《电气控制与PLC应用技术》课件第四章

4.1三菱FX系列PLC产品及技术性能

4.2

FX系列PLC内部软元件及其I/O配置

第4章三菱PLC的系统配置4.1.1

FX系列PLC的产品类型和硬件配置

三菱的PLC产品有Q系列、QnA系列、AnS系列、A系列和FX系列。FX系列PLC是由三菱公司近年推出的高性能小型可编程控制器，它逐步替代了三菱公司原F、F1、F2系列PLC产品。其中，FX2是1991年推出的产品，FX0是在FX2之后推出的超小型PLC，近几年来又连续推出了将众多功能凝集在超小型机壳内的FX0S、FX1S、FX0N、

FX1N、FX2N、FX2NC等系列PLC，以及新近推出的升级版机型FX3G和FX3U。与过去的产品相比较，FX系列PLC具有较高的性价比，可满足不同用户的需要，应用较广

泛。它们采用整体式和模块式相结合的叠装式结构。

4.1三菱FX系列PLC产品及技术性能由于FX系列PLC有众多的子系列，现以FX0S、FX0N、FX2N、FX3G、FX3U几个子系列为例加以介绍。

1.FX系列PLC的基本单元

1)FX0S系列PLC的基本单元

FX0S系列PLC的功能简单，价格便宜，适用于小型开关量控制系统，它只有基本单元，没有扩展单元。其基本单元如表4-1所示。

表4-1FX0S系列PLC的基本单元

型

号输入点数输出点数AC电源，24V直流输入DC电源，24V直流输入继电器输出晶体管输出继电器输出晶体管输出FX0S-10MR-001FX0S-10MTFX0S-10MR-DFX0S-10MT-D64FX0S-14MR-001FX0S-14MTFX0S-14MR-DFX0S-14MT-D86FX0S-20MR-001FX0S-20MTFX0S-20MR-DFX0S-20MT-D128FX0S-30MR-001FX0S-30MTFX0S-30MR-DFX0S-30MT-D1614

FX0S-14MR-D12

86FX0S系列PLC的容量为800步，有20条基本指令，2条步进指令，35种50条功能指令。FX0S编程元件包括500多点辅助继电器，64点状态寄存器，56点定时器和1个模拟定时器，有16个16位的计数器及4点1相7 kHz或1点2相32位高速加/减计数器，61点16位数据寄存器，还有64点转移用跳步指针及4点中断指针。

2) FX0N系列PLC的基本单元

FX0N系列PLC的基本单元共有12种，最大的I/O点数为60，它可带3种扩展单元，7种扩展模块，可组成24～128个I/O点的系统。其基本单元如表4-2所示。

表4-2FX0N系列PLC的基本单元

型

号输入点数输出点数扩展模块可用点数AC电源，24V直流输入DC电源，24V直流输入继电器输出晶体管输出继电器输出晶体管输出FX0N-24MR-001FX0N-24MTFX0N-24MR-DFX0N-24MT-D141032FX0N-40MR-001FX0N-40MTFX0N-40MR-DFX0N-40MT-D241632FX0N-60MR-001FX0N-600MTFX0N-60MR-DFX0N-60MT-D362432FX0N系列PLC的EEPROM用户存储器容量为2000步，基本指令有20条，步进指令2条，应用指令36种51条。FX0N有500多点的辅助继电器，128点状态寄存器，95个定时器和45个计数器(其中高速计数器13个)，还有大量的数据寄存器，76点指针用于跳转、中断和嵌套。FX0N有较强的通信功能，可与内置RS－232C通信接口的设备通信，如使用FX0N－485APP模块，可与计算机实现1∶N(最多8台)的通信。FX0N系列PLC还备有8位模拟量输入/输出模块(2路输入，1路输出)用以实现模拟量的控制。由于FX0N系列PLC体积小，功能强，使用灵活，特别适用于由于安装尺寸的限制而难以采用其他PLC的机械设备上。3) FX2N系列PLC的基本单元

FX2N系列PLC是FX家族中最先进的PLC系列。

FX2N系列PLC基本单元有16/32/48/65/80/128点，6个基本FX2N单元中的每一个单元都可以通过I/O扩展单元扩充为256I/O点，其基本单元如表4-3所示。

表4-3FX2N系列PLC的基本单元

型

号输入点数输出点数扩展模块可用点数继电器输出可控硅输出晶体管输出FX2N-16MR-001FX2N-16MSFX2N-16MT8824～32FX2N-32MR-001FX2N-32MSFX2N-32MT161624～32FX2N-48MR-001FX2N-48MSFX2N-48MT242448～64FX2N-64MR-001FX2N-64MSFX2N-64MT323248～64FX2N-80MR-001FX2N-80MSFX2N-80MT404048～64FX2N-128MR-001

FX2N-128MT646448～64FX2N系列PLC具有丰富的元件资源，有3072点辅助继电器，提供了多种特殊功能模块，可实现过程控制位置控制。有多种RS－232C/RS－422/RS－485串行通信模块或功能扩展板支持网络通信。FX2N系列PLC具有较强的数学指令集，使用32位处理浮点数，具有方根和三角几何指令满足数学功能要求很高的数据处理功能。

4)FX3G系列PLC的基本单元

FX3G系列PLC是三菱FX1N的升级机型，它继承了原有FX1N系列PLC的优点，并结合第3代FX3系列PLC的创新技术，为用户提供了高可靠性、高灵活性、高性能的新选择。它有12种基本单元，如表4-4所示。

表4-4FX3G系列PLC的基本单元型

号输入点数输出点数AC电源，24V直流输入DC电源，24V直流输入继电器输出晶体管(漏型)输出晶体管(源型)输出FX3G-14MR/ES-AFX3G-14MT/ES-AFX3G-14MT/ESS86FX3G-24MR/ES-AFX3G-24MT/ES-AFX3G-24MT/ESS1410FX3G-40MR/ES-AFX3G-40MT/ES-AFX3G-40MT/ESS2416FX3G-60MR/ES-AFX3G-60MT/ES-AFX3G-60MT/ESS3624与FX1N系列PLC相比具有以下特点：

(1)FX3G系列PLC内置大容量程序存储器，最高32KB，标准模式时基本指令处理速度可达0.21μs1条，加之大幅扩充的软元件数量，可以更加自由地编辑程序并进行数据处理。另外，浮点数运算和中断处理方面，FX3G同样表现超群。

(2)FX3G系列PLC基本单元自带2路高速通信接口(RS-422和USB)可同步使用，通信配置选择更加灵活。晶体管输出型的基本单元内置最高3轴100kHz独立脉冲输出，可使用软件编辑指令简便进行定位设置。

(3)在程序保护方面，FX3G系列PLC有本质的突破，它可设置2级密码，区分设备制造商和最终用户的访问权限，密码程序保护功能可锁定PLC，直到新的程序载入。

(4)第3代FX3系列PLC产品更加完善，独具双总线扩展方

式，使用左侧总线可扩展链接模拟量、通信适配器(最多4台)，数据传输效率更高，并简化了程序编制工作；右侧总线则充分考虑到与原有系统的兼容性，可连接FX系列传统I/O扩展和特殊功能模块。在基本单元上还可以安装2个扩展板，完全可根据客户的需要搭配出最贴心的控制系统。

5) FX3U系列PLC的基本单元

FX3U系列PLC为第3代微型PLC，其基本单元有继电器输出型和晶体管输出型2种，输入/输出点数有16点、32

点、48点、64点、80点和128点6种规格。它内置高速处理CPU，提供了多达209种应用指令，基本功能兼容了FX2N系列PLC的全部功能，它有33种基本单元，如表4-5所示。

表4-5FX3U系列PLC的基本单元型号输入点数输出点数DC(AC)电源DC(AC)电源DC(AC)电源继电器输出晶体管(漏型)输出晶体管(源型)输出FX3U-16MR/DS(ES-A)FX3U-16MT/DS(ES-A)FX3U-16MT/DSS(ESS)88FX3U-32MR/DS(ES-A)FX3U-32MT/DS(ES-A)FX3U-32MT/DSS(ESS)1616FX3U-48MR/DS(ES-A)FX3U-48MT/DS(ES-A)FX3U-48MT/DSS(ESS)2424FX3U-64MR/DS(ES-A)FX3U-64MT/DS(ES-A)FX3U-64MT/DSS(ESS)3232FX3U-80MR/DS(ES-A)FX3U-80MT/DS(ES-A)FX3U-80MT/DSS(ESS)4040FX3U-128MR/DS(ES-A)FX3U-128MT/DS(ES-A)FX3U-128MT/DSS(ESS)6464FX3U系列PLC与FX2N系列PLC相比具有以下特点：

(1)运行速度提高。FX3U系列PLC基本逻辑指令的执行时间提高到0.065 μs/条，应用指令的执行时间提高到0.642 μs/条。

(2) I/O点数增加。FX3U系列PLC与FX2N系列PLC一样，采用了基本单元加扩展的结构形式，完全兼容FX2N的扩展模块，主机控制的I/O点数为256点。此外，通过远程I/O连接扩展到384点。

(3)存储器容量扩大。FX3U系列PLC的用户存储器(RAM)容量可达64KB，并采用“闪存卡”(FlashROM)。

(4)指令系统增强。FX3U系列PLC兼容了FX2N系列PLC的全部指令，应用指令多达209条，除了浮点数、字符串处理指令以外，还具备了定坐标指令等丰富的指令。

(5)通信系统增强。在FX2N系列PLC基础上增加了RS-422标准接口、USB接口和网络链接的通信模块，且其内置的编程接口可达115.2 kb/s的高速通信，最多可以同时使用3个通信接口(包括编程接口在内)。

(6)定位控制功能加强。晶体管输出型的基本单元内置3

轴、最高100 kHz的定位控制功能，并增加了新的定位指令(带DOG搜索的原点回归指令DSZR、中断单速定位指令DVIT和表格设定定位指令TBL)，从而使定位控制功能更加强大，使用更为方便。

(7)扩展性增强。FX3U系列PLC新增了高速输入/输出适配器、模拟量输入/输出适配器和温度输入适配器。其中，通过使用高速输入适配器可以实现最多8路、最高200 kHz的高速计数；通过使用高速输出适配器可以实现最多4轴、最高200 kHz的定位控制，继电器输出型的基本单元上也可以通过连接该适配器进行定位。通过CC-Link网络的扩展可实现多达384点(包括远程I/O在内)的控制。可以选装高性能的显示模块(FX3U-7DM)，可以显示用户自定义的英文、中文、数字和汉字信息，最多能显示：半角16个字符(0全角8个字符) × 4行。在该模块上可进行软元件的监控、测试和时钟的设定，存储器卡盒与内置RAM间程序的传送、比较等操作。

2. FX系列PLC的I/O扩展单元和扩展模块

FX系列PLC具有较为灵活的I/O扩展功能，可利用扩展单元及扩展模块实现I/O扩展。

1) FX0N系列PLC的I/O扩展

FX0N系列PLC共有三种扩展单元，如表4-6所示，FX0N系列PLC的扩展模块如表4-7所示。

表4-6FX0N系列PLC的扩展单元型号总I/O数目输入输出数目电压类型数目类型FX0N-40ER402424V直流漏型16继电器FX0N-40ET402424V直流漏型16晶体管FX0N-40ER-D402424V直流漏型16继电器(直流)表4-7FX0N系列PLC的扩展模块

型号总I/O数目输入输出数目电压类型数目类型FX0N-8ER8424V直流漏型4继电器FX0N-8EX8824V直流漏型

FX0N-16EX161624V直流漏型

FX0N-8EYR8

8继电器FX0N-8EYT8

8晶体管FX0N-16EYR16

16继电器FX0N-16EYT16

16晶体管2) FX2N系列PLC的I/O扩展

FX2N系列PLC的扩展单元如表4-8所示，FX2N系列PLC的扩展模块如表4-9所示。

此外，FX系列PLC还可将一块功能扩展板安装在基本单元内，无需外部的安装空间。例如：FX1N－4EX－BD是可用来扩展4个输入点的扩展板。

表4-8FX2N子系列PLC扩展单元

型号总I/O数目输入输出数目电压类型数目类型FX2N-32ER321624V直流漏型16继电器FX2N-32ET321624V直流漏型16晶体管FX2N-48ER482424V直流漏型24继电器FX2N-48ET482424V直流漏型24晶体管FX2N-48ER-D482424V直流漏型24继电器(直流)FX2N-48ET-D482424V直流漏型24继电器(直流)表4-9

FX2N子系列PLC的扩展模块

型号总I/O数目输入输出数目电压类型数目类型FX2N-16EX161624V直流漏型

FX2N-16EYT16

16晶体管FX2N-16EYR16

16继电器此外，FX系列PLC还可将一块功能扩展板安装在基本单元内，无需外部的安装空间。例如：FX1N－4EX－BD是可用来扩展4个输入点的扩展板。

4.1.2

FX系列PLC的性能指标

1.FX系列PLC性能比较

FX系列PLC中的FX0S、FX1S、FX1N、FX2N、

FX3G、FX3U等在外形尺寸上相差不多，但在性能上却有较大的差别。FX系列PLC主要产品的性能比较如表4-10所示。

表4-10FX系列PLC性能比较

型号I/O点数基本指令执行时间功能指令模拟模块量通信FX0S10～301.6～3.6μs50无无FX0N24～1281.6～3.6μs55有较强FX1N14～1280.55～0.7μs89有较强FX2N16～2560.08μs128有强FX3U16～3840.065μs209有强2. FX系列PLC的环境指标

FX系列PLC的环境指标要求如表4-11所示。

3. FX系列PLC的输入技术指标

FX系列PLC对输入信号的技术要求如表4-12所示。

4. FX系列PLC的输出技术指标

FX系列PLC对输出信号的技术要求如表4-13所示。

表4-11FX系列PLC的环境指标环境温度使用温度0～550℃，储存温度 -20～700℃环境湿度使用时35%～85%RH(无凝露)防震性能JISC0911标准，10～55Hz，0.5mm(最大2G)，3轴方向各2次(但用DIN导轨安装时为0.5G)抗冲击性能JISC0912标准，10G，3轴方向各3次抗噪声能力用噪声模拟器产生电压为1000 V(峰-峰值)、脉宽1 ms、30～100 Hz的噪声绝缘耐压AC1500 V，1min(接地端与其他端子间)绝缘电阻5MΩ以上(500VDC兆欧表测量，接地端与其他端子间)接地电阻第三中接地，如接地有困难，可以不接使用环境无腐蚀性气体，无尘埃表4-12FX系列PLC的输入技术指标

输入端项目X0～X3(FX0S)X4～X17(FX0S)X4～X7(FX0S、1S、1N、2N、3G、3U)X10～X17(FX0S、1S、1N、2N、3G、3U)X0～X3(FX0S)X4～X17(FX0S)输入电压DC24V ± 10%DC12V ± 10%输入电流8.5mA7mA5mA9mA10mA输入阻抗2.7kΩ3.3kΩ4.3kΩ1kΩ1.2kΩ输入ON电流4.5mA以上4.5mA以上3.5mA以上4.5mA以上4.5mA以上输入OFF电流1.5mA以下1.5mA以下1.5mA以下1.5mA以下1.5mA以下输入响应时间一般约为10ms可调节的输入响应时间FX2N的X0～X17为0～60ms，其他系列的为0～15ms输入信号形式无电压触电，或NPN集电极开路晶体管电路隔离光电耦合器隔离输入状态显示输入ON时LED灯亮表4-13FX系列PLC的输出技术指标

项

目继电器输入晶闸管输出晶体管输出外部电源AC250V或DC30V以下AC85～240VDC5V～30V最大电阻负载2A/1点、8A/4点、8A/8点

0.3A/点、0.8A/4点(1A/1点、2A/4点)0.5A1点、0.8A/4点(0.1A/1点、0.4A/4点)(1A/1点、2A/4点)(0.3A/1点、1.6A/16点)最大感性负载80VA15VA/AC100V、30VA/AC200V12W/DC24V最大灯负载100W30W1.5W/DC24V开路漏电流—1mA/AC100V2mA/AC200V0.1mA以下响应时间约10msON：1ms；OFF：10msON：< 0.2ms；OFF：< 0.2ms大电流OFF为0.4ms以下电路隔离继电器隔离光电晶闸管隔离光电耦合器隔离输出动作显示输出ON时LED亮4.1.3

FX系列PLC型号的说明

FX系列PLC型号的含义如下：

系列名称：如0、2、0S、1S、0N、1N、2N、2NC等。

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。

特殊品种：D——DC电源，DC输出；A1——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，则为AC电源、DC输入、横式端子排、标准输出。例如：FX2N－32MT－D表示FX2N系列，32个I/O点基本单元，晶体管输出，使用直流电源，24 V直流输出型的PLC。

4.2.1

PLC软元件的数值类型

PLC内部依据各种不同的控制目的，共使用5种数值类型执行运算，各种数值的任务及功能说明如下。

1.二进制(BinaryNumber，BIN)

PLC内部的数值运算或存储均采用二进制，二进制数值及相关术语如表4-14所示。

4.2

FX系列PLC内部软元件及其I/O配置表4-14二进制数值及相关术语

二进制数值术语说明位(Bit)二进制数值的最基本单位，其状态非“1”即“0”位数(Nibble)由连续的4个位组成(如b3～b0)，可用以表示一个位数的十进制数字“0～9”或十六进制的“0～F”字节(Byte)由连续的2个位数组成(即8个位，b7～b0)，可表示十六进制的“0～FF”字(Word)由连续的2个字节组成(即16个位，b15～b0)，可表示十六进制的4个位数值“0000～FFFF”双字(DoubleWord)由连续的2个字符组成(即32个位，b31～b0)，可表示十六进制的8个位数值“00000000～FFFFFFFF”

二进制系统中，位、位数、字节、字及双字的关系如图4-1所示：

图4-1二进制系统各数值关系图2.八进制(OctalNumber，OCT)

PLC的外部输入及输出继电器的端子编号均采用八进制编码，如：

(1)外部输入继电器：X0～X7，X10～X17…(软元件编号)。

(2)外部输出继电器：Y0～Y7，Y10～Y17…(软元件编号)。

注：除了输入继电器和输出继电器的编号为八进制外，其余软元件的编号均为十进制。

3.十进制(DecimalNumber，DEC)

十进制在PLC系统的应用，如：

(1)作为定时器T、计数器C等的设定值，例如：T0K50。(K：十进制常量。)

(2) S、M、T、C、D、E、F、P、I等软元件的编号，例如：M10、T30。(软元件序号。)

(3)在应用指令中作为操作数使用，例如：MOVK123D0。(K：十进制常量。)

4.BCD(BinaryCodeDecimal，BCD)

以1个位或4个位来表示一个十进制的数据，故连续的16个位可以表示4位数的十进制数值数据。主要用于读取数字拨码开关的输入数值或将数值输出至七段显示器显示。

5.十六进制(HexadecimalNumber，HEX)

十六进制在PLC系统的应用，如在应用指令中可作为操作数使用。例如MOVH1A2BD0。PLC中常量的表示形式及其示例如下：

常量K十进制数值在PLC系统中，通常会在数值前面冠以一个字母“K”来表示例：K100，表示为十进制，其数值大小为100常量H十六进制数值在PLC系统中，通常在其数值前面冠以一个字母“H”来表示例：H100，表示为十六进制，数值大小为1004.2.2

FX系列PLC软元件的分类及编号

用户使用的每个输入/输出端子及内部的每个存储器单元都称为元件(或称“元素”)，各元件有其不同的功能并有其固定的地址。元件的数量是由监控程序规定的，它的多少决定了可编程序控制器整个系统的规模及数据处理能力。每一种可编程序控制器的元件都是有限的。

FX系列中几种常用型号PLC的编程元件及编号如表

4-15所示。编程元件的编号分为两个部分，第一部分为字母，代表软元件的功能，如字母“X”代表输入继电器；第二部分为数字，代表该类软元件的编号，即计算机存储单元的地址。每一种可编程控制器的元件都是有限的，从软元件的最大编号可以了解该可编程控制器可能具有的某类元器件的最大数量。例如，表4-15中输入继电器的编号范围为X0～X377(八进制编码)，则可以计算出FX系列PLC可能接入的最大输入信号数为256点。

表4-15FX系列PLC常用软元件一览表

PLC型号编程元件种类FX0SFX1SFX0NFX1NFX2N(FX2NC)输入继电器X(按八进制编号)X0～X17(不可扩展)X0～X17(不可扩展)X0～X43(可扩展)X0～X43(可扩展)X0～X77(可扩展)输出继电器Y(按八进制编号)Y0～Y15(不可扩展)Y0～Y15(不可扩展)Y0～Y27(可扩展)Y0～Y27(可扩展)Y0～Y77(可扩展)辅助继电器M普通用M0～M495M0～M383M0～M383M0～M383M0～M499保持用M496～M511M384～M511M384～M511M384～M1535M500～M3071特殊用M8000～M8255(具体见使用手册)续表状态寄存器S初始状态用S0～S9S0～S9S0～S9S0～S9S0～S9返回原点用————S10～S19普通用S10～S63S10～S127S10～S127S10～S999S20～S499保持用—S0～S127S0～S127S0～S999S500～S899信号报警用————S900～S999定时器T100msT0～T49T0～T62T0～T62T0～T199T0～T19910msT24～T49T32～T62T32～T62T200～T245T200～T2451ms——T63——1ms累积—T63—T246～T249T246～T249100ms累积———T250～T255T250～T255续表计数器C16位增计数(普通)C0～C13C0～C15C0～C15C0～C15C0～C9916位增计数(保持)C14、C15C16～C31C16～C31C16～C199C100～C19932位可逆计数(普通)———C200～C219C200～C21932位可逆计数(保持)———C220～C234C220～C234高速计数器C235～C255(具体见使用手册)数据寄存器D16位普通用D0～D29D0～D127D0～D127D0～D127D0～D19916位保持用D30、D31D128～D255D128～D255D128～D7999D200～D799916位特殊用D8000～D8069D8000～D8255D8000～D8255D8000～D8255D8000～D819516位变址用VZV0～V7Z0～Z7VZV0～V7Z0～Z7V0～V7Z0～Z7续表

PLC型号编程元件种类FX0SFX1SFX0NFX1NFX2N(FX2NC)指针N、P、I嵌套用N0～N7N0～N7N0～N7N0～N7N0～N7跳转用P0～P63P0～P63P0～P63P0～P127P0～P127输入中断用I00*～I30*I00*～I50*I00*～I30*I00*～I50*I00*～I50*定时器中断————I6**～I8**计数器中断————I010～I060常数K、H16位K：-32 768～32 767H：0000～FFFFH32位K：-2 147 483 648～2 147 483 647H：00000000～FFFFFFFF为了全面了解FX系列PLC的内部软继电器，下面着重介绍FX2N子系列PLC部分软元件的功能。

4.2.3位元件型软元件

1.输入/输出继电器的功能及编号(X、Y)

1)输入继电器(X0～X7，X10～X17，…，X370～X377)[256点]

PLC的输入端子是PLC与外部用户输入设备连接的接口单元，用以接收用户输入设备发来的输入信号。输入继电器的常开、常闭触点接到PLC的输入端子上，使用次数不限，在PLC中可自由使用。

FX2N系列PLC的输入继电器最多可达256点，但不能使用程序驱动。

2)输出继电器(Y0～Y7，Y10～Y17，…，Y370～Y377)[256点]

PLC的输出端子是PLC与外部输出设备连接的接口单元，用以将输出信号传递给负载(即用户输出设备)。输出继电器的常开、常闭触点接到PLC的输出端子上，使用次数不限，在PLC中可自由使用。

FX2N系列PLC的输出继电器最多可达256点。

3)输入/输出软元件的编号

对主机而言，输入及输出继电器的编号固定从X0及Y0开始，按照八进制连续编号。输入/输出扩展单元和扩展模块的元件编号是接续其紧靠的基本单元开始，也采用八进制的编号，总点数不超过256点。例如：基本单元FX2N-64M的输入继电器编号为X000～X037(32点)，如果接有扩展单元或扩展模块，则扩展的输入继电器从X040开始编

号。2.辅助继电器的功能及编号(M)

PLC内部的继电器称为辅助继电器。PLC内部有很多辅助继电器。辅助继电器的线圈与输出继电器一样，是由PLC内各软元件的触点驱动。辅助继电器的常开和常闭触点使用次数不限，在PLC内部可以自由使用。

辅助继电器按照其性质可以分成四类，如表4-16所

示。

表4-16辅助继电器的功能及编号.编号范围点

数一般用M10～M499，500点。可使用参数设置变更成停电保持区域合计3328点停电保持用M500～M1023，524点。可使用参数设置变更成非停电保持区域停电保持专用M1024～M3071，2048点。其停电保持特性不可改变特殊用M8000～M8255，256点。部分为停电保持

停电保持用辅助继电器和一般用辅助继电器的区别：停电保持用辅助继电器在即使PLC电源断电时也能存储其在停电前一时刻的状态。

辅助继电器中的特殊辅助继电器具有各种特殊功能，如定时时钟、进/错位标志、启动/停止、单步运算、通信状态、出错标志等。这类元件数量的多少，在某种程度上反映了可编程序控制器功能的强弱，能对编程提供许多方

便。每一个特殊辅助继电器均有其特定的功用，可以分成以下两大类：

(1)只能利用其触点的特殊辅助继电器(只读)，线圈由PLC系统驱动，用户只可以利用其触点。例如：

M8000运行监视常开触点(PLC运行时接通)

M8002初始正向脉冲(仅在运行开始瞬间接通)

M8012100ms时钟脉冲，50msON/50msOFF

(2)可驱动线圈型特殊辅助继电器(读/写)，用户驱动线圈

后，PLC作特定动作。例如：

M8033PLC停止时输出保持

M8034禁止全部输出

M8039固定时间扫描模式

注：

①辅助继电器是一种程序用的继电器，不能直接驱动外部负载。

②未定义的特殊辅助继电器不可在用户程序中使用。

3.步进继电器的功能及编号(S)

步进继电器是一种用步进梯形图和顺序功能图表达步进点用的继电器，是步进顺序控制设计方法中重要的软元件，它与后叙的步进顺控指令STL组合使用。不用步进顺控指令时，状态元件(S)可作为通用辅助继电器(M)使用。

步进继电器各状态的常开和常闭触点在PLC内可自由使用，使用次数不限。

步进继电器按照其性质可以分成五类，如表4-17所示。

表4-17步进继电器的功能及编号

功能编号范围点

数初始用S0～S9，10点。可使用参数设置变更成停电保持区域合计1024点原点回归用S10～S19，10点(搭配IST指令使用)。可变更成停电保持区域一般用S20～S499，480点。可使用参数设置变更成停电保持区域停电保持用S500～S899，400点。可使用参数设置变更成非停电保持区域报警用S900～S1023，124点。固定为停电保持区域【例4-1】顺序步进型控制举例。

解

说明：顺序步进控制流程图如图4-2所示。

图4-2顺序步进型控制示例启动信号X0接通→S20置位(ON)，同时，下降电磁阀Y0动作→下限限位开关X1变成ON→状态S21置位(ON)→夹紧电磁阀Y1动作→夹紧确认限位开关X2变为ON→状态S22置位(ON)。

随着状态动作的转移，原来的状态自动复位(OFF)。

4.2.4字数据型软元件

1.定时器的功能及编号(T)

定时器在PLC中的作用相当于继电器电路中的时间继电器，它有一个设定值寄存器(字)、一个当前值寄存器(字)以及无数个触点(位)。对于每一个定时器，这三个量使用同一名称，但使用场合不同，其所指也不一样。

PLC内定时器是根据时钟脉冲累积计时的，时钟脉冲的时基有1 ms、10 ms、100 ms，当所计时间大于设定值

时，其输出触点动作。

定时器可以用用户程序存储器内的常数K作为设定

值，也可将后述的数据寄存器(D)中的内容用作设定值。在后一种情况下，一般使用有停电保持的数据寄存器。即便如此，必须注意若锂电池电压降低，定时器、计数器均可能发生动作。

注：定时器的实际设置时间 = 时基 × 设定值。

按照定时器性质可以将定时器分成一般型和积算型两类，它们的功能和编号如表4-18所示。

表4-18定时器的功能及编号

功

能编号范围点

数一般型100 msT0～T199，200点。可使用参数设定变更成停电保持区域(T192～T199为子程序用定时器)合计256点10 msT200～T245，46点。可使用参数设定变更成停电保持区域积算型1 msT246～T249，4点。固定为停电保持区域100msT250～T255，6点。固定为停电保持区域1)一般型定时器(T0～T245)

一般定型时器为：

100ms定时器T0～T199(200点)设定值0.1～3276.7s10ms定时器T200～T245(46点)设定值0.01～327.67s【例4-2】一般型定时器应用示例，如图4-3所示。

图4-3一般型定时器(T0～T245)应用示例解

说明：

①定时器线圈T200的驱动输入X0接通时，T200的当前值计数器对10 ms时基的时钟脉冲进行累积计数。当该值与设定值K123相等时，定时器的输出触点接通，即输出触点是在驱动线圈后的1.23 s时动作。

②当驱动输入X0断开或发生停电时，计数器复位，输出触点也复位。

2)积算型定时器(T246～T255)

积算型定时器是一种累积定时器，其当前值为累积

值，所以当定时器线圈的驱动输入为OFF时(即定时器线圈断电时)，当前值被保持，作为累积操作使用。

1ms积算定时器T246～T249(4点)设定值0.001～32.767s中断动作100ms积算定时器T250～T255(6点)设定值0.1～3276.7s【例4-3】积算型定时器应用示例，如图4-4所示。

图4-4积算型定时器(T246～T255)应用示例解

说明：

①当定时器线圈T250的驱动输入X1接通时，T250的当前值计数器开始累积100 ms时基时钟脉冲的个数；当当前值与设定值K100相等时，定时器的输出触点接通。

②计数中途即使输入X1断开或发生停电，当前值仍可保

持。当输入X1再接通或复电时，计数继续进行；当其累积时间为45.6s时，触点动作。

③当复位输入X2接通时，计数器复位，输出触点也复位。

2.计数器的功能及编号(C)

计数器根据目的和用途可分为内部计数用计数器和高速计数用计数器，其功能及编号如表4-19所示。

计数器的动作特点如表4-20所示。

表4-19计数器的功能及编号

功能编号范围点数内部计数用16位增计数C0～C99，100点。可使用参数设定变更成停电保持区域合计256点16位增计数(停电保持)C100～C199，100点。可使用参数设定变更成非停电保持区域32位双向计数C200～C219，20点。可使用参数设定变更成停电保持区域32位双向计数(停电保持)C220～C234，15点。可使用参数设定变更成非停电保持区域高速计数用1相无启动/复位端C235～C240，6点可参数设定变更成非停电保持区域1相带启动/复位端C1241～C245，5点2相双向C246～C250，5点2相A—B相型C251～C255，5点表4-20计数器的动作特点

项

目16位计数器32位计数器类型一般型一般型高速型计数方向增计数双向计数设定值0～32 767-2 147 483 648～+2 147 483 647设定值的指定常量K或数据寄存器D常量K或数据寄存器D(指定常用的2个)当前值的变化计数到达设定值，不再计数计数到达设定值后，仍继续计数输出触点计数到达设定值，触点导通并保持ON上数到达设定值，触点导通并保持ON下数到达设定值，触点复归成OFF复归动作RST指令被执行时，当前值归零，触点被复归成OFF触点动作在扫描结束时，统一动作在扫描结束时，统一动作计数到达立即动作，与扫描周期无关1)内部信号计数器

内部信号计数器是在执行扫描操作时对内部元件(如X、Y、M、S、T和C)的信号进行计数的计数器。因此，其接通(ON)时间和断开(OFF)时间应比扫描周期稍长，通常输入信号频率大约为几个扫描周期/秒。

(1) 16位增计数器(设定值：1～32 767)。有两种类型的16位二进制增计数器：

①通用计数器：C0～C99(100点)。

②停电保持用计数器：C100～C199(100点)。

其设定值为：K1～K32 767。

使用计数器C100～C199时，即使停电，当前值和输出触点的置位/复位状态也能保持。通用/停电保持型计数器数目分配可以通过参数设置加以改变。

【例4-4】16位增计数器应用示例，如图4-5所示。用X11作为计数输入，驱动C0线圈进行增计数。

解

计数过程如下：每次当X11接通时，计数器当前值增

1。当计数器的当前值为1时(即计数输入达到第10次时)，计数器C0的输出触点接通，之后即使输入X11再接通，计数器的当前值都保持不变。

当复位输入X10接通(ON)时，执行RST指令，计数器当前值复位为0，输出触点也断开(OFF)。

图4-516位增计数器应用示例

计数器的设定值，除了可由常数K设定外，还可间接通过指定数据寄存器D的元件号来设定，如指定D10，若D10的内容为123，则与设定K123等效。

注：①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。

②当设定值使用常量K时，仅可为正数；当设定值使用数据寄存器D时，可为正负数。当使用D设置为负数时，计数当前值到达设定值，当前值由32 767再向上累计变为 -32 767。

③若使用MOV指令、WPLSoft或程序书写器HPP将一个大于设定值的数值传送到任意一个内部信号计数器当前值寄存器时，在下次计数输入点X由OFF→ON时，该计数器触点即变成ON，同时当前值内容变成与设定值相同。(2) 32位双向计数器(设定值：-2 147 483 648～+2 147 482 647)。有两种32位的增/减计数器：

①通用计数器：C200～C219(20点)。

②保持计数器：C220～C234(15点)。

其设定值为：-2 147 483 648～+2 147 482 647，计数的方向(增计数或减计数)由特殊辅助继电器M8200～M8234设定。

注：

① 32位计数器设定值的设置和16位计数器类似，可以使

用常量K或数据寄存器。所不同的是，当使用数据寄存器时，需要占用两个连续编号的数据寄存器，即数据寄存器对。

②特殊辅助继电器M8200～M8234在设定计数方向时，M1△△△的后三位地址号“△△△”与计数器的地址号相对应。当M8△△△= OFF时，计数器C△△△为增计数；当M1△△△= ON时，计数器C△△△为减计数。

③当计数器的当前值增加到设定值时，计数器的触点接

通；当计数器的当前值减少到设定值时，计数器的触点断开。

④当计数器当前值由2 147 483 647再往上累计时，变为 -2 147 483 648。同理，计数器当前值由 -2 147 483 648再往下递减使用时，变为2 147 483 647。这种动作称为循环计数。

⑤若使用DMOV指令、WPLSoft或程序书写器HPP，将一个大于设定值的数值传送到任意一个内部信号计数器当前值寄存器时，当下次计数输入点X由OFF→ON时，该计数器触点即变成ON。同时，当前值内容变成与设定值内容相同。

【例4-5】32位双向计数器应用示例，如图4-6所示。用X14作为计数输入，驱动C200线圈进行增计数或减计数。

图4-632位双向计数器应用示例解说明：

①图中若“K5”，则计数器由“0”开始增计数到“5”，或由“5”减计数到“0”，这时“5→6”或“6→5”都会使输出Y1跳变。本例中为“K-5”，所以计数器由“0”开始增计数到“-5”或由“-5”减计数到“0”，这时“-5→-6”或“-6→-5”都会使输出Y1跳变。

②因此，对于本例题计数过程为，当计数器的当前值由-6→-5(增加)时，其触点接通(置1)；由-5→-6(减少)时，其触点断开(置0)。

③当复位输入X13接通(ON)，计数器的当前值为0，输出触点也复位。

④图中输出Y1的波形，在计数器的当前值由 -5→-6(减少)时，Y1 =“0”，体现在波形中，Y1没有跳变，这是由于一开始就认为Y1是处于原始状态，即Y1 = OFF(为波形图中的实线)的缘故；若一开始认为Y1已经接通，即Y1 = ON(为波形图中的虚线)，则当计数器的当前值由 -5→-6(减少)时，Y1 =“0”，于是在图中的这一时刻，Y1有一个跳

变，即由“1”→“0”(图中虚线的箭头指向)。

2)高速计数器

虽然C235至C255(共21点)都是高速计数器，但它们共享同一个PLC上的6个高速计数器计数输入端(X0～X5)。即如果输入已被某个计数器占用，它就不能再用于另一个高速计数器(或其他用途)。也就是说，由于只有6个高速计数的输入，因此，最多同时可使用6个高速计数器。另外，还可用于比较和直接输出等高速应用功能。

高速计数器的选择不是任意的，它取决于所需计数器的类型及高速输入的端子。计数器类型如下：

(1) 1相无启动/复位端子：C235～C240。

(2) 1相带启动/复位端子：C241～C245。

(3) 2相双向：C246～C250。

(4) 2相A—B相型：C251～C255。

上列所有的计数器均为32bit增/减计数器。各种计数器对应输入端子的名称见表4-21。表4-21高速计数器(X0，X2，X3：最高10KHz；X1，

X4，X5：最高7Hz)

输入1相无驱动/复位(1相1输入)1相带驱动/复位(1相1输入)2相双向(1相2输入)2相A—B相型(2相2输入)C235C236C237C238C239C240C241C242C243C244C245C246C247C248C249C250C251C252C253C254C255X0U/D

U/D

U/D

UU

U

AA

A

X1

U/D

R

R

DD

D

BB

B

X2

U/D

U/D

U/D

R

R

R

R

X3

U/D

R

R

U

U

A

AX4

U/D

U/D

D

D

B

BX5

U/D

R

R

R

R

RX6

S

S

S

X7

S

S

S注：U—增计数；D—减计数；A—A相输入；B—B相输入；R—复位输入；S—启动输入。X6和X7也是高速输入，但只能用作启动信号的信号输入端，而不能用于高速计数的计数输入端。不同类型的计数器可同时使用，但它们的输入端子不能共同使用。

注：

① 32位高速计数器共享同一个PLC上的6个高速计数器计数输入端(X0～X5)。如果输入已被某个计数器占用，它就不能再用于另一个高速计数器(或其他用途)。X6、X7也是高速输入，但只能用作启动或复位的信号输入端，而不能用于高速计数的计数输入端。

②输入端X0～X7不能同时用于多个计数器，例如：如果使用了C251，下列计数器和指令就不能再使用：C235、C241、C244、C246、C247、C249、C252、C254、I0**、I1**及SPD(FNC56)指令的有关输入。因为C251使用了X0和X1两个计数输入端。

③高速计数器是按中断原则运行的，因而它独立于扫描周期，选定计数器的线圈以连续方式驱动，表示该计数器及其有关输入连续有效。

④32位高速计数器均为加、减计数器，计数设定值的设置可以使用常量K或数据寄存器对。

⑤1相1输入型高速计数器的计数方向由特殊辅助继电器M8235～M8244的ON/OFF来决定。例：M8235 = OFF时，决定C235为增计数；M8235 = ON时，决定C235为减计

数。其余类推。

⑥1相2输入和2相2输入型高速计数器可由特殊辅助继电器M8246～M8254的ON/OFF来监控其计数方向。例：当M1246 = OFF时，表示C246为增计数；当M1246 = ON时，表示C246为减计数。其余类推。

⑦若使用DMOV指令、WPLSoft或程序书写器HPP将一个大于设定值的数值传送到任一高速计数器当前值寄存器

时，在下次计数输入点X由OFF→ON时，该计数器触点不变化，并以当前值做加减计数。

高速计数器是按中断原则运行的，因而它独立于扫描周期，选定计数器的线圈应以连续方式驱动，以表示该计数器及其有关输入连续有效，其他高速处理不能再使用此输入端子。

【例4-6】高速计数器输入端子应用示例，如图4-7所示。

图4-7高速计数器输入端子应用示例解

说明：

①图4-7(a)的动作过程：当X20接通时，选中高速计数器C235。根据表4-19，C235对应计数器输入端X0，因此计

数输入脉冲应从X0输入，而不是从X20输入。当X20断开时，线圈C235断开；同时，C236接通。因此，选中计数器C236，其计数输入端为X1。

②警告：不要采用计数输入端作为计数器线圈的驱动触

点。如图4-7(b)所示。

3)应用举例

(1) 1相1输入高速计数器。1相1输入型高速计数器有如下两组：

上列两组计数器的计数方式及触点动作与前面讲述的普通32bit计数器相同。作增计数器时，当计数值达到设定值时，触点动作并保持；作减计数器时，到达计数值则复位。

1相计数器的计数方向取决于其对应标志M8△△△，△△△为对应的计数器号(235～245)。

C235～C240无启动/复位端设定值范围C241～C245有启动/复位端-2147483648～+2147483641【例4-7】1相1输入高速计数器应用示例。

图4-81相1输入高速计数器(C235～C244)应用示例解

①图4-8(a)为1相无启动/复位(C235～C240)高速计数

器，每个计数器只使用一个计数输入端。动作过程如下：

·当方向标志M8235为ON时，计数器C235减计数，其当前值达到设定值，C235触点断开；当方向标志M1235为OFF时，C235增计数，其当前值达到设定值，C235触点接通。

·当X11接通，C235当前值归零，C235触点复位为OFF。

·当X12接通，C235选中，从表4-19中可知，对应计数器C235的输入端为X0，C235对X0输入的OFF→ON信号计

数。

②图4-8(b)为1相带启动/复位(C241～C244)高速计数器。这些计数器各有一个计数输入端、一个复位输入端和一个启动输入端。动作过程如下：

·当方向标志M8245为ON时，计数器C2454减计数；M8245为OFF时，计数器C245增计数。

·当X14接通，C245像普通32 bit计数器一样复位。从表4-19可知，C245还能由外部输入X3复位。

·计数器C245还有外部启动输入端X7。当X7接通时，C245开始计数；当X7断开时，C245停止计数。

·X15选通C245，对X2输入端的“OFF→ON”计数。当C245计数达到数据寄存器的设定值时，C245触点导通。若X2仍有计数脉冲输入，计数动作持续。

注：

①图4-18(b)C245的设定值用D0，实际上是设置数据寄存器对“D0、D1”，因为计数器是32bit。

②外部控制启动(X7)和复位(X3)是以中断的方式立即响

应，不受程序扫描周期的影响。

(2)1相2输入硬件高速计数器。这种计数器具有一个输入端用于增计数，另一个输入端用于减计数。某些计数器还具有复位和驱动输入功能。

【例4-8】如图4-9所示，1相2输入硬件高速计数器应用示例。

解

①图4-9(a)为32 bit双向高速计数器，动作过程如下：

·当X10接通时，C246以普通32 bit增/减计数器一样的方式复位。

·从表4-19可知，C246计数器用X0作为增计数端，X1作为减计数端，X11必须接通，选通C246，以使X0、X1输入有效。

X0“OFF→ON”，C246增1X1“OFF→ON”，C246减1

②图4-9(b)为具有复位和驱动输入的32bit双向高速计数

器，动作过程如下：

·从表4-19中可知，双向计数器C250将X5作为复位输入，X7作为驱动输入，因此，可由外部复位，而不必使用RSTC250指令。

·要选通C250，必须先接通X13。但启动输入X7接通，C250开始对输入端的脉冲进行计数；当X7为OFF时，C250停止计数。

C250接受输入端的计数信号，作加、减计数，其计数方向无需由M8△△△决定(△△△为计数器号)。

增计数输入：X3减计数输入：X4

计数方向的获知，可由监视相应的状态寄存器M8△△△得到。

ON：减计数OFF：增计数

图4-91相2输入硬件高速计数器应用示例(3) 2相AB输入硬件高速计数器。2相2输入(设定值：-2 147 483648～+2 147 483 647，1个或2个，电池后备)最多可有两个2相32 bit二进制增/减计数器，其对于计数数据的动作过程与前面介绍的32 bit计数器相同。对这些计数器只有表4-19中所示的输入端可用于计数。它采用中断方式计数，与扫描周期无关。这些计数器还有一些独立于逻辑操作的应用指令，选定计数器元件号后，对应的启动、复位及输入信号即能使用。

A相和B相信号的相位关系，决定了2相AB输入型计数器是增计数还是减计数，如图4-10所示。

图4-10

A相和B相信号的相应关系【例4-9】2相AB输入硬件高速计数器应用示例，如图4-11所示。

图4-11

2相AB输入硬件高速计数器应用示例解

说明：

①X11接通时，C251对输入X0(A相)、X1(B相)的“ON/OFF”时间计数。X10接通时，C251复位。

②从表4-19中可知，C255具有复位和驱动输入端。选通信号X13接通时，一旦X7(S启动输入)接通，C255立即开始计数，其中计数输入端为X3(A相)和X4(B相)；X5(R复位输入)接通时，C255复位。X12接通时也能使C255复位。

③ 2相A—B相计数器与2相双向计数器操作方法类似：计数器的增、减操作不是由M8△△△决定的，但可以通过查询M8△△△的状态来获知此时计数器的计数方向。

3.数据寄存器的功能及编号(D)

当PLC用于模拟量控制、位置控制、数据I/O时，需要许多数据寄存器存储参数及工作数据。这些寄存器数量随机型的不同而不同，较简单的只能进行逻辑控制的机器没有此类寄存器，而高档机中可达数千个。

每一个数据寄存器都是16bit(最高位为符号位)，可以用两个数据寄存器合并起来存放32bit数据(最高位为符号位)，称为数据寄存器对，如图4-12所示。

图4-12数据寄存器对

表4-22数据寄存器的功能及编号

功

能编号范围点

数通用型D0～D199，200点。可通过参数设定变更成停电保持区域合计8256点停电保持用D200～D511，321点。可使用参数设定变更成非停电保持区域停电保持专用D512～D7999，7488点特殊用D8000～D8255，256点文件寄存器D1000～D7999，主机7000点7000点

通用型数据寄存器只要不写入其他数据，已写入的数据就不会发生变化。但是，当PLC状态由运行(RUN)→停止(STOP)时，全部数据均清零。

停电保持数据寄存器与通用型数据寄存器的区别在于不论电源接通与否，PLC运行与否，其内容均不变化。

注：清除停电保持数据寄存器的内容，可使用RST或ZRST指令。

每个特殊用途的数据寄存器均有其特殊定义及用途，主要作为存放系统状态、错误信息、监视状态之用。其内容在电源接通(ON)时，写入初始化值(全部先清零，然后由系统ROM安排写入初始值)。

注：未定义的特殊数据寄存器请用户不要使用。

文件寄存器是一类专用数据寄存器，用于存储大量重要数据，例如采集数据、统计计算数据、控制参数、配方等。FX2NPLC的数据寄存器区域，从D1000开始，以500点为一个子文件，最多可设置14个子文件，5000 × 14 = 7000点作为文件寄存器。D1000～D7999中不作为文件寄存器的部分，仍可作为一般使用的停电保持型数据寄存器。

需注意，FX2NPLC的文件寄存器同时存储在机内两个不同的地方。存在程序存储器中(RAM、EEPROM)的称为 [A] 部，存在系统RAM中的称为[B] 部，如图4-13所示。[A] 与[B] 的地址相同。

图4-13文件批量传送

用外围设备(编程器等)写文件寄存器时，是把数据写入 [A]