电气控制与PLC-第4章.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第4章 三菱FX系列PLC,4.1 三菱FX系列PLC简介,4.3 基本指令及编程,4.4 步进指令及编程,4.5 功能指令及编程,本章小结,习题与思考题,第4章 三菱FX系列PLC,本章主要以日本三菱公司FX系列为例，介绍其系统硬件、技术特点、指令系统及应用等基本知识。,4.1 三菱FX系列PLC简介,4.1.1 FX系列PLC的特点,1.体积极小的微型PLC,FX1S,FX1N和FX2N系列PLC的高度为90mm,深度为75mm（FX1S和FX1N系列）和87mm（FX2N和FX2NC系列），FX1S-14M（14个I/O点的基本单元）的底部尺寸仅为90mm60mm，相当于一张卡片大小，很适合与在机电一体化产品中使用。内置24V DC电源可作为输入回路的电源和传感器的电源。,2.先进美观的外部结构,三菱公司的FX系列PLC吸收了整体式和模块式PLC的优点，它的基本单元、扩展单元和扩展模块的高度和深度相同，但宽度不同。它们之间用扁平电缆连接，紧密拼装后组成一个整齐的长方体。,3.提供多个子系列供用户选用,FX1S、FX1N和FX2N的外观、高度、深度差不多，但是性能和价格有很大差别（见表4-1）。,FX1S的功能简单实用，价格便宜，可用于小型开关量控制系统，最多30个I/O点，有通信功能，可用于一般的紧凑型的PLC不能应用的地方；FX1N最多可配置128个I/O点，可用于要求较高的中小型系统；FX2N的功能最强，可用于要求很高的系统。,FX2NC的结构紧凑，基本单元有16点、32点、64点和96点4种，可扩展到256点，有很强的通信功能。由于不同的系统选用不同的子系列，避免了功能的浪费，使用户能用最少的投资来满足系统的要求。,4.灵活多变的配置系统,FX系列PLC的配置灵活，用户除了可选不同的子系列外，还可选用多种基本单元、扩展单元和扩展模块，组成不同IO点和不同功能的控制系统，各种配置都可以得到很高的性能价格比。FX系列的硬件配置就像模块式PLC那样灵活，因为它的基本单元采用整体式结构，又具有比模块式PLC更高的性能价格比。,每台PLC可将一块功能扩展板安装在基本单元内，不需要外部的安装空间，这种通信功能的扩展板价格非常便宜。功能扩展板有以下品种：4点开关量输入板、2点开关量输出板、2点模拟量输入板、1点模拟量输出板、8点模拟量调整板、RS-232C通信板、RS-485通信板和RS-422通信板。,显示模块FX1N-5DM的价格便宜，还可以安装在FX1S和FX1N上，它可以显示时钟的当前时间和错误信息，可对定时器、计数器和数据寄存器等进行监视，可对设定值进行修改。FX系列还有许多特殊模块，如模拟量输入输出模块、热电阻/热电偶温度传感器用模拟量输入模块、温度调节模块可编程凸轮开关、高速计数器模块、脉冲输出模块、定,位控制器、可编程凸轮开关、CC-Link接口模块、MELSEC远程IO连接系统主站模块、AS-i主站模块、DeviceNet接口模块、Profibus接口模块、RS-232C通信接口模块、RS-232C适配器、RS-485通信板适配器、RS-232C/RS-485转换接口等。,FX系列PLC还有多种规格的数据存取单元，可用来修改定时器、计数器和数据寄存器的数据，也可用来监控装置，有的显示字符，有的显示画面。,5.功能强，使用方便,FX系列的体积虽小，却具有很强功能。它内置高速计数器，有输入输出刷新、中断、输入滤波时间调整、恒定时间等功能，有高速计数器的专用比较指令。使用脉冲列输出功能，直接控制步进电动机或伺服电动机。脉冲宽度调制功能可用于温度控,制或照明灯的调光控制。可设置8位数字密码，以防止别人对用户程序的改写或盗用，保护设计者的知识产权。FX系列基本单元和扩展单元一般采用插接式的接线端子排，更换单元方便快捷。FX1S和FX1N系列PLC使用EEPROM，不需要定期更换电池，成为几乎不需要维护的电子控制装置；FX2N系列使用带后备电池的RAM。若采用可选的存储器扩充卡盒，FX2N的用户存储器容量可扩充到16K步，可选用RAM，EPROM和EEPROM储存卡盒。,FX1S和FX1N系列PLC有两个内置的设置参数用的小电位器，FX2N和FX1N系列可选用有8点模拟设定功能的扩展板，可以用旋具来调节设定植。,FX系列PLC可在线修改程序，通过调制解调器和电话线可实现监视和编程，组件注释可储存在程,序储存器中。持续扫描功能可用于定义扫描周期，可调节8点输入滤波器的时间常数，面板上运行/停止开关易于操作。,4.1.2 FX系列PLC的介绍,1FX系列型号名称的含义,FX系列PLC型号名称的含义如下：,FX,(1)(2)(3)(4)(5),子系列的名称，如1S，1N，2N 等。,输入输出的总点数。,单元类型：M为基本单元，E为输入输出混合扩展单元与模块，EX为输入专用扩展模块，EY为输出专用扩展模块。,输出形式：R为继电器输出，T为晶体管输出，S为双向晶闸管输出。,电源和输入输出类型等特性。D和DS为24V电源；DSS为DC 24V电源，源晶体管输出；ES为交流电源；ESS为交流电源，源晶体管输出；UA1为,AC电源。AC输入。例如FX2N-48MR-D属于FX2N系列，是有48个I/O点的基本单元，继电器输出型，使用24V直流电源。,2FX系列PLC的一般技术指标(如表4-2、表4-3所示),2FX系列PLC的一般技术指标(如表4-2、表4-3所示),3FX1S系列PLC,FX1S系列PLC是用于极小规模系统的超小型PLC，可降低成本。该系列有16种基本单元，1030个I/O点，用户存储器（EEPROM）容量为2000步。FX1S可使用一块I/O点扩展板、串行通信扩展板或模拟量扩展板，可同时安装显示模块和扩展板，有两个内置的设置参数用的小电位器。一个单元可同时输出2点100KHz的高速脉冲，有7条特殊的定位指令。,通过通信扩展板可实现多种通信和数据链接，如S-232、RS-422和RS-485通信，NN链接、并行链接和计算机链接。表4-4 为FX1S系列的基本单元。,4FX1N系列PLC,FX1N系列有13种基本单元，可组成14128个I/O点的系统，并能使用特殊功能模块、显示模块和扩展板，用户存储容量为8000步,有内置的实时时钟。PID指令可实现模拟量闭环控制，一个单元可同时输出2点100KHz的高速脉冲，有7条特殊的定位指令，有两个内置的设置参数用的小电位器。,通过通信扩展板或特殊适配器可实现多种通信和数据链接，CC-Link，AS-i网络，S-232、RS-422和RS-485通信，NN链接、并行链接和计算机链接和I/O链接。表4-5 为FX1N系列基本单元。,5FX2N系列PLC,FX2N是FX系列中功能最强、速度最高的微型 PLC。它的基本指令执行时间高达0.08us每条指令，内置的用户存储器为8K步，可扩展到16K,最大可扩展到256个I/O点，有多种特殊功能模块或功能扩展板，可实现多轴定位控制。机内有实时时钟，PID指令可实现模拟量闭环控制。有功能很强的数学指令集，如浮点数运算、开平方和三角函数等。每个FX2N基本单元可扩展8个特殊单元。,通过通信扩展板或特殊适配器可实现多种通信和数据链接，如CC-Link,，AS-I，Profibus，DeviceNet等开放式网络通信，RS-232、RS-422和RS-485通信，NN链接、并行链接和计算机链接和I/O链接。表4-6 为FX2N系列基本单元，表4-7为 FX1N和FX2N系列带电源的I/O扩展单元。,表4-6 为FX2N系列基本单元，表4-7为 FX1N和FX2N系列带电源的I/O扩展单元。,表4-8中的扩展模块可用于FX1N、FX2N和FX2NC。此外输入扩展板FX1N-4EX-BD有4点24V DC输入，输出扩展板FX1N-2EYT-BD有2点晶体管输出，可用于FX1S和FX1N。,6FX2NC系列PLC,FX2NC具有很高的性能体积比和通信功能，可安装到比标准的PLC小很多的空间内。I/O型连接器可降低连接线成本，节约接线时间。I/O点数可扩展到256点，可选用实时时钟，最多连接4个特殊功能模块。利用内置的功能，可控制两轴（包括插补功能），通过增加扩展单元可控制多轴。,通过通信扩展板特殊适配器可实现多种通信和数据链接，如CC-Link，AS-I，Profibus，DeviceNet等开放式网络通信，如RS-232、RS-422和RS-485通信，NN链接、并行链接和计算机链接和I/O链接。FX2NC系列也可以使用FX0N和FX2N的扩展模块。表4-9 为FX2NC系列基本单元，表4-10 为FX2NC系列扩展模块,4.1.3 三菱FX系列PLC的外部接线图,PLC的外部接线包括输入模块的外部接线和输出模块的外部接线。,FX系列PLC基本单元端子排列图,图4-1为三菱FX2N-48MR型PLC基本单元端子排列图。其中，X为输入端子，Y为输出端子。图中输入部分的COM点是输入的公共点；输出部分有COM1、COM2、COM3，是输出的公共点，这些公共点构成不同组输出，各组公共点间相互隔离。对共用一个公共点的同一组输出，必须用同一电压类型和等级的电源电压，不同的公共点组可以使用不同的电压类型和等级。如FX2N-48MR型PLC，Y0Y3共用COM1、Y4Y7共用COM2。,电源接在L、N端子间；24、COM端子可以作为传感器供电电源，此电源容量为400mA/DC 24V,另外，这个端子不能由外部电源供电；端子是空端子，不要对其进行外部接线或作为中间端子使用。,图4-1 PLC基本单元端子排列图,2输入模块的外部接线,输入模块是通过输入端子与外部输入设备连接的。,输入模块通常由若干个输入点，每一个输入点能接收输入设备发出的开关信号。典型的输入设备有操作开关、按钮、行程开关以及继电器和传感器的节点等。,如图4-2（a）所示为直流输入模块、如图4-2（b）所示为交流输入模块。,（a）直流模块 （b）交流模块,图4-2 输入接线,3输出模块的外部接线,输出模块是通过输出端子与外部输出设备连接的。,输出模块通常有若干个输出点，每一个输出点能驱动一个用户输出设备。典型的用户输出设备有继电器、接触器、电磁线圈以及信号灯等。由于FX系列PLC输出端有对应的COM端，因此对应的输出端就有对应的COM端。,各输出回路有一个公共端，全部输出点为一组共用一个公共端和一个电源，如图4-3（a）所示；将全部输出点分为几组，每组有一个公共端和单独的一个电源，如图4-3（b）所示。,（a）汇点式 （b）分组式,图4-3 输出接线,4输入/输出模块的外接线,这种模块具有输入、输出双重功能，既有若干个输入点，又有若干个输出点，如图4-4所示。各输入回路的直流电源由PLC自身的电源提供，各输出回路的负载电源由用户提供。负载电源既可以是直流，也可以是交流。,不同的PLC，其输入输出的外部接线方式可能不同，使用时应查看PLC的使用说明。,图4-4 输入输出模块接线,4.2 三菱FX系列PLC的软继电器,PLC提供给用户使用的I/O继电器、状态继电器、辅助继电器、计数器、定时器及每个存储单元都称为软继电器，由于这些软继电器都可以用程序（即软件）来指定，故又称为软元件或编程元件。各软继电器有各自的功能，有其固定的地址，软继电器的多少决定了PLC整个系统的规模及数据处理能力。,软继电器的名称由字母和数字组成，它们分别代表软继电器的类型和号码。,1输入继电器（X）,输入继电器与PLC输入端子相连，是PLC接受外部输入信号的窗口。输入继电器与输入端子之间是通过光电耦合的。输入继电器与输入端子是一一对应的，有多少输入端子就有多少输入继电器端子可以外接常开或常闭触点，也可以接由多个触点组,成的串并联电路或电子传感器（如接近开关）等。输入继电器是一种软继电器，其常开或常闭触点在梯形图中可以多次使用，这与普通的电磁继电器不同。输入继电器只能由外部信号驱动，而不能在程序中由指令驱动，所以其线圈在程序设计时不允许出现，其触点也不能直接输出带动负载。图4-5为PLC输入继电器电路示意图。,图4-5 PLC 输入继电器电路示意图,输入继电器的元件编号为八进制。如：FX2N 48MR型PLC共有24个输入点，编号为别为X0X7，X10X17，X20X27。扩展单元和扩展模块的输入继电器编号是从基本单元开始按连续顺序，以八进制进行编号。,表4-11为三菱FX系列PLC主机输入继电器元件编号表。,2输出继电器（Y）,输出继电器是PLC向外部负载发送控制信号的窗口。输出继电器用来将PLC的输出信号通过输出电路硬件驱动外部负载。外部信号不能直接驱动输出继电器，外部信号只能在程序内部由指令来驱动。输出继电器的触点分为外部输出触点（硬件）和内部触点（软继电器触点）2种。,外部输出触点（继电器触点、晶闸管和晶体管等输出元件）连接在PLC的输出端子上，用于控制负载电路的接通和关断，且只有1个常开触点；内部触点如同输入继电器一样，其常开触点和常闭触点在梯形图中可以多次使用，不受次数限制。输出继电器与输出端子是一一对应的，有多少输出端子就有多少输出继电器。,图4-6 PLC 输出继电器电路示意图,输出继电器的元件编号为八进制，如：FX2N 48MR型PLC共有24个输出点，编号为别为Y0Y7，Y10Y17，Y20Y27。扩展单元和扩展模块的输出继电器编号是从基本单元开始按连续顺序，以八进制进行编号。表4-12为三菱FX系列PLC主机输出继电器元件编号表。,3辅助继电器（M）,PLC内部有很多辅助继电器，它们是用软件实现的。辅助继电器的线圈可以由PLC内部各软继电器的触点驱动，它们不能像输入继电器那样接收外部的输入信号，也不能像输出继电器那样直接驱动外部负载，而是一种内部的状态标志，相当于继电器控制系统中的中间继电器的作用。辅助继电器的触点使用次数不限，在梯形图中可以多次使用。辅助继电器用十进制进行编号，这一点与输入输出继电器不同。辅助继电器往往用作状态暂存和位移等运算，但也有一些辅助继电器具有一些特殊功能。FX系列PLC的辅助继电器分为通用辅助继电器、失电保持辅助继电器和特殊辅助继电器3种。,1）通用辅助继电器,通用辅助继电器在PLC编程中起辅助作用，在使用时，除了不能驱动外部元件外，其他功能与输出继电器非常相似。,不同型号的PLC其通用辅助继电器的数量是不同的，其编号范围也不同。使用时，必须参照编程手册。三菱FX1S系列和FX1N系列PLC通用辅助继电器的点数为384点，元件号为M0M383；FX2系列和FX2NC系列PLC通用辅助继电器的点数为500点，元件号为M0M499。,FX系列PLC的通用辅助继电器与输出继电器一样，没有断电保持功能，即断电后，无论程序运行时是ON还是OFF，其状态将变为OFF。通电后，必须由其它逻辑条件使之变为ON。图4-7为含有辅助继电器的梯形图,图4-7 有辅助继电器的梯形图,2）失电保持辅助继电器,PLC在运行时如果突然停电，有时需要保持失电前的状态，以使来电后继续进行断电前的工作，这靠输出继电器和通用继电器是无能为力的。这时就需要一种能保存失电前状态的辅助继电器，即失电保持辅助继电器。失电保持辅助继电器并非断电后真正能在自身电源也切断的条件下保存PLC原工作状态，而是靠PLC内部的备用电池供电而已。,图4-8 失电保持辅助继电器,FX1S系列PLC失电保持辅助继电器点数为128点，组件号为M384M511；FX1N系列PLC失电保持辅助继电器点数为1152点，元件号为M384M1535；FX2N系列和FX2NC系列PLC失电保持辅助继电器点数为2572点，元件号为M500M3071。,图4-8所示是具有停电保持功能的失电保持辅助继电器用法举例。,图中X1接通后，M500动作，其常开触点闭合自锁，即使X1再断开，M500的状态仍保持不变。若此时PLC失去供电，等PLC恢复供电后再运行时，只要停电前X2的状态不发生改变，M500仍能保持动作。M500保持动作的原因并不是因为自锁，而是因为M500是失电保持辅助继电器，有后备电池供电的缘故。,3）特殊辅助继电器,三菱FX系列PLC内有256个特殊辅助继电器，元件号为M8000M8255，这些特殊辅助继电器各自有特定的功能。可以分为只能利用触点型和可驱动线圈型。1）只能利用触点型。这类特殊辅助继电器的线圈由PLC自动驱动，用户只能利用其触点。例如：M8000运行监控，PLC运行时为ON。,M8001运行监控，PLC 运行时为OFF。,M8002初始脉冲，PLC 运行开始时接通一个扫描周期,M8003初始脉冲，PLC运行开始时关断一个扫描周期。,M8005PLC后备锂电池电压过低时接通。,M801110ms时钟脉冲。,M8012100ms时钟脉冲。,M80131s时钟脉冲。,M80141min时钟脉冲。,图4-9为只能利用触点型特殊辅助继电器在PLC运行（RUN）和停止（STOP）时给出的时序图。,图4-9 只能利用触点型特殊辅助继电器时序图,2）可驱动线圈型。这类特殊辅助继电器的线圈由用户驱动，线圈被驱动以后，PLC将作特定动作。,M8030线圈被驱动以后，后备锂电池欠电压指示灯熄灭。,M8033线圈被驱动以后，在PLC停止运行时，输出保持运行时的状态。,M8034线圈被驱动以后，禁止所有的输出。,M8039线圈被驱动以后，PLC以D8039中指定的扫描时间工作。,应注意，没有定义的特殊辅助继电器不可在用户程序中出现。,表4-13为FX系列PLC辅助继电器元件编号。,4状态继电器（S）,状态继电器是一种在步进顺序控制程序中表达“步”的继电器，是一类非常重要的软元件，它与后述的步进顺控指令STL组合使用；状态继电器不作“步”使用时，也可作为普通的辅助继电器使用，或用作信号报警器，用于外部故障诊断。,FX1S系列PLC共有状态继电器128点，元件号为S0S127；FX1N、FX2、FX2NC系列PLC共有状态继电器1000点，元件号为S0S999；状态继电器一般分为5种类型：初始状态继电器、回零状态继电器、通用状态继电器、失电保持状态继电器和报警用状态继电器。FX1N、FX2N、FX2NC系列PLC状态继电器分类如下：,1）初始状态继电器。元件号为S0S9，共10点，在顺序控制功能图（状态转移图）中，指定初始状态。,2）回零状态继电器。组件号为S10S19，共10点，在多运行模式控制中，指定返回原点的状态。,3）通用状态继电器。元件号为S20S499，共480点，在顺序控制功能图中，指定中间工作状态。,4）失电保持状态继电器。元件号为S500S899，共400点，用于来电后继续执行停电前状态的场合。,5）报警用状态继电器。元件号为S900S999，共100点，可作为报警组件使用。,通用状态继电器没有失电保持功能。在使用IST（初始状态功能）指令时，S0S9供初始状态,使用。失电保持状态继电器S500S899在断电时依靠后备锂电池供电保持。在使用应用指令ANS(信号报警器置位)和ANR（信号报警器复位）时，报警用状态继电器S900S999可用作外部故障诊断输出。报警用状态继电器为失电保持型。,图4-10为机械手抓取物体动作顺序控制功能图。设起动信号输入点为X0，下限位开关信号输入点为X1，夹紧限位开关信号输入点为X2，上限位开关信号输入点为X3，控制下降电磁阀的输出点为Y0，控制夹紧电磁阀的输出点为Y1，控制上升电磁阀的输出点为Y2，S0为初始状态（原位），S20、S21、S22为工作状态继电器，其动作过程如下：接通起动信号，X0=ON，状态继电器S20置位（=ON），随之，控制下降电磁阀的输出继电器Y0动作；当下限位开关X1变为ON后，状态继电器S21位置（=ON），状态继电器S20自动复位（=OFF），输出继电器Y0随之复位，控制夹紧电,图4-10 机械手抓取物体顺序控制功能图,磁阀的输出继电器Y1动作；当夹紧限位开关X2变为ON时，状态继电器S22置位，同时状态继电器S21自动复位，输出继电器Y1随之复位，控制上升电磁阀的输出继电器Y2动作。随着状态动作的转移，前一状态继电器的状态自动复位（变为OFF），这是在步进指令执行过程中自动完成的。,表4-14为FX系列PLC状态继电器元件编号。,5定时器（T）,PLC内的定时器，其功能相当于继电控制系统中的时间继电器。定时器是根据时钟脉冲的累积计时的。时钟脉冲有1ms、10ms、100ms3种，当所计时间到达设定值时，其输出触点动作。,定时器有一个设定值寄存器（一个字长）、一个当前值寄存器（一个字长）和一个用来存储其输出触点的映像寄存器（占二进制的一位），这3个单元使用同一个元件号。定时器用常数K作为设定值时，也可将数据寄存器（D）的内容作为设定值。将数据寄存器（D）的内容作为设定值时，一般用失电保持型数据寄存器，目的是断电时不会丢失数据。,FX系列PLC的定时器分为非积算定时器和积算定时器。,1）非积算定时器,非积算定时器是在驱动定时器线圈后开始计时，当计时时间达到设定值时，其触点动作,。,若线圈驱动条件在未达到设定值时已断开，则原计时作废，当线圈驱动条件再次接通时，重新计时。,FX1S系列PLC内有100ms非积算定时器63点（T0T62），时间设定值为0.13276.7s，当特殊辅助继电器线圈M8028工作时，T32T62可作为10ms非积算定时器使用，时间设定值为0.01327.67s；FX1N、FX2、FX2NC系列PLC内有非积算定时器200点（T0T199），时间设定值为0.13276.7s，10ms非积算定时器46点（T200T245），时间设定值为0.01327.67s FX1N 型PLC内有1ms非积算定时器4点（T246T249），时间设定值为0.00132.767s。图4-11为非积算定时器在程序中的使用及动作时序。,a）梯形图 （b）时序图,图4-11 非积算定时器在程序中的使用及动作时序,如果定时器线圈T200的驱动输入X0接通,T200用的当前值计数器将10ms时钟脉冲相加计算。如果该值等于设定值K123，定时器的输出触点就动作即,X0接通1.23s（也就是T200的线圈“通电”，0.01s1231.23s）后，T200的触点动作，Y0随之动作。X0断开或停电，定时器复位，输出触点复位。非积算定时器没有失电记忆功能。,2）积算定时器,积算定时器是在驱动定时器线圈后开始计时，当计时时间达到设定值时，其触点动作。若线圈驱动条件在未达到设定值时已断开，则原计时保留，当线圈驱动条件再次接通时，累加计时。,FX1S系列PLC内有1ms积算定时器1点（T31），FX1N、FX2、FX2NC系列PLC内有1ms积算定时器4点（T246T249），时间设定值为0.00132.767s，100ms积算定时器6点,（a）梯形图 （b）时序图 图4-12 积算定时器在程序中的使用及动作时序,（T250T255），时间设定值为0.132.767s。图4-12为积算定时器在程序中的使用及动作时序。,如果定时器线圈T250的驱动输入X1接通，T250用的当前值计数器将100ms时钟脉冲相加计算。如果相加值等于设定值K345（即0.1s34534.5s），则定时器的输出触点动作。在计算过程中，X1断开或停电，在再次动作后，继续进行相加计算，直到相加的时间等于设定时间后，定时器的输出触点动作。积算定时器具有失电记忆功能。要想使得T250复位，只有复位输入X2接通，强制进行。,非积算定时器没有电池后备，在定时过程中，若停电或定时器线圈输入断开，非积算定时器复位，当上电或定时器线圈输入再当上电或定时器线圈输入再次接通后，积算定时器继续计时，计时时间为原保存时间与继续计时时间之和 ，非积算定时器重新计时。积算定时器有锂电池后备，若停电,或定时器线圈输入断开，积算定时器保存已计时间，当上电或定时器线圈输入再次接通后，积算定时器继续计时，计时时间为原保存时间与继续计时时间之和，直到计时时间达到设定值，积算定时器的触点动作。,1ms、10ms、100ms定时器的分辨率分别为1ms、10ms、100ms，要想提高计时精度，可用时钟脉冲较小的定时器。,表4-15为FX系列PLC定时器元件编号。FX1S系列PLC的定时器T32T62为100ms型定时器，但当特殊辅助继电器M8028被程序驱动变成10ms型定时器，所以定时范围有2种。,6计数器（C）,计数器在程序中用作计数控制。三菱FX系列PLC的计数器分为内部信号计数器和外部信号计数器。内部信号计数器是在执行扫描操作时对内部元件（如X、Y、M、S、T、C）的信号进行计数的计数器。因此，其接通和断开时间应长于PLC的扫描周期；外部信号计数器是对外部高频信号进行计数，因此这类计数器又称为高速计数器，工作在中断工作方式下。由于待计量的高频信号来自机外，所以PLC中高速计数器都设有专用的输入端子及控制端子。这些专用的输入端子既能完成普通端子的功能，又能接受高频信号。,1）内部计数器,三菱FX系列PLC的内部计数器分为16位增计数器和32位增减双向计数器。,16位增计数器。16位是指其设定值及当前值寄存,器为二进制16位寄存器，其设定值在K1K32767范围内有效。设定值K0与K1的意义相同，均在第1次计数时，其触点动作。FX系列PLC有2种类型的16位增计数型计数器，一种为通用型，一种为失电保持型。,通用型16位增计数器,FX1S 和FX1N 系列PLC通用型16位增计数器为C0C15，共16点；FX2N和FX2NC系列PLC通用型16位增计数器为C0C99，供100点，它们的设定值均为K1K32767。当计数输入信号每接通1次，计数器的当前值増1，当计数器的当前值为设定值时，计数器的输出触点接通，之后即使计数输入信号再接通，计数器的当前值都保持不变，只有复位输入信号接通时，执行复位指令，才可将计数器当前值复位为0，其输出触点也随之复位。计数过程中如果失电，通用型计数器失去原计数数值，再次通电后，将重新计数。,失电保持型16位增计数器,FX1S 系列PLC失电保持型16位增计数器为C16C31，共16点；FX1N 系列PLC失电保持型16位增计数器为C16C199，共184点；FX2和FX2NC系列PLC失电保持型16位增计数器为C100C919，供100点，它们的设定值均为K1K32767。其工作过程与通用型相同，只是在计数过程中如果失电，失电保持型16位增计数器其当前值和输出触点的置位复位状态保持不变。,计数器的设定值除了可以用常数K直接设定外，还可以通过指定数据寄存器的元件号来间接设定，该寄存器内的内容便是设定值。如指定D125，而D125的内容是200，则与设定值K200等效。图4-13所示为16位增计数器的动作时序。,（a）梯形图 （b）时序图,图4-13 16位增计数器的动作时序,X2为计数输入，X2每接通1次，计数器的当前值增1，当计数器的当前值为10时，即计数达10次，计数器C0的输出触点接通，随之Y0线圈得电。当复位输入X1接通时，执行RST（复位）指令，计数器当前值复位为0，其输出触点也随之复位。,32位增减双向计数器。32位增减双向计数器既可以设置为增计数又可以设为置为减计数的计数器。32位增减双向计数器计数值设定范围为21474836482147483647。FX系列PLC有2种类型的32位增减双向计数器，一种为通用型，一种为失电保持型。,通用型32位增减双向计数器,FX1N、FX2N和FX2NC系列PLC通用型32位增减双向计数器为C200C219，共20点作增计数或减计数由特殊辅助继电器M8200M8219设定。计数值的设定可以直接用常数（K）或间接用,常数（K）或间接用数据寄存器（D）的内容作为设定值，但间接设定时，要用元件号连在一起的2个数据寄存器，因为2个数据寄存器组成32位。,失电保持型32位增减双向计数器,FX1N、FX2N和FX2NC系列PLC失电保持型32位增减双向计数器为C220C234，共15点，作增计数或减计数，由特殊辅助继电器M8220M8234设定。其工作过程与通用型32位增减双向计数器相同，不同之处在于失电保持型32位增减双向计数器当前值和触点状态在失电时均能保持。,图4-14为32位增减双向计数器的动作时序。,（a）梯形图 （b）时序图,图4-14 32位增/减计数器的动作时序,计数器C212 作增计数还是减计数取决于M8212的通断。M8212断开时，C212作增计数，M8212接通时C212作减计数，因而X1的通断决定了C212的计数方向。X3作为计数输入，驱动C212,线圈进行增计数或减计数。X2用于计数器C212复位。,当计数器的当前值由32（增加）时，计数器的触点接通（置位），Y1便有输出，当计数器的当前值由23（减小）时，计数器的触点断开（复位）。当复位输入X2接通时，通过 RST（复位）指令使计数器C212复位，其触点断开（复位），随之Y1停止输出。,32位增减双向计数器是循环计数器，如果计数器的当前值在最大值2147483647时进行增计数，则当前值就成为最小值2147483648，类似地，如果计数器的当前值在最小值2147483648时进行减计数，则当前值就成为最大值2147483647。表4-16为三菱FX系列PLC内部计数器元件编号。,2）高速计数器,高速计数器用来对外部信号进行计数，工作方式是按中断方式运行的，与扫描周期无关。一般高速计数器均为32位增减双向计数器，最高计数频率可达10kHz。高速计数器除了具有普通计数器通过软件完成启动、复位、使用特殊辅助继电器改变计数方向外，还可通过机外信号实现对其工作状态的控制，如启动、复位和改变计数方向等。高速计数器除了具有普通计数器的达到设定值其触点动作这一工作方式外，还具有专门控制指令，可以不通过本身的触点，以中断的工作方式直接完成对其它器件的控制。,三菱FX系列PLC 共有21点高速计数器，元件编号为C235C255。这些计数器在PLC中共享6个高速计数器输入端X0X5。当一个输入端被某个高速计数器占用时，这个输入端就不能再用于另一个,高速计数器，也不能用作其它的输入。即由于只有6个高速计数器的输入，因此最多只能同时使用6个高速计数器。X6、X7也是高速输入，但只能用作启动信号，而不能用于高速计数。高速计数器都具有失电保持功能，也可以利用参数设定变为非失电保持型，不作为高速计数器使用的输入端可作为普通输入继电器使用，不作为高速计数器使用的高数计数器编号也可作为普通32位数据寄存器使用。,7数据寄存器（D）,数据寄存器是存储数据的软组件，用D表示。数据寄存器可以存储16位二进制数（或称一个字）。要想存储32位二进制数据（双字），必须同时用2个序号连续的数据寄存器进行数据存储。例如，用D0和D1存储双字，D0存放地16位，D1存放高16位。字或双字的最高位为符号位，0表示为正数，1表示负数。,（a）16位数据寄存器 （b）32位数据寄存器 图4-15 16/32位数据寄存器表示方法,数据寄存器数值的读出与写入一般采用应用指令完成，并可以利用显示模块（如FX1N5DM模块）及编程器直接读出与写入。1632位数据寄存器表示方法如图4-15所示,数据寄存器主要分为通用数据寄存器、失电保持数据寄存器、特殊数据寄存器、文件寄存器、变址寄存器、外部调整寄存器。表4-17为三菱FX系列PLC各类数据寄存器的点数及地址编号范围。,1）通用数据寄存器,将数据写入通用数据寄存器后，其值将保持不变，直到下一次被改写。当PLC由运行（RUN）状态进入到停止（STOP）状态时，所有的通用数据寄存器的值都置0。但是，当特殊辅助继电器M8033置1、PLC由运行（RUN）进入到停止（STOP）状态时，通用数据寄寄存器的值将保持不变。,2）失电保持数据寄存器,失电保持数据寄存器在PLC由运行（RUN）状态进入到停止（STOP）状态时，其值保持不变。利用参数设定，可以改变失电保持数据寄存器的范围。当失电保持数据寄存器作为一般用途时，要在程序的起始步采用RST或ZPST指令清除其内容。,3）特殊数据寄存器,特殊数据寄存器是指写入特定目的的数据，或事先写入特定的内容，用来监控和监视PLC内部的各种工作方式的元件，如备用锂电池的电压、扫描时间和正在动作的状态的编号等。特殊数据寄存器的内容在PLC电源接通时被置于初始值（先全部清0，然后由系统ROM安排写入初始值），如D8000所存的警戒监视时钟的时间由系统ROM设定，当警戒监视时钟的时间改变时，用传送指令将目的时间送入D8000，该值在PLC由RUN状态到STOP状态保持不变。对于未定义的特殊数据寄存器，用户不能用。,4）文件寄存器,文件寄存器实际是一类专用数据寄存器，用于存储大量数据，如采集数据、统计计算数据和多组控制参数等。文件寄存器移是500点为单位，可被外部设备存取。文件数据器寄存与锁存寄存器重叠，数据不会丢失。FX系列PLC的文件寄存器可以通过传送指令来改写其内容。,5）变址寄存器,变址寄存器V、Z和通用数据寄存器一样，是进行数值数据读、写的16位数据寄存器，主要用于运算操作数地址的修改。这种变址寄存器除了和普通的数据寄存器有相同的使用方法外，在应用指令的操作数中，还可以同其它的软元件编号或数值组合使用。在进行32位数据运算时，要用指定的Z0Z7和V0V7组合修改运算操作数地址，指定Z为低位，即（V0，Z0）、（V1，Z1）、（V7，Z7）。,6）外部调整寄存器,FX1S、FX1N系列PLC的外部调整寄存器为D8030和D8031。在FX1S和FX1N系列PLC的外部由2个小电位器，这2个电位器常用来修改定时器的时间设定值，通过调整小电位器，可以改变D8030和D8031的值（0255），依此来修改定时器的时间设定值。,8指针（PI）,指针是跳转和中断程序的入口地址，与跳转、中断和子程序指令一起使用。指针（PI）包括分支和子程序用的指针（P）和中断用的指针（I）。其中，中断用的指针（I）又分为输入中断用、定时器中断用、计数器中断用3种，其地址号采用十进制数分配，表4-18为FX系列PLC的指针种类及地址分配表。,9常数（KH）,常数也作为元件对待，它在PLC的存储器中占用一定的空间。十进制常数用表示，16为常数的范围为-32768+32767，32位常数的范围为-2147483648+147473647。十六进制常数用H表示，16位常数的范围为0FFFF，32位常数的范围为0FFFFFFFF。如18用十进制表示为K18，用十六进制表示为H12。,4.3 基本指令及编程,4.3.1 基本指令介绍,三菱FX系列PLC共有基本指令27条，基本指令一般由助记符和操作元件组成。助记符是每一条基本指令的符号，它表明操作功能；操作元件是被操作的对象。有些基本指令只有助记符，没有操作元件。,根据控制要求编好的程序，利用编程器按照指令格式一条条存入到PLC的存储器中，必然要占用存储空间，不同的指令及不同的操作元件占用的空间不同，有的要占用一个字节，有的要占用2个字节或3个字节等。指令存储占用存储器的字节数称为程序步。,1LD指令,称为“取指令”。,功能：常开触点逻辑运算开始，即常开触点与梯形图左母线连接。,操作元件：X、Y、M、S、T、C。,程序步：1。,图4-16为LD指令在梯形图中的表示。,2LDI指令,称为“取反指令”。,图4-16 LD指令在梯形图中的表示 图4-17 LDI指令在梯形图中的表示,功能：常闭触点逻辑运算开始，即常闭触点与梯形图左母线连接。,操作元件：X、Y、M、S、T、C。,程序步：1。,图4-17为LDI指令在梯形图中的表示。,图4-18 OUT指令在梯形图中的表示 图4-19 OUT指令并行输出及设定值在梯形图中的表示,另外，LD、LDI指令与后面讲到的ANB指令组合，分支起点处也可使用。,3OUT指令,称为“输出指令”，或“线圈驱动指令”。,功能：输出