第7章 转换和比较指令

第7章转换和比较指令•7.1目的及目标•7.2二进制编码的十进制系统•7.3十六进制系统•7.4比较指令结构•7.5Allen-Bradley的比较指令•7.6带有BCD转换和比较指令的经验设计过程•7.7BCD转换和比较梯形图的故障诊断•7.8指令的位置7.1目的及目标•目的–提供二进制编码的十进制和十六进制数字系统的信息以及转换指令–介绍在PLC比较指令和BCD转换指令如何应用于自动化系统的程序中•目标–解释二进制编码的十进制和十六进制系统–使用十进制数和BCD互换指令（TOD、FRD）–实现十进制、BCD和十六进制系统之间的数值转换–描述A-BPLC系统中=、≠、、、≤、≥和界限测试指令的操作–设计和分析使用比较和BCD转换指令的梯形图–对于给定问题使用比较和BCD转换指令开发梯形图程序–在经验设计过程中使用比较指令–描述针对含有比较指令梯形图的故障检测技术7.2二进制编码的十进制系统•二进制编码的十进制（BCD）系统是一种二进制系统•BCD系统使用4个二进制位来表示十进制数中的0~9•BCD系统中N位十进制数需要4×N位的二进制数来表示BCD开关BCD开关的输入接线01324567输入模块DCCOM0246135724VDC电源+-1248124836拨码电路63拨码开关24VDC=124VDC=10VDC=00VDC=00VDC=024VDC=124VDC=10VDC=0由图可见，一个BCD开关需要占用4路数字量输入通道，因此如果需要设置的量较多，往往用模拟量输入模块或通信模块来实现SLCPLC模块的BCD开关输入和接到7段显示器的输出7.2.1A-B的BCD指令和标准梯形图•两个BCD转换指令如图所示•TOD指令将十进制数转换成BCD输出•FRD指令将BCD输入转换成十进制数•N文件每个单元只有16位，因此以N文件作为十进制数存储器最多只能转换9999SLC的FRD指令状态位状态位名称描述S:0/1溢出(V)源字为一个非BCD数值或数值大于32767时置位，同时轻微错误位S:5/0置位S:0/2零(Z)转换之后结果为零时置位SLC的TOD指令状态位状态位名称描述S:0/1溢出(V)BCD结果大于9999时置位，同时轻微错误位S:5/0置位S:0/2零(Z)转换之后结果为零时置位S:0/3符号(S)源是负数时置位SLC500的BCD指令执行和标准逻辑•模式1如果BCD源地址的值没有超出十进制或BCD的9999，目的地址可以是任何整型数据文件的地址•模式2如果源地址值可以达到整型最大值32767，目的地址必须是数学寄存器S:13BCD结果大于9999时S:0/1置位用程序复位轻微错误位S:5/0对32760执行TOD指令，数学寄存器S:13存放2760h数学寄存器S:14存放3h•Logix处理器的BCD指令和标准梯形图–TOD指令将源十进制值(0~99999999)转换为BCD值，并将结果存储在目标标签中。操作数类型可以是SINT、INT、DINT。源数据格式可以是标签或立即数。–FRD指令将BCD码(源)转换为十进制值，并将结果存储在目标标签中。数据类型及格式与TOD指令相同。带有单触发指令的BCD标准梯形图•带单触发指令的BCD指令通常在以下情况下用到：输入量的变化比较快，而作为显示的输出则希望显示值有个相对稳定的时间以便能看清楚7.5比较指令结构•SLC系列：源A一个位或字地址，而源B可以是一个立即数或者一个位/字地址。负整数以补码形式存储。•Logix系列：源A和源B中的参数可以是下列任何数据类型：SINT、INT、DINT、REAL或STRING。参数可以是立即数或一个标签。比较标准源A……源B……7.5A-B的比较指令•SLC和Logix共有的比较指令EQU、GEQ、GRT、LEQ、LES、LIM、MEQ、NEQ•Logix处理器新增的比较指令CMP•所有比较指令均为输入指令7.5.1（自学）7.5.2（自学）限值指令LIM下限≤上限如果测试值等于或介于上下限之间，则指令为真下限≥上限如果测试值等于或位于上下限范围之外，则指令为真10Low_valueHigh_valueTest_valueoutput7.5.3多指令和滞回标准梯形图•如果是“与”逻辑关系，多指令串联•若是“或”逻辑关系，多指令并联•滞回比较•例题7.1设计一温控程序，要求温度调节精度在设定值的±0.5%。允许最高温度为500℉。温度设定采用BCD开关手动设置。本例中开关设置在300℉。–当温度低于下限时，打开加热器并点亮绿灯–当温度高于上限时，关闭加热器并点亮红灯–温度以RTD测量，结果放在F8:2030I:1/2I:2/0I:2/11选择开关BCD开关L1O:4/3O:4/1O:4/0L2加热接触器上限下限7.6经验设计过程7.6.1将BCD转换指令加入到过程中•步骤1写出过程描述•步骤2确定使用的BCD类型•步骤3确定是否需要一个单触发指令•步骤4确定对于当前的BCD数值大小，需要使用什么类型的寄存器7.6.2在过程中加入比较指令•步骤1写出过程描述•步骤2为所有比较指令梯级写出逻辑表达式7.6.3过程反应釜设计电机冲洗水注入阀3计量泵1计量泵2材料1材料2搅拌器高位传感器低位传感器蒸汽加热管蒸汽源蒸汽阀1冲洗排水阀4蒸汽排出口温度传感器阀2过程排水口材料1材料2最高温度开始停止过程冲洗关过程反应釜操作员面板开始I:1/0停止I:1/1过程I:1/2冲洗I:1/3低位浮力开关I:1/4高位浮力开关I:1/5水泵位置开关1I:1/6水泵位置开关2I:1/7L1I:2/0I:2/11材料1开关L1I:3/0I:3/11材料2开关I:4/0I:4/11材料1开关过程反应釜I/O分配O:5/0O:5/1O:5/2L2搅拌器材料1泵材料2泵O:5/4O:5/2蒸汽阀过程排水阀O:5/1O:5/2冲洗进水阀冲洗排水阀7.6.4气动自动装置设计012345678910111213秒X轴阀门X轴向下2sX轴向上3sY轴阀门Y轴伸展2sY轴收缩2s抓手阀门抓手闭合2s抓手打开2s第一周期第二周期Logix处理器的梯形图程序7.7故障诊断•如果BCD指令没有产生正确的结果，对SLC系列PLC首先观察I/O映像表；对Logix处理器通过标签监视器观察。注意显示格式•检查BCD和比较梯级的时序，依次校验•使用挂起（SUS）指令•注意执行器与程序响应时间的差异•使用测试选项，以单步或连续扫描运行7.7.1带有模块指示灯的故障诊断•从输入到输出，故障发生的可能位置–设备和模块之间的输入输出连线–设备/模块电源–输入机械开关设备–输入传感器–输出执行器–PLC的I/O模块–PLC机架/背板–PLC处理器•输入模块故障分析–输入电压测量如图所示输入模块故障诊断指南输入设备条件输入模块状态指示软件中的指令显示错误—‖——‖—28VDC接通—‖——‖—无0VDC断开—‖——‖—无28VDC接通—‖——‖—1.输入模块2.处理器0VDC断开—‖——‖—1.现场设备或连线断开2.输入模块0VDC断开—‖——‖—1.输入模块2.处理器28VDC接通—‖——‖—1.现场设备或连线断开2.输入模块28VDC断开—‖——‖—1.输入模块2.处理器•输出模块故障分析输出模块故障诊断指南软件中指令显示输出模块状态指示输出设备条件错误（）接通接通无（）断开断开无（）接通断开1.现场设备或连线断开2.输入模块（）断开接通1.现场设备联系短路（）断开断开1.输出模块2.处理器7.8指令的位置SLC转换指令Logix转换指令SLC比较指令Logix比较指令注意到Logix处理器的比较指令比SLC多了一条CMP指令Logix的比较指令CMP•比较指令(Compare,CMP)——输入类指令对表达式中指定的算术运算执行比较运算•指令格式如图•表达式例子如下利用运算符、标签和立即数定义CMP表达式。使用圆括号()定义更复杂表达式的各部分。与其它比较指令相比，CMP指令的执行速度略慢，所用的内存更多。CMP指令的优点是它允许在一条指令中输入多个复杂的表达式。•CMP表达式中的有效运算符运算符说明最佳类型运算符说明最佳类型+加DINT、REALCOSREAL-减/取反DINT、REALDEG弧度转角度DINT、REAL*乘DINT、REALFRDBCD转整数DINT/除DINT、REALLN自然对数REAL=等于DINT、REALLOG常用对数REAL小于DINT、REALMOD求模除法DINT、REAL=小于等于DINT、REALNOT按位取反DINT大于DINT、REALOR按位或DINT=大于等于DINT、REALRAD角度转弧度DINT、REAL不等于DINT、REALSIN正弦REAL**指数DINT、REALSQR平方根DINT、REALABS绝对值DINT、REALTAN正切REALACS反余弦REALTOD整数转BCDDINTAND按位与DINTTRN截断DINT、REALASN反正弦REALXOR按位异或DINTATAN反正切REAL•格式表达式–对于表达式中使用的每一个运算符，都需要提供一个或两个操作数(标签或立即数)。有关表达式中运算符和操作数的格式，遵循下表中的规定•确定运算顺序–写入表达式中的运算将由指令按照规定的顺序执行，不一定按照写入的顺序执行。通过用圆括号括起一些内容，可以更改运算顺序，这样指令就会先执行括号内的运算，后执行其它运算。相同顺序的运算从左到右执行。运算符作用的内容使用的格式示例一个操作数运算符(操作数)ABS(tag_a)两个操作数操作数_a运算符操作数_b•tag_b+5•tag_cANDtag_d•(tag_e**2)MOD(tag_f/tag_g)运算顺序顺序运算1.2.ABS、ACS、ASN、ATN、COS、DEG、FRD、LN、LOG、RAD、SIN、SQR、TAN、TOD、TRN3.**4.-(取反)，NOT5.*、/、MOD6.,=,,=,=7.(减)，+8.AND9.XOR10.OR字符串大小顺序ASCII字符十六进制码1ab$31$61$62ab$31$62A$41AB$41$42B$42a$61ab$61$62较大较小在表达式中使用字符串在表达式中使用字符串时，遵循以下原则：•通过表达式可比较两个字符串标签。•不能将ASCII字符直接输入到表达式中。•只允许使用下列运算符=、、=、、=、本章结束