吉林大学《可编程控制技术PLC》课程 第7章--可编程控制器原理7.ppt
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1、第八章第八章 FXFX2N2N系列系列PLCPLC应用指令及用指令及编程方法程方法 应用用指指令令(Applied Applied InstructionInstruction,也也有有的的书称称为功功能能指指令令Functional Functional InstructionInstruction),用用于于数数据据的的传送送、运运算算、变换及及程程序序控控制制等等应用用。近近年年来来,应用用指指令令又又向向综合合性性方方向向迈进了了一一大大步步,出出现了了许多多一一条条指指令令即即能能实现以以往往需需要要大大段段程程序序才才能能完完成成的的某某种种任任务的的指指令令,如如PIDPID应用
2、用、表表应用用等等。这类指指令令实际上上就就是是一一个个个个应用用完完整整的的子子程程序序,从从而而大大大大提提高高了了PLCPLC的的实用用价价值和普及率。和普及率。F F X X2 2 N N系系 列列 P PL LC C 是是F F X X 系系列列中中高高档档次次的的超超小小型型化化、高高速速、高高性性能能产品品,具具 有有 1 12 28 8种种2 29 98 8条条应用用指指令令。分分为程程序序控控制制、传送送与与比比较、四四则运运算算与与逻辑运运算算、循循环移移位位、数数据据处理理、高高速速处理理、便便利利指指令令、外外部部设备I IO O处理理、浮浮点点操操作作、时钟运运算算、
3、格格雷雷码转换、触触点点比比较等等十十个个类型型。由由于于学学时有有限限,本本章章将将介介绍程程序序控控制制、传送送与与比比较、四四则运运算算与与逻辑运运算算、循循环移移位位、数数据据处理理。FXFX2N2N系列系列PLCPLC应应用指令用指令依据依据应应用不同,可分用不同,可分为为数据数据处处理理类类、程序控制、程序控制类类、特种、特种应应用用类类及外部及外部设备类设备类。其中数据其中数据处处理理类类指令种指令种类类多,数量大、使用多,数量大、使用频频繁,繁,又可分又可分为为传传送比送比较较、四、四则则运算及运算及逻辑逻辑运算、运算、移位、移位、编编解解码码等等细细目。目。程序控制程序控制类
4、类指令指令主要用于程序的主要用于程序的结结构及流程构及流程控制,含子程序、中断、跳控制,含子程序、中断、跳转转及循及循环环等指令。等指令。第一节第一节 应用指令的类型及使用要素应用指令的类型及使用要素一、应用指令的表示形式、应用与操作一、应用指令的表示形式、应用与操作 与基本指令不同的是,与基本指令不同的是,应用指令不含表达用指令不含表达梯形梯形图符号符号间相互关系的成分。而是相互关系的成分。而是直接表达直接表达本指令要做什么本指令要做什么。FXFX2N2N系列系列PLCPLC在梯形在梯形图中一中一般是使用般是使用应用框来表示用框来表示应用指令的。用指令的。图8 81 1是是应用指令的梯形用指
5、令的梯形图示例示例。使用使用应用指令用指令需注意指令的要素需注意指令的要素。以加法指令。以加法指令作作为说明,明,图8 82 2及表及表8 81 1给出了加法指令的表出了加法指令的表示形式及要素。示形式及要素。图8 82 2及及表表8 81 1中中应用用指指令令的的使使用用要要素素意意义如下。如下。(1)(1)应用用指指令令的的编号号每每条条应用用指指令令都都有有一一定定的的编号号。在在使使用用简易易编程程器器的的场合合,输入入应用用指指令令时,首首先先输入入的的就就是是应用用指指令令编号号。如如图8 82 2中中所示的就是所示的就是应用指令用指令编号。号。(2 2)助助记符符应用用指指令令的
6、的助助记符符是是该指指令令的的英英文文缩写写词。如如加加法法指指令令“ADDITIONADDITION”简写写为ADDADD。采采用用这种种方方式式容容易易了了解解指指令令的的应用用。如如图8 82 2中中所示。所示。图8-2 应用指令的表示形式及要素指令名称指令代码助记符操作数范围程序步S1()S2()D()加法FNC 20(1632)ADDADD(P)K、HKnX、KnY、KnM、KnST、C、D、V、ZKnY、KnM、KnST、C、D、V、ZADD、ADDP7步DADD、DADDP13步表81加法指令的要素 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
7、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。二、二、FXFX2N2N系列系列PLCPLC应用指令分类及汇总应用指令分类及汇总 图8-3 操作数可用元件类型的范围符号 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
8、示。第二第二节 程序流程程序流程类应用指令及用指令及应用用 表83条件跳转指令要素指令名称指令代码位数助记符操作数程序步D()条件跳转FNC 00(16)CJCJ(P)P0P127P63即是END所在步,不需要标记CJ和CJ(P)3步标号P1步 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
9、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 2)被被跳跳过程程序序段段中中的的时间继电器器T T及及计数数器器C C,无无论其其是是否否具具有有掉掉电保保持持功功能能,由由于于跳跳过的的程程序序停停止止执行行,它它们的的现实值寄寄存存器器被被锁定定,跳跳转发生生后后其其计时、计数数值保保持持不不变,在在跳跳转中中止止,程程序序继续执行行时,计时计数数将将继续进行行。另另外外,计时、计数数器器的的复复位位指指令令具具有有优先先权,即即使使复复位位指指令令位位于于被被跳跳过的的程程序序段段中中,执行行条条件件满足足时,复位工作也将,复位工作也将执行。行
10、。表84跳转对元器件状态的影响 3 3、使用跳转指令的几点注意、使用跳转指令的几点注意 (1 1)由由于于跳跳转指指令令具具有有选择程程序序段段的的功功能能。在在同同一一程程序序且且位位于于因因跳跳转而而不不会会被被同同时执行行程程序段中的同一序段中的同一线圈不被圈不被视为双双线圈圈。(2 2)可可以以有有多多条条跳跳转指指令令使使用用同同一一标号号。在在图8 85 5中中,如如X020X020接接通通,第第一一条条跳跳转指指令令有有效效,从从这一一步步跳跳到到标号号P9P9。如如果果X020X020断断开开,而而X021X021接接通通,则第第二二条条跳跳转指指令令有有效效,程程序序从从第第
11、二二条条跳跳转指指令令处跳跳到到P9P9处。但但不不允允许一一个个跳跳转指指令令对应二二个个标号号的的情情况况存存在在,即即在在同同一一程程序序中中不不允允许存存在在二二个个相相同同的的标号号。在在编写写跳跳转程序的指令表程序的指令表时,标号需占一行。号需占一行。(3 3)标号号一一般般设在在相相关关的的跳跳转指指令令之之后后,也也可可以以设在在跳跳转指指令令之之前前,如如图8-68-6所所示示。应注注意意的的是是,从从程程序序执行行顺序序来来看看,如如果果X024X024接接通通约200200msms以以上上,造造成成该程程序序的的执行行时间超超过了了警警戒戒时钟设定定值,会会发生生监视定定
12、时器器出出错。(4 4)使使用用CJCJ(P P)指指令令时,跳跳转只只执行行一一个个扫描描周周期期,但但若若用用辅助助继电器器M8000M8000作作为跳跳转指指令令的的工工作作条条件件,跳跳转就就成成为无无条条件件跳跳转。(5 5)跳跳转可可用用来来执行行程程序序初初始始化化工工作作,如如图8 87 7所所示示。在在PLCPLC运运行行的的第第一一个个扫描描周周期期中中,跳跳转CJ CJ P7P7将将不不执行行,程程序序执行行初初始始化化程程序序则被被跨跨过,不再,不再执行。行。(6 6)图8 88 8说明了主控区与跳明了主控区与跳转指令的指令的关系。关系。4.4.跳转指令的应用及实例跳转
13、指令的应用及实例 有有时候同一套候同一套设备在不同的条件下,需要有在不同的条件下,需要有两种工作方式,需运行二套不同的程序两种工作方式,需运行二套不同的程序时可使用可使用跳跳转指令。常指令。常见的手的手动、自、自动工作状工作状态的的转换即即是是这样一种情况。一种情况。图图8-8 8-8 8-8 8-8 主控区与跳主控区与跳主控区与跳主控区与跳转转指令关系指令关系指令关系指令关系 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、子程序指令及应用二、子程序指令及
14、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指令名称指 令 代码助记符操作数程序步D()子程序调用FNC 01(16)CALLCALL(P)指针P0P62,P64P127嵌套5级3步(指令标号)1步子程序返回FNC 02SRET无可用软件1步 子程序是子程序是为一些特定的控制目的一些特定的控制目的编制的相制的相对独立的程序。独立的程序。为了区了区别于主程序,于主程序,规定定在程序在程序编排排时,将主程序排在前,将主程序排在前边,子程序排在后子程序排在后边,并以主程序,并以主程序结束指令束指令FENDFEND(FNC 0
15、6FNC 06)将将这两部分分隔开。两部分分隔开。子程序指令在梯形子程序指令在梯形图中的表示如中的表示如图8 81010所示。所示。图8-10 子程序在梯形图中的表示 2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X
16、010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中断指令使用要素指令名称指令代码助记符操作数程序步D中断返回指令FNC 03IRET无1步允许中断指令FNC 04EI无1步禁止中断指令FNC 05DI无1步 中中断断子子程程序序是是为一一些些特特定定的的随随机机事事件件而而设计的的。在在主主程程序序执行行中中,允允许中中断断指指令令EIEI与与不不允允许中中断断指指令令DIDI指指令令之之间为中中断断程程序序段段
17、。如如在在程程序序的的任任何何地地方方都都可可以以响响应中中断断,称称为全全程程中中断断。PLCPLC根根据据中中断断程程序序段段中中工工作作性性质决决定定是是否否响响应中中断断子子程程序序。如如果果机机器器安安排排的的中中断断子子程程序序比比较多多,而而这些些中中断断子子程程序序又又不不一一定定需需要要同同时响响应时,可可以以由由特特殊殊辅助助继电器器M8050M8050M8059M8059实现输入入,定定时,计数数中中断断子子程程序序的的选择,M8050M8050M8059M8059与与1515个个中中断断指指针的的对应关关系系如如表表8 87 7所所示示。机机器器规定定,当当M8050M
18、8050M8059M8059被被置置1 1时,其其对应的的中中断断被被封封锁;反反之之被被置置时,对应的的中断允中断允许。表表表表8-7 8-7 8-7 8-7 特殊特殊特殊特殊辅辅助助助助继电继电器与中器与中器与中器与中断断断断对应对应关系关系关系关系 中中断断指指令令的的梯梯形形图表表示示如如图8 81212所所示示。从从图中中可可以以看看出出,中中断断程程序序作作为一一种种子子程程序序安安排排在在主主程程序序结束束指指令令FENDFEND之之后后。主主程程序序中中EIEI及及DIDI的的区区间表表示示可可以以开开放放中中断断的的程程序序段段。主主程程序序带有有多多个个中中断断子子程程序序
19、时,中中断断标号号和和与与其其最最近近的的一一处中中断断返返回回指指令令构构成成一一个个中中断断子子程程序序。FXFX2N2N型型可可编程控制器可程控制器可实现不多于二不多于二级的中断嵌套。的中断嵌套。另另外外,一一次次中中断断请求求,中中断断程程序序一一般般仅能能执行一次。行一次。图8-12 中断指令在梯形图中的表示 四、主程序结束和监视定时器刷新指令四、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 表88主程序结束指令使用要素指令名称指令代码助记符操作数程序步D主程序结束指令FNC 06FEND无1步 该指指令令表表示示主主程程序序结束束。一一般般情情况况下下,F
20、 FE EN ND D指指令令的的执行行与与E EN ND D指指令令一一样,进行行输出出、输入入处理理,监视定定时器器的的刷刷新新之之后后,返返回回0 0步步的的程程序序。图8 8-1 17 7是是F FE EN ND D指指令令的的应用用举例例。在在多多次次使使用用 F FE EN ND D指指令令的的场合合,在在最最后后的的F FE EN ND D指指令令与与 E EN ND D指指令令之之间对子子程程序序和和中中断断子子程程序序编 程,并一定要有返回指令。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、
21、程序步见表89表89监视定时器指令使用要素指令名称指令代码助记符操作数程序步D监视定时器刷新WATCH DOG TIMERFNC 07WDTWDT(P)无1步 在在PLCPLC的的运运算算周周期期(0 0 ENDEND或或FENDFEND指指令令执行行时间)超超过200200msms时,PLCPLC的的CPUCPUELEDELED发光光二二极极管管灯灯亮亮,停停机机。因因此此可可在在程程序序的的中中途途插插入入使使用。如用。如图8-198-19所示。所示。WDTWDT指指令令也也可可以以用用于于跳跳转子子程程序序和和循循环子子程序中程序中进行行编程。程。监监视视定定时时器器指指令令也也可可以以
22、改改变变监监视视定定时时器器的的时间设时间设定。定。WDTWDT指指令令是是顺控控程程序序中中执行行监视定定时器器刷刷新新的的指指令令。它它有有脉脉冲冲执行行型型和和连续执行行型型两种形式,它两种形式,它们的的执行行过程如程如图8-188-18所示。所示。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五、程序循环指令及应用 1程序循环指令的要素及梯形
23、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程序循环指令要素指令名称指令代码助记符操作数程序步S循环开始指令FNC 08(16)FORK、H、KnX、KnYKnM、KnS、T、CD、V、Z3步(嵌套5层)循环结束指令FNC09NEXT无1步循循环指令指令由由FORFOR及及NEXTNEXT二二条指令构条指令构成,成,这二二条指令条指令总是成是成对出出现的。如的。如梯形梯形图8 82121所示。所示。图8-21 循环指令使用说明*FXFX2N2N系系列列可可编程程控控制制器器数数据据传送送、比比较类指指令令包包含含有有比比较指指令令、区区间比比较指指令令、传送送与与移移位
24、位传送送指指令令、取取反反指指令令、块传送送指指令令、多多点点传送送指指令令、数数据据交交换指指令令、BCDBCD交交换指指令令、BINBIN交交换指指令令共共十十条条,是是数数据据处理理类程程序序中中使使用用十十分分频繁的指令。繁的指令。本本节介介绍传送送和和比比较类指指令令的的使使用用方方法法及及应用,并用,并给出一些出一些应用用实例。例。第三节第三节 传送、比较类应用指令及应用传送、比较类应用指令及应用一、传送和比较类指令说明一、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 指令名称指令代码位数助记符操作数范围程序
25、步S1()S2()D()比较FNC10(1632)CMPCMP(P)K、H、KnX、KnY、KnM、KnS、T、C、D、V、ZY、M、SCMP、CMPP7步DCMP、DCMPP13步 比比较指指令令CMPCMP是是将将源源操操作作数数S1S1()与与S2S2()的的数数据据进行行比比较,在在其其大大小小一一致致时,目目标操操作作数数D D()动作作,如如图8 82222所所示示。数数据据比比较是是进行行代代数数值大大小小比比较(即即带符符号号比比较)。所所有有的的源源数数据据均均按按二二进制制处理理。当当比比较指指令令的的操操作作数数不不完完整整(若若只只指指定定一一个个或或两两个个操操作作数
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