电气控制及可编程控制技术模块4

02九月20234.6FX系列PLC的功能指令及编程4.4FX系列PLC的基本指令及编程4.3FX系列PLC的编程元件4.2

PLC的基本组成及工作原理

4.1可编程序控制器概述4.5FX系列PLC的步进指令及编程教学内容第一部分理论知识02九月20234.1可编程序控制器概述4.1.1可编程序控制器的产生与发展1.可编程序控制器的产生2.可编程序控制器的发展02九月20231.PLC的特点可靠性高、抗干扰能力强编程简单、使用方便功能完善、通用性强设计安装简单、维护方便体积小、重量轻、能耗低，易于实现机电一体化4.1.2PLC的特点与应用领域02九月20232.PLC的应用领域PLC的应用通常可分为五种类型：（1）开关量逻辑控制（2）运动控制（3）过程控制

（4）

数据处理

（5）

通信联网02九月20234.1.3可编程序控制器的分类2.按功能分类（1）低档PLC

（2）中档PLC

（3）高档PLC

1.按结构形式分类（1）整体式PLC

（2）模块式PLC3.按I∕O点数分类（1）

小型PLC

（2）中型PLC

（3）大型PLC

（3）叠装式PLC

02九月20234.2

PLC的基本组成及工作原理1.中央处理器单元（CPU）4.2.1PLC的硬件组成图4-1整体式PLC组成示意图02九月2023图4-2组合式PLC组成示意图02九月20232.存储器存储器主要有两种：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、用户程序和工作数据。02九月2023a）直流输入接口电路图4-3开关量输入接口电路3.输入/输出接口电路b）

交流输入接口电路c)交、直流输入接口电路（1）开关量输入接口电路02九月2023a）晶体管输出接口电路4-4开关量输出接口电路b）晶闸管输出接口电路C）继电器输出接口电路（2）开关量输出接口电路02九月20234.电源5.扩展接口6.通信接口7.智能I／O接口8.编程工具02九月2023◆编译程序1.系统程序◆系统诊断程序◆输入处理程序4.2.2PLC的软件组成◆信息传送程序◆监控程序02九月20232.用户程序（1）梯形图（LAD）语言图4-5符号对照02九月2023图4-6典型梯形图示意典型的梯形图示意图

02九月2023（2）指令表（STL）程序图4-7指令表编程举例a）梯形图b）指令表02九月2023（3）状态流程图（功能图）语言图4-8功能图示意02九月20234.2.3

PLC的工作原理1.PLC的工作方式

PLC的工作方式是一个不断循环的顺序扫描工作方式，即串行工作方式。每一次扫描所用的时间称为扫描周期。

继电接触器控制系统采用的是并行工作方式。02九月20232.PLC的工作过程（3）输出刷新阶段（1）输入采样阶段（2）程序执行阶段图4-9PLC扫描工作过程02九月20234.3FX系列PLC的编程元件4.3.1输入继电器（X元件）

输入继电器是PLC用来接收用户设备发来的输入信号。输入继电器与PLC的输入端相连。图4-10输入继电器等效电路

输入继电器的地址编号采用八进制。02九月20234.3.2输出继电器（Y元件）

输出继电器是PLC用来将输出信号传给负载的元件。输出继电器的外部输出触点接到PLC的输出端子上。

输出继电器的地址编号采用八进制。图4-11输出继电器等效电路02九月20234.3.3辅助继电器（M元件）

辅助继电器可分为：

通用型、断电保持型和特殊辅助继电器三种，辅助继电器按十进制编号。（1）通用辅助继电器M0~M499（500点）（2）断电保持辅助继电器M500~M3071（2572点）（3）特殊辅助继电器M8000~M8255（256点）对于FX2N系列PLC:02九月2023PLC内的特殊辅助继电器各自具有特定的功能：（1）只能利用其触点的特殊辅助继电器，线圈由PLC自动驱动，用户只利用其触点。M8000：运行监控用，PLC运行时M8000接通M8001：运行监视，PLC运行为OFFM8002：仅在PLC运行开始瞬间接通的初始脉冲特殊辅助继电器M8003：初始脉冲，仅在PLC运行开始时关断一个扫描周期M8005:PLC后备锂电池电压过低时接通M8011:10ms时钟脉冲M8012:100ms时钟脉冲M8013:1000ms时钟脉冲M8014:1min时钟脉冲02九月2023（2）可驱动线圈型特殊继电器，用于驱动线圈后，PLC作特定动作。M8030：锂电池电压指示灯特殊继电器M8033：PLC停止时输出保持特殊辅助继电器M8034：禁止全部输出特殊辅助继电器M8039：PLC以D8039中指定的扫描时间工作特殊辅助继电器注意：没有定义的特殊辅助继电器不能在用户程序中使用02九月20234.3.4状态继电器（S元件）

状态继电器S是编制步进控制顺序中使用的重要元件，它与步进指令STL配合使用。状态继电器有下列五种类型：1）初始状态继电器：S0~S9共10点2）回零状态继电器：S10~S19共10点3）通用状态继电器：S20~S499共480点4）断电保持状态继电器：S500~S899共400点5）报警用状态继电器：S900~S999共100点02九月20234.3.5定时器（T元件）

定时器在PLC中的作用相当于一个时间继电器，它有一个设定值寄存器，一个当前值寄存器以及无限个触点。

PLC内定时器是根据时钟脉冲累积计时，时钟脉冲有1ms、10ms、100ms三种，当所计时时间到达设定值时，输出触点动作。定时器可以用用户程序存储器内的常数k作为设定值，也可以用数据寄存器D的内容作为设定值。下面以FX2N/2NC为代表进行介绍：1.通用定时器（T0～T245）100ms定时器：T0~T199共200点，每个定时器设定值范围0.1~3276.7s；10ms定时器：T200~T245共46点，每个设定值范围0.01~327.67s。02九月2023

通用定时器工作原理图4-12通用定时器的工作原理02九月20232.积算定时器（T246~T255）

◆

1ms积算定时器：T246~T249共4点，每点设定值范围为：0.001~32.767s◆

100ms积算定时器：T250~T255共6点，每点设定值范围为：0.1~3276.7s图4-13积算定时器的工作原理图积算定时器的工作原理02九月2023计数器可分为内部计数器和高速计数器（1）16位增计数器（设定值：1~32767）

其设定值K在1~32767之间。设定值K0与K1含义相同，即在第一次计数时，其输出触点动作。16位增计数器有两种类型：◆通用型：C0~C99共100点

◆断电保持型：C100~C199共100点1.内部计数器4.3.6计数器（C元件）02九月202316位增计数器的动作过程示例图4-14通用型16位增计数器02九月2023（2）32位加/减双向计数器（设定值：-2147483648~+2147483647）32位加/减双向计数器有两种◆计数方向由特殊辅助继电器M8200~M8234设定。◆加减计数方式设定：对于C△△△，当M8△△△△接通（置1）时，为减计数器，断开（置0）时，为加计数器。◆计数值设定：直接用常数K或间接用数据寄存器D的内容作为计数值。间接设定时，要用元件号紧连在一起的两个数据寄存器。通用计数器：C200~C219共20点保持计数器：C220~C234共15点

02九月202332位加/减双向计数器的动作过程示例图4-1532位加/减双向计数器（a）梯形图（b）时序图02九月20232.高速计数器

高速计数器：FX系列PLC中有21点（C235~C255）高速计数器，共享PLC上6个高速计数器输入（X000~X005）。高速计数器按中断方式运行。4.3.7

数据寄存器D1.通用数据寄存器D0~D199共200点。只要不写入其它数据，已写入的数据不会变化。但是，PLC状态由运行→停止时，全部数据均清零。2.断电保持数据寄存器D200~D511共312点，只要不改写，原有数据不会丢失。02九月20233.特殊数据寄存器D8000~D8255共256点这些数据寄存器供监视PLC中各种元件的运行方式用。4.变址寄存器（V/Z）在进行32位数据运算时，要用指定的Z0~Z7和V0~V7组合修改运算操作数地址，指定Z为低位、V为高位，即（V0，Z0）、（V1，Z1）、…、（V7，Z7）。4.3.8指针（P/I）

在FX系列PLC中，指针用来指示分支指令的跳转目标和中断程序的入口标号。分为分支用指针（P）和中断用指针（I）两类，其中，中断用指针又可分为输入用中断指针、定时器用中断指针和计数器用中断指针3种。其编号采用十进制数分配。02九月20234.3.9常数（K/H）

K表示十进制常数，主要用来指定定时器/计数器的设定值及功能指令操作数中的数值，16位常数的范围为32768~+32767，32位常数的范围为2147483648~+2147483647；H表示十六进制常数，主要用于表示功能指令的操作数。16位常数的范围为0000~FFFF，32位常数的范围为00000000~FFFFFFFF。例如25用十进制表示为K25，用十六进制则表示为H19。02九月20234.4FX系列PLC的基本指令

FX系列PLC有基本逻辑指令27条，基本逻辑指令一般由助记符和操作元件组成。4.4.1逻辑取和线圈驱动指令LD/LDI/OUT助记符名称功

能梯形图表示目标元件程序步LD取常开触点逻辑运算开始X，Y，M，S，T，C1步LDI取反常闭触点逻辑运算开始OUT输出输出逻辑运算结果Y，M，S，T，CY，M：1步；S、特殊M：2步；T：3步；C：3~5步1.

LD/LDI/OUT指令的使用要素02九月20232.

LD/LDI/OUT使用指令说明（1）LD指令用于将常开触点与左母线相连；LDI指令用于将常闭触点与左母线相连。另外与后面的ANB/ORB指令组合，在电路块或分支起点处也要用使用LD/LDI指令。（2）

OUT指令不能驱动X元件。（3）

OUT指令可连续使用，且使用不受次数限制。（4）OUT指令驱动T、C元件时，必须有常数设定值语句。02九月2023

3.

LD/LDI/OUT指令应用举例图4-16LD/LDI/OUT指令应用02九月20234.4.2触点串联指令AND/ANI助记符名称功能梯形图表示目标元件程序步AND取常开触点串联连接X，Y，M，S，T，C1步ANI取反常闭触点串联连接1.

AND/ANI的使用要素02九月20232.

AND/ANI使用说明（1）AND/ANI指令用于单个常开、常闭触点的串联，串联触点的数量不受限制，即该指令可以重复使用。（2）当串联两个或以上的并联触点，则需用ANB指令。3.AND/ANI指令应用举例图4-17AND/ANI指令应用02九月20234.4.3触点并联指令OR/ORI1.

OR/ORI的使用要素助记符名称功能梯形图表示目标元件程序步OR或常开触点并联连接X，Y，M，S，T，C1步ORI或非常闭触点并联连接02九月20233.OR/ORI指令应用举例图4-18

OR/ORI指令应用2.OR/ORI指令使用说明OR/ORI指令用于单个触点的并联，可以连续使用，且不受使用次数限制。02九月20234.4.4上升沿检测指令LDP/ANDP/ORP1.

LDP/ANDP/ORP指令的使用要素助记符名称功

能梯形图表示目标元件程序步LDP取上升沿脉冲上升沿检测运算开始X，Y，M，S，T，C2步ANDP与上升沿脉冲上升沿检测串联连接ORP或上升沿脉冲上升沿检测并联连接02九月20233.LDP/ANDP/ORP指令应用举例图4-19LDP/ANDP/ORP指令应用2.LDP/ANDP/ORP使用说明LDP/ANDP/ORP指令仅在对应元件上升沿维持一个扫描周期的接通。0LDPX000ORPX001OUTM0LDM8000ANDPX0028OUTM102九月20234.4.5下降沿检测指令LDF/ANDF/ORF助记符名称功能梯形图表示目标元件程序步LDF取下降沿脉冲下降沿检测运算开始X，Y，M，S，T，C2步ANDF与下降沿脉冲下降沿检测串联连接ORF或下降沿脉冲下降沿检测并联连接1.

LDF/ANDF/ORF的使用要素02九月20233.LDF/ANDF/ORF指令应用举例图4-20LDF/ANDF/ORF指令应用2.LDF/ANDF/ORF指令使用说明LDF/ANDF/ORF指令仅在对应元件下降沿维持一个扫描周期的接通。0LDFX000ORFX001OUTM0LDM8000ANDFX0028OUTM102九月20234.4.6脉冲输出指令(PLS/PLF)1.

PLS/PLF的使用要素助记符名称功能梯形图表示目标元件程序步PLS上升沿微分在脉冲信号上升沿，产生1各周期的脉冲输出Y、M(特殊的M元件除外)2步PLF下降沿微分在脉冲信号下降沿，产生1各周期的脉冲输出02九月20232.使用PLS、PLF指令说明4）使用这两条指令时，要特别注意目标元件。1）使用PLS指令，元件Y、M仅在驱动输入接通后的一个扫描周期内动作（置1）。2）使用PLF指令，元件仅在驱动输入断开后的一个扫描周期内动作。3）特殊继电器不能用作PLS或PLF的操作元件。02九月20233.PLS/PLF指令的应用举例0

LDX0001PLSM0←2步指令3LDM04SETY0005LDX0016PLFM1←2步指令8LDM19RSTY000T0扫描周期T0扫描周期Y000M1M0X000X001X000M0SETY000X001PLFM1M1RSTY000PLSM0图4-21PLS、PLF指令应用02九月20234.4.7电路块的串并联指令(ANB/ORB)指令名称助记符功能梯形图表示目标元件程序步块与指令ANB电路块与电路块串联无1步块或指令ORB电路块与电路块并联1.ANB/ORB指令使用要素02九月20232.ANB/ORB指令使用说明◆

使用ANB/ORB指令编程时，当采用分别编程的方法时，即写完2个电路块指令后使用ANB或ORB指令，其ANB/ORB指令使用次数不受限制。串联电路块或并联电路块的开始均用LD/LDI指令。◆当采用ANB/ORB指令连续使用时。即先按顺序将所有的电路块的指令写完之后，然后连续用ANB/ORB指令，则ANB/ORB指令使用次数不能超过8次。◆应注意ANB和AND、ORB和OR之间的区别，在程序设计时利用设计技巧，能不用ANB或ORB指令时，尽量不用，这样可以减少指令的使用条数。02九月2023

ANB：块与指令。用于两个或两个以上触点并联连接的电路之间的串联，称之为并联电路块的串联连接。◆ANB指令的应用举例图4-22

ANB指令应用3.ANB/ORB指令的应用举例02九月2023

ORB：块或指令。用于两个或两个以上的触点串联连接的电路之间的并联，称之为串联电路块的并联连接。图4-23ORB指令应用◆ORB指令的应用举例02九月20234.4.8栈指令(MPS/MRD/MPP)助记符名称功

能梯形图表示目标元件程序步MPS进栈将运算结果送入栈存储器的第一层，同时将先前送入的数据依次下移到栈的下一层

无1步MRD读栈将栈存储器的第一层数据读出且保存，栈内的数据不移动MPP出栈将栈存储器第一层的数据读出，同时该数据消失，栈内数据依次上移1.MPS/MRD/MPP指令使用要素02九月20232.

栈指令使用说明◆MPS/MPP指令必须成对出现。◆栈指令无目标元件。◆

MPS指令可以反复使用，但必须少于11次。◆

MPS/MRD/MPP指令后如果接单个触点，用AND或ANI指令，若有电路块串、并联，则要用ANB、ORB指令；若直接与线圈相连，则用OUT指令。02九月20233.栈指令应用举例图4-24栈指令应用02九月20234.4.9主控及主控复位指令(MC/MCR)助记符名称功能梯形图表示目标元件程序步MC主控公共串联触点的连接Y,M(特殊的M元件除外)3步MCR主控复位公共串联触点的复位2步1.MC/MCR指令

使用要素02九月20232.

MC/MCR指令使用说明（1）被主控指令驱动的Y或M元件的常开触点称为主控触点，主控触点在梯形图中与一般触点垂直。主控触点是。与主控触点相连的触点与左母线相连的常开触点，相当于电气控制电路的总开关必须用LD/LDI指令。（2）

MC指令的输入触点断开时，在MC和MCR之间的积算定时器、计数器和用SET/RST指令驱动的元件保持其之前的状态不变。非积算定时器和用OUT指令驱动的元件将复位。（3）在一个MC指令区内若再使用MC指令称为嵌套。嵌套级数最多8级编号按N0→N1→N2→N3→N4→N5→N6→N7顺序增大，使用MCR指令返回时，则从编号大的嵌套级开始复位。02九月20233.MC、MCR指令应用举例

图4-25

MC/MCR指令应用02九月20234.4.10置位与复位指令(SET/RST)指令名称助记符功能梯形图表示目标元件程序步置位SET驱动被操作的目标元件，使其线圈通电动作并保持

Y，M，SY，M：1步；S、特殊M元件：2步复位RST解除被操作的目标元件动作保持，寄存器清零

Y，M，S，T，C，D，V，ZY，M：1步；S、特殊M、T、C：2步；D、V、Z、特殊D：3步1.SET/RST指令

使用要素02九月20232.SET/RST指令使用说明（1）RST指令常被用来对D、V、Z的内容清零，还用来复位积算定时器和计数器，如图4-26所示。图4-26RST指令对计数器的复位（2）对于同一目标元件，SET/RST指令可多次使用，顺序也可任意，但以最后执行的一行有效。02九月20233.SET/RST指令应用举例

图4-26

SET、RST指令的应用（a）梯形图（b）语句表（c）波形02九月20234.4.11取反、空操作与程序结束指令(INV/NOP/END)助记符名称功

能梯形图表示目标元件程序步INV取反对该指令之前的运算结果取反无1步NOP空操作不执行操作无END程序结束表示程序结束1.INV/NOP/END指令

使用要素02九月2023

2.INV/NOP/END指令使用说明◆不能像OR/ORI/ORP/ORF指令那样单独使用，也不能像LD/LDI/LDP/LDF那样与左母线单独使用；◆在将全部程序清除时，全部指令成为空操作；◆若在程序中加入NOP指令，则在修改或追加程序时，可以减少步序号的变化，但程序步需要有空余；◆若将已写入的指令换为NOP指令，则梯形图会发生变化，必须注意；◆在调试程序时，插入END指令，使得程序分段，提高调试速度。◆INV指令是把该指令所在位置当前逻辑运算结果取反，取反后的结果仍可继续运算；◆使用INV指令，在AND/ANI/ANDP/ANDF指令的相同位置处编程；02九月20234.5

FX系列PLC的步进指令及编程4.5.1顺序控制功能图

顺序控制功能图又称状态转移图是用步（或称为状态，用状态继电器S表示）、转移、转移条件、负载驱动来描述控制过程的一种图形。顺序控制功能图并不涉及所描述的控制功能的具体技术，是一种通用的技术语言。1．顺序控制功能图概述02九月20232．顺序控制功能图组成要素

顺序控制功能图主要由步、有向连线、转换、转换条件和动作（或命令）等要素组成。步

将系统的工作过程分为若干个阶段，这些阶段称为“步”。

“步”是控制过程中的一个特定状态。步又分为初始步和活动步，在每一步中要完成一个或多个特定的动作。初始步表示一个控制系统的初始状态，所以，一个控制系统必须有一个初始步，初始步可以没有具体要完成的动作。

FX系列PLC的状态继电器元件有900点（S0～S899）。其中S0~S9为初始状态继电器，用于功能图的初始步。02九月2023有向连线、转换与转换条件

步与步之间用“有向连线”连接，在有向连线上用一个或多个小短线表示转换，转换条件是与转换相关的逻辑命题。

当条件得到满足时，转换得以实现。当系统正处于某一步时，把该步称为“活动步”。

动作或命令统称为“动作”是指系统处于活动步时所完成的任务。02九月2023顺序控制功能图示例:图4-29顺序控制功能图02九月20233．功能图的结构（1）单序列：反映按顺序排列的步相继激活这样一种基本的进展情况。图4-31单序列结构图02九月2023（2）选择序列：—个活动步之后，紧接着有几个后续步可供选择的结构形式称为选择序列。图4-32选择序列结构图（a）（b）（a）选择序列的分支（b）选择序列的合并02九月2023（3）并行序列：当转换的实现导致几个分支同时激活时，采用并行序列。其有向连线的水平部分用双线表示。图4-33并行序列结构图（a）（b）（a）并行序列的分支（b）并行序列的合并02九月2023（4）子步结构：某一步可以包含一系列子步和转换，通常这些序列表示整个系统的一个完整的的子功能，子步的使用使系统的设计者在总体设计时容易抓住系统的主要矛盾，用更加简洁的方式表示系统的整体功能和概貌，而不是一开始就陷入某些细节之中。图4-34子步结构图02九月2023（5）跳步、重复和循环序列：在实际系统中经常使用跳步、重复和循环序列。这些序列实际上都是选择序列的特殊形式。图4-35跳步、重复和循环序列(a)跳步序列(b)重复序列(c)循环序列02九月20234．功能图中转换实现的基本规则1）该转换所有前级步必须是活动步。2）对应的转换条件成立。（2）转换应完成的操作（1）转换实行的条件1）使所有由有向连线与相应转换符号相连的后续步都变为活动步。2）使所有由有向连线与相应转换符号相连的前级步都变为不活动步。02九月20235．绘制功能图应注意的事项★两个步绝对不能直接相连，必须用一个转换将它们隔开。★两个转换也不能直接相连，必须用一个步将它们隔开。★顺序控制功能图中的初始步一般对应于系统等待起动的初始状态，初始步可能没有输出执行，但初始步是必不可少的。如果没有该步，则无法表示初始状态，系统也无法返回初始状态。★自动控制系统应能多次重复执行同一工艺过程。★在顺序控制功能图中，只有当某一步的前级步是活动步时，该步才有可能变成活动步。02九月20234.5.2步进指令

FX系列PLC步进指令有两条：步进梯形开始指令STL和步进结束指令RET。助记符名称功能梯形图表示目标元件程序步STL步进梯形开始步进梯形图开始S1步RET步进返回步进梯形图结束无1步◆步进指令STL和RET使用要素02九月2023

步进指令STL只有与状态继电器S配合时才具有步进功能。使用STL指令的状态继电器常开触点，称为STL触点，没有常闭的STL触点。用状态继电器代表功能图的各步，每一步都具有三种功能：负载的驱动处理、指定转换条件和指定转换目标。图4-37STL指令使用说明（a）顺序控制功能图（b）相对应的梯形图（c）指令表STLS21OUTY003LDX005SETS22（c）02九月2023STL触点是与左母线相连的常开触点，类似于主控触点，并且同一状态继电器的STL触点只能使用一次（并行序列的合并除外）。与STL触点相连的触点应使用LD或LDI指令，使用过STL指令后，应用RET指令使LD点返回左母线。梯形图中同一元件的线圈可以被不同的STL触点驱动，即使用STL指令时，允许双线圈输出。STL触点之后不能使用MC/MCR指令，但可以使用跳转指令。STL触点可以直接驱动或通过别的触点驱动Y、M、S、T或C等元件的线圈，STL触点也可以使Y、M和S等元件置位或复位。使状态继电器置位的指令如果不在STL触点驱动的电路块内，执行置位指令时，系统程序不会自动地将前级状态步对应的状态继电器复位。02九月20234.5.3步进指令的编程方法1.STL功能图转换为梯形图图4-38

STL功能图与梯形图的转换02九月20232.使用STL指令编程的一般步骤（1）列出现场信号与PLC软继电器编号对照表。（2）画出I/O接线图。（3）根据控制的具体要求绘制顺序控制功能图。（4）将顺序控制功能图转换为梯形图（转换方法按照图4-37所示的处理方法来处理每一状态）。（5）写出梯形图对应的指令表。02九月20233.单序列顺序控制的STL指令编程如图4-38所示4．选择序列顺序控制的STL指令编程★选择性分支与汇合的特点图4-39选择性分支、汇合顺序控制功能图

（a）选择性分支（b）选择性汇合02九月2023★选择性分支的编程图4-40选择性分支的编程（a）顺序控制功能图（b）梯形图（c）指令表02九月20235．并行序列顺序控制的STL指令编程★并行性分支与汇合的特点图4-42并行性分支、汇合顺序控制功能图（a）并行性分支

（b）并行性汇合02九月2023图4-41选择性汇合的编程（a）顺序控制功能图（b）梯形图（c）指令表★选择性汇合的编程02九月2023图4-41并行分支的编程（a）顺序控制功能图（b）梯形图（c）指令表★并行性分支的编程02九月2023图4-41并行汇合的编程（a）顺序控制功能图（b）梯形图（c）指令表★并行性汇合的编程02九月2023【例1】某锅炉的鼓风机和引风机的控制要求如下：开机时，先起动引风机，10s后开鼓风机；停机时，先关鼓风机，5s后关引风机。试设计满足上述要求的控制程序。6．STL指令编程举例表4-16某锅炉控制输入/输出分配表类

别低压电器PLC元件功

能输

入SB1X000起动按钮SB2X001停止按钮输

出KM1Y000控制引风机接触器KM2Y001控制鼓风机接触器02九月2023图4-45鼓风机和引风机的顺序控制功能图和梯形图（a）顺序控制功能图（b）梯形图02九月2023【例2】选择性工作传输机用于将大、小球分类送到右边的两个不同位置的箱里，如图4-46所示。其工作过程为：（1）当传输机位于起始位置时，上限位开关SQ3和左限位开关SQ1被压下，接近开关SP断开；（2）起动装置后，操作杆下行，一直到接近开关SW闭合。此时，若碰到的是大球，则下限位开关SQ2仍为断开状态；若碰到的小球，则下限位开关SQ2为闭合状态（3）接通控制吸盘的电磁铁线圈YA。（4）假如吸盘吸起小球，则操作杆上行，碰到上限位开关SQ3后，操作杆右行；碰到右限位开关SQ4（小球的右限位开关）后，再下行，碰到下限位开关SQ6后，将小球放到小球箱里，然后返回到原位。（5）如果起动装置后，操作杆一直下行到SP闭合后，下限位开关SQ2仍为断开状态，则吸盘吸起的是大球，操作杆右行碰到右限位开关SQ5（大球的右限位开关）后，将大球放到大球箱里，然后返回到原位。02九月2023图4-46选择性工作传输机的工作示意图02九月2023类别低压电器PLC元件作用输

入QSX010起、停手动开关SPX000接近开关SQ1X001左限位开关SQ2X002下限位开关SQ3X003上限位开关SQ4X004放小球右限位开关SQ5X005放大球右限位开关SQ6X006放球下限位开关输出YAY000电磁铁YV1Y001传输机下驱动线圈YV2Y002传输机上驱动线圈YV3Y003传输机右驱动线圈YV4Y004传输机左驱动线圈HLY005原位指示灯表4-15输入/输出（I/O）分配表02九月2023图4-47选择性工作传输机顺序控制功能图02九月2023图4-48选择性工作传输机梯形图02九月20234.6

FX系列PLC的主要功能指令及编程4.6.1功能指令概述1．功能指令的表示形式指令名称指令编号位数助记符操作数范围程序步[S．][D．]m（n）求平均值FNC45（16）MEANMEAN（P）K、HKnX、KnY、KnM、KnS、T、C、DKnY、KnM、KnS、T、C、D、V、Z1～64MEAN,MEAN（P）……7步02九月20232．数据长度功能指令可以处理16位数据和32位数据。3．指令执行方式功能指令有连续执行型和脉冲执行型两种形式。4．位元件与字元件(1)位元件X、Y、M、和S；(2)字元件T、C、D、V、Z(T、C分别表示定时器和计数器的当前值寄存器)；(3)位元件组合的基本单元为4个位元件，KnM0中的n是组数，16位数操作时为K1~K4，32位数操作时为K1~K8。02九月20234.6.2程序流程控制指令1．条件跳转指令◆

跳转指令使用要素指令名称指令编号位数助记符功能操作数程序步[D.]条件跳转FNC00（16）CJCJ（P）在满足跳转条件后程序将跳到以指针Pn为入口的程序段中执行，直到跳转条件不满足，跳转停止执行P0～P127P63即是END所在步，不需标记CJ,CJ（P）：

3步标号P：1步02九月2023◆CJ指令的使用说明图6-51

CJ指令的使用图6-52

CJ指令使用相同的指针号02九月20232．子程序指令（CALL/SRET）◆子程序指令使用要素指令名称指令编号位数助记符功能操作数程序步[D.]子程序调用FNC01（16）CALL

CALL（P）当子程序调用指令的执行条件为ON时，CALL指令使程序跳到标号处，子程序被执行指针P0-P62，P64～P1275级嵌套CALL，CAL(P):

3步

标号P:1步子程序返回FNC02SRET返回主程序无1步02九月2023◆CALL/SRET指令的使用说明图6-53

CALL/SRET指令的使用图6-54子程序的嵌套02九月20233．中断指令（IREF/EI/DI）

允许中断指令EI与禁止中断指令DI之间的程序段为允许中断区间。当程序处理到允许中断的区间，出现中断信号时，则停止执行主程序，去执行相应的中断子程序。处理到中断返回指令IRET时再返回断点，继续执行主程序。

FX系列PLC的中断源有外部输入中断、定时器中断和计数器中断三种共15点。其中输入中断指针标号为I00□～I50□6点，定时器中断指针为I6□□～I8□□3点，计数器中断指针标号为I010～I0606点。02九月2023输入中断定时器中断计数器中断中断标号中断禁止辅助继电器中断标号中断禁止辅助继电器中断标号中断禁止辅助继电器I00□（X0）M8050I6□□M8056I010M8059I10□（X1）M8051I7□□M80571020I20□（X2）M8052I8□□M8058I030I30□（X3）M8053□□：表示10～99msI040I40□（X4）M8054I050I50□（X5）M8055I060◆中断标号与中断相关的特殊辅助继电器之间的关系

（1）表中□：为1时上升沿中断，为0时下降沿中断。

（2）表中中断禁止辅助继电器M8050～M8059为ON时，与之对应标号的中断被禁止。注：02九月2023指令名称指令编号位数助记符功能操作数程序步D中断返回FNC03IRET返回主程序，用在中断服务程序的末尾，表示中断服务程序的结束无1步允许中断FNC04EI在主程序中，EI和DI一起规定允许中断区间。EI表示允许中断区间的起点，DI表示允许中断区间的终点禁止中断FNC05DI◆中断指令使用要素02九月2023◆EI/DI中断指令的使用图4-55中断指令的使用02九月2023◆中断指令使用说明（1）中断禁止特殊辅助继电器M8055～M8059为ON状态，响应的中断子程序不能执行。（2）一个中断程序执行时，其他中断被禁止。但是在中断程序中编入EI和DI指令时，可实现中断嵌套。多个中断信号产生的顺序，遵照中断指针号较低的有优先权的规定。（3）中断信号的脉宽必须大于200µs。（4）如果中断信号产生禁止中断区间（DI～EI之间），这个中断信号被存储，并在EI指令后执行。02九月20234．主程序结束指令（FEND）◆主程序结束指令使用要素指令名称指令编号助记符功

能操作数程序步D主程序结束FNC06FEND表示主程序结束和子程序区的开始无1步02九月2023◆FEND主程序结束指令使用图4-56

FEND指令的使用02九月20235．监视定时器刷新指令（WDT）◆监视定时器刷新指令使用要素指令名称指令编号助记符功

能操作数程序步D监视定时器刷新FNC07WDTWDT（P）定时器刷新无1步02九月2023◆监视定时器刷新指令使用图4-57

WDT指令的使用02九月20236．循环指令（FOR/NEXT）◆循环指令使用要素指令名称指令编号位数助记符功能操作数指令步数S循环开始FNC08(16)FOR循环区起点K,HKnX,KnY,KnM,KnST,C,D,V,Z3步循环结束FNC09NEXT循环区终点无1步02九月2023◆循环指令使用说明图4-58循环指令的使用（3）NEXT指令不允许写在END、FEND指令的后面。（1）FX系列PLC的循环指令最多允许5级嵌套。（2）FOR、NEXT在成对使用。要求FOR在前，NEXT在后。02九月20234.6.3比较与传送指令1．比较指令◆比较指令使用要素指令名称指令编号位数助记符功能操作数程序步[S1.][S2.][D.]比较FNC10(16/32)CMPCMP(P)将源操作数[S1]、[S2]间的数据进行比较，结果送到目标操作数[D]中K,HKnX,KnY,KnM,KnST,C,D,V,ZY,M,SCMP,CMP(P)：7步(D)CMP,(D)CMP(P)：13步02九月2023◆比较指令使用说明（1）比较指令中的所有的源操作数据都按二进制数值处理。（2）对于多个比较指令，其目标操作数D也可以指定为同一个元件；但每执行一次比较指令其D的内容随之而变化。图4-59比较指令使用02九月20232．区间比较指令◆区间比较指令使用要素指令名称指令编号位数助记符功能操作数程序步[S1.][S2.][S1.][D.]区间比较FNC11(16/32)ZCPZCP(P)将一个数据[S]与两个源操作数[S1]和[S2]间的数据进行代数比较，结果送到目标操作数[D]中K,HKnX,KnY,KnM,KnST,C,D,V,ZY,M,SZCP,ZCP（P）：9步（D）ZCP,（D）ZCP（P）：17步02九月2023◆区间比较指令的使用图4-60

ZCP指令的使用02九月20233．传送指令（MOV）◆传送指令使用要素指令名称指令编号位数助记符功能操作数程序步[S.][D.]传送FNC12(16/32)MOVMOV(P)将源操作数内的数据送到指定的目标操作数内，即[S]→[D]K,HKnX,KnY,KnM,KnST,C,D,V,ZKnY,KnM,KnST,C,D,V,ZMOV,MOV(P)：5步(D)MOV,(D)MOV(P)：9步02九月2023图4-61

WOV指令的使用◆MOV指令的使用当X000=ON时，K100→(D10)02九月20234．移位传送指令(SMOV)

◆移位传送指令使用要素指令名称指令编号位数助记符操作数程序步[S.]m1m2[D.]n移位传送FNC13(16)SMOVSMOV(P)KnX,KnY,KnM,KnST,C,D,V,ZK,H=1～4K,H=1～4KnY,KnM,KnST,C,D,V,ZK,H=1～4SMOV、

SMOV（P）：11步SMOV指令的功能：将源操作数[S]的16位二进制数自动转换成4位BCD码，然后从右向左第m1位开始向右数m2位，传送到目标操作数（4位BCD码）的从右向左第n位开始向右数m2位的位置上，最后这4位BCD码自动转换成二进制数后送入目标操作数[D]中去。02九月2023◆SMOV指令的使用图4-62

SMOV指令的使用02九月20235．块传送指令(BMOV)

◆块传送指令使用要素指令名称指令编号位数助记符操作数程序步数[S.][D.]n块传送FNC15(16)BMOV(P)KnX,KnY,KnM,KnST,C,DKnY,KnM,KnST,C,DK,H≤512BMOV,BMOV(P)：7步BMOV指令的功能：是从源操作数KnX、KnY、KnM、KnS、T、C、D指定的元件开始的n个数组成的数据块传送到指定的KnY、KnM、KnS、T、C、D目标操作数。02九月2023◆BMOV指令的使用图4-63

BMOV指令的使用02九月20236．多点传送指令(FMOV)

◆多点传送指令使用要素指令名称指令编号位数助记符操作数程序步数[S.][D.]n多点传送FNC16(16/32)FMOVFMOV(P)K,HKnX,KnY,KnM,KnST,C,D,V,ZKnY,KnM,KnST,C,DK,H≤512FMOV,FMOV(P):7步(D)FMOV,(D)FMOV(P)：13步FMOV指令的功能：是将源元件中的数据传送到指定目标开始的n个目标元件中，这n个元件中的数据完全相同。即实现同一数据多点传送的功能。02九月2023◆FMOV指令的使用当X000=ON时，每个周期把K0传送到D100～D119中去。图4-64

FMOV指令的使用02九月20236．数据交换指令(XCH)

◆数据交换指令使用要素指令名称指令编号位数助记符功能操作数程序步数[D1.][D2.]数据交换FNC17(16/32)XCHXCH(P)在指定的目标软元件间进行数据交换KnY,KnM,KnST,C,D,V,ZKnY,KnM,KnST,C,D,V,ZXCH,XCH(P)：5步(D)XCH、(D)XCH(P)：9步◆XCH指令的使用图4-65

XCH指令的使用02九月20237．数据变换指令(BCD/BIN)

◆数据变换指令使用要素指令名称指令编号位数助记符功能操作数程序步数[S.][D.]BCD转换FNC18(16/32)BCDBCD(P)将源元件中的二进制数转换成BCD码送到目标元件中KnX,KnY,KnM,KnST,C,D,V,ZKnY,KnM,KnST,C,D,V,ZBCD,BCD(P)：5步(D)BCD、(D)BCD(P)：9步BIN转换FNC19(16/32)BINBIN(P)将源元件中的BCD码转换成二进制数送到目标元件中KnX,KnY,KnM,KnST,C,D,V,ZKnY,KnM,KnST,C,D,V,ZBIN,BIN(P)：5步(D)BIN、(D)BIN(P)：9步02九月2023★BCD/BIN指令的使用图4-66

BCD/BINH指令的使用当X000=ON时，每个周期把D10中的二进制数转换成BCD码送到D11中去。当X001=ON时，每个周期把X000～X007组成的BCD码变换成二进制数送到D13中去。①BCD转换的结果超过0～9999（16位运算）或0～99999999(32位运算)时，则出错；②BCD变换指令用于将PLC中的二进制数据变换成BCD码输出，用于驱动七段显示。③常数K自动进行二进制变换，因此不能用BIN指令变换。02九月20234.6.4算术运算指令1．加法与减法指令（ADD/SUB）★加法与减法指令使用要素指令名称指令编号位数助记符功能操作数程序步数[S1.][S2.][D.]加法FNC20(16/32)ADDADD(P)将指定源元件中的二进制数相加的结果送到指定的目标元件中K,HKnX,KnY,KnM,KnST,C,D,V,ZKnY,KnM,KnST,C,D,V,ZADD,ADD(P)：7步(D)ADD,(D)ADD(P)：13步减法FNC21(16/32)SUBSUB(P)将指定源元件中的二进制数相减的结果送到指定的目标元件中K,HKnX,KnY,KnM,KnST,C,D,V,ZKnY,KnM,KnST,C,D,V,ZSUB,SUB(P)：7步(D)SUB,(D)SUB(P)：13步02九月2023★ADD/SUM指令的使用当X000=ON时，[S1.]+[S2.]→[D.]，即（D0）+（D2）→D4当X001=ON时，[S1.]-[S2.]→[D.]，即（D11,D10）+（D13,D12）→(D15,D14)图4-67

ADD/SUB指令的使用02九月2023★ADD/SUM指令的使用说明（1）每个数据的最高位作为符号位（0为正，1为负），运算是二进制代数运算。（2）进行二进制加减时，可以进行16/32位数据处理。16位运算时，数据范围为-32768~+32767；32位运算时，数据范围为-2147483648~+2147483647。（3）如果运算结果为0，则零标志M8020置1，如果运算结果超过32767(16位运算)或2147483647(32位运算)，则进位标志M8022置1，如果运算结果小于-32768(16位运算)或-2147483648（32位运算），则借位标志M8021置1。在32位运算中，被指定的字元件是低16位元件，下一个元件为高16位元件。如果在加法指令之前置1浮点操作标志M8023，则可进行浮点值的加法。（4）该指令可以进行连续/脉冲执行方式。02九月20232．乘法与除法指令（MUL/DIV）★乘法与除法指令使用要素指令名称指令编号位数助记符功能操作数程序步数[S1.][S2.][D.]乘法FNC22(16/32)MULMUL(P)将指定源元件中的二进制数相乘的结果送到指定的目标元件中K,HKnX,KnY,KnM,KnST,C,D,V,ZKnY,KnM,KnST,C,DV,Z（限16位）MUL,MUL(P)：7步(D)MUL,(D)MUL(P)：13步除法FNC23(16/32)DIVDIV(P)将指定源元件中的二进制数[S1.]除以[S2.]，商送到指定的目标元件[D.]中，余数送到目标元件[D.]的下一个目标元件中K,HKnX,KnY,KnM,KnST,C,D,V,ZKnY,KnM,KnST,C,DV,Z（限16位）DIV,DIV(P)：7步(D)DIV,(D)DIV(P)：13步02九月2023★MUL、DIV指令的使用图4-68

MUL指令的使用图4-69

DIV指令的使用02九月20233．加1与减1指令（INC/DEC）★加1与减1指令使用要素指令名称指令编号位数助记符功能操作数程序步数[D.]加1FNC24(16/32)INCINC(P)使[D]指定元件中数值增加1KnY,KnM,KnST,C,D,V,ZINC、INC(P)：3步(D)INC、(D)INC(P)：5步减1FNC25(16/32)DECDEC(P)使[D]指定元件中数值减1KnY,KnM,KnST,C,D,V,ZDEC、(D)ECP(P)：3步(D)DEC、(D)DEC(P)：5步02九月2023★INC、DEC指令的使用图4-70

INC、DEC指令的使用当X000由OFF变为ON时，（D10）+1→（D10）当X001由OFF变为ON时，（D11）－1→（D11）02九月20234.6.5程序循环与移位指令1．程序循环指令（ROR/ROL）★循环左移与循环右移指令使用要素指令名称指令编号位数助记符功能操作数程序步数[D.]n循环右移FNC30(16/32)RORROR(P)使16/32位数据向右循环移位KnY,KnM,KnS，T,C,D,V,ZK,Hn≤16(32)ROR,ROR(P)：5步

(D)ROR、(D)ROR(P)：9步循环左移FNC31(16/32)ROLROL(P)使16/32位数据向左循环移位KnY,KnM,KnS，T,C,D,V,ZK,Hn≤16(32)ROL,ROL(P)：5步

(D)ROL、(D)ROL(P)：9步02九月2023★ROR、ROL指令的使用当X000由OFF变为ON时，各数据向右循环移3位，最后从最低位移出的1状态存进M8022中。当X001由OFF变为ON时，各数据向左循环移3位，最后从最高位移出的1状态存进M8022中。图4-71

ROR、ROL指令的使用(a)ROR循环右移指令(b)ROL循环左移指令02九月20232．位移位指令（SFTR/SFTL）★位左移与位右移指令使用要素指令名称指令编号助记符功能操作数程序步数[S.][D.]n1n2位右移FNC34(16)SFTRSFTR(P)对[D.]所指定的n1个元件连同[S.]所指定的n2个位元件的数据右移或左移n2X,Y,M,SY,M,SK,Hn2≤n1≤1024SFTR,SFTR(P)：9步位左移FNC35(16)SFTLSFTL(P)SFTL,SFTL(P)：9步02九月2023★SFTR、SFTL指令的使用图4-72

SFTR、SFTL指令的使用(a)SFTR循环右移指令(b)SFTL循环左移指令02九月20234.6.6区间复位指令★区间复位指令（ZRST）使用要素指令名称指令编号位数助记符功能操作数程序步数[D1.][D2.]区间复位FNC40(16)ZRSTZRST(P)将[D1.]～[D2.]指定的元件号范围内的同类元件成批复位Y,M,S,T,C,DD1元件号≤D2元件号ZRST,ZRSTP：5步02九月2023★ZRST指令的使用说明图4-73

ZRST指令的使用（3）虽然ZRST指令是16位指令，D1和D2也可以指定32位计数器。（2）位元件M500～M599成批复位，字元件C235～C255成批复位，状态元件S0～S127成批复位。（1）当M8002由OFF→ON时，执行区间复位指令。02九月20234.6.7功能指令编程举例【例3】

小车自动选向自动定位控制某车间有四个工作台，小车往返于工作之间选料。每个工作台设有一个到位开关（SQ）和一个呼叫按钮（SB）。具体控制要求如下：（1）小车初始时应停在四个工作台中的任意一个到位开关上。（2）设小车现暂停于m号工作台，（此时SQm动作）这时n号工作台有呼叫（即SBn动作）。1）当m＞n时，小车左行，直至SQm动作。到位停车。即当小车所停位置SQ的编号大于呼叫的SB的编号时，小车左行至呼叫的SB位置后停止。2）当m＜n时，小车右行，直至SQm动作。到位停车。即当小车所停位置SQ的编号小于呼叫的SB的编号时，小车右行至呼叫的SB位置后停止。3）当m=n时，小车原地不动。即当小车所停位置SQ的编号与呼叫的SB的编号相同时，小车不动作。02九月2023小车自动控制系统I/O分配表输入名称低压电器PLC输入元件输出名称低压电器PLC输出元件1＃呼叫按钮SB1X000小车前进接触器KM1Y0002＃呼叫按钮SB2X001小车后退接触器KM2Y0013＃呼叫按钮SB3X0024＃呼叫按钮SB4X0031＃限位开关SQ1X0042＃限位开关SQ2X0053＃限位开关SQ3X0064＃限位开关SQ4X007起动按钮SBX01002九月2023图4-74小车自动选向自动定位控制梯形图程序小车自动选向自动定位控制程序02九月2023【例4】某灯光招牌有L1～L8八盏灯，要求按下起动按钮时，灯先以正序每隔1s轮流点亮，L8亮后，停5s；然后以反序每隔1s轮流点亮，当L1再亮后，停5s，重复上述过程。当按下停止按钮时，停止工作。试设计该流水灯光控制梯形图。输入名称低压电器PLC输入元件输出名称低压电器PLC输出元件起动按钮SB1X000流水灯1L1Y000停止按钮SB2X001流水灯2L2Y001流水灯3L3Y002流水灯4L4Y003流水灯5L5Y004流水灯6L6Y005流水灯7L7Y006流水灯8L8Y007流水灯光控制系统I/O分配表02九月2023图4-75流水灯光控制梯形图流水灯光控制程序02九月2023【例5】某工厂有四台水泵要求其轮流运行，由四台三相异步电动机M1~M4驱动。正常要求两台运行两台备用。为了防止备用水泵长时间不用造成锈蚀等问题，要求四台水泵中两台运行，并每隔8h切换一台，使四台水泵轮流运行。试设计其控制程序。输入名称低压电器PLC输入元件输出名称低压电器PLC输出元件起动按钮SB1X000电动机M1KM1Y000停止按钮SB2X001电动机M2KM2Y001电动机M3KM3Y002电动机M4KM4Y003四台水泵轮流运行控制系统I/O分配表02九月2023图4-75四台水泵轮流运行控制梯形图四台水泵轮流运行控制程序02九月2023第二部分基本技能训练实训项目一基本指令编程练习实训项目二十字路口交通灯的PLC控制实训项目三LED数码显示控制02九月2023实训项目一基本指令编程练习1.实训目的1）掌握FX-20P编程器和GX-Developer编程软件的使用方法。2）掌握定时器和计数器的使用。3）掌握置位、复位及脉冲指令的使用。4）掌握多重输出及主控指令的使用。02九月20232.实训器材1）可编程控制器一台（FX2N-48MR或FX1S-20MR）。2）PLC实训控制台（或实训箱）一个。3）电工常用工具1套。4）手持编程器或计算机1台。5）数据传输电缆一根、连接导线若干。02九月20233.实训内容及步骤1）LD、AND、OR、OUT指令的使用按图4-78所示梯形图输入程序，观察运行结果，画出输出波形。图4-78梯形图、波形图02九月20232）SET、RST、PLS、PLF指令的使用按图4-79所示梯形图输入程序，观察运行结果，画出输出波形。图4-79梯形图、波形图02九月20233）多重输出指令MPS、MRD、MPP的使用按图4-80所示梯形图输入程序，观察运行结果，画出输出波形。图4-80梯形图、波形图02九月20234）主控指令MC/MCR的使用按图4-81所示梯形图输入程序，观察运行结果，画出输出波形。图4-81梯形图、波形图02九月20235）定时器的使用①掌握定时器的编程方法。②了解定时器的工作原理。③按图