第四章功能指令说明及应用
第四章数控编程常用指令
第4章数控编程常用指令【教学目标】通过本章节的教学：使学生掌握数控编程常用指令准备功能G代码，辅助功能M代码及主轴功能S、进给功能F、刀具功能T代码的使用格式，各代码所表述的意义以及在编程的过程中要注意的事项。
【教学重点】 G代码、M代码、F、S、T功能代码的使用格式【教学难点】 G代码的使用格式及意义【教学时数】理论10学时【课程类型】理论课程【教学方法】理论联系实际，讲、例、练三结合【教学内容】4.1 概述1、数控编程常用的指令代码主要有准备功能G代码，辅助功能M代码及主轴功能S、进给功能F、刀具功能T代码。
2、G代码分为模态代码和非模态代码。
模态代码除了在本程序段有效外，在后续程序段也起作用，直到出现同组的另一个代码时才失效。
非模态代码只在本程序段有效，如G04，其功能仅在所出现的程序段内才有作用。
3、M功能也有模态和非模态两种形式。
另外，M功能还可以分为前作用M功能和后作用M功能。
前作用M功能是在程序段中编制的轴运动之前执行，后作用M功能是在程序段中编制的轴运动之后执行。
表4.1为我国JB3208-1983准备功能G代码。
表4.2为我国JB3208-1983辅助功能M代码。
4.2 与坐标和坐标系有关的指令4.2.1 工件坐标系设定指令G92指令用来设定刀具在工件坐标系中的坐标值，属于模态指令，其设定值在重新设定之前一致有效。
程序段格式为：G92 X Y ZX、Y、Z为刀位点在工件坐标系中的初始位置。
例如：G92 X25.0 Z350.0；设定工件坐标系为X1O1Z1；G92 X25.0 Z10.0；设定工件坐标系为X2O2Z2。
以上两程序段所设定的工件坐标系如图4.1所示。
工件坐标系建立以后，程序内所有用绝对值指定的坐标值，均为这个坐标系中的坐标值。
必须注意的是，数控机床在执行G92指令时并不动作，只是显示器上的坐标值发生了变化。
图4.1 工件坐标系设定4.2.2 工件坐标系选择指令工件坐标系选择指令有G54、G55、G56、G57、G58、G59。
第四章 可编程序控制器(PLC)原理与应用)
分类 低档机 主要功能 具有逻辑运算、定时、计数、移位及自诊断、监控 等基本功能。有些还有少量模拟量I/O功能和算术运 算等功能 应用场合 开关量控制、定时、计数控制、顺序控制等场合， 有模拟量I/O功能的低档PLC应用更广 适用于既有开关量又有模拟量的较为复杂的控制 系统，如过程控制、位置控制等
年份 第一代1969~1972 第二代1973~1975 功能特点 逻辑运算、定时、计数、中小规模集成电路CPU，磁芯 存储器 增加算术运算、数据处理功能，初步行程系列，可靠性 进一步提高 增加复杂数值运算和数据处理，远程I/O和通信功能， 采用大规模集成电路，微处理器，加强自诊断、容错技 术 高速大容量多功能，采用32位微处理器，编程语言多样 化，通信能力进一步完善，智能化功能模块齐全 取代继电器控制 能同时完成逻辑控制，模拟量控制 适应大型复杂控制系统控制需要并用于联网、通信、 监控等场合 构成分级网络控制系统，实现图像动态过程监控， 模拟网络资源共享 应用范围
输 入 继 电 器
05 06 1000~1715 07 08 09 10 11 12 13 14
15
主机
15
15
扩Ⅰ
15
15
扩Ⅱ
15
15
扩Ⅲ
15
表4-7 输出继电器区域（共128点）
名称 范围 20CH 00 01 02 03 04 21CH 00 01 02 03 04 05 06 07 （08） （09） （10） （11） （12） （13） （14） 22CH 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 继电器地址通道 23CH 00 01 02 03 04 05 06 07 （08） （09） （10） （11） （12） （13） （14） 24CH 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 25CH 00 01 02 03 04 05 06 07 （08） （09） （10） （11） （12） （13） （14） 26CH 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 27CH 00 01 02 03 04 05 06 07 （08） （09） （10） （11） （12） （13） （14）
第四章 FX0N 基本指令及其应用
语句 步 0 1
指 令 LD OR
元素 X000 X001
ANB ORB指令说明
2 3 4 5 6 7 8 9 10
LD AND LDI AND ORB OR ANB OR OUT
X002 X003 X004 X005
X006 X007 Y007
ANB指 令建 立新 母线
(2)栈操作指令
MPS (进栈)、MRD (读栈)、MPP (出栈)为栈操作指 令,用于梯形图某节点后存在分支支路的情况。
栈操作指 令的应用
语句 步 0 1 2
指令 LD AND MPS
元素 X000 X001
语句 步 14 15 16
指令 LD MPS AND
元素 X006 X007
3
4 5 6 7 8 9
AND
OUT MPP OUT LD MPS AND
X002
Y000 Y001 X003 X004
17
18 19 20 21 22 23
对原有成熟的继电-接触器控制电路的生产系统，在改为 PLC控制时，只要把控制电路部分翻译成梯形图
绘梯形图时，应注意PLC外部所接“输入信号”的触点状态 与梯形图中所采用的内部输入触点对应的关系
定时器 计数器的应用 一.定时器 T
① 定时器的类型 可以将PLC内的1ms、10ms、100ms等的时间脉冲 相加计算，当达到设定值时输出触点动作，定时 器的元件号、设定值和动作如下
助记符名称 [MPS]进栈 [MRD]读栈 [MPP]出栈 功 能 梯形图表示及可用元件
连接点数据入栈 从堆栈读出连接点数据 从堆栈读出数据并复位
使用该组指令可以很方便地处理带有分支的梯级，可以将 连接点先存储，然后接后面的电路. MPS指令连续使用必须少于11次，并且MPS与MPP指令必须配 对使用。 在FXON系列PLC中有11个用来存放运算的中间结果的存储器， 称为栈存储器。 使用1次MPS指令，便将此刻的运算结果送入栈存储器的第一 段，而将原存在第一段的数据移到栈存储器的下一段。 使用MPP指令,各数据顺次向上一段移动,最上层的数据被读 出。同时该数据就从堆栈内消失。 MRD用于读出最上面一段所存数据，栈存储器内的数据不发 生移动。
S7-1500PLC应用技术 第4章 S7-1500 PLC的常用指令
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Date: 2023-08-01
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4.5 程序控制操作指令
• JMP(N)指令
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Date: 2023-08-01
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4.5 程序控制操作指令
• JMP_LIST指令
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4.4 数据处理与运算指令
• 数据转换指令-取整指令
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4.4 数据处理与运算指令
• 数据转换指令-截尾取整指令
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4.4 数据处理与运算指令
• 数据转换指令-标定指令
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4.7 基本指令应用示例
• 示例2：交通灯控制系统设计
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4.7 基本指令应用示例
• 示例3：多台设备运行状态监控系统设计
1 . 控制要求 某车间排风系统，由三台风机组成，采用S7-1500 PLC控制。现要 求根据风机工作状态进行监控，并通过指示灯信号进行显示，具体控 制要求如下： 1 当系统中没有风机工作时，指示灯以2Hz频率闪烁； 2 当系统中只有1台风机工作时，指示灯以0.5Hz频率闪烁； 3 当系统中有2台以上风机工作时，指示灯常亮。 试根据以上控制要求编写风机状态监控程序。
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Date: 2023-08-01
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第四章步进顺控指令及其应用
二、状态继电器
在状态转移图中，每个状态都分别采用连续 的、不同的状态继电器表示。FX系列PLC的状态 继电器的分类、编号、数量及功能
类 别 状态继电器编号 数 量 功能说明
初始化状态继电 S0——S9 器
原点回归状态继 S10——S19 电器
通用状态继电器 S20——S499
10
初始化
10
原点回归
S24 同S21
③ 找出每个状态的转移条件 即在什么条件将下 个状态“激活”。
S20 转移条件 SB S21转移条件 SQ1 S22转移条件SQ2 S23转移条件T0 S24转移条件SQ3
④状态转移图
⑤程序
工作台自动往返程序(44页)
第三节 单流程及其编程
单流程由一系列相继激活的步组成，每一步的后面 仅接有一个转换，每一个转换的后面只有一个步。 一、单流程程序的结构形式
2）与STL触点相连的触点用LD或LDI指令，执行完RET后返回左母线 3）STL触点可直接驱动或通过别的触点驱动Y、M、S、T等元件的线
圈； 4）PLC只执行活动步对应的电路，所以使用STL指令时允许双线圈
输出； 5) STL触点驱动的电路块中不能使用MC和MCR指令，但可以用CJ指
令； 6)在中断程序和子程序内，不能使用STL指令。
480
通用
注意：
1、在用状态转移图编写程序时，状态继电器可 以按顺序连续使用。但是状态继电器的编号要在 指定的类别范围内选用；
2、各状态继电器的触点可自由使用，使用次数 无限制；
3、在不用状态继电器进行状态转移图编程时， 状态继电器可做为辅助继电器使用，用法和辅助 继电器相同。
三、状态转移图的设计方法
STL指令的意义为激活某个状态。在梯形图上体 现为从母线上引出的状态接点。STL指令有建立子 母线的功能，以使该状态的所有操作均在子母线上 进行。步进接点指令在梯形图中的情况见图所示。
第4章 PLC基本指令及其应用(6-7)
数IN和OUT指向同一单元，若LAD中操作数IN和
OUT不一致，则将LAD转换成STL指令时应附加
一条传送指令。
9
举例
I0.0 P
SHL_W
EN
ENO
VW100 IN 1N
OUT VW102
STL： MOVW VW100,VW102 SLW VW102，1
移位前 传送指令
VW100 1100 0101 1101 0001
FINAL－循环计数器终值
FOR
EN
ENO
INDX INIT FINAL
STL FOR INDX INIT FINAL ：
●INDX大于结束值，循环中止；若初值大于结束 值，则不执行循环。
● FOR与NEXT指令必须成对使用；允许循环嵌
套，最多嵌套8层。
16
2. 举例
I2.1
FOR
EN
ENO
VW0 1 20
VW102 1100 0101 1101 0001
SM1.1
VW102
移位后 1 1000 1011 1010
0010
10
● 左移位指令
□数据类型： B、W、DW
LAD：
SHR_□
EN
ENO
IN
OUT
N
STL： SR□OUT，N
IN －输入端；N－数据移的位数。
指令说明：右移指令SHR将输入操作数IN向右移 动N位，结果存入OUT中，移空的位自动补0 。
□数据类型： B－字节、W－字、 DW－双字、R－实数
使能 输入端
数据类型 使能
功能：把输入数据（IN）
MOV_□
EN
ENO
输出端
PLC功能指令与简单编程器
X2
[S.]
[D.]
n
FMOV K 0
D5
K10
X1
XCH(P)
[S.]
[D.]
D10
D11
4.3.3 数据变换指令 1 BCD 变换指令 将源文件中的二进制数转换为BCD码并送到目标元件中 X0
BCDP C4 K3Y0 设C4的当前值为678
BIN数据
0
0
0
0
0
01Βιβλιοθήκη 0101
0
0
1
1 2 0
0 1 0
4.3 比较与传送指令 4.3.1比较指令 CMP：比较，用来实现 两个数据的代数比较 ZCP：区间比较 1 比较CMP 2个原操作数 [S1]和[S2]为原操作数 [D] 目标操作数，放比较 结果
X1
[S1]
[S2]
[D] M0
CMP K100 C10 M0 M1
100>C10的当前值时M0为ON
X1 MOV X0 SMOV [S] K100 [S] D1 [D] D10 m1 K4 m2 K2 [D] D2 n K3
10
3
102
101
100
要求，而目的 操作数不能是 输入继电器X 和常数K,H， 原因很明显： 目的操作数是 用来保存结果 的，自然不能 用输入继电器 和常数。
103
102
101
3 操作数 操作数有以下几种 1）源操作数 〔S〕在执行指令的过程中，源 操作数中的内容保持不变。当同时有多个源 操作数时，分别用 〔S1〕 〔S2〕等表示若 可使用变址功能可用〔S.〕表示 2）目标操作数 用〔D〕表示，在执行指令的 过程中，目标操作数中的内容随程序的执行 会有所改变。 3）其他操作数 用m、n表示，用来表示十进 制常数K或十六进制常数H。
第四章 功能指令应用
§4-1 功能指令简介
二、新课 1、功能指令的格式 功能指令与基本指令的格式差不多，也是 由助记符和操作元件两大部分组成。只不 过是操作元件多少不同。 （1）功能指令的助记符 一般取英文的简写字符，如MOV的功能指令 是一条传送（Movement)指令
§4-1 功能指令简介
（2）功能指令的操作元件 功能指令的操作元件分为： 1）源操作元件 用[S]来表示，当多个源元件时可用[S1]、[S2]、 [S3]表示，当源元件可以用变址寄存器时用[S· ]表 示。 2）目标操作元件 用[D]来表示，当多个目标元件时可用[D1]、 [D2]、 [D3]表示，当目标元件可以用变址寄存器 时用[D· ]表示。 3）其他操作元件n或m，用来表示常数。
（ Y0 ） （ Y1 ） （ Y2 ） （ Y3 ）
X3 X2 X1 X0
0 1
1 1
0 1
1 1
Y3 Y2 Y1 Y0
§4-2 传送指令运用
3、指令应用(6) 字元件与字元件之间的传送
X 0
[ MOV D0 D2 ]
D0 K100
D1
D2 D3
K100
§4-2 传送指令运用
3、指令应用(7) 32位数据的传送
1 0 1 1 0 0 1 0
二进制
0000 0001 0010 0011 0100 0101
十进制
0 1 2 3 4 5
十六进制
0 1 2 3 4 5
0110
0111 1000 1001 1010 1011 1100 1101 1110
6
7 8 9 10 11 12 13 14
6
7 8 9 A B C D E
§4-1 功能指令简介
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第四章功能指令说明及应用基本功能指令一览表（续）条件跳转 [CJ]CJP16位指令CJ（连续执行型）3步CJP （脉冲执行型）适用软元件指针（P）可以指定下列编号·P0~P127·指针编号可作变址修改功能和动作作为执行序列的一部分的指令，有CJ、CJP指令，可以缩短运算周期。
在上图示例中，如果X000“ON”，则从0步跳到23步（标记P0的后一步）。
X000“OFF”时，不进行跳转，顺序执行。
当X000“ON”时，进行跳转，跳转中的线圈动作如下：●Y、M、S保持以前动作；●T在跳转前若没有触发，跳转后即使触发，定时器也不动作。
若被触发，时钟继续运行，但触点不动作，当X000“OFF”时，触点立即动作；●C在跳转前若没有触发，跳转后即使触发，计数器不动作。
若被触发，计数中断，当X000“OFF”时继续计数；●功能指令跳转后不动作；●定时器及计数器的复位指令在跳转外时，计时线圈及跳转的计数线圈复位（接点复位及当前值的清除）有效；●对END步跳转，需标明标号（P0~P127都可以），线圈动作如上。
●主控制指令和跳转指令的关系及动作如下，·从MC外向MC内跳转时，与MC的动作无关，即使M100处于“OFF”状态下，P0以下M100视为“ON”；·从MC内向MC内跳转时，M100处于“OFF”时，不能跳转；·从MC内向MC外跳转时，M100处于“OFF”时，不能跳转，当M0“ON”时，可跳转，但MCR无效子程序调用[CALL]子程序返回[SRET]●若X001“ON”，则执行调用指令跳转到标记P11步，执行完通过执行SRET指令返回原来的步，再往下执行；●在FEND指令后对标记(子程序)编程；●CJ指令的标记和子程序的标记不能重复编号；●在子程序内最多可以允许有四层嵌套，如上例，还可增加2层，整体而言可做5层；●指针编号可作变址修改，如P0Z（0+12=12），如果变址得出的编号没有，嵌入式PLC停止工作。
4.2.4 主程序结束[FEND]FEND单独指令FEND1步不需要触点驱动的指令功能和动作当程序使用多个FEND指令时，子程序请在最后的FEND指令与END指令之间编写。
4.2.5 循环范围开始 [FOR]FOR16位指令FOR （连续执行型）3步适用软元件·字软元件 K、H、KnX、KnY、KnM、KnS、T、C、D、V，Z，·可作变址修改。
4.2.6 循环范围结束[NEXT]NEXT单一指令NEXT1步不需要触点驱动的指令。
功能和动作只在FOR~NEXT指令之间的处理（利用源数据指定的次数），执行完后，才处理NEXT指令以后的程序。
●上图是通电时对保持用辅助继电器复位的程序；●从4步至25步之间的程序执行了16次，执行完后Z的值为512；●FOR ~NEXT嵌套最多5层；●循环次数多时扫描周期会延长，请务必注意；●NEXT指令在FOR指令之前，或无NEXT指令，或在FEND、END指令以后有NEXT指令，或FOR指令与NEXT指令个数不相等，都会出错；●若不想执行FOR~NEXT之间的程序时，利用CJ指令，使之跳转。
如在上图所例，在25步前插入LDI M0 CJ P50 则Z的值为32，即只执行了一次。
4. 3 传送与比较4.3.1 比较指令[CMP]CMPD P16位指令CMP （连续执行型）32位指令DCMP （连续执行型）7步CMPP （脉冲执行型）13步DCMPP （脉冲执行型）适用软元件·字软元件（S1·、S2·） K、H、KnX、KnY、KnM、KnS、T、C、D、V，Z ·位软元件（D·） Y、M、S功能和动作●上图示例是D0的内容与常数100进行比较，大小比较是按代数形式进行的（-8<0）；●所有数据都以2进制值处理；●当D0>100，M0“ON”，当D0=100，M1“ON”，当D0<100，M2“ON”；●目标地址指定M0，则M1、M2被自动占用；●当X001“OFF”时，M0、M1、M2仍保持以前状态。
如当D0的内容为50，则50<100，M2“ON”，M0、M1都“OFF”，X001“OFF”时，M2仍“ON”。
指令不执行时，想要清除比较结果，可使用复位指令。
4.3.2 区域比较 [ZCP]ZCPD P16位指令ZCP （连续执行型）32位指令DZCP （连续执行型）7步ZCPP （脉冲执行型）13步DZCPP （脉冲执行型）适用软元件·字软元件（S1·、S2·、S·） K、H、KnX、KnY、KnM、KnS、T、C、D、V，Z ·位软元件（D·） Y、M、S功能和动作●如上例，D3的内容与D1、D2的内容进行比较；●D1的内容应小于等于D2 的内容，若D1=100，D2=80，比较时D2的内容为100；●按代数形式进行比较（-8<0）；●当D1>D3，则M3“ON”；当D1≦D3≦D2，则M4“ON”，当D2<D3，则M5“ON”。
4.3.3 传送指令 [MOV]MOVD P16位指令MOV （连续执行型）32位指令DMOV （连续执行型）7步MOVP （脉冲执行型）13步DMOVP （脉冲执行型）适用软元件·字软元件（S·） K、H、KnY、KnM、KnS、T、C、D、V，Z ·字软元件（D·） KnY、KnM、KnS、T、C、D、V，Z功能和动作使数据原样传送的指令。
●将源（S·）的内容向目标（D·）传送，X003“OFF”时，目标（D·）的内容不变化；●常数K100被自动转换成BIN码。
《定时、计数器的当前值读出示例》●将T0当前值传送给D20。
《定时、计数器设定值的间接指定示例》●T20定时时间为5秒。
《位软元件的传送》●上图示例可用下面的MOV指令来实现，《32位数据的传送》运算结果是32位的应用指令（MUL等）、32位数值、32位软元件或32位计数器等32位数据的传送，必须使用DMOV指令。
●上例将（D11、D10）的内容传送给（D21、D20），（C235的当前值）传送给（D31、D30）。
4.3.4反向传送[CML]CMLD P16位指令CML （连续执行型）32位指令DCML （连续执行型）5步CMLP （脉冲执行型）13步DCMLP （脉冲执行型）适用软元件·字软元件（S·） K、H 、KnX、KnY、KnM、KnS、T、C、D、V，Z ·字软元件（D·） KnY、KnM、KnS、T、C、D、V，Z功能和动作将数据反向传送的指令●将D0的内容每位取反（0取反为1，1取反为0）后，传送到目标地址，常数K被自动转换成2进制。
如：D10符号位（0=正数， 1=负数）上例可用CML指令来实现。
4.3.5 BCD转换 [BCD]BCDD P16位指令BCD （连续执行型）32位指令DBCD （连续执行型）5步BCDP （脉冲执行型）9步DBCDP （脉冲执行型）适用软元件·字软元件（S·） KnY、KnM、KnS、T、C、D、V，Z ·字软元件（D·） KnY、KnM、KnS、T、C、D、V，Z1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 00 1 0 1 0 1 0 1功能和动作将源（BIN）转换为目标（BCD）的指令。
●使用BCD、BCDP指令，转换结果不能超出0~9999，使用DBCD、DBCDP指令，转换结果不能超出0~99999999；●将PLC内的2进制数变为七段显示等的BCD码向外部输出时使用。
4.3.6 BIN转换 [BIN]BIND P16位指令BIN （连续执行型）32位指令DBIN （连续执行型）5步BINP （脉冲执行型）9步DBINP （脉冲执行型）适用软元件·字软元件（S·） KnX、KnY、KnM、KnS、T、C、D、V，Z ·字软元件（D·） KnY、KnM、KnS、T、C、D、V，Z功能和动作将源（BCD）转换为目标（BIN）的指令。
●使用BIN、BINP指令，源数据（S·）不能超出0~9999，使用DIND、DBINP指令，源数据（S·）不能超出0~99999999；●常数K能自动转成2进制。
4.4 四则逻辑运算4.4.1BIN加法运算 [ADD]ADDD P16位指令ADD （连续执行型）32位指令DADD （连续执行型）7步ADDP （脉冲执行型）13步DADDP （脉冲执行型）适用软元件·字软元件（S1·、S2·） K、H、KnX、KnY、KnM、KnS、T、C、D、V，Z ·字软元件（D·） KnY、KnM、KnS、T、C、D、V，Z标志位零M8020 借位M8021 进位M8022功能和动作●两个源数据进行加法后传送到目标处，各数据的最高位是符号位（正数为0，负数为1），数据以代数形式进行加法运算（8+（-8）=0）。
●运算结果为0时，0标志位M8020动作；运算结果超出32767（16位运算）或2147483647（32位运算）时，进位标志位M8022动作；运算结果小于-32768（16位运算）或-2147483648（32位运算）时，借位标志位M8021动作；●进行32位运算时，字软元件的低16位侧的软元件被指定，紧接着上述软元件编号后的软元件作为高位，为了防止编号重复，建议将软元件指定为偶数编号。
●对于脉冲型指令，每出现一次OFF到ON的变化，操作数做一次运算。
●可以将源（S·）和目标（D·）指定为相同的软元件编号。
这种情况下，如使用连续执行型指令（ADD、DADD），则每个扫描周期加一次，请务必注意。
4.4.2BIN减法运算 [SUB]SUBD P16位指令SUB （连续执行型）32位指令DSUB （连续执行型）7步SUBP （脉冲执行型）13步DSUBP （脉冲执行型）适用软元件·字软元件（S1·、S2·） K、H、KnX、KnY、KnM、KnS、T、C、D、V，Z ·字软元件（D·） KnY、KnM、KnS、T、C、D、V，Z标志位零M8020 借位M8021 进位M8022功能和动作●（S1·）指定的内容和（S2·）指定的内容相减，结果存入（D·）指定的软元件中。