电气控制与PLC应用5

第五章FX系列可编程控制器元件及指令系统第一节FX系列可编程序控制器的技术指标主机（基本单元）：CPU、存储器、输入输出口及电源主机扩展其输入输出：扩展单元（扩展I/O口，内部有电源）扩展模块及（扩展I/O口，内部有电源）特殊功能模块单元（温度控制模块、计数控制模块等）FX2N系列可编程序控制器型号名称体系及其种类

FX2N系列可编程序控制器的基本组成

输入输出点数：指基本单元、扩展单元或扩展模块的输入输出总数。基本单元、扩展单元输出形式

R：表示继电器输出，有接点，交流、直流负载两用；

S：表示三端双向可控硅开关元件输出，无接点，交流负载用；

T：表示晶体管输出，无接点，直流负载用。1FX2N－〇〇M〇－〇

系列名称输入输出点数基本单元输出形式特殊品种2FX2N系列PLC编程元件的分类及编号

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。当线圈通电时，常开触点闭合，常闭触点断开，当线圈失电时，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。

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）。第二节FX2N系列可编程序控制器的编程元件31.输入继电器（X）在PLC内部，与输入端子相连的输入继电器是光电隔离的电子继电器，采用八进制编号，用无数个常开和常闭触点。基本单元X0-X77共64点。输入继电器的状态不能受用户程序控制，所在在梯形图中不会出现输入继电器的线圈。42.输出继电器（Y）输出继电器采用八进制编号，有内部触点和外部输出触点（继电器触点、双向可控硅、晶体管等输出元件）之分，由程序驱动。基本单元Y0-Y77共64点在PLC内部，外部输出触点与输出端子相连，向外部负载输出信号，且一个输出继电器只有一个常开型外部输出触点。输出继电器有无数个内部常开和常闭触点，编程时可随意使用。输出继电器的状态只能由用户程序决定，同时它也影响其他编程元件的状态，所以在梯形图中既能出现其触点也能出现其线圈。53.辅助继电器（M）由内部软元件的触点驱动,常开和常闭触点使用次数不限，既不能接收外部的输入信号，也不能直接驱动外部负载,其作用类似于继电控制系统中的中间继电器，采用十进制编号。通用辅助继电器M0～M499（500点）断电保持辅助继电器M500～M3071（2572点）特殊辅助继电器M8000～M8255（256点）只能利用其触点的特殊辅助继电器，其线圈由可编程控制器的系统程序来驱动，用户编程时可直接使用其触点。线圈驱动型特殊辅助继电器，其线圈由用户程序驱动后可编程控制器完成特定的操作。6只能利用其触点的特殊辅助继电器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。M8012：产生100ms时钟脉冲的特殊辅助继电器。线圈驱动型特殊辅助继电器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：定时扫描特殊辅助继电器。74.状态器（S）状态器是对工序步进型控制进行简易编程的内部软元件，采用十进制编号。与步进梯形指令STL配合使用；状态器有无数个常开触点与常闭触点，编程时可随意使用；状态器不用于步进阶梯指令时，可作辅助继电器使用。状态器同样有通用状态和掉电保持用状态，其比例分配可由外设设定。状态器有五种类型：初始状态S0～S9共10点回零状态S10～S19共10点通用状态S20～S499共480点保持状态S500～S899共400点报警用状态S900～S999共100点8

5.定时器（T）定时器相当于继电器系统中的通电延时型时间继电器，可在程序中用于延时控制。定时器实际是内部脉冲计数器，可对内部1ms、10ms和100ms时钟脉冲进行加计数，当达到用户设定值时，触点动作。定时器T有一个设定值寄存器、一个当前值寄存器和一个用来存储其“0/1”状态的元件映像寄存器，这三个存储单元使用同一个元件号。当当前值等于设定值时，对应的元件映像寄存器为“1”，定时器的常开触点接通，常闭触点断开。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。9定时器的两种形式：通用定时器（T0～T245）100ms定时器T0～T199共200点，设定范围0.1～3276.7s；10ms定时器T200～T245共46点，设定范围0.01～327.67s。特点：在计时过程中，如果计时条件由满足变为不满足，则当前值恢复为零。积算定时器（T246～T255）1ms定时器T246～T249共4点，设定范围0.001～32.767s；100ms定时器T250～T255共6点，设定范围为0.1～3276.7s。特点：设定时间以计时条件满足时间的累加为定时时间。10加法计数器设定值K或D触点动作TxTx时钟脉冲驱动T10K12X0T10Y1相等比较器普通定时器的工作原理T1011T250设定值K计数器1100ms时钟脉冲X2X1触点动作Tx相等比较器积算定时器的工作原理RSTT250K120X1X2T250Y1T25012定时器的瞬动触点可编程控制器的定时器本身没有瞬动触点，如果编程需要，可以在定时器线圈两端并联一个辅助继电器的线圈，把这个辅助继电器的触点当成定时器本身的瞬动触点来使用。定时器编程特点

PLC的程序执行是以扫描方式，从第一步到END步不断重复执行。定时器定时条件满足后就开始工作，每隔0.001S（或0.01S，或0.1S）当前值加1，而与程序执行无关。无论程序运行到哪一步，只要当前值与设定值相等，对应的元件映像寄存器为“1”，常开触点接通，常闭触点断开。如果编程不当可能会发生误动作。136.计数器（C）计数器可分为通用计数器和高速计数器。16位通用加计数器，C0～C199共200点，设定值：1～32767。32位通用加/减计数器，C200～C234共135点，设定值：-2147483648～+2147483647。高速计数器C235～C255共21点，共享PLC上6个高速计数器输入（X000～X005）。高速计数器按中断原则运行。1416位加计数器通用型：C0~C99共100点断电保持型：C100~C199共100点16位计数器工作过程示意图1532位双向计数器有两种32位加/减计数器，设定值：-2147483648～+2147483647。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。1632位加/减计数器工作过程示意图177.数据寄存器（D）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。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。文件寄存器D1000~D2999共2000点。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。特殊用途数据寄存器是指写入特定目的的数据，或已事先写入特定内容的数据寄存器，其内容在电源接通时被置于初始值。一般初始值为零，需要设置时，则利用系统ROM将其写入。18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。V0~V7、Z0~Z7共16点，是16位变址数据寄存器。进行32位运算时，将指定Z0~Z7的V0~V7串联组合，并且规定Z为低位，V为高位，分别成为（V0、Z0），（V1、Z1）…（V7、Z7）。

8指针分支用指针（P）:分支用指针的编号为P0～P127，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）:FX2N系列有三种中断方式：输入中断用：与输入X000～X005对应编号为I00□～I50□，6点。

定时器中断：编号为I6□□、I7□□、I8□□，3点计数器中断：编号为I010～I060，6点。19第三节FX2N系列可编程序控制器的基本指令一、LD、LDI、OUT指令二、AND、ANI指令三、OR、ORI指令四、ANB、ORB指令五、MPS、MRD、MPP指令六、MC、MCR指令七、SET、RST指令八、PLS、PLF指令九、INV指令十、NOP、END指令20第三节FX2N系列可编程序控制器的基本指令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21LD、LDI、OUT指令指令的说明LD、LDI用于将触点接到母线上。LD、LDI还与块操作指令ANB、ORB相配合，用于分支电路的起点。OUT不能用于X；并联输出OUT指令可连续使用任意次。OUT指令用于T和C，其后须跟常数K，K为延时时间或计数次数。

22AND、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

23OR、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

24ORB、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25

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。

ANB指令的应用

26LDP、LDF、ANDP、ANDF、ORP、ORF指令

LDP、ANDP、ORP指令是进行上升沿检出的触点指令，仅在指定位元件的上升沿时（OFF→ON变化时）接通一个扫描周期。LDF、ANDF、ORF指令是进行下降沿检出的触点指令，仅在指定位元件的下降沿时（ON→OFF变化时）接通一个扫描周期。

27

X000～X002由OFF→ON变化或由ON→OFF变化时，M0或M1仅接通一个扫描周期。需要指出的是这些指令的功能有时与脉冲指令的功能相同，另外，在将辅助继电器M指定为这些指令的软元件时，软元件编号范围不同，会造成动作上的差异。28MPS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。一段堆栈与ANB、ORB指令并用

MPS、MRD、MPP指令

29二段堆栈实例30MC、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。3132INV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。33PLS、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、PLF34SET、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

35

右图中，X000一旦接通后，即使它再断开，Y000仍继续动作，X001接通时，即使它再断开，Y000仍保持不被驱动。对于M、S也是一样。对于同一软元件。SET、RST可多次使用，顺序也随意，但最后执行的有效。

使数据寄存器（D）、变址寄存器（V、Z）的内容清零，也可使用RST指令，与用常数K0传送指令的结果一样。

累计定时器T246～T255的当前值以及触点复位也可用RST指令。36NOP、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

37编程注意事项梯形图编程规则梯形图的各种符号，要以左母线为起点，右母线为终点自上而下依次写。

触点应画在水平线上，不能画在垂直分支线上。几个串联回路并联时，应该将串联触点多的回路写在上方。几个并联回路串联时，应该将并联触点多的回路写在左方。对不可编程的电路，必须对电路进行重新安排，便于正确使用PLC基本指令进行编程输出线圈及运算处理框，必须写在一行的最右面，它们右边不能再有任何触点存在

38语句表编程规则

利用PLC基本指令对梯形图编程时，务必按从左到右、自上而下的原则进行。在处理较复杂的触点结构时，如触点块的串联、并联或与堆栈相关指令，指令表的表达顺序为：先写出参与因素的内容，再表达参与因素间的关系。双线圈输出问题

双线圈输出：如果在同一程序中同一元件的线圈使用两次或多次。PLC程序顺序扫描执行的原则规定，只有最后一次输出才是有效的

右图中，X001＝ON，X002＝OFF，起初的Y003，因为X001接通，其映象寄存器变为ON，输出Y004也接通。但是第二次的Y003，因为输入X002断开，