO处理。其它由读者自学。,FX2N系列PLC应用指令依据应用不同，可分为数据处理类、程序控制类、特种应用类及外部设备类。 其中数据处理类指令种类多，数量大、使用频繁，又可分为传送比较、四则运算及逻辑运算、移位、编解码等细目。 程序控制类指令主要用于程序的结构及流程控制，含子程序、中断、跳转及循环等指令。,第一节 应用指令的类型及使用要素,特种应用类指令是机器的一些特殊应用，如高速计数器或模仿一些专用机械或专用电气设备应用的指令等。 外部设备类指令含一般的输入输出口设备及专用外部设备二大类。专用外部设备是指与主机配接的应用单元及专用通讯单元等。 一、应用指令的表示形式、应用与操作 与基本指令不同的是，应用指令不含表达梯形图符号间相互关系的成分。而是直接表达本指令要做什么。FX2N系列PLC在梯形图中一般是使用应用框来表示应用指令的。图81是应用指令的梯形图示例。,图中M8002的常开触点是应用指令的执行条件，其后的方框即为应用框。应用框中分栏表示指令的名称、相关数据或数据的存储地址。这种表达方式的优点是直观，稍具有计算机程序知识的人，马上可以悟出指令的应用意义。图81中指令的应用意义是：当M8002接通时，十进制常数245将被送到数据寄存器D501中去。,图8-1 应用指令的梯形图形式,使用应用指令需注意指令的要素。以加法指令作为说明，图82及表81给出了加法指令的表示形式及要素。 图82及表81中应用指令的使用要素意义如下。 (1)应用指令的编号每条应用指令都有一定的编号。在使用简易编程器的场合，输入应用指令时，首先输入的就是应用指令编号。如图82中所示的就是应用指令编号。 （2）助记符应用指令的助记符是该指令的英文缩写词。如加法指令“ADDITION”简写为ADD。采用这种方式容易了解指令的应用。如图82中所示。,图8-2 应用指令的表示形式及要素,表81加法指令的要素,(3)数据长度应用指令依处理数据的长度分为16位指令和32位指令。其中32位指令用（D）表示，无（D）符号的为16位指令。图82中为数据长度符号。 (4)执行形式应用指令有脉冲执行型和连续执行型。指令中标有（P）的为脉冲执行型（如图82中所示）。脉冲执行型指令在执行条件满足时仅执行一个扫描周期。这点对数据处理有很重要的意义。比如一条加法指令，在脉冲执行时，只将加数和被加数做一次加法运算。而连续型加法运算指令在执行条件满足时，每一个扫描周期都要相加一次，使目的操作数内容变化，需要注意的指令在指令标示栏中用“”警示，见图82中。,（5）操作数操作数是应用指令涉及或产生的数据。操作数分为源操作数、目标操作数及其他操作数。源操作数是指令执行后不改变其内容的操作数，用S（）表示。目标操作数是指令执行后将改变其内容的操作数，用D（）表示。其他操作数用m与n表示。其他操作数常用来表示常数或者对源操作数和目标操作数作出补充说明。表示常数时，K为十进制，H为十六进制。在一条指令中，源操作数、目标操作数及其他操作数都可能不止一个，也可以一个都没有。某种操作数较多时，可用标号区别，如S1（）、S2（）。,操作数从根本上来说，是参加运算数据的地址。地址是依元件的类型分布在存储区中的。由于不同指令对参与操作的元件类型有一定限制，因此操作数的取值就有一定的范围。正确地选取操作数类型，对正确使用指令有很重要的意义。要想了解这些内容可查阅相关手册。操作数在图82中见。 (6)变址应用操作数可具有变址应用。操作数旁加有“（） ”的即为具有变址应用的操作数。如S（）、D（）等。,(7)程序步数程序步数为执行该指令所需的步数。应用指令的编号和指令助记符占一个程序步，每个操作数占2个或4个程序步（16位操作数是2个程序步，32位操作数是4个程序步）。因此，一般16位指令为7个程序步，32位指令为13个程序步。 在了解以上要素以后，就可以通过查阅手册了解应用指令的用法了。如图82所示的应用指令编号为20、32位加法指令，采用脉冲执行型。当其执行条件X000置1时，数据寄存器D10和D12内的数据相加，结果存入D14中。,二、FX2N系列PLC应用指令分类及汇总,FX2N系列PLC应用指令在FX2型应用指令的基础上，又增加了浮点数运算、触点形比较及时钟应用等指令，指令数量达到128种298条,列于表82中所示。 在表82中，表示各操作数可用元件类型的范围符号是：B、B、W1、W2、W3、W4、W1、W2、W3、W4、W1”、W4”，其表示的范围如图83所示。,图8-3 操作数可用元件类型的范围符号,第二节 程序流程类应用指令及应用,程序流程类应用指令共有十条，指令功能编号为FNC00FNC09，它们在程序中的条件执行与优先处理，主要与顺控程序的控制流程有关。下面对它们逐一介绍。一、条件跳转指令及应用1条件跳转指令说明 该指令的代码、助记符、操作数和程序步如表8-3所示。,表83条件跳转指令要素,跳转指令在梯形图中使用的情况如图84所示。图中跳转指针P8、P9分别对应CJP8及CJP9二条跳转指令。,图8-4 条件跳转指令使用说明,2、跳转程序段中元器件在跳转执行中的工作状态 表84给出了图84中跳转发生前后输入或前序器件状态发生变化对程序执行结果的影响。从表中可以看到: （1）处于被跳过程序段中的输出继电器Y、辅助继电器M、状态S由于该段程序不再执行，即使梯形图中涉及的工作条件发生变化，它们的工作状态将保持跳转发生前的状态不变。,（2）被跳过程序段中的时间继电器T及计数器C，无论其是否具有掉电保持功能，由于跳过的程序停止执行，它们的现实值寄存器被锁定，跳转发生后其计时、计数值保持不变，在跳转中止，程序继续执行时，计时计数将继续进行。另外，计时、计数器的复位指令具有优先权，即使复位指令位于被跳过的程序段中，执行条件满足时，复位工作也将执行。,表84跳转对元器件状态的影响,3、使用跳转指令的几点注意 （1）由于跳转指令具有选择程序段的功能。在同一程序且位于因跳转而不会被同时执行程序段中的同一线圈不被视为双线圈。 （2）可以有多条跳转指令使用同一标号。在图85中，如X020接通，第一条跳转指令有效，从这一步跳到标号P9。如果X020断开，而X021接通，则第二条跳转指令有效，程序从第二条跳转指令处跳到P9处。但不允许一个跳转指令对应二个标号的情况存在，即在同一程序中不允许存在二个相同的标号。在编写跳转程序的指令表时，标号需占一行。,（3）标号一般设在相关的跳转指令之后，也可以设在跳转指令之前，如图8-6所示。应注意的是，从程序执行顺序来看，如果X024接通约200ms以上，造成该程序的执行时间超过了警戒时钟设定值，会发生监视定时器出错。 （4）使用CJ（P）指令时，跳转只执行一个扫描周期，但若用辅助继电器M8000作为跳转指令的工作条件，跳转就成为无条件跳转。,（5）跳转可用来执行程序初始化工作，如图87所示。在PLC运行的第一个扫描周期中,跳转CJ P7将不执行，程序执行初始化程序则被跨过，不再执行。 （6）图88说明了主控区与跳转指令的关系。4.跳转指令的应用及实例 有时候同一套设备在不同的条件下，需要有两种工作方式，需运行二套不同的程序时可使用跳转指令。常见的手动、自动工作状态的转换即是这样一种情况。,图8-8 主控区与跳转指令关系,图89即为一段手动、自动程序选择的梯形图和指令表。图中输入继电器X025为手动自动转换开关。当X025置1时，执行自动工作方式，置0时执行手动工作方式。,图8-9 手动/自动转换程序,二、子程序指令及应用 1子程序指令的使用说明及其梯形图表示方法 该指令的指令代码、助记符、操作数、程序步见表85,表85子程序指令使用要素,子程序是为一些特定的控制目的编制的相对独立的程序。为了区别于主程序，规定在程序编排时，将主程序排在前边，子程序排在后边，并以主程序结束指令FEND（FNC 06）将这两部分分隔开。 子程序指令在梯形图中的表示如图810所示。,图8-10 子程序在梯形图中的表示,2子程序的执行过程及在程序编制中的意义 在图810中，若调用指令改为非脉冲执行指令CALL P10: 当X001置1并保持不变时，每当程序执行到该指令时，都转去执行P10子程序，遇到SRET指令即返回原断点继续执行原程序。 而在X001置0时，程序的扫描就仅在主程序中进行。子程序的这种执行方式对有多个控制功能需依一定的条件有选择地实现时，是有重要的意义的。它可以使程序的结构简洁明了。 编程时将这些相对独立的功能都设置成子程序，而在主程序中再设置一些入口条件实现对这些子程序的控制即可以了。当有多个子程序排列在一起时，标号和最近的一个子程序返回指令构成一个子程序。,3子程序应用实例 某化工反应装置需要完成多液体物料的化合工作，连续生产。使用PLC完成物料的比例投入及送出，并完成反应装置温度的控制工作。反应物料的比例投入根据装置内酸硷度经运算控制有关阀门的开度实现，反应物的送出依进入物料的量经运算控制出料阀门的开启程度实现。温度控制使用加温及降温设备。温度需维持在一个区间内。 在设计程序的总体结构时，将运算为主的程序内容做为主程序。将加温及降温等逻辑控制为主的程序作为子程序。子程序的执行条件X010及X011作为温度高低限继电器。图811为该程序结构示意图。,图8-11 温度控制子程序结构图,三、中断指令及其应用 1中断指令说明及其梯形图表示方法 中断指令的助记符、指令代码、操作数、程序步见表86表86中断指令使用要素,中断是计算机所特有的一种工作方式。指主程序的执行过程中，中断主程序的执行去执行中断子程序。和前面所谈到过的子程序一样，中断子程序也是为某些特定的控制功能而设定的。和普通子程序的不同点是，这些特定的控制功能都有一个共同的特点，即要求响应时间小于机器的中断源。FX2N系列PLC有三类中断源，输入中断、定时器和计数器中断。为了区别不同的中断及在程序中标明中断子程序的入口，规定了中断指针标号（在编写中断子程序的指令表时，标号需占一行）。FX2N系列PLC中断指针I的地址编号见前面第六章中表6-20，并且不可重复使用。,输入中断是信号从输入端子X000X005送入而引起的中断。定时器中断是机内中断，使用定时器引出，多用于周期性工作场合。计数器中断是利用机内高速计数器的比较结果，引起中断的。由于中断的控制是脱离于程序的扫描执行机制的，多个突发事件出现时处理也必须有个秩序，这就是中断优先权。FX2N系列PLC一共可安排15个中断，其优先权由中断号的大小决定，号数小的中断优先权高。由于外部中断号整体上高于定时器中断。即外部中断的优先权较高。,中断子程序是为一些特定的随机事件而设计的。在主程序执行中，允许中断指令EI与不允许中断指令DI指令之间为中断程序段。如在程序的任何地方都可以响应中断，称为全程中断。 PLC根据中断程序段中工作性质决定是否响应中断子程序。如果机器安排的中断子程序比较多，而这些中断子程序又不一定需要同时响应时，可以由特殊辅助继电器M8050M8059实现输入，定时，计数中断子程序的选择, M8050M8059与15个中断指针的对应关系如表87所示。机器规定，当M8050M8059被置1时，其对应的中断被封锁；反之被置时，对应的中断允许。,表8-7 特殊辅助继电器与中断对应关系,中断指令的梯形图表示如图812所示。从图中可以看出，中断程序作为一种子程序安排在主程序结束指令FEND之后。主程序中EI及DI的区间表示可以开放中断的程序段。主程序带有多个中断子程序时，中断标号和与其最近的一处中断返回指令构成一个中断子程序。FX2N型可编程控制器可实现不多于二级的中断嵌套。 另外，一次中断请求，中断程序一般仅能执行一次。,图8-12 中断指令在梯形图中的表示,2.中断指令的执行过程及应用实例（1）外部中断子程序 外部中断常用来引入发生频率高于机器扫描频率的外控制信号，或用于处理那些需快速响应的信号。比如，在可控整流装置的控制中，取自同步变压器的触发同步信号可经专用输入端子引入可编程控制器作为中断源，并以此信号作为移相角的计算起点。 图813是外部输入中断指令的梯形图。,图8-13 外部输入中断子程序*,（2）时间中断子程序 图814为一段试验性质的时间中断子程序。中断标号I610的中断序号为6，时间周期为10ms的定时器中断。从梯形图的程序来看，每执行一次中断程序将向数据存储器D0中加1，当加到1000时，M2为ON使Y002置1，为了验证中断程序执行的正确性，在主程序段中设有时间继电器T0，设定值为100，并用此时间继电器控制输出端Y001，这样当X001由ON由变为OFF并经历10S后，Y001及Y002应同时置1。,图815是FX2N系列PLC斜坡输出编程中使用时间中断的例子。斜坡输出指令RAMP是用于产生线性变化的模拟量输出的指令，在电机等设备的软起动控制中很有用处。该指令源操作数D1为斜坡初值，D2为斜坡终了值，D3为斜坡数据存储单元。操作数K1000是从初值到终值需经过的指令操作次数。该指令如不采取中断控制方式，从初值到终值的时间及变化速率要受到扫描周期的影响。因此使用标号I610时间中断程序，D3中数值的变化时间及变化的线性就有了保障。,（3）计数器中断子程序 根据可编程控制器内部的高速计数器的比较结果，执行中断子程序。用于优先控制利用高速计数器的计数结果。计数器中断指针I00(=16)是利用高速计数的当前值进行中断,要与比较置位指令FNC 53 （HSCS）组合使用，如图8-16所示。 以上讨论的中断用指针的动作会受到机内特殊辅助继电器M8050M8059的控制，它们若接通，则中断禁止。例如，M8059接通，计数器中断全禁止。,图8-16 高速计数器中断动作示意图,四、主程序结束和监视定时器刷新指令 1主程序结束指令说明及其梯形图表示方法 中断指令的助记符、指令代码、操作数、程序步见表88表88主程序结束指令使用要素,该指令表示主程序结束。一般情况下，FEND指令的执行与END指令一样，进行输出、输入处理，监视定时器的刷新之后，返回0步的程序。图8-17是FEND指令的应用举例。 在多次使用FEND指令的场合，在最后的FEND指令与END指令之间对子程序和中断子程序编 程，并一定要有返回指令。,图8-17主程序结束指令的应用 *,2监视定时器刷新指令说明及其梯形图表示方法 指令的助记符、指令代码、操作数、程序步见表89表89监视定时器指令使用要素,WDT指令是顺控程序中执行监视定时器刷新的指令。它有脉冲执行型和连续执行型两种形式，它们的执行过程如图8-18所示。,在PLC的运算周期（0END或FEND指令执行时间）超过200ms时，PLC的CPUELED发光二极管灯亮，停机。因此可在程序的中途插入使用。如图8-19所示。另外，在使用模拟、定位、MNET/MINI用的接口单元的情况下，PLC运算后，需要将这些特殊单元、电路块内的缓冲存储区初始化，这时在连接的特殊单元与电路块较多的情况下，初始化时间会过长，产生WDT错误，因此也要象图8-19那样，在程序中的初始步附近进行监视定时器的刷新。 WDT指令也可以用于跳转子程序和循环子程序中进行编程。 监视定时器指令也可以改变监视定时器的时间设定。,图8-20所示是通过顺序程序改变其值，监视定时器时间更新应在WDT指令不编入程序的情况下，END处理时，D8000值才有效。监视定时器时间最大可设置到32,767ms，若设置该值，其结果变为运算异常的检测计时延迟。因此，在运行不出现故障的情况下，一般设定初值为200ms。,五、程序循环指令及应用 1程序循环指令的要素及梯形图表示 该指令的助记符、指令代码、操作数、程序步见表810。表810程序循环指令要素,循环指令由FOR及NEXT二条指令构成，这二条指令总是成对出现的。如梯形图821所示。,图8-21 循环指令使用说明*,2循环程序的意义及应用 循环指令用于某种操作需反复进行的场合。如对某一取样数据做一定次数的加权运算，控制输出口依一定的规律做重复的输出动作或利用重复的加减运算完成一定量的增加或减少，或利用重复的乘除运算完成一定量的数据移位。循环程序可以使程序简明扼要，增加编程的方便，提高程序执行效率。,六、程序控制指令与程序结构 程序是由一条条的指令组成的，一定的指令集合总是完成一定的功能。当功能控制要求复杂，程序变的庞大时，就要求将一定功能的指令块合理地组织起来，这就是程序的结构。 程序结构应具有方便程序的编写，有利于阅读理解程序。好的程序结构，能使PLC的运行效率提高。 常见的程序结构类型有以下几种。,1、简单结构 这是小程序的常用结构，也叫作线性结构。指令平铺直述地写下来或执行。程序中也会分一些段。简单结构的特点是每个扫描周期中每一条指令都要被扫描。2、有跳越及循环的简单结构 由控制要求出发，程序需要有选择地执行时采用跳转指令。如自动、手动程序段的选择，初始化程序段和工作程序段的选择。这时在某个扫描周期中就不一定全部指令被扫描到了，而是有选择的执行，被跳过的指令不被扫描。循环也是这样,3、组织模块式结构 组织模块式结构的程序则存在并列结构。组织模块式程序可分为组织块、功能块、数据块。组织块专门解决程序流程问题，常作为主程序。功能块则独立地解决局部的，单一的功能，相当于一个个的子程序。数据块则是程序所需的各种数据的集合。在这里，多个功能块和多个数据块相对组织块来说是并列的程序块。前边讨论过的子程序指令及中断程序指令常用来编制组织模块式结构的程序。 组织模块式程序结构为编程提供了清晰的思路。各程序块的功能不同，编程时就可以集中精力解决局部问题。,组织块主要解决程序的入口控制，子程序完成单一的功能，程序的编制无疑得到了简化。当然作为组织块中的主程序和作为功能块的子程序，也还是简单结构的程序。不过并不是简单结构的程序就可以简单地堆积而不考虑指令排列的次序，PLC的串行工作方式使得程序的执行顺序和执行结果有十分密切的联系，这在任何时候的编程中都是重要的。 与先进编程思想相关的另一种程序结构是结构化编程结构。它特别适合具有许多同类控制对象的庞大控制系统，这些同类控制对象具有相同的控制方式及不同的控制参数。编程时先针对某种控制对象编出通用的控制方式程序，在程序的不同程序段中调用这些控制方式程序时再赋予所需的参数值。结构化编程有利于多人协作的程序组织，有利于程序的调试。,第三节 传送、比较类应用指令及应用,FX2N系列可编程控制器数据传送、比较类指令包含有比较指令、区间比较指令、传送与移位传送指令、取反指令、块传送指令、多点传送指令、数据交换指令、BCD交换指令、BIN交换指令共十条，是数据处理类程序中使用十分频繁的指令。 本节介绍传送和比较类指令的使用方法及应用，并给出一些应用实例。,一、传送和比较类指令说明（一）比较指令 该指令的助记符、指令代码、操作数范围、程序步如表811所示。表811比较指令的要素,比较指令CMP是将源操作数S1（）与S2（）的数据进行比较,在其大小一致时,目标操作数D（）动作,如图822所示。数据比较是进行代数值大小比较（即带符号比较）。所有的源数据均按二进制处理。当比较指令的操作数不完整（若只指定一个或两个操作数），或者指定的操作数不符合要求（例如把X、D、T、C指定为目标操作数），或者指定的操作数的元件号超出了允许范围等情况，用比较指令就会出错。目标软元件指定M0时，M0、M1、M2自动被占用。,图8-22 CMP指令使用说明,如要清除比较结果，要采用复位RST指令。如图8-23。,图8-23 比较结果复位,（二）区间比较指令 该指令的助记符、指令代码、操作数范围、程序步如表8-12所示。表8-12 区间比较指令的要素,图8-24是区间比较指令ZCP的使用说明。 该指令是将S（）数据与上、下两个源数据S1（）和S2（）间的数据进行代数比较（即带符号比较），在其比较的范围内对应目标操作数中M3、M4、M5软元件动作。要求S1（）S2（），若S1（）S2（），则S2（）则被看作与S1（）一样大，例如在S1（）K100，S2（）=K90时，则S2（）当作K100进行运算。 在X000断开时，即使ZCP指令不执行，M3M5保持X000断开前的状态。,图8-24 区间比较指令的使用说明,在不执行指令清除比较结果时，可采用图8-23进行比较结果复位。,（三）传送指令 1传送指令说明及梯形图表示方法 该指令的助记符、指令代码、操作数范围、程序步如表8-13所示。表8-13 传送指令的要素,传送指令MOV的使用说明如图8-25。当X000ON时，源操作数S（）中的常数K100传送到目标操作软元件D10中。当指令执行时，常数K100自动转换成二进制数。当X000断开，指令不执行时，D10中数据保持不变。,图8-25 传送指令的使用说明,2指令的应用举例 (1)定时器、计数器当前值读出，如图8-26。图中，X001=ON时，（T1当前值）（D21）。 (2) 如图8-27是定时器、计数器设定值的间接指定。在图中，X002=ON时，K100（D10），（D10）中的数值作为T20的时间设定常数，定时器延时10S。,(3) 位软元件的传送，可用图8-28中右图MOV指令来表示左图的顺控程序。,（4）图8-29是32位数据的传送。DMOV指令常用于运算结果以32位传送的应用指令（如MUL等）以及32位的数值或32位的高速计数器的当前值等的传送。,（四）移位传送指令 1移位传送指令说明及梯形图表示方法 该指令的助记符、指令代码、操作数范围、程序步如表8-14所示。图8-14 移位传送指令的要素,SMOV指令是进行数据分配与合成的指令。该指令是将源操作数中二进制（BIN）码自动转换为BCD码，按源操作数中指定的起始位号m1和移位的位数m2向目标操作数中指定的起始位n进行移位传送，目标操作数中未被移位传送的BCD位，数值不变，然后再自动转换成二进制（BIN）码，如图8-30所示。 源操作数为负以及BCD码的值超过 9，999都将出现错误.,图8-30 移位传送指令的使用和移位说明,2移位传送指令应用 (1)图8-31是三位BCD码数字开关与不连续的输入端连接实现数据的组合。,（五）取反指令 取反指令的助记符、指令代码、操作数范围、程序步如表815所示。表815取反指令的要素,该指令的使用说明如图8-32，其功能是将源数据的各位取反（01，10）向目标传送。若将常数K用于源数据，则自动进行二进制变换。常用于希望PLC输出的逻辑进行取反输出的情况。,（六）块传送指令 该指令的助记符、指令代码、操作数范围、程序步如表8-16所示。表8-16 块传送指令的要素,BMOV指令是从源操作数指定的软元件开始的n点数据传送到指定的目标操作数开始的n点软元件，如果元件号超出允许的元件号范围，数据仅传送到允许的范围内，如图8-33所示。,图8-33 块传送指令的使用说明之一,在具有位指定的位元件的场合，源与目标要采用相同的位数，如图8-34所示。 在传送的源与目标地址号范围重叠的场合，为了防止源数据没有传送就被改写，PLC自动确定传送顺序，如图8-35中的顺序。,利用BMOV指令在M8024传送方向控制下可以读写文件寄存器（D1000D7999）中的数据，如图8-36所示。,（七）多点传送指令 该指令的助记符、指令代码、操作数范围、程序步如表8-17所示。表8-17 多点传送指令的要素,FMOV指令是将源操作数指定的软元件的内容向以目标操作数指定的起始软元件的n点软元件传送，n点软元件的内容都一样。例如，在图8-37中，当X000=ON时，K10传送到D1D5中。,如果目标操作数指定的软元件号超出允许的元件号范围，数据仅传送到允许的范围内。,图8-37 多点传送使用说明,（八）数据交换指令 该指令的助记符、指令代码、操作数范围、程序步如表8-18所示。表8-18 数据交换指令的要素,XCH指令是在指定的目标软元件间进行数据交换。使用说明如图8-38所示。在指令执行前，目标元件D10和D11中的数据分别为100和130；当X000ON，数据交换指令XCH执行后，目标元件D10和D11中的数据分别为130和100。即D10和D11中的数据进行了交换。,若要实现高八位与低八位数据交换，可采用高、低位交换特殊继电器M8160来实现。如图8-39所示。当M8160接通，当目标元件为同一地址号时（不同地址号，错误标号继电器M8067接通，不执行指令），16位数据进行高8位与低8位的交换；如果是32位指令亦相同，实现这种功能与高低位字节交换指令FNC147（SWAP）功能相同，建议采用FNC147（SWAP）指令较方便。,（九）BCD码转换指令 该指令的助记符、指令代码、操作数范围、程序步如表819所示。表819BCD交换指令的要素,BCD转换指令是将源元件中的二进制数转换成BCD码送到目标元件。BCD转换指令的说明如图840所示。当X000ON时，源元件D12中的二进制数转换成BCD码送到目标元件Y000Y007中，可用于驱动七段显示器。,图8-40 BCD变换指令使用说明,如果是16位操作，转换的BCD码若超出09999范围，将会出错；如果是32位操作，转换结果超出099999999的范围，将会出错。 转换BCD指令可用于PLC内的二进制数据变为七段显示等需要用BCD码向外部输出的场合。,（十）BIN转换指令 该指令的助记符、指令代码、操作数范围、程序步如表820所示。表8-20 BIN转换指令的要素,BIN转换指令是将源元件中BCD码转换成二进制数送到目标元件中。源数据范围：16位操作为09999；32位操作为099999999。 BIN转换指令的使用如图841所示。当X010ON时，源元件X000X007中BCD码转换成二进制数送到目标元件D12中去。,如果源数据不是BCD码时，M8067为ON（运算错误），M8068（运算错误锁存）为OFF,不工作。,图8-42是用七段显 示器显示数字开关 输入 PLC中的BCD码数据。在采用BCD码的数字开关向PLC输入,要用FNC19（BCDBIN）转换指令;欲要输出BCD码到七段显示器时,应采用FNC18(BINBCD)转换传送指令。,二、传送比较类指令的基本用途及应用实例,传送比较指令，特别是传送指令，是应用指令中使用最频繁的指令。下面讨论其基本用途。（一）传送比较指令的基本用途 1. 用以获得程序的初始工作数据 一个控制程序总是需要初始数据。初始数据获得的方法很多，例如，可以从输入端口上连接的外部器件，使用传送指令读取这些器件上的数据并送到内部单元；也可以采取程序设置，即向内部单元传送立即数；也可以在程序开始运行时，通过初始化程序将存储在机内某个地方的一些运算数据传送到工作单元，等等。,2、 机内数据的存取管理 在数据运算过程中，机内的数据传送是不可缺少的。运算可能要涉及不同的工作单元，数据需在它们之间传送；运算可能会产生一些中间数据，这需要传送到适当的地方暂时存放；有时机内的数据需要备份保存，这要找地方把这些数据存储妥当。总之，对一个涉及数据运算的程序，数据存取管理是很重要的。 此外，二进制和BCD码的转换在数据存取管理中也是很重要的。,3、运算处理结果向输出端口传送 运算处理结果总是需要通过输出来实现对执行器件的控制，或者输出数据用于显示，或者作为其他设备的工作数据，对于输出口连接的离散执行器件，可成组处理后看作是整体的数据单元，按各口的目标状态送入一定的数据，可实现对这些器件的控制。4、比较指令用于建立控制点 控制现场常常需要将某个物理量的量值或变化区间作为控制点的情况。如温度低于多少度就打开电热器，速度高于或低于一个区间就报警等。比较指令作为一个控制“阀门”，常出现在工业控制程序中。,（二）传送比较指令应用举例 1用程序构成一个闪光信号灯，改变输入口的置数开关可以改变闪光频率。（即信号灯亮t秒,熄t秒）。 设定开关4个，分别接于X000X003，X010为启停开关，信号灯接于Y000。 梯形图如图8-43所示。图中第一行为变址寄存器清零，上电时完成。第二行从输入口读入设定开关数据，变址综合后的数据（K8+Z）送到寄存器D0中，作为定时器T0的设定值，并和第三行配合产生D0时间间隔的脉冲。,2电动机的Y/启动控制 电动机的Y/启动控制主电路如书中P43图2-10, 设 依电机Y启动控制要求，电动机Y形启动时应Y000、Y001为ON（传送常数为123），当转速上升到一定值时，断开Y000、Y001，接通Y002（传送常数为4）,电动机形运行时接通Y000、Y002（传送常数为145）.停止时，应传送常数为0。另外，启动过程中的每个状态间应有时间间隔。 本例使用向输出端口送数的方式实现控制。梯形图如图8-44所示。 上述传送指令的应用，比起用基本指令进行程序设计有了较大简化。,3密码锁 用比较器构成密码锁系统，密码锁有12个按钮，分别接入X000X013，其中X000X003代表第一个十六进制数；X004X007代表第二个十六进制数；X010X013代表第三个十六进制数。根据设计，按四次密码，每个密码同时按四个键，分别代表三个十六进制数，如密码与设定值都相符合，5秒后，可开启锁。20秒后，重新锁定。 密码锁的密码可由程序设定。假定密码设定的四个数为H2A3、H1E、H151、H18A，则从K3X000送入的数据应分别和它们相等，用比较指令进行判断，梯形图如图8-45所示。 以上所用十二键排列组合设计的密码锁，具有较高的实用性。,5外置数计数器 PLC中计数器的设定值通常是由程序设定的，在一些工业控制场合，希望计数器设定值能在程序外由操作人员根据工艺要求临时设定，这就需要一种外置数计数器，图8-46就是这样一种计数器的梯形图程序。 在图8-46中，二位拨码开关接于X000X007，通过它们可以根据要求在99以下设定值；X010为计数脉冲源输入端；X011为启停开关。 C10计数值是否与外部拨码开关设定值一致，是借助比较指令实现的。须注意的是，拨码开关送入的值为BCD码，要用二进制转换指令进行数制的转换。因为比较操作只对二进制数有效。,6简易定时报时器 应用计数器与比较指令，构成24h可设定定时时间的定时控制器，梯形图如图8-47所示。X000为启停开关；X001为15min快速调整与试验开关，每15min为一设定单位，24小时共96个时间单位；X002为格数设定的快速调整与试验开关。时间设定值为钟点数4。 若定时控制器作如下控制： 早上6点半，电铃（Y000）每秒响一次，响六次后自动停止。 9：0017：00，启动住宅报警系统（Y001）。 晚上6点开园内照明（Y002接通）。 晚上10点关园内照明（Y002断开）。 使用时，在0：00时启动定时器。,图8-47 定时控制器梯形图及说明,第四节 算术及逻辑运算指令及应用,一、算术及逻辑运算指令的使用说明 算术及逻辑运算指令是基本运算指令，可完成四则运算或逻辑运算，可通过运算实现数据的传送、变位及其他控制功能。 可编程控制器有整数四则运算和实数四则运算两种，前者指令较简单，参加运算的数据只能是整数。而实数运算是浮点运算，是一种高精确度的运算。FX2N系列PLC除有BIN的整数运算指令之外，还具有BIN浮点运算的专用四则运算指令。,（一）二进制加法指令 该指令的助记符、指令代码、操作数、程序步如表8-21所示。表8-21加法指令的要素,ADD加法指令是将指定的源元件中的二进制数相加，结果送到指定的目标元件中去。ADD加法指令的使用说明如图8-48所示。,ADD加法指令有3个常用标志辅助寄存：M8020为零标志，若运算结果为0，则M80201； M8021借位标志，若运算结果小于32767（16位）或2147483647（32位），则M80211。 M8022为进位标志，如果运算结果超过32767（16位）或2147483647（32位）则M80221；在32位运算中，被指定的起始字元件是低16位元件，约定下一个字元件则为高16位元件，如D0（D1）。 源和目标可以用相同的元件号。若源和目标元件号相同而采用连续执行的ADD、（D）ADD指令时，加法的结果在每个扫描周期都会改变。,（二）二进制减法指令 该指令的助记符、指令代码、操作数、程序步如表8-22所示。表8-22二进制减法指令的要素,SUB减法指令是将指定的源元件中的二进制数相减，结果送到指定的目标元件中去。SUB减法指令的说明如图8-50所示。,各种标志的动作、32位运算中软元件的指定方法、连续执行型和脉冲执行型的差异等均与上述加法指令相同。,（三）二进制乘法指令 该指令的助记符、指令代码、操作数、程序步如表8-22所示。表8-22二进制乘法指令的要素,MUL乘法指令是将指定的源元件中的二进制数相乘，结果送到指定的目标元件中去。MUL乘法指令使用说明如图8-52所示。它分16位和32位两种运算情况。,如将位组合元件用于目标操作数时，限于K的取值，只能得到低位32位的结果，不能得到高位32位的结果。这时，应将数据移入字元件再进行计算。 用字元件作目标操作数时，也不能对作为运算结果的64位数据进行成批监视，在这种场合下，建议采用浮点运算。Z不能在32位运算中作为目标元件的指定，只能在16位运算中作为目标元件的指定。,（四）二进制除法指令 该指令的助记符、指令代码、操作数、程序步如表8-23所示。表8-23二进制除法指令的要素,DIV除法指令是将指定的源元件中的二进制数相除，S1（）为被除数，S2（）为除数，商送到指定的目标元件D（）中去，余数送到目标元件D（）+1的元件中。DIV除法指令使用说明如图8-53所示，它也分16位和32位两种运算情况。,（五）二进制加1指令 该指令的助记符、指令代码、操作数、程序步如表8-24所示。表8-24 加1指令的要素,加1指令说明如图8-54所示。当X000由OFFON变化时，由D()指定的元件D10中的二进制数自动加1。图8-54 加1指令使用说明 若用连续指令时，每个扫描周期都加1。16位运算时，32767再加上1则变为32768，但标志位不动作。同样，在32位运算时，2147483647再加1就变为2147483647，标志位不动作。,（六）二进制减1指令 该指令的助记符、指令代码、操作数、程序步如表8-25所示。表8-25 二进制减1指令的要素,减1指令的使用说明如图8-55所示，当X001由OFFON变化时，由D（）指定的元件D10中的二进制数自动减1。图8-55 二进制减1指令使用说明 若用连续