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1、第五章 典型功能指令在编程中的应用, 5.1 功能指令概述, 5.2 程序流控制指令及其应用, 5.3 比较传送类指令及其应用, 5.4 数学运算类指令及其应用, 5.5 移位指令与数据转换指令及其应用, 5.6 高速处理指令及其应用,5.1 功能指令概述,5.1.1 功能指令格式,功能指令是由操作码与操作数两部分组成。操作码又称为指令助记符，用来表示指令的功能；操作数用来指明参与操作的对象。操作数又分为源操作数、目的操作数和其它操作数。源操作数用S表示；目标操作数用D表示；其它操作数用m、n表示：补充注释的常数，用K（十进制）和H（十六进制）表示。,5.1.2 数据寄存器D,数据寄存器是用于
2、存放各种数据的软元件。FX2N系列PLC中每一个数据寄存器都是16位的（最高位为正、负符号位），也可用两个数据寄存器合并起来存储32位数据（最高位为正、负符号位）。通常数据寄存器又可分为以下几类：,1通用数据寄存器（D0D199）,2停电保持用寄存器（D200D999）,3文件寄存器（D1000D2999）,4RAM文件寄存器（D6000D7999）,5. 特殊用寄存器（D8000D8255）,5.1.3 数据表示方法,FX2N系列可编程序控制器提供的数据表示方法分为位元件、字元件、位软元件的组合等。位软元件只处理开关（ON/OFF）信息的元件；字软元件处理数据的元件；位软元件组合表示数据以4
3、个位元件一组，代表4位BCD码，也表示1位十进制数，用KnMm表示，K为十进制，n为十进制位数，也是位元件的组数，M为位元件，m为位元件的首地址，一般用0结尾的元件。,FX2N系列可编程序控制器提供的数据长度分为16位和32位两种。参与运算的数据默认为16位二进制数据；32位数据时在操作码前面加D（Double）表示，此时只写出元件的首地址，且首地址为32位数据中的低16位数据，高16位数据放在比首地址高一位的地址中。,16位与32位数据传送,5.1 功能指令概述,连续执行方式：每个扫描周期都重复执行一次,连续执行方式与脉冲执行方式,功能指令还提供变址寄存器V、Z，改变操作数的地址，其作用是存
4、放改变地址的数据。实际地址等于当前地址加变址数据，32位运算时V和Z组合使用，V为高16位，Z为低16位。,变址寄存器的使用,功能指令的执行方式：,脉冲执行方式：只在信号OFFON时执行一次，在指令后加P（Pulse）表示。,5.1 功能指令概述,5.2 程序流控制指令及其应用,5.2.1 基础知识：程序流控制指令,1条件跳转指令,FNC00 CJ 操作数：指针P0P63（允许变址修改）,作为执行序列的一部分指令，用CJ、CJP指令可以缩短运算周期及使用双线圈。跳步指针P取值为P0P127。跳步指令使用如右图所示，当X0接通时，则从第1步跳转到P8，X0断开时，从P8后一步向第4步移动，跳转到
5、P9。,CJ指令应用,2子程序指令与主程序结束指令,子程序调用：FNC01 CALL 操作数：指针P0P62（允许变址修改）,子程序返回：FNC02 SRET 无操作数,主程序结束指令：FNC06 FEND 无操作数,P63因为使用CJ指令时变为END跳转，因此不作为CALL指令的指针动作。指针编号可作为变址修改，嵌套最多可为5层。,5.2 程序流控制指令及其应用,3中断指令,中断返回：FNC03 IRET 无操作数,开中断：FNC04 EI 无操作数00,关中断：FNC05 DI 无操作数,可编程序控制器平时为禁止中断状态，如果用EI指令允许中断，则在扫描过程中如果X0或X1接通时上升沿执行
6、中断程序、后，返回主程序。而中断指针I，必须在主程序结束指令FEND后作为标记编程。,中断指令使用,外部信号中断指针含义,5.2 程序流控制指令及其应用,4警戒定时器指令,FNC07 WDT 无操作数,在顺控程序中，执行监视用定时器的刷新指令，当可编程序控制器的运算周期（0END及FEND指令执行时间）超过200ms时，可编程序控制器CPU出错指示灯将点亮同时停止工作，因此在编程过程中插入使用该指令。,5.2 程序流控制指令及其应用,5循环指令,循环开始：FNC08 FOR,源操作数S：K、H、KnY、KnS、T、C、D、V、Z,循环结束：FNC09 NEXT 无操作数,只在FORNEXT指令
7、之间的处理执行几次之后，才处理NEXT指令以后程序。若采用Kn直接指定次数时，n的取值为032767时有效。如右图所示，为3层嵌套的循环程序，这类循环程序最多可嵌套5层。,5.2 程序流控制指令及其应用,5.2.2 运输带的点动与连续的混合控制,某一运输带的工作过程示意图,本系统具有自动工作方式与手动点动工作方式,具体由自动工作与手动点动工作转换开关K1选择。当K1=1时为手动点动工作，系统可通过三个点动按钮对电磁阀和电机进行控制以便对设备进行调整，检修和事故处理。,自动工作方式时：,1、启动时，为了避免在后段运输皮带上造成物料堆积，要求以逆物料流动方向按一定时间间隔顺序启动，其启动顺序为：,
8、按启动按钮S01，第二条输送带的接触器KM2吸合启动M2电动机，延时3s后，第一条输送带的接触器KM1吸合启动M1电动机，延时3s后，卸料斗的电磁阀YV1吸合。,5.2 程序流控制指令及其应用,2、停止时，卸料斗的电磁阀YV1尚未吸合时，皮带KM2、KM3可立即停止，当卸料斗的电磁阀YV1吸合时，为了使运输皮带上不残留物料，要求顺物料流动方向按一定时间间隔顺序停止，其启动顺序为：,按S02停止按钮，卸料斗的电磁阀KM1断开，延时6s后，第一条输送带的电磁阀KM2断开，此后再延时6s，第二条输送带的电磁阀KM3断开。,3、故障停止：在正常运转中，当第二条输送带电机故障时（热继电器FR2触点断开）
9、，卸料斗、第一条、第二条输送带同时停止。当第一条输送带电机故障时（热继电器FR1触点断开），卸料斗、第一条输送带同时停止，经6s延时后，第二条输送带再停止。,5.2 程序流控制指令及其应用,解：（1）确定输入/输出（I/O）分配表,（2）根据工艺要求画出手、自动程序结构。,5.2 程序流控制指令及其应用,（3）根据自动运行时工艺要求画出状态转移图。图中X2、X3为M1、M2热保护,5.2 程序流控制指令及其应用,5.3 比较传送类指令及其应用,5.3.1 基础知识：比较类指令,1比较指令FNC10 CMP,源操作数S1、S2：K、H、KnX、KnY、KnM、KnS、T、C、D、V、Z,目的操作
10、数D：Y、M、S,若在下图中，比较指令不执行时，想要清除比较结果时，可使用复位指令。,2区间比较指令FNC11 ZCP,源操作数S1、S2、S：K、H、KnX、KnY、KnM、KnS、T、C、D、V、Z,目的操作数D：Y、M、S,区间比较指是相对2点的设定值进行大小比较的指令，其源操作数S1的内容不得大于源操作数S2的内容，其大小比较是按代数形式进行的，且所用源操作数都被看为二进制值处理。比较大小结果控制目的操作数D1的对应动作，,5.3 比较传送类指令及其应用,5.3.2 基础知识：传送类指令,1传送指令FNC12 MOV,源操作数S：K、H、KnX、KnY、KnM、KnS、T、C、D、V、
11、Z,目的操作数D：KnY、KnM、KnS、T、C、D、V、Z,传送指令应用:当X0接通时将源操作数S的内容传送到目的操作数D，且源操作数的内容不变。,利用传送指令间接设定定时器或计数器的计数值。,5.3 比较传送类指令及其应用,2移位传送指令FNC13 SMOV,源操作数S：KnX、KnY、KnM、KnS、T、C、D、V、Z,目的操作数D：KnY、KnM、KnS、T、C、D、V、Z,传送指令应用:当X0接通时将源操作数 S的BCD转换值从其第四位 （m1=4）起的低2位部分 （m2=2）的内容传送到目的操作数 D的第三位（n=3）开始传送，然后将其转换为BIN码，即D2的 10(3)位和 10
12、(0)位在从D1传送时不受影响。,5.3 比较传送类指令及其应用,移位传送指令组合数据的应用：图中采用拨码盘输入数据， 但10(2)位与10(1)、10(0)并不是从连续的输入端输入，将D1转换值从其第1位（m1=1）起的1位部分（m2=1）的内容传送到D2的第三位（n=3），然后将其转换为BIN码。,5.3 比较传送类指令及其应用,3取反传送指令FNC14 CML,源操作数S：K、H、KnX、KnY、KnM、KnS、T、C、D、V、Z,目的操作数D：KnY、KnM、KnS、T、C、D、V、Z,取反传送指令应用如图所示，当X0接通时将源操作数S的内容每位取反（01，10）后，传送到目的操作数D
13、。执行结果如图所示。,5.3 比较传送类指令及其应用,4块传送指令FNC15 BMOV 操作数：,源操作数S：KnX、KnY、KnM、KnS、T、C、D,目的操作数D：KnY、KnM、KnS、T、C、D,其它操作数n：K、H,S为存放被传送的数据块的首地址；D为存放传送来的数据块的首地址；n为数据块的长度。块传送指令使用如图所示。,5.3 比较传送类指令及其应用,5多点传送指令FNC16 FMOV,源操作数S：K、H、KnX、KnY、KnM、KnS、T、C、D、V、Z,目的操作数D：KnY、KnM、KnS、T、C、D,其它操作数n：K、H,如图所示将源操作数S的软元件内容向以目的操作数D指定的
14、软元件为开头的n点软元件进行传送，传送后目的软元件中的内容都一样。,5.3 比较传送类指令及其应用,6数据交换指令FNC17 XCH,目的操作数D1、D2：KnY、KnM、KnS、T、C、D、V、Z,此指令可进行16/32位数据的交换。如使用连续执行指令时，每个扫描周期均进行数据交换，其使用如图所示。,7变换指令,BCD变换：FNC18 BCD,源操作数S：KnX、KnY、KnM、KnS、T、C、D、V、Z,目的操作数D：KnY、KnM、KnS、T、C、D、V、Z,BIN变换：FNC19 BIN,5.3 比较传送类指令及其应用,四则运算与增量指令、减量指令等运算都用BIN码运行，因此可编程序控
15、制器获取BCD的数字开关信息时要使用BIN转换传送指令，另外向BCD的七段显示器输出时应使用BCD转换传送指令。其使用示意图如图所示。,5.3 比较传送类指令及其应用,5.3.3 应用实例：计件包装系统,某一运计件包装系统的工作过程示意图,按下按钮SB1启动传送带1转动，传送带1上的器件经过检测传感器时，传感器发出一个器件的计数脉冲，并将器件传送到皮带2上的箱子里进行计数包装，根据需要盒内的工件数量由外部拨码盘设定（099），且只能在系统停止时才能设定，用两位数码管显示当前计数值，计数到达时，延时3秒钟，停止传送带1，同时启动传送带2，传送带2保持运行5秒后，在启动传送带1，重复以上计数过程，
16、当中途按下了停止按钮SB2后，则本次包装结束才能停止。,5.3 比较传送类指令及其应用,解：（1）确定输入/输出（I/O）分配表,5.3 比较传送类指令及其应用,（2）根据工艺要求画出状态转移图,（3）状态转移图画出梯形图,5.3 比较传送类指令及其应用,5.4 算术运算类指令及其应用,5.4.1 基础知识：加减运算指令,1算术运算指令,加法：FNC20 ADD,减法：FNC21 SUB,源操作数S1、S2：K、H、KnX、KnY、 KnM、KnS、T、C、D、V、Z,目的操作数D：KnY、KnM、KnS、T、C、D、V、Z,加法指令,减法指令,2二进制加1、减1指令,加1指令：FNC24 I
17、NC,减1指令：FNC25 DEC,目的操作数D：KnY、KnM、KnS、T、C、 D、V、Z,加1指令应用如图5-33所示，X0每接通一次，目的操作数 中的软元件内容自动加1。在连续执行指令中，每个扫描周期都将执行加1运算。,减1指令应用如图5-34所示，X0每接通一次，目的操作数 中的软元件内容自动减1。在连续执行指令中，每个扫描周期都将执行减1运算。,5.4 算术运算类指令及其应用,5.4.2 循环次数可设定的喷漆流水线,某一喷漆流水线系统的工作过程示意图,1、待加工的汽车台数在设备停止时，可根据需要用两个按钮设定（099），并通过另一个按钮切换显示设定数、以加工数和待加工数。,2、按启
18、动按钮S01传送带转动，轿车到一号位，发出一号位到位信号，传送带停止；延时1s，一号门打开；延时2s，传送带继续转动；轿车到二号位，发出二号位到位信号，传送带停止一号门关闭；延时2s后，打开喷漆电机，延时6s后停止。同时打开二号门延时2s，传送带继续转动；轿车到三号位，发出三号位到位信号，传送带停止，同时二号门关闭，且计数一次，延时4s后，再继续循环工作直到完成所有代加工的汽车后工艺全部停止。,控制要求如下：,5.4 算术运算类指令及其应用,3、按暂停按钮X7要等完成整个工艺时暂停加工，再按启动按钮继续运行。,解：（1）确定输入/输出（I/O）分配表,5.4 算术运算类指令及其应用,（2）根据
19、工艺要求画出显示部分控制梯形图,控制状态转移图,5.4 算术运算类指令及其应用,5.5 移位指令与数据处理指令及其应用,5.5.1 基础知识：移位指令,1循环移位指令,循环右移：FNC30 ROR,循环左移：FNC31 ROL,目的操作数D：KnY、KnM、KnS、T、C、D、V、Z,其它操作数n：K,连续执行型指令每一个扫描周期都进行移位动作，因此通常采用脉冲执行型指令。在位组合元件情况下，只有K4（16位指令）和K8（32位指令）是有效的。,循环右移位指令执行情况,循环左移位指令执行情况,2带进位循环移位指令,带进位循环右移：FNC32 RCR,带进位循环左移：FNC33 RCL,目的操作
20、数D：KnY、KnM、KnS、T、C、D、V、Z,其它操作数n：K,带进位循环右移位指令执行情况,带进位循环左移位指令执行情况,5.5 移位指令与数据处理指令及其应用,3位移位指令,位右移：FNC34 SFTR,位左移：FNC35 SFTL,源操作数S：X、Y、M、S,目的操作数D：Y、M、S,其它操作数n1、n2：K、H,位右移执行时的数据变化情况,位左移执行时的数据变化情况,5.5 移位指令与数据处理指令及其应用,4字移位指令,字右移：FNC36 WFTR,字左移：FNC37 WFTL,源操作数S：KnX、KnY、KnM、KnS、T、C、D,目的操作数D：KnY、KnM、KnS、T、C、D
21、,其它操作数n1、n2：K、H,字右移执行时的数据变化情况,字左移执行时的数据变化情况,5.5 移位指令与数据处理指令及其应用,5.5.2 基础知识：数据处理指令,1区间复位指令FNC40 ZRST,目的操作数D1、D2：T、C、D、Y、M、S,区间复位指令ZRST使用,2求ON位总数指令FNC43 SUM,源操作数S：K、H、KnX、KnY、KnM、KnS、T、C、D、V、Z,目的操作数D：KnY、KnM、KnS、T、C、D、V、Z,求ON位总数指令,5.5 移位指令与数据处理指令及其应用,3ON位判断指令FNC44 BON,源操作数S：K、H、KnX、KnY、KnM、KnS、T、C、D、V
22、、Z,目的操作数D：Y、M、S,其它操作数n：K、H,ON位判断指令,4求平均值指令FNC45 MEAN,源操作数S：K、H、KnX、KnY、KnM、KnS、T、C、D,目的操作数D：KnY、KnM、KnS、T、C、D、V、Z,其它操作数n：K、H,求平均值指令,5.5 移位指令与数据处理指令及其应用,5报警器置位/复位指令,报警器置位：FNC46 ANS,源操作数S：T,目的操作数D：S,其它操作数m：132767,报警器置位指令,报警器复位指令：FNC47 ANR 无操作数,报警器复位指令,5.5 移位指令与数据处理指令及其应用,5.5.3 应用实例：PLC控制花式喷泉,工作过程示意图,某
23、一花式喷泉系统喷水池有红、黄、兰三色灯，两个喷水龙头和一个带动龙头移动的电磁阀，按S01启动按钮开始动作，喷水池的动作以45秒为一个循环，每5秒为一个节拍，如此不断循环直到按下S02停止按钮后停止。,灯、喷水龙头和电磁阀的动作安排状态表,5.5 移位指令与数据处理指令及其应用,解：（1）确定输入/输出（I/O）分配表,（2）根据工艺要求画出控制梯形图,5.5 移位指令与数据处理指令及其应用,花式喷泉系统指令语句表,5.5 移位指令与数据处理指令及其应用,5.6 高速处理指令及其应用,5.6.1 基础知识：PLC的高速计数器,三菱FX2N系列PLC的提供了21个高速计数器，元件编号为C235C2
24、55。,高速计数器分为1相无启动/复位型高速计数器、1相带启动/复位型高速计数器、2相双向型高速计数器和2相A-B相型高速计数器四种类型。各高速计数器的输入分配关系,5.6 高速处理指令及其应用,续表1,5.6 高速处理指令及其应用,续表2,11相无启动/复位型高速计数器,1相无启动/复位型高速计数器C235C240共6点，均为32位高速双向计数器，计数信号输入做增计数与减计数由特殊辅助继电器M8235M8240对应设置。,C235的动作,1相无启动/复位型高速计数器应用,5.6 高速处理指令及其应用,21相带启动/复位型高速计数器,1相带启动/复位型高速计数器C241C245共5点，均为32
25、位高速双向计数器，计数信号输入做增计数与减计数由特殊辅助继电器M8241M8245对应设置，每个计数器各有一个计数输入端和一个复位输入端。另外C244和C245还各有一个启动输入端。,5.6 高速处理指令及其应用,1相带启动/复位型高速计数器应用,5.6 高速处理指令及其应用,32相双向型高速计数器,2相双向型高速计数器C246C250共5点，均为32位高速双向计数器，每个计数器各有一个加计数输入端和一个减计数输入端。此外C247C250还各有一个复位输入端，另外C249和C250还各有一个启动输入端。作增计数时，当计数器达到设定值时其触点动作并保持，作减计数时，当计数器达到设定值时其触点复位
26、。利用M8246M8250的ON/OFF动作可监控C246C250的增计数/减计数动作。,2相双向型高速计数器应用,42相A-B相型高速计数器,2相A-B相型高速计数器C251C255共5点，均为32位高速双向计数器，每个计数器各有两个输入输入端。此外C252C255还各有一个复位输入端，另外C254和C255还各有一个启动输入端。这种计数器在A相输入接通的同时，B相输入为OFFON则为增计数，在ONOFF时为减计数。通过M8251M8255的接通/断开，可监控C251C255的增计数/减计数状态。双相式编码器输出的是有90相位差的A相和B相。,对双相式编码器输出进行高速计数,应用一,应用二,
27、5.6 高速处理指令及其应用,5.6.2 基础知识：PLC高速处理指令,1输入输出刷新指令FNC50 REF,操作数：D：X、Y,其它操作数n：K、H,在多个输入中，只刷新X10X17的8点。如果在该指令执行前约10ms，（输入滤波应答滞后时间）置X10X17为ON时，该指令执行时输入映像区X10X17为ON。,输入刷新,输出刷新,2高速计数器比较置位/复位指令,比较置位：FNC53 HSCS,比较复位：FNC54 HSCR,源操作数S1：K、H、KnX、KnY、KnM、KnS、T、C、D、V、Z,源操作数S2：C235C255,其它操作数D：Y、M、S,5.6 高速处理指令及其应用,受扫描周
28、期影响的高速计数,立即输出的高速计数方式,比较复位指令的应用,3高速计数器区间比较指令FNC55 HSZ,操作数：S1、S2：K、H、KnX、KnY、KnM、KnS、T、C、D、V、Z,源操作数S：C235C255,目的操作数D：Y、M、S,区间比较指令HSZ的应用,5.6 高速处理指令及其应用,4脉冲输出指令FNC57 PLSY,源操作数S1 、S2：K、H、KnX、KnY、KnM、KnS、T、C、D、V、Z,目的操作数D：Y,源操作数S1用于指定脉冲的频率，其取值在220000Hz，在指令执行过程中，改变S1指定的字元件的内容，输出频率也随之发生改变。,源操作数S2用于指定输出脉冲的数量，
29、当使用16位指令格式时，允许设定范围为132767；当使用32位指令格式时，允许设定范围为12147483647。,D是输出脉冲Y的编号，仅限于Y000或Y001有效。,PLSY指令使用,输出并联虚拟电阻,5.6 高速处理指令及其应用,5带加减速脉冲输出指令FNC59 PLSR,源操作数S1 、S2、S3：K、H、KnX、KnY、KnM、KnS、T、C、D、V、Z,目的操作数D：Y,源操作数S1用于指定脉冲的最高频率，其取值在1020000Hz，频率以10的倍数进行指定，最高频率中指定的1/10可作为减速时的一次变速量（频率），应设定在步进电机不失调的范围内。,源操作数S2用于指定输出脉冲的数
30、量，当使用16位指令格式时，允许设定范围为11032767；当使用32位指令格式时，允许设定范围为1102147483647。,当源操作数S2的设定值不满110时，脉冲不能正常输出。,5.6 高速处理指令及其应用,源操作数S3用于指定加减速度时间，可设定范围在5000ms以下，同时必须满足：,（1）加减速度时间应设置在可编程序控制器的扫描时间最大值（D8012值以上）的10倍以上，指定不到10倍时，加减速时序不一定。,（2）作为加减速时间可以设定的最小值计算公式如下：,（3）作为加减速时间可以设定的最大值计算公式如下：,（4）加减速时的变速次数（段数）固定在10次，在不能按这些条件设定时，请降
31、低最高频率S1。,D是输出脉冲Y的编号，仅限于Y000或Y001有效。,PLSR指令格式各操作数,PLSR指令的使用,5.6 高速处理指令及其应用,5.6.3 应用实例：步进电机出料控制系统,某一步进电机出料控制系统的工作过程示意图,当上料检测传感器检测到有物料放入放入推料槽，延时3秒后，步进电机启动，将物料运送到对应的出料槽后，分拣气缸活塞推出物料到相应的出料槽，然后分拣气缸活塞缩回，步进电机反转，回到原点后停止，等待下一次上料。物料推入推料槽14根据选择按钮SB1SB4选择。,5.6 高速处理指令及其应用,解：（1）确定输入/输出（I/O）分配表,5.6 高速处理指令及其应用,5.6 高速处理指令及其应用,（2）根据工艺要求画出画出控制状态转移图,
