電氣控制與PLC主講教師：曾新紅選用教材：《電氣控制與PLC應(yīng)用技術(shù)》曾新紅

等主編廣州航海學(xué)院第五章

功能指令5.2數(shù)據(jù)處理指令知識目標(biāo)：通過功能指令的學(xué)習(xí)，掌握各種的功能指令含義和作用，會用數(shù)據(jù)處理指令進行數(shù)值的轉(zhuǎn)換等功能；了解數(shù)學(xué)運算指令進行數(shù)學(xué)關(guān)系之間的運算；學(xué)會正確編寫程序。提高學(xué)生分析問題和解決問題的能力。

能力目標(biāo)：熟練掌握各種功能指令。并能根據(jù)控制需求，應(yīng)用數(shù)據(jù)處理指令結(jié)合前期學(xué)習(xí)的基本邏輯指令編寫程序，達到控制要求。能自主學(xué)習(xí)，拓展知識，充分體現(xiàn)學(xué)生在課堂上的主體性。

教學(xué)目標(biāo)

沒有執(zhí)行跳轉(zhuǎn)指令時，各個程序段按從上到下的先后順序執(zhí)行，這種執(zhí)行方式稱為線性掃描。1.跳轉(zhuǎn)與標(biāo)簽指令

跳轉(zhuǎn)指令中止程序的線性掃描，跳轉(zhuǎn)到指令中的地址標(biāo)簽所在的目的地址。跳轉(zhuǎn)時不執(zhí)行跳轉(zhuǎn)指令與標(biāo)號之間的程序，跳到目的地址后，程序繼續(xù)接線性掃描的方式順序執(zhí)行。使用跳轉(zhuǎn)指令時，應(yīng)注意以下兩點：（1）跳轉(zhuǎn)指令可以往前跳，也可以往后跳；（2）跳轉(zhuǎn)指令只能在同一個代碼塊跳轉(zhuǎn)，即跳轉(zhuǎn)指令與對應(yīng)的跳轉(zhuǎn)目的地址應(yīng)在同一個代碼塊內(nèi)。在一個塊內(nèi)，同一個跳轉(zhuǎn)目的地址只能出現(xiàn)一次。

如果跳轉(zhuǎn)條件滿足，監(jiān)控JMP指令的線圈通電，跳轉(zhuǎn)被執(zhí)行，將跳轉(zhuǎn)到指令給出的標(biāo)簽W1234處，執(zhí)行標(biāo)簽之后的第一條指令。被跳過的程序段的指令沒有被執(zhí)行，這些程序段的梯形圖為灰色。標(biāo)簽在程序段的開始處，標(biāo)簽的第一個字符必須是字母，其余的可以是字母、數(shù)字和下劃線。如果跳轉(zhuǎn)條件不滿足，將繼續(xù)執(zhí)行下一個程序段的程序。JMP（為0時塊中跳轉(zhuǎn)）指令的線圈斷電時，將跳轉(zhuǎn)到指令給出的標(biāo)簽處，執(zhí)行標(biāo)簽之后的第一條指令。圖5-1條件跳轉(zhuǎn)指令5.2數(shù)據(jù)處理指令5.2.1比較指令

5.2.2使能輸入與使能輸出5.2.3數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換指令5.2.4數(shù)據(jù)傳送指令5.2.5移位與循環(huán)移位指令5.2.1比較指令

比較指令2．范圍內(nèi)與范圍外比較指令3．OK與NOT_OK指令

比較指令用來比較數(shù)據(jù)類型相同的兩個數(shù)IN1與IN2的大小(見圖5-5),IN1和IN2分別在觸點的上面和下面。它們的數(shù)據(jù)類型(見下圖中的下拉式列表)應(yīng)相同。操作數(shù)可以是I、Q、M、L、D存儲區(qū)中的變量或常數(shù)。1．比較指令

可以將比較指令視為一個等效的觸點,比較符號可以是“==”(等于)、“<>''(不等于)、“>''、“>=''、“<"和''<=''。滿足比較關(guān)系式給出的條件時,等效觸點接通。例如當(dāng)MW8的値等于-24732時,下圖第一行左邊的比較觸點接通。

范圍內(nèi)比較指令I(lǐng)N_RANGE與范圍外比較指令OUT_RANGE可以等效為一個觸點。如果有能流流入指令方框，執(zhí)行比較。下圖中的IN_RANGE指令的參數(shù)VAL滿足MIN≤VAL≤MAX(-3752≤MW22≤27535)，或OUT_RANGE指令的參數(shù)VAL滿足VAL<MIN或VAL>MAX(MB20<24或MB20>124)時，等效觸點閉合，有能流流出指令框的輸出端，反之，無能流輸出。2．范圍內(nèi)與范圍外比較指令注意：

指令的MIN、MAX和VAL的數(shù)據(jù)類型必須相同，可選SInt、Int、DInt、USInt、UInt、UDInt、Real可以是I、Q、M、L、D存儲區(qū)中的變量或常數(shù)?！纠?-1】用接通延時定時器和比較指令組成占空比可調(diào)的脈沖發(fā)生器。M2.0和接通延時定時器TON組成了一個脈沖發(fā)生器，使MD4中TON的已耗時間按下圖左圖所示的波形變化。比較指令用來產(chǎn)生脈沖寬度可調(diào)的方波，Q0.0為0的時間取決于比較觸點下面的操作數(shù)的值。MD4用于保存定時器TON的已耗時間ET，其數(shù)據(jù)類型為Time。輸入比較指令上面的操作數(shù)MD4后，指令中“>=”符號下面的數(shù)據(jù)類型自動變?yōu)椤癟ime”。輸入IN2的值1000后，自動變?yōu)門#1000ms。

OK和NOT_OK指令（見圖5-7a）用來檢測輸入數(shù)據(jù)是否是實數(shù)（即浮點數(shù)）。如果是實數(shù)，OK觸點接通，反之NOT_OK觸點接通。觸點上面的變量的數(shù)據(jù)類型為Real。執(zhí)行圖5-7b中的乘法指令MUL之前，首先用OK指令檢查MUL指令的兩個操作數(shù)是否是實數(shù)，如果不是，OK觸點斷開，沒有能流流入MUL指令的使能輸入端EN，不會執(zhí)行乘法指令。3．OK與NOT_OK指令圖5-7aOK與NOT_OK指令圖5-7bOK指令的應(yīng)用第三章第6題作業(yè)用比較指令編程5.2.3數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換指令

CONV指令2.浮點數(shù)轉(zhuǎn)換為雙整數(shù)的指令3.SCALE_X指令4.NORM_X指令1.CONV指令

CONV指令的參數(shù)IN、OUT的數(shù)據(jù)類型可以是Byte、Word、DWord、SInt、Int、DInt、USInt、UInt、UDInt、BCD16、BCD32和Real，IN還可以是常數(shù)。EN輸入端有能流流入時，CONV指令將輸入IN指定的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為OUT指定的數(shù)據(jù)類型。數(shù)據(jù)類型Bcd16只能轉(zhuǎn)換為Int，Bcd32只能轉(zhuǎn)換為DInt。

下圖中的I0.3的常開觸點接通時，執(zhí)行CONV指令，將MD42中的32位BCD碼轉(zhuǎn)換為雙整數(shù)后送MD46。如果執(zhí)行時沒有出錯，有能流從CONV指令的ENO端流出。ROUND指令將MD50中的實數(shù)四舍五入轉(zhuǎn)換為雙整數(shù)后保存在MD54。a)

浮點數(shù)轉(zhuǎn)換為雙整數(shù)有4條指令，它們將IN輸入的浮點數(shù)轉(zhuǎn)換為32位雙整數(shù)。其中用得最多的是四舍五入的ROUND指令，CEIL和FLOOR指令用得很少。因為轉(zhuǎn)換規(guī)則不同，得到的結(jié)果也不相同。表5-3給出了不同的取整格式的例子。2．浮點數(shù)轉(zhuǎn)換為雙整數(shù)的指令表5-3不同的取整格式舉例指令取整前取整后說明ROUND+100.6-100.9+101-101將浮點數(shù)轉(zhuǎn)換為四舍五入的雙整數(shù)CEIL+100.1-100.9+101-100將浮點數(shù)轉(zhuǎn)換為大于或等于它的最小雙整數(shù)FLOOR+100.1-100.9+100-101將浮點數(shù)轉(zhuǎn)換為小于或等于它的最小雙整數(shù)TRUNC+100.1-100.9+100-100將浮點數(shù)轉(zhuǎn)換為截位取整的雙整數(shù)

SCALE_X指令的浮點數(shù)輸入值VALUE(0.0≤VALUE≤1.0)被線性轉(zhuǎn)換（映射）為參數(shù)MIN（下限）和MAX（上限）定義的數(shù)值范圍之間的整數(shù)。轉(zhuǎn)換結(jié)果保存在OUT指定的地址。點擊方框內(nèi)指令名稱下面的問號，用下拉式列表設(shè)置變量的數(shù)據(jù)類型。參數(shù)MIN、MAX和OUT的數(shù)據(jù)類型應(yīng)相同，可以是SInt、Int、DInt、USInt、UInt、UDInt和Real，MIN和MAX可以是常數(shù)。3．SCALE_X指令圖5-14SCALE_X與NORM_X指令600

各變量之間的線性關(guān)系如下（見圖5-15）：OUT=VALUE(MAX-MIN)+MIN=0.4×(1000-200)+200=520如果參數(shù)VALUE小于0.0或大于1.0，可以生成小于MIN或大于MAX的OUT，此時ENO為1。例如VALUE為1.2時，OUT為1160。圖5-15SCALE_X指令的線性關(guān)系滿足下列條件之一時ENO為0狀態(tài)：

1)EN輸入為0狀態(tài)。2)MIN的值大于等于MAX的值。3)實數(shù)值超出IEEE-754規(guī)定的范圍。4)有溢出。5)輸入VALUE為NaN（無效的算術(shù)運算結(jié)果）。4.NORM_X指令

圖5-16中的NORM_X指令的整數(shù)輸入值VALUE(MIN≤VALUE≤MAX)被線性轉(zhuǎn)換（規(guī)格化）為0.0～1.0之間的浮點數(shù)，轉(zhuǎn)換結(jié)果保存在OUT指定的地址。圖5-16NORM_X指令的線性關(guān)系各變量之間的線性關(guān)系如下(見圖5-16):OUT=(VALUE-MIN)/(MAX-MIN)=(800-200)/(1000-200)=0.75如果參數(shù)VALUE小于MIN或大于MAX，可以生成小于0.0或大于1.0的OUT，此時ENO為1。例如圖5-16中的VALUE為0時，OUT為-0.25。使ENO為0狀態(tài)的條件與指令SCALE_X的相同5.2.4數(shù)據(jù)傳送指令MOVE指令SWAP指令3.全局數(shù)據(jù)塊與數(shù)組4.FILL_BLK與UFILL_BLK指令5.MOVE_BLK與UMOVE_BLK指令

MOVE指令（見圖5-17）用于將IN輸入端的源數(shù)據(jù)復(fù)制給OUT1輸出的目的地址，并且轉(zhuǎn)換為OUT1指定的數(shù)據(jù)類型，源數(shù)據(jù)保持不變。IN和OUTl可以是Bool之外的所有的基本數(shù)據(jù)類型，和數(shù)據(jù)類型DTL、Struct和Array。IN還可以是常數(shù)。1．MOVE指令圖5-17MOVE與SWAP指令

IN和OUT為數(shù)據(jù)類型Word時，SWAP指令交換輸入IN的高、低字節(jié)后，保存到OUT指定的地址。IN和OUT為數(shù)據(jù)類型Dword時，交換4個字節(jié)中數(shù)據(jù)的順序，交換后保存到OUT指定的地址（見圖5-17）。2．SWAP指令

FILL_BLK指令將輸入?yún)?shù)IN設(shè)置的值填充到輸出參數(shù)OUT指定起始地址的目標(biāo)數(shù)據(jù)區(qū)（見圖5-19），IN和OUT必須是D、L（數(shù)據(jù)塊或塊的局部數(shù)據(jù)區(qū)）中的數(shù)組元素，IN還可以是常數(shù)。COUNT為填充的數(shù)組元素的個數(shù)，數(shù)據(jù)類型為DInt或常數(shù)。

FILL_BLK與UFILL_BLK指令的功能基本上相同，其區(qū)別在于后面的填充操作不會被其他操作系統(tǒng)的任務(wù)打斷。執(zhí)行該指令時，CPU的報警響應(yīng)時間將會增大。

值得注意的是指令UFILL_BLK的起始地址DB3.DBW40中的40是數(shù)據(jù)塊中字節(jié)的編號，而輸入?yún)?shù)COUNT是以字為單位的數(shù)組元素的個數(shù)。指令FILL_BLK己占用了40B即20個字）的數(shù)據(jù)，4．FILL_BLK與UFILL_BLK指令

因此UFILL_BLK指令的輸出OUT指令的地址區(qū)從DBW10開始。圖5-19數(shù)據(jù)填充指令Uninterruptible（中文：不可中斷的）。

圖5-20中的MOVE_BLK指令用于將數(shù)據(jù)塊DB3中的數(shù)組Source的0號元素開始的20個Int元素的值，復(fù)制給數(shù)據(jù)塊DB4的數(shù)組Distin的0號元素開始的20個元素。COUNT為要傳送的數(shù)組元素的個數(shù)，復(fù)制操作按地址增大的方向進行。5.MOVE_BLK與UMOVE_BLK指令圖5-20數(shù)據(jù)塊傳送指令

將圖5-19和圖5-20中的程序下載到CPU，切換到RUN模式后，雙擊打開指令樹中的DB3和DB4。單擊工具欄上的按鈕，啟動擴展模式，顯示各數(shù)組元素。點擊按鈕，啟動監(jiān)視，“監(jiān)視值”列是CPU中的變量值。因為沒有設(shè)置保持（Retain）功能，數(shù)組元素的初始值均為0，此時DB3和DB4的各數(shù)組元索的值均為0。接通I0.4的常開觸點，F(xiàn)ILL_BLK與UFILL_BLK指令被執(zhí)行，DB3中的數(shù)組元素Source[0]～Source[19]被填充數(shù)據(jù)3527，Source[20]～Source[39]被填充數(shù)據(jù)32153，如圖5-21所示。6.塊填充與塊傳送指令的實驗5.2.5移位與循環(huán)移位指令1.移位指令2.循環(huán)移位指令3.使用循環(huán)移位指令的彩燈控制器

移位指令SHR和SHL將輸入?yún)?shù)IN指定的存儲單元的整個內(nèi)容逐位右移或左移若干位，移位的位數(shù)用輸入?yún)?shù)N來定義，移位的結(jié)果保存在輸出參數(shù)OUT指定的地址。

無符號數(shù)移位和有符號數(shù)左移后空出來的位用0填充。有符號數(shù)右移后空出來的位用符號位（原來的最高位）填充，正數(shù)的符號位為0．負數(shù)的符號位為1。

如果移位后的數(shù)據(jù)要送回原地址，應(yīng)將圖5-22中I0.5的常開觸點改為I0.5的上升沿檢測觸點（P觸點），否則在I0.5為1的每個掃描周期都要移位一次。1．移位指令

右移n位相當(dāng)于除以，例如將十進制數(shù)-200對應(yīng)的二進制數(shù)2#1111111100111000右移2位(見圖5-22和圖5-23)，相當(dāng)于除以4，右移后得到的二進制數(shù)2#1111111111001110對應(yīng)于十進制數(shù)-50。

左移n位相當(dāng)于乘以，例如將16#20左移2位，相當(dāng)于乘以4，左移后得到的十六進制數(shù)為16#80（見圖5-22）。注意：PLC的負數(shù)是由該數(shù)的正數(shù)的二進制每一位取反以后再加1，所得到的二進制數(shù)就是負數(shù)。十進制

8（1000）右移

1位→0100（十進制

4），即

8/2=4。十進制

12（1100）右移

1位→0110（十進制

6），即

12/2=6。圖5-22移位與循環(huán)指令圖5-23數(shù)據(jù)的右移

循環(huán)移位指令ROR和ROL將輸入?yún)?shù)IN指定的存儲單元的整個內(nèi)容逐位循環(huán)右移或循環(huán)左移若干位，即移出來的位又送回存儲單元另一端空出來的位，原始的位不會丟失。移位的結(jié)果保存在輸出參數(shù)OUT指定的地址。N為0時不會移位，但是IN指定的輸入值復(fù)制給OUT指定的地址。移位位數(shù)N可以大于被移位存儲單元的位數(shù)，執(zhí)行指令后，ENO總