第二章三菱FX系列可编程控制器及其基本指令1

第二章三菱FX2N系列可编程

控制器及其基本指令的应用主要内容第一节三菱FX2N系列可编程控制器第二节FX2N系列PLC的软组件及功能第三节FX2N系列PLC的基本指令及应用第四节编程规则及注意事项第五节常用基本环节的编程第六节基本指令编程实例第七节经验编程方法第一节三菱FX2N系列可编程控制器一、FX2N系列可编程控制器的基本组成输入端子输出端子指示灯电源运行指示灯外围设备接线盖板基本单元包括CPU、存储器、输入输出口及电源，是PLC的主要部分。扩展单元是用于增加I／O点数的装置，内部设有电源但没有CPU。扩展模块用于增加I／O点数及改变I／O比例，内部无电源也没有CPU，由基本单元或扩展单元供电。因扩展单元及扩展模块无CPU，因此必须与基本单元一起使用。特殊功能单元是一些专门用途的装置，如位置控制模块、模拟量控制模块、计算机通讯模块等等。

FX□─□□□─□

系列名

I/O点数

单元类型

输出方式

特殊说明

如：0S1S0N1N2N等

二、三菱FX2N系列可编程控制器的型号名称体系（一）FX2N系列的基本单元名称体系（二）FX2N系列的扩展单元名称体系（三）FX2N系列的扩展模块名称体系单元类型：M──基本单元

E──输入输出混合扩展单元

EX──扩展输入模块

EY──扩展输出模块输出方式：R──继电器输出S──晶闸管输出T──晶体管输出

特殊说明：D----DC电源，DC输出A----AC电源，AC（AC100~120V）输入或AC输出模块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----输入滤波时间常数为1ms的扩展模块◆如果特殊品种一项无符号，为AC电源、DC输入、横式端子排、标准输出。（四）FX2N系列使用的特殊功能模块分类型号名称占有点数耗电量/DC5V模拟量控制模块FX2N-4AD4CH模拟量输入（4路）830mAFX2N-4DA4CH模拟量输出（4路）830mAFX2N-4AD-PT4CH温度传感器输入830mAFX2N-4AD-TC4CH热电偶温度传感器输830mA位置控制模块FX2N-1HC50KHz2相高速计数器890mAFX2N-1PG100Kpps高速脉冲输出855mA计算机通讯模块FX2N-232-IFRS232通信接口840mAFX2N-232-BDRS232通信接板-20mAFX2N-422-BDRS422通信接板-60mAFX2N-485-BDRS485通信接板-60mA特殊功能板FX2N-CNV-BD与FX0N用适配器接板--FX2N-8AV-BD容量适配器接板-20mAFX2N-CNV-IF与FX0N用接口板815mA第二节FX2N系列可编程控制器的内部单元输入继电器[X]输出继电器[Y]辅助继电器[M]状态继电器[S]定时器[T]计数器[C]数据寄存器[D]指针寄存器[P、I、N]FX2N系列可编程控制器的内部单元共有八大类软元件一、输入和输出继电器1、用途输入继电器是PLC接收外部开关信号的继电器。输出继电器是PLC向外部负载发送控制信号的继电器。2、编号第一部分用一个字母代表功能。第二部分用数字表示该类软组件的序号。输入、输出继电器的序号为八进制。3、特点a、输入继电器由外部信号驱动，即由外部信号决定其通断。b、输出继电器由程序驱动，即由程序运行结果决定其通断。每个输出继电器都对应有一个常开硬触点，来驱动外部负载。c、每个输入输出继电器的常开、常闭接点可无限次使用。二、辅助继电器1、用途辅助继电器的作用与继电接触器电路中的中间继电器类似，可作为中间状态存储及信号变换。2、编号辅助继电器用“M”表示，序号为十进制编号。可分为普通用途、停电保持用途及特殊用途辅助继电器三大类，其地址号按十进制分配。表6-11辅助继电器地址分配表

普通用途停电保持用途特殊用途停电保持用停电保持专用M0～M499[1]500点M500～M1023[2]524点供链路用．．．．．．．．总站→分站:M800→M899分站→总站:M900→M999M1024～M3071[3]2048点M8000～M8255256点3、特点a、普通辅助继电器：输入条件为ON，线圈接通，反之，则断开。b、停电保持辅助继电器：在PLC运行过程中停电时，利用内部的后备电池进行供电，可以保持停电前的状态。C、常开、常闭接点可无限次使用。d、特殊辅助继电器：具有特殊功能的继电器。（1）触点使用型特殊辅助继电器

其线圈由PLC自行驱动，用户只能用其触点。M8000：运行监视器（在运行中接通）M8002：初始脉冲（仅在PLC运行开始时的第一个扫描周期接通）M8011：10ms时钟脉冲M8012：100ms时钟脉冲M8013：1s时钟脉冲M8014：1min时钟脉冲触点使用型特殊辅助继电器编程应用

（2）线圈驱动型特殊辅助继电器

这类继电器由用户程序驱动线圈后,PLC作特定的动作。例如：M8033：线圈通电后,PLC由运行进入停止,Y输出状态保持不变。M8034：线圈通电后,Y输出全部禁止。M8039：线圈通电后,PLC以D8039中指定的扫描时间恒定扫描。FX2N系列PLC特殊辅助继电器见书后附录一。注意：用户不可使用尚未定义的特殊辅助继电器。（三）状态继电器

状态继电器是构成状态转移图（SFC）的基本要素，是对工序步进型控制进行简易编程的重要软元件，与步进阶梯图（STL）指令组合使用。FX2N共有1000个状态软元件（也称状态继电器，简称状态），S0～S999。（四）定时器1、用途

定时器相当于继电器电路中的时间继电器，可在程序中用于延时控制。2、编号100ms型0.1～3276.7秒10ms型0.01～327.67秒1ms型积算型0.001～32.767秒100ms积算型0.1～3276.7秒T0～T199200点其中：T192～T199用于子程序T200～T24546点T246～T2494点执行中断电池备用T250～T256点电池备用3、工作过程梯形图、时间常数、计量单位4、特点（普通型）a、当计时条件为ON时，定时器开始计时，当计时时间到后，其闭合，打开。若要保持触点的动作状态，必须保持计时条件为ON，否则，定时器复位，触点也复位。b、常开、常闭接点可无限次使用。例1：开关控制一信号灯，延时5S亮。例2：开关控制一信号灯，开关合上灯亮，5S后熄灭。1.如何实现断电延时？如：当X0接通时，Y0马上得电；当X0断开时，Y0过20S后断电。2.当一个定时器的定时时间不够时，怎么办?如：当X0接通后，Y0过5000S后得电并保持，至到X1接通为止。3.如何实现如下图所示周期为50s的脉冲输出？（五）计数器1、用途计数器在程序中用于计数控制。2、编号16位增计数型计数器（1～+32767）32位增/减型双向计数器（－2，147，483，648～＋2，147，483，647）普通用途停电保持型普通用途停电保持型C0～C99100点C100～C199[2]100点C200～C219[1]20点C220～234[2]15点3、工作过程4、特点a、计数器的计数是对计数条件的上升沿进行检测，当计数到设定值时，闭合，打开，这时无论计数条件的状态如何，计数器都会保持动作后的状态，要使计数器复位，必须另加RST指令使其复位。b、常开、常闭接点可无限次使用。例1：用一开关控制一信号灯，开关拨动3次灯亮。例2：如例1要求，再拨动3次灯灭。5、32位增／减双向计数器设定寄存器和计数寄存器为32位，其首位为符号位。设定值的最大范围31位二进制有符号数所表示的十进制数，即为－2147483648～＋2147483647。增/减计数的方向由特殊辅助继电器M8200～M8234设定,并与C200～C234对应6、16位计数器与32位计数器的特点项目16位计数器32位计数器计数方向增计数可采用增计数/减计数切换设定值范围1～32767－2147483648～＋2147483647设定值的指定常数K或数据寄存器D同左栏，但是要用成对的数据寄存器指定当前值的变化计数器增计数到后不变化计数器增计数到后也变化（环形计数器）输出触点计数器增计数后动作保持加到设定值时常开触点闭合并保持，减到设定值时常开触点断开并保持

复位动作执行RST指令时，计数器的当前值为0，输出触点复位当前值寄存器16位32位7、机内高速计数器特点：（1）对外部信号计数，工作在中断工作方式（2）计数范围较大，计数频率较高（3）工作设置较灵活（4）使用专用的工作指令高速计数器按计数方式分类如下：1相（无启动／复位端子）单输入C235～C2406点1相（带启动／复位端子）单输入C241～C2455点1相2计数输入型C246～C2505点2相双计数输入型C251～C2555点（六）数据寄存器

数据寄存器是存储数值数据的软组件，有普通用途数据寄存器、特殊用途数据寄存器、变址用的数据寄存器、文件数据寄存器四种，其地址号以十进制数分配。分类普通用途（共8000点）特殊用途供变址用文件数据寄存器数据寄存器D0～D199200点D200～D511

312点（供链路用）D512～D79997488点（供滤波器用）D8000～D8195106点V0（V）～V7Z0（Z）～Z716点D1000以后的通用停电保持寄存器利用参数设置可作为最多7000点的文件寄存器使用（七）指针（P／I）

指针用作跳转、中断等程序的入口地址。与跳转、子程序、中断程序等指令一起应用。按用途可分为分支用指针P和中断用指针I两类，其中中断用指针I又可分为输入中断用、定时器中断用和计数器中断用三种。其地址号采用十进制数分配，如下表所示。分支用指针中断用指针输入中断用定时器中断用计数器中断用P0~P127128点I00□(X000)I10□(X001)I20□(X002)I30□(X003)I40□(X004)I50□(X005)6点I6□□I7□□I8□□3点I010I020I030I040I050I0606点第三节FX2N系列PLC的基本指令及应用

FX2N系列可编程控制器的编程语言主要有梯形图及指令表。梯形图是用图形符号及图形符号间的相互关系来表达控制思想的一种图形程序，而指令表则是图形符号及它们之间关联的语句表述。指令表由指令集合而成，且和梯形图有严格的对应关系。符号、名称功能梯形图表示和可操作组件LD取逻辑运算开始的常开触点

X,Y,M,S,T,CLDI取反逻辑运算开始的常闭触点

X,Y,M,S,T,COUT（输出）线圈驱动指令

Y,M,S,T,C（一）逻辑取及线圈驱动指令1．梯形图、指令助记符及功能一、FX2N系列可编程控制器基本指令2．指令说明（1）LD、LDI是用来表示与左母线相连接的常开、常闭接点的指令。（2）OUT是继电器线圈的驱动指令。

3．编程应用

LDX000OUTY000LDIX001OUTM100OUTT0K19LDT0OUTY001符号、名称功能梯形图表示和可操作组件AND与常开触点串联连接

X、Y、M、S、T、CANI与非常闭触点串联连接

X、Y、M、S、T、C1．指令助记符及功能AND、ANI指令的功能、梯形图表示、操作组件如下表所示（二）触点串联（AND、ANI）指令2．指令说明

AND、ANI是用了用来表示串联一个常开、常闭接点的指令。3．编程应用

语句步指令元素说明0LDX0021ANDX000串联触点2OUTY003 3LDY0034ANIX003串联触点5OUTM1016ANDT1串联触点7OUTY004纵接输出

LDX002ANDX000OUTY003LDY003ANIX003OUTM101ANDT1OUTY004符号、名称功能梯形图表示和可操作组件OR或常开触点并联连接X、Y、M、S、T、CORI或非常闭触点并联连接X、Y、M、S、T、C（三）触点并联（OR、ORI）指令1．指令助记符及功能OR、ORI指令的功能、梯形图表示、操作组件如下表所示。

2．指令说明

OR、ORI是用来表示并联一个常开触点、常闭触点的指令。3.编程应用LDX004ORX006ORIM102OUTY005LDIY005ANDX007ORM103ANIX010ORM110OUTM103例1、电机的正反转控制。例2、电机的Y-△变换起动控制。例3、三组抢答器的设计。K1、K2、K3分别代表三组抢答器的按钮，谁先按下则对应组的灯亮，并锁住其它组的抢答按钮，K4为复位按钮。1．指令助记符及功能符号名称功能梯形图表示和可操作软组件程序步LDP取脉冲上升沿检测运算开始1LDF取脉冲下降沿检测运算开始X，Y，M，S，T，C1ANDP与脉冲上升沿检测串联连接X，Y，M，S，T，C1ANDF与脉冲下降沿检测串联连接X，Y，M，S，T，C1ORP或脉冲上升沿检测并联连接

X，Y，M，S，T，C1ORF或脉冲下降沿检测并联连接X，Y，M，S，T，C1X，Y，M，S，T，C（四）脉冲指令2．指令说明（1）LDP、LDF指令是表示与左母线相连的上升沿（P）、下降沿（F）检测的触点的指令。（2）ANDP、

ANDF

指令是表示串联连接的上升沿（P）、下降沿（F）检测的触点的指令。（3）ORP、

ORF

指令是表示并联连接的上升沿（P）、下降沿（F）检测的触点的指令。

（4）LDP、ANDP、ORP仅在指定的触点由OFF→ON上升沿变化时，使驱动的线圈接通1个扫描周期。（5）LDF、

ANDF、

ORF仅在指定的触点由ON→OFF下降沿变化时，使驱动的线圈接通1个扫描周期。3．编程应用LDPX000ORPX001OUTM0LDM8000ANDPX002OUTM1LDFX000ORFX001OUTM0LDM8000ANDFX002OUTM1（五）串联电路块的并联（ORB）指令1．指令助记符及功能符号名称功能梯形图表示及操作组件程序步ORB（电路块或）串联电路块的并联连接操作组件：无1（五）串联电路块的并联（ORB）指令2．指令说明（1）ORB是表示两个电路块并联的指令。电路块是由LD或LDI开始的支路。（2）当多个电路块并联时，可多次使用。（五）串联电路块的并联（ORB）指令3．编程应用LDX000ANDX001LDX002ANDX003ORBLDIX004ANDX005ORBOUTY006LDX000ANDX001LDX002ANDX003LDIX004ANDX005ORBORBOUTY006（六）并联电路块的串联（ANB）指令1．指令助记符及功能符号名称功能梯形图表示及操作组件程序步ANB（电路块与）并联电路块的串联连接

操作组件：元1（六）并联电路块的串联（ANB）指令2．指令说明（1）ANB是表示两个电路块串联的指令，电路块是由LD或LDI开始的支路。（2）当多个电路块串联时，可多次使用。（六）并联电路块的串联（ANB）指令3．编程应用LDX000ORX001LDX002ANDX003LDIX004ANDX005ORBORX006ANBORX003OUTY007（七）置位/复位（SET／RST）指令1．指令助记符及功能符号名称功能梯形图表示及可操作的组件程序步SET（置位）线圈置位指令Y、M：1S、特M：2T、C：2D、V、Z、特D：3RST（复位）线圈复位指令（七）置位/复位（SET／RST）指令2．指令说明（1）SET为置位指令，使线圈接通保持（置1）

RST为复位指令，使线圈断开复位（置0）。（2）对同一软组件，SET，RST可多次使用，不限制使用次数，但最后执行者有效。（七）置位/复位（SET／RST）指令3．编程应用（八）主控（MC／MCR）指令1．指令助记符及功能符号名称功能梯形图表示及操作组件程序步MC（主控）（MasterControl）主控电路块起点3MCR（主控复位）主控电路块终点2（八）主控（MC／MCR）指令（八）主控（MC／MCR）指令2．指令说明（1）MC为主控指令，用于公共串联触点的连接，MCR为主控复位指令，即MC的复位指令（八）主控（MC／MCR）指令2．指令说明（2）若起始触点接通，则执行MC至MCR之间的梯形图电路的指令。若起始触点断开，则跳过主控指令控制的梯形图电路，这时MC/MCR之间的梯形图电路根据软组件性质不同有以下两种状态：

积算定时器、计数器、置位/复位指令驱动的软组件保持断开前状态不变；

非积算定时器、OUT指令驱动的软组件均变为OFF状态。（八）主控（MC／MCR）指令2．指令说明（3）主控（MC）指令母线后接的所有起始触点均以LD/LDI指令开始，最后由MCR指令返回到主控（MC）指令后的母线，向下继续执行新的程序。（八）主控（MC／MCR）指令3．编程应用（九）微分脉冲输出（PLS／PLF）指令1．指令助记符及功能符号名称功能电路表示及可操作组件程序步PLS上沿脉冲上升沿微分输出特M除外2PLF下沿脉冲下降沿微分输出2（九）微分脉冲输出（PLS／PLF）指令2．指令说明（1）PLS、PLF为微分脉冲输出指令。PLS指令使操作组件在输入信号上升沿时产生一个扫描周期的脉冲输出。PLF指令则使操作组件在输入信号下降沿产生一个扫描周期的脉冲输出。（九）微分脉冲输出（PLS／PLF）指令（九）微分脉冲输出（PLS／PLF）指令3．编程应用（十）栈操作（MPS／MRD／MPP）指令1．指令助记符及功能符号名称功能电路表示及操作组件程序步MPS（Push）进栈将连接点数据入栈无操作组件1MRD（Read）读栈读栈存储器栈顶数据1MPP（Pop）出栈取出栈存储器栈顶数据1（十）栈操作（MPS／MRD／MPP）指令2．指令说明

（1）这组指令分别为进栈、读栈、出栈指令，用于分支多重输出电路中将连接点数据先存储，便于连接后面电路时读出或取出该数据。（2）MPS、MRD、MPP指令都是无数据的指令。（3）在FX2N系列PLC中有11个用来存储运算中间结果的存储区域，称为栈存储器。

MPS和MPP必须成对使用，而且连续使用应少于11次。（十）栈操作（MPS／MRD／MPP）指令2．指令说明（4）使用一次MPS指令，便将此刻的中间运算结果送入堆栈的第一层，而将原存在堆栈第一层的数据移往堆栈的下一层。MRD指令是读出栈存储器最上层的最新数据，此时堆栈内的数据不移动。使用MPP指令，堆栈存储器最上层的数据被弹出，各数据顺次向上一层移。弹出的数据从堆栈内消失。（十）栈操作（MPS／MRD／MPP）指令3．编程应用【例1】一层堆栈LDX000ANDX001MPSANDX002OUTY000MPPOUTY001LDX003MPSANDX004OUTY002MPPANDX005OUTY003LDX006MPSANDX007OUTY004MRDANDX010OUTY005MRDANDX011OUTY006MPPANDX012OUTY007（十）栈操作（MPS／MRD／MPP）指令3．编程应用【例2】采用ANB、ORB指令的一层堆栈LDX000MPSLDX001ORX002ANBOUTY000MRDLDX003ANDX004LDX005ANDX006ORBANB

OUTY001MPPANDX007OUTY002LDX010ORX011ANBOUTY003（十）栈操作（MPS／MRD／MPP）指令3．编程应用【例3】二层堆栈程序LDX000MPSANDX001MPSANDX002OUTY000MPPANDX003OUTY001MPPANDX004MPSANDX005OUTY002MPPANDX006OUTY003（十一）取反（INV）指令1．指令助记符及功能符号名称功能梯形图表示及可操作组件程序步INV（取反）运算结果取反操作1（十一）取反（INV）指令2．指令说明INV指令是逻辑输入的运算结果取反，该指令是无操作数指令。（十一）取反（INV）指令3．编程应用【例】取反操作指令编程应用如图所示。（十二）空操作和程序结束指令1．指令助记符及功能符号名称功能电路表示和操作组件程序步NOP（空操作）无动作1END（结束）输入输出处理返回到0步1（十二）空操作和程序结束指令2．指令说明（1）空操作指令就是使该步不操作。在程序中加入空操作指令，在变更程序或增加指令时可以使步序号不变化。用NOP指令也可以替换一些已写入的指令，修改梯形图或程序。（2）当执行程序全部清零操作时，所有指令均变成NOP。（十二）空操作和程序结束指令2．指令说明（3）END为主程序结束指令。PLC总是循环进行输入处理、执行程序到END指令结束，进入输出处理工作。

（十二）空操作和程序结束指令2．指令说明（4）END指令还有一个用途是可以对较长的程序分段程序调试。调试时，可将程序分段后插入END指令，从而依次对各程序段的运算进行检查。然后在确认前面电路块动作正确无误之后依次删除END指令。第四节编程规则及注意事项

一、梯形图的结构规则（1）梯形图的各种符号，要以左母线为起点，右母线为终点（可省略右母线），从左向右分行绘出。注意：触点不能接在线圈的右边，线圈也不能直接与左母线连接，必须通过触点连接。如图6-54。图6-54规则（1）说明M8000

（2）触点应画在水平线上，不能画在垂直分支线上。

（2）触点应画在水平线上，不能画在垂直分支线上。如图6-55。图6-55规则（2）说明：桥式梯形图改成双信号流向的梯形图

（3）不包含触点的分支应放在垂直方向，不可水平方向设置。如图6-56。图6-56规则（3）说明

（4）电路块并联时，应将触点最多的支路块放在最上面。支路块串联时，应将并联支路多的尽量靠近左母线。以使编制的程序简洁明了，指令语句减少。图6-57规则（4）说明（5）遇到不可编程的梯形图时，可根据信号流向对梯形图进行重排。T形结构图6-58重排电路举例（a）对T形结构梯形图进行重排图6-58重排电路举例二、语句表程序的编辑规则（1）利用PLC基本指令对梯形图编程时，必须要按信号单方向从左到右、自上而下的流向原则进行编写。（2）在处理较复杂的触点结构时，指令表的表达顺序为：先写出参与因数的内容，再表达参与因数间的关系。例1：写出下图所示梯形图对应的指令表例2：画出与下列语句表对应的梯形图LDX000ANDX001LDX002ANIX003ORBLDX004ANDX005LDX006ANDX007ORBANBLDM101ANDM103ORBANDM102OUTY034三、双线圈输出问题1、

在梯形图中，线圈前面的触点代表线圈输出的条件，线圈代表输出。由PLC的操作系统对梯形图编绘法则规定，一个线圈在梯形图中只能出现一次。2、如果在同一程序中同一组件的线圈使用两次或多次，称为双线圈输出。3、PLC程序对这种情况的出现，扫描执行的原则规定是：前面的输出无效，最后一次输出才是有效的。4、作为这种事件的特例：同一程序的两个绝不会同时执行的程序段中可以有相同的输出线圈。第五节常用基本环节的编程一、三相异步电机单向运转控制：启－保－停电路单元二、三相异步电动机可逆运转控制：互锁环节三、二台电机延时启动的基本环节四、定时器的延时扩展一、三相异步电机单向运转控制：启－保－停电路单元图（a）是PLC的输入输出接线图。图（b）是启－保－停单向控制梯形图。

二、三相异步电动机可逆运转控制：互锁环节

在多输出的梯形图中，若要考虑多输出间的相互制约，可以用此方法实现多输出之间的联锁。三、二台电机延时启动的基本环节二台异步电动机，要求：一台启动10s后第二台启动，运行后能同时停止。四、定时器的延时扩展每个定时器的定时时间都有一个最大值。若工程中所需的延时时间大于选定的定时器最大定时值时，最简单的延时扩展方法是采用多个定时器接力计时。也可以利用计数器配合定时器获得长延时第六节基本指令编程实例【例1】用PLC实现对通风机的监视。用PLC实现对三台通风机运转情况进行监视的系统。如果三台风机中有二台在工作，信号灯就持续发亮；如果只有一台风机工作，信号灯就以1Hz的频率闪光；如果三台风机都不工作，信号灯就以10Hz频率闪光；如果选择运转装置不运行，信号灯就熄灭。输入(I)输出(O)其