三菱PLC功能指令及应用举例

专题5PLC功能指令的应用5.1用数据传送指令实现电动机的Y-△降压启动控制5.2用跳转指令实现选择运行程序段5.3算术运算指令与单按钮的功率控制5.4字逻辑运算指令及应用5.5子程序调用指令及应用5.6循环指令及应用5.7比较指令的应用与时钟控制程序5.9数码显示及应用5.8循环移位指令及应用5.1用数据传送指令实现电动机的Y-△降压启动控制5.1.1位元件与字元件1．位元件只具有接通（ON或1）或断开（OFF或0）两种状态的元件称为位元件。2．字元件字元件是位元件的有序集合。FX系列的字元件最少4位，最多32位。表5.1字元件范围符号表示内容KnX输入继电器位元件组合的字元件，也称为输入位组件KnY输出继电器位元件组合的字元件，也称为输出位组件KnM辅助继电器位元件组合的字元件，也称为辅助位组件KnS状态继电器位元件组合的字元件，也称为状态位组件T定时器T的当前值寄存器C计数器C的当前值寄存器D数据寄存器V、Z变址寄存器指令适用范围KnY0包含的位元件最高位～最低位位元件个数N取值1～8适用32位指令N取值1～4适用16位指令K1Y0Y3～Y04K2Y0Y7～Y08K3Y0Y13～Y012K4Y0Y17～Y016N取值5～8只能使用32位指令K5Y0Y23～Y020K6Y0Y27～Y024K7Y0Y33～Y028K8Y0Y37～Y032（1）位组件。多个位元件按一定规律的组合叫位组件，例如输出位组件KnY0，K表示十进制，n表示组数，n的取值为1～8，每组有4个位元件，Y0是输出位组件的最低位。KnY0的全部组合及适用指令范围如表5.2所示。表5.2KnY0的全部组合及适用指令范围通用停电保持用（可用程序变更）停电保持专用（不可变更）特殊用变址用D0～D199共200点D200～D511共312点D512～D7999共7488点D8000～D8195共106点V7-V0，Z7-Z0共16点（2）数据寄存器D、V、Z图5.116位与32位数据寄存器表5.3数据寄存器D、V、Z元件编号与功能16位数据寄存器所能表示的有符号数的范围为K−32768～32767。32位数据寄存器所能表示的有符号数的范围为K−2147483648～2147483647功能指令的使用说明：（1）FX2N系列PLC功能指令编号为FNC0～FNC246，实际有130个功能指令。（2）功能指令分为16位指令和32位指令。功能指令默认是16位指令，加上前缀D是32位指令，例如DMOV。（3）功能指令默认是连续执行方式，加上后缀P表示为脉冲执行方式，例如MOVP。（4）多数功能指令有操作数。执行指令后其内容不变的称为源操作数，用S表示。被刷新内容的称为目标操作数，用D表示。5.1.2数据传送指令MOV表5.4MOV指令传送指令操作数D（32位）FNC12MOVS（源）K、H、KnX、KnY、KnM、KnS、T、C、D、V、ZP（脉冲型）D（目标）KnY、KnM、KnS、T、C、D、V、Z图5.2功能指令格式5.1.3数据传送指令应用举例【例题5.1】设有8盏指示灯，控制要求是：当X0接通时，全部灯亮；当X1接通时，奇数灯亮；当X2接通时，偶数灯亮；当X3接通时，全部灯灭。试设计电路并用数据传送指令编写程序。【解】控制线路图如图5.3所示。图5.3例题5.1控制线路图图5.4例题5.1程序图输入端口输出位组件K2Y0传送数据Y7Y6Y5Y4Y3Y2Y1Y0X0●●●●●●●●H0FFX1●●●●H0AAX2●●●●H55X3H0表5.5例题5.1控制关系表5.1.4区间复位指令ZRST表5.6ZRST指令区间复位指令操作数操作数范围PFNC40ZRSTD1、D2Y、M、S、T、C、D图5.5区间复位指令ZRST如图5.5所示，当指令语句“ZRSTY0Y3”执行时将Y0、Y1、Y2、Y3全部复位为0状态。5.1.5实习操作：电动机Y-△降压启动控制线路与程序图5.6Y-△降压启动控制线路表5.7Y-△降压启动过程和传送控制数据表操作元件状态输入端口输出端口/负载传送数据Y3/KM3Y2/KM2Y1/KM1Y0/HLSB2形启动T0延时10sX20111K7T0延时到T1延时1s0011K3T1延时到△形运转1010K10SB1停止X10000K0KH过载保护X00001K1图5.7Y-△降压启动程序梯形图5.2用跳转指令实现选择运行程序段图5.8手动/自动程序跳转应用跳转指令的程序结构如图5.8所示。X3是手动/自动选择开关的信号输入端。当X3未接通时，执行手动程序段，反之执行自动程序段。X3的常开/常闭接点起联锁作用，使手动、自动两个程序段只能选择其一。条件跳转指令操作数程序步PFNC0CJ标号P0～P127P63表示跳到ENDCJ3步标号P1步5.2.1条件跳转指令CJ表5.8CJ指令1．标号P的说明（1）FX2N系列PLC的标号P有128点（P0～P127），用于分支和跳转程序。（2）标号P放置在左母线的左边，一个标号只能出现一次，如出现两次或两次以上，程序报错。标号P占一步步长。2．跳转指令CJ的说明（1）如果跳转条件满足，则执行跳转指令，程序跳到以标号P为入口的程序段中执行。否则不执行跳转指令，按顺序执行下一条指令。（2）多个跳转指令可以使用同一个标号。（3）如果用M8000作为控制跳转的条件，CJ则变成无条件跳转指令。5.2.2条件跳转指令应用举例【例题5.2】某台设备具有手动/自动两种操作方式。SB3是操作方式选择开关，当SB3处于断开状态时，选择手动操作方式；当SB3处于接通状态时，选择自动操作方式，不同操作方式进程如下：手动操作方式进程：按启动按钮SB2，电动机运转；按停止按钮SB1，电动机停机。自动操作方式进程：按启动按钮SB2，电动机连续运转1min后，自动停机。按停止按钮SB1，电动机立即停机。图5.9例题5.2控制线路图【解】根据控制要求，设计程序梯形图如图5.10所示。图5.10例题5.2程序梯形图5.3算术运算指令与单按钮的功率控制加法指令操作数DFNC20ADDS1、S2K、H、KnX、KnY、KnM、KnS、T、C、D、V、ZPDKnY、KnM、KnS、T、C、D、V、Z5.3.1加法指令ADD表5.10ADD指令1.加法指令ADD的说明（1）加法运算是代数运算。（2）若相加结果为0，则零标志位M8020=1，可用来判断两个数是否为相反数。（3）加法指令可以进行32位操作方式。图5.1132位加法指令操作数的构成例如指令语句“DADDD0D10D20”的操作数构成如图5.11所示。被加数的低16位在D0中，高16位在D1中；加数的低16位在D10中，高16位在D11中；“和”的低16位在D20中，高16位在D21中。2．加法指令ADD举例图5.12加法指令ADD的举例1图5.13加法指令ADD的举例2图5.14加法指令ADD的举例3减法指令操作数DFNC21SUBS1、S2K、H、KnX、KnY、KnM、KnS、T、C、D、V、ZPDKnY、KnM、KnS、T、C、D、V、Z5.3.2减法指令SUB表5.11SUB指令1．减法指令SUB的说明（1）减法运算是代数运算。（2）若相减结果为0时，则零标志位M8020=1，可用来判断两个数是否相等。（3）SUB可以进行32位操作方式，例如指令语句：DSUBD0D10D20。2．减法指令SUB举例两个数据寄存器中存储的数据相减，程序如图5.15所示。如果X0接点闭合，执行数据传送指令。如果X1接点闭合，执行减法指令，减法运算的结果差（8−2=6）存在D30中。图5.15减法指令SUB的举例5.3.3乘法指令MUL表5.12MUL指令乘法指令操作数DFNC22MULS1、S2K、H、KnX、KnY、KnM、KnS、T、C、D、V、ZPDKnY、KnM、KnS、T、C、D、V、Z1．乘法指令MUL的说明（1）乘法运算是代数运算。（2）16位数乘法：源操作数S1、S2是16位，目标操作数D占用32位。图5.1616位乘法的积占用32位例如乘法指令语句“MULD0D10D20”，被乘数存储在D0，乘数存储在D10，积则存储在D21、D20组件中。操作数结构如图5.16所示。2．乘法指令MUL举例运行监控模式的程序梯形图如图5.17所示。如果X0接点闭合，执行数据传送指令。如果X1接点闭合，执行乘法指令，乘法运算的结果（8×2=16）存储在D31、D30目标操作数中。图5.17中D31存储的数据为0，D30存储的数据为16。图5.17乘法指令MUL的举例除法指令操作数DFNC23DIVS1、S2K、H、KnX、KnY、KnM、KnS、T、C、D、V、ZPDKnY、KnM、KnS、T、C、D、V、Z5.3.4除法指令DIV表5.13DIV指令1．除法指令DIV的说明（1）除法运算是代数运算。（2）16位数除法：源操作数S1、S2是16位，目标操作数D占用32位。除法运算的结果商存储在目标操作数的低16位，余数存储在目标操作数的高16位中。（3）32位除法：源操作数S1、S2是32位，但目标操作数却是64位。除法运算的结果商存储在目标操作数的低32位，余数存储在目标操作数的高32位。例如除法指令语句“DIVD0D10D20”，被除数存储在D0，除数存储在D10，商存储在D20，余数存储在D21，操作数的结构如图5.18所示。图5.1816位除法的商和余数构成32位目标操作数2．除法指令DIV举例运行监控模式的程序梯形图如图5.19所示。如果X0接点闭合，执行数据传送指令。如果X1接点闭合，执行除法指令。除法运算结果的商7存储在D30，余数1存储在D31。可以看出，数据除2后根据余数为1或为0可判断数据的奇偶性。图5.19除法指令DIV的举例加1指令操作数DFNC24INCDKnY、KnM、KnS、T、C、D、V、ZP5.3.5加1指令INC表5.14INC指令1．加1指令INC的说明（1）INC指令的执行结果不影响零标志位M8020。（2）在实际控制中通常不使用每个扫描周期目标操作数都要加1的连续执行方式，所以，INC指令经常使用脉冲操作方式。减1指令DEC和加1指令INC执行方式相似。2．加1指令INC举例运行监控模式的程序梯形图如图5.20所示。开机初始脉冲M8002将数据寄存器D10清0。在X0接点闭合的那个扫描周期执行加1指令，D10的数据被加1后存储，即（D10）+1→（D10）。图中X0共接通5次，D10中存储的数据由0增加到5。图5.20加1指令INC的举例5.3.6实习操作：单按钮的功率控制程序1．单按钮的功率控制线路和控制要求单按钮的功率控制线路如图5.21所示。控制要求是：加热功率有7个挡位可调，大小分别是0.5kW、1kW、1.5kW、2kW、2.5kW、3kW和3.5kW。有1个功率选择按钮SB1和1个停止按钮SB2。第一次按SB1选择功率第1挡，第二次按SB1选择功率第2挡……第八次按SB1或按SB2时，停止加热。图5.21单按钮的功率控制线路输出功率（kW）字元件K1M0按SB1次数M3M2M1M00000000.5000111001021.5001132010042.5010153011063.5011170100082．单按钮功率控制的工序表5.16单按钮功率控制的工序3．单按钮的功率控制程序图5.22单按钮的功率控制程序5.4字逻辑运算指令及应用字“与”指令操作数DFNC26WANDS1、S2K、H、KnX、KnY、KnM、KnS、T、C、D、V、ZPDKnY、KnM、KnS、T、C、D、V、Z5.4.1逻辑字“与”指令WAND表5.17WAND指令1．字“与”指令WAND的说明（1）S1、S2为作相“与”逻辑运算的源操作数，D为存储“与”逻辑运算结果的目标操作数。（2）字“与”指令的功能是将两个源操作数的数据，进行二进制按位相“与”，并将运算结果存入目标操作数。2．字“与”指令WAND举例假设要求用输入继电器X0～X4的位状态去控制输出继电器Y0～Y