1、第5章 FX系列編程元件及指令,5.2：FX系列可編程控制器的子系列,5.3：FX系列可編程控制器的基本組成,5.4：FX系列可編程控制器的軟元件,主要內容： 1、FX系列型號概述 2、FX系列編程軟元件 3、FX系列27條基本指令 重難點： FX系列型號的含義 X Y M T C S V Z P I 軟元件 T定時器，C計數器 LD OUT AND OR 等基本指令,1 、 FX系列可編程控制器概述,1.1、 FX系列型號的含義 FX系列PLC型號名稱的含義如下：,舉例：FX2N-32MRD,（1）系列序號：0, 0S, 0N, 1, 2, 2C, 1S, 2N, 2NC 等9個序列； （2

2、）I/O總點數：10256； （3）單元類型：M為基本單元，E為I/O混合擴展單元與 擴展模塊，EX為輸入專用擴展模塊，EY為輸出專 用擴展模塊； （4）輸出形式：R為繼電器輸出，T為晶體管輸出，S為雙 向晶閘管輸出； （5）電源的形式：,1.2、 FX系列PLC的一般技術指標 FX系列PLC的一般技術指標包括基本性能指標、輸入技術指標及輸出技術指標，其具體規定如表5-1、表5-2及表5-3所示。,表5-1,FX系列PLC的基本性能指標,表5-2,FX系列PLC的輸入技術指標,表5-3,FX系列PLC的輸出技術指標,續表5-3,這本書我們一起學習FX2N系列PLC,表4-6,5.2 FX系列可

3、編程控制器的軟元件,5.2.1PLC的軟元件概述 PLC內部有許多具有不同功能的元件， 實際上這些元件是由電子電路和存儲 器組成的。,3、 M 輔助繼電器 4、 S 狀態繼電器 5、 T 定時器 6、 C 計數器 7、 D 數據寄存器 8、 V/Z 變址寄存器 9、 P/I 指針 10、K表示十進制 H表示十六進制,5.2.1FX2N的軟元件 1、 X 輸入繼電器 2、 Y 輸出繼電器,位元件，只有ON與OFF狀態,字元件，8個位組成一個字節byte，16個位組成字word，32個位組成雙字。,1、X 輸入繼電器,1、X是輸入繼電器，接受外部開關量的信號0，或1. 2、當X端子外接入的開關信號

4、為1時，X得電。 X的常開觸點閉合，常閉觸點斷開。 3、X采用八進制進行編號，X1,X2,X3-X7 X10, X11-X17 4、X只有觸點，沒有線圈。 觸點有常開和常閉觸點。 常開觸點 常閉觸點,X,PLC 外部接線圖,2、Y 輸出繼電器,1、Y是輸出繼電器, Y端口接燈泡，接觸器線圈等 2、 Y采用八進制進行編號，Y1,Y2,Y3-Y7 Y10, Y11-Y17 3、Y有觸點，有線圈，Y0的觸點受Y0的線圈控制。 觸點有常開和常閉觸點。 常開觸點 常閉觸點 4、當Y的線圈得電時，Y的觸點動作, 常開閉合。 常閉斷開。,Y,3、M 輔助繼電器（十進制編號） M是只供內部編程使用，不能直接驅

5、動負載，是內部的狀態標志。 通用輔助繼電器 M分類 鎖存輔助繼電器 特殊輔助繼電器 1）通用輔助繼電器（ M0-M499）（有線圈有觸動，觸點受線圈控制） 線圈由程序驅動，若PLC在運行中突然斷電，M的線圈與觸點 都將變為OFF。恢復供電，除因外部輸入信號接通而變為ON, 其余的都將變為OFF。即斷電不保持。 2）鎖存輔助繼電器（ M500-M3071）（有線圈有觸動，觸點受線圈控制） 即PLC斷電后再次得電，M將保持原先的狀態。,觸點利用型 M8000等（只有觸點，沒有線圈） 線圈驅動型 M8033等（只有線圈，沒有觸點）,4、S 狀態繼電器（第7章學）,5、T 定時器（十進制編號）（有線圈

6、有觸動，觸點受線圈控制） 定時器累計PLC內部的1ms，10ms，100ms等時鐘脈沖。當達到 所設定值時，線圈得電，輸出觸頭動作。,通用定時器 T0-T245 積算定時器 T246-T255,通用定時器（即斷電不保持）,100ms T0 - T199 10ms T200-T245,T0,K100,?,T201,K100,?,積算定時器（斷電保持型）,1ms T246 T249 100ms T250-T255,T0,T246,K50,K50,T252,?,?,注意：積算定時器只能用RST復位。,分類,6、 C計數器 (計數器只能用RST復位) （十進制編號） （有線圈有觸動，觸點受線圈控制）,

7、計數器對觸發信號的個數進行計數，當達到設定值是計數器線圈得電， 其常開觸電閉合，常閉觸電斷開。,內部計數器 高速計數器,16位遞加計數器 32位雙向計數器,C0-C99為通用型 C100-C199為斷電保持型,計數器,7、 D 數據寄存器 8、 V/Z 變址寄存器 9、 P/I 指針 10、 K表示十進制 H表示十六進制,5.3 基本邏輯指令及其應用,1、基本邏輯指令,2、梯形圖的基本規則,3、基本電路的編程,4、梯形圖程序設計的技巧,本章以三菱FX2N系列PLC基本邏輯指令（共27條）為例,一：PLC元件和基本指令總結 1：PLC編程的軟元件 X Y M T C S,2: 梯形圖繪圖元件,3

8、：PLC的指令分類 1）基本指令 2）步進指令 3）功能指令 4：基本指令 1） LD LDI OUT AND ANI OR ORI 2) LDP ANDP ORP LDF ANDF ORF 3) ANB ORB 4) PLS PLF 5) SET RST 6) MPS MRD MPP 7) MC MCR 8) END INV NOP,5.3 基本邏輯指令,1、邏輯取及驅動線圈指令LD/LDI/OU 邏輯取及驅動線圈指令如表5-1所示。,表5-1,邏輯取及驅動線圈指令表,2、觸點串、并聯指令AND/ANI/OR/ORI 觸點串、并聯指令如表5-2所示。,表5-2,觸點串、并聯指令表,1用法示例

9、,圖5-3 觸點串、并聯指令用法圖,如圖5-4（a）所示，OUT M1指令之后通過X1的觸點去驅動Y4，稱為連續輸出,3、電路塊連接指令ORB/ANB,表5-3,電路塊連接指令表,1用法示例 電路塊連接指令的應用如圖5-5和圖5-6所示。,圖5-5 串聯電路塊并聯,圖5-6 并聯電路塊串聯,4、脈沖輸出指令PLS/PLF 脈沖輸出指令如表5-6所示。 1用法示例 2使用注意事項,5、脈沖式觸點指令 LDP/LDF/ANDP/ANDF/ORP/ORF 脈沖式觸點指令如表5-7所示。 1用法示例 2使用注意事項,表5-7,脈沖式觸點指令表,6、多重輸出電路指令MPS/MRD/MPP 多重輸出電路指

10、令如表5-4所示。,表5-4,多重輸出指令表,1用法示例 多重輸出電路指令的應用如圖5-7和圖5-8所示。,圖5-7 簡單1層棧,2使用注意事項,圖5-8 復雜1層棧,7、主控觸點指令MC/MCR,8、置位與復位指令SET/RST 置位與復位指令如表5-5所示。,表5-5,置位與復位指令表,圖5-9 SET、RST的使用,9、邏輯運算結果取反指令INV 邏輯運算結果取反指令如表5-9所示。,表5-9,邏輯運算結果取反指令表,10、空操作和程序結束指令 NOP/END 空操作和程序結束指令如表5-10所示。 1空操作指令NOP 2程序結束指令END PLC按照循環掃描的工作方式，首先進行輸入處理

11、， 然后進行程序處理，當處理到END指令時，即進行 輸出處理。,表5-10,空操作和程序結束指令表,5.4 梯形圖的基本規則,1線圈右邊無觸點,圖5-15 線圈右邊無觸點的梯形圖,2觸點可串可并無限制 3線圈不能重復使用 4觸點水平不垂直 5觸點多上并左 6順序不同結果不同,5.3 基本電路的編程,1、電動機的起保停電路 （1）控制要求 按下起動按鈕SB1，電動機起動運行，按下停止按鈕SB2， 電動機停止運行。 （2）輸入/輸出（I/O）分配 X0：SB1 X1：SB2（常開） Y0：電動機（接觸器） （3）梯形圖方案設計,圖5-20 電動機的起保停梯形圖,優先意思是同時按下啟動與停止按鈕，啟

12、動亮就說明是啟動優先。停止反之。,2單臺電動機的兩地控制 （1）控制要求 按下地點1的起動按鈕SB1或地點2的起動按鈕SB2均可起動電動機；按下地點1的停止按鈕SB3或地點2的停止按鈕SB4均可停止電動機運行。,（2）輸入/輸出分配 X0：SB1，X1：SB2，X2：SB3（常開），X3：SB4（常開），Y0：電動機（接觸器）。 （3）梯形圖方案設計,圖5-22 單臺電動機的兩地控制梯形圖,3兩臺電動機的順序聯動控制 （1）控制要求 電動機M1先起動（SB1），電動機M2才能起動（SB2）。,（2）輸入/輸出分配 X0：電動機M1起動（SB1），X1：電動機M2起動（SB2），X2：電動機M1

13、停止（SB3），X3：電動機M2停止（SB4）；Y0：電動機M1（接觸器1），Y1：電動機M2（接觸器2）。 （3）梯形圖方案設計,圖5-23 兩臺電動機的順序聯動控制梯形圖,4定時器的應用 （1）得電延時合（如圖5-24所示）,說明：X0 得電2s后，Y0動作。 圖5-24 得電延時合梯形圖及時序圖,（2）失電延時斷（如圖5-25所示）,圖5-25 失電延時斷梯形圖及時序圖,（3）3臺電動機順序起動 控制要求。電動機M1起動5s后電動機M2起動, 電動機M2起動5s后電動機M3起動；按下停止按鈕時，電動機無條件全部停止運行。, 輸入/輸出分配。X1：起動按鈕，X0:停止按鈕，Y1：電動機M1

14、，Y2：電動機M2，Y3：電動機M3。 梯形圖方案設計。,圖5-26 3臺電動機順序起動梯形圖,5計數器C的應用（如圖5-27所示）,圖5-27 計數器C的應用梯形圖及時序圖,6振蕩電路 振蕩電路可以產生特定的通斷時序脈沖，它應用在脈沖信號源或閃光報警電路中。 （1）定時器組成的振蕩電路一（如圖5-28所示）,圖5-28 振蕩電路一梯形圖及輸出波形圖,7振蕩電路的應用 8定時器的延時擴展 9兩計數器接力計數 10單觸點的起動/停止控制,5.4 梯形圖程序設計的技巧,5.4.1 轉換法 轉換法就是將繼電器電路圖轉換成與原有功能相同的PLC內部的梯形圖。 1基本方法 根據繼電器電路圖來設計PLC的

15、梯形圖時，關鍵是要抓住它們的一一對應關系，即控制功能的對應、邏輯功能的對應以及繼電器硬件元件和PLC軟件元件的對應。,2轉換設計的步驟 （1）了解和熟悉被控設備的工藝過程和機械的動作情況，根據繼電器電路圖分析和掌握控制系統的工作原理，這樣才能在設計和調試系統時心中有數。 （2）確定PLC的輸入信號和輸出信號，畫出PLC的外部接線圖。,（3）確定PLC梯形圖中的輔助繼電器（M）和定時器（T）的元件號。 （4）根據上述對應關系畫出PLC的梯形圖。,（5）根據被控設備的工藝過程和機械的動作情況以及梯形圖編程的基本規則，優化梯形圖，使梯形圖既符合控制要求，又具有合理性、條理性和可靠性。 （6）根據梯形

16、圖寫出其對應的指令表程序。,3轉換法的應用 例1 圖5-35是三相異步電動機正反轉控制的繼電器電路圖，試將該繼電器電路圖轉換為功能相同的PLC的外部接線圖和梯形圖。,圖5-35 三相異步電動機正反轉控制的繼電器電路圖,解：（1）分析動作原理 （2）確定輸入/輸出信號 （3）畫出PLC的外部接線圖 （4）畫對應的梯形圖 （5）畫優化梯形圖,圖5-36 電動機正反轉的外部接線圖,圖5-37 電動機正反轉的繼電器電路圖所對應的梯形圖,圖5-38 電動機正反轉的優化梯形圖,5.4.2邏輯法 1基本方法 用邏輯法設計梯形圖，必須在邏輯函數表達式與梯形圖之間建立一種一一對應關系，即梯形圖中常開觸點用原變量

17、（元件）表示，常閉觸點用反變量（元件上加一小橫線）表示。,表5-11,邏輯函數表達式與梯形圖的對應關系,2設計的步驟 （1）通過分析控制要求，明確控制任務和控制內容； （2）確定PLC的軟元件（輸入信號、輸出信號、輔助繼電器M和定時器T），畫出PLC的外部接線圖；,（3）將控制任務、要求轉換為邏輯函數（線圈）和邏輯變量（觸點），分析觸點與線圈的邏輯關系，列出真值表； （4）寫出邏輯函數表達式； （5）根據邏輯函數表達式畫出梯形圖； （6）優化梯形圖。,3邏輯法的應用 用邏輯法設計三相異步電動機Y/降壓起動 控制的梯形圖。 解：（1）明確控制任務和控制內容 （2）確定PLC的軟元件，畫出PLC的

18、外部接線圖 （3）列出真值表 真值表怎么列，如何根據真值表編寫 梯形圖？,表5-12,電動機Y/降壓起動真值表,（4）列出邏輯函數表達式 （5）畫出梯形圖 （6）優化梯形圖,圖5-43 電動機Y/降壓起動梯形圖,圖5-44 電動機Y/降壓起動優化梯形圖,5.4.3經驗法 經驗法是用設計繼電器電路圖的方法來設計比較簡單的開關量控制系統的梯形圖。,1基本方法 經驗法是在一些典型電路的基礎上，根據控制系統的具體要求，經過多次反復地調試、修改和完善，最后才能得到一個較為滿意的結果。用經驗法設計時，可以參考一些基本電路的梯形圖或以往的一些編程經驗。,2設計步驟 （1）在準確了解控制要求后，合理地為控制系

19、統中的信號分配I/O接口，并畫出I/O分配圖。,（2）對于一些控制要求比較簡單的輸出信號，可直接寫出它們的控制條件，依起保停電路的編程方法完成相應輸出信號的編程；對于控制條件較復雜的輸出信號，可借助輔助繼電器來編程。,（3）對于較復雜的控制，要正確分析控制要求，確定各輸出信號的關鍵控制點。在以空間位置為主的控制中，關鍵點為引起輸出信號狀態改變的位置點；在以時間為主的控制中，關鍵點為引起輸出信號狀態改變的時間點。,（4）確定了關鍵點后，用起保停電路的編程方法或基本電路的梯形圖，畫出各輸出信號的梯形圖。 （5）在完成關鍵點梯形圖的基礎上，針對系統的控制要求，畫出其他輸出信號的梯形圖。,（6）在此基

20、礎上，審查以上梯形圖，更正錯誤，補充遺漏的功能，進行最后的優化。 3經驗法的應用 例5 用經驗法設計三相異步電動機正反轉控制的梯形圖。控制要求為：若按正轉按鈕SB1，正轉接觸器KM1得電，電動機正轉；,若按反轉按鈕SB2，反轉接觸器KM2得電，電動機反轉；若按停止按鈕SB或熱繼電器動作，正轉接觸器KM1或反轉接觸器KM2失電，電動機停止；只有電氣互鎖，沒有按鈕互鎖。,解：（1）根據以上控制要求，可畫出其I/O分配圖，如圖5-36所示。圖5-49 電動機正反轉控制梯形圖 （2）根據以上控制要求可知：正轉接觸器KM1得電的條件為按下正轉按鈕SB1，正轉接觸器KM1失電的條件為按下停止按鈕SB或熱繼

21、電器動作；,反轉接觸器KM2得電的條件為按下反轉按鈕SB2，反轉接觸器KM2失電的條件為按下停止按鈕SB或熱繼電器動作。因此，可用兩個起保停電路疊加，在此基礎上再在線圈前增加對方的常閉觸點作電氣軟互鎖，如圖5-38所示。,另外，可用SET、RST指令進行編程，若按正轉按鈕X1，正轉接觸器Y1置位并自保持；若按反轉按鈕X2，反轉接觸器Y2置位并自保持；,若按停止按鈕X0或熱繼電器X3動作，正轉接觸器Y1和反轉接觸器Y2復位并自保持；在此基礎上再增加對方的常閉觸點作電氣軟互鎖，如圖5-49所示。,圖5-49 電動機正反轉控制梯形圖,實訓課題4 電動機的PLC控制,實訓10 電動機循環正反轉的PLC

22、控制 一、實訓目的 （1）掌握PLC的基本邏輯指令； （2）掌握PLC編程的基本方法和技巧； （3）掌握編程軟件的基本操作； （4）掌握電動機循環正反轉的PLC外部接線及操作。,二、實訓器材 （1）可編程控制器1臺（FX2N-48MR）； （2）交流接觸器2個（40A）； （3）熱繼電器1個（40A）； （4）按鈕開關3個（常開，其中1個用來代替熱繼電器的常開觸頭）； （5）熔斷器2個（0.5A）；,（6）實訓控制臺1個； （7）電動機1臺； （8）電工常用工具1套； （9）計算機1臺（已安裝GX Developer或GPP軟件）； （10）連接導線若干。,三、實訓要求 設計一個用PLC的基本邏輯指令來控制電動機循環正反轉的控制系統，并在此基礎上練習編程軟件的各種功能。其控制要求如下：,（1）按下起動按鈕，電動機正轉3s，停2s，反轉3s，停2s，如此循環5個周期，然后自動停止。 （2）運行中，可按停止按鈕停止，熱繼電器動作也應停止。,四、軟件程序 1