三菱FX系列PLC的基本指令系统

1、二、三菱二、三菱FX系列系列PLC的基本指令系统的基本指令系统 三菱三菱FX系列系列PLC的基本指令系统的基本指令系统 2.1 FX系列系列PLC性能简介性能简介 2.2 FX系列系列PLC的编程元件的编程元件 2.3 FX系列系列PLC的基本指令的基本指令 2.4 PLC基本编程方法基本编程方法 2.5 梯形图经验设计法梯形图经验设计法 2.6 继电器电路移植法继电器电路移植法2.1 FX系列系列PLC性能简介性能简介 三菱电机公司小型三菱电机公司小型PLC的发展历史的发展历史 20世纪世纪80年代推出年代推出F系列小型系列小型PLC； 20世纪世纪90年代初被年代初被F1系列和系列和F2系

2、列取代，其后的系列取代，其后的FX2系列的硬件、软件功能都有所提高；系列的硬件、软件功能都有所提高； FX0、FX0S 、 FX0N 、 FX2N等实现了微型化和多等实现了微型化和多品种化，可以满足不同用户的需要；品种化，可以满足不同用户的需要； F1和和FX2系列早已被淘汰，目前系列早已被淘汰，目前FX系列仅有系列仅有FX1S 、 FX1N 、 FX2N和和FX2NC4个子系列，性能与价格上个子系列，性能与价格上有明显提高。有明显提高。 可编程控制器的技术性能指标可编程控制器的技术性能指标 1.输入输入/输出点数输出点数输入/输出点数指的是外部输入、输出端子数量的总和，又称为主机的开关量输入

3、/输出点数，它是描述可编程控制器大小的一个重要参数。 2.存储容量存储容量可编程控制器存储容量通常指用户程序存储器和数据存储器容量之和，表征系统提供给用户的可用资源，是系统性能的一项重要技术指标。 3.扫描速度扫描速度可编程控制器采用循环扫描方式工作，完成一次扫描所需的时间叫做扫描周期，扫描速度与扫描周期成反比。 4.指令系统指令系统指令系统是指可编程控制器所有指令的总和。可编程控制器的编程指令越多，软件功能就越强，但掌握应用也相对较复杂。 5.可扩展性可扩展性小型可编程控制器的基本单元（主机）多为开关量I/O接口，模拟量处理、高速处理、温度控制、通信等智能扩展模块的多少及性能也已成为衡量可编

4、程控制器产品水平的标志。 6.通信功能通信功能可编程控制器的组网和通信能力也已成为可编程控制器产品水平的重要衡量指标之一。 FX系列系列PLC的型号的型号子系列名子系列名I/O总点数总点数单元类型单元类型电源和输入、电源和输入、输出类型等输出类型等输出类型输出类型R：继电器输出：继电器输出T：晶体管输出：晶体管输出S：晶闸管输出：晶闸管输出M：基本单元：基本单元E：输入输出混合扩展单元与扩展模块：输入输出混合扩展单元与扩展模块EX：输入专用扩展模块：输入专用扩展模块EY：输出专用扩展模块：输出专用扩展模块FX - D/DS：DC24VES/ESS：交流：交流UA1：AC电源电源 可编程控制器的

5、系统配置可编程控制器的系统配置FX2N系列系列PLC的基本单元的基本单元 FX2N系列系列PLC的扩展模块的扩展模块 型 号 输 入 继 电 器 输 出 双 向 晶 闸 管 输 出 晶 体 管 输 出 输 入 点 数 输 出 点 数 F X2N-16EX 16 F X2N-16EX -C 16 F X2N-16EX L-C 16 F X2N-16EYR F X2N-16EYS 16 F X2N-16EYT 16 F X2N-16EYT -C 16 FX2N系列系列PLC的扩展单元的扩展单元 型 号 继 电 器 输 出 双 向 晶 闸 管 输 出 晶 体 管 输 出 输 入 点 数 输 出 点

6、数 扩 展 模 块 可 用 点 数 F X2N-32ER F X2N-32ET 16 16 24 32 F X2N-48ER F X2N-48ET 24 24 48 64 2.2 FX系列系列PLC的编程元件的编程元件基本数据结构基本数据结构 X:输入继电器，存放外部输入电路的通断状态输入继电器，存放外部输入电路的通断状态 Y:输出继电器，从输出继电器，从PLC直接输出物理信号直接输出物理信号 M(辅助继电器辅助继电器)和和S(状态继电器状态继电器):PLC内部运算标志内部运算标志 “ON”和和“OFF”两种状态，分别用两种状态，分别用“1”和和“0”表示表示 1Byte8bit；1Word2

7、Byte； 1Double Word2Word； 定时器和计数器的当前值和设定值均为有符号的字，定时器和计数器的当前值和设定值均为有符号的字，最高位为符号位，最大的正整数为最高位为符号位，最大的正整数为32767PLC编程元件的物理实质：编程元件的物理实质： 电子电路及存储器。称电子电路及存储器。称“软继电器软继电器”。X 0功能字母功能字母数字数字编程元件与继电接触器元件比较表编程元件与继电接触器元件比较表相同点相同点不同点不同点都具有线圈和常开常闭触点，都具有线圈和常开常闭触点，触点的状态随着线圈的状态而触点的状态随着线圈的状态而变化，即当线圈变化，即当线圈“通电通电”时，时，常开触点闭合

8、，常闭触点断开；常开触点闭合，常闭触点断开；当线圈当线圈“失电失电”时，常闭接通，时，常闭接通，常开断开。常开断开。 编程元件被选中，只是代表这编程元件被选中，只是代表这个元件的存储单元置个元件的存储单元置1，失去，失去选中条件只是这个元件的存储选中条件只是这个元件的存储单元置单元置0；编程元件可以无限；编程元件可以无限次地访问，可编程控制器的编次地访问，可编程控制器的编程元件可以有无数多个常开、程元件可以有无数多个常开、常闭触点。常闭触点。 一一. 输入继电器（输入继电器（X）与输出继电器（）与输出继电器（Y）是是PLC接收外部输入信号的窗口。接收外部输入信号的窗口。PLC通过光耦合器，将外

9、部信号的状态读入并存通过光耦合器，将外部信号的状态读入并存储在输入映像寄存器内。外部输入电路接通时对储在输入映像寄存器内。外部输入电路接通时对应的映像寄存器为应的映像寄存器为ON，表示该输入继电器常开，表示该输入继电器常开触点闭合、常闭触点断开。触点闭合、常闭触点断开。是是PLC向外部负载发送信号的窗口。向外部负载发送信号的窗口。输出继电器用来将可编程序控制器的输出信号传输出继电器用来将可编程序控制器的输出信号传送给输出模块，再由后者驱动外部负载。送给输出模块，再由后者驱动外部负载。 输入输出继电器的元件编号用输入输出继电器的元件编号用表示。表示。FX2N系列系列PLC的输入的输入/输出继电器

10、元件号输出继电器元件号 二二. 辅助继电器（辅助继电器（M）和和PLC外部无任何直接联系，只外部无任何直接联系，只能由能由PLC内部程序控制。内部程序控制。 每个辅助继电器有无数对常开、常闭触点，且可每个辅助继电器有无数对常开、常闭触点，且可使用无限次，相当于中间继电器，但它不能直接使用无限次，相当于中间继电器，但它不能直接驱动负载，外部负载必须由输出继电器的输出触驱动负载，外部负载必须由输出继电器的输出触点来驱动。点来驱动。 除了输入除了输入/输出继电器的元件编号采用八进制外，输出继电器的元件编号采用八进制外，的元件编号均采用的元件编号均采用。辅助继电器元件号和功能辅助继电器元件号和功能 三

11、三. 状态继电器（状态继电器（S）是编制顺序控制程序时的编程元是编制顺序控制程序时的编程元件，与步进顺控指令配合使用。件，与步进顺控指令配合使用。状态继电器的类型和编号状态继电器的类型和编号 类 型 编 号 数 量 备 注 初 始 状 态 继 电 器 S0 S9 10 供 初 始 化 使 用 回 零 状 态 继 电 器 S10 S19 10 供 返 回 原 点 使 用 通 用 状 态 继 电 器 S20 S499 480 没 有 断 电 保 持 功 能 ，但 是 可 以 用 程 序 将 它 们 设 定为 有 断 电 保 持 功 能 断 电 保 持 状 态 继 电 器 S500 S899 400

12、 具 有 停 电 保 持 功 能 ，断 电 再 启 动 后 ，可 继 续 执 行 报 警 用 状 态 继 电 器 S900 S999 100 用 于 故 障 诊 断 和 报 警 四四. 定时器（定时器（T） 定时器定时器(T)相当于继电器接触器控制系统中的时间相当于继电器接触器控制系统中的时间继电器。继电器。 包含一个设定定时时间的包含一个设定定时时间的设定值寄存器设定值寄存器(一个字一个字长长)、一个对标准时钟脉冲计数的计数器、一个对标准时钟脉冲计数的计数器当前当前值寄存器值寄存器(一个字长一个字长)和一个用来存储输出触点状和一个用来存储输出触点状态的态的映像寄存器映像寄存器(位寄存器位寄存

13、器)，这三个存储单元使，这三个存储单元使用同一元件号。用同一元件号。 设定值设定值可以用可以用常数常数K进行设定，也可以用进行设定，也可以用数据寄数据寄存器存器(D)的内容来设定。的内容来设定。定时器的类型和编号定时器的类型和编号 类 型 编 号 数 量 时 钟 定 时 范 围 备 注 T 0 T 191 192 100 m s 0.1 3276.7 s T 192 T 199 8 100 m s 0.1 3276.7 s 子 程 序 中 断 服 务 程序 专 用 定 时 器 常 规 定 时 器 T 200 T 245 46 10 m s 0.01 327.67 s T 246 T 249 4

14、 1 m s 0.001 32.767 s 积 算 定 时 器 T 250 T 255 6 100 m s 0.1 3276.7 s 常规定时器没有保持功能，在输入电路断开或停电常规定时器没有保持功能，在输入电路断开或停电时自动复位时自动复位(清零清零) ；积算定时器具有断电保持功能，在输入电路断开或积算定时器具有断电保持功能，在输入电路断开或停电时保持当前值，当输入再接通或者重新通电时，停电时保持当前值，当输入再接通或者重新通电时，在原计时当前值的基础上继续累计。在原计时当前值的基础上继续累计。 常规定时器的动作过程常规定时器的动作过程 积算定时器的动作过程图积算定时器的动作过程图 五五.

15、计数器（计数器（C）计数器的种类和编号计数器的种类和编号 种 类 编 号 备 注 通 用 型 C0 C99 16 位 加 计 数 器 断 电 保 护 型 C100 C199 计 数 设 定 值 为 1 32 767 通 用 型 C200 C219 内 部 计 数 器 32 位 加 /减 计 数 器 断 电 保 护 型 C220 C234 计 数 设 定 值 为 2 147 483 648 +2 147 483 647 1 相 无 启 动 /复 位 端 子 高 速 计 数 器 C235 C240 1 相 带 启 动 /复 位 端 子 高 速 计 数 器 C241 C245 1 相 2 输 入 双

16、 向 高 速 计 数 器 C246 C250 高 速 计 数 器 2 相 A -B 型 高 速 计 数 器 C251 C255 用 于 高 速 计 数 器 的 输 入 端 只 有6点(X 0 X 5)，如 果 其 中 一 个 被 占 用 ，它 就 不能 再 用 于 其 他 高 速 计 数 器 或 者 其 他 用 途 ，因 此 只 能 有 6 个 高 速 计 数 器 同 时 工 作 对内部信号对内部信号X、Y、M、S、T、C进进行计数，要求输入信号行计数，要求输入信号ON或或OFF的时间应大于的时间应大于PLC的扫描周期。的扫描周期。 16位加计数器位加计数器 32位加位加/减计数器减计数器 设

17、定值：常数设定值：常数K或者数据寄存器或者数据寄存器D（如指定寄存（如指定寄存器为器为D0，则设定值存放于，则设定值存放于D1和和D0中）。中）。 32位加位加/减计数器的计数方式通过特殊辅助继电减计数器的计数方式通过特殊辅助继电器器M8200M8234设定。当特殊辅助继电器设定。当特殊辅助继电器M82为为ON时，对应的计数器时，对应的计数器C2为减计为减计数，反之则为加计数。数，反之则为加计数。 高速计数器：高速计数器：对外部高频信号进行计数，均为对外部高频信号进行计数，均为32位加位加/减计数器，其加减计数器，其加/减计数方式的选择取决于减计数方式的选择取决于所需计数器的类型及高速输入端子

18、。所需计数器的类型及高速输入端子。高速计数器表（高速计数器表（P P1818） 高速计数器输入 高速计数器按照中断原则运行，独立于扫描周期。高速计数器按照中断原则运行，独立于扫描周期。 严禁使用高速计数器输入端作计数器线圈驱动触严禁使用高速计数器输入端作计数器线圈驱动触点。点。 计数器C246应用 高速计数器C240应用 高速计数器C245应用 计数器C249应用 计数器C251应用 梯形图；(b) 正转加计数；(c) 反转减计数 六六. 指针（指针（P/I）I100I00：下降沿中断1：上升沿中断输入号为05，每个输入只能用一次I660I1099 ms定时器中断号(68)I00计数器中断号(

19、16)用于用于PLC内置的高速计数器，根据高速内置的高速计数器，根据高速计数器的计数当前值与计数设定值的关系来确定是否计数器的计数当前值与计数设定值的关系来确定是否执行相应的中断服务子程序。执行相应的中断服务子程序。 七七. 数据寄存器（数据寄存器（D） 在复杂的在复杂的PLC控制系统中有大量的工作参数和数控制系统中有大量的工作参数和数据，这些参数和数据都存储在数据寄存器中。据，这些参数和数据都存储在数据寄存器中。 FX2N系列系列PLC提供的数据寄存器的长度为双字节提供的数据寄存器的长度为双字节(16位位)，也可以将两个寄存器合并起来存放一个，也可以将两个寄存器合并起来存放一个4个字节个字节

20、(32位位)的数据。的数据。数据寄存器的种类和编号数据寄存器的种类和编号 种 类 编 号 备 注 通用数据 寄存器 D0D199 在 PLC 运行状态下，只要不改写，原有数据不会丢失；当 PLC 由运行(RUN)到停止(STOP)时，该类数据寄存器的数据均为零；当特殊辅助继电器 M8033 置“1” ，PLC 由 RUN 转为 STOP 时，数据可以保持 D200D511 具有断电保持功能，可用外部设定改变；D490D509 供通信用 断电保持 数据寄存器 D200D7999 D512D7999 具有断电保持功能，不可更改。可用 RST 和 ZRST指令清除其内容 特殊数据 寄存器 D8000

21、D8255 用于监控 PLC 的运行状态 V0V7 16 位寄存器，如果进行 32 位操作，作高 16 位 变址寄存器 Z0Z7 16 位寄存器，如果进行 32 位操作，作低 16 位 八八. 常数常数K/H 常数也作为器件对待，它在存储器中占有一定的常数也作为器件对待，它在存储器中占有一定的空间，空间，十进制常数十进制常数用用K表示，如表示，如18表示为表示为K18；十六进制常数十六进制常数用用H表示，如表示，如18表示为表示为H12。2.3 FX系列系列PLC的基本指令的基本指令 FX系列系列PLC共有共有27条基本逻辑指令条基本逻辑指令 一一逻辑取及线圈驱动指令逻辑取及线圈驱动指令操作元

22、件：X、Y、M、S、T、C操作元件：Y、M、S、T、C?取、取反指令：将指定操作元件中的内容取出并送入操作器。取、取反指令：将指定操作元件中的内容取出并送入操作器。?输出指令：不能直接从左母线输出输出指令：不能直接从左母线输出(应用步进指令控制除外应用步进指令控制除外)；不能串联使用，在梯形图中位于逻辑行末尾紧靠右母线；不能串联使用，在梯形图中位于逻辑行末尾紧靠右母线；可以连续使用，相当于并联输出；可以连续使用，相当于并联输出；如未特别设置，同名输出继电器的线圈只能使用一次；如未特别设置，同名输出继电器的线圈只能使用一次；驱动定时器和计数器线圈时，输出指令后必须设置常数驱动定时器和计数器线圈时

23、，输出指令后必须设置常数K或指定数据寄存器的地址号。或指定数据寄存器的地址号。 二二. 触点的串并联指令（单个触点）触点的串并联指令（单个触点） 三三. 回路块串并联指令（多触点）回路块串并联指令（多触点） 例：已知例：已知X1的波形，画出的波形，画出M0的波形。的波形。 四四. 边沿检测触点指令边沿检测触点指令操作元件：X、Y、M、S、T、C；对应的触点仅在指定位元件波形的上升沿或下降沿时接通一个扫描周期。 五五. 边沿脉冲指令边沿脉冲指令 PLS:上升沿脉冲输出指令 PLF:下降沿脉冲输出指令操作元件：操作元件：Y、M在输入信号接通或断开时只接通一个扫描周期。在输入信号接通或断开时只接通一

24、个扫描周期。边沿检测指令的功能与脉冲指令相同边沿检测指令的功能与脉冲指令相同;使用功能指令编程时，也可以使用边沿检测指令实现。使用功能指令编程时，也可以使用边沿检测指令实现。 六六. 栈操作指令栈操作指令 MPS:进栈指令,将运算结果(数据)压入栈存储器 MRD:读栈指令,将栈存储器的第一层内容读出 MPP:出栈指令,将栈存储器的第一层内容弹出先进后出 一段栈编程一段栈编程 具有回路块的一段栈具有回路块的一段栈编程编程 二段栈编程二段栈编程 多段栈编程多段栈编程在使用栈操作指令编程时，在使用栈操作指令编程时，必须必须使用。使用。FX系列系列提供了提供了11个栈存储器，因此个栈存储器，因此MPS

25、和和MPP连续连续使用的次数不得超过使用的次数不得超过11次。次。 七七.主控和主控复位指令主控和主控复位指令 多个输出线圈同时受一个触点或触点组控制，如果每个线圈的控制程序中都串联同样的触点，将会占用很多存储单元。 在同一主控程序中再次使用主控指令时称为嵌套当条件具备时，执行该主控段内当条件具备时，执行该主控段内的程序；条件不具备时，该主控段内的程序不执行。的程序；条件不具备时，该主控段内的程序不执行。，相当于母线移到主控触点之后，再由，相当于母线移到主控触点之后，再由使母线使母线原来状态。原来状态。 在主控程序中，如果无嵌套结构，通常使用在主控程序中，如果无嵌套结构，通常使用N0编程，且编

26、程，且N0的使用次数不限。的使用次数不限。 有嵌套的主控程序中，有嵌套的主控程序中，的编号依次由小到大，的编号依次由小到大，即即N0N1N2N3N4N5N6N7；总共可有；总共可有嵌套，所以使用嵌套时不能超越级数限制。嵌套，所以使用嵌套时不能超越级数限制。 嵌套程序复位时，嵌套程序复位时，。 八八.置位和复位指令置位和复位指令 SET：置位指令，使其操作对象置“1”并保持。 操作元件：Y、S、M(特殊M除外)。 RST：复位指令，使其操作对象置“0”或复位，即清除动作保持、当前值及寄存器清零。 操作元件：Y、M、S、T、C、D、V、Z。 对Y、M、S置位复位时，可以无限次使用，且没有顺序限制。

27、 RST指令可用于数据寄存器(D)、变址寄存器(V、Z)的内容清零。 RST指令也可用于积算定时器T和计数器C的当前值和触点的复位。 九九. 取反转指令取反转指令 将反转指令执行之前的运行结果反转。 反转指令只能是用在可以使用常开、常闭触点及边沿脉冲的位置，不能直接连接母线，也不能单独使用。 在包含有逻辑块的程序中使用反转指令时，其功能是仅对以开关量开始到本身之前的运算结果取反转。 十十.空操作和结束指令空操作和结束指令1. 空操作：无动作空操作：无动作 PLC执行程序全部清除后，所有内容均变成空操作。编程时适当插入空操作指令，可以减少程序更改时指令表中步序号的变化。2. 结束指令结束指令EN

28、D：表示程序结束，返回起始地址 在调试程序时，可以在程序中间任何位置插入END指令，实现分段调试。 RUN运行是从END指令开始，同时执行END时刷新监视定时器。 在程序的最后必须编写END指令。 十一十一.定时器和计数器指令定时器和计数器指令 用输出指令实现输出，用用输出指令实现输出，用RST指令对积算定时器指令对积算定时器和计数器复位。和计数器复位。1. 常规定时器：输入信号断开自动复位。常规定时器：输入信号断开自动复位。2. 积算定时器：积算定时器：具有保持功能，必须使用RST指令对其复位。3. 内部计数器：内部计数器：分为16位加计数器和32位加/减计数器 4. 高速计数器：高速计数器

29、：对频率高的外部信号进行计数2.4 PLC基本编程方法基本编程方法 一一. 编程内容编程内容 明确控制系统要求。确定控制任务是建立PLC控制系统的首要环节。 I/O分配。 设计梯形图。 将梯形图转换为助记符，编制指令表。 利用编程器等将程序输入到PLC中。 检查程序并纠正错误。 模拟调试。 现场调试，并将调试好的程序备份到EEPROM。 二二. 编程方法编程方法 经验法 解析法：根据组合逻辑或时序逻辑理论，进行逻辑关系求解，依解编制程序。 图解法：梯形图是最基本方法；时序图适合于时间控制；流程图法适合于步进指令编程； 技巧法：多种方法综合应用。 计算机辅助设计 三三. 编程原则编程原则 水平不

30、垂直水平不垂直 左大右小，上大下小左大右小，上大下小 线圈右边无接点线圈右边无接点 双线圈输出不可用双线圈输出不可用 不能从母线直接输出不能从母线直接输出 输出线圈可并不可串输出线圈可并不可串 T/C不能直接产生外部输出信号不能直接产生外部输出信号 程序应以程序应以END指令结束指令结束 水平不垂直水平不垂直 梯形图的接点应画在水平线上，不能画在垂直梯形图的接点应画在水平线上，不能画在垂直分支上分支上 。 左大右小，上大下小左大右小，上大下小 有串联电路并联时，应将触点最多的那个串联有串联电路并联时，应将触点最多的那个串联回路放在梯形图最上面。有并联电路相串联时，回路放在梯形图最上面。有并联电

31、路相串联时，将触点点最多的并联回路放在梯形图的最左边。将触点点最多的并联回路放在梯形图的最左边。 线圈右边无触点线圈右边无触点 不能将接点画在线圈右边，只能在接点的右不能将接点画在线圈右边，只能在接点的右边接线圈。边接线圈。 双线圈输出不可用双线圈输出不可用 如果在同一程序如果在同一程序中同一元件的线圈使中同一元件的线圈使用两次或多次，则称用两次或多次，则称为双线圈输出。为双线圈输出。这时前面的输出这时前面的输出无效，只有最后一次无效，只有最后一次才有效，一般不应出才有效，一般不应出现双线圈输出。现双线圈输出。 2.5 梯形图经验设计法梯形图经验设计法经验设计方法也叫试凑法，经验设计方法经验设

32、计方法也叫试凑法，经验设计方法需要设计者掌握大量的典型电路，在掌握这需要设计者掌握大量的典型电路，在掌握这些典型电路的基础上，充分理解实际的控制些典型电路的基础上，充分理解实际的控制问题，将实际控制问题分解成典型控制电路，问题，将实际控制问题分解成典型控制电路，然后用典型电路或修改的典型电路进行拼凑然后用典型电路或修改的典型电路进行拼凑梯形图。梯形图。 梯形图经验设计法的步骤梯形图经验设计法的步骤 分解梯形图程序分解梯形图程序 输入信号逻辑组合输入信号逻辑组合 使用辅助元件和辅助触点使用辅助元件和辅助触点 使用定时器和计数器使用定时器和计数器 使用功能指令使用功能指令 画互锁条件画互锁条件 画保护条件画保护条件 一一. 起保停电路起保停电路 直接用启动、停止实现直接用启动、停止实现 置位复位指令实现置位复位指令实现 计数器实现计数器实现 二二. 优先控制优先控制 在一些控制系统中(例如抢答器)有多个输入信号，先接通者即获得优先权，而后到者无效。 三三. 比较控制比较控制 该系统是预先设定好输出条件，然后对多个输入信号进行比较，以比较的结果来决定输出状态。 四四. 分频控制分频控制 利用PLC可以实现输入信号的任意分频。 五五. 延时控制延时控制 通电延时接通控制通电延时接通控制 通电延时断开控制通电延时断开控制 断电延时断开控制断电延时断开控制