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第5章功能指令及功能模塊簡介,5.1功能指令簡介在FX2系列PLC的功能指令編號FNC00～FNC99中，有些功能號是預(yù)留的，所以實(shí)際功能指令只有85條。一條基本邏輯指令只完成一個(gè)特定的操作，而一條功能指令卻能完成一系列的操作，相當(dāng)于執(zhí)行了一個(gè)子程序，所以功能指令的功能更加強(qiáng)大，使編程更加精練?；局噶詈推涮菪螆D符號之間是互相對應(yīng)的。而功能指令采用梯形圖和助記符相結(jié)合的形式，意在表達(dá)本指令要做什么。,5.1.1數(shù)據(jù)類軟元件,1．?dāng)?shù)據(jù)寄存器（D）,PLC在進(jìn)行輸入輸出處理、模擬量控制、位置控制時(shí)，需要許多數(shù)據(jù)寄存器存儲(chǔ)數(shù)據(jù)和參數(shù)。數(shù)據(jù)寄存器有以下幾種類型：1、通用數(shù)據(jù)寄存器（D0～D199）2、斷電保持?jǐn)?shù)據(jù)寄存器（D200～D999）3、特殊數(shù)據(jù)寄存器（D8000～D8255）4、文件型數(shù)據(jù)寄存器（D1000～D2999）,圖5.116位/32位數(shù)據(jù)表示形式,數(shù)據(jù)寄存器為16位，最高位為符號位?？捎脙蓚€(gè)數(shù)據(jù)寄存器來存儲(chǔ)32位數(shù)據(jù)，最高位仍為符號位。,2．變址寄存器（V、Z各一點(diǎn)）,圖5.2變址寄存器V、Z的組合圖5.3變址寄存器的應(yīng)用,變址寄存器和數(shù)據(jù)寄存器一樣是進(jìn)行數(shù)據(jù)讀寫的16為數(shù)據(jù)寄存器，主要用于運(yùn)算操作數(shù)地址的修改。進(jìn)行32位運(yùn)算時(shí)，將二者結(jié)合使用。,3．指針（P/I）,指針主要用于跳轉(zhuǎn)中斷等程序的入口地址，與跳轉(zhuǎn)子程序中斷程序等指令一起應(yīng)用，地址號采用十進(jìn)制數(shù)分配。指針P用于跳轉(zhuǎn)指令；指針I(yè)用于中斷指令。同一個(gè)指針編號不能重復(fù)使用。,指針P的使用,,指針I(yè)的使用,圖5.5輸入中斷指針的格式圖5.6定時(shí)器中斷指針格式,4、字元件與雙字元件,（1）字元件1個(gè)字元件是由16位的存儲(chǔ)單元構(gòu)成，最高位(第16位)為符號位，第1～15位為數(shù)值位。下圖所示為16位數(shù)據(jù)寄存器D0圖示。,（2）雙字元件,可以使用兩個(gè)字元件組成雙字元件，以組成32位數(shù)據(jù)操作數(shù)。雙字元件是由相鄰的寄存器組成，在下圖中由D11和D10組成。低16位數(shù)據(jù)存放在低位組件D10中，高16位數(shù)據(jù)存放在高位組件D11中，存放原則是：低對低，高對高。雙字元件中第32位為符號位，第1～31位為數(shù)值位。,3．功能指令中的位組件,將多個(gè)位組件按四位一組的原則來組合，也就是說用4位BCD碼來表示1位十進(jìn)制數(shù)，這樣就能在程序中使用十進(jìn)制數(shù)據(jù)了。組合方法的助記符是：Kn＋最低位位組件號如KnX、KnY、KnM即是位組件組合，其中“K”表示后面跟的是十進(jìn)制數(shù)，“n”表示四位一組的組數(shù)，,,16位數(shù)據(jù)：K1～K4，32位數(shù)據(jù)：K1～K8。數(shù)據(jù)中的最高位是符號位。如：K2M0：由M0～M3和M4～M7兩組位組件組成一個(gè)8位數(shù)據(jù)，其中M7是最高位，M0是最低位。K4M10：由M10～M25四組位組件組成一個(gè)16位數(shù)據(jù)，其中M25是最高位，M10是最低位。,,注意：①當(dāng)一個(gè)16位數(shù)據(jù)傳送到目組件K1M0～K3M0時(shí)，由于目標(biāo)組件不到16位，所以將只傳送16位數(shù)據(jù)中的低位數(shù)據(jù)，高位數(shù)據(jù)將不傳送。32位數(shù)據(jù)傳送也一樣。②由于數(shù)據(jù)只能是16位或32位這兩種格式，因此當(dāng)用,,K1～K3組成字時(shí)，其高位不足16位部分均作0處理。如執(zhí)行圖所示指令時(shí)，源數(shù)據(jù)只有12位，而目標(biāo)寄存器D20是16位的，傳送結(jié)果D20的高4位自動(dòng)添0，如圖所示。這時(shí)最高位的符號位必然是0，也就是說，只能是正數(shù)（符號位的判別是：正0負(fù)1）。,,,（4）功能指令中的16位數(shù)據(jù),因?yàn)閹缀跛屑拇嫫鞯亩M(jìn)制位數(shù)都是16位，所以功能指令中16位的數(shù)據(jù)都是以缺省形式給出。如圖所示即為一條16位MOV指令：MOV指令的含義是，當(dāng)X000接通時(shí)，將十進(jìn)制數(shù)100傳送到16位的數(shù)據(jù)寄存器D10中去。當(dāng)X000斷開時(shí)，該指令被跳過不執(zhí)行，源和目的內(nèi)容都不變。,（5）功能指令中的32位數(shù)據(jù),功能指令也能處理32位數(shù)據(jù)，這時(shí)需要在指令前綴符號（D），如圖所示即為一條32位MOV指令：凡是能前綴顯式符號（D）的功能指令，就能處理32位數(shù)據(jù)。32位數(shù)據(jù)是由兩個(gè)相鄰寄存器構(gòu)成的，但在指令中寫出的是低位地址，源和目都是這樣表達(dá)的。所以對上圖所示32位MOV指令含義應(yīng)該這樣來理解：當(dāng)X000接通時(shí)，將由D11和D10組成的32位源數(shù)據(jù)傳送到由D13和D12組成的目標(biāo)地址中去。,要避免出現(xiàn)類似下圖所示指令的錯(cuò)誤：源由D11和D10組成，而目由D12和D11組成，這里D11是源、目重復(fù)使用，就會(huì)引起出錯(cuò)。所以建議32位數(shù)據(jù)首地址用偶地址。,5.1.2FX2系列PLC功能指令的表示形式及使用要素,1．功能指令的梯形圖表示用功能框表示功能指令，即在功能框中用通用的助記符形式來表示，如圖（a）所示，該指令的含義如圖（b）所示。圖（a）中X000常開接點(diǎn)是功能指令的執(zhí)行條件，其后的方框即為功能指令。由圖可見，功能指令同一般的匯編指令相似，也是由操作碼和操作數(shù)兩大部分組成。,（1）操作碼部分功能框第一段為操作碼部分，表達(dá)了該指令做什么。一般功能指令都是以指定的功能號來表示，如FNC45。但是，為了便于記憶，每個(gè)功指令都有一個(gè)助記符，對應(yīng)FNC45的助記符是MEAN，表示“求平均值”。這樣就能見名知義，比較直觀。在編程器或FXGP軟件中輸入功能指令時(shí)，輸入的是功能號FNC45，顯示的卻是助記符MEAN。不過，在FXGP軟件中也可直接輸入助記符MEAN。,,注意：本書在介紹各功能指令時(shí)，將以圖（a）的形式同時(shí)給出功能號和對應(yīng)的助記符，但并不意味著在FXGP軟件中輸入功能指令時(shí)要兩者一起送，而是按上述介紹，只要送入其中一個(gè)就行了。,（2）操作數(shù)部分,功能框的第一段之后都為操作數(shù)部分，表達(dá)了參加指令操作的操作數(shù)在那里。操作數(shù)部分部分組成：源操作數(shù)（源）目標(biāo)操作數(shù)（目）數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)源操作數(shù)：D0、D1和D2，數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)K3指示源有3個(gè)；目操作數(shù)：D10。當(dāng)X000接通時(shí)，MEAN指令的含義如圖（b）所示，即要取出D0～D2的連續(xù)3個(gè)數(shù)據(jù)寄存器中的內(nèi)容作算術(shù)平均后送入D10寄存器中。當(dāng)X000斷開時(shí)，此指令不執(zhí)行。,,操作數(shù)排列次序：源在前，目在后，數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)在最后。有些功能指令還要求多個(gè)操作數(shù)，也有的功能指令不需要操作數(shù)。,功能指令的表示形式,5.1.3FX2系列可編程控制器功能指令的分類及匯總見表5.1,功能指令舉例,一、比較指令CMP1．指令用法FNC10CMP[S1][S2][D]其中[S1]、[S2]為兩個(gè)比較的源操作數(shù)，[D]為比較結(jié)果標(biāo)志軟組件，指令中給出的是標(biāo)志軟組件的首地址。比較指令CMP，將源操作數(shù)[S1]和[S2]的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，結(jié)果送到目標(biāo)操作數(shù)[D]中，,再將比較結(jié)果寫入指定的相鄰三個(gè)標(biāo)志軟組件中。指令中所有源數(shù)據(jù)均作為二進(jìn)制數(shù)處理。圖5.23所示為比較指令CMP的梯形圖，對應(yīng)的指令為：CMPKl00D10M0。,,在圖5.23中，如X010接通，則將執(zhí)行比較操作，即將100減去D10中的內(nèi)容，再將比較結(jié)果寫入相鄰三個(gè)標(biāo)志軟組M0～M2中。標(biāo)志位操作規(guī)則是：,若K100＞（D10），則M0被置1；若K100＝（D10），則M1被置1；若K100＜（D10），則M2被置1?？梢奀MP指令執(zhí)行后，標(biāo)志位中必有一個(gè)被置1，而其余二個(gè)均為0。CMP指令在作32位操作時(shí)，使用前綴（D）：（D）CMP[S1][S2][D]。CMP指令也可有脈沖操作方式，使用后（P）：（D）CMP（P）[S1][S2][D]，只有在驅(qū)動(dòng)條件由OFF→ON時(shí)進(jìn)行一次比較。,二、區(qū)間比較指令ZCP,1．指令用法區(qū)間比較指令：FNC11ZCP[S1][S2][S3][D][S1]和[S2]為區(qū)間起點(diǎn)和終點(diǎn)，[S3]為另一比較軟組件，[D]為標(biāo)志軟組件，給出的是標(biāo)志軟組件的首地址,區(qū)間比較指令ZCP可將某個(gè)指定的源數(shù)據(jù)[S3]與一個(gè)區(qū)間的數(shù)據(jù)進(jìn)行代數(shù)比較，源數(shù)據(jù)[S1]和[S2]分別為區(qū)間的下限和上限，比較結(jié)果送到目標(biāo)操作數(shù)[D]中，[D]由三個(gè)連續(xù)的標(biāo)志位軟組件組成。標(biāo)志位操作規(guī)則是：若源數(shù)據(jù)[S3]處在上下限之間，則第二個(gè)標(biāo)志位置1；若源數(shù)據(jù)[S3]小于下限，則第一個(gè)標(biāo)志置1；若源數(shù)據(jù)[S3]大于上限，則第三個(gè)標(biāo)志置1。ZCP指令執(zhí)行后標(biāo)志位必定有一個(gè)是1，其余兩個(gè)是0。,,圖5.24所示為區(qū)間比較指令示例梯形圖，對應(yīng)指令為：ZCPKl00K200C0M0。如果X010接通，則將執(zhí)行區(qū)間比較操作，即將C0的內(nèi)容與區(qū)間的上下限去比較，比較結(jié)果寫入相鄰三個(gè)標(biāo)志位軟組件M0～M2中。,標(biāo)志位操作規(guī)則是：若K100＞C0，則M0被置1；若K100＜C0＜K200，則M1被置1；若K200＜C0，則M2被置1。,三、BIN加法指令A(yù)DD,二進(jìn)制加法指令：FNC20ADD[S1][S2][D][S1]、[S2]為加數(shù)源組件，[D]為和的目組件。功能：將指定的兩個(gè)源中有符數(shù)，進(jìn)行二進(jìn)制加法，然后將和送入指定的目的中。,,圖5.36為加法指令A(yù)DD的示例梯形圖，對應(yīng)的指令為：ADDKl0D10D20。在圖5.36中，如X010接通，執(zhí)行加法運(yùn)算，即將10與D10中的內(nèi)容相加，結(jié)果送入D20中，并根據(jù)運(yùn)算的結(jié)果使相應(yīng)的標(biāo)志位置1。ADD指令32位方式：（D）ADDD10D20D30。,,指令中給出的源、目是其首地址，如對加數(shù)1來說，低16位在D10中，高16位在相鄰下一數(shù)據(jù)寄存器D11中，兩者組成一個(gè)32位的加數(shù)1。同理，D21和D20組成了另一個(gè)加數(shù)2；D31和D30組成和數(shù)。為避免重復(fù)使用某軟組件，建議用偶數(shù)組件號。,四、BIN減法指令,1．指令用法二進(jìn)制減法指令：FNC21SUB[S1][S2][D][S1]、[S2]為被減數(shù)和減數(shù)源組件，[D]為差目組件。功能：將指定兩個(gè)源軟組件中有符數(shù)，進(jìn)行二進(jìn)制代數(shù)減法，相減結(jié)果差送入指定的目組件中。,圖5.37為減法指令SUB的示例梯形圖，對應(yīng)的指令為：SUBKl0D10D20。在圖5.37中，如X010接通，執(zhí)行減法運(yùn)算，將10與D10中的內(nèi)容相減，結(jié)果送入D20中，并根據(jù)運(yùn)算的結(jié)果使相應(yīng)的標(biāo)志位置1。SUB指令的32位脈沖操作格式為：（D）SUB（P）[S][D]，這時(shí)，指令中給出的是源、目軟組件的首地址。,5.2功能指令應(yīng)用實(shí)例,5.2.1用PLC控制3臺(tái)電動(dòng)機(jī)控制要求：三臺(tái)電機(jī)相隔5秒啟動(dòng)，各自運(yùn)行10秒鐘停止，循環(huán)往復(fù)，要求應(yīng)用比較指令設(shè)計(jì)PLC程序。,,圖5.8梯形圖,5.2.2密碼鎖的控制程序,試用比較指令設(shè)計(jì)該程序。密碼鎖為4鍵，若按H65，則輸入正確后延時(shí)2秒鐘，開照明；若按H78，輸入正確后延時(shí)3秒鐘，開空調(diào)。要求畫出梯形圖，寫出指令。,,圖5.9密碼鎖控制程序的梯形圖,5.2.3自動(dòng)售貨機(jī)的PLC控制,一、題目內(nèi)容1、此售貨機(jī)可以投入1元、5元、10元硬幣。2、當(dāng)投入的硬幣超過12元時(shí)，牛奶按鈕指示燈亮；當(dāng)投入的硬幣超過15元時(shí)，牛奶及咖啡指示燈都亮。3、當(dāng)牛奶按鈕指示燈亮?xí)r，按牛奶按鈕，則牛奶排出7秒種后自動(dòng)停止，這段時(shí)間內(nèi)牛奶指示燈閃爍。4、當(dāng)咖啡按鈕指示燈亮?xí)r，按咖啡按鈕，則咖啡排出7秒種后自動(dòng)停止，這段時(shí)間內(nèi)咖啡指示燈閃爍。5、若投入的硬幣超過按鈕所需的錢數(shù)（牛奶12元，咖啡15元）時(shí)，找錢指示燈亮，表示找錢動(dòng)作，并退出多余的錢。,二、分析過程,1、應(yīng)用比較指令來判斷是否符合咖啡或牛奶排出的條件。2、正確區(qū)分計(jì)數(shù)器的預(yù)設(shè)值和當(dāng)前值的區(qū)別，顧客投入的錢幣應(yīng)作為計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值。3、顧客投入的錢幣有1元、5元、10元三種，需要使用加法指令進(jìn)行累加，從而得到貨幣總額。4、當(dāng)顧客結(jié)束消費(fèi)后，應(yīng)當(dāng)利用減法指令從貨幣總額中扣除顧客所消費(fèi)的金額。,三、解題過程,圖5.10自動(dòng)售貨機(jī)的I/O連接圖,,圖5.11全自動(dòng)售貨機(jī)的梯形圖,5.3可編程控制器特殊功能模塊的應(yīng)用,5.3.1三菱FX2系列PLC的特殊功能模塊使用通則圖5.12特殊功能模塊與PLC主機(jī)的連接,,圖5.13特殊功能模塊的系統(tǒng)框圖,,圖5.14梯形圖格式,,圖5.15梯形圖圖5.16梯形圖格式,,圖5.17梯形圖圖5.18程序示例,,圖5.19初始參數(shù)的設(shè)定,,5.3.2三菱FX2系列PLC的模擬量輸入模塊（A/D轉(zhuǎn)換模塊）1．模擬量的基本概念圖5.20模擬電信號的產(chǎn)生過程,,圖5.21常見的幾種模擬量變化曲線,,圖5.22模擬量與數(shù)字量之間的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系,,圖5.23可編程控制器的模擬量控制系統(tǒng)框圖,,圖5.24梯形圖,,圖5.25液壓系統(tǒng)原理圖,,圖5.26初始化程序的梯形圖,,圖5.27調(diào)整程序,,圖5.28控制程序,,圖5.29例5.6梯形圖,5.4思考練習(xí)題,1．什么是開關(guān)量與模擬量？什么是開關(guān)量與模擬量控制系統(tǒng)？2．模擬量具有哪些基本性質(zhì)？3．在工業(yè)控制中標(biāo)準(zhǔn)的模擬信號指的是什么？4．FX-4AD模塊有哪些用途？怎樣編程序？5．FX-2DA模塊有哪些用途？怎樣編程序？6．跳轉(zhuǎn)發(fā)生后，CPU還是否對被跳轉(zhuǎn)指令跨越的程序段逐行掃描，逐行執(zhí)行。被跨越的程序中的輸出繼電器、定時(shí)器及計(jì)數(shù)器的工作狀態(tài)怎樣？7．試比較中斷子程序和普通子程序的異同點(diǎn)。8．試編寫一個(gè)數(shù)字時(shí)鐘的程序。要求有時(shí)、分、秒的輸出顯示，應(yīng)有啟動(dòng)、清除及時(shí)間調(diào)整功能。9．如何用雙按鈕控制5臺(tái)電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)/停止？10．試用DECO指令實(shí)現(xiàn)某噴水池花式噴水的控制。第一組噴嘴4s→第二組噴嘴2s→二組噴嘴2s→停止1s，重復(fù)上述過程。,