第六单元 程序控制类应用指令

图6-12 外部中断子程序梯形图
三、知识链接
1．编程元件——中断指针I
中断指针I用来指明某一中断源的中断程序入口指针，执行到IRET(中断返回)指 令时返回主程序。中断指针I应在FEND指令之后使用。 外部输入中断从输入端子送入，用于机外突发随机事件引起的中断。图6-13给 出了外部输入中断指针编号的意义，输入中断指针为I□0□，最高位与X0～X5的元件 号相对应，即输入号分别为0～5(从X0～X5输入)，最低位为中断信号的形式，为0时表 示下降沿中断，反之为上升沿中断。例如中断指针I001之后的中断程序在输入信号X0 的上升沿时执行。
图6-10 循环指令说明
四、任务实施
1．连接PLC的电源，确保接线无误。输入图6-9的梯形图，检查无误。 2．设置D0~D9的值分别为K10、K5、K100、K40、K30、K20、K318、K9、 K123、K56，运行程序，观察Y17~Y0的指示是否为0000 0001 0011 1110（即K318）。 3．改变D0~D9的设置，再调试程序。 4．修改程序，将它变为求最小值的程序，并调试。
2．子程序返回指令 （SRET）
子程序返回指令SRET是不需 要驱动触点的单独指令。子程序的范 围从它的指针标号开始，到SRET指令 结束。每当程序执行到子程序调用指 令CALL时，都转去执行相应的子程序， 遇到SRET指令即返回原断点继续执行 原程序。 子程序可以实现五级嵌套。图 6-7是一级嵌套的例子。
跳转对元器件状态的影响
跳转后触点状态 X1，X2，X3 ON X1，X2，X3 OFF X4 ON X4 OFF X6 ON X6 OFF X10 ON Xl0 OFF X11 ON X11 OFF 跳转后线圈状态 Y1，M1．S1 OFF Y1，Ml，S1 ON 定时器不动作 定时器停止，X0 OFF后接续定时 定时器不动作 定时器停止，X0 OFF后接续定时 计数器不动作 计数器停止，X0 OFF后接续计数 除FNC52～FNC59之外的其他应用 指令不执行
二、原理分析
图6-12是一个带有外 部中断子程序的梯形图。在 主程序段程序执行中，特殊 辅助继电器M8050为零时， 标号为I001的中断子程序允 许执行。该中断在输入口X0 送入上升沿信号时执行。上 升沿信号出现一次该中断执 行一次。执行完毕后即返回 主程序。本中断子程序完成 的功能是M8013驱动输出继 电器Y11工作。作为执行结 果的输出继电器Y11的状态， 取决于X0出现上升沿时 M8013秒时钟脉冲的状态。 即M8013置1则Y11置l，否 则Y11置0。
元 件 Y，M，S 10ms，100ms定时器 1ms定时器 计数器 应用指令 跳转前触点状态 X1，X2，X3 OFF X1，X2，X3 ON X4 OFF X4 ON X5 OFF，X6 OFF X5 OFF，X6 ON X7 OFF．X10 OFF X7 OFF，X10 ON X11 OFF X11 ON
图6-13 外部中断指针编号含义
2．与中断有关的指令
与中断有关的指令有中断返回指令IRET、 允许中断指令EI和禁止中断指令DI，均无操作数。 ⑴PLC通常处于禁止中断的状态，指令 EI和DI之间的程序段为允许中断的区间，当程序 执行到该区间时，如果中断源产生中断，CPU将 停止执行当前的程序，转去执行相应的中断子程 序，执行到中断子程序中的IRET指令时，返回 原断点，继续执行原来的程序。 ⑵中断程序从它惟一的中断指针开始， 到第一条IRET指令结束。中断程序应放在FEND 指令之后，IRET指令只能在中断程序中使用， 中断程序的结构如图6-14所示。特殊辅助继电器 M805△为ON时(△=0～8)，禁止执行相应的中 断I△口口(口口是与中断有关的数字)。例如 M8050为ON时，禁止执行相应的中断I000和 I001。M8059为ON时，关闭所有的计数器中断。
3．主程序结束指令FEND
FEND为主程序结束指令，FEND指令与END指令一样，进行输出、输入处理、 监视定时器刷新，再返回0步的程序。
四、任务实施
为了更好地观察跳转指令，本任务实施图6-5的程序。 1．将两个带自锁的按钮分别连接到PLC的X0、X1，输出用指示灯代替，并连 接PLC的电源，确保接线无误。 2．输入图6-2的梯形图，检查无误后运行程序。 3．按下X0输入按钮，观察输出继电器Y0~Y3的状态有无变化，理解跳转指令。 4．按下X1输入按钮，观察输出继电器Y0~Y3的状态有无变化，理断子程序
在日常生活和工作中经常碰到这种情况：正在做某项工作时，有一件 更重要的事情要马上处理，这时候必须暂停正在做的工作，处理这一紧急事务， 等处理完这一紧急事务，继续完成刚才暂停的工作，PLC也有这样的工作方式， 称为中断。 中断是指在主程序的执行过程中，中断主程序的执行去执行中断子程 序，执行完中断子程序后再回到刚才中断的主程序处继续执行，中断不受PLC 扫描工作方式的影响，使PLC能迅速响应中断事件。 和前边所谈到过的子程序一样，中断子程序也是为某些特定的控制功 能而设定的。和普通子程序不同的是，这些特定的控制功能都有一个共同的特 点，即要求响应时间小于机器的扫描周期。因而，中断子程序都不能由程序内 安排的条件引出。能引起中断的信号叫中断源，FX2N系列可编程序控制器有 三类中断源，即外部中断、定时器中断和高速计数器中断。本任务分析外部中 断。
图6-7
子程序嵌套结构示意图
四、任务实施
1．将两个带自锁的按钮 分别连接到PLC的X1、X2，输出 用指示灯代替，并连接PLC的电 源，确保接线无误。 2．输入图6-8的梯形图， 检查无误后运行程序。 3．按下X1输入按钮，观 察输出继电器Y1和Y2的状态有无 变化，理解子程序。 4．按下X2输入按钮，观 察输出继电器Y1和Y2的状态有无 变化，理解子程序。
任务二 一、任务提出
子程序
化工企业经常要完成多液体物料 的化合工作，需要完成物料的比例投入 及送出以及化合炉的温度控制工作。物 料的比例投入和化合物的送出可通过特 定的运算结果再控制相关阀门的开度实 现。温度控制使用加温及降温设备，而 温度需维持在一个区间内。
二、原理分析
在利用PLC实现控制时，常常将 以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。程序结构如图6-6所示。其中X1 为上限位温度传感器、X2为下限位温度 传感器，X1为ON时，调用降温控制子程 序，X2为ON时，调用升温控制子程序。
三、知识链接
1．编程元件——跳转指针（P）
FX2N的指针P有128点(P0～P127)，用于分支和跳转程序。指针P使用时要注 意： ⑴在梯形图中，指针放在左侧母线的左边，一个指针只能出现一次，如出现两 次或两次以上，就会出错。 ⑵多条跳转指令可以使用相同的指针。 ⑶P63是END所在的步序，在程序中不需要设置P63。
1．被跳过的程序段中的输出继电器Y、辅助继电器M、状态继电器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。 2．被跳过的程序段中的定时器及计数器，无论其是否具有掉电保持功能，由于相关程序停止执行，它 们的当前值寄存器被锁定，跳转发生后其定时值、计数值保持不变，在跳转中止，程序接续执行时，定时计数 将继续进行。另外，定时、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。
四、任务实施
1．用一个按钮接到X0模拟外部中断信号，用另一个带自锁的按钮接到 X20模拟外部中断禁止信号，输出用指示灯代替，并连接PLC的电源，确保无 误。 2．输入图6-12的梯形图，检查无误后运行程序。 3．先按下X20，再按X0，观察输出继电器Y10、Y11的状态有无变化， 判断有无中断。 4．再按一下X20，解除M8050的禁止中断后，再按X0，观察输出继电器 Y10、Y11的状态有无变化，判断有无中断。
图6-14 中断程序结构
⑶由于中断的控制是脱离于程序的扫描执行机制的，多个突发事件同时出现时 必须有个处理秩序，这就是中断优先权。中断优先权按中断号的大小决定，号数小的 中断优先权高。由于外部中断号整体上高于定时器中断。即外部中断的优先权较高。 ⑷执行一个中断子程序时，其他中断被禁止，在中断子程序中编入EI和DI，可 实现双重中断，只允许两级中断嵌套。一次中断请求，中断程序一般仅能执行一次。 ⑸如果中断信号在禁止中断区间出现，该中断信号被储存，并在EI指令之后响 应该中断。不需要关闭中断时，只使用EI指令，可以不使用DI指令。 ⑹中断输入信号的脉冲宽度应大于200µs，选择了输入中断时，其硬件输入滤 波器自动地复位为50us(通常为10ms)。 ⑺直接高速输入可用于“捕获”窄脉冲信号。FX系列PLC需要用EI指令来激 活X0～X5的脉冲捕获功能，捕获的脉冲状态存放在M8170～M8175中。接收到脉冲 后，相应的特殊辅助继电器M变为ON，可用捕获的脉冲来触发某些操作。如果输入元 件已用于其他高速功能，脉冲捕获功能将被禁止。
图6-6 子程序结构示意图
三、知识链接
1．子程序调用指令（CALL）
子程序调用指令CALL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，将主程序写在前边，以 FEND指令结束主程序，子程序写在 FEND后边，当主程序带有多个子程序 时，子程序可依次列在主程序结束指 令FEND之后。子程序调用指令CALL 安排在主程序段中。如图6-6所示。
第六单元
任务一 任务二 任务三 任务四 任务五 任务六
程序控制类应用指令
跳转程序 子程序 循环程序 外部中断子程序 定时中断子程序 高速计数器
任务一 一、任务提出
跳转程序
为了提高设备的可靠性，在工业 控制中许多设备要建立自动及手动两种 工作方式。这就要在程序中编排两段程 序，一段用于手动，一段用于自动。然 后设立一个手动／自动切换开关对程序 段进行选择。 梯形图一般采用如图6-1所示的 结构。X10是自动／手动切换开关，当 它为ON时将跳过自动程序，执行手动程 序，为OFF时将跳过手动程序，执行自 动程序。公用程序用于自动程序和手动 程序相互切换的处理，自动程序和手动 程序都需要完成的任务也可以用公用程 序来处理。