PLC应用技术第三章.docx

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PLC应用技术第三章

第3章三菱FX2N系列PLC的指令系统

一、三菱FX2N系列PLC的基本指令

1．常用指令

1）标准触点指令

图1标准触点指令

2）逻辑电路块的连接指令

图2电路块连接指令

[练习]

根据梯形图写出指令表

根据梯形图写出指令表

3）堆栈操作指令

FX2N系列PLC有一个11位的堆栈，堆栈按“先进后出，后进先出”的原则存取，即先入的数据放在栈下方，后进的数据放在栈上方，出栈时上方的数据（后进的数据）先出去，下方的数据（先进的数据）后出去。

栈顶用来存储逻辑运算的结果，下面的10位用来存储中间结果。

与堆栈有关的指令有以下3个。

入栈指令（MPS）：

当前的逻辑运算结果压入栈顶，堆栈中原来的数据依次向下一层推移。

读栈指令（MRD）：

读取存储在栈顶的数据，读出数据后堆栈内的数据不会上下移动。

出栈指令（MPP）：

弹出栈顶的数据，使栈中各层的数据向上移动一层，第2层的数据成为堆栈的新的栈顶值，原栈顶值被推出丢失。

这些堆栈操作指令如图3所示，其中MPS和MPP必须成对出现。

主要用在多重输出电路。

图3堆栈操作指令

[练习]

根据梯形图写出指令表

根据梯形图写出指令表

4）置位、复位指令

置位指令（SET）的功能是将某个存储器置1；复位指令（RST）的功能是将某个存储器置0。

SET指令用于Y、M和S，RST指令可以用于复位Y、M、S、T和C，也可以将字元件D、V和Z清零。

图4置位、复位指令

5）触点检测指令

触点检测指令包括上升沿检测的触点指令和下降沿检测的触点指令。

上升沿检测的触点指令有LDP、ANDP、ORP，触点中间有一个向上的箭头，对应的触点仅在指定位元件的上升沿时接通一个扫描周期；下降沿检测的触点指令有LDF、ANDF、ORF，触点中间有一个向下的箭头，对应的触点仅在指定位元件的下降沿时接通一个扫描周期。

图5触点检测指令

6）微分输出指令

微分输出指令包括上升沿微分输出指令（PLS）和下降沿微分输出指令（PLF）。

PLS指令和PLF指令只能用于Y和M（不包括特殊辅助继电器）。

如图16所示，M10仅在X3的上升沿的一个扫描周期内为ON，M11仅在X3的下降沿的一个扫描周期内为ON。

图6微分输出指令

7）主控指令与主控复位指令

图7主控复位指令

8）取反指令

取反指令INV在梯形图中用一条45°短斜线表示。

INV指令将执行该指令之前的运算结果取反，运算结果如果为1则将它变为0，运算结果如果为0则将它变为1。

图8取反指令

9）空指令

空指令NOP使该步序空操作，不影响程序的执行。

在程序全部清除时，全部指令变成NOP。

10）程序结束指令

程序结束指令END将强制结束当前的扫描执行过程。

若不写END指令，将从用户程序存储器的第一步执行到最后一步。

如果原来PLC用户程序存储器有程序，并且比新写入的程序要长，下载新的程序时，原有的程序不能完全覆盖，在执行程序的过程中，执行完新的程序后接下去执行原来的未被覆盖的程序，导致出错。

将END指令放在程序结束处，只执行第一步到END之间的程序，可以避免上述问题的产生，并且可以缩短扫描周期。

在调试程序的时候也可以将END指令插在各段程序之后，一段一段程序开始调试，调试好的程序将END指令去掉。

[练习]

根据梯形图写出指令表

2．定时器指令

PLC中的定时器相当于继电器控制系统中的时间继电器，用来定时。

FX2N系列PLC的定时器共有2种类型：

通用定时器和积算定时器。

定时器有1ms、10ms、100ms三种分辨率，分辨率取决于定时器号，如表1所示。

可用常数K或数据寄存器（D）的内容来设置定时值。

表1FX2N系列PLC的定时器

类型

分辨率

定时范围

定时器号

通用定时器

10ms

327.67s

T200～T245

100ms

3276.7s

T0～T199

积算定时器

1ms

32.767s

T246～T249

100ms

3276.7s

T250～T255

1）通用定时器

当通用定时器的线圈通电时，定时器开始定时，定时时间到时，它的常开触点闭合，常闭触点断开；通用定时器没有断电保持功能，在输入电路断开或停电时被复位。

图9通用定时器指令

2）积算定时器

积算定时器在输入电路接通时开始计时，当输入电路断开或停电时，当前值保持不变。

需要用复位电路对其进行复位。

图10积算定时器指令

3．内部计数器指令

FX2N系列的内部计数器是在执行扫描周期时对内部器件（如X、Y、M、S、T和C）的信号计数，计数脉冲为ON或OFF的持续时间应该比扫描周期长。

1）16位加计数器

16位加计数器的设定值为1～32767。

图1116位加计数器指令

2）32位双向计数器

32位双向计数器的设定值为－2147483648～＋2147483647，其加/减计数方式由对应的特殊辅助继电器M8200～M8234设定，对应的辅助继电器为ON，为减计数器，反之为加计数器。

图1232位双向计数器指令

3）16位电池后备/锁存计数器和32位电池后备/锁存双向计数器

使用电池后备/锁存功能的计数器在电源断电时可以保持其状态信息，重新送电后立即按断电时的状态恢复工作，其他工作方式与16位加计数器和32位双向计数器相类似。

4．高速计数器指令

FX2N系列PLC共有21点高速计数器（C235～C255），相对于普通计数器，高速计数器用于频率高于机内扫描频率的机外脉冲计数。

由于计数信号频率高，计数以中断的方式工作，计数器的起动、复位、或计数的方向的变化也多使用机外信号。

高速计数器可分为单相单计数输入高速计数器、单相双计数输入高速计数器和A-B相双计数输入高速计数器。

1．单相单计数输入高速计数器

单相单计数输入高速计数器X000～X007为高速计数器对应的输入端子的元件号，U、D分别为加、减计数输入，R为复位输入，S为置位输入。

C235～C245为单相单计数输入高速计数器，其中C235～C240为单相单计数器输入无起动/复位端的高速计数器，C241～C245为单相单计数器输入带起动/复位端的高速计数器，C235～C240只能用RST指令来复位，C241～C245可以用RST来复位，也可以用它本身的复位端来复位。

可以用特殊辅助继电器M8235～M8245来设置C235～C245的计数方向，对应的特殊辅助继电器为ON时为减计数器，为OFF时为加计数器。

图13单相单计数输入高速计数器指令

2．单相双计数输入高速计数器

图14单相双计数输入高速计数器指令

3．A-B相双计数输入高速计数器

图15A-B相型双计数输入高速计数器指令

二、三菱FX2N系列PLC的应用指令

1．应用指令的基本规则

FX2N系列PLC在梯形图中使用功能框表示功能指令。

如图16所示，X0的常开触点是应用指令的执行条件，其后的方框图即为功能框。

在功能框中表示指令的名称、相关数据或数据的存储地址。

图16应用指令格式

1）应用指令的助记符

应用指令的名称用助记符的形式表示，助记符是该指令的英文缩写词。

2）数据长度

应用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”。

如图28中的“MOV”之前加上“D”，表示DMOV为32位数据传送指令。

3）应用指令的操作数

操作数是应用指令涉及或产生的数据。

有的应用指令没有操作数，大多数应用指令有1～4个操作数。

操作数分为源操作数、目标操作数和其他操作数。

源操作数是指令执行后不改变其内容的操作数，用[S]表示。

目标操作数是指令执行后将改变其内容的操作数，用[D]表示。

源操作数或目标操作数不止一个时，可以表示为[S1]、[S2]、[D1]、[D2]等。

n或m表示其他操作数，常用来表示常数或操作数和目标操作数的补充说明。

其他操作数较多时，可以表示为n1、n2、m1、m2等。

如图28所示，因为是32位传送指令，所以（D11，D10）为源操作数，（D21、D20）为目标操作数。

4．应用指令的执行形式

应用指令的执行形式分为连续执行型和脉冲执行型。

在指令助记符后面加上“P”为脉冲执行型。

2．程序控制指令

1）条件跳转指令

图17条件跳转指令

2）子程序指令

子程序指令包括子程序调用CALL指令和子程序返回SRET指令。

图18子程序指令

3）中断指令

FX2N系列PLC的中断事件包括输入中断、定时中断和高速计数器中断，发生中断事件时，CPU停止执行当前的工作，立即去相应的中断子程序。

这一过程不受PLC扫描工作方式的影响，因此PLC能迅速响应中断事件。

图19中断的指针

特殊辅助继电器M805△为ON时（△=0～8），禁止执行相应的中断I△□□（△=0～8，□□是与中断有关的数字）。

M8059为ON时，关闭所有的计数器中断。

[练习]

分析程序执行情况。

3．数据处理指令

1）比较指令

比较指令（CMP）是比较源操作数[S1]和[S2]，比较的结果用目标操作数[D]的状态来表示。

源操作数[S1]和[S2]可以取所有字元件，目标操作数[D]可以取Y、M、S。

图20比较指令

区间比较指令（ZCP）是将一个源数据[S]和两个源操作数[S1]和[S2]之间的数据进行代数比较，比较的结果送到目标操作数[D]中。

源操作数[S1]和[S2]可以取所有字元件，目标操作数[D]可以取Y、M、S。

图21区间比较指令

触点型比较指令相当于一个触点，执行时比较源操作数[S1]和[S2]，满足比较条件则触点闭合，源操作数可以取所有的数据类型。

图22触点型比较指令

区间复位指令（ZRST）是将[D1]～[D2]指定的元件号范围内的同类元件成批复位。

目标操作数[D1]和[D2]可以取T、C、D或Y、M、S，[D1]和[D2]应为同一类元件，[D1]的元件号应小于[D2]的元件号。

图23区间复位指令

2）传送指令

传送指令MOV将源数据[S]传送到指定目标[D]中，[S]可以取所有数据类型，[D]可以是KnY、KnM、KnS、T、C、D、V和Z。

2）移位传送

移位传送指令SMOV将4位十进制源数据（S）中指定位数的数据传送到4位十进制目标操作数（D）中指定的位置。

指令中的常数m1、m2和n的取值范围为1～4，分别对应个位～千位。

图24传送指令

取反传送指令CML将源元件[S]中的数据逐位取反，并传送到指定目标[D]中。

块传送指令BMOV将源操作数[S]指定的元件开始的n个数据组成的数据传送到指定的目标[D]。

源操作数[S]可以取KnX、KnY、KnM、KnS、T、C、D、V、Z和文件寄存器，目标操作数[D]可以取KnY、KnM、KnS、T、C、D、V、Z和文件寄存器。

多点传送指令FMOV将单个单元[S]中的数据传送到指定目标地址[D]开始的n个元件中，传送后n个元件中的数据完全相同。

源操作数[S]可以取所有的数据类型，目标操作数[D]可以取KnY、KnM、KnS、T、C、D、V和Z，n为常数，n512。

数据交换指令XCH是将两个目标元件[D1]和[D2]中的内容相交换。

目标操作数[D1]和[D2]可以取KnY、KnM、KnS、T、C、D、V和Z。

图25传送指令

3）循环指令和移位指令

循环移位指令包括右循环移位指令（ROR）、左循环移位指令（ROL）、带进位的右循环移位指令（RCR）、带进位的左循环移位指令（RCL）。

它们只有目标操作数[D]，可以取KnY、KnM、KnS、T、C、D、V和Z。

图26循环指令

移位指令包括位右移（SFTR）、位左移（SFTL）、字右移（W