第五单元 数据处理类应用指令

⑸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到4个操作数。操作数分为源操作数、目标操作数及其他操作数。 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，[D]表示目标操作数。m与 n表示其他操作数。其他操作数常用来表示常数或者对源操作数和目标操作数作出补 充说明。 K为十进制常数，H为十六进制常数。
图5-14 比较指令清除比较结果
2．区间复位指令ZRST
区间复位指令ZRST将[Dl]，[D2]指定的元件号范围内的同类元件成批复位，目 标操作数可取T，C和D(字元件)或Y，M，S(位元件)。[D1]和[D2]指定的应为同一类元 件，[D1]的元件号应小于[D2]的元件号。如果[D1]的元件号大于[D2]的元件号，则只有 [D1]指定的元件被复位。 虽然ZRST指令是16位处理指令，[Dl]，[D2]也可以指定32位计数器。如图5-15 所示，将M0~M100的101位全部清0。
时间为8s，Y／△转换时间为2s，设计出梯形图如图5-2所示。
图5-2 用PLC应用指令实现电动机的Y -△启动的梯形图
三、知识链接
1．位元件和字元件
输入继电器X、输出继电器Y、辅助继电器M、状态继电器S等编程元件在可 编程控制器内部反映的是“位”的变化，称为“位元件”。各种数据存储器，一定量 的位软元件组合在一起也可用作数据的存储，定时器T、计数器C的当前值寄存器也 可用于数据的存储。上述这些能处理数值数据的元件统称为“字元件”。 2．位组合元件 位组合元件是一种字元件。位组合元件表达为KnX、KnY、KnM、KnS等形式， 式中Kn指有n组这样的数据。如KnX0表示位组合元件是由从X0开始的n组位元件组合。 若n为1，则K1X0指由X3、X2、X1、X0四位输入继电器的组合；若n为2，则K2X0是 指X7～X0八位输入继电器组合；若n为4，则K4X0是指X17~X10、X7～X0十六位输 入继电器的组合。
⑴通用数据寄存器(D0～D199共200点) 通用数据寄存器一旦写入数据，只要不再写入其他数据，其内容就不会变 化。但是在PLC从运行到停止或停电时，所有数据被清除为0（如果驱动特殊辅助 继电器M8033，则可以保持）。 ⑵断电保持数据寄存器(D200～D7999共7800点) 只要不改写，无论PLC是从运行到停止，还是停电时，断电保持数据寄存 器将保持原有数据而不丢失。 以上的设定范围是出厂时的设定值。数据寄存器的掉电保持功能也可通过 外围设备设定，实现通用←→断电保持或断电保持←→通用的调整转换。
表5-2
输 入 输入继电器 X0 X1 X2 X3 X10 作用 置数开关 置数开关 置数开关 置数开关 启停开关 输出继电器 Y0
输入输出点分配表
输 出 作用 信号灯
PLC接线图如图5-6a。梯形图如图5-6b所示。图中第一行为变址寄存器清零，上 电时完成。第二行从输入口读入设定开关数据，变址综合后送到定时器T0的设定值寄 存器D0，并和第三行配合产生D0时间间隔的脉冲。
三、知识链接
1．比较指令CMP
比较指令CMP是比较二个源操作数[S1]和[S2]的代数值大小，结果送到目标操 作数[D]~ [D+2]中。CMP指令的说明如图5-13。
图5-13 CMP指令的说明
使用CMP指令时应注意： ⑴CMP指令中的 [S1]和[S2]可以是所有字元件，[D]为Y、M、S。 ⑵当比较指令的操作数不完整(若只指定一个或两个操作数)，或者指定的操作 数不符合要求(例如把X、D、T、C指定为目标操作数)，或者指定的操作数的元件号超 出了允许范围等情况，用比较指令就会出错。 ⑶如要清除比较结果，要采用复位RST指令。如图5-14所示。在不执行指令， 需清除比较结果时，也要用RST或ZRST复位指令。
任务二 用PLC实现闪光灯的闪光频率控制 一、任务提出
利用PLC应用指令构成一个闪光信号灯，改变输入口所接置数开关可改变 闪光频率。（即信号灯亮ts，熄ts）。
二、原理分析
4个置数开关（按钮）分别接于X0～X3，X10为启停开关，启停开关X10 选用带自锁的按钮，信号灯接于Y0。输入输出点分配表见表5-2。
输 入 输入继电器 X3~X0 X7~X4 X13~X10 作用 密码个位 密码十位 密码百位 输出继电器 Y0 输 出 作用 密码锁控制信号
密码锁的密码由程序设定，假定为K283，从K3X0上送入的数据应和它相等，这可 以用比较指令实现判断，密码锁的开启由Y0的输出控制。梯形图如图5-12。
图5-12 密码锁梯形图
图5-6 闪光信号灯的闪光频率控制
三、知识链接
1．编程元件──数据寄存器(D) 数据寄存器(D)是用于存储数值数据的字元件，其数值可通过应用指令、数 据存取单元(显示器)及编程装置读出与写入。这些寄存器都是16位(最高位为符号位， 可处理数值范围为-32，768～+32，767)的，如将2个相邻数据寄存器组合，可存 储32位(最高位为符号位，可处理数值范围为-2，147，483，648～+2，147，483， 647)的数值数据。数据寄存器有以下几类。
变址寄存器应用如5-9，执行该程序时，若X0为ON，则D15和D26的数据都为K20。
图5-8 变址存 器（V，Z）的结合
5-9 变址寄存器应用
四、任务实施
1．按图5-6a连接PLC与4个带自锁的按钮、输出闪光灯，并连接PLC的电源， 确保接线无误。 2．输入图5-6b的梯形图，检查无误后运行程序。 3．程序运行时分别设置拨码开关的值为0~9，仔细观察输出继电器Y0的状态 变化是否符合闪光灯的要求。
图5-15 ZRST指令说明
3．传送比较指令的基本用途
⑴用来获得程序的初始工作数据
⑵用来进行机内数据的存取管理 ⑶用来运算处理结果并向输出端口传送 ⑷用来比较指令以建立控制点
四、任务实施
1．12个带自锁的按钮分别连接到PLC的X13~X0、输出用指示灯代替，并连 接PLC的电源，确保无误。 2．输入图5-12的梯形图，检查无误后运行程序。 3．先不操作输入按钮，观察输出继电器Y0的状态有无变化。 4．设置输入开关的值为十进制数K283（二进制数0001 0001 1011），即 X10、X4、X3、X1、X0为ON，其余为OFF，仔细观察输出继电器Y0的状态变化 是否符合密码锁的要求。 5．设置输入开关的值为除了十进制数K283（二进制数0001 0001 1011）外 的任何数，仔细观察输出继电器Y0的状态变化，密码锁是否能打开。
任务十一 外部故障诊断电路
任务一 用PLC应用指令实现电动机的Y-△启动控制 一、任务提出
本任务将利用应用指令实现电动机的Y-△起动控制。任务要求如下。
按电动机Y-△启动控制要求，通电时电动机Y形启动；当转速上升
到一定程度，电动机△形运行。另外，启动过程中的每个状态间应具有 一定时间的间隔。
二、原理分析
3．应用指令的格式
FX2N系列PLC在梯形图中使用功能框表示应用指令。图5-3a是应用指令的梯形 图示例。指令的功能是：当M8002接通时，十进制常数123将被送到辅助继电器 M7~M0中去，相当于用基本指令实现的程序如图5-3b。
图5-3 用应用指 令与基本指令实 现同样任务的比 较
⑴编号
应用指令用编号FNC00～FNC294表示，并给出对应的助记符。例如FNC12的 助记符是MOV（传送），FNC45的助记符是MEAN（平均）。 ⑵助记符 指令名称用助记符的形式，应用指令的助记符是该指令的英文缩写词。如传送 指令“MOVE”简写为MOV。采用这种方式容易了解指令的功能。如图5-4中的助记符 MOV、DMOVP，其中DMOVP中的“D”表示数据长度、“P”表示执行形式。
⑶特殊数据寄存器(D8000～D8255共256点)
特殊数据寄存器供监控机内元件的运行方式用。在电源接通时，利用系统只读 存储器写入初始值。例如，在D8000中，存有监视定时器的时间设定值。它的初始值 由系统只读存储器在通电时写入。要改变时可利用传送指令写入，如图5-7所示。
图5-7 特殊数据寄存器数据写入
第五单元 数据处理类应用指令
任务一 用PLC应用指令实现电动机的Y-△启动控制
任务二
任务三 任务四 任务五 任务六 任务七 任务八 任务九 任务十
用PLC实现闪光灯的闪光频率控制
密码锁 简易定时报时器 外置数计数器 四则运算应用 彩灯控制电路 流水灯光控制 步进电动机控制 用单按钮实现五台电动机的启停控制
为了实现任务，设置起动按钮为X0，停止按钮为Xl；电路主(电
源)接触器KMl接于输出口Y0，电动机Y接法接触器KM2接于输出口Y1，
电动机△接法接触器KM3接于输出口Y2，如图5-1所示，输入输出点 分配表见表5-1。
图5-1 电动机的Y-△启动控制电路
表5-1 输入输出点分配表
输 入 输入继电器 X0 X1 作用 启动按钮 停止按钮 输出继电器 Y0 Y1 Y2 输 出 作用 主电源交流接触器 Y形起动交流接触器 △形运行交流接触器
⑷文件寄存器（D1000~D7999）
文件寄存器以500点为单位，可被外部设备存取。文件寄存器实际上被设置为 PLC的参数区，它与断电保持数据寄存器是重叠的，保证数据不丢失。
2．编程元件──变址寄存器（V，Z）
变址寄存器V、Z和通用数据寄存器一样，是进行数值数据读、写的16位数据 寄存器。主要用于运算操作数地址的修改，FX2N的V和Z各8点，分别为V0~V7、 Z0~Z7。 进行32位数据运算时，将两者结合使用，指定Z为低位，组合成为(V，Z)，如 图5-8所示。
任务四 简易定时报时器 一、任务提出
利用计数器与比较指令，设计24h可设定定时时间的住宅控制程序（每15min 为一设定单位，则24h共有96个时间单位）。要求实现如下控制。 ⑴早上6点半，闹钟每秒响一次，10s后自动停止。 ⑵9：00～17：00，启动住宅报警系统。 ⑶晚上6点打开住宅照明。 ⑷晚上10点关闭住宅照明。