三菱PLC编程及指令详解.docx

1、三菱PLC编程及指令详解三菱PLC编程及指令详解1 三菱PLC 编程及指令详解 三菱PLC 编程 第一部分 软元件的功能与代号 一、输入继电器(X) 输入继电器与输入端相连，它是专门用来接受PLC 外部开关信号的元件。PLC 通过输入接口将外部输入信号状态(接通时为“1”，断开时为“0”)读入并存 储在输入映象寄存器中。如图3-2 所示为输入继电器X1 的等效电路。 输入继电器必须由外部信号驱动，不能用程序驱动，所以在程序中不可能出 现其线圈。由于输入继电器(X)为输入映象寄存器中的状态，所以其触点的使 用次数不限。 FX 系列PLC 的输入继电器以八进制进行编号，FX2N 输入继电器的编号范

2、围为 X000X267(184 点)。注意，基本单元输入继电器的编号是固定的，扩展单元 和扩展模块是按与基本单元最靠近开始，顺序进行编号。例如:基本单元FX2N-64M 的输入继电器编号为X000X037(32 点)，如果接有扩展单元或扩展模块，则扩 展的输入继电器从X040 开始编号。 二、输出继电器(Y) 输出继电器是用来将PLC 内部信号 输出传送给外部负载(用户输出设备)。 输出继电器线圈是由PLC 内部程序的指 令驱动，其线圈状态传送给输出单元， 2 再由输出单元对应的硬触点来驱动外部负载。如图3-3 所示为输出继电器,的 等效电路。 图3-3 输出继电器的等效电路 每个输出继电器在

3、输出单元中都对应有维一一个常开硬触点，但在程序中供编 程的输出继电器，不管是常开还是常闭触点，都可以无数次使用。 FX 系列PLC 的输出继电器也是八进制编号其中FX2N 编号范围为Y000Y267(184 点)。与输入继电器一样，基本单元的输出继电器编号是固定的，扩展单元和扩 展模块的编号也是按与基本单元最靠近开始，顺序进行编号。 在实际使用中，输入、输出继电器的数量，要看具体系统的配置情况。 三、通用辅助继电器(M0,M499) FX2N 系列共有500 点通用辅助继电器。通用辅助继电器在PLC 运行时，如 果电源突然断电，则全部线圈均OFF。当电源再次接通时，除了因外部输入信号 而变为O

4、N 的以外，其余的仍将保持OFF 状态，它们没有断电保护功能。通用辅 助继电器常在逻辑运算中作为辅助运算、状态暂存、移位等。 根据需要可通过程序设定，将M0,M499 变为断电保持辅助继电器。 四、断电保持辅助继电器(M500,M3071) FX2N 系列有M500,M3071 共2572 个断 电保持辅助继电器。它与普通辅助继电器不 同的是具有断电保护功能，即能记忆电源中 断瞬时的状态，并在重新通电后再现其状 态。它之所以能在电源断电时保持其原有的 状态，是因为电源中断时用PLC 中的锂电池 保持它们映像寄存器中的内容。其中M500, M1023 可由软件将其设定为通用辅助继电 器。 下面通

5、过小车往复运动控制来说明断 电保持辅助继电器的应用，如图3-4 所示。 图3-4 断电保持辅助继电器的作用 小车的正反向运动中，用M600、 M601 控制输出继电器驱动小车运动。X1、X0 3 为限位输入信号。运行的过程是 X0= ON?M600=ON?Y0=ON?小车右行?停电? 小车中途停止?上电(M600=ON?Y0=ON)再右行?X1=ON?M600=OFF、M601=ON ?Y1=ON(左行)。可见由于M600 和M601 具有断电保持，所以在小车中途因停 电停止后，一旦电源恢复，M600 或M601 仍记忆原来的状态，将由它们控制相应 输出继电器，小车继续原方向运动。若不用断电保

6、护辅助继电器当小车中途断电 后，再次得电小车也不能运动。 五、特殊辅助继电器 PLC 内有大量的特殊辅助继电器，它们都有各自的特殊功能。FX2N 系列中有 256 个特殊辅助继电器，可分成触点型和线圈型两大类 (1)触点型 其线圈由PLC 自动驱动，用户只可使用其触点。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。 M8000、M8

7、002、M8012 的波形图 如图2 所示。 图2 M8000、M8002、M8012 波形图 (2)线圈型 由用户程序驱动线圈后PLC 执行特定的动作。例如: 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。 六、状态器(S) 4 状态器用来纪录系统运行中的状态。是编制顺序控制程序的重要编程元件， 它与后述的步进顺控指令STL 配合应用。 如图3-6 所示，我们用机械手动作简单介绍状态器S 的作用。当启动信号 X0 有效时

8、，机械手下降，到下降限位X1 开始夹紧工件，加紧到位信号X2 为ON 时，机械手上升到上限X3 则停止。整个过程可分为三步，每一步都用一个状态 器S20、S21、S22 记录。每个状态器都有各自的置位和复位信号(如S21 由X1 置位，X2 复位)，并有各自要做的操作(驱动Y0、Y1、Y2)。从启动开始由上 至下随着状态动作的转移，下一状态动作则上面状态自动返回原状。这样使每一 步的工作互不干扰，不必考虑不同步之间元件的互锁，使设计清晰简洁。 状态器有五种类型:初始状态器S0,S9 共10 点;回零状态器S10,S19 共 10 点;通用状态器S20,S499 共480 点;具有状态断电保持的

9、状态器有S500, S899，共400 点;供报警用的状态器(可用作外部故障诊断输出)S900,S999 共100 点。 在使用用状态器时应注意: 1)状态器与辅助继电器一样有无数的常开和常闭触点; 2)状态器不与步进顺控指令STL 配合使用时，可作为辅助继电器M 使用; 3)FX2N 系列 PLC 可通过程序设定将 S0,S499 设置为有断电保持功 能的状态器。 七、定时器(T) PLC 中的定时器(T)相当于继电器控制系统中的通电型时间继电器。它可 以提供无限对常开常闭延时触点。定时器中有一个设定值寄存器(一个字长)， 一个当前值寄存器(一个字长)和一个用来存储其输出触点的映象寄存器(一

10、个 二进制位)，这三个量使用同一地址编号。但使用场合不一样，意义也不同。 FX2N 系列中定时器时可分为通用定时器、积算定时器二种。它们是通过对 一定周期的时钟脉冲的进行累计而实现定时的，时钟脉冲有周期为1ms、10ms、 100ms 三种，当所计数达到设定值时触点动作。设定值可用常数K 或数据寄存器 D 的内容来设置。 1(通用定时器 5 通用定时器的特点是不具备断电的保持功能，即当输入电路断开或停电时定 时器复位。通用定时器有100ms 和10ms 通用定时器两种。 (1)100ms 通用定时器(T0,T199) 共200 点，其中T192,T199 为子程 序和中断服务程序专用定时器。这

11、类定时器是对100ms 时钟累积计数，设定值为 1,32767，所以其定时范围为 0.1,3276.7s。 (2)10ms 通用定时器 (T200,T245) 共46 点。这类 定时器是对10ms 时钟累积计数， 设定值为1,32767，所以其定时 范围为0.01,327.67s。 下面举例说明通用定时器的 工作原理。如图1 所示，当输入 X0 接通时，定时器T200 从0 开始 对10ms 时钟脉冲进行累积计数， 当计数值与设定值K123 相等时， 定时器的常开接通Y0，经过的时 间为1230.01s=1.23s。当X0 断开后定时器复位，计数值变为 0，其常开触点断开，Y0 也随之 OFF

12、。若外部电源断电，定时器也 将复位。 图1 通用定时器工作原理 2(积算定时器 积算定时器具有计数累积的功能。在定时过程中如果断电或定时器线圈OFF， 积算定时器将保持当前的计数值(当前值)，通电或定时器线圈ON 后继续累积， 即其当前值具有保持功能，只有将积算定时器复位，当前值才变为0。 6 (1)1ms 积算定时器(T246,T249) 共4 点，是对1ms 时钟脉冲进行累 积计数的，定时的时间范围为0.001,32.767s。 (2)100ms 积算定时器(T250, T255)共6 点，是对100ms 时钟脉冲进 行累积计数的定时的时间范围为 0.1,3276.7s。 以下举例说明积算

13、定时器的工作 原理。如图2 所示，当X0 接通时，T253 当前值计数数器开始累积100ms 的时 钟脉冲的个数。当X0 经t0 后断开，而 T253 尚未计数到设定值K345，其计数 的当前值保留。当X0 再次接通，T253 从保留的当前值开始继续累积，经过 t1 时间，当前值达到K345 时，定时器 的触点动作。累积的时间为 t0+t1=0.1345=34.5s。当复位输入 X1 接通时，定时器才复位，当前值变 为0，触点也跟随复位。 图2 积算定时器工作原理 八、辅助继电器(M) 辅助继电器是PLC 中数量最多的一种继电器，一般的辅助继电器与继电器控 制系统中的中间继电器相似。 辅助继电

14、器不能直接驱动外部负载，负载只能由输出继电器的外部触点驱 动。辅助继电器的常开与常闭触点在PLC 内部编程时可无限次使用。 辅助继电器采用M 与十进制数共同组成编号(只有输入输出继电器才 用八进制数)。 九、数据寄存器(D) PLC 在进行输入输出处理、模拟量控制、位置控制时，需要许多数据寄存器 存储数据和参数。数据寄存器为16 位，最高位为符号位。可用两个数据寄存器 来存储32 位数据，最高位仍为符号位。数据寄存器有以下几种类型: 1(通用数据寄存器(D0,D199) 7 共200 点。当M8033 为ON 时，D0,D199 有断电保护功能;当M8033 为OFF 时则它们无断电保护，这种

15、情况PLC 由RUN ?STOP 或停电时，数据全部清零。 2.断电保持数据寄存器(D200,D7999) 共7800 点，其中D200,D511(共12 点)有断电保持功能，可以利用外部 设备的参数设定改变通用数据寄存器与有断电保持功能数据寄存器的分配; D490,D509 供通信用;D512,D7999 的断电保持功能不能用软件改变，但可用指 令清除它们的内容。根据参数设定可以将D1000 以上做为文件寄存器。 3.特殊数据寄存器(D8000,D8255) 共256 点。特殊数据寄存器的作用是用来监控PLC 的运行状态。如扫描时间、 电池电压等。未加定义的特殊数据寄存器，用户不能使用。具体

16、可参见用户手 册。 4.变址寄存器(V/Z) FX2N 系列PLC 有V0,V7 和Z0,Z7 共16 个变址寄存器，它们都是16 位的 寄存器。变址寄存器V/Z 实际上是一种特殊用途的数据寄存器，其作用相当于微 机中的变址寄存器变，用于改变元件的编号(变址)，例如V0=5，则执行D20V0 时，被执行的编号为D25(D20+5)。变址寄存器可以象其它数据寄存器一样进 行读写，需要进行32 位操作时，可将V、Z 串联使用(Z 为低位，V 为高位)。 十、计数器(C) FX2N 系列计数器分为内部计数器 和高速计数器两类。 1(内部计数器 内部计数器是在执行扫描操作时 对内部信号(如X、Y、M、

17、S、T 等)进 行计数。内部输入信号的接通和断开时 间应比PLC 的扫描周期稍长。 (1)16 位增计数器(C0, C199) 共200 点，其中C0,C99 为通 用型，C100,C199 共100 点为断电保 8 持型(断电保持型即断电后能保持当前值待通电后继续计数)。这类计数器为递 加计数，应用前先对其设置一设定值，当输入信号(上升沿)个数累加到设定值 时，计数器动作，其常开触点闭合、常闭触点断开。计数器的设定值为1,32767 (16 位二进制)，设定值除了用常数K 设定外，还可间接通过指定数据寄存器 设定。 下面举例说明通用型16 位增计数器的工作原理。如图1 所示，X10 为复位

18、信号，当X10 为ON 时C0 复位。X11 是计数输入，每当X11 接通一次计数器当前 值增加1(注意X10 断开，计数器不会复位)。当计数器计数当前值为设定值10 时，计数器C0 的输出触点动作，Y0 被接通。此后既使输入X11 再接通，计数器 的当前值也保持不变。当复位输入X10 接通时，执行RST 复位指令，计数器复位， 输出触点也复位，Y0 被断开。 图 3-9 通用型16 位增计数器 (2)32 位增/减计数器(C200,C234) 共有35 点32 位加/减计数器，其 中C200,C219(共20 点)为通用型，C220,C234(共15 点)为断电保持型。 这类计数器与16 位

19、增计数器除位数不同外，还在于它能通过控制实现加/减双向 计数。设定值范围均为-214783648,-+214783647(32 位)。 C200,C234 是增计数还是减计数，分别由特殊辅助继电器M8200,M8234 设 定。对应的特殊辅助继电器被置为ON 时为减计数，置为OFF 时为增计数。 计数器的设定值与16 位计数器一样，可直接用常数K 或间接用数据寄存器 D 的内容作为设定值。在间接设定时，要用编号紧连在一起的两个数据计数器。 如图2 所示，X10 用来控制M8200，X10 闭合 时为减计数方式。X12 为计数输入，C200 的设定 值为5(可正、可负)。设C200 置为增计数方

20、式 (M8200 为OFF)，当X12 计数输入累加由4?5 时，计数器的输出触点动作。当前值大于5 时计 数器仍为ON 状态。只有当前值由5?4 时，计数 器才变为OFF。只要当前值小于4，则输出则保持 为OFF 状态。复位输入X11 接通时，计数器的当 前值为0，输出触点也随之复位。 图2 32 位增/减计数器 2(高速计数器(C235,C255) 9 高速计数器与内部计数器相比除允许输入频率高之外，应用也更为灵活，高 速计数器均有断电保持功能，通过参数设定也可变成非断电保持。FX2N 有C235, C255 共21 点高速计数器。适合用来做为高速计数器输入的PLC 输入端口有X0, X7

21、。X0,X7 不能重复使用，即某一个输入端已被某个高速计数器占用，它就不 能再用于其它高速计数器，也不能用做它用。各高速计数器对应的输入端如表1 所示。 高速计数器可分为四类: (1)单相单计数输入高速计数器(C235,C245) 其触点动作与32 位增/ 减计数器相同，可进行增或减计数(取决于M8235,M8245 的状态)。 如图3a 所示为无启动/复位端单相单计数输入高速计数器的应用。当X10 断开，M8235 为OFF，此时C235 为增计数方式(反之为减计数)。由X12 选中 C235，从表1 中可知其输入信号来自于X0，C235 对X0 信号增计数，当前值达 到1234 时，C23

22、5 常开接通，Y0 得电。X11 为复位信号，当X11 接通时，C235 复位。 如图3 b 所示为带启动/复位端单相单计数输入高速计数器的应用。由表3 4 可知，X1 和X6 分别为复位输入端和启动输入端。利用X10 通过M8244 可设定 其增/减计数方式。当X12 为接通，且X6 也接通时，则开始计数，计数的输入信 号来自于X0，C244 的设定值由D0 和D1 指定。除了可用X1 立即复位外，也可用 梯形图中的X11 复位。 图3 单相单计数输入高速计数器 a)无启动/复位端 b) 带启动/复位端 10 表1 高速计数器简表 输入 计数器 X0 X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7

23、 单相 单计 数输 入 C235 U/D C236 U/D C237 U/D C238 U/D C239 U/D C240 U/D C241 U/D R C242 U/D R C243 U/D R C244 U/D R TOP 十一、常数(K、H) K 是表示十进制整数的符号，主要用来指定定时器或计数器的设定值及应用 功能指令操作数中的数值;H 是表示十六进制数，主要用来表示应用功能指令的 操作数值。 例如20 用十进制表示为K20，用十六进制则表示为H14。 十二、PLC 指针(P、I) 在FX 系列中，指针用来指示分支指令的跳转目标和中断程序的入口标号。 分为分支用指针、输入中断指针及定时

24、中断指针和记数中断指针。 1.分支用指针(P0,P127) FX2N 有P0,P127 共128 点分支用指针。分支指针用来指示跳转指令(CJ) 的跳转目标或子程序调用指令(CALL)调用子程序的入口地址。 11 如图3-14 所示，当X1 常开接通时，执行跳 转指令CJ P0，PLC 跳到标号为P0 处之后的程序 去执行。 2.中断指针(I0?,I8?) 中断指针是用来指示某一中断程序的入口位 置。执行中断后遇到IRET(中断返回)指令，则 返回主程序。中断用指针有以下三种类型: (1)输入中断用指针(I00?,I50?) 共 6 点，它是用来指示由特定输入端的输入信号而产生中断的中断服务程

25、序的入口 位置，这类中断不受PLC 扫描周期的影响，可以及时处理外界信息。输入中断用 指针的编号格式如下: 例如:I101 为当输入X1 从OFF?ON 变化时，执行以I101 为标号后面的中 断程序，并根据IRET 指令返回。 (2)定时器中断用指针(I6?,I8?) 共3 点，是用来指示周期定 时中断的中断服务程序的入口位置，这类中断的作用是PLC 以指定的周期定时执 行中断服务程序，定时循环处理某些任务。处理的时间也不受PLC 扫描周期的限 制。?表示定时范围，可在10,99ms 中选取。 (3)计数器中断用指针(I010,I060) 共 6 点，它们用在 PLC 内 置的高速计数器中。

26、根据高速计数器的计数当前值与计数设定值之关系确定是否 执行中断服务程序。它常用于利用高速计数器优先处理计数结果的场合。 十三、FX 系列中几种常用型号PLC 的编程元件及编号 不同厂家、不同系列的PLC，其内部软继电器(编程元件)的功能和编号也 不相同，因此用户在编制程序时，必须熟悉所选用PLC 的每条指令涉及编程元件 的功能和编号。 12 FX 系列中几种常用型号PLC 的编程元件及编号如表所示。FX 系列PLC 编程元件的编号由字母和数字 组成，其中输入继电器和输出继电器用八进制数字编号，其它均采用十进制数字编号。为了能全面了解FX 系列PLC 的内部软继电器，下表以FX2N 为背景进行介

27、绍的。 表二 FX 系列PLC 的内部软继电器及编号 PLC 型号 编程元件种类 FX0S FX1S FX0N FX1N FX2N (FX2NC) 输入继电器X (按8 进制编号) X0,X17 (不可扩展) X0,X17 (不可扩 展) X0,X43 (可扩展) X0,X43 (可扩展) X0,X77 (可扩展) 输出继电器Y (按8 进制编号) Y0,Y15 (不可扩展) Y0,Y15 (不可扩展) Y0,Y27 (可扩展) Y0,Y27 (可扩展) Y0,Y77 (可扩展) 辅助 继电器 M 普通用 M0,M495 M0,M383 M0,M383 M0,M383 M0,M499 保持用

28、M496,M511 M384, M511 M384, M511 M384, 1535 MM500, M3071 特殊用 M8000,M8255(具体见使用手册) 状态 寄存器 S 初始状态用 S0,S9 S0,S9 S0,S9 S0,S9 S0,S9 返回原点用 - - - - S10,S19 普通用 S10,S63 S10,S127 S10,S127 S10,S999 S20,S499 保持用 - S0,S127 S0,S127 S0,S999 S500,S899 信号报警用 - - - - S900,S999 定时器 T 100ms T0,T49 T0,T62 T0,T62 T0,T199

29、 T0,T199 10ms T24,T49 T32,T62 T32,T62 T200,T245 T200,T245 1ms - T63 - - 1ms 累积 - T63 - T246,T249 T246,T249 100ms 累积 - - - T250,T255 T250,T255 16 位增计数 (普通) C0,C13 C0,C15 C0,C15 C0,C15 C0,C99 16 位增计数 (保持) C14、C15 C16,C31 C16,C31 C16,C199 C100,C199 32 位可逆计 数(普通) - - - C200,C219 C200,C219 32 位可逆计 数(保持)

30、- - - C220,C234 C220,C234 13 计数器 C 高速计数器 C235,C255(具体见使用手册) 数据 寄存器 D 16 位普通用 D0,D29 D0,D127 D0,D127 D0,D127 D0,D199 16 位保持用 D30、D31 D128, D255 D128, D255 D128, D7999 D200D7999 16 位特殊用 D8000, D8069 D8000, D8255 D8000, D8255 D8000, D8255 D8000, D8195 16 位变址用 V Z V0,V7 Z0,Z7 V Z V0,V7 Z0,Z7 V0,V7 Z0,Z7 指针 N、P、I 嵌套用 N0,N7 N0,N7 N0,N7 N0,N7 N0,N7 跳转用 P0,P63 P0,P63 P0,P63 P0,P127 P0,P127 输入中断用 I00*,I30* I00*,I50* I00*,I30* I00*,I50* I00*,I50*