三菱PLC顺序启动、顺序停止控制程序编程实例
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摘要: 下面介绍的是一个传送带顺序启动与停止的梯形图 说明：该程序使用定时器（T）来做为延时启动与停止的控制元件。 程序如下：
元件介绍：X0为急停按钮 X1、X2、X3为三个电机的热继电器 X4为启动按钮 X5为停止按钮 Y1、Y2、Y3为电动机 ...
下面介绍的是一个传送带顺序启动与停止的梯形图
说明：该程序使用定时器（T）来做为延时启动与停止的控制元件。
程序如下：
&元件介绍：X0为急停按钮
X1、X2、X3为三个电机的
X4为启动按钮
X5为停止按钮
Y1、Y2、Y3为
程序说明：1、当急停及热继电器处于接通状态，M0辅助继电器得电。
2、按下启动按钮X4信号接通，Y1继电器得电。同时T1、T2接通。
3、当T1的延时时间到后，Y2继电器得电。
4、当T2的延时时间到后，Y3继电器得电。
至此三台电动机顺序启动完成。
5、当按下停止按钮X5信号接通，M1辅助继电器得电控制Y3继电器断开，同时接通T3、T4定时器。
6、当T3的延时时间到后，Y2继电器断开。
7、当T4的延时时间到后，Y1继电器断开。
至此三台电动机顺序停止完成。&
8、当按下急停按钮或热继电器断开，三台电机同时断电。
注：程序中有处不合理之处，请各位看官注意，并试找出不合理之处。
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顺序控制与顺序控制梯形图的编程方式 PLC原理及应用（三菱机型）教案.doc
文档介绍：
1 第5章顺序控制与顺序控制梯形图的编程方式教学目的: 1. 、熟练掌握状态元件、顺序功能图、顺序控制梯形图的编程方式 2、熟练掌握用顺序控制设计较复杂的程序 3 、掌握较复杂程序的调试教学重点: 掌握用顺序控制设计较复杂的程序教学难点: 掌握较复杂程序的设计与调试参考课时: 第一讲: 讲课 8 课时实验 4 课时说明:适当地增加与现代工业自动化有关联的事例三菱型可编程序控制器中除了基本逻辑指令之外,增加了两条简单的顺序控制指令。用顺序控制指令编程,很大程度上解决了这一问题。一. 状态元件、顺序功能图 1. 状态元件( S) 状态元件是用于编制顺序控制程序的一种编程元件,它与后面介绍的 STL 指令(步进顺序梯形指令)一起使用。通用状态( S0~ S499 )没有断电保持功能。 S0~ S9 为初始状态用( 10 点) S10 ~ S19 为供返回原点用( 10 点) S20 ~ S499 为通用型( 480 点) S500 ~ S899 为有断电保持功能型( 400 点) S900 ~ S999 为供报警器用( 100 点) 各状态元件的常开和常闭触点在 PLC 内可自由使用,使用次数不限,不用步进顺序控制指令时,状态元件( S )可作为辅助继电器( M )在程序中使用。 2 2 无分支顺序功能图(状态转移图) 顺序功能图( SFC )又叫做状态转移图或功能表图,它是描述控制系统的控制过程、功能和特性的一种图形, 也是设计可编程控制器的顺序控制程序的有力工具。顺序功能图并不涉及所描述的控制功能的具体技术, 它是一种通用的技术语言, 可以供进一步设计和不同专业的人员之间进行技术交流之用。图 5-1(c) 是描述该系统的顺序功能图, 图中用矩形方框表示步, 方框中的编程元件的元件号也可作为步的编号,如 S20 等,根据顺序功能图设计梯形图时较为方便。图 5-1 组合机床动力头进给运动控制 3. STL 指令步进梯形指令( Step Ladder Instruction )简称为 STL 指令, FX 系列还有一条使 STL 指令复位的 RET 指令。利用这两条指令,可以很方便地编制顺序控制梯形图和程序。使用 STL 指令的状态寄存器的动合触点称为 STL 触点,它们在梯形图中的元件符号如图 5-2 所示。从该图中可以看出顺序功能图与梯形图之间的对应关系, STL 触点驱动的电路块具有 3 个功能,对负载的驱动处理、指定转换条件和指定转换目标。(如图 5-2 所示) 3 图 5-2 STL 指令与顺序功能图 STL 指令有以下特点: 1o与 STL 触点相连的触点应使用 LD 或 LDI 指令,即 LD 点移到 STL 触点的右侧,直到出现下一条 STL 指令或出现 RET 指令, RET 指令使 LD 点返回左侧母线。各个 STL 触点驱动的电路一般放在一起,最后一个电路结束时一定要用 RET 指令。 2o STL 触点可以直接驱动或通过别的触点驱动 Y、M、S、T 等元件的线圈, STL 触点也可以使 Y、M、S 等元件置位或复位。 3o STL 触点断开时, CPU 不执行它驱动的电路块,即 CPU 只执行活动步对应的程序。在没有并行序列时,任何时候只有一个活动步,因此大大缩短了扫描周期。 4o 由于 CPU 只执行活动步对应的电路块,使用 STL 指令时允许双线圈输出,即同一元件的线圈可以分别被不同的 STL 触点驱动。实际上在一个扫描周期内,同一元件的几条 OUT 指令中只有一条被执行。 5o STL 指令只能用于状态寄存器,在没有并行序列时,一个状态寄存器的 STL 触点在梯形图中只能出现一次。 6o STL 触点驱动的电路块中不能使用 MC 和 MCR 指令,但是可以使用 CJP 和 EJP 指令。当执行 CJP 指令跳入某一 STL 触点驱动的电路块时, 不管该 STL 触点是否为 ON 状态, 均执行对应的 EJP 指令之后的电路。 7o 像普通的辅助继电器一样, 可以对状态寄存器使用 LD 、 LDI 、 AND 、 OR 、 OUT 等指令,这时状态寄存器触点的画法与普通触点的画法相同。 8o 使状态寄存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步对应的状态寄存器复位。( X4 为开关) 例:图 5-3(a) 中的小车一个周期内的运动由 4 步组成, 分别对应于 S21 、 S22 、 S23 、 S24 , 小车由一台电动机拖动。 Y0 、 Y1 分别为正、反转接触器, 它运动的轨迹如图箭头所示。X0 为开关,原位在 X0 处(最左边) ,向右到 X3 ,返回到 X1 再到 X2 ,然后回到原点( X4 为开关)。根据题意画出顺序控制功能图 5-3(b) 。设计出顺序控制梯形图 5-3(c) ,写出了对应的语句表 5-1 。4 图 5-3 小车控制系统的顺序控制功能图与梯形图表 5-1 指令表 LD M8002 SET S0 STL S0 LD X4 SET S21 STL S21 OUT Y0 LD X3 SET S22 STL S22 OUT Y1 LD X1 SET S23 STL S23 OUT Y0 LD X2 SET S24 STL S24 OUT Y1 LD X0 SET S0 RET END 4. 顺序控制分支、汇合的编程(1) 选择性分支、汇合的编程 5 选择序列的开始称为分支。图 5-4(a) 转换符号只能标在水平连结之下。图 5-4 选择性分支、汇合顺序功能图如果 S20 是活动的,此时若 X1 、 X2 、 X3 中哪一个元件为“1”,则活动步移向哪条支路。例: X2 为“1”,此时由 S20????转向 S31 ,一般只允许同时选择一个序列。选择性序列的结束称为合并,图 5-4(b) , 几个选择序列合并到一个公共序列时, 用需要重新组合的序列相同数量的转换符号和水平连线来表示,转换符号只允许标在水平连线之上。如果 S39 是活动步,且转换条件 X11=1 ,则发生由步 S39???步 S50 转移。(2) 选择性分支、汇合的编程举例(图 5-5 ) 6 图 5-5 选择性分支、汇合顺序功能图、梯形图 7 表 5-2 指令表图 5-5(a) 中,在 S20 之后有一个选择性分支。当 S20 是活动步( S20=1 )时,转换条件(3) 并行分支、汇合的编程图 5-6 并行分支、汇合顺序控制功能、梯形图表 5-3 指令表 LD M8002 SET S0 STL S0 LD X0 SET S20 STL S20 STL S21 OUT Y1 LD X10 SET S22 STL S22 OUT Y3 LD X11 SET S32 STL S32 OUT Y12 STL S22 STL S32 SET S50 STL S50 OUT Y6 LD X2 SET S0 RET 8 OUT Y0 LD X1 SET S21 SET S31 STL S31 OUT Y11 LD1
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1、目的和要求： 1）PLC特点 2）PLC主要用途 3）PLC基本构成 4）PLC工作方式及过程（五个基本步骤 5）PLC技术指标 6）PLC编程语言（梯形图、指令表编程语言） 2、重点与难点： 1）PLC构成 2）PLC工作过程及注意点 3）编程语言 4）指令表编程语言 3、要求： 熟练理解和掌握PLC的工作过程、 基本熟悉PLC的常用编程方法 4、教学方法设计： 讲授。PLC概述A-PLC三 菱 PLCFR―E500FR―S500FX1N―1FX2N―1FX1S―1一、可编程控制器的产生、定义和分类 1、可编程控制器定义 1）PLC――（Programmable Logic Controller）可 编程逻辑控制器，也称PC。为区别PC个人计算 机（personal computer）故称PLC。第一节 PLC概说2）PLC基本功能――现代工业控制三大支柱 之首（PLC、机器人、CAD/CAM）。具有 逻辑控制、顺序控制和模拟量输入/输出、 定位控制、旋转角度检测、高速计数、数 据处理、联网通讯等综合性功能。6.13）PLC定义――IEC定义：可编程控制 器是一种把数字运算与控制操作为一体 的电子控制系统，专为在工业环境下应 用 设计，它采用可编程的存储器，用于 其内部存储程序，执行逻辑控制、顺序 控制、定时、计数和算术运算等操作指 令，并通过数字式输入/输出控制各种类 型的机械或生产过程。可编程控制器及 其有关的外部设备，都按易于与工业控 制系统联成一个整体，并易于扩充功能 的原则设计。3、可编程控制器特点适应工业现场恶劣环境――可靠性高、模块结构、 抗干扰、自检、自诊断、连锁、互锁等 ? 适应强，应用灵活――模块积木结构 、可组合和 扩展，满足各种规模、功能的控制系统。 ? PLC编程方便相对易学――梯形图及语句表编程 ? PLC使用方便，对使用者要求低 ――输入输出直 接相连、控制要求改变时可可程序以适应、PLC 输入、输出可与电压为交流220V、直流24V强电 相连，有较强带负载能力。 ? 具有各种接口外设，适应性广，功能完善――系 列化模块和标准接口 ? PLC体积小、重量轻、便于安装 ――标准导轨?6.15、PLC发展方向 及按容量及功能分类 1）PLC发展方向――一是向大型化、通用化发展，以实现现代工业控制需要；二是向小型化、微 型化、专用化发展，适应产品更新换代及家电 控制要求。再就是体积小更高速（速度34ns）， 与其它控制产品结合，结合个人计算机，采用 windows平台等。 2）世界上常见型号 ――数百家。美国TI（德州电 器公司）、GE（通用电气公司）、Gourd（歌 德公司）、DEC（数字设备公司）、日本 MITSBISHI（三菱）、HITACH（日立）、 OMRON（立石）、德国SIEMENS（西门子）、 荷兰PHILIP（飞利普）、瑞典GC（通用公司） 等等。20世纪80年代我国可自己设计制造PLC。按结构形式分――整体式（箱体式），如FX0N、FX2N，西 门子S系列S7―200， OMRON（立石）C系列、等； 模块式（积木式），如三菱A系列， 西门子S系列300等。 按PLC功能强弱分―― 低档、中档、高档6.1PLC按容量及功能分类性I/O点 存储器容量 CPU 扫描速度 辅助继电器 定时器 计数器 智能I/O（特殊功能模 块） 连网能力（通信功能） 主要用途能小256点以下 0.5―2KB型中256―2048点 2―64KB型大2048点以上 64KB以上型单CPU、8位微处理 器 10―60ms/千步 8―256个 8―64个 8―64个 少 有 逻辑运算、定时、计 数、简单算术运算、 比较、数制转换双CPU、16位字处理器、32位 位处理器 10―60ms/千步 256―2048个 64―256个 64―256个 有 有 逻辑运算、定时、计数、寄存器 和触发器功能。算术运算、比较、 数制转换、三角函数、开方、乘 方、微分、积分、定时中断多CPU、32位字处理器位处理器和 浮点处理器 1.5―5 ms/千步 个 256―1024个 256―1024个 有 有 逻辑运算、定时、计数、寄存器和 触发器功能。算术运算、比较、数 制转换、三角函数、开方、乘方、 微分、积分、PID、定时中断、过 程监控、文件处理 梯形图、流程图、指令（语句）表、 图表语言、实时BASIC编程语言梯形图、指令（语句） 梯形图、流程图、指令（语句） 表 表PLC性能参数 ? 输入输出点数：外部输入输出端子数? ? ??? ?内部继电器种类和点数：含辅助继电器、特殊继电器、定 时器、计数器、位移寄存器等 用户程序存储器：编入用户程序，K表示 扫描时间：解读用户程序时间，以1000步，即1K来估算。 （一个二进制数称为一位，8位二进制数称为一个字节， 16位为一个字，在PLC中也称为步。 用户存储器容量的 大小，关系到用户程序的步长。目前常见扫描速度为 1.5―60ms/千步，最高0.48 ms/千步。 编程语言和指令功能：常用四种语言 指令有差别，含义 相近。指令条数和功能：衡量PLC软件功能强弱的主要技 术指标，多则性能高。 工作环境：适应工业环境 温度适度可燃可爆时注意 可扩展性：只能扩展的模拟量、高速处理、温控、通讯、 伺服控制等FX系列PLC技术指标提示及建议1、PLC功能强大，三大用途中，在机械工业中对开关量逻 辑控制应用最为广泛； 2、PLC系列多，分类方式也有多种，各厂家的型号不同， 编号也不同，以三菱、西门子在国内应用最多（占有量 40%、30 % ）； 3、各种PLC原理相同，编程及应用相近，知其一，可触类 旁通； 4、PLC技术参数是选型的基本依据，一定注意； 5、国产仅生产中小型PLC――上海东屋电气CF系列、杭州 机床电气厂DKK及D系列；大连组合机床研究所S系列， 苏州电子计算机厂YZ系列等 6、国内外大量PLC的型号、规格可以通过《可编程控制器 选用手册》（宋家成、张春雷、机械工业出版社）查阅6.1二、可编程控制器基本结构1、构成――结构和原理与微机相似。硬件由微处理 器、存储器、各种输入/输出接口。手持式编程器或计算机KM中央处理器 SQ SB开关、传感器电源YA 输 出 接 线 端 KM输 入 接 线 端输 入 单 元系统程序存储器输 出 单 元其它输出外电源用户程序存储器整体式ＰＬＣ逻辑框图编程装置 计算机 其他外设 输 入 部 件 外 设 接 口 ROM RAM 后备电池 I/O 扩 展 口 I/O 扩 展 单 元 驱动 受控元件CPU 输 出 部 件接受现场信号电源6.1模块式ＰＬＣ逻辑框图总 线通信模块输入模块输出模块智能I/O模块ＣＰＵ模块编码器?? ?上位机或 其他通信 设备?? ?现场工业过程?? ??? ?电源模块?? ?２、处理单元中央（CPU）6.11）作用 ：是PLC的核心。是运算、控制中心，用于实现逻辑运算、 算术运输，并对全机进行控制。 2）构成 ：微处理器可采用单CPU、双CPU、多CPU，用8位、16 位、32位CPU芯片。如Z80A、、等芯 片。其性能代表信号处理能力与速度。 3）CPU功能 ：接受并储存从编程器来的用户程序和数据，或计算 机的梯形图信息，并存入指令寄存器；用扫描方式接受现场输入 的状态和数据，存入输入状态寄存器或数据寄存器；显示自诊断、 电源、内部工作状态和编程的语法错误；PLC运行时，逐条读取 程序，执行指令，发出控制信号，启闭控制电路，执行数据存取、 传送、组合、比较、和转换，逻辑算术等运算；根据运算结果， 更新状态和或数据，实现输出控制、制表、打印或数据通信等； CPU接受I/O送来的中断请求，进行中断处理，再返回主程序， 顺序执行。6.13、存储器1）只读存储器（ROM）――PLC厂家写入的 系统程序，永久保存。 检测程序――PLC加电先检测各部件操作是否 正常，并显示检查结果； 翻译程序――用户键入控制程序变换成微机指 令组成的程序，然后执行； 监控程序――据需要调用编程器选定的相应的 内部工作程序。6.12）随机存储器（RAM）――为读写存储器，即用户写入的程 序。写入信息覆盖原信息，读出时，RAM内容不破坏。断电 时锂电池供电使RAM中信息不变。 用户程序（软件）――PLC选择（STOP或PROGRAM）编程 工作方式时用手持编程器、计算机键盘输入的程序，经处理 后放入RAM低地址区； 功能存储器――用于存放逻辑变量，如输入、输出继电器、 内部辅助继电器、定时器、计数器、移位继电器等； 内部程序使用单元――不同型号PLC的存储器容量不同，如 输入输出继电器的 数量、保持继电器数量、定时器数量、计 数器数量以及拥护程序的字长等都不同；注：二进制16位为 一个字的单位，也称为步。用户存储器的ON/OFF状态、数值、 数据等；以上存储器构成了各种内部器件，也称软器件。 用 户存储器容量的大小，关系到用户程序的步长（FXON为 2000步）和内部器件多少，是PLC性能指标之一6.1I/O模块是PLC与外界的接口。 1）输入模块――一类：按钮（SB）、选择开关 （SA）、行程开关（SQ）、继电器触点（KA）、 接近开关、光电开关、数字式拨码开关等数字式 开关量信号（通、断）；另一类是电位器、测速 发电机和各种变送器等送来的连续变化的模拟量 信号。 为防止强电干扰采用光电耦合器与输入信号相连。 输入端发光二极管产生与输入电信号变化规律相 同光信号，经过耦合，光敏元件导通程度与信号 强弱线形相关。 输入接口电路（输入模块）由数据寄存器、选通电 路、中断逻辑电路构成，信号是耦合器送到输入 数据寄存器，再通过数据总线送给CPU。4、 I/O输入/输出模块、单元6.1输入光电耦合示意图输入3K 470K接 口 电 路 光电隔离24V光电耦合隔离输入原理图6.1直流开关信号输入单元 配置直流开关信号输入电源12―24V，分8点和16点，16点一般为24V，由 PLC供电。交/直流开关信号输入单元 可用于直流或交流，也氛围8点和16点形式，前者12―24V，后者24V。交流开关信号单元 分8点16点，电压100―120V。还有8点输入达200―240V2）开关量输出单元 由输出接口电路和功率放大电路组成。输出接口电路由输出 寄存器、选通电路、和中断请求电路组成， CPU经数据总 线把输出信号送到输出数据寄存器中，通过功率放大电路， 驱动PLC继电器、可控硅和晶体管的输出。 继电器输出：用于 交直流负载，须外 加电源。8点和12 点两种。继电器 输出2A/1点，响应 时间10ms。 晶体管输出：接直流 负载，外电源DC12―48V, 0.5A/1点，8点和12点两种， 响应时间1ms 。 可控硅输出：用于交流负载， 0.3A/1点，响应时间1ms ，8点和12点两种。6.1汇点式接线：输入或输出回路又一个公共端（汇集端）COM， 可以把全部输入或输出为一组，公用一个公共端和同一个电 源； 分隔式接线：每个输入或输出点单独用各自电源接入，没有公 共端汇点，有各自的COM端，每个输入或输出是隔离的。开关量输入输出单元接线接线说明6.23）其它I/O模块：串/并行变换、数据传送、误 码校验、A/D、D/A变换器、各种通信模块、中 断输入模块、ASCII/BASIC模块、高速模块、 远程I/O控制模块,单轴伺服电机定位模块、两 轴步进电机数控模块 4）手持式编程器：由键盘和显示器组成。键 入用户的应用程序写入RAM中，含写入、读出、 插入、删除等操作，并对PLC进行编程、监控、 调试、编辑、信息显示、外部存储器进行存储 等。运行时不用它。 计算机也可编程软件和调试。6.16.15、电源部件CPU工作电压5V 接口信号电压直流24V、交流220V，采用开关 式稳压电源。 锂电池作停电的程序信息保护电源。1、PLC结构和计算机相似，CPU、存储器、输入/ 输出、编程器等； 2、CPU、存储器、模块多少代表PLC的水平和功能； 模块选择根据实际需要决定。 3、关于步长（存储器容量）是个重要概念； 4、外电源的连接需要遵照具体产品的规格和说明； 5、手持编程器是个厂家通用设备，使用有要求的； 6、使用过程中对输入和输出内部具体电路略有了解 即可。提示及建议6.1三、PLC的安装与接线 1、安装方法1）安装――PLC各类单元底部有导轨安装杆，可将 PLC的控制单元、扩展单元、A/D转换单元、D/A转 换单元、I/O链接单元安装在宽35mm的DIN导轨上。 2）安装环境――一般工业场所都行。但温度0―55℃， 相对湿度小于85%；通风散热，无腐蚀气体、粉尘、 金属屑；避免水溅、阳光直射；避免强烈震动或冲 击；远离干扰源等。 插图6.16.12、PLC接线 1）输入端接线――输入开关可以是各种触头的机械开关，也可以是无触头的电子开关。一般主机上配有输入端使用 的24V直流电源（注意：勿将外电源接到直流电源端子上， 如果该电源功率不够，还可以在输入端使用外接电源）。 输入线远离输出线，高压线及用电设备。6.12）输出端接线――输出端接线分为独立输出端和公共输出端 两种。当负载使用不同电源时，可采用独立输出的方式，即 输出端各接地（COM）端均是独立的；若输出端没有独立的 接地，各负载必须使用相同电源，应将个COM端短接。6.1A/D转换单元接线 D/A转换单元接线3、A/D、D/A转换单元接线4、I/O链接 单元接线6.15、PLC维护项 目 检 查 要 点 注 意 事 项 交流型PLC工作电压为85―265V 直流型PLC工作电压20.4―26.4V 供电电源 测量PLC端子处的电压来 检测电源情况环境条件 环境温度、环境湿度、有 环境温度0―55℃，相对湿度 无污物粉尘 35%―85%以下且不结露，无积 灰尘、异物 I/O端电 压 测量输入输出端子上的电 均应在工作要求的电压范围内 压安装条件 各单元是否安装牢固，所 所有单元的安装螺钉必须紧固， 有螺钉是否拧紧，接线和 连接线及接线端子牢固，无短路 接线端子是否完好 或无氧化现象寿命元件 备份电池是否定期更换等 备用电池每3―5年更换一次，继 更换 电器输出型的触头寿命约300万次6.1提示与建议1.接线方式应查阅有关产品使用说明书； 2、PLC接线是学习和使用PLC的重要内容，必须把外 电路中：传感器、按钮、开关等以及输出线圈、电 磁铁、负载等回路通盘考虑，才能完成接线工作； 3、外电路与PLC的I/O逻辑状态有联系，该逻辑关系 必须理清，否则产生逻辑混乱； 4.PLC的维护主要内容含：测量PLC端子处电压检查 电源、分析环境情况、测量输入输出的电压检查I/O 端电压、连接及紧固件是否牢固、备份电池是否定 期更换等。6.1四、可编程控制器的工作方式PLC采用循环扫描方式，用户程序按顺序存放， CPU从第一条指令开始执行直到结束符号后 返回第一条指令，如此循环。即在系统软件 控制下，顺序扫描各输入点状态，按用户程 序进行运算处理，然后顺序向输出点发出相 应控制信号。而微机采用的是等待命令方式。6.1自诊断检测PLC与 编程器、计算机 等的通信请求输 入 采 样执 行 程 序输出 刷新 结果PLC工作五个过程框图PLC扫描过程PLC工作过程上 电 过 程电源ON 内部处理 执行自诊断 输入处理 （输入传送、远程I/O） 扫 描 过 程 更新时钟、特殊寄存器 STOP CPU运行方式 RUN 执行程序 通信服务（外设、 CPU、总线服务） PLC正常 N 存放自诊断错误结果 输出处理6.1YN致命错误 Y CPU强制为STOP出 错 处 理6.11、扫描过程及周期1）每次扫描首先执行自诊断程序――检查I/O部分、 存储器、CPU等，发现异常停机显示； 2）PLC检测是否有与编程器、计算机等的通信请求 ――如果有则须相应处理，如接受编程器程序、命 令、数据，并把状态、数据、出错信息送给编程器 或计算机显示；如有计算机通信请求，也在这段时 间内完成数据接受、发送、显示； 3）PLC对各输入端进行扫描――将输入端的状态送 到输入状态寄存器，即输入采样阶段；6.14）CPU将指令逐条调出并执行――并对输入和原输 出状态（或数据）进行处理，按程序对数据进行逻辑、 算术运算，再将结果送到输出状态寄存器，即程序执 行阶段。 5）输出――当所有指令执行完后，集中把输出状态 寄存器的状态通过输出寄存器送到输出端，即输出刷 新阶段。 扫描周期――完成上述五个阶段的过程称为一个扫描 周期，是PLC重要指标。T=（读入一点时间×输入 点数）+（运算速度×程序步数）+（输出一点时间 ×输出点数）+自诊断时间 显然扫描时间重要取决于程序长短。一般每秒钟可扫 描数十次以上，对工业设备没有影响。但对快速系统， 要精确计算响应时间，合理安排指令和程序，减少扫 描周期造成的延时影响。6.12、自检操作在每次扫描程序前都要对PLC及其系统作一次 自检，异常则显示灯亮（ERROR）。一般故 障仅报警而不停机，严重故障则停止程序运 行。6.13、数据输入/输出操作1）数据输入/输出操作即I/O口刷新。输入刷 新是对PLC的输入进行一次读取，输入端状 态读入PLC内部寄存器；输出刷新是将运算 结果送到PLC输出端。输 入 信 号 输 入 端 子 输 入 缓 冲 器 输入 映像 存储 器 用户程序执行 扫描周期输出 映像 存储 器输 出 锁 存 器输 出 端 子受 控 部 件输入采样输出刷新2）将输出寄存器称为软继电器――就是存储器中一位 触发器， 0、1对应继电器的通、断，通过用户程序来 控制这种继电器，也称为内部继电器。 3）输入操作实际上是输入采样信号，即刷新输入状态 寄存器；输出操作是送出处理后的结果，即按输出状 态寄存器的内容刷新输出电路。PLC每次扫描中回将 保存输入和输出状态的寄存器的内容进行一次更新。 4）信号的滞后现象――在本次I/O刷新之后，输入量才 变化，则本次扫描期间PLC的输出保持不变，只有下 一次扫描期间输出对输入产生响应。PLC根据用户程 序对当前输入状态进行处理，其结果放在映像存储器 中，在程序执行结束时，PLC才将输出状态存储器的 内容通过锁存器输出到端子上，刷新后的输出状态要 保持到下次刷新为止。这种循环扫描工作方式存在着 信号的滞后现象。6.16.14、用户程序执行操作1）执行用户程序――每一扫描周期都按顺序从用户 程序的第一条指令开始，逐条地解释和执行（遇跳 转指令除外），直到执行到END指令才结束本次扫 描。 2）监视用户程序――PLC 有监视定时器ETD （watch-dog timer，看门狗），每次执行程序前复 位WDT并计时，正常时执行一次用户程序所需时间 不会超过某一值，若扫描失控或进入死循环，WDT 报警并使程序重新开始执行。偶然故障系统转入正 常运行，不可恢复确定性故障，则停止程序执行等 待处理。6.15、响应外设的请求命令PLC每扫描周期内执行完用户程序，如遇外设 命令的请求操作就执行。操作完结束本次扫 描周期，开始下次扫描周期。提示与建议6.11.PLC循环扫描方式执行操作，输入/输出信号在逻辑关系上存 在原理上的滞后现象，扫描周期越长，滞后约严重； 2.对变化慢的控制过程，可认为输出信号的即时的；但对控制 要求严格、响应速度要求快的系统，就必须考虑滞后现象所 引起的响应延迟等不良影响。一般应按扫描周期的计算方法 加以计算，对找工艺技术要求，是否可行； 3.扫描周期中除用户程序时间外，还包括系统管理操作所占用 的时间。再加上I/O硬件电路的延时、PLC的响应滞后，会使 扫描滞后更大。一般采用分时、分批的程序设计方法减小滞 后。 4、整个程序执行的时间可根据指令多少及每条指令执行的时间 查表计算出来。 5、编程器等在程序正常执行时，和PLC 是断开的，因此一般 工作过程中不考虑第通讯时间。 ６、外电路输入一次，将改变输入寄存器（继电器）的状态一 次；若外电路不发生状态（通断）的改变，则寄存器状态也 保持不变； 7、输出对输入的功能滞后，极限情况为两个扫描周期。提示及建议1、PLC的技术指标代表PLC的能力，也是选择 PLC的依据； 2、各类型PLC的指标都可以在相关资料中查到， 如《PLC选型手册》； 3、那些PLC是否可以配带模块要参阅资料； 4、本教材有FX系列PLC全部资料数据。6.1五、可编程控制器的编程语言IEC公布的可编程控制器标准（IEC1131）第 三部分为PLC语言标准，可分为梯形图 （LD）语言、指令（语句）表（IL）语言、 功能图编程（FBD）语言和计算机高级语 言四种。图形式指令结构：指令由不同图形符号组成，程序用图形方 式表达，编程系统将工业控制中常见的相对独立的各种操 作功能对应于相应图形，按需要将图形组合，填入操作数、 参数，如输入/输出点即可。 运行中也采用图形或符号显示被监视对象。对复杂的算术运 算、定时、计数，指令也参照梯形图或逻辑元件图表示。 明确参数：图形符号相当于操作码，规定操作功能，参数则 是操作数，由编者填入。PLC的变量和常数及取值范围都 有明确规定，如X1、X0、K1、Y1等，使用较直接、方便 简化程序结构：程序结构简单，一般为模块式结构。不同模 块完成不同功能，逻辑清晰。 简化编译过程：只需编辑一个过程，其余由系统软件完成。 增强调试手段：使用编程器或计算机，利用专业软件编辑、 调试、诊断、监控。编程语言的特点PLC的编程方式在线（联机）方式：编程器与PLC联机编程， 专用接口直接把用户程序直接写入PLC中。 离线（脱机）编程方式：先将程序存放在编程 器里，与PLC连接后把程序送入PLC用户程 序存储器。6.11、梯形图（Ladder Diagram）编程语言 KM0SB1 KM0 SB2 X1 X2 Y0 Y0电气控制线路图 梯形图基本符号PLC梯型图符号名称 常开触点 常闭触点 线圈继电器电路符号 梯型图符号6.11）特点 PLC梯形图是通过内部器件――就是存储器中 一位触发器， 0、1对应继电器的通、断，通过 用户程序来控制这种继电器，也称为内部继电 器。，如输入、输出、辅助继电器、定时器/计 数器等实现控制的 在梯形图中的图形符号表示，表明了PLC的输 入与输出的逻辑关系，是一种图形语言和程序。 梯形图通过电气控制电路转化而来，用软件实 现，可完成全部电气控制功能，且使用方便、 修改灵活、编程容易。2）基本方法梯形图语言以梯形结构表示信号流向，各指 令按从左至右、从上到下的顺序被扫描； 一行或一组指令（逻辑行，一个输出）中， 每条指令的输出信号作为其右边一条指令 是否执行的条件，直到最右侧，然后扫描 下一组指令； 如扫描出任何一条指令不满足，则不往右扫 描，原输出信号不变，立即转向下一组指 令执行。6.1例：梯形图编程举例启动按纽SB1接于X000输入点，停车按纽SB2接于X001，交流接触器KM接于输 出点Y000输出点。SB1 X000 X001 SB2 COM Y000 KM X000（启动） X001（停止） Y000异步电机单向运行启―保―停PLC220V COMY000（自锁）PLC接线图单向控制运转体型图梯形图的全部要素： 事件：每个梯形图支路都针对一个事件。事件用线圈或功能框表示（如Y000） 事件发生的条件：支路中除线圈外还有触点的组合，使线圈置1的条件即是事件 发生的条件（启动按钮，使X000置1）； 事件得已延续的条件：触点中使线圈置1得以保持的条件是与X000并联的Y000 自锁触点闭合； 事件终止的条件：即触点组合中使线圈置1中断的条件（常闭触点X001断开）6.13）梯形图语言编程注意事项?扫描顺序从左至右、从上到下； ?对所使用的编程元件要进行编号，PLC按编号区别操作元件；梯形图中的触点应画在水平支路上，不含触点的支路应放在垂直方向，易于识别触点组合及对输出线圈的控制路径，使逻 辑关系清楚； ?与一个线圈相连的全部支路形成一个逻辑行，每一个逻辑行其 始于左母线，终止于线圈或一个特殊指令或右母线（右母线 可省略）；?线圈不能直接接在左母线，如需要可接不动作的常闭触点连接线圈； ?线圈右边不允许接有触点；?有几个电路块并联时，触点最多的支路放在最上面；几个串联支路串联时，将并联支路多的尽量靠近左母线； ?遇到不可编程的图形，可根据信号流向对愿梯形图重新编排。继电接触器是以电磁开关为主体的低压电器元件， 用导线按规律得到继电接触控制系统，接线表达 各元件间关系；改变逻辑关系要改变线路线路； ? PLC是计算机，接口上有各种元器件，其逻辑关 系通过程序表达，主要重新编排程序可方便改变 原来的程序； ? PLC是替代继电接触控制的，在逻辑控制场合梯 形图和电气原理图相似。但在时序有根本不同。 继电器触点动作和线圈通断电同时发生，但PLC 中由于指令分时扫描，同一器件的线圈工作和它 的触点和它的各个触点动作并不同时发生。即前 者是并行工作，后者是串行工作。?4）梯形图与电器原理图异同6.12、指令（语句）表（Instruction List）1）定义――类似计算机的汇编语言，以助记符指令 为基础机构，各种操作都由相应指令来管理，能 完成全部的控制、运算功能。适合于有计算机知 识技术人员。 2）基本结构――操作码+操作数或操作码+标识符+ 参数 操作码指要执行操作的信息，要求PLC用什么来执 行操作。例 上述梯形图表示为: X1 Y0 X2 LD XI OR Y0 Y0 ANI X2 PLC梯型图 OUT Y03）语句表程序编程规则在许多场合需要把梯形图些成语句表程序，要根据 图上符号意义及符号间关系准确选择指令及正确的 表达顺序。 ? 用基本指令对梯形图编程时，必须按信号单方向从 左到右，从上而下的流向原则编写。 ? 在处理复杂的触点结构时，如触点块的串联并联或 堆栈相关指令，指令的表达顺序为：先写出参与因 素的内容，再表达参与因素的关系。?6.13、功能图1）定义――以方框图形式表示操作功能，由数字电 子电路设计演变而来，以控制系统流程图一样的 功能图表达一个控制过程，适合于有一定站业知 识的系统设计人员。 2）基本结构――输入 功能方框 输出 3）基本方法――右侧作为操作结果输出，信号从左 向右流向，各功能框之间可以串联也可插入中间 信号；在每个最后输出的前面组合逻辑操作框数 有限，根据操作系统不同而不同；经过扩展可表 示复杂运算、控制功能。6.14、高级语言有的PLC已经引入BASIC、FORTRAN、C语言 进行编程设计，主要用于特殊功能模块（如 通信模块、操作站等）编程上。而这些模块 本身有微处理器，有较强的计算机功能，采 用高级语言比较方便，更好地发挥组态作用。提示及建议1、PLC编程方法在各类系列产品中基本相同，只是语句形式 和少部分功能与差别； 2、工程上常用梯形图编程、语句表编程方式，一般要两者的 结合使用； 3、梯形图及语句表编程在多种资料中有大量的现成实例，可 以注意吸收掌握、或参考；梯形图、语句表编程也需要一定 的练习，方可熟练； 4、选择PLC编程语言时要便于使用和实现，依据解决问题的 类型，依据程序的主要特征，编程时注意程序运行的时间； 5、计算机编程是主要的发展方向，可以将语句表或梯形图直 接转换成PLC内部指令，具有优越性。6.1作业1、PLC工作特点，是代替什么设计的？ 2、PLC的基本组成？ 3、PLC的工作过程？ 4、PLC的主要外部性能指标有那些？ 5、PLC的编程语言有那些，其特点？ 6、为减少对PLC干扰，如何接线？ 7、PLC对现场有何要求？ 8、PLC的基本维护内容？第十七课 FX2N系列PLC 1、目的和要求： 1） FX2N系列PLC编号方法 2）FX2N系列PLC参数 3） FX2N软元件及编号设定 4）输入输出模块 2、重点与难点： 1）软元件含义 2）软元件设定及对应功能 3、要求： 熟练掌握输入、输出、状态、辅助、 定时、计 数等软元件用途、功能、设定及相应附件查询。 4、教学方法设计： 讲授。6.2第二节 FX2N系列PLC 一、FX2N系列PLC特点将很多功能凝结在超小机壳内的微型PLC。为箱体结构。 控制器内备有不同功能器件、如输入输出继电器、辅助继电器、 计数器、定时器等为电子电路和存储器组成，以完成PLC控 制功能； 系统配置灵活：FX2N系列PLC系统由基本单元（主机）和扩 展单元、扩展模块、适配器四部分构成。 通过基本单元与扩展单元、扩展模块的连接，可自由地选择 16―256个输入/输出点，可自由地扩展功能模块； EEPROM作为标准配置，最多可存储8000步程序、注释、 参数等，还可选用EPROM、EEPROM存储卡盒，使程序的 传输和复制更方便； FX2N系列PLC可与FX系列享用共同的外部设备，形成网络； 在配置FX2N适配器后，可在各种内置RS―233接口设备进 行通信。6.2二、FX2N系列PLC的系统配置1、型号命名规则FX2N系列PLC基本单元可独立使用，又可与扩 展单元、扩展模块组合使用。基本单元内置 电源、输入/输出电路、CPU、存储器等；扩 展单元是为扩展基本单元的输入/输出点数的 单元，内置电源；扩展模块也是扩展基本单 元的输入/输出点数，但须由基本单元和扩展 单元提供电源。 命名规则系列名称 输入/输出总点数单元区别特殊品种的区别 输出形式6.21）系列名称――如OS、ON、2N等； P17――P18 2）输入/输出总点数――16―256点 3）单元区别 M：基本单元 E：输入/输出混合扩展单元及扩展模块 EX：输入专用扩展模块 EY：输出专用扩展模块 4）输出形式（输入无专用标记） R：继电器输出（有干接点，交流主流负载两用） T：晶体管输出（直流负载用） S：可控硅（晶闸管）输出（交流负载用） 5）输入/输出形式 R：DC输入4点，继电器输出4点 X：输入专用 YR：继电器输出专用 YS：晶闸管输出专用 YT：晶体管输出专用5）特殊品种区别――D：DC电源、DC输 入 A：AC电源、AC输出（AC100―120V） 或AC输入模块；H：大电流输出扩 展模 块（1A/1点）；V：立式端子排扩展模块； C：接插口 输入/输出方式；F：输入滤 波器1ms的扩展模块；L：TTL输入型扩展 模块；S：独立端子（无公共端）扩展模块。 6）若特殊品种的区别无记号，指：AC电 源、DC输入、横式端子排；继电器输出 2A/1点；晶体管输出0.5/1点；可控硅输出 0.3A/1点――标准输出。6.22、FX系列PLC系统构成1）基本单元 2）编程器、计算机 3）I/O扩展单元（带电源） 4）I/O扩展模块（无电源） 5）特殊模块及相连的扩展口 6）输入/输出+24V辅助电源 7）适配器 8）存储器卡盒用插座等。6.26.26.26.25）系统扩展举例FX2N系列基本单元可单独使用，可选用扩展单元、扩 展模块，使输入/输出点数在16―258点范围内变化。 方法是：每个基本单元最多可连接2个扩展单元，每个 基本单元或扩展单元最多能连接2个扩展模块（包括特 殊功能模块）；输入/输出地址号：分别由基本单元按次序使用八进制 编号，由于存在占有点数与有限点数的差别（即有空 地址号），因此输入/输出 总点数要小于258点。6.2提示及建议1、PLC的命名按照各自厂家的规定； 2、通过型号可以找到PLC的一切参数，如输入 输出点、输入输出电压、输出形式、扩展模 块情况、通讯方式及连线等； 3、模块的选择要根据实际工艺的需要，能利用 基本单元完成的任务，不一定用扩展模块； 4、基本单元的扩展是极其实用的技术，要适当 注意掌握。6.2软元件或内部继电器――用户使用的每一个输入/输 出端子及内部的每一个存储单元都称为软元件， 用于存放逻辑变量，如输入、输出继电器、内部 辅助继电器、定时器、计数器、移位继电器等， 都可以用于编程 。 软元件或内部继电器都有其固定的地址和各自的功 能。数量由监控程序规定，其多少确定了PLC系 统的大小及数据处理能力。 软元件的继电器概念――都有线圈和触点的特点， 有常开、常闭之分。当线圈接通，所有触点动作； 线圈断开，所有触点回位。三、FX2N系列PLC软元件编号设定6.21）输入继电器（X）――输入端子接受外部开关信息，与输 入端子连接的输入继电器（X）是光电隔离的电子继电器， 状态与与PLC的输入输出状态相对应。其常开触点与常闭 触点在可编程控制器中无数次使用。输入继电器不能用程 序驱动。 2）输出继电器（Y）――输出端子向外部负载输出信息。输 出继电器的外部输出用触点，接到PLC的输出端子上，Y 受PLC驱动，输出继电器的常开触点与常闭触点在可编程 控制器中使用次数不限。 重要提示：在PLC的I/O状态表示的都是常来触点的状态，对 于常闭触点PLC是将其相应位的状态取反而获得。 重要结论：如果输入设备采用动断触点时，PLC编程时与继 电控制原理相反，为了习惯一致，PLC尽可能采用输入设 备的动合（常开）触点接输入端。1、输入/输出继电器（X、Y）6.23）输入/输出继电器的地址号――地址号是基本单元的固有地址号，扩展单元按照 与基本单元地址号相连的顺序分配地址号。 地址号采用8进制， I/O地址号： 如 ：X000―X007 ，X000―X017；X010 ―X027 ， X030―X037等， 其中X000―X077（均可扩展） Y000―Y007，Y010 ―Y027 ，Y030―Y037等。 其中Y000―Y077（均可扩展） 输入输出地址号中没有8、9字样。6.22、辅助继电器（M）PLC有很多辅助继电器，由PLC内的各种软 元件的触点驱动，其无数个常开、常闭触 点可任意使用，但不能直接驱动外部负载； 常作状态暂存、驱动运算、中间环节转换等， 数量比X、Y多得多。 辅助继电器中还有定时时钟、进/错位标志、 启动/停止、单步运行、通信状态、出错标 志等功能的特殊继电器。6.21）通用辅助继电器M0―M499 （500 点）通用继电器500点，元件按十进制编号。 提示：除输入/输出继电器X、Y为8进制外，其 余软元件都按十进制编号。M100例：通用继电器M100 M100 常开触点 常闭触点使用通用辅助继电器梯形图6.22）保持辅助继电器M500―M点）运行中停电时，输出继电器和辅助继电器全部断开状 态。对某些控制状态需要保持停电前状态，可用由后 备电池供电的停电保持辅助继电器； （停电）保持辅助继电器若作普通继电器用时，利用 RST、ZRST指令清除内容。例：停电保持用辅助继 电器梯形图――X000ON、 M500动作并自锁，停电 使X000开路，但再运行时 M500仍然动作， 但在 运行时X001开路，M500 不再动作。X000 X001 M500M500停电保持用梯形图3）掉电保持专用辅助继电器 M 1024―M点）掉电保持专用辅助继电器具有专门功能的辅助 继电器。 一般不作辅助继电器用时，做数据保持继电器 用。6.24）特殊辅助继电器M8000―M点）PLC有很多特殊功能的特殊继电器，分为两类 其一：只读式利用其触点的特殊继电器，线圈经可编 程控制器自动驱动。如： M8000―运行监控（常开触点在运行时接通，通过Y 输出可监视运行）； M01为常闭，也可监视运行 M―初始化脉冲 M100 （仅在运行开始时瞬时接通 M100 一个扫描周期，常开）； M03为常闭。 M100 Mms时间脉冲； M为时间脉冲10ms； END M8013为时间脉冲1s。其二：可驱动线圈型特殊辅助继电器，用 户将线圈驱动后，可编程控制器作特定运 行。如：M8033―寄存器数据保持不变； M8034―禁止输出，即PLC没输出，可发 生故障切除输出； M8039―恒定扫描方式。 提示：用户不可使用未定义的特殊功能辅 助继电器。
6.2状态软元件S是步进顺控编程中重要软元件，与步进顺控指 令STL组合使用。有四种类型： 1）初始状态S0―S9（10点） 初始状态 S2 2）回零状态S10―S19（10点） 3）通用状态S0―S499（500点） 启动X000 Y000 4）停电保护状态继电器 S20 下降 S500―899（400点） Y001 夹紧X002 5）报警用状态继电器保持状态 S21 夹紧 S900―S999（100点） 下降限位X001 说明：随动作状态移动， Y002 原来状态自动恢复； S22 上升 状态软件元S有无数常开、 上升限位X003 常闭触点，可随便使用； 在不用步进顺控指令时， 顺序步进型控制 可作辅助继电器在程序中使用。3、状态软元件 （S）6.2含义：相当于时间继电器，有一个设定寄 存器（字）、一个当前值寄存器（字） 以及无数个触点（bit）。1）定时器的动作及软元件 定时器可以把1ms、10ms、100ms等时间脉冲 相加计算，当达到用户设定值时输出触点动 作，而线圈为ON（通）状态。 定时器可以把用户程序存储器内的常数K作为设 定值（十六位二进制数为十进制32767），也 可把数据寄存器（D）的内容作为设定值。4、定时器（T）（字，bit）2）普通定时器（T0―T245） 100m的定时器 T0―T199共200点，设定值范 围0.1―3276.7s； 10ms定时器T200―T245（46点），设定值 0.01―327.67s 3）积算（保持）定时器（T246―T255 ） 1ms 积算定时器T246――T249（共4点）， 每点设定值范围0.001―32.767s； 100ms积算定时器T250―T255（共6点），每 个设定值范围0.1―3276.7s。例 X000 T30 K123 T30 X000 T30当前值 Y0006.2定时控制梯形图与波形图12.3SY000间接指定数据寄存器预先写入或数字开关输入方式（功能编号见附表） 功能框 X001 FNC MOV X002 T10 操作数 操作元件K100D5D56.25、计数器（C）（字，bit） 计数器记录脉冲个数或根据个数设定某一时 间，计数器通过编程设定。 计数器 ――是在执行扫描操作时，对内部 元件X、Y、M、S、C等信号进行加计数的 计数器。 计数器工作过程――计数到，线圈为ON（接 通）触点动作。技术不到，线圈不接通， 触点不懂作；计数器清零时，线圈OFF （断开）即回位，触点回位。6.21）16位加（计数器接通一次加1）计数器 （设定值：1―32767） 地址（C0―C199） 通用型：C0―C99为 X001 断电保护型：C100―C199。 RST C0X000如――X000为计数器输入， 每接通（ON）一次， 计数器C0当前值增加1， 第6次接通的上升沿使计数器C0的C0C0K6Y000当前值增加为6时，计数器C0的输出点Y000接通。当复位输入X001 接通时，执行RST指令，C0计数器END当前值复位为0，输出触点也断开（OFF）。K值为常数，可设定。2）32位双向计数器（可加可减计数） （32位二进制数值的设定值 -――）通用型 C200―C219（32位，35点） 断电保护型 C220―C234（16位，15点） 当M8000为ON时，加或减的功能由内部辅助继电 器M8200―M8234设定，置一（ON,闭合）为减 计数，置零（OFF,断开）为加计数。 两相输入计数器输入A和B信号，决定于计数器是加 计数还是减计数（以A与B间波形对应逻辑关系绝 对相应计数器是加计数或减计数）。6.23）高速计数器 P22表 高速计数器有21个均为32位加/减计数器。 *1相无启动/复位端高速计数器C235―C240 *1相带启动/复位端高速计数器C241―C245 *1相2输入（双向）高速计数器C246―C250 *2相输入（A―B相型）高速计数器C251―C2556个 5个 5个 5个U/D：增/减计数器输入（单相单输入） U：增计数器输入（单相双输入） D：减计数器输入（单相双输入） A：A相输入（双向输入） B：B相输入（双向输入） R：复位输入 S：启动输入?高速计数器编号不能任意选择，相应输入端都有定义 ?X0、X2、X3输入最高频率10kz， ?X1、X4、X5为7kz； ?X6、X7为高速计数器输入。 ?输入端被占用不能用于其他高速输入或其它用途，同 时计数最多就6个高速输入计数。6、常数计数器（K/H）当作器件对待 十进制用K表示，如：K118 十六进制用H表示，H118 16位二进制最大数值 ±3―FFFF 32位二进制数值 ±=H―FFFFFFFF7、数据寄存器6.2数据寄存器――存储数值数据的软元件，用于模拟量控制、 位置量控制、数据I/O存储参数及工作数据。地址号以十进制 寄存器都是16位（最高位为符号位），两个数据寄存器组合 可存储32位（最高位为符号位）。 1）通用数据寄存器D0―D199（200点） 只要不写入，PLC处于运行 状态，已写入的数据不变化。M8031闭合时，消除保存。 2）停电保持数据寄存器D200―D511（312点） 只有改写才改变数据。 停电不改变原有数据，PLC是否运行或停电，数据不变。 3）特殊数据寄存器D8000―D点）监控PLC各种元件的运行 方式，其内容在电源接通时置于初始值（例：全部先清零，然后利用 系统ROM安排写入初始值）。4）文件寄存器D1000―D点） 用于存储大量数据，如采集数据、 统计新数据、多组控制参数等。 存储量由CPU监控软件确定， 可用扩充卡增加数量。 如：用MOV指令将D8000中监视定时器 时间设定为250ms M8002 FNC12 K250 D8000 MOV初始脉冲FNC07 WDT6.28、变址寄存器（V/Z）（字） 16点 V与Z是16位数据寄存器，可一样读写数据。进行32 位操作时可将V、Z组合使用，Z为低位。 而用V、Z的内容改变软元件的元件号，称为软元件 的变址。 如：V与Z位的设定（V=8，z=14,则D5V就是D13（5+8=13）） 利用变址寄存器可以修改的软元件有X、Y、M、S、 P、T、C、D、K、KnX等.16bit 16bitMOV D5V D10Z用途：运算操 作数的修改32bits V z如果V=8，Z=14 5+8=13 10+14=24 D13――D24（传递）6.29、指针与应用指令一起使用。按用途分为分支和中 断用指针。 1）分支指令用指针P0―P63（64点） FNC00（CJ）条件跳转―― 以FNC00（CJ）指令 X001 FNC00 P0 跳转到指定的标号位置， CJ 跳过 执行随后程序。图标号P06.2FNC01（CALL）子程序调用――以FNC01（CALL）128点（P0―P127） 执行指定标号位置 的子程序，以FNC02 （SRET）返回原位置。标号P1 2）中断用指针I0××― FNC06 FEND 子程序 FNC02 SRET 返回 X001 FNC01 CALL P1 主 程 序跳过I8××（6输入点、3 定时器、6计数器）子程序调用指针提示及建议1、每个软元件由监控程序规定的，都有自己的功能， 对应编号决定其类别和功能； 2、软元件越多，PLC功能越强，应能熟练应用常用的 软元件； 3、输入/输出编号与其他软元件编号进制不同； 4、PLC软元件的编号就是地址，选定编号的软元件， 就相当于选定了该软元件的功能；软元件功能特性 及性能指标在技术规格书中查到。 5、PLC应用的关键之一就是如何用好软元件； 6、各个厂家的软元件编号方法不同，功能大同小异； 7、对一般软元件需要掌握并记住功能，熟练应用。特 殊软元件理解含义，作到会查找和应用； 8、关于使用软元件时序问题，应有清楚的逻辑理解。6.26.2四、FX2N系列PLC特殊功能I/O模块 1、FXON―3A模拟量输入/输出模块1）模拟量输入/输出模块 A/D、D/A含义――工业过程控制中，被测量及 控制参数很大部分是模拟量，如温度、压力、 位移、速度等，经传感器变送来的电压或电 流信号是连续的，必须经过A/D转换才能送 CPU；同时CPU运算输出的数字信号又要采 用D/A转换成能够控制外部执行机构的模拟电 压或电流信号。则A/D、D/A转换的PC模块 是模拟/输出模块。6.2现场 装置滤波 电平 转换 滤波 电平 转换模拟量输入电路多路 转换 开关 锁 存 器 光电 隔离 总线 逻辑 数据 总线A/D现场 装置模拟量输出电路总线 数据锁存 地址译码 光电 隔离 D/A 多路 转换 开关 采样 保持U0I0U0采样 保持I06.2等级规格――模拟量的I/O模块的模拟量输入/输出信号 是电压或电流。电压或电流可以是单极性的，如0― 5V，0―10V、1―5V和4―20mA，；也可是双极性 的，如±5V、±10V、±50mA、±20 mA等。模块 一般可输出多种量程的电压或电流。 通道及分辨率――模拟量I/O模块可以有2、4、8、16 个通道，而混合模块既有输入通道又有输出通道。分 辨率代表A/D、D/A的精度，由数据位数表示。 2）FXON―3A技术规格――是PC的基本单元的外部 扩展单元，具有2通道输入和1通道输出的混合模 块。 技术规格表P366.22、FXON―232ADP和FXON― 455ADP通信模块1）通信的基本概念及接口――计算机与外部的信息 交换称为通信。通信方式有串行通信（一位一位 地顺序传送，只需一条传输线，适合差距传送， 但速度较慢）和并行通信（数据个位同时传送， 速度较快，但每位需一根传输线，距离小于 10m）。PC通信模块中一般采用串行传输方式。 2）串行通信――数据在A、B两站双向传输。图中， 仅一条传输线，同时刻只能A―B或B―A发送为半 双工；两根传输线同时发送为完全双工。A 半双工 B A 完全双工 B6.2停止位：高电平、可占一位、一位半或两位； 起始位 校验位 停止位 起始位：占一位、低电平有效； MARK 数据 数据位：起始位后就是5、6、7或8位 数据位。数据位为0为低电平，反之高电平； 奇偶效验位：检查传输中是否有错。可有可无，可奇可偶。 异步传输与外设间两项规定――字符数据格式：一个字符数据由10个为构成， 起始位一位、数据位7位、奇偶效验1位、停止1位，也可采用8位数据，无奇 偶效验格式。 异步通信传输速度（波特率）：单位时间内传输二进制的位数。如数据传输 速度240字符/s，每字10位，波特率=240×10=2400bit/s=2400bps。每位传 输时间为波特率的倒数。 通信协议――为有效进行数据通信，通信双方就如何完成信息交换建立的统 一规定和过程。 异步串行通信接口――PLC之间、PLC与PC间进行通信联络的硬件。常用 RS―233C、RS―422、RS―485等标准通信接口。RS―233单端双极性电 源接口电路，波特率600―19200等，最远距离15m；RS―422、RS―485平 衡差分接受电路，最大通信距离1200m，波特率10Mbps，RS―422是全双工 型，RS―485是半双工型。 RS―233C、RS―422、RS―485可以相互转换。 3）FXON―232ADP和FXON―455ADP通信模块技术规格P38、396.2提示和建议1、模块多少反映PLC的水平； 2、模块的选用相对复杂， 3、由单元式和模块式结合构成叠装式结构。见前图； 4、单元式PLC一般用于规模小，输入/输出点固定， 不需要扩展场合； 5、模块式PLC一般用于规模较大，输入/输出点数比 例灵活场合； 6、叠装式PLC具有两者优点，前两者有后者组合代 替趋势。6.2作业1、FX2N系列有那些部件、单元组成？输出形式有 那几种？ 2、说出FX2N―64M―001、FX2N―64MR―D含 义 3、什么时间软元件？FX2N系列软元件与数量有那 些？ 4、设计：两台电机可分别启动、停止，并能够总停 止运行。包括PLC接线图、梯形图。 。 5、设计一台电机在两地分别启动运行、点动和停止， 包括PLC接线图、梯形图。第十八课 1、目的和要求：PLC的基础指令1）FX2N系列PLC基础指令格式、指令说明 2）FX2N系列PLC基础指令格式应用特点、规则 2、重点与难点： 1）基础指令 2）基础指令应用 3、要求： 1）熟练掌握PLC基本指令，能解决实际问题； 2）能够应用基础指令编程。 4、教学方法设计： 讲授。6.3第三节 FX2N系列PLC的指令系统重点：1、PLC基本指令 2、PLC步进顺控指令 难点：1、PLC基本指令运用规则 2、PLC步进顺控功能以运用 3、PLC功能指令及运用 要求：熟练掌握PLC基本指令，能解决实际 问题；掌握步进顺控指令及应用；了解 功能指令。6.3各类PLC的梯形图、指令系统差不多，都包 含 逻辑指令 功能指令 三类 顺序（步进）指令第三节 FX2N系列PLC的指令系统6.3一、基本指令1、LD和LDI指令指令助记符 名 称 LD 取 指令助记符 名 称 LDI 取非 符号 功 能 程序步 常开触点与母线相连指令 1 功 能 程序步 常闭触点与母线相连指令 1符号指令说明：用于触点与左母线连接；还可用于 ANB、ORB指令配合，用于分支起点处 操作组件：X、Y、M、S、T、C等软元件6.32、AND与ANI指令指令助记符 AND 名称 与 符号 功 能 串联常开触点指令 程序步 1指令助记符 名称 ANI 与非符号功 能 串联常闭触点指令程序步 1指令说明：为单个触点的串联指令，串联触点的数量不受限制操作组件：X、Y、M、S、T、C等软元件6.33、OR和ORI指令指令助记符 名 称 OR 或 指令助记符 名 称 ORI 或非 符号 功 能 程序步 并联常开触点指令 1 功 能 程序步 并联常闭触点指令 1符号指令说明：为单个触点的并联指令；与LD、LDI指令 触点并联的触点要使用OR、ORI指令；并 联触点个数无限制（≤24） 操作组件：X、Y、M、S、T、C等软元件6.34、OUT指令 指令助记符 名 称 OUT 输出符号功 能 程序步 输出一位线圈驱动指令 1操作组件：Y、M（1-2）、S、T（3）、C（3-5）等 软元件 5、END指令 指令助记符 名 称 END 结束符号END功 能 程序结束程序步 1指令说明： END作为任何程序最后指令；无END 指 令程序不执行；调试程序时按段插入，在确认前段 正确后，再删除。6.3 例： X000 Y000 X000 X001 M0 X002 Y001 X001 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 LD OUT LDI AND OUT ANI OUT LDI ORI ORI OUT END X000 Y000 X000 X001 M0 X002 Y001 X001 X002 X003 Y002指令表Y002X002 X003说明：OUT指令后，可以通过触点对其他线 END 圈使用OUT指令――称为纵接输出或 连续 输出。只要顺序正确，可重复多次。梯形图例简单PLC设计过程及需完成的内容输入 输人 继电 器 输入 原件 作用功能 触点状态 输出 输出继 电器 输出 元件 作用任务：三相异步电动机连续 运行 1、工艺分析：过程+要求+ 方法+ 2、地址分配： X0 3、梯形图设计 4、指令表语言编制 Y0 5、接线图380V～ FU2 FR QS FU1 220V KMX0X1 X3SB2SB1 FR启动按钮停止按钮 热继电器常开常开 常开KMY0通断电机X1X3SB2Y0X0 SB1 X1 KM Y0ENDSB1 SB1 LD X0 X0 Y0 KM 220VOR Y0ANI X1 KM SB2 FR KM ANI X3 OUT Y0 ENDSB2X1 FRPLCX3 FU COM COM～～注意：1、输入触点为常开，则逻辑关系与继电接触控制相同；M 3～2、热继电器触点、停止按钮接入输入，但要安全性稍差； 3、FU0.5―1A6、LDP、LDF指令上升沿取指令LDP：在输入信号上升沿接通一 个扫描周期。 1步 下降沿取指令LDF：在输入信号下降沿接通一 个扫描周期。 1步 Y1X1LDP X1 OUT Y1Y2X1TY1X2 T Y2X2LDF X2 OUT Y2 END时序图END7、ANDP、ANDF指令 上升沿进行逻辑操作指令ANDP：串联在其他信号后，上升沿接通一个扫描周期。 1步 下降沿进行逻辑操作指令ANDF：串联在其他 信号后，下降沿接通一个扫描周期。 1步M1 X1 Y1LD M1M1ANDP X1 OUT Y1X2 X3 Y2X1 Y1 X2 X3 TLD X2ANDF X3ENDOUT Y2 ENDY2T8、ORP、ORF指令 上升沿的或逻辑操作指令ORP，并联情况下上升沿接通一个扫描周期。1步 下降沿的或逻辑操作指令ORF，并联情况下 下降沿接通一个扫描周期。 1步X0M0LDP X0X1ORP X1Y0OUT M0 LDF X4 ORF X5 OUT Y0X4 X5功能说明： M0仅在X0、 X1上升沿时 接通一个扫描 周期；Y0仅 在X4、X5下 降沿时接通一 个扫描周期。ENDEND6.39、ANB和ORB指令指令助记符 名 称 ANB 电路块与 符号 功 能 程序步 两个触点组的串联指令 1指令说明：并联电路块的串联，不带操作组件和地址的指令； 两个以上触点并联连接称并联电路块，将并联电路 块再串联连接时使用ANB指令； 分支开始用LD、LDI指令表示，并联电路块结束后 用ANB指令表示，表示与前面电路串联； 若多个并联电路块串联，ANB指令可以集中成批使 用，限制在8次内。 例： X001 X003 X005Y000 X002 X004 X006 0 1 2 3 4 LD X001 OR X002 LD X003 OR X004 ANB 5 6 7 8 9LD X005 OR X006 ANB OUT Y000 ENDEND6.3指令助记符 名 称 ORB 电路块或符号功 能 程序步 两个触点组的并联指令 1指令说明：串联电路块的并联，不带操作组件和地址的指令； 两个以上触点串联连接称串联电路块，将串联电路 块再并联连接时使用ORB指令； 分支开始用LD、LDI指令表示，串联电路块结束后 用ORB指令表示，表示与前面电路并联； 若多个串联电路块并联，ORB指令可以集中成批使 用，限制在8次内。 例：X002 X004 1 LD X002Y001X006 X012 X014 X016 END2 AND X0043 LDI 4 AND 5 ORB X006 X0126 7 8 9 10LD X014 AND X016 ORB OUT Y001 END6.310、定时指令 指令助记符 符号 Tn T SV 指令说明：n是定时期的编号，数字标号0≤n≤255； SV可以是指定设定值，也可是数据寄存器间接指定 设定值。SV设定值的定时单位表，其K1―K32767 （十进制常数）范围有效。T0―T199，以100ms为单位(200点），0――3276.7s（100ms×.7s) T200―T245，以10ms为单（46点）位，0――3276.7s T246―T249，以1ms为单位（4点。保持型），0――32.767s T250―T255，以100ms为单位（6点。保持型），0――3276.7s6.3功能说明：接通定时器的指令；定时器开始定时， 时间从0开始不断加1，经过设定时间后，当前 值变成设定值，定时器为ON，；定时的输入为 OFF或停电，定时器复位，当前值为0。例：延时接通X000 T30 T30 K100 Y000 0 LD X000 X000 10s T30线圈 T30触点 Y000X0001 OUT T30 K1004LDT305 OUT Y000 6 END01 4END 例：延时断开 X000 T30 K100 X000 T30 Y000 ENDLDOUT T30 K100 LD X000 T30X000 10s T30 Y000 时 序 图 5S5 ANI6 OUT Y0007 END6.3例：设计一脉冲为2s的方波电路T30 T30 T30 Y001 Y001 K10T30 T Y001 1s说明：本电路称为自复位电路。也十分常用。T30 Y001END指令表 0 1 4 5 6 7 8 9 10 LDI T30 OUT T30 K10 LD ANI LDI T30 Y001 T301、上电：T30 通,T30线圈接通，计时； T30 断，Y001 通; T30 通，Y001 断; Y001 无输出 2、延时1s到：T30 先扫过通，T30线圈ON，立即T30 断， T30 通，Y001 通；T30 断，Y001 断； Y001线圈接通ON；立即Y001 断，Y001 通；END 3 、再次扫描： T30 断，T30线圈复位；立即T30 复位通， T30 断，Y001 断；T30 ，通Y001 通 Y001线圈自锁继续接通 4 、再次扫描：T30 通，计时器计时1s;Y001有输出； 5、计时1s时间到，重复上述过程。AND Y001 ORB OUT Y001 END例 电机延时启动控制1、控制工艺要求：按SB1则M1启动， 5S后M2启动，按SB2电机同时停止。 2、输入输出地址分配 3、电路接线及程序输入输人继 电器 X0 X1 X2 X3 输入 元件 SB2 SB1 FR1 FR2 功能 启动按钮 停止按钮 M1过载保护 M2过载保护L1 L2 L3QSFU1FR1FR2SB1KM2220V ～ KM1 FR1 SB2KM1KT输出输出继 电器 Y1 Y2 输出 元件 KM1 KM2 作用 FR2 M1接触器 M2接触器KM1KTKM2M1M2 FU2X0 SB2 X0 SB1 X1 FR1 X2 220V ～ FU Y1 KM1 Y1X1X2X3 Y1 K50 T00 LD X0 1 OR Y1 2 ANI X1 3 ANI X26 9OUT T0 K50 LD T010 OUT Y2 11 ENDPLCY2KM2T0 Y24 ANI X35 OUT Y1FR2ENDX3注意：1.热继电器做输入 2.220V控制电压取决于实际需要； 3.对比外电路，逻辑部分由PLC完成； 4.Y2不自锁，因为Y1有自锁。COMCOM例 定时器做震荡电路X0 T1K20T0HL亮3S，灭2S。SB X0 Y0 E COM COM HLT0 Y0K30T1ENDPLCX0T0 T1 Y02S3S2S3ST3S2S例 自复位方波电路按2S周期进行方波震荡T30 T30 T30 Y0 Y0 T30 Y0 Y0 1S 1S 1S K10 T30END自复位说明：T30 常闭触点在线圈前面，利用时间继 电器线圈计时间到、线圈复位同时，常 闭触点复位，再次接通线圈，重新计时间。1号传输带例 综合联系――生产线控制工艺说明：两条传输带为防止物料堆 积，启动后2号传输带先运行5S后1 好传输带再运行，停机时1好传输 带先停止，10S后2好传输带才停。 地址分配： 接线图： 程序及波形图： X0KM1 SB1 X0 Y0T02号传输带输入输出输人继 电器X0 X1输入元 件SB1 SB2功能启动按 钮 停止按 钮输出继电 器Y0 Y1输出元 件KM1 KM2功能1号传输带 电机 2号传输带 电机X1M0M0 T0 X1 Y0 K50X0 X1SB2X1PLCY1 KM2FR1T0Y0T1M1 T0 T1 K100M05SCOMCOMFU220V～FR2M0M1M110SY0Y1 M1说明:1.主要理由时间继电器触点进行控制 2.M0、M1辅助继电器起中间转换的作用。Y1END6.311、计数指令指令助记符 C 符号RST Cn CnSV指令说明：n是计数编号，数值在0≤n≤199，n=0―99是普通 型、n=100―199具有失电保护功能。SV可以是指定设定值， 也可是数据寄存器间接指定设定值，其设定值K1―K32767 （十进制常数）范围有效。 功能说明：C为予置计数器，完成加数操作；当计数器输入端由 OFF变成ON上升沿时，计数器当前值加1；当计数器当前值 增加到设定值时，计数器为ON，此时即使输入端有上升沿， 计数器当前值保持不变；当计数器复位端（RST）信号有一 上升沿时，计数器为OFF，当前值为0；当电源掉电时，保持 型计数器当前值保持不变。例：加法计数器X000 RST X001 C0 C0 Y000 END X000 X001 C0 0 1 2 LD RST LD OUT LD OUT END指令表X000 C0 X001 C0 C0 Y000 计数到，输出 K5 C0计数器计数5 C0计数器清06.3K5梯 形 图3 6 7 85 4 3 2 1 1 0 0 2 3C0当前值 C0动触点 Y000时 序 图例：设计一个5昼夜计时器X000 T0 T0 X000 RST C0 K6000 1 2 5 6LD ANI OUT LDI ORX000 T0 T0 K600 X000 C0T+C、C+C电路计十时。C2小时计 数（分钟加1）、C4计昼夜（5） X000与X000互锁6.3T0计时 100ms×600=60s 并自复位C0T0 C0 X000 K6078 9 12 13RSTLD OUT LDI ORC0T0 C0 K60 X000 C2C0清0，并自锁1min×60=60min=1hRST C2C2 C0 C2 X000 RST C4 C4 C2 C4 C4 K5 K241415 16 19 20 21 22 23 24 25 26RSTLD OUT LDI OR RST LD OUT LD OUT ENDC2C0 C2 K24 X000 C4 C4 C2 C4 C4 Y000 K5C2清0，并自锁1h×24=24h=1天C4清0 ，并自锁1天×5=5天Y000END计时器到时输出 X000非的作用？6.312、MPS、MRD、MPP指令 指令助记符 名称 符号 MPS 进栈 MRD 读栈 MPS MPP 出栈 MRDMPP步 1 1 11221MPP MRD MPS11MPP指令功能：在分支多重输出电路编程时，这组指令可将连接 点先储存，然后接后面的电路。PLC有11个用来存放中间结 果的存储器――堆栈存储器。每使用一次MPS，运算结果 送入堆栈第一段，再使用再进入第一段，原数据下移；使用 一次MPP各数据依次向上移动；MRD读最上段数据指令， 数据不发生移动。总体是――先进后出。这些指令不带继电 器编号的指令。 指令说明：这组进、读、出栈指令用于分支重复输出电路； 将连接点数据先储存起来，便于连接后面电路时读出或取出 数据；三条指令都不带软件组；MPS、MPP必须成对使用例：一层堆栈电路应用X000 X001 Y000 X002 MPS X003 X004 Y001 MRD X005 X006 X007 Y002 MPP X010 Y003 X0116.30 LD X00012 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18MPSLD 0R ANB OUT Y000 MRD LD AND LD AND ORB ANB OUT MPP AND OUT LD OR ANB OUT END Y003 X007 Y002 X010 X011 Y001 X003 X004 X005 X006 X001 X002将X000状态入栈并联块后串联前面 X000读栈 X000串联块的并联 块操作后串联前面 X000出栈 X000状态END19 20 21块操作后串联前面的所有L1 L2 L3 FU2 QS FR SB1 KM1 SB3 KM2例 利用堆栈指令 控制电机正反转一、工艺分析：两个接触器控制正反转 二、继电接触控制主电路和控制电路 三、地址分配 四、接线图 输入 五、梯形图 输入继电器 输入元件 功能 六、指令表 X0 SB2 正转启动X1 X2 X3 SB3 SB1 FR 反转启动 停止 过载保护SB1 FR1 SB2 KM1 220 ～ KM2 KM2 FR KM1KM1 KM2M 3～ 说明：1、程序设互锁输出元件 KM1 KM2 功能 正转接触器 反转接触器输出 输出继电器 Y0 Y12、外电路设互锁 3、FR常开作输入 4、FR常闭设外电路KM1KM2X2X3X0Y1SB2SB1 SB3 FRX0X1Y0Y0 KM2 Y1 KM1 X1220V ～Y00 LDI X2 1 ANI X38 9MPP LD X1X2 X3 FU3Y0 Y12 MPS 3 LD X0 4 OR Y0 5 ANB10 OR Y1 11 ANB 12 ANI Y0 13 OUT Y1Y1COMCOMEND6 ANI Y17 OUT Y014 END6.313、MC、MCR指令 指令助记符 名称 MC 主控符 号MC N Y、M功 能 步 公共串联触点的连接 3MCR 主控复位MCRN公共串联触点的清除 2指令功能：执行MC指令就是执行从MC到MCR之间指令。即主 控MC指令后，母线（LD、LDI）移到主控点后，MCR为返回 母线的指令。 指令说明：MC主控指令用于公共串联点的连接，MCR为其复位 指令；解决多个线圈同时受一个或一组触点控制时，每控制线 路都串入同样触点而占用单元多问题；主控指令控制操作组件 的常开触点要与主控指令后的母线垂直串联连接，是控制一组 梯形图的总开关即常开闭合时激活所控制的梯形图组；MC指令 母线后所有起始点触点均以LD/LDI指令开始，由MCR返回MC 指令后母线，向下继续执行新程序；可用嵌套级号Ni编号，根 据Ni由小到大的地址编号，用MCR返回，从大嵌套级逐级返回6.3例：主控指令运用X000 OFF X000 MC N0 M100 0 1 4 Y000 X002 5 6 LD MC LD X000 N0 X001 M100N0M100 X001OUT Y000 LD X002Y001MCR N07 8 10OUT Y001 MCR N0 END说明：操作组件M中除开特殊辅助继电器； N0为嵌套，0为编号，即0级嵌套； M100为辅助继电器，是MC指令后程序的总开关； 当X000为OFF时或当执行MCR返回指令后，程序执行母线后指令，即MCR下面的指令。例 利用主控指令对电机Y―△启动控制 工艺要求：1、按下正转按钮SB1，电机以Y―△方式正向启动，5S秒后转换成△运行；2、按下反转按钮SB2，电机以Y―△方式反向启动，5S秒后转换成△运行； 3、SB3为停止按钮。L1 L2 L3输入输人继电 器 X0 输入元 件 SB1 功能输出输出继电器 输出元 件 KM1 功能正向启动Y0正向运行KM1 Y0KM2 Y1X1X2SB2SB3反向启动停止Y1Y2 Y3KM2KM3 KM4反向运行Y形接触器 △形接触器KM1KM2 KM1FR KM4 Y3U1 V1 W1220V ～ FU1LNSB1 SB2V2 U2PLCY0 KM2 Y1 KM3 Y2 KM4M 3～W2X0 正 X2 反 Y3 X3 停KM4KM3FRSB3KM3Y2FU2COMCOM220V ～1.X0 Y0X1X2Y1堆栈指令和主令指令程序 Y0 2. X0 X1 X2 Y1Y0 Y0 Y1 X1 Y1 X0 X2 Y0 Y1 K50 T0 Y0 Y1 MC Y3 N0 N0 M100 K50 T0 Y2LD ORX0 Y0X1X0X2Y0ANI X1 ANI X2 ANI Y1 OUT Y0 LD OR X1 Y1用 堆 栈 指 令Y1 Y0 Y1 T0 T0 Y3 Y2ANI X0 ANI X2 ANI Y0 Y3 Y2 OUT Y1 LD Y0 Y1用 主 令 指 令ENDLD OR X0 Y0 LD OR Y0 Y1M100 T0T0Y2 Y3OROUT T0 K50 MCR N0 MC LDI END ANI N0 M100 T0 Y3ANI X1 ANI X2 ANI Y1 OUT Y0 LD OR X1 Y1OUT T0 K50 MPS ANI T0 ANI Y3 OUT Y2 MPP AND T0 ANI Y2OUT Y2 LD ANI T0 Y2ANI X0 ANI X2 ANI Y0 OUT Y1OUT Y3 MCR N0 ENDOUT Y3 END14、取反指令INVINV取反指令用于将运算结果取反，执行INV 指令时，之前的运算结果变为相反状态。 指令说明：为无操作数指令； 不能直接与主母线相连，不能单独使用。X1 Y0 LD X1 INV OUT Y0 END Y0 X16.315、SET、RST指令 指令助记符 名 称 符 号 SET Y、M、S SET 置位RST 复位RST YMSTCDVZ功能 步 动作保持Y、M 1 操作保持复位S、特M 2 T、C 2 D、V、Z、特D 3指令说明：SET为置位指令，使线圈接通并保持（置 1）；RST为复位指令，使线圈断开而复位（置 0）；同一软元件可以多次使用SET、RST指令， 但最后执行者有效；可以用RST指令对D、V、Z的 内容清零，也可用常数K0经传输指令清零。6.3例：SET/RST指令运用X000 SET X001 RST SET RST SET Y000 Y000 M0 M0 S00LDX00012 3 4 5 6 7 8 9 11 12SETLD RST LD SET LD RST LD SET LD RST LD RSTY000X001 Y000 X002 M0 X003 M0 X004 S0 X005 S0 X006 D0X002X003 X004 X005 X006 X000 X007RSTRST T25 RSTS0D0 K10 T25说明：X000接通，Y000 置1，被驱动，此时 X000的ON/OFF与 Y000无关，即1保 持； X001一接通，Y000 不被驱动，此时 X001的 ON/OFF与 Y000无关； Y与M相同。14 1516LDOUT LDX000T25 K10 X007X000 X001 Y00017 20 21RST T25例：利用SET置位、RST复位指令 对电机连续运行控制一、工艺分析：启保停控制 二、地址分配 三、接线图SB1 输入 输入继电器 X0 X1 输入元件 SB1 SB2 功能 启动按钮 停止按钮 输出 输出继电器 Y0 输出元件 KM 功能 接通电机KMX0 SB2 Y0X0 SET X1 Y0LDX0SET Y0FR FU 220～PLC X1COM COMRSTY0LDX1RST Y0ENDEND注意：1、FR接输出回路，安全，但PLC并不知道过载的发生；2、SET指令只能用RST复位。 3、SET指令代替自锁，程序步长可以减少。6.316、PLS、PLF指令 指令助记符 名 称 PLS 上沿脉冲PLF 下沿脉冲符 号PLS Y、M功 能 步 上升沿微分输出 2 下降沿微分输出 2PLFY、M指令功能：使用PLS指令，输入脉冲前沿使指定继电器接通 一个扫描周期后复位；使用PLS指令，输入脉冲后沿使 指定继电器接通一个扫描周期后复位；操作仅元件Y、M 指令说明：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为输入信号下降沿时产 生一个扫描周期的脉冲输出；PLS、PLF可将输入组件 脉宽较宽的输入信号变成脉宽等于PLC扫描周期的触发 脉冲信号，相当于对输入信号进行微分。6.3例：PLS/PLF指令运用X000 PLS M0 SET X001 PLF M1 RST END X000 X001 M0 M1 Y000 Y000 M1 Y000 M0 0 1 3 4 5 6 8 9 LD PLS LD SET LD PLF LD RST X000 M0 M0 Y000 X001 M1 M1 Y000说 明M0、M1的扫 描宽度为扫描 周期T； 即X000及 X001宽脉冲 可转化成M0、 M1的扫描周 期脉冲 LDP、LDF指 令提供后面组 合接通一个扫 描周期。10 END6.317、NOP指令 指令助记符 名称 符 号 NOP 空指令 无功 能 无动作指令说明：在程序中先插入空操作指令，改动或追加 程序时，可以减少程序号的改变；当LD、LDI、 ANB、ORB等指令时，电路结构将有较大变 化，执行清屏操作后，全部指令都NOP。6.3提示和建议1、基本指令是PLC编程和应用的基础，必须熟记。实际工 作中，建议一般梯形图和指令表同时采用； 2、每条基本指令的指令说明是应用基本指令的关键，要注 意掌握； 3、基本指令的步长可以查表得到； 4、在许多场合需要把梯形图些成语句表程序，要根据图上 符号意义及符号间关系准确选择指令及正确的表达顺序。 5、用基本指令对梯形图编程时，必须按信号单方向从左到 右，从上而下的流向原则编写。 6、在处理复杂的触点结构时，如触点块的串联并联或堆栈 相关指令，指令的表达顺序为：先写出参与因素的内容， 再表达参与因素的关系。 7、总之，在用指令编程时要掌握编程有关规则。6.3例：两台电机延时启动控制一台启动10s后启动第二台，运行后同时停止 分析：两台电机供电的接触器占用两个输出口；由于 是电机只是延时启动，同时停车，用一个启动按钮 和一个停止按钮就够了；延时需要定时器。 设计顺序：先绘制两台电机的启保停电路；第一台使 用启动按钮；第二台电机使用定时器的常开触点延 时启动；两电机同时用停止按钮；对延时启动，应 从第一台启动记时，因此定时线圈要并接在第一台 电机的输出线圈上。 外部线路：6.3 SB1 KM2 X000 Y001 KM1 KM1 Y002 KM2 220V24VFRSB2X002接 线 图COMCOM 0 1 2 3 4 7 8 9 10 11 LD X000 OR Y001 ANI X002 OUT Y001 OUT TI K100 LD TI OR Y002 ANI X002 OUT Y002 ENDX000启动 X002停止 Y001Y001T1 TI X002停止 Y002 K100Y0026.3对风机选择运转装置进行监视。如果三台风 机中有两台在工作，信号灯持续发亮；如 只有一台风机工作，信号灯以0.5Hz的频率 闪光；如三台风机都不工作，信号灯以2Hz 频率闪光；如果选择运转装置不运行，信 号灯熄灭。 分析：条件信号有三个：三台风机中至少有 两台在运行，这时有三种逻辑组合关系； 只有一台风机运行；没有风机运行。 见下页逻辑图例：基本指令实例――三台风机监控6.3地址表（I/O清单）输入条件 输出器 其它机内器件 件 X000：风机1（接触 Y004： M100：至少两台风 器辅助常开触点） 信号灯 机运行，信号为1 X001：风机2（接触 器辅助常开触点） M101：当无风机运 行时，其信号为1X002：风机3（接触 器辅助常开触点）X003：运转选择开 关T150：2Hz脉冲发生 器T151：0.5Hz脉冲发 生器。6.3风机1 风机2 X000 X001M100风机1 风机3 X000 X002M100风机2 风机3两台以上运行X001X002X000 M100 M101 T151X001X002M101 Y004M100 X003一台运行风机1 风机2 风机3Y004M101 T150M101 没有运行M100 M101 T151T150T150T151K0.5 T151风机运行控制逻辑K2风机监视梯形图一、梯形图原则 1、基本方法――梯形图语言以梯形结构表示 信号流向，各指令按从左至右、从上到下 的顺序被扫描，一行或一组指令（逻辑行， 一个输出）中，每条指令的输出信号作为 其右边一条指令是否执行的条件，直到最 右侧，然后扫描下一组指令；如扫描出任 何一条指令不满足，则不往右扫描，原输 出信号不变，立即转向下一组指令执行。编程原则一、梯形图原则2、特别说明 1）对所使用的编程元件要进行编号，PLC按编号区别操作 元件；梯形图中的 触点应画在水平支路上，不含触点的 支路应放在垂直方向，易于识别触 点组合及对输出线圈 的控制路径，使逻 辑关系清楚； 2）与一个线圈相连的全部支路形成一个逻辑行，每一个逻 辑行其 始于左母 线，终止于线圈或一个特殊指令或右 母线（右母线 可省略）； 3）线圈不能直接接在左母线，如需要可接不动作的常闭触 点连接线圈； 4）线圈右边不允许接有触点； 5）有几个电路块并联时，触点最多的支路放在最上面；几 个串联支路串联时，将并联支路多的尽量靠近左母线； 6）遇到不可编程的图形，可根据信号流向对愿梯形图重新 编排。二、用户程序的I/O分析法根据用户程序执行过程，模拟实际系统中出现 的输入信号顺序，以及I/O暂存点和梯形图中 的逻辑关系，对用户程序的执行进行分析， 可得到I/O暂存器中各个输出点在不同扫描周 期内的状态变化情况。 P38 图2.32三、扫描时间和最高频率的确定1、用户程序执行时间占主要比例： 欧姆隆例子：执行1k字时间1―10ms，内部 处理时间1.26ms，等待通讯外设1―2ms，输 入输出时间1ms。 2、输出对输入有滞后现象； 3、输入ON/OFF时间必须比PLC扫描周期要长， 以避免PLC没有检测到。6.31、画出语句表对应梯形图 0 LD X000 1 AND X001 2 LD X002 3 ANI X003 4 ORB 5 LD X004 6 AND X005 7 LD X006 8 AND X007 9 ORB 10 ANB 11 LD M100 12 AND M101 13 ORB 14 AND M102 15 OUT Y005 16 END作业 P1002、根据梯形图写出程序。X001X000 M100Y000Y000 X010 X011 M101Y001M102 Y001Y002X012 X013Y003Y0023、一台电机按下启动按钮运行10s， 停5s，重复8次后，电机自行停止。 画出梯形图，写出指令表一、实验目的 1、了解PLC系统构成；2、熟悉实验设备； 3、熟悉PLC手持编程器功能使用。 二、实验内容 1、熟悉实验设备及用品，PLC连线； 2、熟悉手持编程器的组成、按键、功能、连线、编程前的 工作等；3、编程练习 三、实验过程要求 1、预习――P122―P131 2、手持编程器连线 3、演习手持编程器操作（电源、置位、方式选择、读出写 入、插入、删除 4、模拟运行――P124表 5、检测功能运用 四、按老师布置，输入一个完整的程序。 五、实验报告 包含上述全部内容。第十九课PLC的基础指令实验1、目的和要求： 1）了解PLC功能指令格式、指令说明 2）理解常用PLC功能指令应用特点、规则 2、重点与难点： 功能指令应用 3、要求： 1）了解PLC功能指令，能解决实际问题； 2）能够应用常用指令编程。 4、教学方法设计： 讲授。二十三课PLC的系统设计6.4第四节PLC应用系统设计PLC系统设计特殊性：由于PLC综合了微电 子、数控、计算机、电气、电路、电机、 检测、通信等技术一体，则在设计方法、 步骤、运用实用性上有特点。 PLC基本特点：可靠性高、控制功能强、编 程容易、环境要求低、抗干扰能力强等。 PLC系统设计：利用PLC结合实际控制系统 中，进行工艺分析、控制方案确定、软件 程序设计、施工设计、总装调试等工作。 设计工作核心：对现场工艺的掌握。6.4一、系统设计的方法和步骤 1、系统设计原则1）系统设计原则： 对于被控对象和任务，要有优良的性价比（单片机 控制、继电接触控制、计算机控制、数控系统控 制等）； 选用的主机、扩展模块、配置、功能必须满足被控 对象的工艺要求； 尽量选用新产品、机型（西门子、三菱较大份额）， 考虑工艺变化后的扩展； 确保系统安全可靠。6.42）最适合PLC控制的系统采用大量开关量和少量模拟量的控制系统； 小型PLC用于单机自动化，大型PLC用于自动生产线 和核心控制部件； 用于技术改造，替换原有的继电器接触控制系统（原 系统越复杂系统，越有利于PLC运用）； 要求系统在恶劣环境下，有高可靠性、稳定性、先进 性。特别是用于多机控制的冗余系统； 控制系统适用于有扩充或工艺变化很大的可能性场合6.42、系统设计内容 1）选择开关、传感器等输入设备；继电器、接触器、信号灯等输出设备；由输出设备驱动的控制对象， 如电机、电磁铁等； 2）选择PLC机型、容量、I/O模块、电源模块及其 他模块类型及数量； 3）分配I/O口，绘制I/O连接图，建立表格； 4）设计PLC控制程序，包括梯形图、指令表 5）按需要设计操作台、电气柜、显示盘等； 6）编制文件、设计说明书、使用说明书、电气图、 元器件明细表等。6.43、系统设计步骤和方法1）工艺分析及控制方案确定――被控对象工艺 工程、工作特点、功能的进行分析；输入输 出两分析；构成完整的功能表达图和控制流 程图（方式自己确定）；确定PLC控制方案。 2）系统硬件配置―― 机型：按控制系统需要合理选择，功能含盖使 用要求，避免大马小车，品牌、价格、服务 等因素都要考虑。6.4I/O点：确定I/O点数、选用相应模块。I/O点要合理分配并留有余地，予留工艺改变后的需要。一般为 60%。 设计电气原理图：对输出控制信号频率要求低，电压 要求高――继电器输出接口的PLC；对输出控制信 号频率要求高、输出电流较小时，采用晶体管和晶 闸管输出接口的PLC。输出模块同时接通点数的电 流之和小于公共端允许通过的电流，输出模块要考 虑同时接通的点数，一般同时接通的点数限制在总 点数的60%。6.43）软件程序设计――以PLC指令为基础，按工艺过程和控制要求，利用PLC软元件编号建立 相应控制程 序，画出梯形图（或状态转移）， 写出程序清单。 经验设计法：系统简单、设计经验丰富者，设计 过程 复杂，反复多。初学不宜 翻译法：直接翻译继电接触电路图。掌握原控制系统工 作原理，确定PLC的分配，画出PLC外 部接线图， 梯形图中的辅助继电器和定时器等元件一一对应取代 继电接触电路的中间继电器和时间继电器，再统一画出梯形图。6.4顺序控制设计法：按步进顺序控制方式进行设计，按照PLC提供的通用和专用编程指令，可提高效率， 适合初学者。值得推荐。 逻辑设计法：根据控制技术要求，得到逻辑表达式八 电路中各触点的变化按控制要求列出逻辑表达式体 型图仿效设计出复杂关系控制程序。难度很大。 计算机辅助设计：PLC都可与微机相连，有相应的编 程软件，可在线和远程编程。提倡6.44）施工设计画出电气安装及PLC系统接线工艺图、电气柜结 构及柜内电器布置图；PLC输入电路一般由内部提供电源，输出电路需 要根据负载额定电压外接电源。在端子接线时， 注意输出电路端子容量及公共端（COM）的容量， COM端加保险；5）系统总装调试模拟调试：编程器及软件编程输入PLC存储器， 模拟实验，观察指示灯等变化是否符合工艺要求； 现场调试参数和整定传感器等；开机试验，固化 程序。整理全部资料。6.4二、程序设计的基本方法和编程原则 1、基本方法和步骤1）按工艺要求画出控制流程图，表达准确、清楚， 必要的作分解、简化； 2）将所有输入信号（按键、行程开关、压力开关、 压力、速度、时间等传感器），输出信号（接触器、 电磁阀、指示灯等）分别列出，按被采纳的PLC型 号内部元件编号范围，对I/O端子作分配和安排； 3）分配和利用PLC内部单元，构成相应电路； 4）以梯形图描述控制要求；5）按原则编写程序清单6.41）所有软件元（地址）必须在该机型有效范围内； 2）每个输入或输出继电器对外电路仅提供一个信号 接点。以便信号输入或驱动外部负载。 3）梯形图中同一编号的线圈只能一次输出。多次输 出称多线圈输出，易出错，应避免； 4）采用状态流程图时按规则使用状态元件； 5）基本指令和功能指令须针对具体机型的要求； 6）适当安排川、并联触点位置，减少程序步数： 串联多的支路尽量放在上部；并联电路尽量靠近 母线；重新安排不能编程的桥式电路和其他复杂 电路。P――81、822、编程基本原则6.47）改造继电接触电路，只须把控制电路部分翻译成梯形图，有非继电器组成的电路（如开启电机的接触器电路），可不进入PLC电路；8）注意PLC外部所接输入信号的触点状态与梯形图 所采用的内部输入触点的对应关系。6.4重要提示：设备输入状态在程序中的表示 方法方法 设计用户程序时，须特别注意输入设备状态及在程序中的表示方法，避免逻辑混乱。 1、现场设备中操作设备、触点开关、传感器等不直接参加 内部电路的逻辑运算，是通过输入继电器状态完成控制的。 即PLC不能区分外设是常开（动合）或常闭（动断）触点 的，只能识别输入继电器状态是1或0； 2、如果输入端是常开（动合）触点，对应输入回路不通， 输入继电器断开，这时输入继电器动合接点为0，动断接 点状态为1。 3、如果输入设备是动断（常闭）触点，即未动作时触点接 通，使相应输入回路闭合，输入继电器对应的动合接点状 态为1，动断接点状态为0。6.44、当输入状态动作时，其状态与上述相反，在输入为动断 （常闭）触点时尤其要注意。5、输入设备状态在程序中的表示法输入设备属 性 动合 （常开） 触点 动断 （常闭） 触点 状 态 动作PLC 输入继电器状态 接通 动合（常开） 动断（常 触点 闭）触点 1 0不