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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,*,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,*,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,*,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,*,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,*,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,*,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,*,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,*,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,*,可编程序控制器原理及应用,第1章 可编程控制器概述,1.1 可编程控制器的产生,1.2 可编程控制器的定义,1.3 可编程控制器的主要功能,1.4 PLC的特点,1.5 PLC与其他工业控制装置的比较,1.5.1 PLC与继电器控制系统的比较,1.5.2 PLC与微型计算机的比较,1.5.3 PLC与单板机的比较,1.5.4 PLC与集散系统的比较,本章小结47,习题47,第1章 可编程控制器概述,1.6 PLC的发展趋势,1.7 PLC的分类,1.7.1 我国PLC产品,1.7.2 美国PLC产品,1.7.3 日本PLC产品,1.7.4 欧州PLC产品,本章小结,习题,第2章 可编程控制器的结构及工作原理,2.1 可编程控制器的基本结构及各部分的作用,2.1.1 可编程控制器的硬件系统及各部分的作用,2.1.2 可编程控制器的软件系统,2.2 可编程控制器的基本工作原理,2.2.1 可编程控制器的扫描工作原理及特点,2.2.2 可编程控制器的等效电路,2.2.3 电器控制系统与PLC控制系统的比较,本章小结,习题,第3章 三菱小型可编程控制器的编程元件及基本指令系统,3.1 三菱小型可编程控制器简介,3.1.1 FX系列PLC性能比较,3.1.2 FX系列PLC的技术指标,3.1.3 FX系列PLC型号的说明,第3章 三菱小型可编程控制器的编程元件及基本指令系统,3.2 三菱小型可编程控制器的内部编程元件,3.2.1 三菱FX系列PLC输入继电器（X）,3.2.2 三菱FX系列PLC输出继电器（Y）,3.2.3 三菱FX系列PLC辅助继电器（M）,3.2.4 状态器（S）,3.2.5 三菱FX系列PLC定时器（T）,3.2.6 三菱FX系列PLC计数器（C）,3.2.7 三菱FX系列PLC数据寄存器（D）,3.2.8 三菱FX系列PLC指针（P、I）,3.2.9 三菱FX系列PLC常数（K、H）,第3章 三菱小型可编程控制器的编程元件及基本指令系统,3.3 三菱FX系列PLC的基本逻辑指令及步进指令,3.3.1 三菱FX系列PLC的基本逻辑指令,3.3.2 FX系列PLC的步进指令,本章小结,习题,第4章 顺序控制的梯形图设计方法,4.1 梯形图的编程规则,4.1.1 梯形图概述,4.1.2 梯形图的编程规则,4.2 典型单元的梯形图程序,4.3 PLC程序的经验设计法,4.3.1 概述,4.3.2 设计举例,4.3.3 经验设计法的特点,第4章 顺序控制的梯形图设计方法,4.4 PLC程序的顺序控制设计法,4.4.1 概述,4.4.2 顺序控制设计法的设计步骤,4.4.3 功能表图的绘制,4.4.4 顺序控制设计法中梯形图的编程方式,4.4.5 功能表图中几个特殊编程问题,4.5 PLC程序及调试说明,4.5.1 PLC程序,4.5.2 PLC程序的调试,第4章 顺序控制的梯形图设计方法,4.6 复杂程序的设计方法,4.6.1 概述,4.6.2 复杂程序应用举例,本章小结,习题,第5章 FX系列PLC的功能指令,5.1 概述,5.1.1 功能指令的表示格式,5.1.2 功能指令的执行方式与数据长度,5.1.3 功能指令的数据格式,5.2 FX系列PLC功能指令介绍,5.2.1 程序流向控制类指令（FNC00FN09）,5.2.2 传送与比较类指令（FNC10FNC19）,第5章 FX系列PLC的功能指令,5.2.3 数据交换指令,5.2.4 数据变换指令,5.2.5 算术和逻辑运算类指令（FNC20FNC29）,5.2.6 循环与移位类指令（FNC30FNC39）,5.2.7 数据处理指令（FNC40FNC49）,5.2.8 高速处理指令（FNC50FNC59）,5.2.9 其他功能指令,本章小结,习题,第六章 三菱FX系列PLC的特殊功能模块,6.1 三菱FX系列PLC的输入/输出扩展,6.1.1 FX0N的I/O扩展,6.1.2 FX2N的I/O扩展,6.2 三菱FX系列PLC的特殊功能模块,6.2.1 模拟量输入输出模块,6.2.2 PID过程控制模块,6.2.3 定位控制模块,6.2.4 数据通信模块,6.2.5 高速计数模块,第六章 三菱FX系列PLC的特殊功能模块,6.3 FX系列PLC各单元模块的连接及编程,6.4 特殊功能模块的操作和实例编程,6.5 三菱PLC的人机界面（触摸屏）,6.5.1 GOT的功能,6.5.2 GOT的使用步骤及方法,本章小结,习题,第7章 三菱可编程控制器通信与网络技术,7.1 PLC通信基础,7.1.1 通信方式,7.1.2 PLC常用通信接口,7.1.3 计算机通信标准,7.2 PC与PLC通信的实现,7.3 PLC网络,7.4 现场总线技术,本章小结,习题,第8章 可编程控制器控制系统的设计,8.1 PLC控制系统设计的基本原则与内容,8.1.1 PLC控制系统设计的基本原则,8.1.2 PLC控制系统设计与调试的步骤,8.2 PLC的选择,8.2.1 PLC机型的选择,8.2.2 PLC容量的选择,8.2.3 I/O模块的选择,8.2.4 电源模块及其他外设的选择,8.3 PLC与输入输出设备的连接,8.3.1 PLC与常用输入设备的连接,8.3.2 PLC与常用输出设备的连接,第8章 可编程控制器控制系统的设计,8.4 减少I/O点数的措施191,8.4.1 减少输入点数的措施191,8.4.2 减少输出点数的措施194,8.5 PLC在开关量控制系统中的应用195,8.5.1 机械手及其控制要求195,8.5.2 PLC的I/O分配196,8.5.3 PLC程序设计196,8.6 提高PLC控制系统可靠性的措施201,8.6.1 适合的工作环境201,8.6.2 合理的安装与布线201,8.6.3 正确的接地202,8.6.4 必须的安全保护环节203,8.6.5 必要的软件措施203,第8章 可编程控制器控制系统的设计,8.7 PLC控制系统的维护和故障诊断,8.7.1 PLC控制系统的维护,8.7.2 PLC的故障诊断,本章小结,习题,制作：张 均,贵州大学,第1章,可编程控制器概述,本章内容提要,本章主要介绍可编程控制器基础知识。要求了解可编程控制器的发展、应用、特点和发展趋势；掌握可编程控制器的基本概念；了解世界上可编程控制器的主要生产厂家及主要产品。,1.1 可编程控制器的产生,可编程序逻辑控制器,PLC,产生于,1969,年，最初只具备逻辑控制、定时、计数等功能，主要是用来取代继电接触器控制。,现在所说的可编程序控制器,PC,（,Programmable Controller,）是,1980,年以来，美、日、德等国由先前的可编程序逻辑控制器,PLC,进一步发展而来。,1985,年，国际电工委员会,IEC,对可编程序控制器作了如下规定：可编程序控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为工业环境下应用而设计。,1.2 可编程控制器的定义,1982年11月，国际电工委员会（IEC）颁布了可编程控制器标准草案第一稿，1985年1月发表了第二稿，1987年2月又发表了第三稿，该草案对PC作了如下定义：,“可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计，它采用可编程序的存储器，存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的面向用户的指令，并能通过数字或模拟输入/输出模块，控制各种类型的机械或生产过程。可编程控制器及其有关外部设备，都按易于与工业控制系统联成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。”,这就是说，PC是一种特别适合于工业环境的，面向工程技术人员的“蓝领计算机”。20世纪90年代，可编程控制器技术随着计算机技术，网络通信技术，自动控制技术的飞速发展而不再是传统意义上的可编程控制器，由于其数学处理能力、网络通信能力、智能控制能力等得到进一步发展。,1.3 可编程控制器的主要功能,1基本控制功能,2定时控制功能,3计数控制功能,4过程控制功能,5定位控制功能,6步进控制功能,7数据处理功能,8网络通信功能,9显示监控功能,1.4 PLC的特点,1编程软件简单易学,2可靠性高、抗干扰能力强,3设计、安装容易，调试周期短，维护简单,4模块品种丰富、通用性好、功能强大,5体积小、能耗低,1.5 PLC与其他工业控制装置的比较,1.5.1 PLC与继电器控制系统的比较,1控制方式,2控制速度,3延时控制,4其他控制方式,5设计与施工,6可靠性和可维护性,7价格,1.5 PLC与其他工业控制装置的比较,1.5.2 PLC与微型计算机的比较,1应用范围,2使用环境,3输入和输出,4程序设计,5系统功能,6运算速度和存储容量,1.5.3 PLC与单板机的比较,1单板机的优点,2单板机的缺点,1.5.4 PLC与集散系统的比较,1.6 PLC的发展趋势,1高速化,2模块种类将丰富多彩,3可靠性进一步提高,4统一化、标准化,5小型化、低成本,6编程语言的高级化,1.7 PLC的分类,1按结构形式分类,2按功能分类,3按I/O点数分类,1.7.1 我国PLC产品,1.7.2 美国,PLC,产品,1.7.3 日本PLC产品,1.7.4 欧州,PLC,产品,本 章 小 结,本章介绍了PLC的产生、定义、发展概况、可编程控制器的应用、特点及发展趋势；PLC的分类及世界PLC产品。在可编程控制器控制概念一节中应掌握可编程控制器在控制系统中的作用。,习 题,1.1 PLC的是在什么情况下产生的？,1.2 PLC的标准定义是什么？,1.3 PLC有哪些主要功能？,1.4 PLC有哪些特点？,1.5 PLC分为那些类型？,1.6 简述PLC的发展趋势。,1.7 分别指出我国、美国、日本、欧洲的PLC两个产品型号。,THANK YOU VERY MUCH！,本章到此结束，,谢谢您的光临！,第2章,可编程控制器的结构及工作原理,制作：张 均,贵州大学信息工程系,本章内容提要,本章主要介绍可编程控制器的结构及各部分的作用，硬件系统，软件系统，基本工作原理，扫描工作原理及特点，以及可编程控制器的等效电路。最后介绍可编程控制器系统与电气控制系统的区别。,2.1 可编程控制器的基本结构及各部分的作用,2.1.1 可编程控制器的硬件系统及各部分的作用,2.1 可编程控制器的基本结构及各部分的作用,PLC专为工业场合设计，采用了典型的计算机结构，硬件电路主要由CPU、电源、存储器和专门设计的输入输出接口电路以及编程器等外设接口组成。图2-1为一典型PLC结构简图。其中，CPU是PLC的核心，输入单元与输出单元是连接现场输入/输出设备与CPU的接口电路，通信接口用于与编程器、上位计算机等外设连接。,2.1 可编程控制器的基本结构及各部分的作用,1微处理器（CPU）,PLC中的CPU是PLC的核心，起神经中枢的作用，每台PLC至少有一个CPU，它按PLC的系统程序赋予的功能接收并存贮用户程序和数据，用扫描的方式采集由现场输入装置送来的状态或数据，并存入规定的寄存器中，同时，诊断电源和PLC内部电路的工作状态和编程过程中的语法错误等。运行后，从用户程序存储器中逐条读取指令，经分析后再按指令规定的任务产生相应的控制信号，去指挥有关的控制电路。,图2-1 整体式PLC组成框图,图2-2 模块式PLC组成框图,2存储器（ROM和RAM）,与通用计算机一样，PLC系统中也主要有两种存储器：一种是可读/写操作的随机存储器RAM，另一种是只读存储器ROM、PROM、EPROM和EEPROM。在PLC中，存储器主要用于存放系统程序、用户程序及工作数据。ROM用来存放系统程序，使软件固化的载体，相当于通用计算机的BIOS；RAM则用来存放用户的应用程序。,3I/O（输入/输出）单元,PLC的对外功能，主要是通过各种I/O接口模块与外界联系，按I/O点数确定模块规格及数量，I/O模块可多可少，但其最大数受CPU所能管理的基本配置能力的限制，即受最大的底板或机架槽数限制。I/O模块集成了PLC的I/O电路，其输入暂存器反映输入信号状态，输出点反映输出锁存器状态。,图2-3 PLC的输入模块,PLC的开关量输出接口按输出开关器件不同分为三种类型：继电器输出、晶体管输出和双向晶闸管输出，其基本原理电路如图2-4所示。继电器输出接口可驱动交流或直流负载，但其响应时间长，动作频率低；而晶体管输出和双向晶闸管输出接口的响应速度快，动作频率高，但前者只能用于驱动直流负载，后者只能用于交流负载。,4电源模块,5PLC的通信联网,6智能接口模块,7编程器,8其他外部设备,2.1.2 可编程控制器的软件系统,PLC的软件由系统程序和用户程序组成。,系统程序由PLC制造厂商设计编写，并存入PLC的系统存储器中，用户不能直接对其读写与更改。系统程序一般包括系统诊断程序、输入处理程序、编译程序、信息传送程序、监控程序等。,PLC的用户程序是用户利用PLC的编程语言，根据控制要求编制的程序。在PLC的应用中，最重要的是用PLC的编程语言来编写用户程序，以实现控制目的。,PLC编程语言是多种多样的，对于不同生产厂家、不同系列的PLC产品采用的编程语言的表达方式也不相同，但基本上可归纳为两种类型：一是采用字符表达方式的编程语言，如语句表等；二是采用图形符号表达方式的编程语言，如梯形图等。,1梯形图语言,梯形图语言是一种以图形符号及图形符号在图中的相互关系表示控制关系的编程语言，是在传统电器控制系统中常用的接触器、继电器等图形表达符号的基础上演变而来的。它与电器控制线路图相似，继承了传统电器控制逻辑中使用的框架结构、逻辑运算方式和输入输出形式，具有形象、直观、实用的特点，电气技术人员容易接受，是PLC的第一编程语言。,如图2-5所示是传统的电器控制线路图和PLC梯形图。,图2-5 电器控制线路图与梯形图,2指令语句表编程语言,指令语句表也叫语句表，是一种与汇编语言类似的助记符编程语言。指令表语言与梯形图有严格的对应关系。在PLC应用中，经常采用简易编程器，而这种编程器中没有CRT屏幕显示，或没有较大的液晶屏幕显示。因此，就用一系列PLC操作命令组成的语句表将梯形图描述出来，再通过简易编程器输入到PLC中。需要指出的是各个PLC生产厂家的语句表形式不尽相同，但基本功能相差无几。以下是与图2-5中梯形图对应的（FX系列PLC）语句表程序。,步序号指令数据,0LD X1,1 OR Y0,2ANI X2,3OUT Y0,4 LD X3,5 OUT Y1,3功能块图编程语言,功能块图是一种类似于数字逻辑电路结构的编程语言，由与门、或门、非门、定时器、计数器、触发器等逻辑符号组成。熟悉数字电路的人员较容易掌握，框的左侧为逻辑运算的输入变量、右侧为输出变量，信号自左向右流动，就像电路图一样，如图2-6所示,图2-6 逻辑图语言编程,4顺序功能图编程语言,5高级语言,2.2 可编程控制器的基本工作原理,PLC源于用计算机控制来取代继电器、接触器，所以PLC与通用计算机具有相同之处，如具有相同的基本结构和相同的指令执行原理。但是，两者在工作方式上却有着很大的区别，不同点体现在PLC的CPU采用循环扫描工作方式，集中输入采样，集中进行输出刷新。I/O映像区分别存放执行程序之前的各输入状态和执行过程中各结果的状态。,2.2.1 可编程控制器的扫描工作原理及特点,PLC采用循环扫描工作方式，这个工作过程一般包括五个阶段：内部处理、与编程器等的通信处理、输入扫描、用户程序执行、输出处理，其工作过程如图2-7所示。,图2-7中当PLC方式开关置于RUN（运行）时，执行所有阶段；当方式开关置于STOP（停止）时，不执行后3个阶段，此时可进行通信处理，如对PLC联机或离线编程。,PLC执行的五个阶段，称为一个扫描周期，PLC完成一个周期后，又重新执行上述过程，开始下一轮新的扫描，扫描周而复始地进行。在下一轮扫描过程中，必经历输入采样、程序执行和输出刷新三个阶段。此时，不经历前两个阶段。,PLC在输入采样阶段：在输入采样阶段，PLC的CPU顺序地扫描各个输入端，顺序读取各个输入端的状态，并将其存入输入映像区单元中，此时，输入映像寄存器被刷新。随即关闭输入端口，进入程序执行阶段。在程序执行阶段或输出阶段，输入映像寄存器与外界隔离，即使外部输入信号发生改变，输入映像寄存器的内容也不会随之改变。直到下一个扫描周期的输入采样阶段，才重新写入输入端得新内容。因此，为了保证输入状态能被正确读入，要求输入脉冲宽度必须大于一个扫描周期。,PLC在程序执行阶段：在程序执行阶段，PLC的CPU从用户程序的第0步开始，顺序地逐条扫描用户梯形图程序，扫描时按先上后下、先左后右的顺序进行扫描（执行）。经相应的运算和处理后，其结果再写入输出状态寄存器中，输出状态寄存器中所有的内容随着程序的执行而改变。在程序执行阶段，只有输入端在I/O映像区存放的输入采样值不会发生改变，而其他各软组件和输出点在I/O映像区的状态和数据都有可能随着程序的执行而变化。要注意PLC非并行工作的特点，在程序执行过程中，上面逻辑行中线圈状态的改变，会对其下面逻辑行中对应的接点状态起作用。反之，排在下面的逻辑行中线圈状态的改变，只能等到下一个扫描周期才能对上面逻辑行中对应此线圈的接点状态起作用。当所有指令都扫描处理完后，即转入输出刷新阶段。,输出刷新阶段：在输出刷新阶段，PLC的CPU集中将元件映像寄存器中的输出元件（即输出继电器）的状态（此状态存放在对应的输出映像寄存器中）转存到输出锁存器中，刷新其内容，该变输出端子上的状态，然后通过一定的方式（继电器、晶体管或晶闸管）输出，驱动相应输出设备工作。,2.2.2 可编程控制器的等效电路,PLC控制系统与电器控制系统比较可知，PLC的用户程序（软件）代替了继电器控制电路（硬件）。因此，对于使用者来说，可以将PLC等效成是许许多多各种各样的“软继电器”和“软接线”的集合，而用户程序就是用“软接线”将“软继电器”及其“触点”按一定要求连接起来的“控制电路”。,如图2-9所示为三相异步电动机单向起动运行的电器控制系统。其中，由输入设备SB1、SB2、FR的触点构成系统的输入部分，由输出设备KM构成系统的输出部分。,图2-9 三相异步电动机单向运行电器控制系统,图2-10 PLC的等效电路,要注意的是，PLC等效电路中的继电器并不是实际的物理继电器，它实质上是存储器单元的状态。单元状态为“”，相当于继电器接通；单元状态为“”，则相当于继电器断开。因此，我们称这些继电器为“软继电器”。,2.2.3 电器控制系统与PLC控制系统的比较,1电气控制和PLC控制系统,（1）电器控制系统的组成,通过电器控制系统相关知识的学习可知，任何一个电器控制系统，都是由输入部分、输出部分和控制部分组成，如图2-11所示。,其中输入部分由各种输入设备，如按钮、位置开关及传感器等组成；控制部分是按照控制要求设计的，由若干继电器及触点构成的具有一定逻辑功能的控制电路；输出部分由各种输出设备，如接触器、电磁阀、指示灯等执行元件组成。电器控制系统是根据操作指令及被控对象发出的信号，由控制电路按规定的动作要求决定执行什么动作或动作执行的顺序，然后驱动输出设备去实现各种操作。由于控制电路是采用硬接线将各种继电器及触点按一定的要求连接而成，所以接线复杂且故障点多，同时不易灵活改变。,图2-11 电器控制系统得组成,（2）PLC控制系统的组成,由PLC构成的控制系统也是由输入、输出和控制三部分组成，如图2-12所示。,图2-12 PLC控制系统的组成,2PLC控制系统与电器控制系统的比较,PLC控制系统与电器控制系统相比，有许多相似之处，也有许多不同之处。不同之处主要在以下几个方面：,（1）控制方法不同,（2）工作方式不同,（3）控制速度不同,（4）定时和计数控制不同,（5）可靠性和可维护性不同,本 章 小 结,本章主要介绍了PLC的结构及工作原理。要求掌握PLC的循环扫描工作方式。在扫描梯形图时，则总是按先上后下、先左后右的顺序进行扫描。逻辑行间作用特点是：上对下，立即影响；下对上等待下次。扫描工作方式是产生输入输出响应滞后现象的主要原因。,掌握扫描周期的计算。了解PLC控制与电器控制的异同点。,习 题,2.1 PLC的硬件由哪几部分组成？试简述各部分的作用？,2.2 PLC主要有哪些外部设备？各有什么作用？,2.3 PLC的软件由哪几部分组成？各有什么作用？,2.4 PLC主要的编程语言有哪几种？各有什么特点？,2.5 PLC开关量输出接口按输出开关器件的种类不同，有哪几种形式？各有什么特点？,2.6 PLC采用什么样的工作方式？特点是什么？,2.7 什么是PLC的扫描周期？其扫描过程分为哪几个阶段，各阶段完成什么任务？,2.8 PLC扫描过程中输入映象寄存器和元件映象寄存器各起什么作用？,2.9 试指出PLC控制与电器控制有哪些不同？,THANK YOU VERY MUCH！,本章到此结束，,谢谢您的光临！,第3章,三菱小型可编程控制器的,编程元件及基本指令系统,本章内容提要,本章主要介绍三菱可编程控制器，FX系列可编程控制器型号命名的基本格式，三菱FX系列PLC内部软组件，这些软组件是编写程序的基础，必须熟练掌握。还介绍了三菱FX系列PLC的20或27条基本指令和两条步进指令，这些指令功能十分强大，已经可以解决一般的继电器接触控制问题。,3.1 三菱小型可编程控制器简介,3.1.1 FX系列PLC性能比较,PLC的性能指标有很多，但主要指以下几个方面。,（1）输入/输出点数：输入/输出点数是PLC组成控制系统时所能接入的输入输出信号的最大数量，表示PLC组成系统时可能的最大规模。在I/O总点数中，输入点与输出点是按一定比例设置的，往往是输入点数大于输出点数，也可能是输入点数相等。,（2）应用程序的存储容量：应用程序的存储容量是存放用户程序的存储容量。通常用K字表示，1K字也叫1 024步。一般小型PLC机的应用程序存储容量为1K到几K。,（3）扫描速度：通常PLC的扫描速度是以执行1 000条基本逻辑指令所需的时间来衡量的。单位是ms/千步。也有的以执行一步指令的时间来衡量。一般PLC的逻辑指令与功能指令的执行时间有较大差别。,表3-1 FX系列PLC主要产品的性能比较,尽管FX系列中FX0S、FX1S、FX1N、FX2N等在外形尺寸上相差不多，但在性能上有较大的差别，其中FX2N和FX2NC子系列，在FX系列PLC中功能最强、性能最好。FX系列PLC主要产品的性能比较如表3-1所示。,表3-1 FX系列PLC主要产品的性能比较,表3-2 FX系列PLC的环境指标,表3-3 FX系列PLC的输入技术指标,表3-4 FX系列PLC的输出技术指标,.,3.1.3 FX系列PLC型号的说明,图3-1 FX系列PLC型号的含义,3.2 三菱小型可编程控制器的内部编程元件,PLC在软件设计中需要各种各样的逻辑器件和运算器件，我们把它们称为编程元件。这些编程元件完成程序所赋予的逻辑运算、算术运算、定时、计数功能。下面着重介绍三菱公司的FX系列产品的一些编程元件及其功能。FX系列产品内部的编程元件，也就是支持该机型编程语言的软元件，按通俗叫法分别称为继电器、定时器、计数器等，但它们与真实元件有很大的差别，一般称它们为“软继电器”。,FX系列PLC编程元件的编号由字母和数字组成，其中输入继电器和输出继电器用八进制数字编号，其他均采用十进制数字编号。为了全面了解FX系列PLC的内部软继电器，本节以FX2N为背景进行介绍。,3.2.1 三菱FX系列PLC输入继电器（X）,PLC的输入端子是从外部开关接受信号的窗口，PLC 内部与输入端子连接的输入继电器X是用光电隔离的电子继电器，它们的编号与接线端子编号一致（按八进制输入），线圈的吸合或释放只取决于PLC外部触点的状态。内部有常开/常闭两种触点供编程时随时使用，且使用次数不限。输入电路的时间常数一般小于10ms。各基本单元都是八进制输入的地址，输入为X000X007，X010X017，X020X027。它们一般位于机器的上端。如图3-2所示为输入继电器X1的等效电路。,FX2N输入继电器的编号范围为X000X267（184点）。,图3-2 输入继电器的等效电路,3.2.2 三菱FX系列PLC输出继电器（Y）,PLC的输出端子是向外部负载输出信号的窗口。输出继电器的线圈由程序控制，输出继电器的外部输出主触点接到PLC的输出端子上供外部负载使用，其余常开/常闭触点供内部程序使用。输出继电器的电子常开/常闭触点使用次数不限。每个输出继电器在输出单元中都对应有唯一一个常开硬触点，但在程序中供编程的输出继电器输出电路的时间常数是固定的。各基本单元都是八进制输出，输出为Y000Y007，Y010Y017，Y020Y027。它们一般位于机器的下端。如图3-3所示为输出继电器Y0的等效电路。,图3-3 输出继电器的等效电路,3.2.3 三菱FX系列PLC辅助继电器（M）,1通用辅助继电器（M0M499）,2断电保持辅助继电器（M500M3071）,3特殊辅助继电器,3.2.4 状态器（S）,3.2.5 三菱FX系列PLC定时器（T）,1通用定时器,2积算定时器,3.2.6 三菱FX系列PLC计数器（C）,1内部计数器,图3-9 16位增计数器的工作原理,2高速计数器（C235C255）,FX2N有C235C255共21点高速计数器。适合用来做为高速计数器输入的PLC输入端口有X0X7。X0X7不能重复使用，即某一个输入端已被某个高速计数器占用，它就不能再用于其他高速计数器，也不能用作他用。,3.2.7 三菱FX系列PLC数据寄存器（D）,1通用数据寄存器,2断电保持数据寄存器,3特殊数据寄存器,4变址寄存器（V/Z）,3.2.8 三菱FX系列PLC指针（P、I）,1分支用指针（P0P127）,2中断指针（I0I8）,3.2.9 三菱FX系列PLC常数（K、H）,PLC使用的常数有十进制常数K和十六进制常数H。K主要用来指定定时器或计数器的设定值及应用功能指令操作数中的数值；H主要用来表示应用功能指令的操作数值。例如50用十进制表示为K50，用十六进制则表示为H32。,3.3 三菱FX系列PLC的基本逻辑指令及步进指令,3.3.1 三菱FX系列PLC的基本逻辑指令,基本逻辑指令是PLC中最基本的编程语言，掌握了它也就初步掌握了PLC的使用方法，各种型号的PLC的基本逻辑指令都大同小异，现在针对FX2N系列，逐条学习其指令的功能和使用方法。FX2N共有27条基本逻辑指令，其中包含了有些子系列PLC的20条基本逻辑指令。,1取指令与输出指令（LD/LDI/LDP/LDF/OUT）,（1）LD（取指令）：常开触点与母线连接指令。,（2）LDI（取反指令）：常闭触点与左母线连接指令。,（3）LDP（取上升沿指令）：与左母线连接的常开触点的上升沿检测指令，仅在指定位元件的上升沿（由OFFON）时接通一个扫描周期。,（4）LDF（取下降沿指令）：与左母线连接的常闭触点的下降沿检测指令。,X0,Y1图3-15 取指令与输出指令的使用,（5）OUT（输出指令）：线圈进行驱动指令，用于将逻辑运算的结果驱动一个指定的线圈。,取指令与输出指令的使用如图3-15所示。,取指令与输出指令的使用说明,（1）LD、LDI指令用于接点与输入左母线相连，在分支开始处，这两条指令还可以作为分支的起点，与后续的ANB与ORB指令配合使用。,M1,（2）LDP、LDF指令仅在对应元件有效时维持一个扫描周期的接通。图3-15中，当M1有一个下降沿时，则Y3只接通一个扫描周期。,M1,Y3,（3）LD、LDI、LDP、LDF指令的操作目标元件为X、Y、M、T、C、S。,（4）OUT指令可以并行输出（相当于线圈并联），对于定时器和计数器，在OUT指令之后应设置常数K或数据寄存器。注意，输出线圈不能串联使用。,2三菱FX系列PLC触点串联指令（AND/ANI/ANDP/ANDF）,（1）AND（与指令）：常开触点串联连接指令，完成逻辑“与”运算。,（2）ANI（与反指令）：常闭触点串联连接指令，完成逻辑“与非”运算。,（3）ANDP：上升沿检测串联连接指令。,（4）ANDF：下降沿检测串联连接指令。,触点串联指令的使用如图3-16所示。,图3-16 触点串联指令的使用,触点串联指令的使用说明：,（1）AND、ANI、ANDP、ANDF指令用于单个触点串联连接的指令，串联次数没有限制，可反复使用。其目标元件为X、Y、M、T、C和S。,（2）执行OUT指令后，通过接点对其他线圈执行OUT指令，称为“连续输出”，如图3-16中紧接OUT Y2后，通过接点T1可以输出OUT T2。只要电路设计顺序正确，连续输出可以多次使用。但是若Y2与T1和T2交换，则不可以，要用后面介绍的MPS和MPP指令。,3三菱FX系列PLC触点并联指令（OR/ORI/ORP/ORF）,（1）OR（或指令）：单个常开触点的并联指令，实现逻辑“或”运算。,（2）ORI（或非指令）：单个常闭触点的并联指令，实现逻辑“或非”运算。,（3）ORP：上升沿检测并联连接指令。,（4）ORF：下降沿检测并联连接指令。,触点并联指令的使用如图3-17所示。,图3-17 触点并联指令的使用,触点并联指令的使用说明：,（1）OR、ORI、ORP、ORF指令都是指单个触点的并联，并联触点的左端接到LD、LDI、LDP或LPF处，右端与前一条指令对应触点的右端相连。触点并联指令连续使用的次数不限。,（2）OR、ORI、ORP、ORF指令的目标元件为X、Y、M、T、C、S。,4三菱FX系列PLC块操作指令（ORB/ANB）,（1）ORB（串联电路块或）：将两个或两个以上的串联电路块并联连接指令。ORB指令的使用如图3-18所示。,ORB指令的使用说明：,两个或两个以上触点串联的电路称为串联电路块。,几个串联电路块并联连接时，每个串联电路块开始时应该用LD或LDI指令。,有多个电路块并联的回路，如对每个电路块使用ORB指令，则并联的电路块数量没有限制。,ORB指令也可以连续使用，但这种程序写法不推荐使用，LD或LDI指令的使用次数不得超过8次，即ORB指令只能连续使用8次以下，ORB指令不带操作数，其后不跟任何软元件编号。,图3-18 ORB指令的使用,图3-19 ANB指令的使用,5置位与复位指令（SET/RST,（1）SET（置位）：置位指令。,（2）RST（复位）：复位指令。,SET、RST指令的使用如图3-20所示。当X0常开触点接通时，Y0变为ON状态并一直保持该状态，即使X0常开触点断开Y0的ON状态仍维持不变；只有当X1的常开常开触点闭合时，Y0才变为OFF状态并保持，即使X1常开触点断开，Y0也仍为OFF状态。,图3-20 带复位指令的使用,SET、RST指令的使用说明：,（1）SET指令的目标元件为Y、M、S，RST指令的目标元件为Y、M、S、T、C、D、V、Z。RST指令常被用来对D、Z、V的内容清零，还用来复位积算定时器和计数器。,（2）对于同一目标元件，SET、RST可多次使用，顺序也可随意，但最后执行者有效。,（3）SET指令和RST指令具有自保持功能。,6三菱FX系列PLC微分指令（PLS/PLF）,（1）PLS（上升沿微分指令）：在输入信号上升沿产生一个扫描周期的脉冲输出。,（2）PLF（下降沿微分指令）：在输入信号下降沿产生一个扫描周期的脉冲输出。,微分指令的使用如图3-21所示，利用微分指令检测到信号的边沿，通过置位和复位指令控制Y0的状态。,图3-21 微分指令的使用,PLS、PLF指令的使用说明：,（1）PLS、PLF指令的目标元件为Y和M。,（2）使用PLS指令时，仅在驱动输入为ON状态后的一个扫描周期内目标元件为ON状态，如图3-21所示，M0仅在X0的常开触点由断到通时的一个扫描周期内为ON状态；使用PLF指令时只是利用输入信号的下降沿驱动，其他与PLS相同。,7三菱FX系列PLC主控指令（MC/MCR）,（1）MC（主控指令）：用于公共串联触点的连接。执行MC指令后，左母线移到MC触点的后面。,（2）MCR（主控复位指令）：它是MC指令的复位指令，即利用MCR指令恢复原左母线的位置。,编程时常会出现这样的情况，多个线圈同时受一个或一组触点控制，如果在每个线圈的控制电路中都串入同样的触点，将占用很多存储单元，使用主控指令就可以解决这一问题。MC、MCR指令的使用如图3-22所示，利用MC N0 M100实现左母线右移，使Y0、Y1都在X0的控制之下，其中N0表示嵌套等级，在无嵌套结构中N0的使用次数无限制，利用MCR N0恢复到原左母线状态。如果X0断开则会跳过MC、MCR之间的指令向下执行。,图3-22 主控指令的使用,图3-22 主控指令的使用,8三菱FX系列PLC堆栈指令（MPS/MRD/MPP）,堆栈指令是FX系列中新增的基本指令，用于多重输出电路，为编程带来便利。在FX系列PLC中有11个存储单元，它们专门用来存储程序运算的中间结果，被称为栈存储器。,（1）MPS（进栈指令）：将运算结果送入栈存储器的第一段，同时将先前送入的数据依次移到栈的下一段。,（2）MRD（读栈指令）：将栈存储器的第一段数据（最后进栈的数据）读出且该数据继续保存在栈存储器的第一段，栈内的数据不发生移动。,（3）MPP（出栈指令）：将栈存储器的第一段数据（最后进栈的数据）读出且该数据从栈中消失，同时将栈中其他数据依次上移。,图3-23 堆栈指令的使用,堆栈指令的使用说明：,（1）堆栈指令没有目标元件。,（2）MPS和MPP必须配对使用。,（3）由于栈存储单元只有11个，所以栈的层次最多为11层。,9三菱FX系列PLC逻辑反、空操作与结束指令（INV/NOP/END）,（1）INV（反指令）：执行该指令后将原来的运算结果取反。反指令的使用如图3-24所示，如果X0断开，则Y0为ON状态，否则Y0为OFF状态。使用时应注意INV不能像指令表中的LD、LDI、LDP、LDF指令那样与母线连接，也不能像指令表中的OR、ORI、ORP、ORF指令那样单独使用。Y0X0012LDINVOUTX0Y0,图3-24 反指令的使用,（2）NOP（空操作指令）：不执行操作，但占一个程序步。执行NOP指令时并不做任何操作，有时可用NOP指令短接某些触点或用NOP指令将不需要的指令覆盖。当PLC执行了清除用户存储器操作后，用户存储器的内容将全部变为空操作指令。,（3）END（结束指令）：表示程序结束。若程序的最后不写END指令，则PLC不管实际用户程序多长，都从用户程序存储器的第一步执行到最后一步；若有END指令，当扫描到END时，则结束执行程序，这样可以缩短扫描周期。在程序调试时，可在程序中插入若干END指令，将程序划分为若干段，在确定前面程序段无误后，依次删除END指令，直至调试结束。,3.3.2 FX系列PLC的步进指令,1步进指令（STL/RET）,步进指令是专为顺序控制而设计的指令。在工业控制领域许多控制过程都可用顺序控制的
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