吉林大学《可编程控制技术PLC》课程 第7章--可编程控制器原理7

程序步
子程序调用
FNC 01 （16）
CALL CALL（P
）
指针P0～P62， P64～P127嵌套5级
3步（指令标号）1 步
子程序返回 FNC 02
SRET
无可用软件
1步
子程序是为一些特定的控制目的编 制的相对独立的程序。为了区别于主程序， 规定在程序编排时，将主程序排在前边， 子程序排在后边，并以主程序结束指令 FEND（FNC 06）将这两部分分隔开。
X000
执行条件
①
⑤
①
⑤
FNC20 ◥
(D)ADD(P)
S1·
D10
⑥ ⑥
S2·
D12
D·
D14
③
②
④
③应用指②令段 ④
源操作数
目的操作数
图8-2 应用指令的表示形式及要素
表8－1 加法指令的要素
指令 名称
指令代 码
助记符
操作数范围
S1（·） S2（·） D（·）
程序步
加法
FNC
20 （16／ 32）
0
4
6
8
11
15
18
22
25
29
P8 36
图8-4 条件跳转 40
指令使用说明
P9 43
X000 X001 X002 X003 X004 X005 X006 X007 X010 X011 X000 X012 X013
FNC 00
P8
CJ
Y001
M1 S1
T0
K10
RST
T246
T246 K1000
在表8－2中，表示各操作数可用元件类型的 范围符号是：B、B’、W1、W2、W3、W4、W1’、 W2’、W3’、W4’、W1”、W4”，其表示的范围如 图8－3所示。
(a) 位元件
(b) 字元件
图8-3 操作数可用元件类型的范围符号
程序流程类应用指令共有十条，指令功能编号为 FNC00~FNC09，它们在程序中的条件执行与优先处理， 主要与顺控程序的控制流程有关。下面对它们逐一介绍。 一、条件跳转指令及应用
ADD ADD（
P）
K、H KnX、KnY、KnM
、KnS T、C、D、V、Z
KnY、KnM 、KnS
T、C、D、V 、Z
ADD、ADDP…7 步
DADD、 DADDP…13步
FX2N系列PLC应用指令在FX2型应用指令的基 础上，又增加了浮点数运算、触点形比较及时钟应用 等指令，指令数量达到128种298条,列于表8－2中 所示。
图8－2及表8－1中应用指令的使用要素意义 如下。
(1)应用指令的编号 每条应用指令都有一定
的编号。在使用简易编程器的场合，输入应用指令 时，首先输入的就是应用指令编号。如图8－2中 ①所示的就是应用指令编号。
（2）助记符 应用指令的助记符是该指令的英 文缩写词。如加法指令“ADDITION”简写为ADD。 采用这种方式容易了解指令的应用。如图8－2中 ②所示。
定时器不动作
定时中断， X000断开后继续 计时
定时器不动作
定时器停止， X000 断开后继 续计时 计数器不动作 计数器停止， X000断开后继 续计数
除 FNC52～FNC59 之外的其 他应用指令不执行
3、使用跳转指令的几点注意
（1）由于跳转指令具有选择程序段的功能。 在同一程序且位于因跳转而不会被同时执行程 序段中的同一线圈不被视为双线圈。
FX2N系列PLC是FX系列中高档次的超小型化、高速、 高性能产品，具有128种298条应用指令。分为程序控 制、传送与比较、四则运算与逻辑运算、循环移位、 数据处理、高速处理、便利指令、外部设备I／O处理、 浮点操作、时钟运算、格雷码转换、触点比较等十个 类型。由于学时有限，本章将介绍程序控制、传送与 比较、四则运算与逻辑运算、循环移位、数据处理。
X025 X025
FNC 00 P5 CJ 手动程序
FNC 00 P6 CJ 自动程序
END
图8-9 手动/自动转换程序
二、子程序指令及应用
1．子程序指令的使用说明及其梯形图表 示方法
该指令的指令代码、助记符、操作数、 程序步见表8－5
表8－5子程序指令使用要素
指令名称
指令代 码
助记符
操作数 D（·）
（2）被跳过程序段中的时间继电器T及 计数器C，无论其是否具有掉电保持功能， 由于跳过的程序停止执行，它们的现实值 寄存器被锁定，跳转发生后其计时、计数 值保持不变，在跳转中止，程序继续执行 时，计时计数将继续进行。另外，计时、 计数器的复位指令具有优先权，即使复位 指令位于被跳过的程序段中，执行条件满 足时，复位工作也将执行。
断子程序。如果机器安排的中断子程序比较多， 而这些中断子程序又不一定需要同时响应时， 可以由特殊辅助继电器M8050～M8059实现输 入，定时，计数中断子程序的选择, M8050～ M8059与15个中断指针的对应关系如表8－7所 示。机器规定，当M8050～M8059被置1时，
其对应的中断被封锁；反之被置０时，对应的 中断允许。
（5）跳转可用来执行程序初始化工作，如 图8－7所示。在PLC运行的第一个扫描周期中,跳 转CJ P7将不执行，程序执行初始化程序则被跨 过，不再执行。
（6）图8－8说明了主控区与跳转指令的 关系。 4.跳转指令的应用及实例
有时候同一套设备在不同的条件下，需要有 两种工作方式，需运行二套不同的程序时可使用 跳转指令。常见的手动、自动工作状态的转换即 是这样一种情况。
表8－4 跳转对元器件状态的影响
元件 Y、M、S
跳转前的 触点状态
X001、X002、 X003、断开
X001、X002、 X003、接通
跳转后的 触点状态
X001、X002、 X003、接通
X001、X002、 X003、断开
转过程中 Y001、M1、S1断开 Y001、M1、S1接通
10ms 100ms 定时器
（2）可以有多条跳转指令使用同一标号。 在图8－5中，如X020接通，第一条跳转指令 有效，从这一步跳到标号P9。如果X020断开， 而X021接通，则第二条跳转指令有效，程序从 第二条跳转指令处跳到P9处。但不允许一个跳 转指令对应二个标号的情况存在，即在同一程 序中不允许存在二个相同的标号。在编写跳转 程序的指令表时，标号需占一行。
第一节 应用指令的类型及使用要素
FX2N系列PLC应用指令依据应用不同，可分 为数据处理类、程序控制类、特种应用类及外部 设备类。
其中数据处理类指令种类多，数量大、使用 频繁，又可分为传送比较、四则运算及逻辑运算、 移位、编解码等细目。
程序控制类指令主要用于程序的结构及流程 控制，含子程序、中断、跳转及循环等指令。
子程序指令在梯形图中的表示如图 8－10所示。
图8-10 子程序在梯形图中的表示
2．子程序应用实例
某化工反应装置需要完成多液体物料的化合工 作，连续生产。使用PLC完成物料的比例投入及送出， 并完成反应装置温度的控制工作。反应物料的比例投 入根据装置内酸硷度经运算控制有关阀门的开度实现， 反应物的送出依进入物料的量经运算控制出料阀门的 开启程度实现。温度控制使用加温及降温设备。温度 需维持在一个区间内。
M8055=ON （输入中断） 执行EI指令后,若M8055=OFF,由X005端口
I50□禁止
的上升沿或下降沿执行I60口处的子程序
P10
FNC 01 CALL
P11
FNC 06 FEND
降温控制程序
FNC 02 SRET
升温控制程序
FNC 02 SRET
图8-11 温度控制子程序结构图
三、中断指令及其应用
1．中断指令说明及其梯形图表示方法
中断指令的助记符、指令代码、操作数、程 序步见表8－6
表8－6 中断指令使用要素
指令名称
1．条件跳转指令说明
该指令的代码、助记符、操作数和程序步如表8-3 所示。
表8－3 条件跳转指令要素
指令名 称
指令代 码位数
助记符
操作数 D（·）
程序步
条件跳 转
FNC 00 （16）
CJ CJ（P）
P0～P127 P63即是END所在步，不需要标
记
CJ和CJ（P）～ 3步
标号P～1步
跳转指令在梯形图中使用的情况如图8－4所示。 图 中 跳 转 指 针 P8、P9 分 别 对 应 CJ P8 及 CJ P9二条跳转指令。
应用指令（Applied Instruction，也有的 书称为功能指令Functional Instruction），用
于数据的传送、运算、变换及程序控制等应用。 近年来，应用指令又向综合性方向迈进了一大 步，出现了许多一条指令即能实现以往需要大 段程序才能完成的某种任务的指令，如PID应用、
表应用等。这类指令实际上就是一个个应用完 整的子程序，从而大大提高了PLC的实用价值 和普及率。
指令代码 助记符
中断返回指令 允许中断指令 禁止中断指令
FNC 03 FNC 04 FNC 05
IRET EI DI
操作数 D 无 无 无
程序步
1步 1步 1步
中断子程序是为一些特定的随机事件而设 计的。在主程序执行中，允许中断指令EI与不允 许中断指断，称为全程中断。 PLC根据中断程序段中工作性质决定是否响应中
一、应用指令的表示形式、应用与操作
与基本指令不同的是，应用指令不含表达 梯形图符号间相互关系的成分。而是直接表达 本指令要做什么。FX2N系列PLC在梯形图中一 般是使用应用框来表示应用指令的。图8－1是 应用指令的梯形图示例。
M8002
FNC12 MOV
K245
D501
使用应用指令需注意指令的要素。以加法指令 作为说明，图8－2及表8－1给出了加法指令的表 示形式及要素。
I20□禁止
的上升沿或下降沿执行I30口处的子程序
M8053=ON （输入中断） 执行EI指令后,若M8053=OFF,由X003端口
I30□禁止
的上升沿或下降沿执行I40口处的子程序
M8054=ON （输入中断） 执行EI指令后,若M8054=OFF,由X004端口
I40□禁止
的上升沿或下降沿执行I50口处的子程序
（3）标号一般设在相关的跳转指令之后， 也可以设在跳转指令之前，如图8-6所示。应 注意的是，从程序执行顺序来看，如果X024 接通约200ms以上，造成该程序的执行时间 超过了警戒时钟设定值，会发生监视定时器 出错。
（4）使用CJ（P）指令时，跳转只执行 一个扫描周期，但若用辅助继电器M8000作 为跳转指令的工作条件，跳转就成为无条件 跳转。
地址号·名称
M8050=ON （输入中断） I00□禁止
动作·功能
执行EI指令后,若M8050=OFF,由X000端口 的上升沿或下降沿执行I10口处的子程序
M8051=ON （输入中断） 执行EI指令后,若M8051=OFF,由X001端口
I10□禁止
的上升沿或下降沿执行I20口处的子程序
M8052=ON （输入中断） 执行EI指令后,若M8052=OFF,由X002端口
1ms 定时器
计数器
应用指令
X004 断开
X004 接通
X005 断开 X006 断开 X005 断开 X006 接通 X007 断开 X010 断开 X007 断开 X010 接通
X011 断开
X011 接通
X004 接通
X004 断开 X006 接通 X006 断开 X010 接通 X010 断开 X011 接通 X011 断开
在设计程序的总体结构时，将运算为主的程序内 容做为主程序。将加温及降温等逻辑控制为主的程序 作为子程序。子程序的执行条件X010及X011作为温 度高低限继电器。图8－11为该程序结构示意图。
X000 X001 X010 X011
P10
P11
反应物比例送入控制程序
生成物均衡输出控制程序
FNC 01 CALL
RST
C0
C0
FNC 12 MOV
FNC 00 CJ
Y001
K20
K3
D0
P9
RST
T246
RST
C0
2、跳转程序段中元器件在跳转执行中的工 作状态
表8－4给出了图8－4中跳转发生前 后输入或前序器件状态发生变化对程序执 行结果的影响。从表中可以看到:
（1）处于被跳过程序段中的输出继电器 Y、辅助继电器M、状态S由于该段程序不 再执行，即使梯形图中涉及的工作条件发 生变化，它们的工作状态将保持跳转发生 前的状态不变。
CJ CJ
P0 P1
MC N0 M0
主
P1
CJ
P2
P2
控
CJ
P3
MCR N0
P3 P0
主
MC N0 M1
CJ
P4
控
MCR
N0
主
MC N0 M2
P4
控
MCR N0
② ①
③ ④
⑤
图8－9即为一 段手动、自动程序 选择的梯形图和指 令表。图中输入继 电器X025为手动／ 自动转换开关。当 X025置1时，执行 P5 自动工作方式，置0 P6 时执行手动工作方 式。