三菱PLC基础学习.docx

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三菱PLC基础学习

（1）三菱PLC基础学习

（2）输出接口电路的隔离方式

（3）输出接口电路的主要技术参数

a.响应时间响应时间是指PLC从ON状态转变成OFF状态或从OFF状态转变成ON状态所需要的时间。

继电器输出型响应时间平均约为10ms；晶闸管输出型响应时间为1ms以下；晶体管输出型在0.2ms以下为最快。

b.输出电流继电器输出型具有较大的输出电流，AC250V以下的电路电压可驱动纯电阻负载2A/1点、感性负载80VA以下（AC100V或AC200V）及灯负载100W以下（AC100V或200V）的负载；Y0、Y1以外每输出1点的输出电流是0.5A，但是由于温度上升的原因，每输出4合计为0.8A的电流，输出晶体管的ON电压约为1.5V，因此驱动半导体元件时，请注意元件的输入电压特性。

Y0、Y1每输出1点的输出电流是0.3A，但是对Y0、Y1使用定位指令时需要高速响应，因此使用10—100mA的输出电流；晶闸管输出电流也比较小，FX1S无晶闸管输出型。

c.开路漏电流开路漏电流是指输出处于OFF状态时，输出回路中的电流。

继电器输出型输出接点OFF是无漏电流；晶体管输出型漏电流在0.1mA以下；晶闸管较大漏电流，主要由内部RC电路引起，需在设计系统时注意。

（4）输出公共端（COM）公共端与输出各组之间形成回路，从而驱动负载。

FX1S有1点或4点一个公共端输出型，因此各公共端单元可以驱动不同电源电压系统的负载。

5．电源

PLC的电源在整个系统中起着十分重要得作用。

如果没有一个良好的、可靠得电源系统是无法正常工作的，因此PLC的制造商对电源的设计和制造也十分重视。

一般交流电压波动在+10%（+15%）范围内，可以不采取其它措施而将PLC直接连接到交流电网上去。

如FX1S额定电压AC100V—240V，而电压允许范围在AC85V—264V之间。

允许瞬时停电在10ms以下，能继续工作。

一般小型PLC的电源输出分为两部分：

一部分供PLC内部电路工作；一部分向外提供给现场传感器等的工作电源。

因此PLC对电源的基本要求：

1）能有效地控制、消除电网电源带来的各种干扰；

2）电源发生故障不会导致其它部分产生故障；

3）允许较宽的电压范围；

4）电源本身的功耗低，发热量小；

5）内部电源与外部电源完全隔离；

6）有较强的自保护功能。

一、PLC的工作原理

由于PLC以微处理器为核心，故具有微机的许多特点，但它的工作方式却与微机有很大不同。

微机一般采用等待命令的工作方式，如常见的键盘扫描方式或I/O扫描方，若有键按下或有I/O变化，则转入相应的子程序，若无则继续扫描等待。

PLC则是采用循环扫描的工作方式。

对每个程序，CPU从第一条指令开始执行，按指令步序号做周期性的程序循环扫描，如果无跳转指令，则从第一条指令开始逐条执行用户程序，直至遇到结束符后又返回第一条指令，如此周而复始不断循环，每一个循环称为一个扫描周期。

扫描周期的长短主要取决于以下几个因素：

一是CPU执行指令的速度；二是执行每条指令占用的时间；三是程序中指令条数的多少。

一个扫描周期主要可分为3个阶段。

1．输入刷新阶段

在输入刷新阶段，CPU扫描全部输入端口，读取其状态并写入输入状态寄存器。

完成输入端刷新工作后，将关闭输入端口，转入程序执行阶段。

在程序执行期间即使输入端状态发生变化，输入状态寄存器的内容也不会改变，而这些变化必须等到下一工作周期的输入刷新阶段才能被读入。

2．程序执行阶段

在程序执行阶段，根据用户输入的控制程序，从第一条开始逐步执行，并将相应的逻辑运算结果存入对应的内部辅助寄存器和输出状态寄存器。

当最后一条控制程序执行完毕后，即转入输入刷新阶段。

3．输出刷新阶段

当所有指令执行完毕后，将输出状态寄存器中的内容，依次送到输出锁存电路（输出映像寄存器），并通过一定输出方式输出，驱动外部相应执行元件工作，这才形成PLC的实际输出。

由此可见，输入刷新、程序执行和输出刷新三个阶段构成PLC一个工作周期，由此循环往复，因此称为循环扫描工作方式。

由于输入刷新阶段是紧接输出刷新阶段后马上进行的，所以亦将这两个阶段统称为I/O刷新阶段。

实际上，除了执行程序和I/O刷新外，PLC还要进行各种错误检测（自诊断功能）并与编程工具通讯，这些操作统称为“监视服务”，一般在程序执行之后进行。

综上述，PLC的扫描工作过程如图1—4所示。

显然扫描周期的长短主要取决于程序的长短。

扫描周期越长，响应速度越慢。

由于每个扫描周期只进行一次I/O刷新，即每一个扫描周期PLC只对输入、输出状态寄存器更新一次，所以系统存在输入输出滞后现象，这在一定程度上降低了系统的响应速度。

但是由于其对I/O的变化每个周期只输出刷新一次，并且只对有变化的进行刷新，这对一般的开关量控制系统来说是完全允许的，不但不会造成影响，还会提高抗干扰能力。

这是因为输入采样阶段仅在输入刷新阶段进行，PLC在一个工作周期的大部分时间是与外设隔离的，而工业现场的干扰常常是脉冲、短时间的，误动作将大大减小。

但是在快速响应系统中就会造成响应滞后现象，这个一般PLC都会采取高速模块。

总之，PLC采用扫描的工作方式，是区别于其他设备的最大特点之一，我们在学习和使用PLC当中都应加强注意。

第二节FX1S的性能指标

Fx系列PLC个部分含义：

若特殊品种缺省，通常指AC电源、DC输入、横式端子排，其中继电器输出：

2A/1点；晶体管输出：

0。

5A/1点；晶闸管输出：

0。

3A/1点。

例如FX2N---40MRD，其参数含义为三菱FX2NPLC，有40个I/O点的基本单元，继电器输出型，使用DC24V电源。

FX1s性能规格：

项目

规格

备注

运转控制方法

通过储存的程序周期运转

I/O控制方法

批次处理方法（当执行END指令时）

I/O指令可以刷新

运转处理方法

基本指令：

0.55至0.7μs

应用指令：

3.7至几百μs

编程语言

逻辑梯形图和指令清单

使用步进梯形图能生成SFC类型程序

程式容量

内置2K步EEPROM

存储盒（FX1n－EEPROM－8L）可选　

指令数目

基本顺序指令：

步进梯形指令：

应用指令：

最大可用167条应用指令，包括所有的变化

I/O配置

最大总I/O由主处理单元设置

辅助继电器

（M线圈）

一般

384点

M0到M383

锁定

128点（子系统）

M384至M511

特殊

256点

M8000至8255

状态继电器

（S线圈）

一般

128点

S0至S127

初始

10点（子系统）

S0至S9

定时器（T）

100毫秒

范围：

0至3276.7秒63点

T0至T55

10毫秒

范围：

0至3276.7秒31点

当特殊M线圈工作时T32到T62

1毫秒

范围：

0.001至32.767秒1点

T163

计数器（C）

一般

范围：

1至32767数16点

C0至C15

类型：

16位增计数器

锁定

范围：

1至32767数16点

C16至C31

类型：

16位增计数器

高速计数器（C）

单相

范围：

-2147483648+2147483648数

Fxo:

选择多达4个单相计数器，组合计数频率不

大于5KHz.或选择一个比相或A/B相计数器,组合

计数频率不大于2KHz.

FXos:

当使用多个单相计数器时,频率和必须不

大于14KHz.只允许单.双相高速计数器同时使

用。

当使用双相计数器时,最大遍数速度必须不

大于14KHz，计算为（遍数边数为5时，2ph计数

器速度）+1ph计数器速度。

C235至C238

4点（注意C235被锁定）

单相c/w起始

停止输入

C241（锁定上）C242和C244（锁定）3点

双相

C241、C247和C249（都锁定）3点

A/B相

C251、C252和C254（都锁定）3点

数据寄存器（D）

一般

128点

D0至D127

类型：

32位元件的16位数据存储寄存器

锁定

128点

D128至255

类型：

32位元件的16位数据存储寄存器

外部调节

范围：

0至255　2点　

通过外部设置电位计间接输入D8013

或D8030&D803114数据

特殊

256点（包含D8030，D8031）

从D8000至D8255

类型：

16位数据存储寄存器

变址

16点

V和Z

类型：

16位数据存储寄存器

指标（P）

用于CALL

64点

N0至P63

用于中断

6点

100*至130*

（上升触发*＝1，下降触发*＝0）

嵌套层次

用于MC和MRC时8点

N0至N7

常数

十进位K

16位：

-32768至32768

32位：

-2147483648至+2147483647　

十六进位H

16位：

0000至FFFF

32位：

00000000至FFFFFFFF　

习题：

1．可编程序控制器的定义是什么？

2．可编程序控制器有哪些主要特点？

3．可编程序控制器的主要功能有哪些？

4．可编程序控制器由哪几部分组成？

各有什么作用？

5．PLC的工作方式是什么？

说明工作原理。

第二章FX1S的软元件及其编程软件

第一节FX1S的软元件地址号、错误代码介绍

一、FX1s可编程控制器一般软元件的种类和编号如下所示，因为和其他FX系列可编程控制器的内容不同，请注意区别：

FX1s-10M

FX1s-14M

FX1s-20M

FX1s-30M

输入继电器

X000~X005

6点

X000~X007

8点

X000~X013

12点

X000~X017

16点

输出继电器

Y000~Y003

4点

Y000~Y005

6点

Y000~Y007

8点

Y000~Y015

14点

辅助继电器

M0~M383

384点

一般用

【M384~M511】

128点保持用

M8000~M8255

256点※1

特殊用

状态

S0~S127

128点保持用

【S0~S127】

128点

保持用

初始化用S0~S9

原点回归用S10~S127

定时器

T0~T31

32点100ms

T32~T62

31点10ms

M8028置ON

【T63】

1点

1ms累计

内置电位器2点

VR1：

D8030

VR2：

D8031

计数器C

16位增量记数

32位高速可逆计数器最大6点

C0~C15

16点

一般用

[C16~C31]

16点

保持用

[C235~C245]

单相单输入

[C246~C250]

单相双输入

[C251~C255]

双相输入

数据寄存器

D，V，Z

D0~D127

128点

一般用

[D128~D255]

保持用

[D1000~D2499]

1500点

文件专用

文件用

参数设定，可设

定为文件寄存器

D8000~D82455

256点※1

特殊用

V0~V7

Z0~Z7

16点

变址用

嵌套指针

N0~N7

8点

主控用

P0~P63

64点

跳转指令、子程序用跳转

地址指针

100※~105※

6点

输入中断用指针

常数

16位-32768~32767

32位-2147483648~2147483647

16位0~FFFFH

32位0~FFFFFFFH

【】内的软元件是停电保持区域（keepArea）,保持区域的范围是不能变更的。

注记：

※1.对应功能请参照特殊软元件编号一览表。

为了能可靠保持，可编程控制器连续通电时间必须在5分钟以上。

二、特殊软元件，FX1s可编程控制器特殊软元件的种类及其功能如下：

如[M][D]这样有[]括起的软元件和未使用的软元件，或没有记载的未定义的软元件，请不要对它们进行程序驱动或数据写入。

*1：

RUN——STOP时清除；*2：

STOP——RUN时清除；*3：

停电保持；*4：

END指令结束处理；*5：

22（FX1s）100（版本号1。

00）；*6：

0002=2K步；*7：

02H=存储盒（PROTECTOFF）0AH=存储盒（PROTECTON）10H=可编程序控制器内置EEPROM存贮器；*8：

M8062除外；*9：

用公历的后二位表示，也可以切换成公历四位表示，当用四位表示时可表示从1980—2079年为止；*10：

适用于RS、ASCI、HEX、CCD指令。

PC状态:

编号

名称

备注

编号

名称

备注

[M8000]

RUN监控

RUN时常闭

D8000

监视定时器

初期值200ms

[M8001]

RUN监控

RUN时常开

[D]8001

PC类型和版本

[M8002]

初始化脉冲

RUN后输出一个扫描周期的ON

[D]8002

存储器容量

[M]8003

初始化脉冲

RUN后输出一个扫描周期的OFF

[D]8003

存储器种类

[M]8004

出错发生

M8060~M8067检知*8

[D]8004

出错特殊M的编号

M8060~M8067

[M]8005

[D]8005

[M]8006

[D]8006

[M]8007

[D]8007

[M]8008

[D]8008

[M]8009

[D]8009

时钟

编号

名称

备注

编号

名称

备注

[M]8010

以10ms为周期振荡

[D]8010

扫描时间当前值（单位0.1ms）

含恒定扫描等待时间

[M]8011

10ms时钟

以100ms为周期振荡

[D]8011

最小扫描时间（单位0.1ms）

[M]8012

100ms时钟

以1s为周期振荡

[D]8012

最大扫描时间（单位.01ms）

[M]8013

1s时钟

以1min为周期振荡

D8013

0~59秒预置值或当前值

时钟误差±45秒/月（25℃）有闰年修正.

[M]8014

1min时钟

D8014

0~59分预置值或当前值

[M]8015

计时停止和预置

D8015

0~23小时预置值或当前值

[M]8016

停止显示时间

D8016

0~31日

[M]8017

±30秒修正

D8017

0~12月预置值或当前值

[M]8018

RTC检出

常闭

D8018

公历年二位预置值或当前值表示的

[M]8019

RTC出错

D8018

星期0

（一）-6（六预置值或当前值）

D8013~D8019是停电保持.D8018（年）也可以切换成公历1980~2079的4位表示.

第二节三菱PLC编程软件简介

PLC的程序输入通过手持编程器、专用编程器或计算机完成。

手持编程器体积小，携带方便，在现场调试时优越性强，但在程序输入、阅读、分析时较繁锁；而专用编程器价格太贵，通用性差；计算机编程在教学中优势较大，且其通讯更为方便。

因此也就有了相应的计算机平台上的编程软件和专用通讯模块，在这节当中我们重点介绍三菱fx系列编程软件的使用和操作。

三菱公司fx系列plc编程软件名称为fxgpwin，我们介绍版本为SW0PC-FXGP/WIN-CVersion3.00Copyright（C）1996MITSUBISHIELECTRICCORPORATION，其具体应用说明如下：

1．Fxgpwin编程软件对FX0/FX0S、FX1S、FX1N、FX0N、FX1FX2N/FX2NC和FX（FX2/FX2C）系列三菱plc编程及其它操作。

下图为软件的文件组成：

1）进入fxgpwin的编程环境

双击桌面fxgpwin图标或按table键选择到图标fxgpwin，即可进入编程环境。

2）编程环境如下图

3）编写新程序，新建文件

出现PLC选型界面

选择好PLC型号后按确认键即可进入编辑界面，在视图中可以切换梯形图、指令表等

建立好文件后就可以在其中编写程序了。

4）程序的保存在“文件“菜单下的“另存为“下即可。

5）PLC程序上载，传入PLC。

当编辑好程序后可以就可以向PLC上载程序，方法是：

首先必须正确连接好编程电缆，其次是PLC通上电源（POWER）指示灯亮，打开菜单“PLC“——“传送“——“写出“确认。

出现程序写入步数范围选择框图，确认后即可：

6）PLC程序下载一样，在上述操作中选择“读入“，其他操作不变。

7）程序打开打开菜单“文件““打开“，出现界面，选择要打开的程序，确定即可。

8）退出主程序ALT+F4或点击文件菜单下的“退出“。

2．程序的编写

1）编程语言的选择

FXGPWIN软件提供三种编程语言，分别为梯形图、指令表、SFC状态流程图。

打开“视图“菜单，选择对应的编程语言。

2）梯形图编辑时如图

3）编写程序可通过功能栏来选择，也可以直接写指令进行程序编写。

主要是熟悉菜单下各功能子菜单。

4）梯形图编写需进行转换，在工具菜单下选择或按F4键，转换完毕即可进行上载调试，注意端口设置。

5）程序的检查

在“选项“菜单下的“程序检查“，即进入程序检查环境，可检查语法错误、双线圈、电路错误。

3．软元件的监控和强制执行

在FXGPEIN操作环境下，可以监控各软元件的状态和强制执行输出等功能。

元件监控功能界面：

强制输出功能界面：

强制ON/OFF功能界面：

主要在“监控/测试“菜单中完成。

4．其他各功能在操作过程中在帮助菜单中熟悉。

5．梯形图常用项具体操作

（1）剪切（梯形图编辑）：

[编辑（Alt+E）]-[剪切（Alt+t）]

功能：

将电路块单元剪切掉.

操作方法：

通过[编辑]-[块选择]菜单操作选择电路块.在通过[编辑]-

[剪切]菜单操作或[Ctrl]+[X]键操作,被选中的电路块被剪切掉.被剪切的数据保存在剪切板中.

警告：

如果被剪切的数据超过了剪切板的容量,剪切操作被取消.

（2）粘贴（梯形图编辑）：

[编辑（Alt+E）]-[粘贴（Alt+P）]]

功能：

粘贴电路块单元.

操作方法：

通过[编辑]-[粘贴]菜单操作,或[Ctrl]+[V]键操作,被选择

的电路块被粘贴上.被粘贴上的电路块数据来自于执行剪切或拷贝命令时存储在剪切板上的数据.

通过[编辑]-[粘贴]菜单操作或[Ctrl]+[V]键操作,被选中的电路块被粘贴.被粘贴的数据是在执行剪切或拷贝操作

时被保存在剪切板中的数据.

警告：

如果剪切板中的数据未被确认为电路块,剪切操作被禁止.

（3）拷贝（梯形图编辑）：

[编辑（Alt+E）]-[拷贝（Alt+C）]

功能：

拷贝电路块单元.

操作方法：

通过[编辑]-[块选择]菜单操作选择电路块.在通过[编辑]-[拷贝]菜单操作或[Ctrl]+[C]键操作,被选中的电路块数据被保存在剪切板中.

警告：

如果被拷贝的数据超过了剪切板的容量,拷贝操作被取消.

（4）行删除（梯形图编辑）：

[编辑（Alt+E）]-[行删除（Alt+L）]

功能：

在行单元中删除线路块.

操作方法：

通过执行[编辑]-[行删除]菜单操作或[Ctrl]+[Delete]键盘操

作,光标所在行的线路块被删除.

警告：

1.该功能在创建（更正）线路时禁用.需在完成线路变化后执行.

2.被删除的数据并未存储在剪切板中.

（5）行删除（梯形图编辑）：

[编辑（Alt+E）]-[行删除（Alt+L）]

功能：

在行单元中删除线路块.

操作方法：

通过执行[编辑]-[行删除]菜单操作或[Ctrl]+[Delete]键盘操

作,光标所在行的线路块被删除.

警告1.该功能在创建（更正）线路时禁用.需在完成线路变化后执行.

2．被删除的数据并未存储在剪切板中.

（6）删除（梯形图编辑）：

[编辑（Alt+E）]-[删除（Alt+D）]

功能：

删除电路符号或电路块单元.

操作方法：

通过进行[编辑]-[删除]菜单操作或[Delete]键操作删除光标所在处的电路符号欲执行修改操作,首先通过执行[编辑]-[块选择]菜单操作选择电路块.在通过[编辑]-[删除]菜单操作或[Delete]键操作,被选单元被删除。

警告1。

被删除的数据并不在剪切板中。

（7）行插入（梯形图编辑）：

[编辑（Alt+E）]-[行插入（Alt+I）]

功能：

插入一行.

操作方法：

通过执行[编辑]-[行插入]菜单操作,在光标位置上插入一行.

（8）触点

[工具（Alt+T）]-[触点（Alt+n）]-[-||-...]

[工具（Alt+T）]-[触点（Alt+n）]-[-|/|-...]

[工具（Alt+T）]-[触点（Alt+n）]-[-|P|-...]

[工具（Alt+T）]-[触点（Alt+n）]-[-|F|-...]

功能：

输入电路符号中的触点符号.

操作方法：

在执行[工具]-[触点]-[-||-]菜单操作时,选中一个触点符号,显示元件输入对话框.执行[工具]-[触点]-[-|/|-]菜单操作选中B触点.执行[工具]-[触点]-[-|P|-]菜单操作选择脉冲触点符号,或执行[工具]-[触点]-[-|F|-]菜单操作选择下降沿触发触点符号.在元件输入栏中输入元件,按[Enter]键或确认按钮后,光标所在处的便有一个元件被登录.若点击参照按钮,则显示元件说明对话框,可完成更多的设置.

（9）线圈

[工具（Alt+T）]-[线圈（Alt+o）]

功能：

在电路符号中输入输出线圈.

操作方法：

在进行[工具]-[线圈]菜单操作时,元件输入对话框被显示t.在输入栏中输入元件,按[Enter]键或确认按钮,于是光标所在地的输出线圈符号被登录.点击参照按钮显示元件说明对话框,可进行进一步的特殊设置.

（10）功能指令线圈：

[工具（Alt+T）]-[功能]

功能：

输入功能线圈命令等.

操作方法：

在执行[工具]-[功能]菜单操作时,命令输入对话框显出.在输入栏中输入元件,按[Enter]键或确认按钮,光标所在地的应用

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