PLC教学课件4

模块四PLC应用指令的应用8盏流水灯控制程序设计任务一4路抢答器控制程序设计任务二8台电动机顺序起动控制程序设计任务三24h时钟显示程序设计任务四任务六8站小车的呼叫控制程序设计车库门自动开关控制程序设计任务七自动售货机控制程序设计任务八任务五密码锁控制程序设计【能力目标】1.能熟练运用PLC的基本指令和应用指令编写PLC程序，并写入PLC进行调试运行。2.能熟练运用应用指令解决实际工程问题。【知识目标】1.掌握应用指令的基本格式、表示方式、数据长度、位组件和执行方式等。2.掌握主要应用指令的使用方法。3.学会利用应用指令解决实际问题的编程方法，进一步熟悉编程软件的使用，通过学习，提高编程技巧。任务一8盏流水灯控制程序一、任务导入试设计8盏流水灯每隔1s顺序点亮，并不断循环的PLC控制系统。二、相关知识（一）应用指令的通用格式图4-1应用指令的通用表示方法1.应用指令编号：应用指令按应用号FNC00～FNC246来编号，如图4-1中的①所示。2.助记符：应用指令的助记符是该指令的英文缩写。如加法指令“ADDITION”简写为ADD，如图4-1中的②所示。3.数据长度：应用指令可按处理数据的长度分为16位指令和32位指令。其中32位指令用（D）表示，无（D）符号的为16位指令。图4-1中③表示该指令为32位指令。4.执行形式：应用指令有脉冲执行型和连续执行型两种。图4-2连续执行方式5.操作数：操作数是应用指令涉及或产生的数据，如图4-1中的⑥所示。它一般由1～4个操作数组成，但有的应用指令只有助记符和应用号而不需要操作数。操作数分为源操作数、目标操作数和其它操作数。（二）应用指令的数据结构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。常用的位元件有输入继电器X、输出继电器Y、辅助继电器M和状态器S。2.字元件（1）位组件位元件X、Y、M、S等的组合也可以作为数值数据进行处理。将这些位元件组合，以KnP的形式表示，每组由4个连续的位元件组成，称为位元件，其中P为位元件的首地址，n为组数（n＝1～8）。4个单元K4组成16位操作数，如K4M10表示由M15~M10组成的16位数据。（2）数据寄存器D、V、Z数据寄存器主要用于存储运算数据，可以对数据寄存器进行“读”、“写”操作。FX系列中每一个数据寄存器都是16位（最高位为符号位）二进制数或一个字。①通用数据寄存器FX2N可编程控制器中的D0～D199是通用数据寄存器，共200点。②锁存数据寄存器FX2N可编程控制器中的D200～D7999为锁存数据寄存器，共7800点（不同机型，该点数不同）。③文件寄存器FX2N可编程控制器中的D1000～D7999为文件寄存器，共7000点。文件寄存器只能用外部设备进行写入操作。④特殊数据寄存器FX2N可编程控制器中的D8000～D8255为特殊数据寄存器，共256点。（三）传送指令MOV传送指令MOV是将源操作数[S]中的数据送到指定的目标操作数[D]中，源操作数内的数据不变。若源操作数是一个变数，则需用脉冲型传送指令，即在MOV后加P表示。32位数据需用DMOV传送。三、任务实施（一）分配I/O地址（二）程序设计四、知识拓展（一）块传送指令BMOV（FNC15）图4-5BMOV指令使用说明（二）取反传送指令CML（FNC14）图4-6CML指令使用说明（三）多点传送指令FMOV（FNC16）图4-7FMOV指令使用说明（四）利用MOV指令改写定时器和计数器的设定值图4-8传送指令的应用实例任务二4路抢答器控制程序一、任务导入设计一个用7段数码管（简称LED）显示的4人智力竞赛抢答器。抢答器的外形结构如图4-9所示。设有主持人总台及各个参赛队分台。总台设有总台开始及总台复位按钮。分台设有分台灯，分台抢答按钮。（1）系统初始上电后，主持人在总控制台上单击“开始”按钮后，允许各队人员开始抢答，即各队抢答按键有效。（2）抢答过程中，1～4队中的任何一队抢先按下各自的抢答按钮（S1、S2、S3、S4）后，该队指示灯（L1、L2、L3、L4）点亮，同时LED数码管显示当前的队号，并联锁其他参赛选手继续抢答无效。主持人对抢答状态确认后，单击“复位”按钮后，清除显示数码，系统又继续允许各队人员开始抢答；直至又有一队抢先按下各自的抢答按钮。图4-9抢答器模板示意图二、相关知识（一）子程序调用指令CALL和子程序返回指令SRET子程序调用指令CALL的操作数为P0～P127。图4-10子程序调用与返回指令的使用使用子程序调用与返回指令时应注意：（1）转移标号不能重复，也不可与跳转指令CJ的标号重复。（2）主程序在前，子程序在后，即子程序一定要放在FEND指令之后。不同位置的“CALL”指令可以调用相同标号的子程序，但同一标号的指针只能使用一次。（3）子程序可以调用下一级子程序，成为子程序嵌套，最多可5级嵌套。（二）主程序结束指令FEND使用FEND指令时应注意：（1）子程序和中断服务程序应放在FEND之后。（2）子程序和中断服务程序必须写在FEND和END之间，否则出错。三、任务实施1.确定输入、输出并分配I/O地址。图4-11抢答器的I/O接线图图4-12LED数码管显示原理2.程序设计四、知识拓展（一）条件跳转指令CJ条件跳转指令用来选择执行指定的程序段，跳过暂时不需要执行的程序段。（二）电动机手动/自动选择控制程序1.控制要求某台设备具有手动/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处于接通方式时，选择自动操作方式，不同操作方式进程如下：手动操作方式：按起动按钮SB2，电动机旋转；按停止按钮SB1，电动机停止。自动操作方式：按起动按钮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。2.确定输入、输出并分配I/O地址。输入信号：起动按钮SB2——X2；停止按钮SB1——X1；操作方式选择开关SB3——X3；热继电器的过载保护FR——X0。输出信号：接触器线圈KM——Y0。3.程序设计任务三8台电动机顺序起动控制程序一、任务导入某台设备有8台电机，为了减小电动机同时起动对电源的影响，利用位移指令实现间隔10s的顺序通电控制。按下停止按钮时，同时停止工作。二、相关知识（一）位左移指令SFTL图4-16位左移指令1.位左移指令SFTL的说明（1）在图4-16中，S为源操作数的最低位，D为被移位的目标操作数的最低位。n1为目标操作数长度，n2指定移位的位数。（2）位左移就是源操作数从目标操作数的低位移入n2位，目标操作数各位向高位方向移n2位，目标操作数中的高n2位溢出。源操作数各位状态不变。（3）在指令的连续执行方式中，每一个扫描周期都会移位一次。在实际控制中，常采用脉冲执行方式。2.位左移指令SFTL举例图4-17循环左移位控制程序和指令表（二）位右移指令SFTR4-18位右移指令1.位右移指令SFTR的说明（1）在图4-18中，S为源操作数的最低位，D为被移位的目标操作数的最低位。n1为目标操作数长度，n2指定移位的位数。（2）位右移就是源操作数从目标操作数的高位移入n2位，目标操作数各位向低位方向移n2位，目标操作数中的低n2位溢出。源操作数各位状态不变。（3）在指令的连续执行方式中，每一个扫描周期都会移位一次。在实际控制中，常采用脉冲执行方式。图4-19循环右移位控制程序和指令表三、任务实施（一）分配I/O地址。（二）程序设计四、知识拓展（一）循环移位指令ROR、ROL、RCR和RCL图4-21右、左循环指令图4-22带进位的右、左循环指令（二）24盏流水灯控制程序1.控制要求利用PLC实现流水灯控制。某灯光招牌有24个灯，要求按下起动按钮X0时，灯以正、反序每间隔0.1s轮流点亮；按下停止按钮，停止工作。2.确定输入、输出并分配I/O地址由于输出动作频繁，应选择晶体管或晶闸管输出型的PLC。流水灯控制需要两个输入信号：起动开关X0和停止按钮X1；24个输出信号：Y27～Y0。3.程序设计（1）利用基本指令和循环移位指令设计程序（2）利用顺序功能图设计程序任务四24小时时钟显示程序一、任务导入设计一个24h时钟，分别用七段数码管显示时、分、秒，并能通过外部调节按钮，调节时间显示值。二、相关知识（一）七段译码指令SEGD图4-257段译码指令的使用7段译码指令SEGD（P）如图4-25所示，将源操作数[S]中指定元件的低4位所确定的十六进制数（0～F）经译码后存于[D]指定的元件中，以驱动7段数码管，[D]的高8位保持不变。（二）数据变换指令BCD和BIN注意：①BCD指令是将源操作数的数据转换成8421BCD码存入目标操作数中。在目标操作数中每4位表示1位十进制数，从低到高分别表示个位、十位、百位、千位……。16位数表示的范围为0～9999，32位数据表示的范围为0～99999999。②BCD指令若转换成32位数字时，前面要加D，采用脉冲执行方式时，指令后面要加P。三、任务实施（一）I/O分配和软元件说明2.程序设计四、知识拓展——带锁存器的七段显示指令SEGL任务五密码锁控制程序一、任务导入在实际生活中，我们用到密码锁的地方很多，有密码箱、保险柜等等。利用PLC实现密码锁控制：密码锁有3个置数开关（即12个按钮），分别代表3个十进制数，如所拨数据与密码锁设定值相等，则3秒后开锁，20秒后重新上锁。二、相关知识（一）组件比较指令CMP（二）区间比较指令ZCP三、任务实施（一）I/O分配表（二）程序设计四、知识拓展（一）触点比较指令（二）简易定时报时器程序1.控制要求应用计数器与触点比较指令，构成24小时可设定定时时间的控制器，15min为一设定单位，共96个时间单位。控制器的控制要求：早上6：30，电铃（Y0）每秒响1次，6次后自动停止；9：00～17：00，起动住宅报警系统（Y1）；晚上18：00开园内照明（Y2）；晚上22：00关园内照明（Y2）。2.I/O分配3.程序设计任务六8站小车的呼叫控制程序一、任务导入某车间有8个工作台，送料车往返于工作台之间送料，如图4-36所示。每个工作台设有一个到位开关（SQ）和一个呼叫按扭（SB）。具体控制要求如下。①送料车开始应能停留在8个工作台中任意一个到位开关的位置上。②设送料车现暂停于m号工作台（SQm为ON）处，这时n号工作台呼叫（SBn为ON），当mn时，送料车左行，直至SQn动作，到位停车。即送料车所停位置SQ的编号大于呼叫按扭SB的编号时，送料车往左行运行至呼叫位置后停止。③当mn时，送料车右行，直至SQn动作，到位停车。④当m=n，即小车所停位置等于呼叫号时，送料车原位不动。⑤小车运行时呼叫无效。⑥具有左行、右行指示，原点不动指示。⑦用7段LED数码管显示小车行走位置。二、相关知识（一）译码指令DECO（二）编码指令ENCO三、任务实施（一）I/O分配（二）程序设计四、知识拓展（一）加1指令INC（二）减1指令DEC（三）5台电机顺序起动控制程序1．控制要求用一个开关实现5台电机每隔6s顺序起动控制。要求：合上开关时，M1～M5按顺序间隔6s的时间起动运行；断开开关时，5台电动机同时停止工作。2.I/O分配根据控制要求，该系统输入信号只有一个：X0；输出信号是控制5台电机运行的Y0～Y4。3.程序设计任务七车库门自动开关控制程序一、任务导入有一车库门如图4-43所示，车库的开放时间为7：30～22：30，所以要求车库门在上午7：30自动打开，在晚上22：30自动关闭。车库的两扇门分别由两台电动机控制，在门的上端和下端设有限位开关X4～X7。在值班室设两组开门和关门按钮，在特殊情况时可手动控制车库门的打开和关闭。二、相关知识（一）时钟数据读取指令TRD如图4-44所示，当X0=1时，TRD（FNC166）指令读出PLC内置的实时时钟数据，并存放在目标操作数[D]开始的7个元件中。其中：D0为保存读取时间的启始存储单元，占用共7个连续的变量单元，地址由小到大依次存储