菱FX2N系列PLC基本指令的应用.ppt

,第六章 三菱FX2N系列PLC基本指令的应用,一、 FX2N系列PLC的软组件及功能,二、FX2N可编程控制器基本指令,三、可编程控制器的应用开发,四、常用基本环节的编程,五、基本指令编程实例及经验设计法,(一) FX2N系列PLC软组件的分类、编号和基本特征,代表功能的字母。如输入继电器用“X”表示、输出继电器用“Y”表示。 数字，数字为该类器件的序号。 FX2N系列PLC中输入、输出继电器的序号为八进制，其余为十进制。,编程元件的基本特征,编程元件和继电接触器的元件类似、具有线圈和常开常闭触点 。 当线圈披选中（通电）时，常开触点闭合，常闭触点断开，当线圈失 去选中 件时，常闭接通，常开断开。 可编程序控制器的编程元件可以有无数多个常开、常闭触点 。,编程元件的功能和作用,数值的处理 ：,十进制数(K),1) 定时器和计数器的设定值（K常数）。 2) 辅助继电器（M）、定时器（T）、计数器 （C）、状态器等的编号（软元件编号）。 3) 指定应用指令操作数中的数值与指令动作（K常数）。,一、 FX2N系列PLC的软组件及功能,十六进制数（H）： 同十进制数一样，用于指定应用指令操作数中的数值与指令动作。 二进制数（B）：PLC内部，这些数字都是用二进制处理的。 八进制数（O）：FX2N系列的输入继电器、输出继电器的软元件编号。 以八进制数值进行分配。 BCD码：用于数字式开关或七段码的显示器控制等。 其他数值（浮点数）：FX2N系列具有可进行高精度的浮点运算功能。,输入输出继电器 （FX2N系列输入、输出继电器总点数不能超过256点。）,输入端子是PLC从外部开关接受信号的窗口,输出端子是PLC向外部负载发送信号的窗口,(二) FX2N系列PLC软组件的地址号及功能,辅助继电器,这类辅助继电器的线圈与输出继电器一样有无数的电子常开和常闭触点 该触点不能直接驱动外部负载，外部负载的驱动要通过输出继电器进行 如果在PLC运行过程中停电，输出继电器及一般用辅助继电器都断开。 再运行时，除了输入条件为ON（接通）的情况以外，都为断开状态 。 分为一般用（M0M499）、停电保持用（M500M3071）和特殊用途 （M8000M8255）辅助继电器。 特殊辅助继电器 （1）触点型 其线圈由PLC自动驱动，用户只可使用其触点。 图2-12 M8000、M8002、M8012波形图 例如：M8000：运行监视器（在PLC运行中接通），M8001与M8000相反逻辑。 M8002：初始脉冲（仅在运行开始时瞬间接通），M8003与M8002相反逻辑。 M8011、M8012、M8013和M8014分别是产生10ms、100ms 、1s和1min时钟脉冲的特殊辅助继电器。,图2-12,状态器 一般用（S0S499） 停电保持用（S500S899） 报警器用（ S900S999）,S0S9一般用于步进梯形图的初始状态，S10S19一般用作返回原点的状态,（2）线圈型 由用户程序驱动线圈后PLC执行特定的动作。 M8033：若使其线圈得电，则PLC停止时保持输出映象存储器和数据寄存器内容。 M8034：若使其线圈得电，则将PLC的输出全部禁止。 M8039：若使其线圈得电，则PLC按D8039中指定的扫描时间工作。,定时器,定时器相当于继电器系统中的时间继电器，可在程序中用于延时控制。 定时器累计PLC内1ms、10ms、100ms等的时钟脉冲，当达到所定的设定值时，输出触点动作。,FX2N系列PLC的定时器（T）有以下4种类型：,100ms定时器： T0T199，200点。定时范围：0.13276.7s； 10ms定时器： T200T245，46点。定时范围：0.01327.67s； 1ms累积型定时器：T246T249，4点，执行中断保持。 定时范围：0.00132.767s； 100ms累积型定时器：T250T255，6点，定时中断保持， 定时范围：0.13276.7s,FX2N系列PLC定时器设定值可以采用程序存储器内的常数（K）直接指定，也可以用数据寄存器（D）的内容间接指定。使用数据寄存器设定定时器设定值时，一般使用具有掉电保持功能的数据寄存器，这样在断电时不会丢失数据。,1位增计数器 16位是指其设定值及当前值寄存器为二进制16位寄存器,其设定值在K1K32767范围内有效. 计数器的当前值和设定值相等，触点动作，设定值K0与K1意义相同,均在第一次计数时,其触点动作。 电源正常情况下，即使是非掉电保持型计数器的当前值寄存器也具有记忆功能，因而计数器重新开始计数前要用复位指令才能对当前值寄存器复位。 2位增/减双向计数器 增/减计数的方向由特殊辅助继电器 M8200M8234设定，例如当M8200接通 （置1）时，C200为减计数器， M8200断开（置0）时，C200为增计数器。,计数器 （C）,数据寄存器,数据寄存器是存储数值数据的软元件，可以处理各种数值数据。 一般用：D0D199，200点，一旦写入数据，就不会变化。 。 停电保持用：D200D511，312点，通过参数设定可以变为非停电保持型。 停电保持专用：D512D7999，7488点，无法变更其停电保持特性。根据参数设定可以将D1000以后的数据寄存器以500点为单位设置文件寄存器。 而对于将停电保持专用数据寄存器作为一般用途时，则要在程序的起始步采用RST或ZRST指令清除其内容。 特殊用：D8000D8255，256点。 变址寄存器 ：V0V7，Z0Z7，16点。 文件寄存器:文件寄存器是一类专用数据寄存器，用于存储大量的数据.,这些寄存器都是16位，最高位为符号位，数值范围为-32768+32767。将相邻两个数据寄存器组合，可存储32位数值数据，最高位为符号位（高位为大的号码，低位为小的号码。变址寄存器中，V为高位，Z为低位），可处理-2147483648+2147483647的数值。,指针 分支用指针（P）:分支用指针的编号为P0P127，用作程序跳转和子程 序调用的编号，其中P63专门用于结束跳转。 中断用指针（I）:中断用指针与应用指令FNC03（IRET）中断返回、FNC04 （EI）开中断和FNC03（DI）关中断一起使用有以下三类： 输入中断用：与输入X000X005对应编号为I00I50，6点。 定时器中断：编号为I6、I7、I8，3点 计数器中断：编号为I010I060，6点。,FX2N系列PLC有基本指令27条；步进梯形指令2条；应用指令128种，298条。本节介绍其基本顺控指令。,LD、LDI、OUT指令,LD、LDI指令分别用于将常开、常闭触点连接到母线上.OUT指令是对输出继电器、辅助继电器、状态器、定时器、计数器的线圈驱动指令。,LD、LDI、OUT指令的使用,二 FX2N可编程控制器基本指令,AND、ANI指令,AND、ANI指令分别用于单个常开、常闭触点的串联，串联触点的数量不受限制，该指令可以连续多次使用。,AND、ANI指令的应用,OR、ORI指令,OR、ORI指令分别用于单个常开、常闭触点的并联，并联触点的数量不受限制，该指令可以连续多次使用。,OR、ORI指令的应用,ORB、ANB指令,若有多个串联回路块按顺序与前面的回路并联时，对每个回路块使用ORB指令，则对并联的回路个数没有限制。若成批使用ORB指令并联连接多个串联回路块时，由于LD、LDI指令的重复次数限制在8次以下，因此这种情况下并联的回路个数限制在8个以下。,ORB指令的应用,ANB指令的应用,若有多个并联回路块按顺序与前面的回路串联时，对每个回路块使用ANB指令，则对串联的回路个数没有限制。 若成批使用ANB指令串联连接多个并联回路块时，由于LD、LDI指令的重复次数限制在8次以下，因此这种情况下串联的回路个数限制在8个以下。,SET、RST指令,SET为置位指令，使操作保持； RST为复位指令，使操作保持复位。,RST指令一个重要的用途是对计数器复位,PLS、PLF指令,使用PLS指令时，仅在驱动输入为ON的一个扫描周期内，软元件Y、M动作。 使用PLF指令时，仅在驱动输入为OFF的一个扫描周期内，软元件Y、M动作。,指令的应用 PLS、PLF,MC、MCR指令,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。,应用主控触点可以解决若在每个线圈的控制电路中都串入同样的触点，将多占存储单元。 它在梯形图中与一般的触点垂直。它们是与母线相连的常开触点，是控制一组电路的总开关。MC、MCR指令的使用如右图。,图3-14 主控指令的使用,例：用主控指令完成下列梯形图编程,MPS、MRD、MPP指令,MPS指令：将此时刻的运算结果送入堆栈存储 。 MPP指令：各数据按顺序向上移动，将最上端的数据读出，同时该数据就 从堆栈中消失。 MRD指令：是读出最上端所存数据的专用指令，堆栈内的数据不发生移动。 MPS指令与MPP指令必须成对使用，连续使用的次数应小于11。,图3-18 堆栈指令的使用a) 一层栈 b) 二层栈,INV指令,其功能是将INV指令执行之前的运算结果取反，不需要指定软元件号,在梯形图中，只能在能输入AND或ANI、ANDP、ANDF指令步的相同位置处，才可编写INV指令，而不能像LD、LDI、LDP、LDF那样与母线直接相 连，也不能像OR、ORI、ORP、ORF指令那样单独使用。,NOP、END指令:,NOP为空操作指令 在程序中加入NOP指令，有利于修改或增加程序时，减小程序步号的变化，但是程序要求有余量。 END为程序结束指令,编程语言：继电符号语言（梯形图）、指令表； SFC状态图 创建“软电气接线图”的编程指令： 三菱FX2N系列PLC具有基本逻辑指令20条，步进顺控指令2条，功能指令128条(具有中断输入处理、修改输入滤波器时间常数、数学运算、逻辑运算、浮点数运算、数据检索、数据排序、PID运算、开平方、三角函数运算、脉冲输出、脉宽调制、ASCII码输出、BCD与BIN的转换、串行数据传送、校验码、比较触点等功能指令。内装实时钟，有时钟数据比较、加减、读出/写入指令，可用于时间控制。) 可编程控制器应用技术的理念： 每写出一条指令就等于（创建）联接了一个对应的电气元件，不同的指令就是不同的电气元件和不同的联接方式，可组成电气工程上所需要的各种复杂程度的控制系统(控制电路)。,1、LD(Load取) 取指令 功能：在左母线上接一个常开触点。 软元件：X、Y、M、S、C、T,2、LDI (Load Inverse取反) 取反指令 功能：在左母线上接一个常闭触点。 软元件：X、Y、M、S、C、T,3、AND 与指令 功能：串联一个常开触点 软元件：X、Y、M、S、C、T,4、ANI (And Inverse与非) 与非指令 功能：串联一个常闭触点 软元件： X、Y、M、S、C、T,5、OR与ORI 或指令与或非指令 功能;与其它继电器并联一个常开或常闭触点 软元件： X、Y、M、S、C、T,6、OUT 输出指令 功能：将逻辑运算结果驱动一个指定线圈 软元件：Y、M、S、T、C,6、OUT 输出指令 功能：将逻辑运算结果驱动一个指定线圈 软元件：Y、M、S、T、C,例：电动机单向运行控制,（1）作输入、输出定义（I/O）分配 令：起动按钮SB1接PLC的X0；停止按钮SB2接PLC的X1； 接触器KM线圈接PLC的Y0 （2）画PLC接线图 （3）编制控制程序,0 LD X0 1 OR Y0 2 ANI X1 3 OUT Y0 4 END,X000,Y000,X001,Y000,END,地址 指令 数据,例：用PLC进行电动机可逆运行控制（电路如图所示）。,（1）I/O分配 令：正向起动按钮SB2 X0；反向起动按钮SB3 X1； 停止按钮SB1 X2； 正转接触器KM1 Y0；反转接触器KM2 Y1 （2）画PLC接线图 （3）编制控制程序,7、ORB（0r Block） 电路块或指令 功能：使电路块与电路块并联,0 LD X0 ANI Y1 LD M0 AND M1 ORB LDI X2 AND M1 ORI Y2 ANB LD X3 OR X4 ANB OUT M3 END,8、ANB（AND Block） 电路块或指令 功能：使电路块与电路块串联,例：,例：,0 LD X0 ANI Y1 LD M0 AND M1 ORB LDI X2 AND M1 ORI Y2 8 LD X3 9 OR X4 10 ANB 11 OUT M3 12 END,0 LDI X0 AND X1 LD M1 ANI X2 ORB LDI Y1 ANI X3 ORB LD M2 ANI Y2 AND X3 ORB OUT M3 END,0 LDI X0 AND X1 LD M1 ANI X2 LDI Y1 ANI X3 LD M2 ANI Y2 AND X3 ORB ORB ORB OUT M3 END,电路块指令应用举例：,0 LD M1 LD X0 AND Y1 LD X1 AND Y0 ORB ANB OUT Y2 END,0 LD XO AND Y1 LD X1 AND Y0 ORB AND M1 OUT Y2 END,电路块指令能不用时尽量不用，有时将梯形图作一些变换可省，且不易出错。,0 LD X1 LDI X0 AND X3 ORB OUT Y0 END,0 LDI X0 AND X3 OR X1 OUT Y0 END,多路输出指令的用法：,0 LD X0 OUT Y0 OUT Y1 AND X1 OUT Y2 END,0 LD X0 OUT Y0 AND X1 OUT Y1 AND X2 OUT Y2 END,9、定时器指令T（Timer):,T0T199为100ms定时器，K定时数为0.13267.6s； T200T245为10ms定时器，K定时数为0.01326.76s； T246T249为1ms定时器，K定时数为0.00132.676s； T250T255为100ms定时器，K定时数为0.13267.6s；,应用举例1：,0 LD X0 OUT Y1 OUT T0 K30 LD T0 OUT Y2 LDI T0 OUT Y3 END,应用举例2：断电延时,应用举例3：双延时,例：电机过载保护及报警,梯形图,SB1,SB2,X0,X1,COM,Y0,KM,PLC,COM,220V,X2,FR,Y1,HL,PLC接线图,下降沿动作,15、计数器指令C（Counter):,C0C99为通用计数器，K设定值为K1 K32767； C100C199为失电保持计数器，K设定值为K1 K32767；掉电时，其当前值 和输出触点的置位/复位状态也能保持。,应用举例1：指令表,0 LD X0 OUT Y1 OUT T1 K20 LD X2 OUT C0 K6 5 LDI X1 6 RST C0 7 END,记！ 时钟脉冲专用辅助继电器： M8011产生10ms脉冲； M8012产生100ms脉冲； M8013产生1s脉冲； M8014产生1min脉冲；,应用举例2：计数器延时,应用举例3：计数器的扩展,X15,X16,M2,M2,RST,C0,X16,Y5,C1,C0 K18000,M2,M8012,END,C0,RST,C1,X16,C1 K10,C0,本例从X15动作，到输出继电器Y5动作， 延时：180000.1s10=18000s=5h C0和C1串级后，最大延时可达： 327670.1s32767=29824.34h=1242.68天 改变C参数或多组C串级，可组成不同需 要的延时。,应用举例4：计数器与定时器串级,本例从X15动作，到输出继电器Y5动作， 延时：10000.1s6=600s 改变T、C参数或T和C多组串级，可组成 不同需要的延时。,第三节 可编程控制器的应用开发,可编程控制器是通用的工业控制计算机。原则上说，可以应用在各种工业控制场合。将可编程控制器应用于具体工业控制场合的过程称为可编程控制器的应用开发。不经过应用的二次开发，它在任何场所都不能直接使用。 可编程控制器的应用开发过程大致由以下步骤组成： 1控制对象的生产工艺过程及控制要求调查 2可编程控制器的资源分配及接线设计 3程序编制 4程序的调试及修改完善,第四节 常用基本环节的编程,一、三相异步电动机可逆运转控制 某三相异步电动机要求可逆运转，如希望实现其控制，需增加一个反转控制 按钮和一只反转接触器。 它的梯形图设计可以这样考虑：选二套启保停电路，一个用于正转。（通过Y00 驱动正转接触器KM1）一个用于反转（通过Y001驱动反转接触器KM2）。 考虑正转、反转二个接触器不能同时接通， 在两个接触器的驱动支路中分别串入 另一个接触器的驱动器件的常开触点。 这样当代表某个转向的驱动元件接通 时，代表另一个转向的驱动元件就不 可能同时接通了。这种两个线圈回路 中互串对方常开触点的电路结构形式 叫做“互锁”。,图3-21 三相异步电动机可逆运转控制,二、两电机顺序启动控制,两台交流异步电动机，一台启动10s后第二台启动，停车时两台同时停止。欲实现这一功能。给两台电机供电的两只交流接触器要占用PLC的两个输出口（Y0及Y2）。由于是两台电机联合启停，仅选一只启动按钮（X0）和一只停止按钮（X2），但延时功能需一只定时器（T1）。 梯形图的设计可以依以下顺序： 先绘两台电机独立的启保停电路。 第一台电机使用启动按钮启动。电机均 使用同一停止按钮。然后再解决定时器 的工作问题。由于第一台电机启动10s后 第二台电机启动。第一台电机运转是10s 的计时起点，因而将定时器的线圈并接在 第一台电机的输出线圈上。,图3-22 两台异步电动机延时起动控制,三、定时器的延时功能扩展,定时器的计时时间有一个最大值，如100ms的定时器最大计时时间为3276.7s。如工程中所需的延时的时间大于定时器的最大计时时间时，一个最简单的方法是采用定时器接力计时方式。 另外还可以利用两定时器延时配合实现闪光灯的控制，如图3-24所示。,图3-23 两定时器接力延时 图3-24 闪光控制,四、计数器的延时功能扩展应用,利用计数器实现延时控制如图3-25所示。 另外在图3-25的基础上，还可以利用计数器与定时器串级使用获得长延时，如图3-26所示。 也可利用计数器串级使用获得长延时，如图3-27所示。,图3-25 计数器实现延时控制 图3-26 计数器与定时器串级获得长延时 图3-27 计数器串级使用获得长延时,五、定时器构成的振荡电路,图3-28中定时器T1的工作实质是构成一种振荡电路，产生时间间隔为定时器的设定值，脉冲宽度为一个扫描周期的方波脉冲。上例中这个脉冲序列用作了计数器C10的计时脉冲。在可变程控制器工程问题中，这种脉冲还可以用于移位寄存器的移位脉冲及其他场合中。,图3-28 定时器振荡电路,六、分频电路,用PLC可以实现对输入信号的任意分频，图3-29所示是一个2分频电路。待分频的脉冲信号加在X000端，设M101及Y010初始状态均为0。,图3-29 2分频电路及波形,第五节 基本指令编程实例及经验设计法,一、编程实例 例1 用PLC实现料斗上料生产线的控制。 料斗上料生产线示意图如图3-30所示。,控制任务：料斗由三相异步电动机M1拖动卷扬机进行提升，料斗提升到上限位后自动翻斗卸料，翻斗时撞击SQ1，随即料斗下降，降至下限位撞击SQ2后停20s加料，同时启动皮带运输机(由三相异步电动机M2拖动)向料斗加料，20s加料到时限后皮带运输机停自行停止工作，料斗则自动上升如此循环。 要求：（1）工作方式设置为自动循环工作方式； （2）有必要的电气保护和联锁保护； （3）自动循环时应按任务所述的顺序工作，料斗可以停在爬梯的任意位置，启动时可以使料斗随意从上升或下降的状态开始运行。 （4）料斗拖动应有电磁制动抱闸,图3-30 料斗上料生产线示意图,完成本例编程按以下步骤进行。 1在充分理解控制任务和要求的基础上，进行PLC输入输出端子的定义，即I/O分配： 表3-1给出了本例PLC端子的I/O分配情况,表3-1 料斗上料生产线PLC端子I/O分配表,2根据控制任务和要求，进行PLC控制的梯形图设计。,从生产实际工作的需要考虑，本例中增加了卷扬机料斗提升设备和皮带运输机两部分还可单独起动试车控制环节，由系统试车支路的M0在料斗提升、料斗下降、皮带机单元中切断自保持支路或创建新的自保持支路，从而实现了提升系统和皮带运输机两部分还可单独起动试车的控制。图3-31是控制程序设计完成后的梯形图。,控制任务和要求：按启动按钮后如图3-35时序图所示。 东西方向：绿灯亮4 s，接着闪2 s后熄灭，接着黄灯亮2 s后熄灭，红灯亮8 s后熄灭； 南北方向：红灯亮8 s后熄灭，绿灯亮4 s，接着闪2 s后熄灭，接着黄灯亮2 s后熄灭；反复循环工作。按下