PLC教程理论篇之数据处理指令及标志值逻辑一

PLC教程理论篇之数据处理指令及标志值逻辑一一、数据处理指令简介数据处理指令很多，占PLC指令集的大部分。大都以双字、字、多字为单位操作。这些指令实在太多，只能择其主要者进行介绍。具体是：传送指令、比较指令、译码指令及各种运算与文字处理指令，等等。1．传送指令最简单、最常用的传送指令为把源地址的内容或某即时数传送到某目标地址。传送后，源地址内容不变。图9-1示的为三厂家传送梯形图及助记符指令。传送的数为0时，置其为1，不然置0。OMRONPLC的MOV指令名称前加@，即@MOV（021），三菱PLC的MOV指令后加P、即MOVP，则指令为微分执行。只在逻辑条件从OFF到ON那个扫描周期，指令执行一次。其它情况，指令不执行。OMRON新型PLC，MOV之后L，即MOVL，三菱PLCMOV之前加D，即DMOV，可实现双字传送。而且，这里的MOV前加字及后加字可同时进行。西门子PLCMOV-W为字传送，而MOV-B为字节传送，MOV-D为双字传送，MOV-R为实数传送。提示：从三家MOV指令的表示再次看出，同样是梯形图，不同厂家的指令表示是不相同的。所以，设计不同厂家PLC的程序，要看到这个差别。除了MOV，OMRON、三菱还有反相传送指令MNV（三菱为CML）指令，它与MOV不同的只是传送之前，先把要传的内容取反，然后再传。此外，还有其它多种传送指令。有：多字传送，也称块传送，或称成批传送指令，可把若干连续地址的内容分别传送给对应的连续的目标地址。只要设好要传的数据的起始地址，目标的起始地址及要传的字数就可以了。块设定，或称多点传送指令。它可把一个字的内容设定到指定的连续存储区中，只要指出该区的起始地址及末了地址。这个指令可很方便地用于对PLC的一些存储区进行初始化。字交换指令，可进行两个地址内容的交换。OMRON还有带偏移目标地址的传送指令DIST。可把源地址的内容传送给某基址加偏移地址后的地址。带偏移源地址的传送指令，COLL。可把某基址加偏移地址后的地址的内容传送到某个目标地址。这种传送也类似使用指针，较灵活。除了字、双字、多字传送，还有BCD码的位（digit）及16进制的位（Bit）传送，等等。这些指令给数据处理都提供了方便。2．比较指令常用的比较指令为一般CMP。执行它时，实现两个数的比较，并依据比较结果使相应的标志位置位。比较结果位有三个：EQ（等于），第一、第二比较数相等，OMRON以前机型是使特殊继电器255.06ON：LE（小、等于），第一个数小于第二个数，OMRON机以前机型是使特殊继电器250.07ON；GR（大、等于），第一个数大于第二个数，OMRON以前机型是使特殊继电器255.05ON。提示：OMRONPLC不仅使用比较指令会改变以上特殊继电器的状态。有的其它指令也会改变它。所以，在比较指令与取得比较结果之间，不能如图9-2那样，夹入指令B。因为执行指令B，有时可能改变在比较时得到的结果。那样，A得到的结果，就可能有误。图9-2不正确使用比较指令示意提示：由于编程软件的进步，比较结果的标志用的特殊继电器编号，可以不必记忆。可用P-EQ（相等）、P-LT（小于）及P-GT（大于）代替。三菱的一般比较指令的结果标志是由指令指定。其格式如下：—[CMPD1D2M1]这里方括号左边横线为执行本指令的逻辑条件。方括号中CMP为指令名称，D1为第一比较数，D2为第二比较数，M1（在此虽只指明M1）到M3为比较结果标志。当D1大于D2时，M1ON，其它OFF；当D1等于D2时，M2ON，其它OFF；当D1小于D2时，M3ON，其它OFF。三菱的CMP与MOV一样可加前、后缀D、P，实行双字比较或微分执行。西门子无一般比较指令，但有触点比较指令。可进行各种长度及不同数据类型的比较，其结果可当作为梯形图的逻辑条件使用。图9-3示的为使用西门子PLC比较指令的梯形图程序。图中除了常开触点I0.0及输出Q0.0外，全部为比较指令。从图知，要使Q0.0产生输出，其条件是：VB0（字节整数）要大或等于QB0（字节整数）或I0.0ON，同时VW7（字整数）等于VW4（字整数）或IB2（字节整数）大于或等于VB3（字节整数），同时VD56（双字浮点数）小于或等于VD12（双字浮点数），同时VB100（字符）等于VB10（字符）。OMRON新机型及三菱PLC也都有类似的触点比较指令。图9-4示的为使用三菱触点比较指令的梯形图程序。图中除了常开触点X002及输出Y000外，其它的为比较指令。从图知，要使Y000产生输出，其条件是：D1（字整数）要大于D2（字整数），同时X002ON，或D10（双字，这里大于号之前加D，为双字的含义）大于或等于D20（双字）。此外，OMRONPLC还有表比较指令，可把一个数与若干个数比较，那个数相等，则指定字中相应位ON。否则，OFF。块（范围）比较指令。它的比较表是16对数，列出被比较数的上下限。当这个比较数处于被比较数的某上下限之间（含上、下限本身），视同比较相等，可使指定字的相应位ON。否则，OFF。三菱PLC除了CMP指令，还有ZCP区域比较指令。格式如下：这里的S1、S2为区域的上、下范围界限（S2必须大于S1），S为比较值。D为比较结果为输出。如上，当计数器C30的现值小于100时，M3ON，M4、M5OFF；当计数器C30的现值大、等于100，而又小、等于120时，M4ON，M3、M5OFF；当计数器C30的现值大于120时，M5ON，M3、M4OFF。比较指令是很关键的。正如没有比较，人们无法思考问题一样，没有比较指令，PLC就不能进行逻辑判断，也没有什么智能可言。如在本教程第7讲图7-10程序中，增加计数器现值与常数1比较，并处理成：若等，则输出ON（启动）；如不等，则输出OFF（停车），则可达到单按钮实现启、停控制的目的。再如在本教程第7讲图7-11程序中，增加计数器现值与一系列设定的时间值比较，并处理成：与要求的输出对应，也可实施图6-11程序的功能。比较指令与实时时钟配合，还可实现用时钟的时间对系统实施各种控制。等等。提示：比较指令对应操作数的格式应一致，否则无法得到预期的结果。提示：比较指令是实现逻辑判断的基本手段。正确理解与巧妙使用比较指令，是PLC程序设计的关键之一。3．译码指令用以译码，以适应数据使用或实现控制的需要。最常用的为BCD码与BIN二进制码转换用指令。BCD为二进制码转换成BCD码指令。BIN为BCD码转换二进制码指令。有的PLC还有可处理双字的BCD及BIN治令，可进行两字长转换。还有为4转16（DMPX、DECO）及16转4（MLPX、ENCO）的译码指令。4转16：此指令可用一个输入（源）数位（DIGIT，由4个BIT组成）的值，使一个16位二进制输出（目标）数中，与该值相等的位ON，其它位OFF。当使用数值去控制不同的输出时，常要使用到此指令。而多数PLC都提供有这个指令。图9-5为一组不同PLC使用4转16指令的梯形图程序。其作用都是用4个输入点（分别是0.00到0.03、I0.0到I0.3及X000到X003）组成的一个数位（DIGIT）的不同取值（16进制编码），去控制输出（分别为10.00到10.15、Q0.0到Q1.7及Y000到Y017）。如图程序，如输入（编码）值为6，则将使10.06、Q1.6（注意：西门子位在字中的排序与其它PLC不同，其升幂先是高字节的00位到07位，后为低字节的00到07位，故这里为Q1.6，而不是Q0.6）及Y006ON，而其它各位全OFF。再如输入（编码）值为11，则将使10.11、Q1.3（8进制计算）及Y013（8进制计算）ON，而其它各位全OFF。再如输入（编码）值为0，则将使10.00、Q0.0及Y000ON，而其它各位全OFF。有了这个程序，如用16位的拨码开关接输入点，则可很方便地用这个开关的不同设置，产生不同输出。如用增计数器作为这里的源，也可用计数值的变化，一步步改变输出。提示：如图b）所示，西门子S7-200的DECO指令的输入（IN）是字节，且其作用的仅它的低4位（如图，为I0.0到I0.3），输出是两个字节，16个位（BIT）。只要其EN端逻辑条件ON（图中SM0.0为常ON触点，故此条件满足），即执行本指令。而S7-300、400则没有这个指令。提示：如图c）所示，三菱的DECO指令，稍复杂，功能也稍强。如图，X000到X003，4个位（BIT），为源（S。、输入），Y000到Y017为目标（D。、输出），16个位（BIT）。只要执行它的逻辑条件ON（图中M8000为常ON触点，故此条件满足），即执行本指令。为什么这里输入为4位，输出为16位？这与常数（n）的取值为4有关。图9-6示的为三菱DECO指令n的取值及其含义示意。当目标（D）是“位”软元件时，n取值应小或等于8。输出多少位？是2的n次方。9-5C的n为4，故输出为16位，对应的输入为4位。如n为8，则可输出256位。图9-6n为3，故输出为8位，对应的输入为3位。该图输入X000、X001ON，X003OFF，其值为3，故M13ON，其它7位均OFF。当目标（D）是“字”软元件时，n取值应小或等于4。输出多少位？也是2的n次方。图9-6n为3，故输出为8位，对应的输入为3位。该图输入D0的低3位值为3，故D1的第3位ON，其它位，含高字节各位均OFF。提示：如图a）所示，OMRON的MLPX指令，更复杂，功能也更强。如图，000。00到000.03，4个位（BIT），为源（第1个操作数、S），010。00到010。15为目标（第3个操作数、R），16个位（BIT）。只要执行它的逻辑条件ON（图中P-ON为常ON触点，故此条件满足），即执行本指令。为什么这里输入为4位，输出为16位？这与#0（第2个操作数，控制字的取值）有关。图9-7示的为MLPX指令控制字（第2个操作数，C）的含义及应用实例。这里C有4个数位，其中数位0（n）指的是“源”字（S）中那个数位用作输入，数位1（l）指的是有多少数位用作输入。自然，输入数位多，输出也多（4对16）。如图所示，这里n=2，l=1（0时用一个数位，1用2个，余类推）。所以，如S中数位2的值为m，则R字中的m位ON。如S中数位3的值为p，则R+1字中的p位ON。控制字C的数位，这里为0。如数位3取值为1，将进行8到256的译码（老机型无此功能）。256为16个字组成的256个位（bit）。8为8个字节为一组，每组两数位16进制数，其值变化范围为00～FF，正好对应于256位（bit）的00～255位。8到256译码，本质上与4到16是相同的，只是它的通道长（位数）不是16，而是256，位（号），不是0～F，而是两位16进制数00～FF。但8到256最多只能进行两组，不像4到16可进行4组译码。图9-8示的为MLPX指令8到256应用实例。16转4：它与4转16相反，是把一个16位二进制输入（源）数中ON位的序号，作为一个输出（目标）数位（DIGIT，由4个BIT组成）的值。如前者有多个ON的位，则取其最大（对S-200相反，取其最小，OMRONCJ1等机可选定）的位。当需对不同的输出进行记录时，常要使用到此指令。而多数PLC都提供有这个指令。图9-9为一组不同PLC使用16转4指令的梯形图程序。其作用都是将16个触点（分别是10.00到10.15、Q0.0到Q1.7及Y000到Y017）的不同取值（16进制编码），译成一个数位（DIGIT）输出（分别为100.00到100.03、VB0.0到VB0.3及D0的低4位）。如图程序，如输入10.06、Q0.6及Y006ON，而其它各位全OFF，则将使100、D0字、VB0字节的低数位（数位0）的值将为6。如010.11、010.9、Q1.3、Q1.1及Y013、Y011ON，而其它各位全OFF，则将使100、D0字的低数位（数位0）的值将为11，而VB0字节的低数位（数位0）的值、将为9。有了这个程序，可很方便地把输出点的输出