西门子6ES7314-6EH04-0AB0技术参数

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三菱PLC功能指令实际上就是功能各异的PLC子程序块。FX2N系列PLC的功能指令有程序流程、传送比较、四则逻辑运算、旋转移位、数据处理、高速处理、方便指令、外部设备处理、浮点数、时钟运算、接点比较等若干类。本节仅介绍三菱FX2N系列PLC常用的功能指令。

一、功能指令形式

1．功能指令格式
　　功能指令用编号FNC00～FNC246表示，并给出对应的语句名称，每条功能指令都有一个指令表。例如FNC45是一条数据处理平均值功能的指令，助记符为***N，使用简易编程器时输入FNC45，而采用智能编程器或计算机编程时也可输入助记符***N。图1是一条取平均值功能指令的梯形图。

图1 ***N示例梯形图

　　图中***N是功能指令的语句名称，也可使用FNC45（但不直观）；D0是源操作数的首元件；D4Z是指定计算结果存放的数据寄存器的地址；K3是指定取值的个数为3。显然该功能指令的含义是D4Z =（D0+D1+D2）/3，即将（D0+D1+D2）/3的运算结果赋值给D4Z。
　　功能指令的指令段通常占1个程序步，16位操作数占2步，32位操作数占4步。

2. 功能指令执行方式
　　功能指令有连续执行和脉冲执行两种类型。图2中第1支路的MOV是连续执行型指令，即当X001接通时，各运算周期都执行一次，而第2支路的MOV（P）是脉冲执行型型指令，（P）就表示当X000由OFF转换为ON时，仅执行一次指令。

图2 功能指令执行方式示例

3．可处理数据长度
　　功能指令可处理16位数据，也可处理32位数据，见图3示例梯形图。第1梯级中，当X000接通，则移位MOV功能指令处理的数据为16位，即将D10 的内容传送至D12；而在第2梯级中，（D）MOV功能指令处理的数据为32位，将D21D20（由D21、D20构成的32位数据）的内容传送到 D23D22（由D23、D22组成的32位数据存储单元）。

图3 功能指令处理数据长度示例

二、程序流程指令

1．条件跳转指令
　　当执行条件跳转指令CJ指令时，跳过CJ指令和指针标号之间的程序，见图4。当X30接通时，跳转到P20处执行该行及以后程序，如果X30不接通，则跳转不执行，程序按原顺序执行。指令可用的有效指针范围为P0~P127。

图4 CJ指令应用示例

　　执行跳转指令CJ后，对于不被执行的指令，即使输入零件状态发生改变，输出元件的状态也维持不变。

2．子程序调用指令

图5 CALL指令示例

　　子程序调用CALL指令的操作数为P0～P127，占用3个程序步。需与子程序返回指令SRET（无操作数）配合使用，见图5。
　　若X0接通，则转到标号P10处去执行子程序。当执行到子程序结束SRET指令时，返回到CALL指令的下一步执行。使用子程序调用与返回指令时应注意转移标号不能重复，也不可与跳转指令的标号重复。子程序调用可以嵌套调用，*多可达5级嵌套。
　　FEND是主程序结束指令，无操作数，占用1个程序步。表示主程序结束，当执行到FEND时，PLC进行输入/输出处理，监视定时器刷新，完成后返回起始步。

三、比较指令

1．CMP指令

图6 CMP指令示例

　　比较CMP指令有3个操作数，其中是将2个源操作数相比较，将比较结果送到目标操作数中，见图6示例。当X0接通时，比较K100和C10当前值的大小，分三种情况分别接通M0、M1、M2中一个辅助继电器，另二个辅助继电器则不接通。若X0不接通，则CMP指令也不执行。

2．ZCP指令
　　区间比较ZCP指令是将1个源数据与2个源源数据相比较，比较结果将影响目标存储器的数据状态，见图7。当X0接通时，根据C30与K100、K120之间的比较结果，分别对M3、M4、M5进行赋值。

  在各类数字和计算机系统中，都离不开多谐振荡器，虽然市场上有许许多多种多谐振荡器，但功能却各不相同。本文以日本三菱公司型号为FX2-24MR的可编程控制器为例进行程序设计，并仿真验证，设计了一款用可编程控制器构成的多谐振荡器。与普通振荡器相比，本设计有以下几方面优势：

      a.构成简单，具有通用性。改变程序和接线又可作其它用途;

      b.程序编写简单，易于理解和掌握;

      c.通过软件改变参数就可很方便地获得想要的频率和占空比。

1 设计

      首先我们以一个具体工作任务为目标，看看整个多谐振荡器的设计全过程。该具体工作任务为设计一个频率为f=0.4Hz，占空比q=40%的多谐振荡器。

      我们采用状态转移图SFC来实施这一工作任务。

      (1)通过工作任务计算波形的周期T以及波形的高电平持续时间t1、低电平持续时间t2。周期按计算公式T=1/f=1/0.4=2.5s完成，t1和t2按占空比公式q=t1/(t1+t2)和t1+t2=T完成。将T=2.5s和q=40%代入到以上两个公式中，求解这个二元一次方程组，得到t1=1s，t2= 1.5s。

      现在我们的工作任务变为要获得一个方波，它的高电平持续时间为1s，低电平持续时间为1.5S。即波形如图1所示。

图1 多谱波振荡器方波

      (2)采用状态转移图SFC时，起始状态元件选择S0，中间状态元件选择S20。高电平持续时间继电器采用T0，低电平持续时间继电器采用T1，它们的时间参数根据规则分别设置为K10和K15。据此我们可以画出状态转移图SFC，如图2所示。

图2 多谱振荡器状态转移图SFC

      将状态转移图SFC变为可以实施的梯形图软件后，我们就可以将它写入到计算机里面去了。由图2的状态转移图得到的梯形图软件如图3所示。

图3 多谱波振荡器梯形图

2 I/O分配表

      根据现场控制所需的输入信号和输出信号，分配可编程控制器的输入与输出点，见表1。

表1 多编程控制器多谱振荡器输入输出端口分配表

3 可编程控制器多谐振荡器实施的接线图

      可编程控制器多谐振荡器的实施*终要反映到三菱 FX2-24MR型可编程控制器的输入/输出接线上，图4为可编程控制器多谐振荡器实施的接线图。SB1为启动按钮，SB2为停止按钮，24V直流电源为可编程控制器外加的直流电源。 

图4 可编程控制器多谱波振荡器连接图

4 运行观察

      根据所设计的可编程控制器多谐振荡器梯形图，采用型号为FX2-24MR的可编程控制器，把可编程控制器方式开关置于运行“SHOP”档，通过计算机及数据线把程序写入到可编程控制器中，再把可编程控制器方式开关置于运行“RUN”档，合上X0，我们会看到与Y0联接的指示灯亮1s后熄灭，紧接着与Y1连接的指示灯亮1.5s后再熄灭，以后交替循环进行，按X1可结束工作任务，从而达到工作任务所设计的要求。实际运用时，将指示灯更换成负载就可以正常工作了，Y0输出频率为f、占空比为q的方波，Y1输出频率为f、占空比为(1-q)的方波。

5 扩展小结

      当我们需要任意频率f、任意占空比q的方波，我们只需改变图2和图3软件中的时间继电器T0、T1的参数就可以实现。方法如下：

    将f和q代入公式

      计算出t1=q/f，t2=(1-q)/f。T0时间继电器中的参数K就选择计算出来的t1×10，T1时间继电器中的参数K就选择计算出来的t2×10，修改好这二个参数后再按前面所叙述的方法将程序写入到可编程控制器中运行，我们所要求的结果就可以实现了。