西门子PLC总代理
有了基本指令系统，加上定时器和计数器可以对开关量主导的继电控制进行编程设计了。但在解决复杂的逻辑控制设计时，仅用几个基本指令会感到力不从心，程序设计非常复杂。而功能指令的出现使程序设计变得相对简单方便，也将应用范围从开关量扩充到模拟量、运动量、通信等方面。本书是基础编程入门书籍，为扩大初学者对编程的学习，仅引入*常用的两个功能指令传送指令 MOV 和比较指令 CMP。结合这两个指令和触点比较指令，就使程序编制变得简便，应用范围也得到扩充。同时，初学者通过对这两个指令的学习和应用，为今后进一步学习功能指令打下了基础。
1. 传送指令MOV
1)指令格式
MOV S D 16位连续执行型
MOVP S D 16位脉冲执行型
DMOV S D 32位连续执行型
DMOVP S D 32位脉冲执行型
2)可用软元件
可用软元件如表3.4-5所示。
表3.4-5 MOV指令可用软元件
操作数内容与取值见表3.4-6.
表3.4-6 MOV指令操作数内容与取值
3)梯形图表示
指令梯形图如图3.4-8所示。
图3.4-8 MOV指令梯形图
4)指令功能与应用
● 指令功能
MOV 指令的操作功能当驱动条件成立时，将源址 S 中的二进制数复制到(统称传送)终址 D 中。操作完毕，源址 S 中的数保持不变，而终址 D 中的数变为和源址 S 相同的数。
● 指令应用
传送指令 MOV 是功能指令中应用*多的基本功能指令，其实质是一个对字元件进行读写操作的指令。应用组合位元件也可以对位元件进行复位和置位操作，现举例给予说明。
【例3.4-4】 解读指令MOV D10 D0执行功能。
执行功能是将D10的值复制到D0中去，即(D0)=(D10)，且(D10)不变。说明在PLC书籍中，习惯将D10表示为寄存器，而(D10)则表示寄存器 D10 存储的二进制数。
这个指令有三层含义。对D0来说，是把D10的值复制到D0中，即对D0写入一个数。同时可以认为是把D10的数读到D0中去，通过D0就可知道D10是多少，所以，传送指令MOV实质上是一个对存储器进行读和写操作的指令。
如果源址是一个数，例 MOV K25 D0，则就是一个写操作，但指令 MOV D10 K25是不存在的。
在程序中，D0可多次写入，存新除旧，以*后一次写入为准。【例3.4-5】 解读指令MOV K2 K2Y0执行功能。
执行功能是将K2用二进制数表示，并以其二进制位值控制组合位元件Y0~Y7的状态，如图3.4-9所示。
图3.4-9 例3.4-5梯形图
这是利用传送指令对位元件进行复位和置位操作的实例。如果希望得到相应的输出，则其对应的二进制数不同即可。例如，希望Y0，Y3，Y5 置1，其余皆置0，则二进制数为00101001=K41。
【例3.4-6】 解读指令MOV K2X0 K2Y0执行功能。
执行功能是输入口的状态控制输出口的状态。如输入口X接通(ON)，则相应输出口Y 有输出(ON)，反之亦然。如用基本逻辑指令编制，程序要写成8行，由此可见，合适的功能指令可以代替烦琐的基本逻辑指令程序编制。
【例3.4-7】 解读指令MOV D2 K4M10执行功能。
和【例3.4-5】类似，执行功能是D2所存的二进制数的位值控制M10~M25的状态。显然控制比【例3.4-5】灵活，如欲改变输出位元件M10～M25的状态，只需改变D2值即可。在程序中，利用寄存器D存新除旧的性质，常常把D作为变量寄存器用，改变D的数值，就相当于改变控制值。
【例3.4-8】 解读指令MOVP C1 D20执行功能。
指令中，C1为计数器C1的当前值，当驱动条件成立时，把计数器C1的当前值马上存入 D20。注意，该指令为脉冲执行型，执行功能是在驱动条件成立的扫描周期内仅执行一次把计数器的当前值马上传送到 D20 中存储起来，而且驱动条件每 ON/OFF 一次，执行-次。如果使用连续执行型传送指令 MOV，则驱动条件成立期间，每个扫描周期均会执行次，这样C1的当前值是变化的。根据不同的控制要求，使用不同的指令，在应用时必须加以注意。如果是32位计数器C200~C235，则必须用32位指令DMOV或DMOVP。
与计数器C类似的应用还有定时器T。
【例3.4-9】 解读指令MOVP K0 D10执行功能。
把K0送到D10，即(D10)=0。利用MOV指令可以对位元件或字元件进行复位和清零，其功能与RST指令相仿。但是不同的是，RST指令在对定时器和计数器进行复位时，其相应的常开、常闭触点也同时回归复位状态，而 MOV 指令仅能对定时或计数的当前值复位，不能使其相应的触点复位，即相应触点仍然保持执行指令前的状态。
【例3.4-10】通过驱动条件的 ON/OFF，可以对定时器设定两个值。当设定值是2个以上的时候，则需要使用多个驱动条件ON/OFF，程序梯形图如图3.4-10所示。
图3.4-10 例3.4-10梯形图
【例3.4-11】 图3.4-11为一输出Y0，Y2，Y4，Y6和Y1，Y3，Y5，Y7轮流闪烁2s 的梯形图程序。程序中，把H55传送给Y0~Y7，即010101对应于Y0，Y2，Y4，Y4，Y6，而HAA传送给Y0~Y7时，为10101010对应于Y1，Y3，Y5，Y5，Y7。如果不采用传送指令，程序中要编制8个输出。
图3.4-11 例3.4-11梯形图
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自动化设备的多种工作方式
在工业生产中，有很多生产设备是根据某种特定要求设计制造的，例如，动力头，机械手、各式各样的非标设备和生产线专用机械等，这些工业专机设备是机械、电动、气动、液压和电气控制相结合的一体化产品，它们的共同特点是自动化程度高，半自动化或全自动化地完成特定的控制任务，无须人工干预。从控制的角度来看，它们基本上都属于顺序控制系统，有的是单流程顺序控制，有的是有分支的顺序控制，因此，都可以成为PLC的应用控制对象。
在工作方式上，它们也有控制的共同点，这些共同点可以通过如图6.4-1 所示的钻孔动力头控制进行说明。
图6.4-1 钻孔动力头控制示意图及流程图
图中，M1为主电动机，M2为钻头快进快退电动机，YV为钻头工进电磁阀，其控制原理与控制流程要求见图(a)，顺序控制流程见图(b)，控制流程比较简单，不再详细说明。
钻孔动力头虽然简单，但却可以说明以它为代表的工业自动化专用生产设备的控制方式，下面分别给予介绍。
1)原点回归工作方式
原点是指设备的*初机械位置，一般的设备都是从原点开始作为一个控制周期的出发点，在实际生产中，如果发生了断电等特殊情况，控制可能会停留在中途位置，等到再来电时，也需要一个回原点的控制方式。
在机械设备中，原点大多以位置的开关信号表示，有的还要考虑到执行元件的状态情况，例如，压力等模拟量参数是否达到，各执行器是否处于复位状态等。
在本例中，原点是指钻孔起始位置，这时钻杆应没有任何进给，限位开关SQ1受压闭合。很明显，如果设备在三维空间运动，原点至少有三个方向的限位开关。
如果设备不处于原点位置，则必须通过回原点的程序使设备回到原点位置。
2)手动工作方式
手动工作方式是指用手按动按钮使控制流程中各个执行器负载能单独接通和断开。在自动设备中，手动方式也是不可缺少的一种工作方式。在正式生产前，可以手动试试各个负载是否能正常工作。在部分设备中，中途停止时，可以用手动方式继续完成一个周期的工作，等等。
在本例中，手动是指对主电动机M1、进给电动机M2和工步进给电磁阀YV的控制。单独手动时，除了试验负载是否正常工作外，还要试验是否能完成控制动作要求。
3)单步运行工作方式
单步运行是指在顺序控制中，每按动一次按钮，控制运行就前进一个状态工步。在正常生产中，这是没有必要的工作方式，但对设备进行调试却是非常必要的。单步运行时主要是观察控制顺序是否正常，每一个状况工步内的动作是否符合要求，状态能否正确转移等。
4)单周期运行工作方式
单周期是指仅运行一个工作周期，例如，本例中如果一个工件钻孔完毕，必须用人工进行装卸，则只能运行一个周期回到原位等待启动指令，所以单周期运行是一种半自动工作方式。在单周期运行期间，若中途按下停止按钮，则停止运行，如再启动按钮，应从断开处继续运行，直到完成一个周期工作为止。
5)自动运行工作
如果把半自动运行工作方式中人工装卸料换成由设备自动进行装卸料(当然要增加设备，还要改变控制流程)，就变成了反复循环运行的自动工作方式。和半自动不一样，若在中途按动停止按钮，则会继续完成一个工作周期回到原点才停止。
这里，是用钻孔动力头为例来说明自动化生产设备的五种工作方式。实际上并不是所有自动化设备都需要多种工作方式，简单设备仅需要半自动或全自动工作方式。
多种工作方式的编程
如果一个负载系统要求上述五种工作方式，那么如何对这五种工作方式编程，并把它们融合到程序中是程序编制的难点。
分析一下这五种工作方式的控制要求，就会发现单步、单周期和自动工作方式的控制过程是一样的，都是系统运行控制，只不过控制方式不同而已。因此，实际上需要编程的是手动程序、原点回归程序、自动程序和用于它们之间切换的公用程序，如果利用 SFC 对多拉制方式系统进行编程，则其程序结构如图6.4-2所示。
图中 X10~X14 为五种工作方式的选择开关，这五个选择开关是互为相斥的，每次只能有一个为 ON，在外部硬件上是用波段开关来保证五个选择中不可能有两个或两个以上同时为ON。
手动程序比较简单，它是用于负载相对应的按钮来单独控制各个负载的动作，设计中为了保证系统的安全运行，必须增加一些互相之间的互锁和连锁。
图6.4-2 多种工作方式程序结构
原点回归程序也比较简单，只要按顺序进行位置方向上的回归即可。设计中必须注意，如果回归动作是双向动作(左右行、上下行、前后行等)中的一个，必须先停止相反方向运动，才进行回归运动。注意回归原点后，必须发出信号，表示原点位置条件满足，并为进入自动程序段做好准备。
自动程序的设计则比较复杂。当然，再复杂的程序也可以设计，但由于复杂所耗费的设计时间和精力则相当多，能不能就这种多方式控制系统开发出一种通用简便的设计方法，这是众多PLC生产商和广大用户所关心的问题。
三菱FXPLC的状态初始化指令IST就是生产商为多种方式控制系统开发的一种方便指令。IST指令和步进指令STL 结合使用，专门用来自动设置具有多种工作方式控制系统的初始状态和相关特殊辅助继电器状态，用户不必考虑这些初始化状态的激活和多种方式之间的切换，专心设计手动、原点回归和自动程序，简化了设计工作，节省了大量时间。
和其他功能指令不同，IST指令是一个应用指令宏，所谓“宏”是指带有一定条件的简化。因此，应用IST指令必须要有满足指令所要求的外部接线规定，内部软元件应用条件才能完成IST指令所代表的多方式控制。
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