FX系列PLC编程元件与指令系统课件

1、章FX系列PLC的编程元件及指令系统5.1FX系列PLC的技术指标5.2FX系列PLC的编程元件5.3FX系列PLC的基本逻辑指令5.4FX系列PLC的功能指令5.1 FX系列PLC的技术指标 FX系列家族成员 FX1 FX2 FX2C FX0 FX0S FX0N FX1N FX2N FX2NC2FX 系列PLC的硬件配置图灵活多变的系统配置：FX系列PLC的系统配置灵活，用户除了可以选用不同的子系列外，还可以选用多种基本单元、扩展单元和扩展模块，组成不同I/O点和不同功能的控制系统，各种配置都可以得到很高的性价比。31系列名称，如0S，0N，1N，2N，2NC等2FX系列输入输出的总点数（1

2、0128）3单元类型：M为基本单元，E为输入输出混合扩展单元及扩展模块，EX为输入专用扩展模块，EY为输出专用扩展模块4输出形式：R为继电器输出，T为晶体管输出，S为双向可控硅输出5特殊品种的区别：一、三菱公司的FX系列PLC型号说明D：DC电源，DC输入 A1：AC电源，AC输入(100120V)或AC输入模块 H：大电流输出扩展模块 V：立式端子排的扩展模块 C：接插口输入输出方式 F：输入滤波器1ms的扩展模块 L：TTL输入型模块 S：独立端子（无公共端）扩展模块特殊品种项无记号AC电源，DC输入，横式端子排、标准输出（继电器输出为 2A/1点、晶体管输出0.5A/1点、晶闸管输出0.

3、3A/1点的标准输出）4二、一般技术指标一般技术指标主要指PLC保证正常工作情况下对外部条件的要求指标和自身的一些物理指标。三、性能技术指标包括输入指标、输出指标、性能指标和电源指标等。5FX0S的功能简单实用，价格相应也比较便宜，一般用于不需联网通信的小型开关量控制系统；FX0N可以用于要求比较高的中小型控制系统；FX2N的功能最强，可以用于I/O点数多、控制功能复杂、要求联网通信的系统。6是FX系列中功能最强、速度最快的微型PLC。它的基本指令执行时间高达0.08微秒。用户程序步数可扩展到16K步，最大可扩展到256个I/O点，有5种模拟量输入输出模块、高速计数器模块、脉冲输出模块、4种位

4、置控制模块、多种串行通信模块或功能扩展板，以及模拟器扩展板。有3000多点辅助继电器，1000点状态继电器，200点定时器，200点16位加计数器，35点32位加、减计数器，8000多点16位数据寄存器，128点跳步指针，15点中断指针。有128种功能指令，具有中断输入处理、修改输入滤波器时间常数、数学运算、逻辑运算、浮点运算、数据检索、数据排序、PID运算、开方、三角函数运算、脉冲输出、脉宽调制、ASCII码输出、BCD及BIN相互转换、串行数据传送、校验码、比较触点等功能指令。FX2N系列可编程控制器介绍7一、PLC软件系统组成系统监控程序 运行管理 生成用户环境系统内部自检管理程序 解释

5、程序标准程序模块、系统调用用户程序软件系统5.2 FX系列PLC的编程元件用户环境包括用户数据结构、用户元件、用户程序存贮区、文件存储区等8二、FX系列PLC的用户数据结构 第1种是位(bit)数据，用来表示开关量的状态，如触点的接通、断开，线圈的通电和断电，其值为二进制数1或0，或称为该编程元件ON或OFF状态。 第2种是字数据，16位二进制数组成一个字，在FX系列PLC内部，常数以二进制补码的形式存储，所有四则运算和加1、减1运算都用二进制来运算。 第3种是字及位的结合。不同形式的数据如何存放和调用完全由系统程序自动管理。9（一） 输入继电器及输出继电器 FX系列PLC梯形图中的编程元件的

6、名称由字母和数字组成，它们分别表示元件的类型和元件号。1、输入继电器（X） FX系列PLC的输入继电器和输出继电器的元件号用八进制表示，八进制数只有07这8个数字，遵循“逢8进1”的运算规则。例如，八进制数7和10是两个相邻的整数。三、FX系列的用户元件（编程元件） 输入继电器是PLC接收外部输入的开关信号的窗口。输入可以外接常开触点或常闭触点，也可以接多个触点组成的串并联电路。在梯形图中，每一个输入继电器的常开触点和常闭触点都可以多次使用。10注：输入继电器不能用程序驱动输入继电器的线圈不能在梯形图中出现。X0X1112、输出继电器（Y） 输出继电器是PLC向外部负载发送信号的窗口。输出继电

7、器用来将PLC的输出信号传送给输出模块，再由后者驱动外部负载。 输出模块中的每一个硬件继电器仅有一个常开触点, 但是在梯形图中，每一个输出继电器的常开触点和常闭触点都可以多次使用。12型号FX2N-16MFX2N-32MFX2N-64MFX2N-80MFX2N-128M输入X0X7 8点X0X17 16点X0X37 32点X0X47 40点X0X77 64点输出Y0Y7 8点Y0Y17 16点Y0Y37 32点Y0Y47 40点Y0Y77 64点FX2N系列个别型号PLC的输入/输出继电器元件号:131、通用辅助继电器M0M499 FX系列PLC的通用辅助继电器的元件号为M0M499，共500

8、点。在FX系列PLC中，除了输入继电器和输出继电器的元件号采用八进制外，其他编程元件的元件号均采用十进制。 如果在PLC运行时电源突然中断，输出继电器和M0M499将全部变为OFF。若电源再次接通，除了因外部输入信号而变为ON的以外，其余的仍将保持OFF状态。（二） 辅助继电器（M） 辅助继电器是用软件实现的，它们不能接收外部的输入信号，也不能直接驱动外部负载，相当于继电器控制系统中的中间继电器。142、断电保持辅助继电器M500M3071X0M500X0M500断电扫描周期断电保持功能 M500M3071可以记忆电源中断时的状态，其中的M500M1023可用软件来设定，变为非断电保持辅助继电

9、器。 PLC在电源中断时用锂电池保持它们映像寄存器中的内容，它们只是在PLC重新通电后的第一个扫描周期继续为ON，见左图。 若要保持通电状态，可以设计为自保持电路，如左图。153、特殊辅助继电器（M8000M8255） 特殊辅助继电器共256点，它们用来表示PLC的某些状态，提供时钟脉冲和标志（如进位、借位标志），设定PLC的运行方式，或者用于步进顺控、禁止中断、设定计数器是加计数或是减计数等。 FX2N系列的特殊辅助继电器可分成线圈型和触点型两大类 。（1）线圈型 由用户程序驱动线圈后PLC执行特定的动作。例如： M8030：若使其线圈得电，则使PLC的BATT LED熄灭。 M8033：若

10、使其线圈得电，则PLC停止时保持输出映象存储器和数据寄存器内容。M8034：若使其线圈得电，则禁止PLC的所有输出，程序仍执行。M8039：若使其线圈得电，则PLC按D8039中指定的扫描时间工作。 16M8002M8012扫描周期100msM8000RUNSTOPM8000(运行监视）：当PLC执行用户程序时，M8000为ON；停止执行时，M8000为OFF（见左图）。 波形图M8002（初始化脉冲）：M8002仅在M8000由OFF变为ON状态时的一个扫描周期内为ON（见左图），可以用M8002的常开触点来使有断电保持功能的元件初始化复位和清零。M8011M8014分别是10ms，100m

11、s，1s和1min时钟脉冲。M8005（锂电池电压降低）：电池电压下降至规定值时变为ON，可以用它的触点驱动输出继电器和外部指示灯，提醒工作人员更换锂电池。（2）触点型 其线圈由PLC自动驱动，用户只可使用其触点。例如：17（三） 状态(S) 状态是用于编制顺序控制程序的一种编程元件，它及STL指令（步进梯形指令）一起使用。S2S21S20S22Y0Y1Y2初始状态X0起动X1下限位X2已夹紧X3上限位下降夹紧上升通用状态（S0S499）没有断电保持功能，但是用程序可以将它们设定为有断电保持功能的状态，其中包括供初始状态用的S0S9和供返回原点用的S10S19S500S899有断电保持功能，S

12、900S999报警用。 例：某机械手先后有下降、夹紧和上升3个动作，其顺序功能图如图所示。状态的使用18（四） 定时器（T） PLC中的定时器相当于继电器系统中的时间继电器。它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）和一个用来储存其输出触点状态的映像寄存器（占二进制的一位）。这3个存储单元使用同一个元件号。 FX系列PLC的定时器分为通用定时器和积算定时器。X0T10T10Y0K123Y0X012.3sT10当前值定时器1、通用定时器（T0T245）T0T199为100ms定时器，定时范围为0.13276.7s，其中T192T199为子程序和中断服务程序专用的定时器；T20

13、0T245为10ms定时器（共46点），定时范围为0.01327.67s。 左图中X0的常开触点接通时，T10的当前值计数器从零开始，对100ms时钟脉冲进行累加计数。19通用定时器的工作原理T10K123X0T10Y1加法计数器设定值K、D触点动作T10100ms时钟脉冲相等比较器T10X01&复位输入202、积算定时器（T246T255）t1t2Y1X2X1 1ms积算定时器T246T249的定时范围为0.00132.767s， 100ms 积算定时器T250T255的设定范围为0.13276.7s。积算定时器 X1的常开触点接通时，T250的当前值计数器对100ms时钟脉冲进行累加计数。

14、当前值等于设定值345时，定时器的常开触点接通，常闭触点断开。X1T250T250Y1X2RSTT250K345特点：累计计时t1+t2=34.5sT250当前值21积算定时器的工作原理RSTT250K345X1X2T250Y1T250T250设定值加法计数器1&100ms时钟脉冲X2X1触点动作T250相等比较器复位输入K、D223、定时器的瞬动触点可以用辅助继电器触点代表定时器的瞬动触点。4、延时断开电路设计235、定时器的编程注意定时器的工作特点：不管程序运行位置，只要当前值及设定值相等，则触点动作。 若编程不当，则可能造成程序漏洞。24定时器（T）的思考题1. 当一个定时器的定时时间不

15、够时，怎么办? （长延时）如：当X0接通后，Y0过5000S后得电并保持（即不受X0影响）， 直到X1接通为止Y0断开。2. 如何实现如下图所示周期为50s的脉冲输出？25（五） 计数器（C）16位加计数器（ C0C199 ） 设定值：132767。通用型：C0C99共100点 断电保持型：C100C199共100点 16位计数器工作过程示意图2632位双向计数器设定值：-2147483648+2147483647。通用计数器：C200C219共20点断电保持计数器：C220C234共15点 计数方向由特殊辅助继电器M8200M8234设定。加减计数方式设定：对于C，当M8接通（置1）时，为减

16、计数器，断开（置0）时，为加计数器。计数值设定：直接用常数K（H）或间接用数据寄存器D的内容作为计数值。272832位加/减计数器工作过程示意图29定时器、计数器K的设定范围实际的设定值步数1ms定时器( T246T249)1327670.00132.767秒310ms定时器( T200T245)0.01327.67秒3100ms定时器( T0T199) (T250T255)0.13276.7秒316bit计数器( C0C199)132767132767332bit计数器( C200C234)-2147483648+2147483648-2147483648+21474836485下表给出常数

17、K的设定范围，定时器和计数器的实际设定值，以及以T/C为驱动对象的OUT指令占用的步数：301、如何用计数器实现定时功能？ 提示：计数器可以计脉冲个数，给计数器输入周期脉冲就可以实现计时。2、如何用定时器及计数器实现长延时？计数器（C）的思考题31PLC在进行输入输出处理、模拟量控制、位置控制时，需要许多数据寄存器以存储数据和参数。每个寄存器都是16位，最高位为符号位，数值范围为-32768+32767。将相邻两个数据寄存器组合，可存储32位数值数据，最高位为符号位（高位为大的号码，低位为小的号码），可处理-2147483648+2147483647的数值。 数据寄存器有： 1. 通用数据寄存

18、器 2. 断电保持数据寄存器 3. 特殊数据寄存器（六） 数据寄存器（D）321、通用数据寄存器D0 D199共200点通用数据寄存器在PLC由运行（RUN）变为停止（STOP）时，其数据全部清零。如果将特殊继电器M8033置1，则PLC由运行变为停止时，数据可以保持。 2、断电保持数据寄存器D200 D7999共7800点保持数据寄存器只要不改写，原有数据就不会丢失，无论电源接通及否，PLC运行及否，都不会改变寄存器内容. 断电保持用：D200D511，312点，通过参数设定可以变为非断电保持型。断电保持专用：D512D7999，7488点，无法变更其断电保持特性。以500点为单位，可将D1

19、000D7999设为文件寄存器，用于存储大量的数据。例如：用于存放采集数据、统计计算数据、多组控制参数等。333、特殊数据寄存器D8000 D8255共256点 特殊数据寄存器用于PLC内各种元件的运行监视，如电池电压、扫描时间、正在动作的状态的编号等。例如： D8000-WDT定时器定时参数（初始值200ms） D8001-CPU型号 D8020-X0 X7输入滤波时间（初始值10ms） D8039-恒定扫描时间（ms） 具体可参见PLC使用手册，不再一一介绍344、变址寄存器（V/Z）变址寄存器V/Z实际上是一种特殊用途的数据寄存器。通常用于修改元件的编号（变址） 。V0V7、Z0Z7共1

20、6点16位变址数据寄存器。需要32位操作，可将V、Z串联使用（Z为低位，V为高位）分别成为（V0、Z0），（V1、Z1）（V7、Z7）。例如：对于十进制数的软元件、数值（M、S、T、C、D、P、K），若 V0K5，执行D20V0时，被执行的软元件编号为D25【D(205)】；指定 K30V0时，被执行的是十进制数值K35【K(305)】。图中常开触点接通时，13V0，16Z1，从而D3V0=D16，D5Z1=D21，D50Z1=D66因此ADD指令完成的运算为（D16）+（D21）（D66）。35指针（P/I）包括分支用的指针P0P127（共128点）和中断用的指针I0I8、 I010I060

21、 （共15点）P0P127用来指示跳转指令（CJ）的跳步目标和子程序调用指令（CALL）调用的子程序的入口地址，执行到子程序中的SRET（子程序返回）指令时返回去执行主程序。(a) 跳转用指针(b) 子程序调用指 针（七）指针P/I100X10CALLP1FEND标号P1子程序SRETX40Y10X20CJP0标号P0X12Y1136常数（K/H）常数也可作为元件处理，因为它占用一定的存储空间。常数的表示： 十进制常数用K表示，如常数123表示为K123 十六进制常数则用H表示，如常数345表示为H159 FX系列PLC的常数范围为： 16位：K:-32,76832,767 H:0000FFF

22、FH 32位：K:-2,147,483,6482,147,483,647 H:00000000FFFFFFFF 37一、LD、LDI、OUT 指令二、AND、ANI指令三、OR、ORI 指令四、ANB、ORB 指令五、MPS、MRD、MPP 指令六、MC、MCR 指令七、SET、RST 指令八、PLS、PLF 指令九、 LDP、LDF、ANDP、ANDF、ORP、ORF指令 十、INV指令指令十一、NOP、END指令5.3 FX2N系列PLC的基本逻辑指令38 FX2N系列PLC共有27条基本逻辑指令，此外还有一百多条功能指令。仅用基本逻辑指令便可以编制出开关量控制系统的用户程序。一、逻辑取及

23、输出线圈指令LD、LDI、OUTX0X1Y0T0M100Y1T0K19LD X0OUT Y0LDI X1OUT T0K 19OUT M100LD T0OUT Y1梯形图LD (Load): 常开触点及母线连接的指令。LDI (Load Inverse):常闭触点及母线连接的指令。OUT (Out): 驱动线圈的输出指令。LD、LDI指令可以及ANB、ORB指令配合，用于电路块的起点。OUT指令不能用于输入继电器X。39下面把LD/LDI/OUT三条指令的功能、梯形图表示形式、操作元件以列表的形式加以说明： 40二、触点串联指令AND、ANIX0M101Y3Y3X3M100T1Y5梯形图LD X

24、0AND M101 OUT Y3LD Y3ANI X3OUT M100AND T1OUT Y5AND (And):常开触点串联连接指令。ANI (And Inverse):常闭触点串联连接指令。ANDANIAND 在左图中，OUT M100指令之后再通过T1的触点去驱动Y5，称为连续输出。 单个触点及左边的电路串联时，使用AND和ANI指令，串联触点的个数没有限制。41下面把AND 、ANI 两条指令的功能、梯形图表示形式、操作元件以列表的形式加以说明：42三、触点并联指令OR、ORILDOR(Or )：常开触点的并联指令ORI：常闭触点的并联连接指令OR和ORI用于单个触点及前面电路的并联。

25、LD X6OR X4ORI Y2AND X7OUT Y0LD X0AND Y0OR Y1ANI X7ORI M120OUT Y1 梯形图ORORIORORIX6X7X4Y2Y0X0Y0X7Y1M120Y143符号功 能梯形图表示操作元件程序步 OR（及）常开触点并联连接X, Y, M , T, C, S1ORI（及非）常闭触点并联连接X, Y, M , T, C, S1下面把OR 、ORI 两条指令的功能、梯形图表示形式、操作元件以列表的形式加以说明：44例：写出下图的指令表程序45四、串联电路块并联指令ORBORB (Or Block):电路块并联连接指令。 两个以上的触点串联而成的电路块称

26、为“串联电路块”，将串联电路块并联连接时用ORB指令。它相当于触点间的一段垂直连线，ORB指令不带元件号。每个串联电路块的起点都要用LD或LDI指令，电路块的后面用ORB指令。ORBORB梯形图LD X0AND X1LD X2AND X3ORBLD X4ANI X5ORBOUT Y6X0X1X2X3X4X5Y646五、并联电路块串联指令ANBANB (And Block):电路块串联连接指令。 ANB指令将并联电路块及前面的电路串联，在使用ANB指令之前，应先完成并联电路块的内部连接。并联电路块中各支路的起始触点使用LD或LDIANB之后的OR指令ANB之前的OR指令ORBANBLDANB指令

27、X0X1X2X3X4X5X6X7Y5X8ORBLD X0LD X1AND X2ORBLD X3AND X4LDI X5ANI X6ORBOR X7ANBOR X8OUT Y5 47符号功 能梯形图表示ORB 电路块或串联电路的并联连接ANB 电路块及并联电路的串联连接下面把ORB 、ANB 两条指令的功能、梯形图表示形式、操作元件以列表的形式加以说明：48例：写出下图的指令表程序LD X0ANI T0LD M100AND X4ORI X2AND X5ORBLDI Y1OR C0ANBOR Y1OUT Y0AND X6OUT M110ANI X7OUT T2K 15X0T0Y1Y0M100X4X

28、5C0X6M110X2Y1X7T2K1549例：画出指令表程序对应的梯形图:LD M200ORI X0LD X1ANI X2OR M315AND X3LD M101ANI M102ORBANBORI X5OUT M10550六、堆栈指令MPS、MRD、MPP MPS (Push), MRD (Read), MPP (Pop)指令分别是进栈、读栈和出栈指令，它们用于多重输出电路。 1211MPSMPPMRD栈存储器及多重输出指令MPS进栈指令：将联结点的逻辑运算结果送入栈存储器。MRD读栈指令：是读出最上层所存数据的专用指令，堆栈内的数据不发生移动。 MPP出栈指令：各数据按顺序向上移动，将最上

29、端的数据读出，同时该数据就从堆栈中消失。51X0Y0Y4Y2X1X2X3MPSMRDMPPLD X0MPSAND X1OUT Y0MRDAND X2OUT Y4MPP AND X3OUT Y2栈存储器及多重输出指令1211MPSMPPMRD52堆栈指令的使用说明： 2）如果一个接点处的分支电路中，有两个以上的输出线圈，且除了最后一个支路的其它支路的线圈前串联了一个以上的触点，则要使用堆栈指令。 1）堆栈指令没有目标元件；不使用堆栈指令 使用堆栈指令 4）由于栈存储单元只有11个，所以栈的层次最多11层。 3）MPS和MPP必须配对使用；Y2X3T1Y4M101Y2X3T1Y4M101531、

30、1层栈简单电路步序指令元件号步序指令元件号0LDX 114LDX 71ANDX 215MPS2MPS16ANDX 103ANDX 317OUTY 44OUTY 018MRD5MPP19ANDX 116OUTY 120OUTY 57LDX 421MRD8MPS22ANDX 129ANDX 523OUTY 610OUTY 224MPP11MPP25ANDX 1312ANDX 6 26OUTY 713OUTY 31层栈542、1层栈和ANB、ORB指令 步序指令元件号步序指令元件号0LDX 111ANIX 101MPS12ORB2LDX 213ANB3ANDX 314OUTY 24ORX 415MP

31、P5ANB16ANDX 116OUTY 117OUTY 37MRD18LDX 128LDX 519ORIX 139ANDX 620ANB10LDX 721OUTY 41层栈和ANB、ORB指令55MPSMPPMPSMPSMPPMPPX0X1X2X3X4X5X6Y0Y1Y2Y32层栈LD X0MPSAND X1MPSAND X2OUT Y0MPPAND X3OUT Y1MPP AND X4MPSAND X5OUT Y2MPPAND X6OUT Y33、2层栈 564、4层栈 步序指令元件号步序指令元件号0LDX 19OUTY 121MPS10MPP2ANDX 211OUTY 133MPS12MP

32、P4ANDX 313OUTY 145MPS14MPP6ANDX 415OUTY 157MPS16MPP8ANDX 517OUTY 164层栈57七、主控及主控复位指令MC、MCRMC (Master Control): 主控指令，或公共触点串联连接指令。MCR (Master Control Reset): 主控复位指令，MC的复位指令。MC指令用于输出继电器Y和辅助继电器M。主控及主控复位指令0 LD X 1 MC N 0 2、3 M100 LD X 2 OUT Y 1 LD X 3 OUT Y 28、9 MCR N 0N0X1Y1X2X3Y2MCN0M100MCRN0M100主控触点58多

33、重嵌套主控指令LD X0MC N0 M100LD X1OUT Y0 。LD X2MC N1 M101LD X3OUT Y1。MCR N1LD X4OUT Y2。 MCR N0LD X5OUT Y3X0Y0X1X4Y2M100X2M101X3Y1MCN0M100MCN1M101MCRN1MCRN0Y3X5(B)(A)(C)(B)(A)59八、自保持及解除指令SET、RSTX0X1X2Y0D0Y0SETRSTRST置位复位指令SET：置位指令，使操作保持ON的指令RST：复位指令，使操作保持OFF的指令SET指令可用于Y、M和S，RST指令可用于Y、M、S、T、C、D、V和Z。 对同一编程元件，可

34、多次使用SET和RST指令。SET及RST指令之间可以插入别的程序。如果它们之间没有别的程序，最后的指令有效。X0X1Y060定时器及计数器的复位0 LD X0 RST T246 LD X1 OUT T246 K 1246 LD X2 OUT M8200 LD X3 RST C200 LD X4 OUT C200 K 34X0X1X2X3X4RSTRSTC200T246T246C200M8200K1246K3461九、脉冲指令PLS、PLFPLS （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。 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。 脉冲输出

35、指令步序指令元件号0LDX 11、2PLSM 13LDM 14SETY 15LDX 26、7PLFM 28LDM 29RSTY 1PLS和PLF指令只能用于输出继电器Y和辅助继电器M。62X1X2M1扫描周期Y1M263PLF64十、边沿检测触点指令 LDP（取），ANDP（及）和ORP（或）是用来作上升沿检测的触点指令，仅在指定位元件的上升沿（由OFF ON 变化）时接通一个扫描周期。上述指令可以用于X、Y、M、T、C、S。X0X1M8000X2M0M10、1 LDP X02、3 ORP X14 OUT M05 LD M80006、7 ANDP X28 OUT M1上升沿检测触点指令一个扫描周期M0X0或X1(X2)(M1)65 LDF （取）， ANDF （及）和O