示范校PLC实训教材2

可编程序控制器、变频器控制技术实训

一、实训课题名称

实训课题2:三菱可编程序控制器的认识

二、学时分配

本课题安排在第学期第周，共12学时。

三、实训学习目标

知识目标：了解可编程控制器的定义、特点及应用领域；了解PLC的硬

件及软件系统；掌握PLC的分类；掌握FX系列PLC的系统配

置、命名方式及扫描周期的计算；重点掌握PLC的扫描工作

方式与过程，对输入输出的处理规则及编程元器件。

技能目标：会对可编程的软件简单应用。

方法目标：教师讲授与实际操作结合使学生听懂、会干；实验过程中出

现问题会分析、排除。

职业态度：培养学生的学习兴趣，提高学生的动手操作能力；使学生养

成在学习中相互配合，团结协作的习惯；加强安全教育，使

学生养成良好的安全操作习惯。

四、实训项目具体工作任务

（一）认真做好随堂笔记；

（二）熟悉可编程控制器输入输出的接线方式，学会扫描周期的计算。

五、安全生产注意事项

（一）对于实体电气，必须轻拿轻放，防止摔落地面；

（二）电器元件使用时，必须先固定在模拟板面上，再行操作；

（三）使用时不可用力过猛，防止拧裂或螺丝滑扣。

六、教师知识与技能准备

FX2系列PLC的硬件及软件系统的组成及使用，PLC扫描工作方式与过程。

七、学生知识与技能准备

（一）对可编程的感性认识；

（二）预习可编程控制器的基本组成及工作原理。

八、工具、设备与材料准备（按两人一小组准备）

设备与材料清单工具与仪表清单

名称型号数量名称规格、型号数量

可编程控制器FXN-32MR1台尖嘴钳自定1把

编程电缆配套1跟中号螺丝刀1501把

微机自定1台中号螺丝刀1501把

机螺丝M4X20若干小号螺丝刀1001把

小号螺丝刀1001把

试电笔自定1支

剥线钳自定1把

断线钳自定1把

万用表自定1块

九、操作工艺步骤与技术要点

（一）工艺流程

预习一提问一听授一笔记一复习巩固一整理工位。

（二）技术要点

拆解时要心细，不许用力过大，不许无目的拆解，不知后果要多问。

十、教学进程安排

（一）实训课进程安排

1.入门指导及理论辅导，共6学时。

2

第二章三菱PLC的认识

2.1机器硬件的认识

911FY"

系列PLC各部分名称

⑨暨)⑬⑭②》

\/I

他■ILJ济x_r为:__：i：_国ri:_:.：障_:■:_:制潦t：___肉J;_rl

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IDnQDQDDSZZQin

MITSUBISHI

MELSECFXM-32MR

(Xtt

耐两利t

QD

l：K囹父因X【K*；国因对磁犷

⑩⑯⑰

①35mm宽DIN导轨

②安装孔对角2个（中4.5）

③③电源、辅助电源、输入信号用的装卸式端子

④输入指示灯

⑤⑤扩展单元、扩展模块特殊单元、特殊模块、接线插座盖板

⑥输出用的装卸式端子

⑦输出动作指示灯

⑧DIN导轨装卸用卡子

⑨面板盖

3

?动作指示灯

POWER—电源指示

RUN一运行指示灯

BATT.V一电池电压下降指示

PROG-E一出错指示闪烁（程序出错）

4

CPU-E一出错指示亮灯（CPU出错）

?锂电池（F2-40BL,标准装备）

?锂电池连接插座

?另选存储器滤波器安装插座

?功能扩展板安装插座

?内置RUN/STUP开关

?编程设备、数据存储单元接线插座

?产品名牌标示贴

2.1.2三菱可编程控制器（FN2N-32MR）的部分外部端子

L■

NCOM

YO

COMY1

FX-32MR

24V2NY2

XOY3

X1COM：

X2Y4

X3Y5

X4Y6

X5Y7

X6COM：

X7Y10

X10Yll

XI1Y12

X12Y13

X13COM，

X14Y14

5

2.1.3FX系列PLC型号名称的含义

FX□□—□□□□一口

~®~②W~

①系列名称，如os、ON、2N等。

②输入输出的总点数（4-128）,2AD为2ch模拟输入的特殊模块，2DA

为2ch模拟输出的特殊模块。

③单元类型：M为基本单元，E为输入输出混合扩展单元与扩展模块，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：

2.1.4系统框图的比较

输入部分

控制部分输出部分

（开关、按

（采用硬接线连接继电器、（接触器、

钮、限位开

触点等组成的继电器控制电电磁阀、指

关、传感器

路实现逻辑控制功能）示灯等）

等）

被控对象

继电器控制系统框图

6

7

2.1.6PLC的内部等效电路图

到

等效输入继电器PLC软继电器

SBZ2

I

SBl

n穴f

I

FR

COM

PLC控制系统等效电路图

§2.2可编程控制器的软件组成

可编程控制器的软件主要包括两部分：系统程序和用户程序

221系统程序

系统程序主要包含：

1、系统管理程序

2、用户指令解释程序

3、标准程序模块及系统调用程序

2.2.2用户程序

1、梯形图(LAD)编程

(1)符号对照

8

梯形图I次D编程（符号对照）

项目物理继电器PLC继电器

线圈glCMl)X001或_()Y001

KM1_||X001_।।Y001

常开触点-

常闭触电T产帘吵

（2）典型的梯形图示意图

LDX400—与母线相连

ORY430—触点并联

ANDX401—触点串联

OUTY430—驱动指令

LDX402—

OUTY431—

ANDX403—

OUTM100—

LDIX404-

ANIMIOO—

OUTY432—

b)

3、状态流程图（功能图）编程

9

223可编程序控制器的程序结构

1、用户程序

2、数据块

3、参数块

§2.3可编程序控制器的工作原理

231可编程序控制器的工作方式与运行框图

继电接触器控制与PLC控制方式比较

Ifilial

a)继电接触器控制系统控制b)PLC控制梯形图

10

2.3.2PLC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，每一次扫描所用的

时间称为扫描周期。CPU从第一条指令开始，按顺序逐条地执行用户程序直到

用户程序结束，然后返回第一条指令开始新的一轮扫描。PLC就是这样周而复

始地重复上述循环扫描工作的。

上

电

处

理

丁

扫

描

过

程

汁

针

攵

¥

11

2.3.3PLC的完整等效电路图实例

FU2

U2

1&

U

FPLC

等效输等效输

输出软Y000

入继电出继电

继电器

——器线圈器触点

AM___________线圈Y®1

-24V1

输入24+___________

IxooiX002Y001

设备--------XOOOKM1

X0_八.AlO

_____X0014

Y001

SB1

X1-—输出

_____X002HH

SB2设备

X2—＜『[END]

X3

用户程序

PLC图-01三相异步电动机单转向自锁控制电路原理图

§2.4可编程序控制器的工作性能指标

2.4.1描述PLC性能的几个术语

位：二进制的一位，仅有1、0

数字：4位二进制数构成一个数字

字节：2个数字或8位二进制数构成一个字节

字：两个字节构成一个字。

2.4.2PLC的主要性能指标

(1)存储容量

(2)输入/输出点数

(3)扫描速度

(4)编程指令的种类和数量

(5)扩展能力

12

(6)智能单元的数量

§2.5FX系列PLC内部继电器的功能及编号

2.5.1输入继电器

输入继电器X(X0-X177)FX?N为X0-X267184点八进制

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。

输入继电器的她址编号采用八进制。

X000

外部输入点X000

X000

X000

输入端子

图5-1(a)输入继电器等效电路

2.5.2输出继电器Y(Y0-Y177)

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。

1负

r

Y0)0・

O

YOO

小

Y00

界

卜

电

图5-1(b)输出继电器等效电路

13

2.5.3辅助继电器M

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MO-M499（500点）

（2）断电保持辅助继电器M500-M1023（524点）。

（3）特殊辅助继电器M8000-M8255（256点）

PLC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

M8002:仅在运行开始瞬间接通的初始脉冲特殊辅助继电器

M8011:产生10ms时钟脉冲的特殊辅助继电器

M8012:产生100ms时钟脉冲的特殊辅助继电器

M8013:产生1s时钟脉冲的特殊辅助继电器

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:锂电池电压降低指示灯熄灭特殊继电器

M8033:PLC停止时映像寄存器与数据寄存器中的内容保持不变

M8034:禁止输出的特殊辅助继电器

M8039:线圈“通电”时，PLC以D8039中指定的扫描时间工作

254状态继电器S

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1（）点

3）通用状态继电器：S20-S499共480点

4）保持状态继电器：S500-S899共400点

14

5）报警用状态继电器：S900-S999共100点

2.5.5定时器T

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。

三菱FX2N系列定时器的类型有两类：一种是通用定时器，通用定时器没有

保持功能,在控制条件为断开或停电时将复位；另外一种是积算定时器，具有

断电保持功能，其复位可通过RST强制执行。元器件个数和元件编号如表1所

示淇定时值有一定范围，FX2N系列PLC定时器时间基数分为

100ms,10ms,1ms,三档，由于时间常数范围在0〜3276.7s,0.01~

327.67s,0.001〜32.767s,三档。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。

定时器时间基数ms元件编号元件个数设定值范围分辨率/ms

100ms通用定时器100F0-T1992000.1—3276.7s100

10ms通用定时器10F200-T2454）0.01—327.67s10

1ms积算定时器1F246-T24940.001—32.767s1

100ms积算定时器100F250-T25560.1—3276.7s100

定时器的工作原理:

^)K123

设定值（累积）

|--------

'T200

比较器

X000

10ms时钟脉冲i

输出触点i

L

图5-2定时器的工作原理

15

图5-3积算定时器的工作原理图

2.5.6计数器C

计数器可分为普通计数器和高速计数器

(1)16位加计数器(设定值：1-32767)

有两种16位加/减计数器：通用型：C0-C99共100点、断电保持型：

C100-C199共100点。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。

加计数器的动作过程示例

16

(2)32位双向计数器(设定值：-2147483648—+2147483647)

有两种32位加/减计数器：通用计数器：C200-C219共20点、保持计数

器：C220-C234共15点。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CAAA,当M844△△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。

加减计数器的动作过程示例

X012加|S|加

(3)高速计数器

高速计数器C235-C255共21点共享PLC±6个高速计数器输入

(X000-X005)o高速计数器按中断原则运行。

2.5.7数据寄存器D

(1)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状态由运行一停止时，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。

(3)特殊数据寄存器D8()()0-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。

17

(4)文件寄存器D1000-D2999共2000点。

2.5.8变址寄存器(V/Z)

变址寄存器的作用类似于一般微处理器中的变址寄存器(如Z80中的IX、

IY),通常用于修改元件的编号。

§2.6认识三菱可编程FXGP软件

2.6.1设置编辑文件的路径：

操作步骤：

1.首先打开Windows界面进入“我的电脑”

2.选中E盘，新建一文件夹取名为【学员PLC］

3.此下再建文件夹取名为【2009电气1班】

4.此下再建文件夹取名为【本人姓名】

5.此下再建文件夹取名为【课题*］

6.然后进入FXGP编程软件。

点击“开始”一所有程序—MELSEC-FFXApplications-

FXGP_WIN—C

2.6.2编辑文件的正确进入：

根据实际确定机型，若FX脚选中FXa然后［确认］,就可马上进入编辑

程序状态。

首先打开FXGP编程软件，

点击〈文件〉子菜单〈新文件〉或点击常用工具栏

弹出［PLC类型设置］对话框，供选择机型。

注意这时编程软件会自动生成一个SWOPC-FXGP/WIN-C-［UNTITL**］文

件名，即C:\FXGPWIN\(UNTITL**),在这个文件名下可编辑程序。

2.6.3编辑文件的正确保存：

1.点击〈文件〉子菜单〈另存为〉

2.弹出［FileSaveAs］对话框，在“文件名”中能见到自动生成的

18

<SWOPC-FXGP/WIN-C-UNTITL**>文件名

3.这是编辑文件用的通用名，在保存文件时可以使用，但我们建议一般

不使用此类文件名

4.先擦去自动生成的“文件名”，然后在“文件名”框中输入（课题

*.pmw）

5.有了文件名，单击“确定”键，弹出“另存为”对话框，在“文件题

头名”框中输入一个自己认可的名字，单击“确定”键，完成文件保存。

注：如果点击工具栏中“保存”按键只是在同名下保存文件。

2.6.4打开已经存在的文件：

首先点击编程软件FXGP-WIN-C,在主菜单〈文件〉下选中〈打开〉

弹出［FileOpen］对话框，选择正确的驱动、文件类型和文件名，单击“确定”

键即可进入以前编辑的程序。

2.6.5FXGP-WIN-C编程软件的界面介绍：

当前编程文件名

菜单

快捷功能键

当前编程工作区0

当前编程方式6

状态栏

快捷指令g

19

§2-7各种各样的三菱PLC软件用途

三菱PLC软件应用非常广泛，比如AD/DA/SC等等，不过这些都只能用于

Q系列，FX系列还是得用原来的指令，比如DA/AD的话，只能使用FROM和TC

下面就是三菱可程序设计控制器系列软件介绍.

1、三菱PLC编程软件FXGP-WIN-C

三菱FX系列PLC程序设计软件（不含FX3U）,支持梯形图、指令表、SFC

语言程序设计，可进行程序的线上更改、监控及调试，具有异地读写PLC程序

功能。

2、三菱PLC编程软件GXDeveloper

三菱全系列PLC程序设计软件，支持梯形图、指令表、SFC、ST及FB、Label

语言程序设计，网络参数设定，可进行程序的线上更改、监控及调试，结构

化程序的编写（分部程序设计），可制作成标准化程序，在其它同类系统中使

用。

3、三菱PLC编程仿真软件GXSimulator

三菱PLC的仿真调试软件，支持三菱所有型号PLC（FX,AnU,QnA和Q系

列），模拟外部I/O信号，设定软件状态与数值。

4、三菱PLC编程软件GXExplorer

三菱全系列PLC维护工具，提供PLC维护必要的功能。类Windows操作，

通过拖动进行程序的上传/下载，可以同时打开几个窗口监控多CPU系统的资

料，配合GXRemoteService-I使用网际网络维护功能.

5、三菱PLC编程软件GXRemoteServiceI

三菱全系列PLC远程访问工具，安装在服务器上，通过网际网络/局域网

20

连接PLC和客户。将PLC的状态发EMAIL给手机或计算机，可以通过网际网

络流览器对软组件进行监控/测试。在客户机上，可使用GXExplorer软件通

过网际网络/局域网进入PLCo

6、三菱PLC编程软件GXConfigurator-CC

A系列专用，cclink单元的设定，监控工具。用于A系列CC-Link主站

模块的CCLink网络参数设定，无需再编制顺控程序来设定参数，在软件图形

输入屏幕中简单设定。可以监控，测试和诊断CC-Link站的状态(主站/其它

站)，可以设置AJ65BT-R2的缓存寄存器。

7、三菱PLC编程软件GXConfigurator-AD

Q系列专用，A/D转换单元的设定，监控工具。用于设置Q64AD、Q68ADV和

Q68ADI模数转换模块的初始化数据和自动刷新资料，不用编制顺控程序即可

实现A/D模块的初始化功能。

8、三菱PLC编程软件GXConfigurator-DA

Q系列专用，D/A转换单元的设定，监控工具。用于设置Q62DA、Q64D/

Q68DAV和Q68DAI数模转换模块的初始化及自动刷新数据。不用编制顺控程

序即可实现D/A模块的初始化功能。

9、三菱PLC编程软件GXConfigMB

Q系列专用，MODBUS决议串行通信单元的设定，监控工具。用于设置串

行通信模块QJ71MB91.

1()、三菱PLC编程软件GXConfigurator-SC

Q系列专用，串行通信单元的设定，监控工具。用于设置串行通信模块

QJ71C24(N)、QJ71C24(N)-R2(R4)的条件资料。不用顺控程序即可实现

21

（1）传送控制，（2）MC协议通讯，（3）无协议通讯，（4）交互协议通讯，（5）

PLC监视功能，（6）调制解调器设置参数设定。

11、三菱PLC编程软件GXConfigurator-CT

Q系列专用，高速计数器单元的设定，监控工具。用于设置QD62、QD62E

或QD62D高速计数模块的初始化数据和自动刷新资料，不用编制顺控程序即

可实现初始化功能。

12、三菱PLC编程软件GXConfigurator-PT

Q系列专用，QD70单元的设定，监控工具。用来设定QD70P4或QD70P8定

位模块的初始化数据。省去了用于初始化资料设定的顺控程序，便于检查设

置状态和运行状态。

13、三菱PLC编程软件GXConfigurator-QP

Q系列专用，QD75P/DM用的定位单元的设定，监控工具。可以对QD75EJ

口进行各种参数、定位资料的设置、监视控制状态并执行运行测试。进行（离

线）预设定位资料基础上的模拟和对调试和维护有用的监视功能，即以时序

图形式表示定位模块I/O信号、外部I/O信号和缓冲存储器状态的采样监视。

14、三菱PLC编程软件GXConfigurator-TI

Q系列专用，温度输入器单元的设定，监控工具。用于设置Q64TD或Q64RI）

温度输入模块的初始化数据和自动刷新资料，不用编制顺控程序即可实现初

始化功能。

15、三菱PLC编程软件GXConfigurator-TC

Q系列专用，温度调节器单元的设定，监控工具。用于设置

Q64TCTT、Q64TCTTBW>Q64TCRT或Q64TCRTBW温度控制模块的初始化数据和

22

自动刷新数据。

16、三菱PLC编程软件GXConfigurator-AS

Q系列专用，AS-I主控单元的设定，监控工具。用于设置AS-i主模块

QJ71As92自动读出/写入的通信资料、CPU软组件存储的自动刷新设置、配置

资料的注册/EEPROM保存等的软件工具。

17、三菱PLC编程软件GXConfigurator-DP

MELSEC-PLC系列专用，Profibus-DP模块的设定，监控工具。用于设置

Profibus-DP主站模块QJ71PB92D和A（IS）J71PB92D网络参数（包括主站参

数设定、总线参数设定、从站设定等）的软件工具。使用QJ71PB92D时可以

实现自动刷新功能，可以通过网络线上远程登入模块。

18、三菱PLC编程软件GXConverter

GXConverter软件包用于将GXDeveloper的资料转换成Word或Excel资

料使文文件的创建简单化。把Excel资料（CSV格式）或文本资料（TXT文件）

用于GPPW,把GPPW程序表和软组件注释转换为Excel资料（CSV格式）或文

本资料（TXT文件）。

19、三菱PLC编程软件MXComponent

MXComponent支持个人计算机与可程序设计控制器之间的所有通信路径，

支持VisualC++、VisualBasic和AccessExcel的VBA、VBScript。不用

考虑各种通信协议的不同，只要经简单处理即可实现