第三章可编程控制器基本指令

第三章可编程控制器基本指令 • 3.1 可编程控制器的编程元件 • 3.2 可编程控制器的编程语言 • 3.3 可编程控制器的基本指令 • 3.4 可编程控制器的基本原则

3.1 可编程控制器的编程元件 第三章可编程控制器基本指令 • FX2N系列PLC编程元件分类和编号 • 编程元件的基本特征 • 编程元件的使用

FX2N系列PLC编程元件分类和编号 第三章可编程控制器基本指令 • PLC编程元件的物理实质： • 电子电路及存储器。称“软继电器”。 • FX2N系列PLC编程元件的编号： X 0 数字功能字母

编程元件的基本特征 第三章可编程控制器基本指令

3.1 可编程控制器的编程元件 第三章可编程控制器基本指令注：点击编程元件名称可进入相应的页面

输入继电器X 第三章可编程控制器基本指令 • 可编程控制器输入接口的一个接线点对应一个输入继电器。输入继电器的线圈只能由机外信号驱动，它可提供无数个常开接点、常闭接点供编程时使用。如图3.1。FX2N系列的输入继电器采用八进制地址编号，X0～X267最多可达184点。

输出继电器Y 第三章可编程控制器基本指令 • PLC输出接口的一个接线点对应一个输出继电器。输出继电器的线圈只能由程序驱动，每个输出继电器除了为内部控制电路提供编程用的常开、常闭触点外，还为输出电路提供一个常开触点与输出接线端连接。驱动外部负载的电源由用户提供。如图所示是输出继电器的等效电路。输出继电器的地址编号也是八进制，Y0～Y267，最多可达184点。

辅助继电器M 第三章可编程控制器基本指令 • PLC内部有很多辅助继电器，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。其作用相当于继电器控制线路中的中间继电器。辅助继电器的接点在PLC内部编程时可以任意使用，但它不能直接驱动负载，外部负载必须由输出继电器的输出接点来驱动。 • 辅助继电器分以下三种类型： • 通用辅助继电器 • M0-M499，共500个点 • 断电保持辅助继电器 • M500-M1023及M1024-M3071共2572点。 • 特殊辅助继电器 • M8000-M8255，共256个点。

特殊辅助继电器 第三章可编程控制器基本指令 • ① 只能利用其接点的特殊辅助继电器。线圈由PLC自动驱动，用户只可以利用其接点。例如： M8000为运行监控用，PLC运行时M8000接通。 M8002为仅在运行开始瞬间接通的初始脉冲特殊辅助继电器。 • ② 可驱动线圈型特殊辅助继电器。用户激励线圈后，PLC作特定动作。例如： M8033为PLC停止时输出保持特殊辅助继电器。 M8034为禁止全部输出特殊辅助继电器。 M8039为定时扫描特殊辅助继电器。

状态器S 第三章可编程控制器基本指令 • 状态器S是构成状态转移图的重要软元件，它与后续的步进梯形指令配合使用。通常状态继电器软元件有下面五种类型： • 初始状态继电器S0～S9共10点。 • 回零状态继电器S10～S19共10点。 • 通用状态继电器S20～S499共480点。 • 停电保持状态器S500～S899共400点。 • 报警用状态继电器S900～S999共100点。

定时器T 第三章可编程控制器基本指令 • 定时器作为时间元件相当于时间继电器，由设定值寄存器、当前值寄存器和定时器触点组成。在其当前值寄存器的值等于设定值寄存器的值时，定时器触点动作。故设定值、当前值和定时器触点是定时器的三要素。 • 定时器累计PLC内的1ms，10ms，100ms等的时钟脉冲，当达到所定的设定值时，输出接点动作。定时器可以使用用户程序存储器内的常数K作为设定值，也可以用后述的数据寄存器D的内容作为设定值。这里的数据寄存器应有断电保持功能。 • 定时器可以分为： • 常规定时器T0～T245 • 积算定时器T246～T255

常规定时器T0-T245 第三章可编程控制器基本指令 • 100ms定时器T0～T199共200点，每个设定值范围为0.1～3276.7s；10ms定时器T200～T245共46点，每个设定值范围0.01～327.67s。如图3.3a所示，当驱动输入X0接通时，T0用当前值计数器累计100ms的时钟脉冲。如果该值等于设定值K10时，定时器的输出接点动作。即输出接点是在驱动线圈后的10×0.1s＝1s时动作。驱动输入X0断开或发生断电时，计数器就复位，输出接点也复位。 • 点击观看定时器的工作过程

常规定时器的动作过程 第三章可编程控制器基本指令

积算定时器T246-T255 第三章可编程控制器基本指令 • 1ms积算定时器T246～T249共四点，每点设定值范围0.001s～32.767s； • 100ms积算定时器T250～T255共6点，每点设定值范围0.1s～3276.7s。 • 如图所示，当定时器线圈T250的驱动输入X1接通时T250用当前值计数器累计100ms的时钟脉冲个数，当该值与设定值K10相等时，定时器的输出接点输出，当计数中间驱动输入X0断开或停电时，当前值可保持。输入X1再接通或复电时，计数继续进行，当累计时间为10×0.1s＝1s时，输出接点动作。当复位输入X1接通时，计数器就复位，输出接点也复位。 • 点击观看积算定时器的动作过程图

积算定时器的动作过程图 第三章可编程控制器基本指令

接点的动作时序 第三章可编程控制器基本指令 • 接点动作时序如图所示。定时器在其线圈被驱动后开始计时，到达设定值后，在执行第一个线圈指令时，其输出接点动作。从驱动定时器线圈到其接点动作称为定时器接点动作精度时间t，t＝T+T0-α。

计数器C 第三章可编程控制器基本指令 • 可编程控制器的计数器共有两种：内部信号计数器和高速计数器。内部信号计数器有分为两种：16位递加计数器和32位增减计数器。 • 点击观看16位递加计数器 • 点击观看32位增减计数器 • 点击观看高速计数器

16位递加计数器 第三章可编程控制器基本指令 • 设定值位1～32767。其中，C0～C99共100点是通用型，C100～C199共100点是断电保持型。下图表示了递加计数器的动作过程。

32位增减计数器 第三章可编程控制器基本指令 • 设定值为－2147483648～＋2147483647 • C200～C219共20点是通用型 • C220～C234共15点为断电保持型计数器 • 32位双向计数器是递加型还是递减型计数由特殊辅助继电器M8200～M8234设定。特殊辅助继电器接通时（置1）时，为递减计数；特殊辅助继电器断开（置0）时，为递加计数。 • 点击观看32位增减计数器工作图

32位增减计数器工作图 第三章可编程控制器基本指令

高速计数器 第三章可编程控制器基本指令 • 高速计数器C235～C255共21点，共用PLC的8个高速计数器输入端X0～X7。这21个计数器均为32位加/减计数器。 • 高速计数器是按中断原则运行的，因而它独立于扫描周期，选定计数器的线圈应以连续方式驱动，以表示这个计数器及其有关输入连续有效，其它高速处理不能再用其输入端子。 • 高速计数器的选择不是任意的，它取决于所需计数器的类型及高速输入端子。 • 点击观看高速计数器表 • 点击观看高速计数器类型

高速计数器表 第三章可编程控制器基本指令 • 注:U－加计数输入；D－减计数输入；A－A相输入；B－B相输入；R－复位输入；S－启动输入

高速计数器类型 第三章可编程控制器基本指令 • 1相无启动/复位端子高速计数器C235～C240 • 1相带启动/复位端子高速计数器C241～C245 • 1相2输入（双向）高速计数器C246～C250 • 2相输入（A—B相型）高速计数器C251～C255

1相无启动/复位端子高速计数器C235-C240 第三章可编程控制器基本指令 • 计数方式及接点动作与前述普通32位计数器相同。递加计数器时，当计数值达到设定值时，接点动作保持；作递减计数时，到达计数值则复位。1相1输入计数方向取决于其对应标志M8×××（×××为对应的计数器地址号），C235～C240高速计数器各有一个计数输入端，如图所示。

1相带启动/复位端子高速计数器C241-C245 第三章可编程控制器基本指令 • 这类高速计数器的计数方式接点动作、计数方向与C235～C240相似。C241～C245高速计数器各有一个计数输入和一个复位输入。计数器C244和C245还有一个启动输入。现以如图所示的的C245为例说明此类高速计数器的动作过程。

1相2输入（双向）高速计数器C246-C250 第三章可编程控制器基本指令 • 这5个高速计数器有两个输入端，一个递加，一个递减。有的还有复位和启动输入。现以C246为例，用图3.10说明它们的计数动作过程。当X10接通，C246象普通32位递加/递减计数器一样的方式复位。从表中可以看出，对C246，X0为递加计数端，X1为递减计数端。X11接通时，选中C246，使X0、X1输入有效。X0由OFF变为ON，C246加1；X1由OFF变为ON，C246减1。 • 如图所示是以C250为例说明带复位和启动端的1相2输入高速计数器的动作过程。

2相输入（A—B相型）高速计数器C251-C255 第三章可编程控制器基本指令 • 在2相输入计数器中，最多可有两个2相32位二进制递加/递减计数器，其计数的动作过程与前面所讲的普通型32位递加递减型相同，对这些计数器，只有表中所示的输入端可用于计数。 • A相和B相信号决定计数器是加计数还是减计数。当A相为ON状态时，B相输入为OFF变为ON，为递加计数，而B相输入ON变为OFF时，为递减计数。如图所示为以C251和C255为例的此类计数器的计数过程。

数据寄存器D 第三章可编程控制器基本指令 • 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合并起来存放32位数据，最高位仍为符号位。 • 数据寄存器分成下面几类： • 通用数据寄存器D0～D199共200点 • 断电保持/锁存寄存器D200～D7999共7800点 • 特殊数据寄存器D8000～D8255共256点 • 文件数据寄存器D1000～D7999共7000点

通用数据寄存器D0-D199 第三章可编程控制器基本指令 • 一旦在数据寄存器写入数据，只有不再写入其他数据，就不会变化。但是当PLC由运行到停止或断电时，该类数据寄存器的数据被清除为0。但是当特殊辅助继电器M8033置1，PLC由运行转向停止时，数据可以保持。

断电保持/锁存寄存器D200～D7999 第三章可编程控制器基本指令 • 断电保持/锁存寄存器有断电保持功能，PLC从RUN状态进入STOP状态时，断电保持寄存器的值保持不变。利用参数设定，可改变断电保持的数据寄存器的范围。

特殊数据寄存器D8000-D8255 第三章可编程控制器基本指令 • 这些数据寄存器供监视PLC中器件运行方式用。其内容在电源接通时，写入初始值（先全部清0，然后由系统ROM安排写入初始值）。例如，D8000所存的警戒监视时钟的时间由系统ROM设定。若有改变时，用传送指令将目的时间送入D8000。该值在PLC由RUN状态到STOP状态保持不变。未定义的特殊数据寄存器，用户不能用。

文件数据寄存器D1000-D7999 第三章可编程控制器基本指令 • 文件寄存器是以500点为一个单位，可被外部设备存取。文件寄存器实际上被设置为PLC的参数区。文件寄存器与锁存寄存器是重叠的，可保证数据不会丢失。FX2N系列的文件寄存器可通过BMOV（块传送）指令改写。

变址寄存器（V/Z） 第三章可编程控制器基本指令 • 变址寄存器除了和普通的数据寄存器有相同的使用方法外，还常用于修改器件的地址编号。V、Z都是16位的寄存器，可进行数据的读写。当进行32位操作时，将V、Z合并使用，指定Z为低位。

指针（P/I） 第三章可编程控制器基本指令 • 分支指令用P0～P62、P64～P127共127点。指针P0～P62、P64～P127为标号，用来指定条件跳转，子程序调用等分支指令的跳转目标。P63为结束跳转用。 • 中断用指针I0□□～I8□□共9点。中断指针的格式表示如下： • (1) 输入中断I△0□ • □＝0表示为下降沿中断；□＝1表示为上升沿中断。 • △表示输入号，取值范围为0～5，每个输入只能用一次。 • (2) 定时器中断I△□□ • △表示定时器中断号,取值范围为6～8，每个定时器只能用1次。 • □表示定时时间，取值范围为10～99ms。

常数（K/H） 第三章可编程控制器基本指令 • 常数也作为器件对待，它在存储器中占有一定的空间，十进制常数用K表示，如18表示为K18；十六进制常数用H表示，如18表示为H12。

3.2 可编程控制器的编程语言 第三章可编程控制器基本指令 • 不同厂家，不同型号的PLC的编程语言只能适应自己的产品。IEC中的PLC编程语言标准中有五种编程语言：顺序功能图编程语言、梯形图编程语言、功能块图编程语言、指令语句表编程语言、结构文本编程语言。

顺序功能图编程语言 第三章可编程控制器基本指令 • 这是一种位于其他编程语言之上的图形语言，用来编制顺序控制程序，在后面的章节中将做详细介绍。顺序功能图提供了一种组织程序的图形方法，在顺序功能图中可以用别的语言嵌套编程。步、转换和动作是顺序功能图中的主要三种元件，如图所示。顺序功能图用来描述开关量控制系统的功能，根据它可以很容易的画出顺序控制梯形图程序。

梯形图编程语言 第三章可编程控制器基本指令 • 该语言习惯上叫梯形图。梯形图沿袭了继电器控制电路的形式，也可以说，梯形图编程语言是在电气控制系统中常用的继电器、接触器逻辑控制基础上简化了符号演变而来的，形象、直观、实用，电气技术人员容易接受，是目前用的最多的一种PLC编程语言。梯形图的画法如图所示。

梯形图编程格式 第三章可编程控制器基本指令 • （1）梯形图按行从上至下编写，每一行从左往右顺序编写。PLC程序执行顺序与梯形图的编写顺序一致。 • （2）图左、右边垂直线称为起始母线、终止母线。每一逻辑行必须从起始母线开始画起，终止于继电器线圈或终止母线（有些PLC终止母线可以省略）。 • （3）梯形图的起始母线与线圈之间一定要有触点，而线圈与终止母线之间则不能有任何触点。

功能块图编程语言 第三章可编程控制器基本指令 • 这是一种类似于数字逻辑门电路的编程语言，有数字电路基础的人很容易掌握。该编程语言用类似与门、或门的方框来表示逻辑运算关系，方框的左侧为逻辑运算的输入变量，右侧为输出变量，输入、输出端的小圆圈表示“非”运算，方框被“导线”连接在一起，信号从左向右流动，如图所示。

指令语句表编程语言 第三章可编程控制器基本指令 • 指令语句表编程语言是一种与计算机汇编语言类似的助记符编程方式，用一系列操作指令组成的语句将控制流程描述出来，并通过编程器送到PLC中去，需要指出的是，不同厂家的PLC指令语句表使用的助记符并不相同，因此，一个相同功能的梯形图，书写的语句表并不相同。

结构文本编程语言 第三章可编程控制器基本指令 • 结构文本编程语言是为IEC61131-3标准专门创建的一种专用的高级编程语言。与梯形图相比，它能实现复杂的数学运算，编写的程序非常简洁和紧凑。 • 除了提供几种编程语言供用户选择外，标准还允许编程者在同一程序中使用多种编程语言，这使编程者能选择不同的语言来适应特殊的工作。

3.3 FX系列可编程控制器的基本指令 第三章可编程控制器基本指令 • FX2N系列PLC共有27条基本指令，分别为： • 逻辑取及线圈驱动指令LD、LDI、OUT • 接点串联指令AND、ANI • 接点并联指令OR、ORI • 取脉冲指令LDP、LDF • 与脉冲指令ANDP、ANDF • 或脉冲指令ORP、ORF • 串联电路块的并联连接指令ORB

3.3 FX系列可编程控制器的基本指令 第三章可编程控制器基本指令 • 并联电路块的串联连接指令ANB • 多重输出指令MPS、MRD、MPP • 主控及主控复位指令MC、MCR • 取反指令INV • 置位与复位指令SET、RST • 脉冲输出指令PLS、PLF • 空操作指令NOP • 程序结束指令END

逻辑取及线圈驱动指令LD、LDI、OUT 第三章可编程控制器基本指令 • LD，取指令。表示一个与输入母线相连的常开接点指令。 • LDI，取反指令。表示一个与输入母线相连的常闭接点指令。 • OUT，线圈驱动指令

接点串联指令AND、ANI 第三章可编程控制器基本指令 • AND, 与指令。用于单个常开接点的串联。 • ANI，与非指令。用于单个常闭接点的串联 • OUT指令后，通过接点对其它线圈使用OUT指令称为纵接输出或连续输出

接点并联指令OR、ORI 第三章可编程控制器基本指令 • OR，或指令，用于单个常开接点的并联。 • ORI, 或非指令，用于单个常闭接点的并联

取脉冲指令LDP、LDF 第三章可编程控制器基本指令 • LDP取脉冲上升沿，指在输入信号的上升沿接通一个扫描周期 • LDF取脉冲下降沿，指在输入信号的下降沿接通一个扫描周期

与脉冲指令ANDP、ANDF 第三章可编程控制器基本指令 • ANDP与脉冲上升沿 • ANDF与脉冲下降沿

或脉冲指令ORP、ORF 第三章可编程控制器基本指令 • ORP或脉冲上升沿 • ORF或脉冲下降沿

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