功能指令及功能模块.ppt

第5章 功能指令及功能模块简介,5.1 功能指令简介 在FX2系列PLC的功能指令编号FNC00FNC99中，有些功能号是预留的，所以实际功能指令只有85条。一条基本逻辑指令只完成一个特定的操作，而一条功能指令却能完成一系列的操作，相当于执行了一个子程序，所以功能指令的功能更加强大，使编程更加精练。基本指令和其梯形图符号之间是互相对应的。而功能指令采用梯形图和助记符相结合的形式，意在表达本指令要做什么。,5.1.1 数据类软元件,1数据寄存器（D）,PLC在进行输入输出处理、模拟量控制、位置控制时，需要许多数据寄存器存储数据和参数。数据寄存器有以下几种类型：1、通用数据寄存器（D0D199）2、断电保持数据寄存器（D200D999）3、特殊数据寄存器（D8000D8255）4、文件型数据寄存器（D1000D2999）,图5.1 16位/32位数据表示形式,数据寄存器为16位，最高位为符号位。可用两个数据寄存器来存储32位数据，最高位仍为符号位。,2变址寄存器（V、Z各一点）,图5.2 变址寄存器V、Z的组合 图5.3 变址寄存器的应用,变址寄存器和数据寄存器一样是进行数据读写的16为数据寄存器，主要用于运算操作数地址的修改。进行32位运算时，将二者结合使用。,3指针（P/I）,指针主要用于跳转中断等程序的入口地址，与跳转子程序中断程序等指令一起应用，地址号采用十进制数分配。指针P用于跳转指令；指针I用于中断指令。同一个指针编号不能重复使用。,指针P的使用,指针I的使用,图5.5 输入中断指针的格式 图5.6 定时器中断指针格式,4、字元件与双字元件,（1）字元件1个字元件是由16位的存储单元构成，最高位(第16位)为符号位，第115位为数值位。下图所示为16位数据寄存器D0图示。,（2）双字元件,可以使用两个字元件组成双字元件，以组成32位数据操作数。双字元件是由相邻的寄存器组成，在下图中由D11和D10组成。低16位数据存放在低位组件D10中，高16位数据存放在高位组件D11中，存放原则是：低对低，高对高。双字元件中第32位为符号位，第131位为数值位。,3功能指令中的位组件,将多个位组件按四位一组的原则来组合，也就是说用4位BCD码来表示1位十进制数，这样就能在程序中使用十进制数据了。组合方法的助记符是：Kn最低位位组件号 如KnX、KnY、KnM即是位组件组合，其中“K”表示后面跟的是十进制数，“n”表示四位一组的组数，,16位数据：K1K4，32位数据：K1K8。数据中的最高位是符号位。如：K2M0：由M0M3和M4M7两组位组件组成一个8位数据，其中M7是最高位，M0是最低位。K4M10：由M10M25四组位组件组成一个16位数据，其中M25是最高位，M10是最低位。,注意：当一个16位数据传送到目组件K1M0K3M0时，由于目标组件不到16位，所以将只传送16位数据中的低位数据，高位数据将不传送。32位数据传送也一样。由于数据只能是16位或32位这两种格式，因此当用,K1K3组成字时，其高位不足16位部分均作0处理。如执行图所示指令时，源数据只有12位，而目标寄存器D20是16位的，传送结果D20的高4位自动添0，如图所示。这时最高位的符号位必然是0，也就是说，只能是正数（符号位的判别是：正0负1）。,（4）功能指令中的16位数据,因为几乎所有寄存器的二进制位数都是16位，所以功能指令中16位的数据都是以缺省形式给出。如图 所示即为一条16位MOV指令：MOV指令的含义是，当X000接通时，将十进制数100传送到16位的数据寄存器D10中去。当X000断开时，该指令被跳过不执行，源和目的内容都不变。,（5）功能指令中的32位数据,功能指令也能处理32位数据，这时需要在指令前缀符号（D），如图 所示即为一条32位MOV指令：凡是能前缀显式符号（D）的功能指令，就能处理32位数据。32位数据是由两个相邻寄存器构成的，但在指令中写出的是低位地址，源和目都是这样表达的。所以对上图所示32位MOV指令含义应该这样来理解：当X000接通时，将由D11和D10组成的32位源数据传送到由D13和D12组成的目标地址中去。,要避免出现类似下图所示指令的错误：源由D11和D10组成，而目由D12和D11组成，这里D11是源、目重复使用，就会引起出错。所以建议32位数据首地址用偶地址。,5.1.2 FX2系列PLC功能指令的表示形式及使用要素,1功能指令的梯形图表示用功能框表示功能指令，即在功能框中用通用的助记符形式来表示，如图（a）所示，该指令的含义如图（b）所示。图（a）中X000常开接点是功能指令的执行条件，其后的方框即为功能指令。由图可见，功能指令同一般的汇编指令相似，也是由操作码和操作数两大部分组成。,（1）操作码部分功能框第一段为操作码部分，表达了该指令做什么。一般功能指令都是以指定的功能号来表示，如FNC45。但是，为了便于记忆，每个功指令都有一个助记符，对应FNC45的助记符是MEAN，表示“求平均值”。这样就能见名知义，比较直观。在编程器或FXGP软件中输入功能指令时，输入的是功能号FNC45，显示的却是助记符MEAN。不过，在FXGP软件中也可直接输入助记符MEAN。,注意：本书在介绍各功能指令时，将以图（a）的形式同时给出功能号和对应的助记符，但并不意味着在FXGP软件中输入功能指令时要两者一起送，而是按上述介绍，只要送入其中一个就行了。,（2）操作数部分,功能框的第一段之后都为操作数部分，表达了参加指令操作的操作数在那里。操作数部分部分组成：源操作数（源）目标操作数（目）数据个数源操作数：D0、D1和D2，数据个数K3指示源有3个；目操作数：D10。当X000接通时，MEAN指令的含义如图（b）所示，即要取出D0D2的连续3个数据寄存器中的内容作算术平均后送入D10寄存器中。当X000断开时，此指令不执行。,操作数排列次序：源在前，目在后，数据个数在最后。有些功能指令还要求多个操作数，也有的功能指令不需要操作数。,功能指令的表示形式,5.1.3 FX2系列可编程控制器功能指令的分类及汇总见表5.1,功能指令举例,一、比较指令CMP1指令用法FNC10CMPS1 S2 D 其中S1、S2为两个比较的源操作数，D为比较结果标志软组件，指令中给出的是标志软组件的首地址。比较指令CMP，将源操作数S1和S2的数据进行比较，结果送到目标操作数D中，,再将比较结果写入指定的相邻三个标志软组件中。指令中所有源数据均作为二进制数处理。图5.23所示为比较指令CMP的梯形图，对应的指令为：CMPKl00D10M0。,在图5.23中，如X010接通，则将执行比较操作，即将100减去D10中的内容，再将比较结果写入相邻三个标志软组M0M2中。标志位操作规则是：,若K100（D10），则M0被置1；若K100（D10），则M1被置1；若K100（D10），则M2被置1。可见CMP指令执行后，标志位中必有一个被置1，而其余二个均为0。CMP指令在作32位操作时，使用前缀（D）：（D）CMPS1S2 D。CMP指令也可有脉冲操作方式，使用后（P）：（D）CMP（P）S1S2 D，只有在驱动条件由OFFON时进行一次比较。,二、区间比较指令ZCP,1指令用法区间比较指令：FNC11 ZCP S1 S2 S3 DS1和S2为区间起点和终点，S3为另一比较软组件，D为标志软组件，给出的是标志软组件的首地址,区间比较指令ZCP可将某个指定的源数据S3与一个区间的数据进行代数比较，源数据S1和S2分别为区间的下限和上限，比较结果送到目标操作数D中，D由三个连续的标志位软组件组成。标志位操作规则是：若源数据S3处在上下限之间，则第二个标志位置1；若源数据S3小于下限，则第一个标志置1；若源数据S3大于上限，则第三个标志置1。ZCP指令执行后标志位必定有一个是1，其余两个是0。,图5.24 所示为区间比较指令示例梯形图，对应指令为：ZCP Kl00 K200 C0M0。如果X010接通，则将执行区间比较操作，即将C0的内容与区间的上下限去比较，比较结果写入相邻三个标志位软组件M0M2中。,标志位操作规则是：若K100C0，则M0被置1；若K100C0K200，则M1被置1；若K200C0，则M2被置1。,三、BIN加法指令ADD,二进制加法指令：FNC20ADDS1 S2 D S1、S2为加数源组件，D为和的目组件。功能：将指定的两个源中有符数，进行二进制加法，然后将和送入指定的目的中。,图5.36为加法指令ADD的示例梯形图，对应的指令为：ADDKl0D10D20。在图5.36中，如X010接通，执行加法运算，即将10与D10中的内容相加，结果送入D20中，并根据运算的结果使相应的标志位置1。ADD指令32位方式：（D）ADDD10D20 D30。,指令中给出的源、目是其首地址，如对加数1来说，低16位在D10中，高16位在相邻下一数据寄存器D11中，两者组成一个32位的加数1。同理，D21和D20组成了另一个加数2；D31和D30组成和数。为避免重复使用某软组件，建议用偶数组件号。,四、BIN减法指令,1指令用法二进制减法指令：FNC21SUBS1 S2 D S1、S2为被减数和减数源组件，D为差目组件。功能：将指定两个源软组件中有符数，进行二进制代数减法，相减结果差送入指定的目组件中。,图5.37为减法指令SUB的示例梯形图，对应的指令为：SUBKl0D10D20。在图5.37中，如X010接通，执行减法运算，将10与D10中的内容相减，结果送入D20中，并根据运算的结果使相应的标志位置1。SUB指令的32位脉冲操作格式为：（D）SUB（P）SD，这时，指令中给出的是源、目软组件的首地址。,5.2 功能指令应用实例,5.2.1 用PLC控制3台电动机控制要求：三台电机相隔5秒启动，各自运行10秒钟停止，循环往复，要求应用比较指令设计PLC程序。,图5.8 梯形图,5.2.2 密码锁的控制程序,试用比较指令设计该程序。密码锁为4键，若按H65，则输入正确后延时2秒钟，开照明；若按H78，输入正确后延时3秒钟，开空调。要求画出梯形图，写出指令。,图5.9 密码锁控制程序的梯形图,5.2.3 自动售货机的PLC控制,一、题目内容1、此售货机可以投入1元、5元、10元硬币。2、当投入的硬币超过12元时，牛奶按钮指示灯亮；当投入的硬币超过15元时，牛奶及咖啡指示灯都亮。3、当牛奶按钮指示灯亮时，按牛奶按钮，则牛奶排出7秒种后自动停止，这段时间内牛奶指示灯闪烁。4、当咖啡按钮指示灯亮时，按咖啡按钮，则咖啡排出7秒种后自动停止，这段时间内咖啡指示灯闪烁。5、若投入的硬币超过按钮所需的钱数（牛奶12元，咖啡15元）时，找钱指示灯亮，表示找钱动作，并退出多余的钱。,二、分析过程,1、应用比较指令来判断是否符合咖啡或牛奶排出的条件。2、正确区分计数器的预设值和当前值的区别，顾客投入的钱币应作为计数器的当前值。3、顾客投入的钱币有1元、5元、10元三种，需要使用加法指令进行累加，从而得到货币总额。4、当顾客结束消费后，应当利用减法指令从货币总额中扣除顾客所消费的金额。,三、解题过程,图5.10 自动售货机的I/O连接图,图5.11 全自动售货机的梯形图,5.3 可编程控制器特殊功能模块的应用,5.3.1 三菱FX2系列PLC的特殊功能模块使用通则 图5.12 特殊功能模块与PLC主机的连接,图5.13 特殊功能模块的系统框图,图5.14 梯形图格式,图5.15 梯形图 图5.16 梯形图格式,图5.17 梯形图 图5.18 程序示例,图5.19 初始参数的设定,5.3.2 三菱FX2系列PLC的模拟量输入模块（A/D转换模块）1模拟量的基本概念 图5.20 模拟电信号的产生过程,图5.21 常见的几种模拟量变化曲线,图5.22 模拟量与数字量之间的相互转化关系,图5.23 可编程控制器的模拟量控制系统框图,图5.24 梯形图,图5.25 液压系统原理图,图5.26 初始化程序的梯形图,图5.27 调整程序,图5.28 控制程序,图5.29 例5.6梯形图,5.4 思考练习题,1什么是开关量与模拟量？什么是开关量与模拟量控制系统？2模拟量具有哪些基本性质？3在工业控制中标准的模拟信号指的是什么？4FX-4AD模块有哪些用途？怎样编程序？5FX-2DA模块有哪些用途？怎样编程序？6跳转发生后，CPU还是否对被跳转指令跨越的程序段逐行扫描，逐行执行。被跨越的程序中的输出继电器、定时器及计数器的工作状态怎样？7试比较中断子程序和普通子程序的异同点。8试编写一个数字时钟的程序。要求有时、分、秒的输出显示，应有启动、清除及时间调整功能。9如何用双按钮控制5台电动机的启动/停止？10试用DECO指令实现某喷水池花式喷水的控制。第一组喷嘴4s第二组喷嘴2s二组喷嘴2s停止1s，重复上述过程。,