模块四功能指令的应用

模块四功能指令的应用课题一用PLC应用指令实现电动机Y-△自动减压起动控制课题二四则运算指令的应用课题三用PLC实现简易密码锁的控制课题四城市灯光控制课题五密码锁密码的输入及转换课题六流水灯光控制课题七步进电动机控制课题八电梯楼层方向的PLC控制课题九PLC控制七段数码管的显示课题一用PLC应用指令实现电动机Y-△自动减压起动控制学习目标1．掌握字元件、位组合元件，理解它们与位元件的联系与区别。2．掌握传送指令MOV的使用方法。3．会使用传送指令MOV进行梯形图编程，能灵活的将其应用于各种控制中。下一页返回课题一用PLC应用指令实现电动机Y-△自动减压起动控制知识学习功能指令（FunctionalInstruction,AppliedInstruction）是可编程控制器数据处理能力的标志，是用于数据的传送、运算、变换及程序控制等功能。这类指令实际上就是一个个功能完整的子程序。由于数据处理远比逻辑处理复杂，功能指令无论从梯形图的表达形式上，还是从涉及的机内器件种类及信息的数量上都有一定的特殊性。近年来，功能指令在综合性方面有了很大的提高，如PID功能、表功能等。从而提高了PLC的实用价值和普及率。本项目将介绍一些应用较为广泛的功能指令。上一页下一页返回课题一用PLC应用指令实现电动机Y-△自动减压起动控制1．功能指令的格式与基本指令不同，功能指令不是表达梯形图符号间的相互关系，而是直接表达指令的功能。FX系列可编程序控制器采用计算机通用的助记符形式来表示功能指令。一般用指令的英文名称或缩写作为助记符。图4-1-1中的M8002的常开触点是功能指令的执行条件（工作条件），其后的方框即为功能框。功能框中分栏表示指令的名称、相关数据或数据的存储地址。这种表达方式的优点是直观，易懂。图4-1-1中指令的功能是：当M8002接通时，十进制常数9被送到输出继电器Y000～Y003中去，相当于如图4-1-2所示的用基本指令实现的程序。由此可见，完成相同的任务，用功能指令比用基本指令编写的程序要简练的多。上一页下一页返回课题一用PLC应用指令实现电动机Y-△自动减压起动控制下面介绍功能指令的格式，如图4-1-3所示。（1）编号功能指令用编号FNC00～FNC294表示，并给出对应的助记符。例如，FNC12的助记符是MOV（传送），FNC45的助记符MEAN（求平均数）。若使用简易编程器时应输入编号，如FNC12、FNC45等，若采用编程软件时可输入助记符，如MOV、MEAN等。(2）助记符指令名称用助记符表示，功能指令的助记符为该指令的英文缩写词。如传送指令MOVE简写为MOV，加法指令ADDITION简写为ADD等。采用这种方式容易了解指令的功能。如图4-1-4所示梯形图中的助记符MOV，DMOVP中的“D”表示数据长度、“P”表示执行形式。上一页下一页返回课题一用PLC应用指令实现电动机Y-△自动减压起动控制(3）数据长度功能指令按处理数据的长度分为16位指令和32位指令。其中32位指令在助记符前加“D”，若助记符前无“D”，则为16位指令，如MOV是16位指令，DMOV是32位指令。(4）执行形式功能指令有脉冲执行型和连续执行型两种执行形式。在指令助记符后标有“P”的为脉冲执行型，无“P”的为连续执行型。如MOV是连续执行型16位指令，MOVP是脉冲执行型16位指令，而DMOVP是脉冲执行型32位指令。脉冲执行型指令在执行条件满足时仅执行一个扫描周期。这点对数据处理有很重要的意义。如一条加法指令，在脉冲执行时，只将加数和被加数进行一次加法运算。而连续型加法运算指令在执行满足时，每一个扫描周期都要相加一次。上一页下一页返回课题一用PLC应用指令实现电动机Y-△自动减压起动控制(5）操作数操作数是指应用指令涉及或产生的数据。有的功能指令只需要指定功能号，大多数功能指令在指定功能号的同时还需要有1～4个操作数。操作数分为源(Source)操作数、目标（Destination）操作数及其他操作数。源操作数是指指令执行后不改变其内容的操作数，用[S]表示。目标操作数是指执行后将改变其内容的操作数，用[D]表示。用m或n表示其他操作数，它们常用来表示常数，或作为源操作数和目标操作数的补充说明。表示常数时，K为十进制常数，H为十六进制常数。需注释的项目较多时，可以采用S1，S2等方式。操作数从根本上来说，是参加运算数据的地址。地址是依元件的类型分布在存储区中的。由于不同指令对参与操作的元件类型有一定的限制，因此，操作数的取值就有一定的范围。正确地选取操作数类型，对正确使用指令有很重要的意义。上一页下一页返回课题一用PLC应用指令实现电动机Y-△自动减压起动控制2．传送指令MOV传送指令MOV（Move）的功能是将源操作数内的数据传送到指定的目标操作数内，即[S]→[D]。传送指令MOV的说明如图4-1-5所示。当X0=ON时，源操作数[S]中的常数K100传送到目标操作元件D10中。当指令执行时，常数K100自动转换成二进制数。当X0断开时，指令不执行，数据保持不变。使用MOV指令时应注意：(1）指令编号为FNC12；(2）源操作数可取所有的数据类型，它们的目标操作数可取KnY、KnM、KnS、T、C、D、V和Z。（3）16位运算占5个程序步，32位运算占9个程序步。上一页下一页返回课题一用PLC应用指令实现电动机Y-△自动减压起动控制工作任务一、任务要求三相异步电动机控制要求如下：(1）按正转按钮SB1，电机以Y-△方式启动，Y形接法运行5秒后转换为△形运行。(2）按停止按钮SB3，电机立即停止运行。(3）按反转按钮SB2，电机以Y-△方式启动，Y形接法运行5秒后转换为△形运行。正转时，反转无法启动；反转时，正转无法启动。正反转的切换只能通过停止来实现。(4）按停止按钮SB3，电机立即停止运行。本任务要求使用功能指令实现三相异步电动机控制。上一页下一页返回课题一用PLC应用指令实现电动机Y-△自动减压起动控制二、任务分析1．输入输出点的确定根据控制要求，需要3个输入点，4个输出点，具体输入输出点分配见表4-1-12．PLC控制接线图根据输入输出点分配，PLC控制三相异步电动机Y-△减压起动的控制线路如图4-1-6所示。上一页下一页返回课题一用PLC应用指令实现电动机Y-△自动减压起动控制3．PLC梯形图根据电动机Y-△启停控制的要求，通电时，按下正转按钮X0，Y0、Y2应为ON（传送的常数为1+4=5），电动机Y形启动，5s之后，断开Y0、Y2，接通Y3（传送常数为8）。然后接通Y0、Y3（传送常数为1+8=9），电动机△形运行，停止时，各输出均为OFF（传送常数为0）。当反转启动时，算法一样，依此类推即可。另外，启动过程中的每个状态间应有时间间隔，时间间隔由电动机启动特性决定，在本任务中假设启动时间为5s，Y-△转换时间为2s。梯形图设计如图4-1-7所示。上一页下一页返回课题一用PLC应用指令实现电动机Y-△自动减压起动控制拓展知识本课题的拓展内容：传送指令传送指令[FNC12－FNC16]传送指令是功能指令中使用最为频繁使用的指令。本课题在知识学习当中已经学习MOV指令，这里不再说明。在FX2N系列可编程控制器中，传送指令除了MOV（传送）外，还有SMOV（BCD码移位传送）、CML（取反传送）、BMOV（数据块传送）和FMOV（多点传送）以及XCH（数据交换）指令。上一页下一页返回课题一用PLC应用指令实现电动机Y-△自动减压起动控制1．移位传送移位传送指令SMOV（ShiftMove）的功能是源数据（二进制数）被转换成4位BCD码然后将它移位传送。图4-1-8中的X0为ON时，将D1中右起第4位（ml=4）开始的2位〔m2=2）BCD码移到目标操作数（D2）的右起第3位（n＝3）和第2位（见图4-1-8），然后D2中的BCD码自动转换为二进制数，D2中的第1位和第4位不受移位传送值的影响。上一页下一页返回课题一用PLC应用指令实现电动机Y-△自动减压起动控制使用SMOV指令时应注意：(1）SMOV功能指令编号为FNC13;(2）只有16位运算，占11个程序步；(3）SMOV指令可取除K，H以外的其他类型的操作数。它们的目标操作数可取KnY、KnM、KnS、T、C、D、V和Z。上一页下一页返回课题一用PLC应用指令实现电动机Y-△自动减压起动控制2．取反传送指令取反传送指令的助记符为CML（Complement），其功能是将源元件中的数据逐位取反（1→0，0→1）并传送到指定目标。若源数据为常数K，该数据会自动转换为二进制数，CML用于可编程控制器反逻辑输出时非常方便。图4-1-9所示的CML指令将D0的低4位取反后传送到Y0～Y3中。上一页下一页返回课题一用PLC应用指令实现电动机Y-△自动减压起动控制使用CML指令时的注意事项：(1）功能指令编号为FNC14；(2）16位运算占5个程序步，32位运算占9个程序步。3．块传送指令块传送指令BMOV（BlockMove）的功能是将源操作数指定的元件开始的n个数据组成的数据块传送到指定的目标。如果元件号超出允许的范围，数据仅仅传送到允许的范围。上一页下一页返回课题一用PLC应用指令实现电动机Y-△自动减压起动控制使用BMOV指令时应注意：(1）功能指令编号为FNC15；(2）16位操作占7个程序步；(3）块传送指令的源操作数可取KnX、KnY、KnM、KnS、T、C、D和文件寄存器，目标操作数可取KnY、KnM、KnS、T、C和D。(4）传送顺序是自动决定的，以防止源数据块与目标数据块重叠时源数据在传送过程中被改写。如果源元件与目标元件的类型相同，传送顺序如图4-1-10所示。(5）利用BMOV指令可以读出文件寄存器（D1000～D7999）中的数据。上一页下一页返回课题一用PLC应用指令实现电动机Y-△自动减压起动控制4．多点传送指令多点传送指令FMOV（FillMove）的功能是将源元件中的数据传送到指定目标开始的n个元件中，传送后n个元件中的数据完全相同。如果元件号超出允许的范围，数据仅仅送到允许的范围中。图4-1-11中的X0为ON时将常数0送到D5～D14这10个（n=10）数据寄存器中。使用FMOV指令时应注意：(1）功能指令编号为FNC16；(2）16位操作占7个程序步，32位操作占13个程序步；(3）它的源操作数可取所有的数据类型，目标操作数可取KnY、KnM、KnS、T、C和D，n≤512。上一页返回课题二四则运算指令的应用学习目标1．掌握二进制加、减、乘、除算术运算指令ADD、SUB、MUL、DIV。2．会使用运算指令编写梯形图，能灵活运用上述指令实现数据处理以及其他应用。下一页返回课题二四则运算指令的应用知识学习四则运算指令1．算术运算算术运算包括ADD、SUB、MUL、DIV（二进制加、减、乘、除）指令，源操作数可取所有的数据类型，目标操作数可取KnY、KnM、KnS、T、C、D、V和Z（32位乘除指令中V和Z不能用作[D]）。16位运算占7个程序步，32位运算占13个程序步。上一页下一页返回课题二四则运算指令的应用下面逐一介绍各指令的用法。(1）加法指令加法指令ADD（Addition）将源元件中的二进制数相加，结果送到指定的目标元件。使用ADD指令时应注意：1）加法指令ADD功能指令编号为FNC20；2）加法指令每个数据的最高位为符号位（0为正，1为负）。加减运算为代数运算。图4-2-1中的X0为ON时，执行（D10）＋（D12）→（D14）。上一页下一页返回课题二四则运算指令的应用3）在32位运算中用到字编程元件时，被指定的字编程元件为低位字，下一个编程元件为高位字。为了避免错误，建议指定操作元件时采用偶数元件号。4）加法指令ADD有3个标志位。M8020为零标志位，M8021为借位标志位，M8022为进位标志位。如果运算结果为0，零标志M8020置1；运算结果超过32767（16bit运算）或2147483647（32bit运算），进位标志M8