plc應(yīng)用技術(shù)課件

第1章PLC基礎(chǔ)

一、PLC的產(chǎn)生與發(fā)展

1968年，美國(guó)最大的汽車(chē)制造商——通用汽車(chē)公司（GM公司）為了適應(yīng)生產(chǎn)工藝不斷

更新的需要，提出要用一種新型的工業(yè)控制器取代繼電器-接觸器控制裝置，并要求把計(jì)算

機(jī)控制的優(yōu)點(diǎn)（功能完備，靈活性、通用性好）和繼電器-接觸器控制的優(yōu)點(diǎn)（簡(jiǎn)單易懂、

使用方便、價(jià)格便宜）結(jié)合起來(lái)，設(shè)想將繼電接觸器控制的硬接線邏輯轉(zhuǎn)變?yōu)橛?jì)算機(jī)的軟件

邏輯編程，且要求編程簡(jiǎn)單、使得不熟悉計(jì)算機(jī)的人員也能很快掌握其使用技術(shù)。第二年，

美國(guó)數(shù)字設(shè)備公司（DEC公司）研制出了第一臺(tái)可編程序控制器，并在美國(guó)通用汽車(chē)公司

的自動(dòng)裝配線上試用成功，取得滿意的效果，可編程序控制器自此誕生。

PLC的定義有許多種，國(guó)際電工委員會(huì)（IEC）對(duì)PLC的定義是：可編程序控制器是一

種專(zhuān)為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置。它采用可編程序的存儲(chǔ)器，用

來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過(guò)數(shù)

字的或模擬的輸入和輸出，控制各種類(lèi)型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程?？删幊绦蚩刂破骷捌溆嘘P(guān)的外

圍設(shè)備，都應(yīng)按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成?個(gè)整體，易于擴(kuò)展其功能的原則而設(shè)計(jì)、

二、PLC的特點(diǎn)與應(yīng)用領(lǐng)域

1.PLC的特點(diǎn)

1）抗干擾能力強(qiáng)、可靠性高

2）控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單.、使用方便

3）功能強(qiáng)大、通用性好

2.PLC的應(yīng)用領(lǐng)域

1）邏輯控制

2）運(yùn)動(dòng)控制

3）過(guò)程控制

4）工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)分級(jí)系統(tǒng)

3.PLC的分類(lèi)與主要產(chǎn)品

1）PLC的分類(lèi)

根據(jù)PLC可擴(kuò)展的輸入輸出點(diǎn)數(shù)，可以將PLC分為小型、中型和大型三類(lèi)。小型PLC

的輸入輸出點(diǎn)數(shù)在256點(diǎn)以下；中型PLC的輸入輸出點(diǎn)數(shù)在256?2048個(gè)點(diǎn)：大型的PLC

的輸入輸出點(diǎn)數(shù)在2048點(diǎn)以上。

按PLC的結(jié)構(gòu)分類(lèi)，PLC可分為整體式和模塊式。整體式PLC將電源、CPU、存儲(chǔ)器、

I/O系統(tǒng)都集中在一個(gè)小箱體內(nèi)，小型PLC多為整體式PLC；模塊式PLC是按功能分成若

干模塊，如電源模塊、CPU模塊、連接模塊、輸入模塊、輸出模塊等，再根據(jù)系統(tǒng)要求，

組合不同的模塊，形成不同用途的PLC,大中型的PLC多為模塊式PLC。

2)PLC的主要產(chǎn)品

表1部分PLC生產(chǎn)廠家及主要產(chǎn)品

國(guó)家。公司*產(chǎn)品型號(hào)。

美國(guó)。GEFanuc*390?-30系列，90?-70系列Q

日本。三菱MITSUBISHI^FX,FXa，F(xiàn)XZN系列，A系列，Q系列，敘以系列。

日本。歐姆龍OMRON2C系列，C200H,CPM,1A.CQM1,CV系列。

德國(guó)。西門(mén)子SIEMENS。S5系列,S7-200,S7-300,S7-400系列"

法國(guó)。Schneider^Twido,Micro,Premume>Compaq系列。

4.PLC的一般結(jié)構(gòu)及基本工作原理

1)PLC的一般結(jié)構(gòu)

各種PLC的組成結(jié)構(gòu)基本相同。它主要由CPU、電源、存儲(chǔ)器和輸入輸出接口電路等

組成。

(1)中央處理單元(CPU)

中央處理器單元(CPU)一般由控制器、運(yùn)算器和寄存器組成。CPU通過(guò)地址總線、

數(shù)據(jù)總線、控制總線與存儲(chǔ)單元、輸入輸出接口、通信接U、擴(kuò)展接口相連。CPU是PLC

的核心，它不斷的采集輸入信號(hào)，執(zhí)行用戶程序，刷新系統(tǒng)的輸出。

(2)存儲(chǔ)器

PLC的存儲(chǔ)器包括系統(tǒng)存儲(chǔ)器和用戶存儲(chǔ)器兩種。系統(tǒng)存儲(chǔ)器用于存放PLC的系統(tǒng)程

序，用戶存儲(chǔ)器用于存放PLC的用戶程序?，F(xiàn)在的PLC一般均采用可電擦除的E2PROM存

儲(chǔ)器來(lái)作為系統(tǒng)存儲(chǔ)器和用戶存儲(chǔ)器。

(3)輸入輸出接口單元

PLC的輸入接口電路的作用是將按鈕、行程開(kāi)關(guān)或傳感器等產(chǎn)生的信號(hào)送入CPU；PLC

的輸出接口電路的作用是將CPU向外輸出的信號(hào)轉(zhuǎn)換成可以驅(qū)動(dòng)外部執(zhí)行元件的信號(hào)，以

便控制接觸器線圈等電器的通、斷電。PLC的輸入輸出接口電路一般采用光電耦合隔離技

術(shù)，可有效地保護(hù)內(nèi)部電路。

PLC的輸入接口電路可分為直流輸入電路和交流輸入電路。直流輸入電路的延遲時(shí)間

比較短，可以直接與接近開(kāi)關(guān)、光電開(kāi)關(guān)等電子輸入裝置連接；交流輸入電路適用于在油霧，

粉塵的惡劣環(huán)境下使用。

圖1直流輸入電路

輸出接口電路通常有3種類(lèi)型：繼電器輸出型、晶體管輸出型和晶閘管輸出型.

繼電器輸出的優(yōu)點(diǎn)是電壓范圍寬、導(dǎo)通壓降小、價(jià)格便宜，既可以控制直流負(fù)載，也可

以控制交流負(fù)載；缺點(diǎn)是觸點(diǎn)壽命短，轉(zhuǎn)換頻率低。

晶體管輸出的優(yōu)點(diǎn)是壽命長(zhǎng)、無(wú)噪聲、可靠性高、轉(zhuǎn)換頻率快，可驅(qū)動(dòng)直流負(fù)載；缺點(diǎn)

是價(jià)格高，過(guò)載能力較差。

晶閘管輸出的優(yōu)點(diǎn)是壽命長(zhǎng)、無(wú)噪聲、可靠性高，可驅(qū)動(dòng)交流負(fù)載；缺點(diǎn)是價(jià)格高，過(guò)

載能力較差。

負(fù)我

AC220V

圖2繼電器輸出電路

(4)擴(kuò)展接口和通信接口

PLC的擴(kuò)展接口的作用是將擴(kuò)展單元和功能模塊與基本單元相連，使PLC的配置更加

靈活，以滿足不同控制系統(tǒng)的需要；通信接口的功能是通過(guò)這些通信接口可以和監(jiān)視器、打

印機(jī)、其他的PLC或是計(jì)算機(jī)相連，從而實(shí)現(xiàn)“人一機(jī)”或“機(jī)一機(jī)”之間的對(duì)話。

(5)電源

PLC一般使用220V交流電或24V直流電源，內(nèi)部的開(kāi)關(guān)電源為PLC的中央處理器、

存儲(chǔ)器等電路提供5V、12V、24V直流電源，使PLC能正常的工作。

2)PLC的基本工作原理

一般來(lái)說(shuō)，當(dāng)PLC運(yùn)行后，其工作過(guò)程可分為輸入采樣階段、程序執(zhí)行階段和輸出刷

新階段。完成上述3個(gè)階段即稱為?個(gè)掃描周期。

程序執(zhí)行階段輸出刷新階段

,k---愉---入--采樣---階--段--.

XOXIM0

輸

出

輸

入

輸

O—輸HH/M)

映

像

出

入

像

映輸出

M0

寄

存

端

端

存

寄鎖存

那

淵

子

了THX#器

M0YO

一

一個(gè)掃描周期

圖3PLC的掃描工作過(guò)程

輸入采樣階段：PLC將各輸入狀態(tài)存入對(duì)應(yīng)的輸入映像寄存器中，此時(shí)，輸入映像寄存

器被刷新，接著進(jìn)入程序執(zhí)行階段。在程序執(zhí)行階段或輸出刷新階段，輸入元件映像寄存器

與外界隔絕，無(wú)論輸入端子信號(hào)怎么變化，其內(nèi)容保持不變，直到下一個(gè)掃描周期的輸入采

樣階段才將輸入端子的新內(nèi)容重新寫(xiě)入。

程序執(zhí)行階段：PLC根據(jù)最新讀入的輸入信號(hào)，以先左后右、先上后下的順序逐行掃描，

執(zhí)行一次程序。結(jié)果存入元件映像寄存器中。對(duì)于元件映像寄存器，每個(gè)元件(除輸入映像

寄存器之外)的狀態(tài)會(huì)隨著程序的執(zhí)行而變化。

輸出刷新階段：在所有指令執(zhí)行完畢后，輸出映像寄存器中所有輸出繼電器的狀態(tài)(“1”

或“0”)在輸出刷新階段轉(zhuǎn)存到輸出鎖存器中，通過(guò)一定的方式輸出驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載。

第2章三菱FX2N系列PLC的硬件與編程元件

一、三菱FX2N系列PLC的硬件

FX系列PLC型號(hào)名稱可按如下格式定義：

FX

(1)⑵(3)(4)(5)

(1)子系列名稱，如IS,IN,INC,2N,2NC等。

(2)輸入輸出的總點(diǎn)數(shù)。

(3)單元類(lèi)型：M為基本單元，E為輸入輸出混合擴(kuò)展單元與擴(kuò)展模塊，EX為輸入

專(zhuān)用擴(kuò)展模塊，EY為輸出專(zhuān)用擴(kuò)展模塊。

(4)輸出形式：R為繼電器輸出，T為晶體管輸出，S為雙向晶閘管輸出(或稱為可

控硅輸出)。

(5)其他定義：D表示DC電源，DC輸入；UA1/UL表示AC電源，AC輸入；001

表示專(zhuān)為中國(guó)推出的產(chǎn)品。如果其他定義這一項(xiàng)無(wú)符號(hào)，則表示為AC電源、DC輸入。

例如型號(hào)為FX2N-48MR-D的PLC表示該P(yáng)LC屬于FX2N系列,是具有48個(gè)I/O點(diǎn)的基

本單元，繼電器輸出型，使用DC24V電源。

二、三菱FX2N系列PLC的硬件結(jié)構(gòu)

1.基本單元

基本單元即主機(jī)或本機(jī)。它包括CPU、存儲(chǔ)器、基本輸入/輸出點(diǎn)和電源等，是PLC的

主要部分。它實(shí)際上是一個(gè)完整的控制系統(tǒng)，可以獨(dú)立完成一定的控制任務(wù)。

表1FX2N基本單元

型號(hào)。輸入。輸出輸入輸出

維電器輸出2晶閘管輸出。晶體管輸出p點(diǎn)點(diǎn)C點(diǎn)數(shù)總點(diǎn)數(shù)。

FX2N-16MR-001^FX2N-16MS-001-FX2N-16MT-001P8。16

FX2N?32MR?0012FX2N-32MS-00bFX2N-32MT-001P16Q16-32

FX2N-48MR-001^FX2N-48MS-001^FX2N-48MT-001^2“2343

FX2N-64MR-001^FX2N-64MS-001-FX2N-64MT-001P32d32。64。

FX2N-S0MR-001^FX2N-S0MS-001-FX2N-S0MT-001P40Q皿80^

FX2N-128MR-001^-PFX2N-128MT-001^6364^1282

2.擴(kuò)展單元

擴(kuò)展單元由內(nèi)部電源、內(nèi)部輸入輸出電路組成，需要和基本單元??起使用。在基本單

元的I/O點(diǎn)數(shù)不夠時(shí)，可采用擴(kuò)展單元來(lái)擴(kuò)展I/O點(diǎn)數(shù)。

3.擴(kuò)展模塊

擴(kuò)展模塊由內(nèi)部輸入輸出電路組成，自身不帶電源，由基本單元、擴(kuò)展單元供電，需要

和基本單元一起使用。在基本單元的I/O點(diǎn)數(shù)不夠時(shí)，可采用擴(kuò)展模塊來(lái)擴(kuò)展I/O點(diǎn)數(shù)。

4.特殊功能模塊

FX2N系列PLC提供了各種特殊功能模塊，當(dāng)需要完成某些特殊功能的控制任務(wù)時(shí)，就

需要用到特殊功能模塊。

1）模擬量輸入輸出模塊

2）數(shù)據(jù)通信模塊

3）高速計(jì)數(shù)器模塊

4）運(yùn)動(dòng)控制模塊

5.相關(guān)設(shè)備

1）專(zhuān)用編程器

FX2N系列PLC有自己專(zhuān)用的液晶顯示的手持式編程器FX-10P-E和FX-20P-E,它們不

能直接輸入和編輯梯形圖程序,只能輸入和編輯指令表程序，可以監(jiān)視用戶程序的運(yùn)行情況。

2）編程軟件

在開(kāi)發(fā)和調(diào)試過(guò)程中，專(zhuān)用編程器編程不方便，使用范圍和若命也有限，因此目前的發(fā)

展趨勢(shì)是在計(jì)算機(jī)上使用編程軟件。目前常用的FXZN系列PLC的編程軟件是FX-FCSAVI

N-E/-C和SWOPC-FXGPAVIN-C編程軟件，它們是漢化軟件，可以編輯梯形圖和指令表，

并可以在線監(jiān)控用戶程序的執(zhí)行情況。

3）顯示模塊

顯示模塊FX-10DM-E可以安裝在控制屏的面板上，用電纜與PLC相連，有5個(gè)鍵和帶

背光的LED顯示器，顯示兩行數(shù)據(jù)，每行16個(gè)字符，可用于各種型號(hào)的FX系列PLC。可

以監(jiān)視和修改定時(shí)器T、計(jì)數(shù)器C的當(dāng)前值和設(shè)定值，監(jiān)視和修改數(shù)據(jù)寄存器D的當(dāng)前值。

4）圖形操作終端

GOT-900系列圖形操作終端FX2N系列PLC人機(jī)操作界面中的較常用的一種。它的電源

電壓為DC24V,用RS-232C或RS-485接口與PLC通信。有50個(gè)觸摸鍵，可以設(shè)置500

個(gè)畫(huà)面?？梢杂糜诒O(jiān)控或現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試。

2.FX2N系列PLC性能指標(biāo)

在使用PLC的過(guò)程中，除了需要熟悉PLC的硬件結(jié)構(gòu)，還應(yīng)了解PLC的一些性能指標(biāo)。

1）FX2N的一般技術(shù)指標(biāo)

2)FX2N的電源指標(biāo)

3)FX2N的輸入技術(shù)指標(biāo)

4)FX2N的輸出技術(shù)指標(biāo)

二、三菱FX2N系列PLC的外部接線

1.端子排

FX2N-32MRPLC的接線端子如圖1所示。L、N端是電源的輸入端，一般直接使用工頻交

流電(AC100?250V),L端為交流電源相線，N為交流電源的中性線。機(jī)內(nèi)自帶直流24V內(nèi)

部電源，為輸入器件和擴(kuò)展單元供電。X0?X17為輸入端子，COM為輸入端子的公共端。

Y0?Y17為輸出端子，COM1-COM4為輸出端子的公共端。FX2N-32MR的輸入端子只有一個(gè)

公共端子COM,而輸出端子的公共端共有4個(gè)(COM1?COM4),其中YO、Yl、Y2、Y3的

公共端子為COM1,Y4、Y5、Y6、Y7的公共端子為COM2,中間用顏色較深的分隔線分開(kāi),

其它公共端同理。

接地端子電源端子DC24V輸出輸入端子空端子

1'?1?11XOIX2IX4IX6|X10|X12|X14|X16|?|

1|N|.|24-1XI|X3X：)|X7|X11]\13|Xlh|X17|

MITSUBISHI

FX2N-32MR

1YO|Y2|?|￥4|￥6|?|Y10|Y12|?|Yl4|￥16|?|

|CQM1|Y1|V3「八(2|Y5|Y7p)\f3|Yll|Y13LW|V15|￥17|

公共端子輸出端子分隔線

(YO、YkY2、Y3公共端)

圖2FX2N-32MR的端子排列

2.漏型輸入和源型輸入

漏型輸入和源型輸入是針對(duì)直流輸入的，對(duì)于FX2N系列PLC來(lái)說(shuō)，DC電流從PLC公

共端(COM端)流進(jìn)，而從輸入端流出，稱為漏型輸入。而源型輸入電路的電流是從PLC

的輸入端流進(jìn)，而從公共端流出。三菱公司在中國(guó)銷(xiāo)售的FX2N系列PLC只有漏型輸入的型

號(hào)。當(dāng)輸入是無(wú)電壓觸點(diǎn)輸入時(shí)，如圖3所示，電流經(jīng)24+端子輸出，經(jīng)內(nèi)部電路、X輸入

端子和外部的觸點(diǎn)，從COM端子流回24V電源的負(fù)極。當(dāng)輸入是2線式接近傳感器時(shí)，接

線如圖4所示，2線式接近傳感器為NPN型。當(dāng)輸入是3線式接近傳感器時(shí)，接線如圖5

所示，3線式接近傳感器也是NPN型。

圖3無(wú)電壓觸點(diǎn)輸入接線圖

圖42線式接近傳感器輸入接線圖

圖53線式接近傳感器輸入接線圖

3.漏型輸出和源型輸出

FX2N系列的PLC輸出有漏型輸出和源型輸出兩種類(lèi)型，漏型輸出是指負(fù)載電流流入輸

出端子，而從公共端子流出。源型輸出是指負(fù)載電流從輸出端子中流出，而從公共端子流入。

漏型輸出如圖6所示，當(dāng)輸出繼電器Y為ON時(shí)，電流從Y端流入，從公共端COM流出。

源型輸出如圖7所示，當(dāng)梯形圖中的輸出繼電器Y為ON時(shí)，電流從公共端COM流入，從

Y端流出。

負(fù)我

圖6漏型輸出

負(fù)我

圖7源型輸出

4.外部接線實(shí)例

以FX2N-32MR型PLC為例，在PLC的輸入端接入一個(gè)按鈕、一個(gè)限位開(kāi)關(guān)，還有?個(gè)接

近開(kāi)關(guān)；輸出為一個(gè)220V的交流接觸器和一個(gè)電磁閥。

圖8外部接線圖

三、三菱FX2N系列PLC的編程元件

PLC的編程語(yǔ)言有5種，分別是順序功能圖、梯形圖、功能塊圖、指令表和結(jié)構(gòu)文本,

其中應(yīng)用最多的是梯形圖，PLC的梯形圖如圖9所示。

叫Y0

TI-------------（）

圖9PLC的梯形圖

1.三菱FX2N系列PLC的編程元件

1）輸入繼電器（X）

輸入繼電器一般都有一個(gè)PLC的輸入端子與之對(duì)應(yīng)，它是PLC用來(lái)接收用戶設(shè)備輸入

信號(hào)的接口。當(dāng)接在輸入端子的開(kāi)關(guān)元件閉合時(shí)，輸入繼電器的線圈得電，在程序中的常開(kāi)

觸點(diǎn)閉合，常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，這些觸點(diǎn)可以在編程時(shí)任意使用，使用次數(shù)不受限制。編程時(shí)應(yīng)

注意的是，輸入繼電器的線圈只能由外部信號(hào)來(lái)驅(qū)動(dòng)，不能在程序內(nèi)用指令來(lái)驅(qū)動(dòng)，因此在

用于編制的梯形圖中只能出現(xiàn)輸入繼電器的觸點(diǎn)，而不應(yīng)出現(xiàn)輸入繼電器的線圈，其觸點(diǎn)也

不能直接輸出帶動(dòng)負(fù)載。

2）輸出繼電器（Y）

輸出繼電器一般也都有一個(gè)PLC的輸出端子與之對(duì)應(yīng)，它是用來(lái)將輸出信號(hào)傳送到負(fù)

載的接口，用于驅(qū)動(dòng)負(fù)載。當(dāng)輸出繼電器的線圈得電時(shí)，對(duì)應(yīng)的輸出端子接通，負(fù)載電路開(kāi)

始工作。每一個(gè)輸出繼電器線圈有無(wú)數(shù)對(duì)常開(kāi)觸點(diǎn)和常閉觸點(diǎn)供編程時(shí)使用。編程時(shí)需要注

意的是外部信號(hào)無(wú)法直接驅(qū)動(dòng)輸出繼電器，它只能在程序內(nèi)部驅(qū)動(dòng)。

3）輔助繼電器（M）

FX2N系列PLC內(nèi)部有很多輔助繼電器，和輸出繼電器一樣，只能山程序驅(qū)動(dòng)，每個(gè)輔助

繼電器也有無(wú)數(shù)對(duì)常開(kāi)、常閉接點(diǎn)供編程使用。輔助繼電器的觸點(diǎn)在PLC內(nèi)部編程時(shí)可以任

意使用，但它不能直接驅(qū)動(dòng)負(fù)載，外部負(fù)載必須由輸出繼電器的輸出觸點(diǎn)來(lái)驅(qū)動(dòng)。

在邏輯運(yùn)算中經(jīng)常需要一些輔助繼電器作為輔助運(yùn)算用，這些器件往往用作狀態(tài)暫存、

移位等運(yùn)算。另外一些輔助繼電器還有一些特殊功能。以下是幾種常用的輔助繼電器。

?般輔助繼電器的作用和繼電器控制系統(tǒng)中的中間繼電器相同，它是用來(lái)保存控制繼電

器的中間操作狀態(tài)。存取的地址范圍是M0?M499,共500個(gè)點(diǎn)；電池后備/鎖存輔助繼電

器具有斷電保護(hù)功能，斷電后輔助繼電器所存儲(chǔ)的信息鎖存保持不變，存取的地址范圍是

M500-M3071,共2572個(gè)點(diǎn)。

特殊輔助繼電器是用來(lái)存儲(chǔ)系統(tǒng)的狀態(tài)變量、有關(guān)的控制參數(shù)和信息的具有特殊功能的

輔助繼電器。特殊輔助繼電器的存取的地址范圍是M8000?M8255,共256個(gè)點(diǎn)。

4）狀態(tài)繼電器（S）

也稱順序控制繼電器，它常用于順序控制或步進(jìn)控制中，并與其指令一起使用實(shí)現(xiàn)順序

或步進(jìn)控制功能流程圖的編程。通常狀態(tài)繼電器可以分為下面5個(gè)類(lèi)型。

初始狀態(tài)繼電器：地址范圍是從S0?S9,共10個(gè)點(diǎn)?；亓銧顟B(tài)繼電器：地址范圍是從

S10-S19,共10個(gè)點(diǎn)。通用狀態(tài)繼電器：地址范圍是從S20?S499,共480個(gè)點(diǎn)。斷電保

持狀態(tài)繼電器。地址范圍是從S500?S899,共400個(gè)點(diǎn)。報(bào)警用狀態(tài)繼電器：地址范圍是

從S900?S999,共100個(gè)點(diǎn)。

5）定時(shí)器（T）

定時(shí)器的定時(shí)精度分別為1ms,10ms和100ms三種，定時(shí)器的地址范圍是TO?T255,它

們的定時(shí)精度和定時(shí)范圍并不相同，用戶可以根據(jù)所要定時(shí)的時(shí)間來(lái)選擇定時(shí)器。

6）計(jì)數(shù)器（C）

計(jì)數(shù)器用于累計(jì)計(jì)數(shù)輸入端接收到的由斷開(kāi)到接通的脈沖個(gè)數(shù)，其設(shè)定計(jì)數(shù)值由程序設(shè)

置。計(jì)數(shù)器的地址范圍是C0?C234。

7）高速計(jì)數(shù)器（HSC）

高速計(jì)數(shù)器的工作原理和普通計(jì)數(shù)器基本相同。不同的是普通計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)頻率受掃描

周期的影響，因此計(jì)數(shù)的頻率不能太高；而高速計(jì)數(shù)器用來(lái)累計(jì)比CPU掃描速率更快的高速

脈沖。高速計(jì)數(shù)器的地址范圍是C235?C255。

8）數(shù)據(jù)寄存器（D）

通用數(shù)據(jù)寄存器：地址范圍是D0?D199,共200點(diǎn)。

電池后備/鎖存數(shù)據(jù)寄存器：地址范圍是D200?D7999,共7800個(gè)點(diǎn)。

特殊寄存器：地址范圍是D8000?D8255,用來(lái)控制和監(jiān)視PLC內(nèi)部的各種工作方式和

元件。

文件寄存器：地址范圍是D1000?D7999,共7000個(gè)點(diǎn)。

變址寄存器：FX2N系列PLC有16個(gè)變址寄存器，地址范圍分別是V0?V7,Z0?Z7,變

址寄存器除了和通用的數(shù)據(jù)寄存器具有相同的使用方法外，還可以用來(lái)改變編程元件的元件

號(hào)。

9）指針（P/I）

指針（P/D包括分支和子程序用的指針（P）及中斷用的指針（Do分支和子程序用的

指針從P0?P127,共128點(diǎn)。中斷用的指針從10口□?18口口，共9點(diǎn)。

10）常數(shù)（K/H）

常數(shù)也作為編程元件對(duì)待，它在存儲(chǔ)器中占有一定的空間，十進(jìn)制數(shù)用K表示，十六進(jìn)

制常數(shù)用H表示。

2.三菱FXZN系列PLC的尋址方式

FXZN系列PLC將數(shù)據(jù)存于不同的存儲(chǔ)單元（軟繼電器），每個(gè)存儲(chǔ)單元都有自己唯一

的地址，這就是尋址方式。PLC有兩種尋址方式，分別是直接尋址和間接尋址。直接尋址

方式是指直接找到元件的名稱進(jìn)行存儲(chǔ)，而間接尋址則不直接通過(guò)元件名稱來(lái)存儲(chǔ)。取代繼

電器控制的數(shù)字控制系統(tǒng)，一般只用直接尋址。

1）直接尋址

位尋址格式、字尋址和雙字尋址、位組合尋址

2）間接尋址

FX2N系列PLC利用變址寄存器V0?V7和Z0?Z7來(lái)進(jìn)行間接尋址。

3.三菱FX2N系列PLC的數(shù)據(jù)格式

1）十六進(jìn)制數(shù)

PLC中，只有二進(jìn)制數(shù)是可以被直接處理的，但是二進(jìn)制數(shù)表達(dá)過(guò)于繁雜，所以可以用

十六進(jìn)制數(shù)來(lái)表示二進(jìn)制數(shù)。十六進(jìn)制數(shù)有16個(gè)數(shù)字符號(hào)，即0?9和A?F,A?F分別對(duì)應(yīng)

十進(jìn)制數(shù)10?15,十六進(jìn)制數(shù)采用逢16進(jìn)1的運(yùn)算規(guī)則。4位二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成1位16進(jìn)制數(shù)，

例如二進(jìn)制數(shù)0001110000010101可以轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制數(shù)1C15。

2）BCD碼

BCD碼是按二進(jìn)制編碼的十進(jìn)制數(shù)。每位十進(jìn)制數(shù)用4位二進(jìn)制數(shù)來(lái)表示，0?9對(duì)應(yīng)的

二進(jìn)制數(shù)為0000?1001,例如十進(jìn)制數(shù)1234對(duì)應(yīng)的BCD碼為0001001000110100?16位BCD

碼對(duì)應(yīng)4位二進(jìn)制數(shù)，范圍是0000?9999。從PLC外部的數(shù)字撥碼開(kāi)關(guān)輸入的數(shù)據(jù)一般都是

BCD碼，PLC送給外部的7段顯示器的數(shù)據(jù)一般也是BCD碼，因此PLC在處理時(shí)必須將BCD

碼轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)。

3）科學(xué)計(jì)數(shù)法

科學(xué)計(jì)數(shù)法可以用來(lái)表示整數(shù)和小數(shù)，在科學(xué)計(jì)數(shù)法中，數(shù)據(jù)占用相鄰的兩個(gè)數(shù)據(jù)寄存

器（例如D10和Dll）,D11為高16位，D10為低16位，數(shù)據(jù)格式為尾數(shù)X10指數(shù)，D10中存放

的是尾數(shù)，D11中存放的是指數(shù),其尾數(shù)是4位BCD整數(shù)范圍是0、1000?9999和-9999?-1000,

指數(shù)的范圍為41?+35。

4）浮點(diǎn)數(shù)格式

浮點(diǎn)數(shù)也可以用來(lái)表示整數(shù)和小數(shù)，浮點(diǎn)數(shù)占JIJ相鄰兩個(gè)數(shù)據(jù)寄存器（例如D11和D10）,

D11為高16位，D10為低16位，數(shù)據(jù)格式為尾數(shù)X2指數(shù)，在32位中，尾數(shù)占低23位（即b0?

b22位,b0為最低位）,指數(shù)占8位（b23?b30位），最高位（b31位）為符號(hào)位。

第3章三菱FX2N系列PLC的指令系統(tǒng)

一、三菱FX2N系列PLC的基本指令

1.常用指令

1）標(biāo)準(zhǔn)觸點(diǎn)指令

XOXIM0

LDX0

HH/M)ORM0

M0

ANTXI

HPOITMO

X2X3MlLDTX2

H/HFH)ANDX3

C2ORIC2

H/l~~1OUTMl

圖i標(biāo)準(zhǔn)觸點(diǎn)指令

2）邏輯電路塊的連接指令

XIX3YOIDXI

ORX2

(

TH/4hLDTX3

j/卜~)ORX4

AKB

LDIX5

X5X6ANDX6

ORB

H/HPOCTYO

圖2電路塊連接指令

［練習(xí)］

根據(jù)梯形圖寫(xiě)出指令發(fā)

//“"

o方

x?

XILX<0LDX-1?0

_—

—D1B

X4X

1A、

rAD411

L2I—

2xNDX1LDX12

X/IDAlX13AVXn3

dKODLN1D

X194

/L—RLBDX4nNIXI5

XIxt

4AX15舊R

-Nl

”ol

O網(wǎng)B

RB

OYnoCH冊(cè)TYIO

rT!(,*

根據(jù)梯形圖寫(xiě)出指令表

LD

O

L>RD

R

LND

A

NI

期?B

>K

。NB

“>R1

(HX7

CH

（a）（b）

3）堆棧操作指令

FXZN系列PLC有一個(gè)11位的堆棧，堆棧按“先進(jìn)后出，后進(jìn)先出”的原則存取，即

先入的數(shù)據(jù)放在棧下方，后進(jìn)的數(shù)據(jù)放在棧上方，出棧時(shí)上方的數(shù)據(jù)（后進(jìn)的數(shù)據(jù)）先出去,

下方的數(shù)據(jù)（先進(jìn)的數(shù)據(jù)）后出去。棧頂用來(lái)存儲(chǔ)邏輯運(yùn)算的結(jié)果，下面的10位用來(lái)存儲(chǔ)

中間結(jié)果。與堆棧有關(guān)的指令有以下3個(gè)。

入棧指令（MPS）：當(dāng)前的邏輯運(yùn)算結(jié)果壓入棧頂，堆棧中原來(lái)的數(shù)據(jù)依次向下一層推

移。

讀棧指令（MRD）：讀取存儲(chǔ)在棧頂?shù)臄?shù)據(jù)，讀出數(shù)據(jù)后堆棧內(nèi)的數(shù)據(jù)不會(huì)上下移動(dòng)。

出棧指令（MPP）：彈出棧頂?shù)臄?shù)據(jù)，使棧中各層的數(shù)據(jù)向上移動(dòng)一層，第2層的數(shù)據(jù)

成為堆棧的新的棧頂值，原棧頂值被推出丟失。

這些堆棧操作指令如圖3所示，其中MPS和MPP必須成對(duì)出現(xiàn)。主要用在多重輸出電

路。

Xo

LDS

\lpDX

AN1

ouTY1

\fRD

ANDX3

仇

WT￥2

P

ANWDX4

TY3

圖3堆棧操作指令

［練習(xí)］

根據(jù)梯形圖寫(xiě)出指令表

DXoPP

LDWtNDX4

八wXIPS

NADX5

wlWX2rTY2

AX

aYopP

CT

叩xDX6

wrN

X3cTY3

SDY1

olIT

根據(jù)梯形圖寫(xiě)出指令表

(a)(b)

4）置位、復(fù)位指令

置位指令（SET）的功能是將某個(gè)存儲(chǔ)器置1；復(fù)位指令（RST）的功能是將某個(gè)存儲(chǔ)

器置0。SET指令用于Y、M和S,RST指令可以用于復(fù)位Y、M、S、T和C,也可以將字

元件D、V和Z清零。

X0J1___

XI___IL

YQj~L

圖4置位、復(fù)位指令

5）觸點(diǎn)檢測(cè)指令

觸點(diǎn)檢測(cè)指令包括上升沿檢測(cè)的觸點(diǎn)指令和下降沿檢測(cè)的觸點(diǎn)指令。上升沿檢測(cè)的觸點(diǎn)

指令有LDP、ANDP、ORP,觸點(diǎn)中間有一個(gè)向上的箭頭，對(duì)應(yīng)的觸點(diǎn)僅在指定位元件的上

升沿時(shí)接通一個(gè)掃描周期；下降沿檢測(cè)的觸點(diǎn)指令有LDF、ANDF、ORF,觸點(diǎn)中間有一個(gè)

向下的箭頭，對(duì)應(yīng)的觸點(diǎn)僅在指定位元件的下降沿時(shí)接通一個(gè)掃描周期。

幻LV

TTpX1

LDFX2

OR

TXJ2OL'TY0

圖5觸點(diǎn)檢測(cè)指令

6）微分輸出指令

微分輸出指令包括上升沿微分輸出指令（PLS）和下降沿微分輸出指令（PLF）。PLS

指令和PLF指令只能用于Y和M（不包括特殊輔助繼電器）。如圖16所示，M10僅在X3

的上升沿的一個(gè)掃描周期內(nèi)為ON,Mil僅在X3的下降沿的一個(gè)掃描周期內(nèi)為ON。

LDX3

PLSM10X3j_i_r

PLSMIO

X3LDX3monn

|-------PLFMilPLFMilMHn_

圖6微分輸出指令

7）主控指令與主控復(fù)位指令

IDX10

MCNOMIO

LDXI

SETY1

LDX2

OUTY2

MCRNO

LDX3

OUTY3

圖7主控復(fù)位指令

8）取反指令

取反指令I(lǐng)NV在梯形圖中用一條45°短斜線表示。INV指令將執(zhí)行該指令之前的運(yùn)算

結(jié)果取反，運(yùn)算結(jié)果如果為1則將它變?yōu)?,運(yùn)算結(jié)果如果為0則將它變?yōu)閘o

IHX10HXU/H-Y10）巴XX11

OCT￥10

圖8取反指令

9）空指令

空指令NOP使該步序空操作，不影響程序的執(zhí)行。在程序全部清除時(shí)，全部指令變成

NOPo

10）程序結(jié)束指令

程序結(jié)束指令END將強(qiáng)制結(jié)束當(dāng)前的掃描執(zhí)行過(guò)程。若不寫(xiě)END指令，將從用戶程

序存儲(chǔ)器的第一步執(zhí)行到最后一步。如果原來(lái)PLC用戶程序存儲(chǔ)器有程序，并且比新寫(xiě)入

的程序要長(zhǎng)，下載新的程序時(shí)，原有的程序不能完全覆蓋，在執(zhí)行程序的過(guò)程中，執(zhí)行完新

的程序后接下去執(zhí)行原來(lái)的未被覆蓋的程序，導(dǎo)致出錯(cuò)。將END指令放在程序結(jié)束處，只

執(zhí)行第一步到END之間的程序，可以避免上述問(wèn)題的產(chǎn)生，并且可以縮短掃描周期。

在調(diào)試程序的時(shí)候也可以將END指令插在各段程序之后，?段一段程序開(kāi)始調(diào)試，調(diào)

試好的程序?qū)ND指令去掉。

［練習(xí)］

根據(jù)梯形圖寫(xiě)出指令表

2.定時(shí)器指令

PLC中的定時(shí)器相當(dāng)于繼電器控制系統(tǒng)中的時(shí)間繼電器，用來(lái)定時(shí)。FXZN系列PLC的

定時(shí)器共有2種類(lèi)型：通用定時(shí)器和積算定時(shí)器。定時(shí)器有1ms、10ms、100ms三種分辨率,

分辨率取決于定時(shí)器號(hào)，如表1所示?？捎贸?shù)K或數(shù)據(jù)寄存器（D）的內(nèi)容來(lái)設(shè)置定時(shí)

值。

表IFXZN系列PLC的定時(shí)器

類(lèi)型分辨率定時(shí)范圍定時(shí)器號(hào)

10ms327.67sT200?T245

通用定時(shí)器

100ms3276.7sTO?T199

1ms32.767sT246?T249

積算定時(shí)器

100ms3276.7sT250?T255

1）通用定時(shí)器

當(dāng)通用定時(shí)器的線圈通電時(shí)，定時(shí)器開(kāi)始定時(shí)，定時(shí)時(shí)間到時(shí)，它的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合,

常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)；通用定時(shí)器沒(méi)有斷電保持功能，在輸入電路斷開(kāi)或停電時(shí)被復(fù)位。

LDXIXI_J-LT；L

OUTTOK50so____m

LDTO當(dāng)前值幺/，

OUTY0

圖9通用定時(shí)翳指令

2)積算定時(shí)器

積算定時(shí)器在輸入電路接通時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí).，當(dāng)輸入電路斷開(kāi)或停電時(shí)，當(dāng)前值保持不變。

需要用復(fù)位電路對(duì)其進(jìn)行復(fù)位。

tlt2

y7izM

R刀K人

xi_nj—T

Y0

3.內(nèi)部計(jì)數(shù)器指令

FX2N系列的內(nèi)部計(jì)數(shù)器是在執(zhí)行掃描周期時(shí)對(duì)內(nèi)部器件(如X、Y、M、S、T和C)

的信號(hào)計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)脈沖為ON或OFF的持續(xù)時(shí)間應(yīng)該比掃描周期長(zhǎng)。

1)16位加計(jì)數(shù)器

16位加計(jì)數(shù)器的設(shè)定值為1-32767。

X10-11

K1------RSTC1LDX10

RSTC1xujiniuinnjuui

XIIJIK5LDXII

()01TClK5

H1-----當(dāng)前值_上廣|_

CIYILDC1

H1-----()017Y1Y1_______I—1___

4

圖1116位加計(jì)數(shù)器指令

2)32位雙向計(jì)數(shù)器

32位雙向計(jì)數(shù)器的設(shè)定值為一2147483648?+2147483647,其加/減計(jì)數(shù)方式由對(duì)應(yīng)的

特殊輔助繼電器M8200?M8234設(shè)定，對(duì)應(yīng)的輔助繼電器為ON,為減計(jì)數(shù)器，反之為加計(jì)

數(shù)器。

LDX10

OCTM8200

LDXII

RSTC200