三菱 FX5U PLC编程及应用 第2版课件 第2章 FX5U PLC的编程基础

《三菱FX5UPLC编程及应用》（第2版）2第2章FX5UPLC的编程基础一、FX5UPLC的编程资源二、PLC的编程语言三、简单逻辑控制指令四、GXWorks3编程软件介绍五、逻辑控制类程序的编写与调试3一、FX5UPLC的编程资源程序结构工程是指在CPU模块中执行的数据（程序、参数等）的集合，每一个CPU模块中只可写入一个工程，工程中可以创建一个以上的程序文件4一、FX5UPLC的编程资源程序结构程序文件是程序与程序部件的集合，由一个以上的程序块构成程序块为构成程序的单位，可以在程序文件中创建多个程序块并按照登录顺序执行可以将在程序内反复使用的处理程序加以部件化5一、FX5UPLC的编程资源程序结构6编程元件7编程元件FX5U用户手册(硬件篇)8一、FX5UPLC的编程资源编程元件-输入继电器(X）输入继电器（X）一般都有一个PLC的输入端子与之对应，它是PLC用来连接工业现场开关型输入信号的接口，其状态仅取决于输入端按钮、开关元件的状态。采用八进制地址进行编号。例如，FX5U-32M这个基本单元，X0～X17表示从X0～X7和X10～X17共16个点9一、FX5UPLC的编程资源编程元件-输出继电器(Y）输出继电器（Y）有一个PLC的输出端子与之对应，它是用来将PLC的输出信号传送到负载的接口，用于驱动外部负载。当输出继电器的线圈得电时，对应的输出端子回路接通，负载电路开始工作。每一个输出继电器的常开触点和常闭触点在编程时可不限次数使用。输出继电器的地址编号也是八进制，对于FX5U系列PLC来说，除了输入、输出继电器是以八进制表示外，其他继电器均为十进制表示。例如，FX5U-32M这个基本单元，Y0～Y17表示从Y0～Y7和Y10～Y17共16个点。10一、FX5UPLC的编程资源编程元件-辅助继电器(M）辅助继电器（M）:FX5U系列PLC内部有很多辅助继电器（M），和输出继电器一样，只能由程序驱动，每个辅助继电器也有无数对常开、常闭接点供编程使用。辅助继电器的触点在PLC内部编程时可以任意使用，但它不能直接驱动负载电路，外部负载必须由输出继电器的触点来驱动。11一、FX5UPLC的编程资源编程元件-步进继电器(S）步进继电器（S）:与步进指令（见第6章）配合使用可完成顺序控制功能。步进继电器的常开和常闭触点在PLC内可以自由使用，且使用次数不限。不用步进梯形图指令时，步进继电器可作为辅助继电器在程序中使用。12一、FX5UPLC的编程资源编程元件-通用定时器（T）/累计定时器（ST）PLC提供的定时器相当于继电器控制系统中的时间继电器，是累计时间增量的编程元件，定时值由程序设置。每个定时器都对应一个16位的当前值寄存器，当定时器的输入条件满足时开始计时，当前值从0开始按一定的时间间隔递增，当定时器的当前值等于程序中的设定值时，定时时间到，定时器的触点动作，当前值与设定值相同。每个定时器提供的常开触点和常闭触点在编程时可不限次数，任意使用。13一、FX5UPLC的编程资源编程元件-通用定时器（T）/累计定时器（ST）通用定时器（T）:是当定时器的输入为ON时开始计时，当定时器的当前值与设定值一致时，定时器触点将变为ON；通用定时器在计时过程中，如果定时器的输入转为OFF，当前值将自动清0；再次得电后，当前值从0开始计时。累计定时器（ST）:计时方法与通用定时器相同；不同点在于，累计定时器在计时过程中，如果定时器的输入条件转为OFF，当前值将保持；条件再次变为ON时，从保持的当前值开始继续计测。累计定时器需要通过复位指令（RST）复位当前值和关闭触点。14一、FX5UPLC的编程资源编程元件-计数器（C）/长计数器（LC）计数器（C）:用于累计计数输入端接收到的由断开到接通的脉冲个数，其计数值由指令设置。计数器的当前值是16位或32位有符号整数，用于存储累计的脉冲个数，当计数器的当前值等于设定值时，计数器的触点动作。每个计数器提供的常开触点和常闭触点有无限个。即使将计数器线圈的输入置为OFF，计数器的当前值也不会被清除。计数器有16位保持的计数器（C）和32位保持的超长计数器（LC）；其中计数器（C）1点使用1字，可计数范围为0～32767；超长计数器（LC）1点使用2字，可计数范围为0～4294967295。15一、FX5UPLC的编程资源编程元件-数据寄存器（D）在进行输入输出处理、模拟量控制、位置控制时，需要涉及许多变量或数据，这些变量或数据由数据寄存器（D）来存储。FX系列PLC数据寄存器均为16位的寄存器（单字），可存放16位二进制数，最高位为符号位；也可以用两个数据寄存器合并起来存放32位数据（双字），最高位仍为符号位。16一、FX5UPLC的编程资源编程元件-特殊继电器（SM）特殊继电器（SM）:是PLC内部确定的、具有特殊功能的继电器，用于存储PLC系统状态、控制参数和信息。17一、FX5UPLC的编程资源编程元件-特殊寄存器（SD）18一、FX5UPLC的编程资源编程元件-常数（K/H/E）常数也可作为编程元件对待，它在存储器中占有一定的空间，10进制常数用K表示，如10进制常数20在程序中表示为K20；16进制常数用H表示，如20用16进制来表示为H14；在程序中表示实数，用E来表示，例如E1.667。19一、FX5UPLC的编程资源标签及数据类型标签是指在输入输出数据及内部处理中指定了任意字符串的变量。编程中如果使用标签，则在创建程序时无需考虑软元件和缓冲存储器的容量。通过在程序中使用标签，可以提高程序的可读性，将程序简单地转变至模块并配置在不同的系统中。标签可分为全局标签和局部标签。全局标签可以在工程内的所有程序中使用，需要设置标签名、分类、数据类型及软元件的关联；局部标签只能在程序部件中使用，需要设置标签名、分类与数据类型。标签的分类可显示标签在哪个程序部件中以及怎样使用用E来表示。20一、FX5UPLC的编程资源标签及数据类型基本数据类型属性21一、FX5UPLC的编程资源标签及数据类型定时器与计数器数据类型属性22一、FX5UPLC的编程资源标签及数据类型结构体数据类型结构体是包含一个以上标签的数据类型，可以在所有的程序部件中使用。包含在结构体中的各个构件（标签）即使数据类型不同也可以定义，例如前面述及的定时器类型、累计定时器类型、计数器类型、长计数器类型都属于结构体类型，标签中有触点、当前值等。23一、FX5UPLC的编程资源标签及数据类型数组数据类型数组是将相同数据类型的标签的连续集合体用一个名称表示，可以将基本数据类型、结构体及功能块作为数组进行定义。24二、PLC的编程语言编程语言类型

PLC程序是设计人员根据控制系统的实际控制要求，通过PLC的编程语言进行编制的。根据国际电工委员会制定的工业控制编程语言标准（IEC1131-3），PLC的编程语言有以下五种，分别为梯形图（LadderDiagram，LD）、语句表（InstructionList，IL）、顺序功能图（SequentialFunctionChart，SFC）、功能块图（FunctionBlockDiagram，FBD）及结构化文本（StructuredText，ST）。25二、PLC的编程语言梯形图（LD）最常用的编程语言，由触点、线圈和指令框组成，它是与继电-接触器线路类似的一种图形化的编程语言。26二、PLC的编程语言梯形图（LD）在梯形图编程时，只有一个回路编制完整后才能继续后面的程序编制，从左至右、从上至下，左侧总是安排输入触点，并且把并联触点多的支路靠近左侧，输入触点不论是外部的按钮、开关，还是继电器触点，在图形符号上只用动合触点和动断触点两种方式标示，而不计及其物理属性，输出线圈用圆圈标示。27二、PLC的编程语言功能块图（FBD）与梯形图一样，FBD也是一种图形化编程语言，是与数字逻辑电路类似的一种PLC编程语言。采用功能块图的形式来表示模块所具有的功能，不同的功能模块具有不同的功能。基本沿用了半导体逻辑电路的逻辑方块图，有数字电路基础的技术人员很容易上手和掌握编程语言。28二、PLC的编程语言结构化文本（ST）结构化文本（Structuredtext，ST）编程语言是一种具有与C语言等高级语言相似的语法结构的文本形式的编程语言，不仅可以完成PLC典型应用（如输入/输出、定时、计数等），还可以具有循环、选择、数组、高级函数等高级语言的特性。ST非常适合于复杂的运算功能、数学函数、数据处理和管理以及过程优化等，是今后PLC编程语言的趋势。29三、简单逻辑控制指令概述编写程序时用到的最基础的触点指令、输出指令及组合逻辑指令等，称为顺控指令。顺控指令是专门为逻辑控制设计的指令，这类指令能够清晰、直观的表达触点及线圈之间的连接关系，可以方便的使用顺控程序指令进行简单逻辑控制程序的编写。30三、简单逻辑控制指令触点及线圈输出指令运算开始串联连接并联连接输出线圈31三、简单逻辑控制指令触点及线圈输出指令指令应用示例：指令运行逻辑分析：32三、简单逻辑控制指令触点及线圈输出指令脉冲运算开始串联连接并联连接33三、简单逻辑控制指令触点及线圈输出指令指令运行逻辑分析：34三、简单逻辑控制指令触点及线圈输出指令脉冲否定运算开始脉冲否定串联连接脉冲否定并联连接35三、简单逻辑控制指令触点及线圈输出指令指令运行状态：36三、简单逻辑控制指令上升沿/下降沿指令示例37三、简单逻辑控制指令运算结果脉冲化指令分析：38三、简单逻辑控制指令定时器指令39三、简单逻辑控制指令示例1示例2定时器指令40三、简单逻辑控制指令计数器指令41三、简单逻辑控制指令示例计数器指令42三、简单逻辑控制指令示例计数器指令43三、简单逻辑控制指令练习1在按下按钮X10后，Y10变为“1”状态并保持，X11输入3个脉冲后（用C0计数）T1开始定时，5s后Y10变为“0”状态，C0被复位，在PLC运行的第一个扫描周期，C0也被复位，编写梯形图。44三、简单逻辑控制指令练习2用基本指令编写一个三地控制同一指示灯起停的控制电路。45三、简单逻辑控制指令练习3卫生间在有人使用时光电开关使X10为ON，冲水控制系统在使用者使用3s后令Y10为ON，冲水2s，使用者离开后冲水3s，设计出梯形图程序。46三、简单逻辑控制指令置位/复位指令47三、简单逻辑控制指令应用示例置位/复位指令程序分析48三、简单逻辑控制指令逻辑取反指令INV指令将执行该指令之前的运算结果取反，运算结果如果为1则将它变为0，运算结果如果为0则将它变为1。示例1示例249三、简单逻辑控制指令位元件输出取反指令示例50三、简单逻辑控制指令指令应用-闪烁电路使用特殊继电器使用定时器51三、简单逻辑控制指令指令应用-分频电路52三、简单逻辑控制指令指令应用-延时电路定时器接力定时器/计数器配合53四、GXWorks3编程软件介绍编程软件的安装54四、GXWorks3编程软件介绍55编程软件界面介绍用于显示项目名称和程序步数以菜单方式调用编程工作所需的各种命令提供常用命令的快捷按钮，便于快速调用可自动折叠（隐藏）或悬浮显示可筛选显示所创建的软元件或标签的交叉参照信息显示当前进度和其他相关信息进行程序编写、运行状态监视的工作区域以一览形式显示用于创建程序的指令或FB等，可通过拖拽方式将指令放置到作窗口进行程序编辑编程软件的应用创建模块配置图编程软件的应用参数设置编程软件的应用程序编辑编程软件的应用程序上传与下载编程软件的应用程序在线监控编程软件的应用程序输入练习编程软件的应用程序注释练习63五、逻辑控制类程序的编写与调试任务1：电机正反转控制程序设计任务目标采用PLC，实现单台电动机正-反-停控制；即：1.按动正转起动按钮时：

1)若此前电机为停止状态，则电机正转起动，并保持正转运行；2)若此前电机为反转运行，则停止电机；然后将电机切换到正转状态并保持；3)此前电机已经是正转，则转动状态不变。电机正转状态一直保持到有反转按钮或停止按钮按下为止。64五、逻辑控制类程序的编写与调试任务1：电机正反转控制程序设计任务目标2.按动反转起动按钮时：

1)若此前电机停止，则电机反转起动，并保持反转运行；2)若此前电机正转，则停止电机；然后将电机切换到反转状态并保持；3)若此前电机的状态已经是反转，则电机的转动状态不变。电机反转状态一直保持到有正转按钮或停止按钮按下为止。65五、逻辑控制类程序的编写与调试任务1：电机正反转控制程序设计任务目标3.按下停止按钮时：电机停止运行，系统停止工作。4.为避免出现电源短路情况，必须进行正反转互锁控制。66五、逻辑控制类程序的编写与调试任务1：电机正反转控制程序设计任务实施67五、逻辑控制类程序的编写与调试任务1：电机正反转控制程序设计任务实施68五、逻辑控制类程序的编写与调试任务2：小车往返控制程序设计任务目标1）小车由三相异步电动机拖动，要求在A、B两点间进行往复运动。系统示意图如图所示。2）小车的左右移动，通过拖动电动机的正反转控制实现，在行进轨道的A、B两点安装行程开关SQA、SQB进行位置检测。3）按下右行起动按钮，小车右行，到B点后立刻左行，返回到A点后再次右行；往复运行。也可左行起动。69五、逻辑控制类程序的编写与调试任务2：小车往