第3章-三菱FX2N系列PLC基本指令123

1、5/24/20211 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(dǎo)讀本章導(dǎo)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(dǎo)基本邏輯指令編程學(xué)習(xí)。 5/24/20212 1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

2、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 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) 5/24/20213 3.1三菱三菱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D 5/24/20214 3.1三菱三菱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

3、啟停過程控制邏輯相同。都是使用常開、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(yīng) 的線圈得電或開關(guān)接通，存儲位為0，表示對應(yīng)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

4、接觸控制邏輯。 5/24/20215 3.1.1 梯形圖編程語言（梯形圖編程語言（Ladder）4 2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(yīng)關(guān)系如表3.2所示。可得 出結(jié)論： 對應(yīng)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 5/24/20216 3.1.1 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(yīng)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

5、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”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： 5/24/20217 3.1.1 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

6、于右母 線，同一標(biāo)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(biāo)識，以 互相區(qū)別。同一標(biāo)識的常開和常閉接點均可多次重復(fù) 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” 。 5/24/20218 3.1.2 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

7、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(biāo)識符和參數(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(yīng)的操作數(shù)。 5/24/20219 3.1.2 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(jìn)行。 表3.3 對應(yīng)圖3.2(a)梯形圖的指令表 圖3.2(a)啟保?？刂铺菪螆D 5/24/202110 3.1.3 流程圖語言（流程圖語言（SFC

8、）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(fù)雜的順控系統(tǒng)，內(nèi)部的互鎖關(guān)系非常復(fù)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(biāo)準(zhǔn)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(fù)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。 5/24/20

9、2111 3.1.3 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(jìn)至終點壓 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 13 5/24/202112 3.1.3 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(jìn)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

10、：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(fù)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(dāng)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 5/24/202113 3.1.3 流程圖語言（流程圖語言（SFC）4 （2）

11、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(yīng)的是其運行的原點，初始狀 態(tài)的符號是雙線框。 轉(zhuǎn)移是表示從一個狀態(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(biāo)注的文字符號或邏輯表達(dá)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(yīng)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。 11 5/24/202114 3.1.3 流程圖語言（流程圖語言（SFC）5 （3）SFC

12、SFC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(jìn)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 5/24/202115 3.1.3 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(dāng)相應(yīng) 的轉(zhuǎn)移條件滿足時，一次只能選擇進(jìn)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

13、 時觸發(fā)并行的幾個單流程分支，這些并行的順序分支應(yīng) 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(fù)雜的順控程序。 5/24/202116 3.2三菱三菱FX2N系列系列PLC的基本邏輯指令的基本邏輯指令 1 3.2.1 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（?。槌ｉ_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

14、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 5/24/202117 3.2.1 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 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(dāng)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

15、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(yīng)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) 5/24/202118 3.2.1 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）梯形圖具有延時斷開功能。請在學(xué)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(yīng)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 5/24/202119 3.2.1 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、LD

16、I、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 5/24/202120 3.2.1 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 法，得到對應(yīng)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 5/24/202121 3.2.

17、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(dāng)按鈕 X002按下時，Y000線圈接通，Y000常開閉合自鎖；當(dāng) X002釋放后，其常閉接點閉合，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?dāng)嚅_。 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，

18、Y000接通，再 5/24/202122 3.2.1 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。 5/24/202123 3.2.2 接點串聯(lián)指令接點串聯(lián)指令A(yù)ND、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(fù)使用指令次數(shù)不限。操 作目

19、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 5/24/202124 3.2.2 接點串聯(lián)指令接點串聯(lián)指令A(yù)ND、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(yīng)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_(dá)轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)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。 5/24/202125 3.2.3 接點并聯(lián)指令接點并聯(lián)指令OR、ORI 1 1

20、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 5/24/202126 3.2.3 接點并聯(lián)指令接點并聯(lián)指令OR、ORI 2 S。若要將串聯(lián)而成的電路塊并聯(lián)，要用ORB指令。 例例3.5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(yīng)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(yīng)圖

21、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。 5/24/202127 3.2.3 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 5/24/202128 3.2.4 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

22、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 5/24/202129 3.2.4 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）中的梯形圖，試解答： （1）寫出圖3.10（a）梯形圖所對應(yīng)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 （

23、1）對應(yīng)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。 5/24/202130 3.2.4 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 5/24/202131 3.2.5 并聯(lián)電路塊的串聯(lián)指令并聯(lián)電路塊的串聯(lián)指令A(yù)NB 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）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AN

24、B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 5/24/202132 3.2.5 并聯(lián)電路塊的串聯(lián)指令并聯(lián)電路塊的串聯(lián)指令A(yù)NB 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(yīng)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(yīng)圖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)

25、塊后應(yīng)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(yīng)用LD或LDI指令開始后一并聯(lián)塊的 連接。 5/24/202133 3.2.5 并聯(lián)電路塊的串聯(lián)指令并聯(lián)電路塊的串聯(lián)指令A(yù)NB 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 5/24/202134 3.2.6 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(jìn)后出的原則進(jìn)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3.12所示。這組 指令可將接點的 狀態(tài)先進(jìn)棧保護，當(dāng)后面需要接點的

26、 狀態(tài)時，再出棧恢復(fù)，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 5/24/202135 3.2.6 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(dāng)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指令均不帶顯式的操作數(shù)，其 后不跟任何軟元件編號。

27、（4）MPS和MPP應(yīng)該配對使用，連續(xù)使用的次數(shù)應(yīng)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(yīng)的指令表，指出各指令的步 5/24/202136 3.2.6 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(yīng)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見，需要人工將

28、它們加在指令表中。 圖3.13 例3.8多重輸出指令舉例 5/24/202137 3.2.6 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

29、件軟元件 _登錄軟元件登錄軟元件”把這3個軟元件逐個加進(jìn)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 5/24/202138 3.2.6 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(yīng)了PLC對輸入/ 輸出信號是有延遲的。 5/24/202139 3.2.7 置位與復(fù)位指令置位與復(fù)位指令SET、RST 1 （1）SET和RST分別為置位和復(fù)位指令。用于Y、S和 M等置位和復(fù)位，對狀態(tài)或事件設(shè)置和

30、清除標(biāo)志。 （2）SET和RST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?jǐn)嚅_。 表3.12置位與復(fù)位指令 5/24/202140 3.2.7 置位與復(fù)位指令置位與復(fù)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

31、的復(fù)位，使它們的計時和計數(shù)的當(dāng) 前值清零。 例例3.10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(yīng)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： 5/24/202141 3.2.7 置位與復(fù)位指令置位與復(fù)位指令SET、RST 3 圖3.15 SET和 RST指令舉例 5/24/202142 3.2.7 置位與復(fù)位指令置位與復(fù)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(biāo)

32、 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 5/24/202143 3.2.8 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

33、 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PLF的目的元件 表3.13脈沖輸出指令 5/24/202144 3.2.8 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(yīng)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(yīng)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X

34、001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接通的下降沿時， M1線圈得電并保持一個掃描周期，M1常開閉合使Y000復(fù)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。 5/24/202145 3.2.8 脈沖輸出指令脈沖輸出指令

35、PLS、PLF 3 圖3.17PLS和PLF指令舉例 圖3.18 輸入/輸出波形 5/24/202146 3.2.9 主控與主控復(fù)位指令主控與主控復(fù)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(fù)位）為MC指令的復(fù)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(fù)位指令 5/24/202147 （3）在圖3.19（a）中，當(dāng)輸入X0

36、00接通時，執(zhí)行MC 與MCR間的指令。當(dāng)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，將保持當(dāng)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(yīng)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(fù)位指令主控與主控復(fù)位指令 MC

37、、MCR 2 5/24/202148 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的兩條主控與主控復(fù)位指令分別為3個 和2個程序步。 3.2.9 主控與主控復(fù)位指令主控與主控復(fù)位指令 MC、MCR 3 圖3.19 MC和MCR指令舉例 5/24/202149 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_(dá)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

38、掃描到。 3.2.9 主控與主控復(fù)位指令主控與主控復(fù)位指令 MC、MCR 3 圖3.20MC和MCR指令舉例梯形圖 5/24/202150 （1）LDP/F、ANDP/F和ORP/F為分別對應(yīng)LD、AND 和OR的脈沖型指令，具有對應(yīng)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(yīng)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(yīng)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(dá)。 例例3.1

39、3 畫出等效圖3.21（a）用PLS表達(dá)的梯形圖與對應(yīng)波形圖。 解解:等效圖3.21（a）用PLS表達(dá)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OFFON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 1 5/24/202151 3.2.10脈沖型指令脈沖型指令LDP/F、ANDP/F、ORP/F 2 5/24/202152 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?？刂齐娐肪褪遣?用此結(jié)構(gòu)，M107為總停按

40、鈕，試解答： （1）分析圖3.22（a）梯形圖工作原理，畫出對應(yīng)工作 波形圖； （2）用GPPW模擬仿真此梯形圖來進(jìn)行驗證。 3.2.10脈沖型指令脈沖型指令LDP/F、ANDP/F、ORP/F 3 5/24/202153 解解:（1）圖3.22（a）總?？刂铺菪螆D的工作波形如圖 3.22（b）所示。當(dāng)?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(dāng)?shù)诙伟聪驴偼?按鈕時，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 3 5/24/202154 （2）按2.4節(jié)介

41、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(dāng)連續(xù)兩次按下“強制ON/OFF取反” 按鈕來模擬M107第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 3 5/24/202155 （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(yīng)

42、的軟元件 來表達(dá)，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 1 5/24/202156 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(dāng)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)

43、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 2 5/24/202157 （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(jìn)編號的更改次數(shù)減到最少。用NOP指令來取 代已寫入的指令，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(dāng)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(dāng)于并聯(lián)接點被開路,如圖3.25（b ）示例。 如用NOP

44、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(dāng)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 2 5/24/202158 3.2.11 空操作與程序結(jié)束指令空操作與程序結(jié)束指令NOP、END 3 5/24/202159 1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

45、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(yīng)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(yīng)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(dá)線圈Y000的不同支 5/24/202160 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

46、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(yīng)將接點多的支路放在梯形圖的左方。串 聯(lián)塊并聯(lián)時，應(yīng)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(yīng)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 5/24/202161 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 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

47、右輕原則 圖3.30 左重右輕原則 5/24/202162 3.3.2 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(yīng)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”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(dá)目標(biāo)線圈的不 同支路，變換梯形圖為可編程電路，如圖

48、3.27電路即為 典型的實例。 5/24/202163 3.3.2 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 被存入輸出映象區(qū)。當(dāng)?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。 5/24/202

49、164 3.4基本指令應(yīng)用程序舉例基本指令應(yīng)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(dāng)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)。 5/24/202165 3.4基本指令應(yīng)用程序舉例基本指令應(yīng)用程序舉例 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 5/24/202166

50、 3.4基本指令應(yīng)用程序舉例基本指令應(yīng)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(yīng)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。 5/24/202167 3.4基本指令應(yīng)用程序舉例基本指令應(yīng)用程序舉例 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 5/24/202168 3.4基本指令應(yīng)用程序舉例基本指令應(yīng)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 5/24/202169 3.4基本指令應(yīng)用程序舉例基本指令應(yīng)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