1、第二篇 三菱小型可編程序控制器FX2N,三菱小型可編程序控制器FX2N,可編程序控制器的組成及原理 三菱小型可編程序控制器 FX2N的基本指令、步進指令及編程 FX2N的功能指令 FX2N的編程器件和編程軟件 FX2N的特殊功能模塊和通信網(wǎng)絡(luò) FX2N的控制系統(tǒng)的應(yīng)用設(shè)計,學(xué)習(xí)目標,掌握PLC的組成與工作原理 掌握基本指令，步進指令，功能指令 掌握PLC在實際生產(chǎn)生活中的應(yīng)用,我們一起開動腦筋 認真鉆研,第四章 FX2N的基本指令、步進指令及編程,4.1基本指令 4.2基本指令的編程應(yīng)用 4.3步進指令及狀態(tài)編程法,4.1基本指令,LD、LDI、OUT AND、ANI OR、ORI ORB A

2、NB LDP 、 LDF 、 ANDP ANDF 、 ORP 、 ORF,MPS、MRD、MPP MC、MCR SET、RST PLS、PLF NOP END INV,一、LD、LDI、OUT,4.1基本指令,LD:取指令。表示一個與輸入母線相連的常開接點指令。 LDI:取反指令。表示一個與輸入母線相連的常閉接點指令。 LD,LDI的目標元件是X,Y,M,S,T,C。 OUT:輸出指令。 OUT指令的目標元件是Y,M,S,T,C。,一、LD、LDI、OUT,4.1基本指令,LD X0 OUT Y0 LDI X1 OUT Y1,AND:與指令。用于單個常開接點的串聯(lián)。 ANI：與非指令。用于單個

3、常閉接點的串聯(lián)。 這兩條指令的目標元件為X,Y,M,S,T,C。,LD X0 ANI X1 OUT Y0 AND Y0 OUT Y1,二、AND、ANI,4.1基本指令,三、OR、ORI,4.1基本指令,OR:或指令。用于單個常開接點的并聯(lián)。 ORI:或非指令。用于單個常閉接點的并聯(lián)。 其目標元件是X,Y,M,S,T,C。,LD X0 OR X1 AND M8013 OUT Y0,LD X2 ORI X3 AND M8013 OUT Y1,三、OR、ORI,4.1基本指令,LD X0 OR X1 ORI M5 ANI X2 ORI M15 OUT Y0,LD X0 OR M0 ANI X1 O

4、UT M0 OUT T0 K100,三、OR、ORI,4.1基本指令,四、ORB,4.1基本指令,ORB：兩個或兩個以上的接點串聯(lián)電路叫串聯(lián)電路塊。串聯(lián)電路塊并聯(lián)連接時，分支開始用LD,LDI，分支結(jié)果用ORB，其為無目標元件指令。,LD X0 AND X1 LD X2 ANI X3,ORB OUT M0,五、ANB,4.1基本指令,ANB:兩個或兩個以上接點并聯(lián)的電路稱為并聯(lián)電路塊，分支電路并聯(lián)電路塊與前面電路串聯(lián)連接時，使用此指令。其無操作目標元件。,LD X0 OR X1 LDI X2 OR X3,ANB OUT Y0,六、MPS、MRD、MPP,4.1基本指令,MPS，進棧指令 MRD

5、，讀棧指令 MPP，出棧指令 這三條指令是無操作器件指令。用于多輸出電路?？蓪⑦B接點先存儲，用于連接后面的電路。MPS和MPP指令必須成對使用，且連續(xù)使用少于11次。,六、MPS、MRD、MPP,4.1基本指令,LD X0 MPS AND M1 OUT Y0 MRD AND M2 OUT Y1 MPP,AND M3 OUT Y2 LD X0 OR X2 AND X1 OR X3 OUT Y3 AND X4 OUT Y4,七、LDP、LDF、ANDP、ANDF、ORP、ORF,4.1基本指令,LDP、ANDP、ORP指令是進行上升沿檢出的觸點指令，僅在指定位元件的上升沿時(OFFON變化時)接通

6、一個掃描周期；LDF、ANDF、ORF指令是進行下降沿檢出的觸點指令，僅在指定位元件的下降沿時(ONOFF變化時)接通一個掃描周期。,七、LDP、LDF、ANDP、ANDF、ORP、ORF,4.1基本指令,八、MC、MCR,4.1基本指令,在編程時經(jīng)常遇到多個線圈同時受一個或一組接點控制，若每個線圈的控制電路中都串入同樣的接點則會多占有存儲單元，應(yīng)用主控指令即可解決這個問題。 MC:主控指令 MCR:主控復(fù)位指令 其操作目標元件是Y,M，不允許用特殊輔助繼電器M，與主控接點相連的接點必須用LD或LDI指令，N的編號（07）順次增大。,LD X0 MC N0 M100 LD X1 OUT Y0

7、MCR N0,若X0斷開，則跳過主控指令控制的梯形圖，這時Y0又變?yōu)?狀態(tài)。,八、MC、MCR,4.1基本指令,九、SET、RST,4.1基本指令,SET:置位指令，使動作保持 RST:復(fù)位指令，使操作保持復(fù)位,十、PLS、PLF,4.1基本指令,PLS：輸入信號上升沿產(chǎn)生脈沖輸出 PLF：輸入信號下降沿產(chǎn)生脈沖輸出 其目標元件為Y,M，但特殊輔助繼電器不能作為目標元件。,4.1基本指令,十、PLS、PLF,十一、INV,4.1基本指令,該指令用于運算結(jié)果的取反。當(dāng)執(zhí)行該指令時，將INV指令之前存在的如LD、LDI等指令的運算結(jié)果反轉(zhuǎn),十二、NOP,4.1基本指令,NOP為空操作指令，該指令是

8、一條無動作、無目標元件占一個程序步的指令?？詹僮髦噶钍乖摬叫蜃骺詹僮?。用NOP指令替代已寫入指令，可以改變電路。在程序中加入NOP指令，在改動或追加程序時可以減少步序號的改變。執(zhí)行完清除用戶存儲器的操作后，用戶存儲器的內(nèi)容全部變?yōu)榭詹僮髦噶睢?十三、END,4.1基本指令,END是一條無目標元件占一個程序步的指令。PLC反復(fù)進行輸入處理、程序運算、輸出處理，若在程序最后寫入END指令，則END以后的程序步就不再執(zhí)行，直接進行輸出處理。在程序調(diào)試過程中，按段插入END指令，可以順序擴大對各程序段動作的檢查。采用END指令將程序劃分為若干段，在確認處于前面電路塊的動作正確無誤之后，依次刪去END指

9、令。要注意的是在執(zhí)行END指令時，也刷新監(jiān)視時鐘。,END：程序結(jié)束指令。END之后的程序步不再執(zhí)行。,思考：若X0=1,X1=0,Y0最終輸出多少？,十三、END,4.1基本指令,編程的基本原則,水平不垂直 線圈右邊無接點 左大右小，上大下小 雙線圈輸出不可用 輸入信號的最高頻率問題,4.1基本指令,水平不垂直,梯形圖的接點應(yīng)畫在水平線上，不能畫在垂直分支上,4.1基本指令,線圈右邊無接點,不能將接點畫在線圈右邊，只能在接點的右邊接線圈,4.1基本指令,上大下小,左大右小,有串聯(lián)電路并聯(lián)時，應(yīng)將接點最多的那個串聯(lián)回路放在梯形圖最上面。有并聯(lián)電路相串聯(lián)時，應(yīng)將接點最多的并聯(lián)回路放在梯形圖的最左

10、邊。,4.1基本指令,雙線圈輸出不可用,如果在同一程序中同一元件的線圈使用兩次或多次，則稱為雙線圈輸出。這時前面的輸出無效，只有最后一次才有效，一般不應(yīng)出現(xiàn)雙線圈輸出。,4.1基本指令,輸入信號的最高頻率問題,輸入信號的狀態(tài)是在PLC輸入處理時間內(nèi)被檢測的。如果輸入信號的ON時間或OFF時間過窄，有可能檢測不到。也就是說，PLC輸入信號的ON時間或OFF時間，必須比PLC的掃描周期長。若考慮輸入濾波器的響應(yīng)延遲為10ms，掃描周期為10ms，則輸入的ON時間或OFF時間至少為20ms。因此，要求輸入脈沖的頻率低于1000Hz/（2020）=25Hz。,4.1基本指令,例1改錯,4.1基本指令,

11、例2 寫出語句表,LD X1 OR X2 ORI M105 OUT Y1 LD X3 OR M100 ANI X4 ORI M100 OUT M100,LD X0 OR X1 LDI X2 OR X3 ANB OUT M0 LD X0 AND X1 LD X2 ANI X3,ORB OUT M1,例3 寫出語句表并比較,LD X0 MPS AND Y0 OUT Y1 MPP OUT Y0,LD X0 OUT Y0 AND Y0 OUT Y1,例4,LD X0 MPS AND X1 MPS AND X2 OUT Y0 MPP ANDX3 OUT Y1,MPP AND X4 MPS AND X5

12、OUT Y2 MPP AND X6 OUT Y3,例5,LD X1 MPS AND X2 MPS AND X3 MPS AND X4 OUT Y1 MPP OUT Y2,MPP OUT Y3 MPP OUT Y4,LD X1 OUT Y4 AND X2 OUT Y3 AND X3 OUT Y2 AND X4 OUT Y1,例6,啤酒生產(chǎn)線中有一個環(huán)節(jié)是對成品進行裝箱，假設(shè)每12瓶裝為一箱，思考如何實現(xiàn)。,例7,編程實現(xiàn)按鈕X0按一下，Y0輸出如下圖脈沖波形,思考：用SET ,RST指令如何實現(xiàn)？,4.2基本指令的編程應(yīng)用,1.起動、保持和停止電路 2.三相異步電動機正反轉(zhuǎn)控制電路 3.常閉觸點

13、輸入信號的處理 4.多繼電器線圈控制電路 5.多地控制電路,6.互鎖控制電路 7.順序起動控制電路 8.集中與分散控制電路 9.自動與手動控制電路 10.閃爍電路 11.延合延分電路 12.定時范圍擴展電路 13.分頻電路,一、啟動、保持和停止電路,實現(xiàn)Y10的啟動、保持和停止的四種梯形圖如圖所示。這些梯形圖均能實現(xiàn)啟動、保持和停止的功能。X0為啟動信號，X1為停止信號。圖a、c是利用Y10 常開觸點實現(xiàn)自鎖保持，而圖b、d是利用SET、RST指令實現(xiàn)自鎖保持。,4.2基本指令的編程應(yīng)用,一、啟動、保持和停止電路,4.2基本指令的編程應(yīng)用,二、三相異步電動機正反轉(zhuǎn)控制電路,4.2基本指令的編程

14、應(yīng)用,二、電動機正反轉(zhuǎn)控制（PLC）,4.2基本指令的編程應(yīng)用,如果輸入信號只能由常開觸點提供，梯形圖中的觸點類型與繼電器電路的觸點類型完全一致。 如果接入PLC的是輸入信號的常閉觸點，這時在梯形圖中所用的X1的觸點的類型與PLC外接SB2的常開觸點時剛好相反，與繼電器電路圖中的習(xí)慣也是相反的。建議盡可能采用常開觸點作為PLC的輸入信號。,二、電動機正反轉(zhuǎn)控制（PLC）,4.2基本指令的編程應(yīng)用,三、多繼電器線圈控制電路,下圖是可以自鎖的同時控制4個繼電器線圈的電路圖。其中X0是起動按鈕，X1是停止按鈕。,4.2基本指令的編程應(yīng)用,四、多地控制電路,下圖是兩個地方控制一個繼電器線圈的程序。其中

15、X0和X1是一個地方的起動和停止控制按鈕，X2和X3是另一個地方的起動和停止控制按鈕。,4.2基本指令的編程應(yīng)用,五、互鎖控制電路,下圖是3個輸出線圈的互鎖電路。其中X0、X1和X2是起動按鈕，X3是停止按鈕。由于Y0、Y1、Y2每次只能有一個接通，所以將Y0、Y1、Y2的常閉觸點分別串聯(lián)到其它兩個線圈的控制電路中。,4.2基本指令的編程應(yīng)用,六、順序起動控制電路,如圖所示。Y0的常開觸點串在Y1的控制回路中，Y1的接通是以Y0的接通為條件。這樣，只有Y0接通才允許Y1接通。Y0關(guān)斷后Y1也被關(guān)斷停止，而且Y0接通條件下，Y1可以自行接通和停止。X0、X2為起動按鈕，X1、X3為停止按鈕。,4

16、.2基本指令的編程應(yīng)用,七、集中與分散控制電路,在多臺單機組成的自動線上，有在總操作臺上的集中控制和在單機操作臺上分散控制的聯(lián)鎖。集中與分散控制的梯形圖如圖所示。X2為選擇開關(guān)，以其觸點為集中控制與分散控制的聯(lián)鎖觸點。當(dāng)X2為ON時，為單機分散起動控制；當(dāng)X2為OFF時，為集中總起動控制。在兩種情況下，單機和總操作臺都可以發(fā)出停止命令。,4.2基本指令的編程應(yīng)用,八、自動與手動控制電路,在自動與半自動工作設(shè)備中，有自動控制與手動控制的聯(lián)鎖，如圖所示。輸入信號X1是選擇開關(guān)，選其觸點為聯(lián)鎖型號。當(dāng)X1為ON時，執(zhí)行主控指令，系統(tǒng)運行自動控制程序，自動控制有效，同時系統(tǒng)執(zhí)行功能指令CJ P63，直

17、接跳過手動控制程序，手動調(diào)整控制無效。當(dāng)X1為OFF時，主控指令不執(zhí)行，自動控制無效，跳轉(zhuǎn)指令也不執(zhí)行，手動控制有效。,4.2基本指令的編程應(yīng)用,九、閃爍電路,當(dāng)撥動開關(guān)將X0接通，啟動脈沖發(fā)生器。延時2s后Y0接通，再延時3s后Y0斷開。這一過程周期性地重復(fù)。Y0輸出一系列脈沖信號，其周期為5s，脈寬為3s。,4.2基本指令的編程應(yīng)用,十、延合延分電路,如圖所示用X0控制Y0，當(dāng)X0的常開觸點接通后，T0開始定時，10s后T0的常開觸點接通，使Y0變?yōu)镺N。X0為ON時其常閉觸點斷開，使T1復(fù)位，X0變?yōu)镺FF后T1開始定時，5s后T1的常閉觸點斷開，使Y0變?yōu)镺FF，T1也被復(fù)位。Y0用起

18、動、保持、停止電路來控制。,4.2基本指令的編程應(yīng)用,十一、定時范圍擴展電路,FX2N系列PLC定時器的最長定時時間為3276.7s，如果需要更長的定時時間，可以采用以下方法以獲得較長延時時間。 多個定時器組合電路 定時器和計數(shù)器組合,4.2基本指令的編程應(yīng)用,十二、多個定時器組合電路,如圖所示。當(dāng)X0接通，T0線圈得電并開始延時，延時到T0常開觸點閉合，又使T1線圈得電，并開始延時，當(dāng)定時器T1延時到，其常開觸點閉合，再使T2線圈得電，并開始延時，當(dāng)定時器T2延時到，其常開觸點閉合，才使Y0接通。因此，從X0為ON開始到Y(jié)0接通共延時9000s。,4.2基本指令的編程應(yīng)用,十三、定時器和計數(shù)

19、器組合,當(dāng)X1為ON時，T1開始定時，0.6s后T1定時時間到，其常閉觸點斷開，使它自己復(fù)位，復(fù)位后T1的當(dāng)前值變?yōu)?，同時它的常閉觸點接通，使它自己的線圈重新通電，又開始定時。T1將這樣周而復(fù)始地工作，直至X1變?yōu)镺FF。從分析中可看出，1最上面一行電路是一個脈沖信號發(fā)生器，脈沖周期等于T1的設(shè)定值。 產(chǎn)生的脈沖列送給C0計數(shù)，計滿3個數(shù)后，C0的當(dāng)前值等于設(shè)定值，它的常開觸點閉合，Y0開始輸出。,4.2基本指令的編程應(yīng)用,十四、分頻電路,用PLC可以實現(xiàn)對輸入信號的任意分頻，如圖所示是一個二分頻電路。,4.2基本指令的編程應(yīng)用,4.3 步進指令及狀態(tài)編程法,一、狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖,狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖稱功能

20、圖。 一個控制過程可以分為若干個階段，這些階段稱為狀態(tài)。 狀態(tài)器是構(gòu)成狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖的基本元件。其中S0S9叫初始狀態(tài)器。,4.3 步進指令及狀態(tài)編程法,一、狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖,順序功能圖主要由步、有向連線、轉(zhuǎn)換、轉(zhuǎn)換條件和動作（或命令）等要素組成。 步與步之間實現(xiàn)轉(zhuǎn)換應(yīng)同時具備兩個條件： (1) 前級步必須是活動步。 (2) 對應(yīng)的轉(zhuǎn)換條件成立。,4.3 步進指令及狀態(tài)編程法,一、狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖,許多PLC都有專門用于編制順序控制程序的步進梯形指令及編程元件。 步進梯形指令簡稱為STL指令，F(xiàn)X系列PLC還有一條使STL指令復(fù)位的RET指令。利用這兩條指令，可以很方便地編制順序控制梯形圖程序。 步進梯形指令

21、STL只有與狀態(tài)繼電器S配合才具有步進功能。S0S9用于初始步，S10S19用于自動返回原點。使用STL指令的狀態(tài)繼電器的常開觸點稱為STL觸點，用符號表示，沒有常閉的STL觸點。,4.3 步進指令及狀態(tài)編程法,二、步進指令,STL指令的含義是提供一個步進觸點，其對應(yīng)狀態(tài)的三個要素均在步進觸點之后的子母線上實現(xiàn)。若對應(yīng)的狀態(tài)是開啟的(即“激活”)，則狀態(tài)的負載驅(qū)動和轉(zhuǎn)移才有可能。若對應(yīng)狀態(tài)是關(guān)閉的，則負載驅(qū)動和狀態(tài)轉(zhuǎn)移就不可能發(fā)生。因此，除初始狀態(tài)外，其他所有狀態(tài)只有在其前一個狀態(tài)處于激活且轉(zhuǎn)移條件成立的情況下，才能被激活,1步進開始指令STL,2步進結(jié)束指令RET RET指令用于返回主母線。

22、使步進順控程序執(zhí)行完畢時，非狀態(tài)程序的操作在主母線上完成，防止出現(xiàn)邏輯錯誤。狀態(tài)轉(zhuǎn)移程序的結(jié)尾必須使用RET指令。,3步進指令的使用說明 (1) 對狀態(tài)處理，編程時必須使用步進接點指令STL。STL觸點是與左側(cè)母線相連的常開觸點，STL觸點接通，則對應(yīng)的狀態(tài)為活動步，與STL觸點相連的觸點用LD或LDI指令。 (2) 程序的最后必須使用步進結(jié)束指令RET，返回主母線。 (3) STL觸點可直接驅(qū)動或通過別的觸點驅(qū)動Y、M、S、T、C等元件的線圈。,4.3 步進指令及狀態(tài)編程法,三、單流程狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖的編程,順序功能圖的單序列結(jié)構(gòu)形式最為簡單，它由一系列按順序排列、相繼激活的步組成。每一步的后面只

23、有一個轉(zhuǎn)換，每一個轉(zhuǎn)換后面只有一步,根據(jù)十字路口交通信號燈的控制要求，可作出信號燈的控制時序圖如圖所示。,1 選擇性分支與匯合,五 多分支狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖的處理,該狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖有三個流程圖，見圖 (a)、(b)、(c)所示。 S20為分支狀態(tài)。根據(jù)不同的條件(X0，X10，X20)，選擇執(zhí)行其中的一個流程。,X0為ON時執(zhí)行圖 (a)，X10為ON時執(zhí)行圖 (b)，X20為ON時執(zhí)行圖 (c)。X0，X10，X20不能同時為ON。 S50為匯合狀態(tài)，可由S22、S32、S42任一狀態(tài)驅(qū)動。,2 并行分支與匯合流程的編程應(yīng)用,1) 并行性分支狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖的特點 若有多條路徑且必須同時執(zhí)行，這種分支方式稱為