电气控制与PLC第八章课件 王建平朱程辉主编

图8-1 两个比较指令梯形图符号
基本比较指令都有两个参数：源（Source） A和源（Source）B。源A必须是一个数据文件 地址（如N7:1），源B既可以是一个数据文件地 址（如N7:9）也可以是常数（如0）。
2．通过屏蔽比较相等指令（MEQ）
MEQ指令梯形图符号如图8-2所 示，该指令通过一个屏蔽字，使源 地址中的数据和比较地址中数据进 行比较，它有以下三个参数： 1）源（Source）—被比较值的 数据文件地址； 2）屏蔽（Mask）—屏蔽字地址 或一个十六进制常数（如图中的 0F0Fh）； 3）比较（Compare）—既可以是 一个常整数，也可以是 比较值的 数据文件地址。
1．算术运算指令的通用信息
1）指令参数。算术运算指令有源（Source）和目的 （Dest）两种参数。在源参数中输入参与运算数值的数据 文件地址或常数，算术、逻辑、或者传送操作的执行都 要输入该参数。如果一条指令有两个源参数，则两个参 数不能都是常数。目的参数是用于存储指令运算结果的 数据文件地址。对于运算中带符号的源和目的参数，PLC 都以二的补码形式存储。 可以选择用变址寻址方式指定指令参数的“字”地 址，也可以选择用间接寻址方式指定指令参数的“字” 地址。SLC503（OS301或更高）、SLC504和SLC505 PLC 的算术运算指令支持浮点数和字符串数字类型。
3．极限比较指令（LIM）
LIM指令有以下三个参数： 1）下限（Low Lim）—输入下限值或 数据地址； 2）测试值（Test）—输入要检测的值 或数据地址； 3）上限（High Lim）—输入上限值或 数据地址。 LIM指令的三个参数可以是数据字 地址或常数，但是不能有下列情况 ：如果被测参数是一个常数，则下 限参数和上限参数必须是数据字地 址；如果被测参数是数据字地址， 则下限参数和上限参数既可以是常 数，也可以是数据字地址。
图8-6 算术运算指令梯形图符号
整数/实数算术运算指令使用详细规则见教材p181-182。 这里通过实例来说明乘、除两条指令的用法。
例3：乘数是12345，被乘数是3，结果存放在整数 地址N7：0内，运算结果等于37035，超过最大 值32767，此时，如果S:2/14=0，则N7:0内的数 值被设置为32767，而算术寄存器内存储的值是 37035。可见虽然PLC发生溢出错误，但是算术 寄存器内的结果还是有效的。
图8-5 MEQ指令应用梯形图
8.1.2 算术运算指令
算术运算指令属于输出指令，大多数算术运算指 令需要两个操作数，当梯级条件为真时，执行指定 的算术运算，将运算结果存放到指定的存储位置， 并根据运算结果自动设置算术标志位的值。例如， 加和减指令都是取一对输入值，对它们进行加或减 运算，将结果存放到指定的目的地址内，如果运算 结果超过PLC的极限值，则置位上溢出或下溢出位。
图8-3 LIM指令梯形图符号
LIM指令可以根据所设置的上限和下限值，比较某测试 值是在指定数值范围之内或之外。LIM指令逻辑为“真”或 为“假”的条件实例参见教材表8-2。
4．比较指令应用举例
例1：若整数文件N7:0与N7:1中 的数值相等，点亮L1指示灯； 如果N7:2与N7: 3中的数值相等 ，则点亮L2指示灯。 梯形图程序如图8-4所示。 图中，梯级0000中EQU指令参 教N7:0与N7:1中的数值相等（ 皆为9175），则EQU指令逻辑 为“真”，接通与输出端O:0/0 相连接的L1指示灯。而梯级 0001的EQU指令参数N7:2与 N7:3中的数值不相等（分别是247和-253），则EQU指令逻辑 为“假’，与输出端O:0/1相连 接的L2指示灯不得电。
图8-7 DIV指令梯形图符号
3．双整数（32位）运算指令
MicroLogix/SLC5 PLC都是16位的，其整数范围 是-32768～32767，超过这个值就会发生溢出，而这 个数值范围在很多应用中是远不能满足算术运算要求 的。因此，PLC应能进行32位的加法、减法和除法运 算。其中32位加法和减法可以直接用ADD和SUB指 令来实现，32位除法则由专门的双除指令（DDV） 来实现。 1）32位加法和减法。可以在编程时根据需要选 择进行16位或32位有符号整数加法和减法运算。如果 要进行32位算数运算，要将算术溢出选择位(S:2/14) 设置为“1”。
本章提要
8.1 运算指令 8.2 数据处理指令
8.3 移位/顺序控制指令
8.4 过程控制指令 8.5 功能指令应用实例
8.1 运算指令
MicroLogix/SLC5系列PLC除了具有比较、算术、逻辑 运算指令外，还有数据转换和一些高级运算指令。
8.1.1 数据比较指令 8.1.2 算术运算指令
8.1.3 逻辑运算指令
图8-12 TOD指令应用举例
在很多应应场合，采用拨码开关输入数据，这些数据 都是BCD码格式，在梯形图程序使用这些数据之前， 应该把BCD码值转换成整数值，否则，PLC会把这些 数据当作整数处理，从而造成数据的丢失或改变。 例6：要求将算术寄存器中的BCD码值转换成整数，并 存储在N7:10内，梯形图程序如图8-13所示。FRD指令 的参数和转换方向与TOD指令刚好相反，其数据显示 格式也与表8-12类似，只是要将源和目的地址交换。
例4：图8-7所示的除法指令，19除 以4的余数是3（商为4.75），所 以商被向上取整到5存储在目的 地址N7:3内。不整除的商是4， 存储在S:14内，同时余数3存储 在S:13内。指令参数及执行结 果为： 参数： N7:1=19 ; N7:2=4 结果： N7:3=5 S:14=4 S:13=3
图8-2 MEQ指令梯形图符号
在指令执行时，屏蔽字中为“1”的位使数据参与 比较，为“0”的位屏蔽对应的位数据，因此，本指令 只比较源值（0000010000010010）和比较值（ 0000000010000010）中对应于屏蔽位为“1”的那些位 （图中屏蔽为0F0Fh，相当于0000111100001111，就 是比较源值B3:1和比较值B3:2中的位0～3（0010）及 位8～11（0100））。如果源值没有被屏蔽的位与比较 值中相对应的位一致，则指令的逻辑为真，当检测到 一个不匹配的位时（图中为第10位），指令就变成假 。所以图8-2的结果为假。
图8-9 DDV指令梯形图符号
8.1.3 逻辑运算指令
逻辑运算指令属于输 出指令，包括逻辑与指令 （AND）、逻辑或指令 （OR）、逻辑异或指令 （XOR）和逻辑非指令 （NOT）。逻辑运算指令 的功能见表8-9（p184）。
图8-10 DDV指令梯形图符号
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
AND、OR和XOR指令有三个参数：源A、源B和目的地址，源A 和源B的参数可以是字地址或常数，但是两者不能都是常数。目的地 址必须是数据文件字地址。当输入参数是常数时，可以用运算符 “&”修改输入值的基数。例如，用户可以输入 &B11111111111111111或&HFFFF，来代替输入-1作为常数。NOT指 令只有源和目的两个参数，它们必须是数据文件字地址。 AND指令使源地址A的值和源地址B的值按位执行逻辑与运算； OR指令使源地址A的值和源地址B的值按位的值按位执行逻辑异或运 算；NOT指令对源地址的值按位执行逻辑非运算。逻辑运算指令都 将结果存储在目的地址内，其算术标志位的影响见表8-10（p184）。
N7:2和S:13作为整数处理： 十进制为4660，对应的二 进制为0001 0010 0011 0100；当作BCD码，就成 了1234（对应的二进制为 0000 0100 1101 0010）最 终N7:10的值就是十进制 整数1234。
图8-13 FRD指令应用举例
图8-4 EQU指令应用梯形图
4．比较指令应用举例
例2：如果两个数值的低8位 相匹配，则点亮L1指示灯。 梯形图逻辑如图8-5所 示，因为只要求比较两个数 值B3:1和B3:3的低8位，因 此，将MEQ指令屏蔽字B3:2 中的数值设置为00FFh，只 让源值与比较值中的低8位 进行相等的比较，尽管待比 较两个数值的其他位不全一 致，MEQ指令逻辑仍然为“ 真”，使连接输出端O:0/0的 L1指示灯得电点亮。
8.1.4 数据转换指令
数据转换指令属于输出指令。数据转换 指令的功能见表8-10，可以使数据在整数与 BCD码、角度与弧度之间进行转换，还可以 实现编码器和译码器的功能。
1．BCD码转换指令
图8-11 BCD码转换指令梯形图符号
例5：要求将存储在N7:3的整数值 32760转换成BCD码。 编程时，将N7:3作为TOD指令的 源值，算术寄存器作为目的参数， 此时可转换的最大BCD码值可以是 32760。然而，如果BCD码值超过 9999，溢出位S:0/1就会被设置为 “1”，这将导致次要错误位S:5/0 也被置位，因此，需要在梯形图程 序结束之前解锁存S:5/0，以避免出 现主要错误代码0020。梯形图如右 图所示，指令执行后源和目的地址 内的地址数据见表8-12（p186）。
2）算术标志位是指PLC状态文件字0的位0～3 （S:0/0~ S:0/3）。算术运算指令执行时，会根据运算的 结果对算术标志位进行更新。标志位的含义如下表。
2．整数/实数算术运算
算术运算指令既可以进行整数（16位）/实数 （浮点数）运算，也可以进行双整数（32位）运算， 本小节只介绍单字运算指令的执行情况及其对状态位 的影响。运算指令的梯形图符号如图8-6所示。图中 只画出了ADD、SQR和CLR三条运算指令， SUB、 MUL和DIV指令的符号格式与ADD基本相同，有三 个参数：源A、源B和目的地址，只是指令名称和运 算法则不同。NEG、ABS和SQR指令有两个参数：源 和目的地址，CLR指令只有一个参数：目的地址。源 参数可以是数据文件地址也可以是常数，但是目的参 数必须是数据文件字地址。
16位有符号整 数与32位有符号整 数相加的实例如图 8-8所示。16位被加 数存放在B3:1中， 32位加数的低16位 存放在B3:2中，高 16位存放在B3:3中。 两个加数的值和运 算结果参见表8-7 （p183）。
图8-8 32位有符号整数加法实例梯形图
2）双字除指令（DDV） 该指令只有两个参数：源和目的。 DDV指令将算术寄存器中32位值 （S:14和S:13）去除以一个16位的 源值（图8-9中的N7:0），如果余数 大于等于0.5，则目的地址（图8-9 中的N7:1）的值向上取整。 在开始计算时，算术寄存器S:13和 S:14包含DDV运算的被除数，指令 执行时，高位有效字S:14存储不整 除的商，低位有效字S:13存储余数。 该指令通常用在产生32位结果的 MUL指令之后。
电气控制与PLC
第 8 章
ML/SCL系列PLC 功能指令及应用
第7章介绍的基本逻辑控制指令主要用于取代传统的 继电器控制系统，实现逻辑控制和计时器/计数器的功能 。作为工业控制计算机之一的PLC除了具有逻辑控制功能 外，还具有数据运算、传送、变换、程序控制、通信及 一些特殊功能。 MicroLogix/SLC5系列PLC的功能指令分为：运算指 令、数据处理指令、移位/顺序控制指令、程序控制指令 、PID控制指令、通信控制指令、ASCLl码指令等。本章 主要介绍运算指令、数据处理指令、程序控制指令，并 结合控制应用给出一些编程实例。
8.1.4 数据转换指令
8.1.5 高级运算指令
8.1.1 数据比较指令
数据比较指令属于输入指令，用于比较两个数值的大小， 以此作为逻辑梯级连续的条件。如果指令中被比较的两个数值 满足指令的比较条件，则指令逻辑为“真”，否则指令逻辑为 “假”。比较指令见表8-1。
1. 基本比较指令
表8-1中的前六个为基本比较指令。其中两个指 令的梯形图符号如图8-1所示，其他比较指令的符号 格式与之1基本一致。图中表示的含义是：如果整数 文件字N7:1中的值小于整数文件字N7:9中的值且大于 或等于零，则将B3:1/3置位。