1、第七章 FX2系列可編程序控制器 及指令系統(tǒng),第一節(jié) FX2系列可編程序控制器及其性能,第二節(jié) FX2系列PLC的基本指令,第三節(jié) FX2系列PLC的步進指令集編程方法,第四節(jié) FX2系列PLC的功能指令集編程方法,第一節(jié)FX2系列可編程序 控制器及其性能,一、FX2系列PLC,1型號命名方式,型號命名的基本格式表示如下：,I/O總點數(shù)：14256,單元類型：M：表示基本單元, E：表示擴展單元及擴展 模塊，EX：擴展輸入單元，EY：擴展輸出單元,型號變化：DS：24VDC，世界型ES：世界型（晶體管型為漏輸出）ESS：世界型（晶體管型為源輸出）,輸出形式：R：繼電器輸出，T：晶體管輸出，S晶

2、閘管輸出,2FX2系列PLC及其性能,FX2系列PLC有基本單元、擴展單元、擴展模塊及特殊功能單元等。,FX2系列PLC的基本單元、擴展單元、擴展模塊的型號規(guī)格,FX2系列PLC的性能指標,二、FX2系列PLC內(nèi)部繼電器的功能及編號,1輸入繼電器X（X0X177）,輸入繼電器是PLC用來接收用戶設備發(fā)來的輸入信號。輸入繼電器與PLC的輸入端相連。,圖7-1(a) 輸入繼電器等效電路,輸入繼電器的地址編號采用八進制 。,2輸出繼電器Y（Y0Y177）,輸出繼電器是PLC用來將輸出信號傳給負載的元件。輸出繼電器的外部輸出觸點接到PLC的輸出端子上 。,輸出繼電器的地址編號采用八進制。,圖7-1(b

3、) 輸出繼電器等效電路,3輔助繼電器M,輔助繼電器可分為： 通用型、斷電保持型和特殊輔助繼電器三種，輔助 繼電器按十進制編號 。,（1）通用輔助繼電器M0 M499（500點）,（2）斷電保持輔助繼電器M500M1023（524點）。,（3）特殊輔助繼電器M8000M8255（256點）,PLC內(nèi)的特殊輔助繼電器各自具有特定的功能 ：,1）只能利用其觸點的特殊輔助繼電器，線圈由PLC自動驅動，用戶只利用其觸點,M8000：運行監(jiān)控用，PLC運行時M8000接通 M8002：僅在運行開始瞬間接通的初始脈沖特殊輔助繼電器 M8012 ：產(chǎn)生100ms時鐘脈沖的特殊輔助繼電器,2）可驅動線圈型特殊繼

4、電器，用于驅動線圈后，PLC作特定動作,M8030：鯉電池電壓指示燈特殊繼電器 M8033：PLC停止時輸出保持特殊輔助繼電器 M8034：止全部輸出特殊輔助繼電器 M8039：時掃描特殊輔助繼電器,4狀態(tài)繼電器S,狀態(tài)繼電器S是編制步進控制順序中使用的重要元件，它與步進指令STL配合使用,狀態(tài)繼電器有下列五種類型：,1）初始狀態(tài)繼電器：S0S9共10點,2）回零狀態(tài)繼電器：S10S19共10點,3）通用狀態(tài)繼電器：S20S499共480點,4）保持狀態(tài)繼電器：S500S899共400點,5）報警用狀態(tài)繼電器：S900S999共100點,5定時器T,定時器在PLC中的作用相當于一個時間繼電器，

5、它有一個設定值寄存器，一個當前值寄存器以及無限個觸點。,PLC內(nèi)定時器是根據(jù)時鐘脈沖累積計時，時鐘脈沖有1ms、10ms、100ms三檔，當所計時時間到達設定值時，輸出觸點動作。定時器可以用用戶程序存儲器內(nèi)的常數(shù)k作為設定值，也可以用數(shù)據(jù)寄存器D的內(nèi)容作為設定值 。,（1）定時器T0T245,100ms定時器：T0T199共200點，每個定時器設定值范圍0.13276.7s； 10ms定時器：T200T245共46點，每個設定值范圍0.01327.67s。,定時器的工作原理,T200,圖7-2 定時器的工作原理,（2）積算定時器T246T255,1ms積算定時器：T246T249共4點，每點設

6、定值范圍為0.00132.767s,100ms積算定時器：T250T255共6點，每點設定值范圍為 0.13276.7s,積算定時器的工作原理,T250,圖7-3 積算定時器的工作原理圖,6計數(shù)器C,計數(shù)器可分為普通計數(shù)器和高速計數(shù)器,（1）16位加計數(shù)器（設定值：132767）,其設定值K在132767之間。設定值K0與K1含義相同，即在第一次計數(shù)時，其輸出觸點動作。,有兩種16位加/減計數(shù)器：,通用型：C0C99共100點,斷電保持型：C100C199共100點,加計數(shù)器的動作過程示例,圖7-4 加計數(shù)器的動作過程,（2）32位雙向計數(shù)器（設定值：-2147483648 +21474836

7、47）,有兩種32位加/減計數(shù)器： 通用計數(shù)器：C200C219共20點 保持計數(shù)器：C220C234共15點,計數(shù)方向由特殊輔助繼電器M8200M8234設定。,加減計數(shù)方式設定：對于C，當M8 接通（置1）時，為減計數(shù)器，斷開（置0）時，為加計數(shù)器。,計數(shù)值設定：直接用常數(shù)K或間接用數(shù)據(jù)寄存器D的內(nèi)容作為計數(shù)值。間接設定時，要用元件號緊連在一起的兩個數(shù)據(jù)寄存器。,加減計數(shù)器的動作過程 示例,圖7-5 加減計數(shù)器的動作過程,（3）高速計數(shù)器,高速計數(shù)器C235C255共21點共享PLC上6個高速計數(shù)器輸入（X000X005）。高速計數(shù)器按中斷原則運行。,7數(shù)據(jù)寄存器D,（1）通用數(shù)據(jù)寄存器D

8、0D199共200點。 只要不寫入其它數(shù)據(jù)，已寫入的數(shù)據(jù)不會變化。但是，PLC狀態(tài)由運行停止時，全部數(shù)據(jù)均清零。,（2）斷電保持數(shù)據(jù)寄存器D200D511共312點，只要不改寫，原有數(shù)據(jù)不會丟失。,（3）特殊數(shù)據(jù)寄存器D8000D8255共256點 這些數(shù)據(jù)寄存器供監(jiān)視PLC中各種元件的運行方式用。,（4）文件寄存器D1000D2999共2000點。,8變址寄存器（V/Z）,變址寄存器的作用類似于一般微處理器中的變址寄存器（如Z80中的IX、IY），通常用于修改元件的編號。,第二節(jié) FX2系列PLC的基本指令,FX2系列PLC 共有20條基本指令，2條步進指令，近百條功能指令 。,一、邏輯取和

9、輸出線圈指令LD、LDI、OUT,LD：取指令，用于常開觸點與母線的連接指令,LDI：取反指令，用于常閉觸點與左母線連接,OUT：線圈驅動指令，也叫輸出指令,LD、LDI、OUT指令的使用說明,圖7-6 LD、LDI、OUT指令的使用說明,二、觸點串聯(lián)指令AND、ANI,AND：與指令，用于單個常開觸點的串聯(lián)，完成邏輯“與”運算,ANI：與非指令，用于單個常閉觸點的串聯(lián)，完成邏輯“與非”運算,AND、ANI指令的使用說明,圖7-7 AND、ANI指令使用說明,三、觸點并聯(lián)指令OR、ORI,OR：或指令，用于單個常開觸點的并聯(lián)，完成邏輯“或”運算,ORI：或非指令，用于單個常閉觸點的并聯(lián)，完成邏

10、輯“或非”運算,OR、ORI指令的使用說明,圖7-8OR、ORI指令的使用說明,四、串聯(lián)電路塊的并聯(lián)指令ORB,ORB：塊或指令。用于兩個或兩個以上的觸點串聯(lián)連接的電路之間的并聯(lián)，稱之為串聯(lián)電路塊的并聯(lián)連接,圖7-9 ORB指令使用說明,ORB指令的使用說明,五、并聯(lián)電路塊的串聯(lián)指令ANB,ANB：塊與指令。用于兩個或兩個以上觸點并聯(lián)連接的電路之間的串聯(lián)，稱之為并聯(lián)電路塊的串聯(lián)連接,ANB指令的使用說明,0 LD X000 5 AND X005 1 ORI X001 6 ORB 2 LD X002 7 ORI X006 3 AND X003 8 ANB 4 LD X004 9 OUT Y001

11、,圖7-10ANB指令使用說明,六、棧指令MPS、MRD、MPP,MPS、MRD、MPP這三條指令分別為進棧、讀棧、出棧指令，用于多重輸出電路,MPS、MRD、MPP指令的使用說明,0 LD X004 6 OUT Y003 1 MPS 7 MRD 2 AND X005 8 OUT Y004 3 OUT Y002 9 MPP 4 MRD 10 AND X004 5 AND X003 11 OUT Y005,圖7-11 棧存儲器與輸出指令的使用說明,七、主控及主控復位指令MC、MCR,MC：主控指令，用于公共串聯(lián)觸點的連接；MCR：主控復位指令，即作為MC的復位指令,MC、MCR指令的使用說明之一

12、,LD X000 1 MC N0 SP M100 4 LD X001 5 OUT Y001 6 LD X002 7 OUT Y002 8 MCR N0 10 LD X003 11 OUT Y003,圖7-12 MC、MCR指令的使用說明之一,使用MC/MCR指令說明：,1）與主控指令MC相連的觸點必須用LD或LDI指令，使用MC指令后，母線移到主控觸點的后面，MCR使母線回到原來的位置。,2）在MC指令內(nèi)再使用MC指令時，嵌套級N的編號（07）順次增大，返回用MCR指令，從大的嵌套級開始解除。特殊輔助繼電器不能用作MC的操作。,MC、MCR指令說明之二,圖7-13MC、MCR指令說明之二,八、

13、置位與復位指令SET、RST,SET：置位指令，是動作保持,RST：復位指令，使操作保持復位,SET、RST指令的說明,圖7-14 SET、RST指令的使用說明 （a）梯形圖 （b）語句表 （c）波形,RST指令用于計數(shù)器的使用說明,圖7-15 RST指令用于計數(shù)器的使用說明,RST指令使用說明：,1）RST指令既可用于計數(shù)器復位，使其當前值恢復至設定值，也可用于復位移位寄存器，清除當前內(nèi)容。,2）在任何情況下，RST指令優(yōu)先。當RST輸入有效時，不接受計數(shù)器和移位寄存器的輸入信號。,3）因復位回路的程序與計數(shù)器的計數(shù)回路的程序是相互獨立的，因此程序的執(zhí)行順序可任意安排，而且可分開編程。,九、

14、脈沖輸出指令PLS、PLF,PLS 、PLF指令都是2程序步，它的目標元件是Y和M，但特殊輔助繼電器不能作目標元件。,PLS 指令在輸入信號上升沿產(chǎn)生脈沖輸出,PLF 在輸入信號下降沿產(chǎn)生脈沖輸出,PLS、PLF指令的使用說明,0LD X001 1 PLS M02步指令 3 LD M0 4 SET Y000 5 LD X002 6 PLF M12步指令 8 LD M1 9 RST Y000,圖7-16 PLS、PLF指令的使用說明,使用PLS、 PLF指令說明：,4）使用這兩條指令時，要特別注意目標元件。,1）使用PLS指令，元件Y、M僅在驅動輸入接通后的一個掃描周期內(nèi)動作（置1）。,2）使用

15、PLF指令，元件僅在驅動輸入斷開后的一個掃描周期內(nèi)動作。,3）特殊繼電器不能用作PLS或PLF的操作元件。,十、空操作指令NOP,NOP(No Operation)：空操作指令,NOP指令是一條無動作、無目標元件的一程序步指令。NOP指令的作用有兩個，一個作用是在PLC的執(zhí)行程序全部清除后，用NOP顯示；另一個作用是用于修改程序。其具體的操作是：在編程的過程中，預先在程序中插入NOP指令，則修改程序時，可以使步序號的更改減少到最少。此外，可以用NOP來取代已寫入原指令，從而修改電路。,NOP指令的使用說明,圖7-17 NOP指令的使用說明,十一、程序結束指令END,用于程序的結束，是一條無目標

16、元件的1程序步指令。在程序調(diào)試過程中，按段插入END指令，可以順序擴大對各種程序動作的檢查。,END：程序結束指令,第三節(jié)FX2系列PLC的步進指令及編程方法,一、功能圖,功能圖是一種用于描述順序控制系統(tǒng)控制過程的一種圖形。它具有簡單、直觀等特點，是設計PLC順序控制程序的一種有力工具。它由步、轉換條件及有向連線組成。,狀態(tài)繼電器是構成功能圖的重要元件。,1步,將系統(tǒng)的工作過程可以分為若干個階段，這些階段稱為“步”。,“步”是控制過程中的一個特定狀態(tài)。步又分為初始步和工作步，在每一步中要完成一個或多個特定的動作。初始步表示一個控制系統(tǒng)的初始狀態(tài)，所以，一個控制系統(tǒng)必須有一個初始步，初始步可以沒

17、有具體要完成的動作。,FX2系列PLC的狀態(tài)繼電器元件有900點（S0S899）。其中S0S9為初始狀態(tài)繼電器，用于功能圖的初始步。,2轉換條件,步與步之間用“有向連線”連接，在有向連線上用一個或多個小短線表示一個或多個轉換條件。,當條件得到滿足時，轉換得以實現(xiàn)。當系統(tǒng)正處于某一步時，把該步稱為“活動步”。,功能圖 示例:,圖7-18功能圖,3功能圖的結構,1）單序列：反映按順序排列的步相繼激活這樣一種基本的進展情況,圖7-19單序列,2）選擇序列：個活動步之后，緊接著有幾個后續(xù)步可供選擇的結構形式稱為選擇序列。,圖7-20 選擇序列,3）并行序列：當轉換的實現(xiàn)導致幾個分支同時激活時，采用并行

18、序列。其有向連線的水平部分用雙線表示。,圖7-21并行序列,4）跳步、重復和循環(huán)序列：在實際系統(tǒng)中經(jīng)常使用跳步、重復和循環(huán)序列。這些序列實際上都是選擇序列的特殊形式。,圖7-22 跳步、重復和循環(huán)序列 (a)跳步序列 ( b)重復序列 ( c)循環(huán)序列,二、步進指令,使STL復位指令RET指令。,步進指令又稱STL指令。,步進指令STL只有與狀態(tài)繼電器S配合時才具有步進功能。使用STL指令的狀態(tài)繼電器常開觸點，稱為STL觸點，沒有常閉的STL觸點。用狀態(tài)繼電器代表功能圖的各步，每一步都具有三種功能：負載的驅動處理、指定轉換條件和指定轉換目標。,步進指令的執(zhí)行過程,STL S20 OUT Y00

19、0 LD X001 S S21 STL S21,圖7-23STL指令與功能圖,STL觸點是與左母線相連的常開觸點，類似于主控觸點，并且同一狀態(tài)繼電器的STL觸點只能使用一次（并行序列的合并除外）。,與STL觸點相連的觸點應使用LD或LDI指令，使用過STL指令后，應用RET指令使LD點返回左母線。,梯形圖中同一元件的線圈可以被不同的STL觸點驅動，即使用STL指令時，允許雙線圈輸出。,STL觸點之后不能使用MC/MCR指令。,三、STL功能圖與梯形圖的轉換,例：某液壓動力滑臺系統(tǒng)使用步進指令編程,LD M8002 S S0 STL S0 LD X001 S S21 STL S21 OUT Y0

20、00 LD X002 S S22 STL S22 OUT Y001 LD X003 S S23 STL S23 OUT Y002 LD X004 S S0 RET,圖7-24STL功能圖與梯形圖的轉換,圖7-25選擇序列的功能圖及步進梯形圖,四、多流程步進控制的編程方法,1選擇序列分支與合并的步進編程,2并行序列分支與合并的步進編程,圖7-26并行序列的步進編程,第四節(jié)FX2系列PLC的功能指令及編程方法,一、功能指令的基本格式,1功能指令的表示形式,(a)基本格式,(b)數(shù)據(jù)傳送指令的使用,(C)脈沖執(zhí)行方式,(d)V和Z變址寄存器的使用,圖7-27功能指令的基本形式,2數(shù)據(jù)長度和指令類型,

21、功能指令可以處理16位數(shù)據(jù)和32位數(shù)據(jù),3指令類型,功能指令有連續(xù)執(zhí)行型和脈沖執(zhí)行型兩種形式,4指令的操作數(shù),(1)位元件X、Y、M、和S；,(2)常數(shù)K、H或指針P；,(3)字元件T、C、D、V、Z(T、C分別表示定時器和計數(shù)器的當前值寄存器)；,(4)由位元件X、Y、M和S的位指定組成字元件。,5變址寄存器V、Z,變址寄存器在傳送、比較指令中用來修改操作對象的元件號，其操作方式與普通數(shù)據(jù)寄存器一樣。在圖627a中的源操作數(shù)和目的操作數(shù)可以表示為S 和D ,其中的 表示使用變址功能，稱為變址寄存器。,二、功能指令,1條件跳轉指令,CJ和CJ(P)為條件跳轉指令，在某種條件下需要跳過一部分程序

22、時，采用跳轉指令，這樣可以減少掃描時間，提高程序執(zhí)行速度。,CJ指令的使用,LD X000 CJ P10 LD X001 OUT Y001 LD X002 OUT Y002,圖7-28CJ指令的使用,2中斷指令（EI/DI）,允許中斷指令EI與禁止中斷指令DI之間的程序段為允許中斷區(qū)間。當程序處理到允許中斷的區(qū)間，出現(xiàn)中斷信號時，則停止執(zhí)行主程序，去執(zhí)行相應的中斷子程序。處理到中斷返回指令IRET時再返回斷點，繼續(xù)執(zhí)行主程序。,中斷標號的含義:,EI/DI中斷指令的使用,圖7-29中斷指令的使用圖,中斷指令使用說明：,（1）有關的特殊輔助繼電器為ON狀態(tài)，響應的中斷子程序不能執(zhí)行。,（2）一個

23、中斷程序執(zhí)行時，其他中斷被禁止。但是在中斷程序中編入EI和DI指令時，可實現(xiàn)中斷嵌套。多個中斷信號產(chǎn)生的順序，遵照中斷指針號較低的有優(yōu)先權的規(guī)定。,（3）中斷信號的脈寬必須大于200s。,（4）如果中斷信號產(chǎn)生禁止中斷區(qū)間（DIEI之間），這個中斷信號被存儲，并在EI指令后執(zhí)行。,3主程序結束指令（FEND）,FEND指令表示主程序結束。程序執(zhí)行到FEND時，進行輸出處理、輸入處理、監(jiān)視定時器和計數(shù)器刷新，全部完成以后返回到程序的第00步。,FEND主程序結束指令使用時應注意，子程序和中斷子程序必須寫在主程序結束指令FEND和END指令之間。,FEND主程序結束指令使用,圖7-30FEND指令

24、的使用,4比較和傳送指令,（1）比較指令（CMP）： 比較指令是將源操作數(shù)S1、S2的數(shù)據(jù)，按照代數(shù)規(guī)則進行大小比較，并將比較結果送到目的操作數(shù)D中。,比較指令使用說明：,1）比較指令中的所有的源操作數(shù)據(jù)都按二進制數(shù)值處理。,2）對于多個比較指令，其目標操作數(shù)D也可以指定為同一個元件；但每執(zhí)行一次比較指令其D的內(nèi)容隨之而變化。,（2）傳送指令（MOV）：MOV傳送指令是將源操作數(shù)送到指定的目的操作數(shù)去，即SD。,CMP、MOV指令的使用,圖7-31CMP、MOV指令的使用,5警戒時鐘指令（WDT）,警戒時鐘指令用于控制程序中的監(jiān)視定時器刷新。,在程序的執(zhí)行過程中，如果掃描的時間（從第0步到EN

25、D或FEND語句）超過了200ms，則PLC將停止運行。在這種情況下，使用WDT指令可以刷新監(jiān)視定時器，使程序執(zhí)行到END或FEND。,圖7-32WDT指令的使用,WDT指令的使用,6循環(huán)指令,FOR、NEXT為循環(huán)開始和循環(huán)結束指令。,FOR、NEXT指令內(nèi)允許加嵌套使用。,循環(huán)指令使用說明：,（3）NEXT指令不允許寫在END、FEND指令的后面。,（1）FX2系列PLC的循環(huán)指令最多允許5級嵌套。,（2）FOR、NEXT在成對使用。要求FOR在前，NEXT在后。,FOR、NEXT指令的使用,圖7-33FOR、NEXT指令的使用 (a) FOR、NEXT指令(b) 2級嵌套,7數(shù)制變換指令

26、,（1）BCD變換指令,BCD指令使用說明：,BCD轉換的結果超過09 999（16位運算）或099 999 999 (32位運算)時，則出錯；,BCD變換指令用于將PLC中的二進制數(shù)據(jù)變換成BCD碼輸出，用于驅動七段顯示。,BCD變換指令是將源地址中的二進制數(shù)轉換成BCD碼送到目標地址中去。,（2）BIN變換指令,數(shù)值變換指令的使用,圖7-34數(shù)值變換指令的使用,BIN變換指令是將源地址中的BCD數(shù)據(jù)變換成二進制數(shù)據(jù)送到目標地址去。 BIN指令常用于將BCD數(shù)字開關串的設定值輸入到PLC中。常數(shù)K不能作為本指令的操作元件，因為在任何處理之前它會被轉換成二進制數(shù)。,8四則運算指令,（1）加法指

27、令ADD,ADD指令是將指定源地址中的二進制數(shù)相加，其結果送到指定目的地址去。,（2）減法指令SUB,SUB指令是將指定源地址中的二進制數(shù)相減，其結果送到指定目的地址去。,每個數(shù)據(jù)的最高位作為符號位，0表示為正，1表示為負。ADD為二進制代數(shù)法運算。例如，5（8）3，5（8）13。,ADD、SUB指令的使用,圖7-35ADD、SUB指令的使用 (a)ADD指令(b)SUB指令,（S1）+(S2)（D）即（D10）+(D12)(D14),（S1）(S2)（D）即（D10）(D12) (D14),加法指令使用說明：,當執(zhí)行條件X000=OFF時，不執(zhí)行運算，（D）中的內(nèi)容不變。,設有3個操作數(shù)標志：M8020為零標志；M8021為借位標志；M8022為進位標志。運算結果為0時，則零標志M8020閉