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1、10/24/20211第第3章章 三菱三菱FX2N系列系列PLC基本指令基本指令 本章導讀本章導讀 本章主要介紹三菱FX2N系列PLC的27條基本邏輯指令。這27條指令功能十分強大，已經(jīng)能解決一般的繼電接觸控制問題，本章還重點介紹梯形圖和助記符語言以及其程序設(shè)計方法，要求熟練掌握。掌握GPPW內(nèi)裝的Simulator具有的模擬仿真、時序圖等功能，來指導基本邏輯指令編程學習。 10/24/202121從繼電接觸控制圖到梯形圖 例3.1 圖3.1是電機啟保停繼電接觸控制線路,試將控制部分線路改用與其等效的PLC控制梯形圖。解：圖3.1電路工作原理可用如下動作順序表來表示：3.1三菱三菱FX系列系列

2、PLC的程序設(shè)計語言的程序設(shè)計語言 1 按下SB1KM線圈得電KM輔觸點閉合自鎖電機M轉(zhuǎn)動KM主觸點閉合按下SB2KM線圈失電KM輔觸點打開電機M停轉(zhuǎn)KM主觸點打開電機過載主電路FR動作控制電路常閉FR斷開電機M停轉(zhuǎn)10/24/202133.1三菱三菱FX系列系列PLC的程序設(shè)計語言的程序設(shè)計語言 2 與圖3.1等效的梯形圖如圖3.2(a),比較兩圖,得出結(jié)論： 輸入/輸出信號完全相同,其I/O分配表如表3.1。圖3.2(a) 啟保?？刂铺菪螆D圖3.1啟保?？刂齐娐穲D10/24/202143.1三菱三菱FX系列系列PLC的程序設(shè)計語言的程序設(shè)計語言 3 電機啟停過程控制邏輯相同。都是使用常開、

3、常閉、線圈等器件,只是梯形圖中使用的是簡化的器件符號。 兩者區(qū)別：前者使用硬器件,靠接線連接形成控制程序, 圖中使用的KM、SB1、SB2和都是實際繼電器、輔助接點常開和常閉；后者使用PLC中的內(nèi)部軟元件,靠軟件實現(xiàn)控制程序, 圖中Y000、 X000、 X001和X002都是軟繼電器和軟接點，都是用PLC內(nèi)部的存儲器位來映像這些外部硬器件的狀態(tài)，存儲位為1，表示對應的線圈得電或開關(guān)接通，存儲位為0，表示對應的線圈失電或開關(guān)斷開,不需改變接線即能改變控制過程。 梯形圖中不存在實際的電流，而是用一種假想的能流(Power Flow)來模擬繼電接觸控制邏輯。10/24/202153.1.1 梯形圖

4、編程語言（梯形圖編程語言（Ladder）42梯形圖中的圖元符號梯形圖中的圖元符號梯形圖中的圖元符號是對繼電接觸控制圖中的圖形符號的簡化和抽象，兩者的對應關(guān)系如表3.2所示?？傻贸鼋Y(jié)論： 對應繼電接觸控制圖中的各種常開符號，在梯形圖表3.2 梯形圖中的圖元符號與繼電接觸控制圖中的圖形符號比較10/24/202163.1.1 梯形圖編程語言（梯形圖編程語言（Ladder）5中一律抽象為一種圖元符號來表示。同樣，對應繼電接觸控制圖中的各種常閉符號，在梯形圖中也一律抽象為一種圖元符號來表示。 不同的PLC編程軟件（或版本），在其梯形圖中使用的圖元符號可能會略有不同。如在表3.3中的“梯形圖中的圖元符號

5、”這一列中，有兩種常閉符號，三種線圈符號。3梯形圖的格式梯形圖的格式梯形圖是形象化的編程語言，它用接點的連接組合表示條件、用線圈的輸出表示結(jié)果而繪制的若干邏輯行組成的順控電路圖。梯形圖的繪制格式：10/24/202173.1.1 梯形圖編程語言（梯形圖編程語言（Ladder）6 梯形圖按從上到下、從左至右順序編寫。每一邏輯行總是從起始母線開始，終止于終止母線（可省）。 邏輯行由一個或幾個支路組成，左邊是由接點組成的支路，表示控制條件。邏輯行的最右端必須連接輸出線圈，表示控制的結(jié)果。輸出線圈總是終止于右母線，同一標識的輸出線圈只能使用一次。 梯形圖中每一常開和常閉接點都有自己的標識，以互相區(qū)別。

6、同一標識的常開和常閉接點均可多次重復使用，次數(shù)不限。 接點可任意串聯(lián)和并聯(lián)，而輸出線圈只能并聯(lián)，不能串聯(lián)。 最后一個邏輯行要用程序結(jié)束符“END” 。10/24/202183.1.2 助記符語言（助記符語言（Mnemonic）1助記符語言：匯編指令的格式來表示控制程序的程序設(shè)計語言。梯形圖編程要求配置較大的顯示器。而在現(xiàn)場調(diào)試時，小型PLC往往只配備顯示屏只有幾行寬度的簡易編程器，這時，梯形圖就無法輸入了，但助記符指令卻可以一條一條的輸入，滾屏顯示。助記符指令組成：操作碼操作數(shù)。操作碼用便于記憶的助記符表示，用來表示指令的功能，告訴CPU要執(zhí)行什么操作，如LD表示取、OR表示或。操作數(shù)用標識符

7、和參數(shù)表示，用來表示參加操作的數(shù)的類別和地址。如用X表示輸入、用Y表示輸出。操作數(shù)是可選項，如END指令就沒有對應的操作數(shù)。10/24/202193.1.2 助記符語言（助記符語言（Mnemonic）2人工將圖3.2(a)梯形圖轉(zhuǎn)換成指令表方法：也是按梯形圖的邏輯行和邏輯組件的編排順序自上而下、自左向右依次進行。 表3.3 對應圖3.2(a)梯形圖的指令表 圖3.2(a)啟保停控制梯形圖10/24/2021103.1.3 流程圖語言（流程圖語言（SFC）1流程圖（Sequential Function Chart）是一種描述順序控制系統(tǒng)功能的圖解表示法。對于復雜的順控系統(tǒng)，內(nèi)部的互鎖關(guān)系非常復

8、雜，若用梯形圖來編寫，其程序步就會很長、可讀性也會大大降低。符合IEC標準的流程圖語言，以流程圖形式表示機械動作，即以SFC語言的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖方式編程，特別適合于編制復雜的順控程序。例例3.2 圖3.3（a）是某機床的運動簡圖，行程開關(guān)SQ1為動力頭1的原位開關(guān),SQ2為終點限位開關(guān); SB2為工作循環(huán)開始的起動按鈕,M是動力頭1的驅(qū)動電機。試按照圖3.3（b）機床的工作循環(huán)圖，用流程圖語言描述動力頭1的動作過程。10/24/2021113.1.3 流程圖語言（流程圖語言（SFC）2解解：從圖3.3（b）可知，機床工作自動循環(huán)分為三個工步。工步工步1：按下啟動鈕SB2電機M正轉(zhuǎn)動力頭1前進至終點

9、壓下限位開關(guān)SQ2，并作為轉(zhuǎn)換主令，控制工作循環(huán)切換到工步2工步工步2 ：SQ2的動斷接點斷開電機M停轉(zhuǎn)動力頭1停在終點位圖3.3機床的工作過程 圖3.4機床的工作流程 1310/24/2021123.1.3 流程圖語言（流程圖語言（SFC）3，等待動力頭2的到來。同時，SQ2的動合接點接通控制動力頭2前進直至動力頭2壓下其終點限位開關(guān)SQ4，SQ4信號也作為轉(zhuǎn)換主令，控制工作循環(huán)切換到工步3。工步工步3 ：SQ4的動合接點接通控制電機M反轉(zhuǎn)兩動力頭隨之由終點向原位返回動力頭1至原位壓下原位行程開關(guān)SQ1_電機M停轉(zhuǎn)，動力頭1停在原位，完成一次工作循環(huán)。用流程圖語言來描述得到機床的順序流程圖如

10、圖3.4所示，它就是狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖的原型。用SFC語言編制順控程序的思路： （1）按結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計的要求，將一復雜的控制過程分解為若干工步，這些工步稱為狀態(tài)。狀態(tài)與狀態(tài)間由轉(zhuǎn)移分隔，當轉(zhuǎn)移條件得到滿足時，就實現(xiàn)轉(zhuǎn)移，即上一狀態(tài)的動作結(jié)束而下一狀態(tài)的動作開始。用狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖描述控制系統(tǒng)直觀、簡單，是設(shè)計順控程序有力工具10/24/2021133.1.3 流程圖語言（流程圖語言（SFC）4（2）SFC語言元素，由狀態(tài)、轉(zhuǎn)移和有向線段組成。 狀態(tài)表示過程中的一個工步（動作）。狀態(tài)符號用單線框表示，框內(nèi)是狀態(tài)的組件號。一個控制系統(tǒng)還必須要有一個初始狀態(tài)，對應的是其運行的原點，初始狀態(tài)的符號是雙線框。 轉(zhuǎn)移是

11、表示從一個狀態(tài)到另一個狀態(tài)的變化。狀態(tài)間要用向線段連接，以表示轉(zhuǎn)移方向。有向線段上的垂直短線和它旁邊標注的文字符號或邏輯表達式表示狀態(tài)轉(zhuǎn)移條件，凡從上到下、從左到右的有向線段箭頭可省去不畫。 與狀態(tài)對應的動作用該狀態(tài)右邊的一個或幾個矩形框來表示，實際上其旁邊大多是被驅(qū)動的線圈等。1110/24/2021143.1.3 流程圖語言（流程圖語言（SFC）5（3）SFCSFC流程圖的基本形式流程圖的基本形式 SFC的基本形式按結(jié)構(gòu)可分為三種形式：單流程結(jié)構(gòu)：其狀態(tài)是一個接著一個地順序進行，每個狀態(tài)僅連接一個轉(zhuǎn)移，每個轉(zhuǎn)移也僅連接一個狀態(tài)。圖3.5 SFC流程圖的三種基本形式10/24/2021153

12、.1.3 流程圖語言（流程圖語言（SFC）6選擇結(jié)構(gòu)：在某一狀態(tài)后有幾個單流程分支，當相應的轉(zhuǎn)移條件滿足時，一次只能選擇進入一個單流程分支。選擇結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)移條件是在某一狀態(tài)后連接一條水平線，水平線下再連接各個單流程分支的第一個轉(zhuǎn)移。各個單流程分支結(jié)束時，也要用一條水平線表示，而且其下不允許再有轉(zhuǎn)移。并行結(jié)構(gòu)是指在某一轉(zhuǎn)移下，若轉(zhuǎn)移條件滿足，將同時觸發(fā)并行的幾個單流程分支，這些并行的順序分支應畫在兩條雙水平線之間。三種程序設(shè)計語言比較：梯形圖具有與傳統(tǒng)繼電接觸控制相似的特征，編程直觀、形象，易于掌握。助記符語言適合編程器在現(xiàn)場調(diào)試程序。SFC語言以狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖方式編程，適合于編制復雜的順控程序。 1

13、0/24/2021163.2三菱三菱FX2N系列系列PLC的基本邏輯指令的基本邏輯指令 13.2.1 邏輯取與輸出線圈驅(qū)動指令邏輯取與輸出線圈驅(qū)動指令LD、LDI、OUT（1）LD（取）為常開接點與母線連接指令，LDI（取反）為常閉接點與母線連接指令。這兩條指令還作為分支的起點指令，與后述的ANB與ORB指令配合使用。操作目的元件為X、Y、M、T、C、S。表3.4 邏輯取與輸出線圈驅(qū)動指令 10/24/2021173.2.1 邏輯取與輸出線圈驅(qū)動指令邏輯取與輸出線圈驅(qū)動指令LD、LDI、OUT 2（2）OUT（輸出）為線圈驅(qū)動指令，用于將邏輯運算的結(jié)果驅(qū)動一個指定的線圈。OUT指令用于驅(qū)動輸出

14、繼電器、輔助繼電器、定時器、計數(shù)器、狀態(tài)繼電器，但是不能用來驅(qū)動輸入繼電器，其目的元件為Y、M、T、C、S。（3）OUT指令可以并行輸出，在梯形圖中相當于線圈是并聯(lián)的，但是，輸出線圈不能串聯(lián)使用。（4）在對定時器、計數(shù)器使用OUT指令后，必須設(shè)置時間常數(shù)K，或指定數(shù)據(jù)寄存器的地址。如圖3.6（a）中T0的時間常數(shù)設(shè)置為K80。時間常數(shù)K的設(shè)定，要占用一步。表3.5中給出了時間常數(shù)K的設(shè)定值范圍與對應的時間實際設(shè)定值范圍，以T、C為目的元件時OUT所占的步數(shù)10/24/2021183.2.1 邏輯取與輸出線圈驅(qū)動指令邏輯取與輸出線圈驅(qū)動指令LD、LDI、OUT 3例3.3圖3.6（a）梯形圖具有

15、延時斷開功能。請在學好下面兩節(jié)中的AND 、ANI和OR指令后解答：（1）寫出圖3.6（a）梯形圖所對應的指令表，指出各指令的步序及程序的總步數(shù)；表3.5 定時器/計數(shù)器時間常數(shù)K的設(shè)定 10/24/2021193.2.1 邏輯取與輸出線圈驅(qū)動指令邏輯取與輸出線圈驅(qū)動指令LD、LDI、OUT 4（2）計算定時器T0的定時時間（即電路延時時間）;（3）分析圖3.6（a）梯形圖的工作過程，請用2.4節(jié)GPPW模擬仿真方法，獲得其時序圖來驗證。解:（1）按照3.1.2介紹的從梯形圖轉(zhuǎn)換成指令表的方10/24/2021203.2.1 邏輯取與輸出線圈驅(qū)動指令邏輯取與輸出線圈驅(qū)動指令LD、LDI、OUT

16、 5法，得到對應圖3.6（a）梯形圖的指令表如表3.6所示。查閱表3.4相關(guān)指令的程序步，AND 、ANI和OR指令的程序步分別見表3.7和3.8，可知，除了定時器輸出指令OUT T0 K80為3步外，其余指令均為1步,所以總程序10/24/2021213.2.1 邏輯取與輸出線圈驅(qū)動指令邏輯取與輸出線圈驅(qū)動指令LD、LDI、OUT 5步為10步。各指令的步序見表3.6第1列。（2）由附錄表A知T0是100ms定時器，所以T0定時時間為.800.18s。（3）圖3.6（a）電路工作波形如圖3.6（b）。當按鈕X002按下時，Y000線圈接通，Y000常開閉合自鎖；當X002釋放后，其常閉接點閉

17、合，定時器T0開始計時，延時8s至定時時間到后，T0常閉接點斷開，Y000也隨之斷開。按2.4節(jié)介紹方法用GPPW模擬仿真此梯形圖的畫面如圖3.7所示:分圖（分圖（a）表示開始邏輯測試時畫面。分圖（分圖（b）表示X002被“強制ON”后，Y000接通，再10/24/2021223.2.1 邏輯取與輸出線圈驅(qū)動指令邏輯取與輸出線圈驅(qū)動指令LD、LDI、OUT 5“強制OFF”后T0開始計時工作時的畫面。T0定時時間到后，Y000斷開，即又回到了分圖（a）的畫面。圖（圖（c）是獲得的時序圖（TC0是T0線圈）,與圖3.6（b）波形圖比較，兩者是吻合的。10/24/2021233.2.2 接點串聯(lián)指

18、令接點串聯(lián)指令AND、ANI 1（1）AND（與）為常開接點串聯(lián)指令。（2）ANI（與非）為常閉接點串聯(lián)指令。（3）AND（與）和ANI（與非）指令用于單個接點串聯(lián)，串聯(lián)接點的數(shù)量不限，重復使用指令次數(shù)不限。操作目的元件為X、Y、M、T、C、S。若要將兩個以上接點并聯(lián)而成的電路塊串聯(lián)，要用后述的ANB指令。表3.7 接點串聯(lián)指令 10/24/2021243.2.2 接點串聯(lián)指令接點串聯(lián)指令AND、ANI 2例3.4 閱讀圖3.8中的梯形圖，寫出圖3.8梯形圖所對應的指令表，指出各指令的步序及程序的總步數(shù)。解：梯形圖轉(zhuǎn)換成指令表，還可先用FXGP畫好圖3.8（a）梯形圖，再用 “工具工具_轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)

19、換”，可得到如圖3.8（b）的指令表 。人工查表3.4和表3.7相關(guān)指令的程序步，各指令均為1步，故總程序步為9步。10/24/2021253.2.3 接點并聯(lián)指令接點并聯(lián)指令OR、ORI 11指令用法指令用法（1）OR（或） 為常開接點并聯(lián)指令（2）ORI（或非）為常閉接點并聯(lián)指令。（3）OR和ORI指令引起的并聯(lián)，是從OR和ORI一直并聯(lián)到前面最近的LD和LDI指令上，如圖3.9（a），并聯(lián)的數(shù)量不受限制。操作目的元件為X、Y、M、T、C、表3.8接點并聯(lián)指令 10/24/2021263.2.3 接點并聯(lián)指令接點并聯(lián)指令OR、ORI 2S。若要將串聯(lián)而成的電路塊并聯(lián)，要用ORB指令。例例3

20、.5閱讀圖3.9（a）中的梯形圖，試解答：（1）寫出圖3.9（a）梯形圖所對應的指令表；（2）指出各指令的步序及程序的總步數(shù)。解：解：用FXGP軟件來轉(zhuǎn)換 （1）得到對應圖3.9（a）梯形圖的指令表如圖3.9（b）所示。 （2）查閱表3.8和前述相關(guān)指令的程序步可知，各指令均為1步，所以總的程序步為10步，與FXGP轉(zhuǎn)換后得到的結(jié)果相同。 10/24/2021273.2.3 接點并聯(lián)指令接點并聯(lián)指令OR、ORI 3圖3.9 OR與ORI指令舉例 10/24/2021283.2.4 串聯(lián)電路塊的并聯(lián)指令串聯(lián)電路塊的并聯(lián)指令ORB 1串聯(lián)電路塊串聯(lián)電路塊: :兩個以上接點串聯(lián)的電路。 （1）ORB

21、為將兩個或兩個以上串聯(lián)電路塊并聯(lián)連接的指令。串聯(lián)電路塊并聯(lián)連接時，在支路始端用LD和LDI指令，在支路終端用ORB指令。ORB指令不帶操作數(shù)，其后不跟任何軟元件號，ORB指令不表示接點，而是電路塊之間的一段連接線。（2）多重并聯(lián)電路中，若每個串聯(lián)塊結(jié)束處都用一個ORB指令，如圖3.10（b）所示，則并聯(lián)電路數(shù)不受限表3.9串聯(lián)電路塊的并聯(lián)指令10/24/2021293.2.4 串聯(lián)電路塊的并聯(lián)指令串聯(lián)電路塊的并聯(lián)指令ORB 2制。也可將所有串聯(lián)塊先依次寫出，然后再在這些電路塊的末尾集中寫ORB指令，如圖3.10（c）；但在一條線上ORB指令最多使用7次。例例3.6 閱讀圖3.10（a）中的梯形

22、圖，試解答：（1）寫出圖3.10（a）梯形圖所對應的指令表。（2）指出各指令的步序并計算程序的總步數(shù)。解解：用FXGP軟件來轉(zhuǎn)換（1）對應圖3.10（a）梯形圖的指令表如圖3.10（b）所示。在首次出現(xiàn)的兩個串聯(lián)塊后加一個ORB，此后每出現(xiàn)一個要并聯(lián)的串聯(lián)塊，就要加一個ORB指令。10/24/2021303.2.4 串聯(lián)電路塊的并聯(lián)指令串聯(lián)電路塊的并聯(lián)指令ORB 3（2）如圖3.10（b），各指令均為1步，所以程序總的占10步。圖3.10ORB指令舉例10/24/2021313.2.5 并聯(lián)電路塊的串聯(lián)指令并聯(lián)電路塊的串聯(lián)指令ANB 1并聯(lián)塊：兩個以上接點并聯(lián)的電路。（1）ANB（并聯(lián)電路塊與

23、）為將并聯(lián)電路塊的始端與前一個電路串聯(lián)連接的指令。串聯(lián)連接時，在支路始端用LD和LDI指令，在支路終端用ANB指令。ANB指令不帶操作數(shù)，ANB指令是電路塊之間的一段連接線。（2）多重串聯(lián)電路中，若每個并聯(lián)塊都用ANB指令順次串聯(lián)，則并聯(lián)電路數(shù)不受限制。同ORB一樣ANB指 表3.10 并聯(lián)電路塊的串聯(lián)指令10/24/2021323.2.5 并聯(lián)電路塊的串聯(lián)指令并聯(lián)電路塊的串聯(lián)指令ANB 2令一樣， ANB也可集中使用，最多可使用7次。例例3.7 閱讀圖3.11（a）中的梯形圖，試解答：（1）寫出圖3.11（a）梯形圖所對應的指令表。（2）指出各指令的步序并計算程序的總步數(shù)。解解：（1）對應圖

24、3.11（a）梯形圖的指令表如圖3.11（b）所示。按兩兩串聯(lián)原則，在首次出現(xiàn)的兩并聯(lián)塊后應加一個ANB，此后每出現(xiàn)一個并聯(lián)塊，就要加一個ANB。前一并聯(lián)塊結(jié)束時，應用LD或LDI指令開始后一并聯(lián)塊的連接。10/24/2021333.2.5 并聯(lián)電路塊的串聯(lián)指令并聯(lián)電路塊的串聯(lián)指令ANB 3（2）各指令步序也如圖3.11（b），各指令均為1步，所以程序總的占11步。圖3.11 ANB指令舉例10/24/2021343.2.6 多重輸出指令多重輸出指令MPS、MRD、MPP 1（1）堆棧堆棧:按照先進后出的原則進行存取的一段存儲器區(qū)域。長度為11個單元。MPS、MRD、MPP指令的操作如圖3.1

25、2所示。這組 指令可將接點的狀態(tài)先進棧保護，當后面需要接點的狀態(tài)時，再出?；謴?，以保證與后面的電路正確連接。圖3.12 棧操作示意 表3.11多重輸出指令10/24/2021353.2.6 多重輸出指令多重輸出指令MPS、MRD、MPP 2（2）使用一次MPS指令，該時刻的運算結(jié)果就壓入棧的第一個棧單元中（稱之為棧頂）。再次使用MPS指令時，當時的運算結(jié)果壓入棧頂，而原先壓入的數(shù)據(jù)依次向棧的下一個棧單元推移。使用MPP指令，各數(shù)據(jù)依次向上一個棧單元傳送。棧頂數(shù)據(jù)在彈出后就從棧內(nèi)消失。MRD是棧頂數(shù)據(jù)的讀出專用指令，但棧內(nèi)的數(shù)據(jù)不發(fā)生下壓或上托的傳送。（3）MPS、MRD、MPP指令均不帶顯式的

26、操作數(shù)，其后不跟任何軟元件編號。（4）MPS和MPP應該配對使用，連續(xù)使用的次數(shù)應少于11次。例例3.8 圖3.13（a）為3次閃爍報警電路,一層堆棧結(jié)構(gòu)。試解答:（1）寫出圖3.13（a）梯形圖所對應的指令表，指出各指令的步10/24/2021363.2.6 多重輸出指令多重輸出指令MPS、MRD、MPP 3序及程序的總步數(shù)；（2）請用2.4節(jié)GPPW模擬仿真方法,模擬圖3.13（a）梯形圖,獲得,時序圖來分析3次閃爍報警電路的工作過程。解解:（1）用FXGP來轉(zhuǎn)換，得到對應圖3.13（a）梯形圖的指令表如3.14（b）所示,總的程序步為20步。人工轉(zhuǎn)換時，由于棧操作指令在梯形圖中并非顯式可

27、見，需要人工將它們加在指令表中。圖3.13 例3.8多重輸出指令舉例 10/24/2021373.2.6 多重輸出指令多重輸出指令MPS、MRD、MPP 3（2）用GPPW模擬仿真此梯形圖的畫面如圖3.14。分圖（a） 表示開始邏輯測試時畫面。分圖（b）表示X001被“強制ON”后，C1每計數(shù)1次，Y000輸出1個閃爍脈沖，直至C1計數(shù)到3后Y000閃爍輸出停止時的畫面。圖（c）是獲得的時序圖，由于圖中左邊只選了3個軟元件X001、Y000和C1常開接點，所以與2.4節(jié)介紹的方法僅有一點不同，在出現(xiàn)圖2.15所示的時序圖窗中，要選中“軟件登錄軟件登錄”為“手動手動”，然后用菜單命令“軟元件軟元

28、件_登錄軟元件登錄軟元件”把這3個軟元件逐個加進去。雙擊X001“強制ON”后，Y000連續(xù)輸出3個脈沖，因C1計數(shù)到，其常閉10/24/2021383.2.6 多重輸出指令多重輸出指令MPS、MRD、MPP 5接點斷開而終止。Y000的高電平的持續(xù)時間為0.1s由T1控制，低電平的持續(xù)時間為0.2s由T0控制，閃爍次數(shù)由C1計數(shù)常數(shù)控制。圖3.14（c）中還反應了PLC對輸入/輸出信號是有延遲的。10/24/2021393.2.7 置位與復位指令置位與復位指令SET、RST 1（1）SET和RST分別為置位和復位指令。用于Y、S和M等置位和復位，對狀態(tài)或事件設(shè)置和清除標志。（2）SET和RS

29、T具有自保持功能，在圖3.15（a）梯形圖中，常開接點X000一旦接通，即使再斷開，Y000仍保持接通。同樣，X001一旦接通，即使再斷開，Y000仍保持斷開。表3.12置位與復位指令 10/24/2021403.2.7 置位與復位指令置位與復位指令SET、RST 2（3）SET和RST指令使用沒有順序限制，且SET和RST之間可以插入別的程序，但最后執(zhí)行的一條才有效。（3）從表3.12可見，RST指令的目的元件，除了與SET指令相同的YMS外，還有TCD。即對數(shù)據(jù)寄存器D和變址寄存器V、Z的清零操作，以及對定時器T（包括累計定時器）和計數(shù)器C的復位，使它們的計時和計數(shù)的當前值清零。例例3.1

30、0閱讀圖3.15（a）梯形圖，試解答：（1）寫出圖3.15（a）梯形圖所對應的指令表，指出各指令的步序及程序的總步數(shù)。（2）X000和X001的波形如圖3.16（a）所示，畫出Y000的波形圖。解：解：10/24/2021413.2.7 置位與復位指令置位與復位指令SET、RST 3圖3.15 SET和 RST指令舉例 10/24/2021423.2.7 置位與復位指令置位與復位指令SET、RST 4（1）用FXGP先畫好梯形圖，然后用工具工具轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換命令，即可得到圖3.15（b）所示的指令表。各指令的步序已經(jīng)在此程序中標出，并可得到總的程序步為26步。若人工計算，要注意圖3.15（b）中步序

31、15RSTD0，此指令為3個程序步。 （3）根據(jù)SET和 RST指令功能，容易分析得出：常開X000接通時，線圈Y000得電并保持，一直至常開X001接通時，線圈Y000才失電并保持，所以Y000的波形如圖3.16（b）所示。 圖3.16 輸入/輸出波形 10/24/2021433.2.8 脈沖輸出指令脈沖輸出指令PLS、PLF 1（1）PLS為微分輸出指令，上升沿有效；PLF也為微分輸出指令，但下降沿有效。（2）它們用于目的元件Y、M脈沖輸出，PLS在輸入信號上升沿使目的元件產(chǎn)生一個掃描周期的脈沖輸出，而PLF則是在下降沿產(chǎn)生一個掃描周期的脈沖輸出。（3）特殊輔助繼電器M不能用作PLS或PL

32、F的目的元件表3.13脈沖輸出指令 10/24/2021443.2.8 脈沖輸出指令脈沖輸出指令PLS、PLF 2例例3.11閱讀圖3.17（a）梯形圖，試解答：（1）寫出圖3.17（a）梯形圖所對應的指令表，指出各指令的步序及程序的總步數(shù)。（2）根據(jù)圖3.17（b）所示X000和X001的波形，畫出M0、M1和Y000的波形圖，并用GPPW模擬仿真獲得其時序圖來驗證。解解：（1）用FXGP來轉(zhuǎn)換，得到對應圖3.17（a）梯形圖的指令表如圖3.17（c），總的程序步為11步。（2）在X001接通的上升沿時，M0線圈得電并保持一個掃描周期，M0常開閉合使Y000得電置1。直至X002接通的下降沿

33、時，M1線圈得電并保持一個掃描周期，M1常開閉合使Y000復位。M0、M1和Y000的波形如圖3.18（a），與用GPPW模擬仿真時獲得的時序圖圖3.18（b）一致，此圖中的X001和X002的波形，是通過8次雙擊使X001和X002強制ON/OFF而獲得的；在時序圖窗口中用菜單命令“監(jiān)視監(jiān)視_采樣周期采樣周期”，在出現(xiàn)的“數(shù)據(jù)收集周期數(shù)據(jù)收集周期”框中輸入2，再大可能會得不到M0與M1一個掃描周期時的波形。10/24/2021453.2.8 脈沖輸出指令脈沖輸出指令PLS、PLF 3圖3.17PLS和PLF指令舉例 圖3.18 輸入/輸出波形 10/24/2021463.2.9 主控與主控復

34、位指令主控與主控復位指令 MC、MCR 1（1）MC（主控）為公共串聯(lián)接點的連接指令；MCR（主控復位）為MC指令的復位指令。執(zhí)行MC指令后，母線（LD，LDI）移至MC接點，要返回原母線，用返回指令MCR。MC/MCR指令分別設(shè)置主控電路塊的起點和終點，必須成對使用。（2）使用不同的Y，M元件號，可多次使用MC指令。但是若使用同一軟元件號，會出現(xiàn)雙線圈輸出。表3.14主控與主控復位指令10/24/202147（3）在圖3.19（a）中，當輸入X000接通時，執(zhí)行MC與MCR間的指令。當輸入斷開時，MC與MCR指令間各元件將為如下狀態(tài)：計數(shù)器、累計定時器，用SET/RST指令驅(qū)動的元件，將保持

35、當前的狀態(tài)；非累計定時器及用OUT指令驅(qū)動的軟元件，將處在斷開狀態(tài)。（4）MC指令可嵌套使用，即在MC指令內(nèi)再使用MC指令，此時嵌套級的編號就順次由小增大。用MCR指令逐級返回時，嵌套級的編號則順次由大減小，如圖3.21（a）所示。嵌套最多大不要超過8級(N7)。例例3.12閱讀圖3.19（a）梯形圖，寫出圖3.19（a）梯形圖所對應的指令表，指出各指令步序及程序的總步數(shù)。3.2.9 主控與主控復位指令主控與主控復位指令 MC、MCR 210/24/202148解：解：用FXGP軟件轉(zhuǎn)換，得到指令表如圖3.19（b）所示，總程序步為11步。若人工計算，要注意圖3.19（b）中步序號為1和8的兩

36、條主控與主控復位指令分別為3個和2個程序步。3.2.9 主控與主控復位指令主控與主控復位指令 MC、MCR 3圖3.19 MC和MCR指令舉例 10/24/202149要指出的是，在FXGP畫此梯形圖時，串聯(lián)在母線上的主控接點M100（嵌套級為N0）與一般的接點是垂直的，可以不必畫。待全部梯形圖畫好后，只要用菜單命令“工具_轉(zhuǎn)換”，梯形圖就會變?yōu)閳D3.20所示；主控接點這個總開關(guān)閉合時，主控電路才能被PLC掃描到。3.2.9 主控與主控復位指令主控與主控復位指令 MC、MCR 3圖3.20MC和MCR指令舉例梯形圖 10/24/202150（1）LDP/F、ANDP/F和ORP/F為分別對應L

37、D、AND和OR的脈沖型指令，具有對應的非脈沖型指令的相關(guān)屬性；區(qū)別之處在于，這些指令中帶后綴P的對應上升沿脈沖，僅在指定軟元件由OFFON的上升沿時，使驅(qū)動的線圈接通一個掃描周期；帶后綴F的對應下降沿脈沖，僅在指定軟元件由ONOFF的下降沿時，使驅(qū)動的線圈接通一個掃描周期。（2）LDP、ANDP、ORP與 LDF、ANDF、ORF指令可以分別用PLS與PLF指令來等效表達。例例3.13 畫出等效圖3.21（a）用PLS表達的梯形圖與對應波形圖。解解:等效圖3.21（a）用PLS表達的梯形圖如圖3.21（b）。這兩個梯形圖的工作波形是一樣的，如圖3.21（c）所示。兩種情況下都是在X000由O

38、FFON的上升沿，M0接通一個掃描周期。3.2.10脈沖型指令脈沖型指令LDP/F、ANDP/F、ORP/F 110/24/2021513.2.10脈沖型指令脈沖型指令LDP/F、ANDP/F、ORP/F 210/24/202152例例3.14 圖3.22（a）是單按鈕控制啟停的梯形圖，如第7章圖7.9 信捷污水處理梯形圖中的總停控制電路就是采用此結(jié)構(gòu)，M107為總停按鈕，試解答：（1）分析圖3.22（a）梯形圖工作原理，畫出對應工作波形圖；（2）用GPPW模擬仿真此梯形圖來進行驗證。3.2.10脈沖型指令脈沖型指令LDP/F、ANDP/F、ORP/F 310/24/202153解解:（1）圖

39、3.22（a）總?？刂铺菪螆D的工作波形如圖3.22（b）所示。當?shù)谝淮伟聪驴偼０粹o時，M107的上升沿使Y11線圈接通，Y11常開自鎖，使總停按鈕釋放后Y11仍保持接通，指示總停ON。當?shù)诙伟聪驴偼０粹o時，M107的上升沿使M7線圈接3.2.10脈沖型指令脈沖型指令LDP/F、ANDP/F、ORP/F 310/24/202154（2）按2.4節(jié)介紹的方法用GPPW模擬仿真此梯形圖的畫面如圖3.23所示，分圖（a）表示初始狀態(tài)，分圖（b）表示M107被強制ON來模擬M107第1次按鈕動作，從而產(chǎn)生的第1個上升沿使Y11保持接通時的畫面；當連續(xù)兩次按下“強制ON/OFF取反”按鈕來模擬M107第

40、2次按鈕動作，從而產(chǎn)生第2個上升沿使Y11斷開，即又回到了分圖（a）Y11處總停OFF時的畫面。3.2.10脈沖型指令脈沖型指令LDP/F、ANDP/F、ORP/F 310/24/202155（1）這3條指令均無目的操作數(shù)INV 為對原運算結(jié)果取反指令，它不能與母線連接，也不能單獨使用。NOP 為空操作指令。它在梯形圖中沒有對應的軟元件來表達，但是可以從梯形圖中的步序得到反映。END 程序結(jié)束指令，指示PLC返回0步重新掃描程序。3.2.11 取反、空操作與程序結(jié)束指令取反、空操作與程序結(jié)束指令 110/24/202156例例3.15 圖3.24（a）是含有INV指令的梯形圖，用GPPW模擬仿

41、真其工作時序圖來說明INV指令的作用。解解:用GPPW模擬仿真圖3.24（a）梯形圖，獲得時序圖如圖3.24（b）。當X001的下降沿產(chǎn)生時，M0接通一個掃描周期，但M1因受到INV指令的取反作用，而斷開一個掃描周期。本時序仿真時，在時序圖窗口中用菜單命令“監(jiān)視監(jiān)視_采樣周期采樣周期”，設(shè)定“數(shù)數(shù)據(jù)收集周期據(jù)收集周期”的值不能超過3，否則可能會得不到M0與M1在接通或斷開一個掃描周期時的波形。3.2.11 取反、空操作與程序結(jié)束指令取反、空操作與程序結(jié)束指令 210/24/202157（2）在程序中事先插入NOP指令，以備在修改或增加指令時，可使步進編號的更改次數(shù)減到最少。用NOP指令來取代已

42、寫入的指令，從而修改電路。LD、LDI、AND、ANI、OR、ORI、ORB和ANB等指令若換成NOP指令，電路結(jié)構(gòu)將會改變。 AND和ANI指令改為NOP，相當于串聯(lián)接點被短路,如圖3.25（a）示例。 OR和ORI指令改為NOP，相當于并聯(lián)接點被開路,如圖3.25（b）示例。 如用NOP指令修改后的電路不合理，梯形圖將出錯，如圖3.25（c）（e）所示。（3）在程序調(diào)試過程中，恰當使用NOP和END指令，會帶來許多方便。END指令還可在程序調(diào)試中設(shè)置斷點，先分段插入END，再逐段調(diào)試，調(diào)試好后，刪去END指令。3.2.11 取反、空操作與程序結(jié)束指令取反、空操作與程序結(jié)束指令 210/24

43、/2021583.2.11 空操作與程序結(jié)束指令空操作與程序結(jié)束指令NOP、END 310/24/2021591梯形圖程序編程規(guī)則梯形圖程序編程規(guī)則梯形圖程序設(shè)計規(guī)則（1）梯形圖中的階梯都是始于左母線，終于右母線。每行的左邊是接點的組合，表示驅(qū)動邏輯線圈的條件，而表示結(jié)果的邏輯線圈只能接在右邊的母線上，接點是不能出現(xiàn)在線圈的右邊的。所以，圖3.26（a）應改畫為圖3.26（b）。 3.3梯形圖程序設(shè)計方法梯形圖程序設(shè)計方法圖3.26 接點不能出現(xiàn)在線圈的右邊的原則 （2）接點應畫在水平線上，不要畫在垂直線上。如圖3.27（a）中接點X005與其它接點之間的連接關(guān)系不能識別，對此類橋式電路，要將

44、其化為連接關(guān)系明確的電路。按從左至右，從上到下的單向性原則，可以看出有4條從左母線到達線圈Y000的不同支10/24/202160路，于是就可以將圖3.27（a）不可編程的電路化為在邏輯功能上等效的圖3.27（b）的可編程電路。3.3.1 梯形圖程序編程基本原則梯形圖程序編程基本原則 2（3）并聯(lián)塊串聯(lián)時，應將接點多的支路放在梯形圖的左方。串聯(lián)塊并聯(lián)時，應將接點多的并聯(lián)支路，放在梯形圖的上方。這樣安排，程序簡潔，指令更少。圖3.28（a）和圖3.29（a）應分別改畫為圖3.28（b）和圖3.29（b）為好。圖3.27 不可編程的電路化為等效的可編程電路 10/24/2021613.3.1 梯形

45、圖程序編程基本原則梯形圖程序編程基本原則 3（4）雙線圈輸出不宜若在同一梯形圖中，同一元件的線圈使用兩次或兩次以上，則稱為雙線圈輸出。雙線圈輸出時，只有最后一次才有效，一般不宜使用雙線圈輸出。圖3.28 上重下輕原則 圖3.29 左重右輕原則 圖3.30 左重右輕原則 10/24/2021623.3.2 梯形圖的等效變換梯形圖的等效變換 1在不改變邏輯關(guān)系的前提下，好的等效變換往往能化難為簡、事半功倍。（1）在串聯(lián)電路中，按梯形圖設(shè)計規(guī)則改變組件的位置，使編程變?yōu)榭赡?。如圖3.26電路中，通過將線圈Y000移到右母處，應能使FXGP編譯通過。（2）在電路塊串并聯(lián)電路中，按“左重右輕、上重下輕”

46、的原則變換梯形圖，使程序更優(yōu)化。如圖3.28和圖3.29兩電路，即為典型的實例。（3）在不易識別串并聯(lián)關(guān)系的電路中，按從上到下、從左到右的單向性原則，找出所有能到達目標線圈的不同支路，變換梯形圖為可編程電路，如圖3.27電路即為典型的實例。10/24/2021633.3.2 梯形圖的等效變換梯形圖的等效變換 2（4）在雙線圈輸出電路中，按“最后一次才有效”的原則變換梯形圖，使雙線圈輸出電路變?yōu)閱尉€圈輸出電路，如圖3.30電路第1個梯級省略后的梯形圖與原梯形圖是等效的。分析如下：在圖3.30中，設(shè)輸入采樣時，輸入映象區(qū)中X001ON，X002OFF，第1次執(zhí)行時，Y003ON，Y004ON被存入

47、輸出映象區(qū)。當?shù)?次執(zhí)行時，若X002OFF，使Y003OFF，這個后入為主的結(jié)果又被存入輸出映象區(qū)。所以在輸出刷新階段，實際的外部輸出是，Y003OFF，Y004ON。10/24/2021643.4基本指令應用程序舉例基本指令應用程序舉例 1例例3.16 參照圖3.31設(shè)計一個三相異步電機正反轉(zhuǎn)PLC控制系統(tǒng)。設(shè)計步驟 （1）功能要求： 當接上電源時，電機M不動作。圖3.31 三相異步電機正反轉(zhuǎn)控制線路 按下SB1，電機正轉(zhuǎn)；按SB3，電機停轉(zhuǎn)。 按下SB2，電機反轉(zhuǎn)；按SB3，電機停轉(zhuǎn)。熱繼電器觸點FR斷，電機過載保護停轉(zhuǎn)。 10/24/2021653.4基本指令應用程序舉例基本指令應用程

48、序舉例 2按下SB2，電機M反轉(zhuǎn)；按SB3，電機M停轉(zhuǎn)。熱繼電器觸點FR動作，電機M因過載保護而停止。 圖3.32三相異步電機正反轉(zhuǎn)控制線路的動作順序 10/24/2021663.4基本指令應用程序舉例基本指令應用程序舉例 3（2）輸入/ 輸出端口設(shè)置表3.17 三相異步電機正反轉(zhuǎn)PLC控制I/O端口分配表（3）梯形圖三相異步電機正反轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)梯形圖如圖3.33（a），其動作順序完全符合表3.17，只要按表3.17的I/O分配作相應替換即行。 （4）指令表指令表如圖3.33（b）所示。（5）接線圖接線圖如圖3.34所示。 10/24/2021673.4基本指令應用程序舉例基本指令應用程序舉例

49、4為防止正反轉(zhuǎn)啟動按鈕同時按下危險情況，一方面，在梯形圖中設(shè)了互鎖，將常閉X001和Y001串聯(lián)在反轉(zhuǎn)電路中，將常閉X002和Y002串聯(lián)在正轉(zhuǎn)電路中。另一方面，在外部也設(shè)置了如圖3.34所示的用實際常閉觸點組成的互鎖。 圖3.33 三相異步電機正反轉(zhuǎn)控制 10/24/2021683.4基本指令應用程序舉例基本指令應用程序舉例 5為防止正反轉(zhuǎn)啟動按鈕同時按下危險情況，一方面，在梯形圖中設(shè)了互鎖，將常閉X001和Y001串聯(lián)在反轉(zhuǎn)電路中，將常閉X002和Y002串聯(lián)在正轉(zhuǎn)電路中。另一方面，在外部也設(shè)置了如圖3.34所示的用實際常閉觸點組成的互鎖。 圖3.34 PLC控制的接線圖 10/24/20

50、21693.4基本指令應用程序舉例基本指令應用程序舉例 6例例3.17設(shè)計一個用FX1S20MT的輸出端子直接驅(qū)動直流小電動機正反轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)。直流電機的規(guī)格在12V/0.5A以下。 直流電機正反轉(zhuǎn)驅(qū)動電路，是通過電源極性的切換來控制電機轉(zhuǎn)向，可參照橋式整流電路來設(shè)計。只要將橋式整流電路中的四個整流二極管用四個繼電器的觸點來取代，負載則用直流電機來取代，如圖3.35（a）所示。 圖3.35 直流電機正反轉(zhuǎn)驅(qū)動與接線 10/24/2021703.4基本指令應用程序舉例基本指令應用程序舉例 7控制電路設(shè)計可參照例3.16交流異步電機的控制，不同的是要控制的繼電器線圈有4個，動作過程，參看圖3.36的

51、動作順序表。（1）功能要求功能要求 當接上電源時，電機M不動作。圖3.36 直流電機正反轉(zhuǎn)控制動作順序表 10/24/2021713.4基本指令應用程序舉例基本指令應用程序舉例 8按下SB1后，電機正轉(zhuǎn)；再按SB3后，電機停轉(zhuǎn)。按下SB2后，電機反轉(zhuǎn)；再按SB3后，電機停轉(zhuǎn)。熱繼電器觸點FR動作后，電機M因過載保護而停止。 （2）輸入輸入/ 輸出端口設(shè)置輸出端口設(shè)置（3）梯形圖梯形圖（4）指令表指令表（5）接線圖接線圖表3.18 直流電機正反轉(zhuǎn)PLC控制I/O端口分配表 10/24/2021723.4基本指令應用程序舉例基本指令應用程序舉例 9FX1S-20MT是晶體管輸出，輸出結(jié)構(gòu)如圖3.3

52、9所示。當晶體管截止時，輸出端子Y0與公共端COM0斷開。當晶體管導通時，Y0與COM0接通，要注意的是導通是單向的，即導通時的電流流向只能是從Y0流向COM0。所以圖3.35（a）中4個開關(guān)的實際接法應如圖3.35（b）所示。圖3.38就是按此畫出的接線圖。 圖3.39 晶體管輸出結(jié)構(gòu) 圖3.38 PLC控制的接線圖10/24/2021733.4基本指令應用程序舉例基本指令應用程序舉例 10例例3.18流水行云設(shè)計一個彩燈控制的PLC系統(tǒng)。 （1）功能要求）功能要求合啟動鈕SB2，彩燈HL0HL7(Y000Y007)按間隔2s點亮。至彩燈HL0HL7全亮，維持5s；此后全熄，維持3s；自動重

53、復下一輪循環(huán)。（2）輸入）輸入/ 輸出端口設(shè)置輸出端口設(shè)置表3.19 彩燈PLC控制的I/O端口分配表10/24/2021743.4基本指令應用程序舉例基本指令應用程序舉例 11（3）梯形圖）梯形圖 圖3.40（a）彩燈PLC控制的梯形圖 10/24/2021753.4基本指令應用程序舉例基本指令應用程序舉例 12（4）指令表）指令表 圖3.40（b）彩燈PLC控制的指令表 10/24/2021763.4基本指令應用程序舉例基本指令應用程序舉例 13（5）接線圖）接線圖 圖3.41 PLC彩燈控制接線圖 10/24/202177本章小結(jié)本章小結(jié)（1）三菱FX2N系列PLC的編程元件如附錄表A所

54、示，表A中列出了FX2N系列PLC的性能規(guī)格，對于其它FX系列PLC也基本相同,差異處可以查閱相應用戶手冊。（2）常用的編程語言，各有其特點:梯形圖編程直觀形象、易于掌握。在梯形圖編程時使用了“軟元件”，如“軟繼電器”、“軟定時器”等，與PLC內(nèi)部存儲單元的位相對應。這些存儲單元的位狀態(tài)可無數(shù)次讀出，是“取之不盡”的，所以軟接點在編程時可以無數(shù)次使用。助記符語言是以匯編指令的格式來表示控制程序的程序設(shè)計語言,由操作碼和操作數(shù)兩部分組成。操作碼用來表示指令的功能，操作數(shù)用來表示參加操作的數(shù)的類別和地址。10/24/202178本章小結(jié)本章小結(jié)符合IEC標準的流程圖是一種描述順序控制系統(tǒng)功能的圖解表示法。流程圖語言以流程圖形式表示機械動作，即以狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖方式編程，特別適合于編制復雜的順控程序，從而克服了用梯形圖來編寫，程序步長、可讀性差的缺點。（3）FX2N系列PLC共有27條基本邏輯指令，這些指令已經(jīng)能解決一般的繼電接觸控制問題，要求能熟練掌握。對于27條基本邏輯指令，應當注意掌握每條指令的助記符名稱、操作功能、梯形圖、目的元件和程序步數(shù)。（4）熟練掌握用梯形圖進行程序設(shè)計方法，通過本章實例掌握設(shè)計的步驟。