首页 > 基础教程 > 三菱FX5U PLC系统教程 > 文章内容

三菱FX5U PLC系统教程第七课：移位与循环指令

时间: 2025-12-30 19:34浏览量：9次

第一部分：位移位指令基础

1.1 位移位概念

什么是位移位？

将一组位数据向左或向右移动
常用于顺序控制、流水线控制
可以实现数据队列、先进先出等

位与位的对应关系：

M0-M15：16个位组成一个字
位组合元件：KnX、KnY、KnM、KnS
例如：K4M0表示M0-M15（16位）

1.2 基本位移位指令

SFTL指令（位左移）：

指令格式：[SFTL D n1 n2]
D：起始位元件
n1：位移位数（总位数）
n2：每次移动位数

功能：将D开始的n1个位左移n2位
高位移出，低位补入的数据由指令前的条件决定

SFTR指令（位右移）：

指令格式：[SFTR D n1 n2]
功能：将D开始的n1个位右移n2位
低位移出，高位补入的数据由指令前的条件决定

第二部分：位左移指令应用

2.1 基本左移应用

示例1：流水灯控制（单灯移动）

   M8000（运行标志）
|---||--------[SFTL M0 K8 K1]---
   输入条件
|---||--------（此处控制最低位补入的数据）

   M0    Y0
|---||---( )---
   M1    Y1
|---||---( )---
   M2    Y2
|---||---( )---
   M3    Y3
|---||---( )---
   M4    Y4
|---||---( )---
   M5    Y5
|---||---( )---
   M6    Y6
|---||---( )---
   M7    Y7
|---||---( )---

初始化和控制：

网络1：初始化
   X0（启动）    [MOV K1 M0]---（M0=1，其他为0）
                  [MOV K0 M1]---
                  ...（或使用FMOV指令）

网络2：定时左移
   M8013（1秒脉冲）   [SFTL M0 K8 K1]---

网络3：补入数据控制
   M8013    [MOV K1 M0]---（每次左移后，最低位补1）

2.2 多位移位应用

示例2：物料分拣控制

假设：8个工位，X0-X7检测物料
要求：检测到物料时，对应位置的机械手动作

网络1：物料检测移位
   M8000          [SFTR M100 K8 K1]---
   X0（物料检测）   [MOV K1 M107]---（检测到物料，放到最高位）

网络2：机械手控制
   M100   Y0（1号机械手）
|---||---( )---
   M101   Y1（2号机械手）
|---||---( )---
   ...（其他工位类似）
   M107   Y7（8号机械手）
|---||---( )---

第三部分：位右移指令应用

3.1 基本右移应用

示例3：先进先出队列

要求：8个存储位置，新数据从右侧进入，旧数据从左侧移出

网络1：数据输入
   X0（新数据）   [SFTR M0 K8 K1]---
   X0            [MOV D0 M7]---（新数据放到最低位）

网络2：数据输出
   M0（最旧数据）   [MOV M0 D10]---（读取最旧数据）

3.2 双向移位控制

示例4：可逆流水灯

网络1：左移控制
   X0（左移按钮）   [SFTL M0 K8 K1]---
   X0              [MOV K1 M0]---

网络2：右移控制
   X1（右移按钮）   [SFTR M0 K8 K1]---
   X1              [MOV K1 M7]---

网络3：方向选择
   X2（方向选择）   M10
|---||---( )---
   M10（左移模式）   [SET M11]---
                    [RST M12]---
   X3（右移模式）   [SET M12]---
                    [RST M11]---

网络4：定时移位
   M8013    M11（左移时）[SFTL M0 K8 K1]---
                         [MOV K1 M0]---
   M8013    M12（右移时）[SFTR M0 K8 K1]---
                         [MOV K1 M7]---

第四部分：字移位指令

4.1 字移位概念

字移位特点：

以字（16位）为单位移动
适合批量数据处理
常用于数据缓冲、数据队列

WSFL指令（字左移）：

指令格式：[WSFL D n1 n2]
D：起始字元件
n1：移位的字数
n2：每次移动字数

功能：将D开始的n1个字左移n2字

WSFR指令（字右移）：

指令格式：[WSFR D n1 n2]
功能：将D开始的n1个字右移n2字

4.2 字移位应用实例

示例5：数据采集缓冲区

要求：采集100个数据，形成先进先出缓冲区

网络1：数据采集移位
   X0（采集完成）   [WSFL D100 K100 K1]---
   X0              [MOV D0 D199]---（新数据放到最后）

网络2：数据处理
   M8000          [CMP D100 K1000 M0]---
   M0（超限）      Y0
|---||---( )---

网络3：数据读取
   X1（读取数据）   [MOV D100 D200]---（读取最早的数据）

示例6：配方存储管理

要求：存储10个配方，每个配方5个参数

网络1：配方选择移位
   X0（下一个配方）   [WSFL D0 K50 K5]---（每个配方5个参数）

网络2：当前配方显示
   M8000          [MOV D0 D100]---（参数1）
                  [MOV D1 D101]---（参数2）
                  [MOV D2 D102]---（参数3）
                  [MOV D3 D103]---（参数4）
                  [MOV D4 D104]---（参数5）

第五部分：循环移位指令

5.1 循环移位概念

循环移位特点：

数据首尾相连形成环
移出的数据从另一端进入
适合循环显示、循环控制

ROL指令（循环左移）：

指令格式：[ROL D n]
D：目标元件（16位或32位）
n：移动位数

功能：将D的数据循环左移n位

ROR指令（循环右移）：

指令格式：[ROR D n]
功能：将D的数据循环右移n位

5.2 循环移位应用

示例7：循环显示控制

网络1：循环左移显示
   M8013（1秒脉冲）   [ROL K4M0 K1]---

网络2：输出控制
   M0-M15对应Y0-Y15的输出
   （可以通过MOV指令传送到输出）

网络3：初始状态设置
   M8002（初始脉冲）   [MOV H0001 K4M0]---（初始只有M0=1）

示例8：多状态循环控制

要求：4种工作模式循环切换

网络1：模式循环切换
   X0（切换按钮）   [ROL K4M0 K4]---（每次移动4位）

网络2：模式状态分配
   M0    （模式1）Y0
|---||---(S)---
   M4    （模式2）Y1
|---||---(S)---
   M8    （模式3）Y2
|---||---(S)---
   M12   （模式4）Y3
|---||---(S)---

网络3：互锁控制
   Y0    Y1
|---|/|---
   Y0    Y2
|---|/|---
   Y0    Y3
|---|/|---
   （其他互锁类似）

第六部分：移位指令综合应用

6.1 生产线控制系统

示例9：自动化装配线

要求：10个工位，每个工位完成不同操作
产品从前到后流动，每个工位处理时间不同

网络1：产品流动控制（使用位左移）
   M8000          T0 K10（工位处理时间）
|---||----------[TON]---
   T0            [SFTL M0 K10 K1]---
   T0            [MOV K1 M0]---（新产品进入）

网络2：各工位控制
   M0    （1号工位）[SET Y0]---（上料）
|---||---
   M1    （2号工位）[SET Y1]---（装配1）
|---||---
   M2    （3号工位）[SET Y2]---（装配2）
|---||---
   ...（其他工位类似）

网络3：工位完成处理
   X0（1号完成）   [RST Y0]---
   X1（2号完成）   [RST Y1]---
   ...（其他完成信号）

6.2 数据队列管理系统

示例10：实时数据队列

要求：实时采集数据，存储最近50个数据
可以随时读取任意位置的数据

网络1：数据采集队列
   M8014（30秒脉冲）   [WSFL D100 K50 K1]---
   M8014              [MOV D0 D149]---（新数据）

网络2：数据读取控制
   X0（读取请求）   [MOV D100 Z0]---（Z0为变址寄存器）
                  [ADD Z0 D10 Z0]---（D10为读取位置）
                  [MOV DZ0 D200]---（读取到D200）

网络3：队列状态显示
   M8000          [SUB D150 D100 D300]---（队列长度）
                  [CMP D300 K50 M0]---
   M2（队列空）    Y10
|---||---( )---
   M0（队列满）    Y11
|---||---( )---

第七部分：实践任务

任务1：流水灯控制系统

设计要求：

8个指示灯Y0-Y7
三种模式：
- 模式1：单灯从左向右移动
- 模式2：单灯从右向左移动
- 模式3：双灯对称移动
移动速度可调（D0存储时间，单位0.1秒）
X0模式选择，X1启动/停止，X2速度增加，X3速度减少

任务2：物料分拣系统

设计要求：

10个工位的流水线
X0-X9检测物料类型（0为良品，1为不良品）
检测信号移位存储到M0-M9
不良品到达第5工位时（M4=1），Y10推出
良品到达第8工位时（M7=1），Y11打包
统计良品数（C0）和不良品数（C1）

任务3：数据缓冲区管理

设计要求：

建立100个数据缓冲队列
X0触发数据写入，将D0写入缓冲区
X1触发数据读取，从缓冲区读取到D1
显示缓冲区当前数据数量
缓冲区满时停止写入（Y0报警）
缓冲区空时停止读取（Y1报警）
可以清除缓冲区（X2）

第八部分：常见问题解答

问题1：移位指令的n1和n2参数如何设置？

解答：

n1：移位的总位数或字数
- 对于位元件：n1 ≤ 位数
- 对于字元件：n1 ≤ 可用字数
n2：每次移动的位数或字数
- n2 ≤ n1
- 通常n2=1，表示逐个移动

注意事项：

确保D+n1-1不超出元件范围
n2过大可能导致数据丢失
移动后，空出的位置需要手动补数据

问题2：如何实现移位暂停？

解决方案：

使用条件控制移位指令执行
使用中间标志位
保存当前状态，暂停时保持

示例：

   M10（运行允许）   M8013（时钟）
|---||---||---[SFTL M0 K8 K1]---

问题3：移位速度太快怎么控制？

解决方法：

使用定时器控制移位频率
使用低速时钟脉冲（M8011-M8014）
使用计数器分频

示例：定时器控制速度

   T0 K10（时间可调）
|---||----------[TON]---
   T0            [SFTL M0 K8 K1]---

第九部分：学习检测

选择题（每题10分）

SFTL M0 K8 K1指令的功能是什么？
A) 将M0-M7右移1位
B) 将M0-M7左移1位
C) 将M0循环左移1位
D) 将M0-M15左移1位
WSFL指令的单位是什么？
A) 位
B) 字节
C) 字
D) 双字
ROL指令的特点是什么？
A) 高位丢失，低位补0
B) 低位丢失，高位补0
C) 循环移动，数据不丢失
D) 数据反向

判断题（每题10分）

移位指令执行后，空出的位置自动补0。（）
WSFL指令可以用于批量数据处理。（）
循环移位指令适合流水灯控制。（）

编程题（40分）

设计一个停车场车位显示系统：

要求：

停车场有16个车位
入口传感器X0，出口传感器X1
车位状态用M0-M15表示（1有车，0空位）
车辆进入时（X0），寻找第一个空位（M=0），将其置1
车辆离开时（X1），从最后开始查找有车位（M=1），将其清0
显示当前空位数（D0）
车位满时，入口红灯Y0亮
车位空时，出口绿灯Y1亮

答案部分

选择题答案：

B 2. C 3. C

判断题答案：

错（需要手动补数据） 2. 对 3. 对

编程题参考程序：

网络1：车辆进入处理
   X0（进入）上升沿   [SFTR M0 K16 K1]---（右移1位）
                    [MOV K0 M0]---（最低位补0，表示新空位？）
   （实际应为查找空位程序，这里简化）

网络2：车辆离开处理
   X1（离开）上升沿   [SFTL M0 K16 K1]---（左移1位）
                    [MOV K0 M15]---（最高位补0）

网络3：空位数计算
   M8000          [MOV K0 D0]---（清零计数器）
   M0=0时         [INC D0]---
   M1=0时         [INC D0]---
   ...（16个位依次判断）

网络4：车位状态显示
   D0=0时（车满）   Y0
|---||---( )---
   D0=16时（车空）   Y1
|---||---( )---

网络5：简化版查找空位
   X0（进入）       [FOR K16]---（循环16次）
   [IF M0=0]       [SET M0]---（找到空位）
                    [BREAK]---（跳出循环）
   [NEXT]

第十部分：课后作业

作业1：移位指令练习

设计以下控制系统：

8位二进制加法器（使用移位实现）
自动门控制（检测到人，灯依次亮起）
电梯楼层显示（上升时灯向上移动，下降时向下移动）

作业2：队列管理练习

设计一个订单处理系统：

最多存储50个订单（每个订单4个数据）
新订单从队尾加入
处理订单从队首取出
显示队列长度和等待时间
紧急订单可以插队

作业3：综合应用设计

设计一个自动化仓储系统：

10层货架，每层8个货位
使用移位指令管理货位状态
自动分配空货位给新货物
按先进先出原则取货
统计各层使用情况
货位异常报警

作业4：故障分析

分析以下程序可能的问题：

网络1：
   M8013          [SFTL M0 K8 K1]---

网络2：
   X0            [MOV K1 M0]---

网络3：
   M0    Y0
|---||---( )---
   M1    Y1
|---||---( )---
   ...（到M7）