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三菱FX系列PLC
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下续：三菱FX系列PLC-编程2 高级电气工程师需要掌握：触摸屏(三菱PLC-信捷人机通信(编程))、伺服定位控制(三菱PLC定位控制理论)、模拟量(温度、压力、PID调节等)、视觉识别、网络通信等。上位机C#、WinCC、Labview等。 一、绪论 1、型号命名方式以及FX2N系列
比如FX2N-60MT，表示FX2N系列，60个点，M基本单元，T晶体管输出(R继电器输出)。 2、PLC基本工作原理 1）编程元件的概述
功能： 输入继电器：指连接外部的各种开关信号，比如开关、按钮、脉冲信号。 输出继电器：指PLC连接外部负载的接口。 特点： 地址编号采用8进制，不同型号PLC其输入输出点数不同。编程中，输入继电器X只有常开触点和常闭触点，且可用无限次。输出继电器Y既有线圈也有触点，触点有常开和常闭，可用无限次。 ---------------- （2）辅助继电器M
通用辅助继电器M0～M499。 功能：作为辅助运算工具，用作状态暂存、中间过渡等。 特点：有线圈、有触点（常开、常闭，触点可用无限次）。不能直接驱动负载。系统断电时，所有的状态自动复位。 断电保持用辅助继电器M500～M1023、M1024～M3071，基本用法和功能同一般辅助继电器相同。 不同点：PLC在运行中若发生停电，输出继电器和通用辅助继电器全部呈断开状态。上电后，PLC恢复运行，断电保持用辅助继电器能保持断电前的状态。 在不少控制系统中，要求系统能保持断电瞬间的状态，这种场合就适用断电保持型继电器。断电保持是靠PLC的内装电池支持。 M500～M1023可通过设定PLC的参数来改变通用型和断电保持型的比例，而M1024～M3071不能进行改变。当采用并联通信时，M800～M999作为通信被占用。 PLC内有很多特殊用途的辅助继电器，每个特殊辅助继电器的功能都不同，使用时要注意其特殊功，没有定义的辅助继电器不能用。 特殊用辅助继电器M8000～M8255，这类特殊辅助继电器又分为两类，详见“三菱FX2N-PLC功能指令应用详解”之P529。
---------------- （3）定时器T 它是一个身兼位元件和字元件双重身份的软元件，其常开、常闭触点是位元件，而其时间设定值是一个字元件。 定时器在程序中主要使用其二种控制功能 ：定时控制功能；当前值比较控制功能。 基本定时器：
积算定时器： 又名断电保持型定时器，在驱动条件不在立或停电引起计时停止时，其能保持计时当前值，等到驱动条件成立或复电后，计时会在原来基础上继续。复位只能用RST指令进行强制复位。
定时器延时断开，X2断开，Y0延时断开：
通电延时接通，断电延时断开控制：
---------------- （4）状态继电器S 构成状态转移图的重要软器件，它与后述的步进顺序指令配合使用。状态器的常开和常闭触点在PLC内可以自由使用，且使用的次数不限。在不使用步进顺控指令时，状态继电器S可象辅助继电器M一样在程序中使用。
---------------- （5）数据寄存器D 所有的数据寄存器均为16位存储器，若程序中仅处理8位数据，那么寄存器的低8位用作处理的数据存储，而高8位则全部为0。 数据寄存器的存储特点是“一旦写入、长期保持、存新除旧、断电归0”。 数据寄存器是功能指令中重要软元件，功能指令通过利用数据寄存器进行各种数据类型的处理与控制。 特殊数据寄存器编号为D8000～D8255，共有256个，这些特殊寄存器用来存放一些特定的数据。按照其使用功能可分为两种：一种是只能读取其内容，不能改写其内容，一种是可以进行读写的特殊寄存器。特殊数据寄存器D，详见“三菱FX2N-PLC功能指令应用详解”之P515。 文件寄存器：实际上是一类专用数据寄存器，用于存储大量的PLC应用程序需要用到的数据，如采集数据、统计计算数据、产品标准数据、数表、多组控制数等。 ---------------- （6）变址寄存器V、Z
---------------- （7）位软元件、组合位元件与字元件 只有处理ON/OFF状态的元件，称为位软元件，如X、Y、M、S等，其他处理数字数据的元件，例如T、C、D、V、Z等，称为字软元件。位元件由Kn加首元件号的组合，也可以处理数字数据，组成字元件，称为组合位元件或位元件组合。 组合位元件规定： 编程符号：Kn+组件起始地址，其中n表示组数，起始地址为组件最低编址 位组规定：一组有４位位元件，表示４位二进制数 在使用时统一规定为位元件状态ＯＮ为１，ＯＦＦ为０
---------------- （8）指针P、I 当程序发生转移时，需一个要转移去的程序入口地址，这个入口地址是用指针来表示的。 指针按其用处分为分支指针P与中断指针I两种。 3、软件系统 1）系统程序PLC赖以工作的基础，采用汇编或C语言编写，在PLC出厂时就已固化于ROM型系统程序存储器中，不需用户干预。 2）用户程序又称为应用程序，是用户为完成某一特定任务而利用PLC的编程语言而编制的程序。用户程序通过编程器输入到PLC的用户存储器中，再通过运行PLC来完成这一特定的任务。 4、编程语言
手编只能用这种方式。 2）梯形图编程
它是应用步进指令与状态器进行编程的方法，一般在顺序控制时应用。 4）ST语言详情移步：基于GXWorks2的ST语言介绍。 5、PLC程序流程基础 1）扫描方式采用循环扫描的工作方式，整个工作过程可分为输入处理、程序处理、输出处理三个阶段，分阶段执行。
扫描周期＝扫描处理时间+程序处理时间+输出处理时间。 2）子程序调用
从上到下，从左到右(从条件到结果)。 二、27条基本指令 1、LD、LDI、OUT与触点比较指令 1）功能介绍LD取指令，表示每一行程序中第一个与母线相连的常开触点。 LDI取反指令，与LD的用法相同，中是LDI是对常闭触点。 OUT线圈驱动指令，对输出继电器(Y)、辅助继电器(M)、状态继电器器(S)、定时器(T)、计数器(C)的线圈驱动，对输入继电器(X)不能使用。
在梯形图中，功能指令是作为线圈处理的。但有一种功能指令例外，它是当作触点来处理的，这就是触点比较指令。
功能：在梯形图中，起始触点比较指令等同于1个与主母线相接常开触点。
功能：在梯形图中，串接触点比较指令等同于1个串联的常开触点。
功能：在梯形图中，并接触点比较指令等同于1个被并联的常开触点。
这里以T0作为PLC内部计时器，此时应注意计时器的类型：T0～T199表示100mS通用定时器，T200～T245表示10mS通用定时器，可以在输入信号后端输入“OUT T0 K10”，K10表示10*100mS = 1000mS，即1秒。
※1：非保持区域。通过参数设定可以改变为保持区域。 ※2：电池保持区域。通过参数设定可以改变为非电池保持区域。 ※3：电池保持固定区域。区域特性不可以改变。 若输入“OUT T200 K10”，K10表示10*10mS = 100mS，即0.1秒。 应用举例： （1）3个彩灯，每隔1秒顺序点亮1个彩灯，3个彩灯全亮后，又重新开始。
（2）D0～D9十个数，找出其中最大值并存于D100。
AND与指令，ANI与非指令
OR或指令，ORI或非指令
LDP、ANDP、ORP指令是进行上升沿检测的触点指令，仅在指定的位元件上升沿（OFF->ON变化）时，接通一个扫描周期； ANDF、ORP、ORF指令是进行下升沿检测的触点指令，仅在指定的位元件下降沿（ON->OFF变化）时，接通一个扫描周期。
两个或两个以上的接点串联的电路称为串联电路块；当串联电路块和其它电路并联时，分支开始用LD、LDI，分支结束用ORB。
两个或两个以上接点并联的电路称为并联电路块。并联电路块和其他接点串联连接时，使用ANB。电路块的起点用LD、LDI指令，并联结束后，使用ANB指令与前面串联。
程序出现分支：MPS进栈指令，MRD读栈指令（读取最上段存储专用），MPP出栈指令。
MC主控指令，用于公共串联触点的连接；MCR主控复位指令，用于公共串联触点的清除。MC与MCR需要配对使用。
使用主控指令应注意的事项： 当主控指令为OFF时： 保持当前状态：积算定时器、计数器、用置位/复位指令驱动的软元件。 变为OFF的软元件：非积算定时器，用OUT指令驱动的软元件。 在没有嵌套结构时，通用N0编程。N0的使用次数没有限制。有嵌套结构时，嵌套级N的地址号增大，即N0->N1->N2……N7。在将指令返回时，采用MCR指令，并从大的嵌套级开始消除。 9、取反指令INV在将执行INV指令之前的运算结果反转的指令，是不带操作数的独立指令。
SET为置位指令，使动作保持，只能对位软元件操作，比如Y、M、S；RST复位指令，使操作保持复位，可以对位或字软元件操作。ZRST区间复位指令后面详述。 注意： SET指令若有驱动条件，即使不成立时，仍然保持；OUT指令驱动条件不成立时，相应位OFF。
需要短脉冲时使用。 RLS上升沿微分输出。当输入条件为ON时（上升沿），相应的输出位元件Y或M接通一个扫描周期。 PLF下降沿微分输出。当输入条件为OFF时（下降沿），相应的输出位元件Y或M接通一个扫描周期。
NOP空操作指令，相当于将X1短路，即删除AND指令；END程序结束指令，END后的指令不起作用。
Y3是双线圈输出，当出现双线圈输出时，前面的输出不起作用，只有最后的一条输出才起作用。避免双线圈的方法是把触点并联。
有A、B、C三组喷头，要求启动后A组先喷5S，之后B、C同时喷，5S后B停止，再过5S，C停止而A、B同时喷，再过2S，C也喷；A、B、C同时喷5S后全部停止，再过3S重复前面过程；当按下停止按钮后，马上停止。时序图如下。编出PLC控制程序。
分析：这是一个关于时序循环的问题，这一类的问题很多，其编程有一定的规律，掌握这个规律，编程就会很容易。 1）根据时序图中各负载发生的变化，定下要用定时的编号和各定时器要延时的时间（见图）。 2）由于各定时器是按先后循环接通的，所以要用前一个定时器的触点接通后一个定时器的线圈，再用最后一个定时器的触点去断开最前一个定时器的线圈，这样就完成了定时器的循环计时。 3）写驱动负载的程序，根据图中各负载上升沿和下降沿的变化，上升沿是负载要接通，用相应的常开触点，下降沿表示负载断开，用相应的常闭触点。在一个周期中负载有多次接通时，用各路触点并联。 4）其程序和I/O地址分配如下：X0 启动按键，X1 停止按钮，Y0 A组喷头，Y1 B组喷头，Y2 C组喷头。
学习的目标： ①学习2条步进指令STL(步进开始)与RET(步进结束)； ②掌握流程图、梯形图与指令表之间的互相转换； ③应用步进指令进行编程，步进指令是专为顺序控制(顺控)而设计的指令。 ------------------------------ 1、状态转移(SFC)图含义：顺序控制中，把每一个工序叫做一个状态，当一道工序完成做下一道工序时，可以表达为：从一个状态转移到另一个状态。 如有四个广告灯，每个灯亮1S，循环进行，则状态转移图如右图所示。
特点：当转换条件满足时，则会从上一个状态转移到下一个状态，而上一个状态自动复位 。 举例说明： 有一送料小车，初始位置在A点，按下启动按钮，在A点装料，装料时间5S，装完料后驶向B点卸料时间7S，卸完后又返回A点装料，装完后驶向C点卸料，按此规律分别给B、C两点送料，循环进行。当按下停止按钮时，一定要送完一个周期后停在A点。写出状态转移图。
STL是步进开始指令，后面的操作数只能是状态器S；在梯形图中直接与母线相连，表示每一步的开始。RET步进结束指令，后面没有操作数，指状态流程结束，用于返回主程序(母线)的指令。
（1）可选择的分支 在应用步进指令进行编程时，通常会出现多种情况可供选择，这就构成一个可选择的分支。
特点：在程序执行时，多个分支只进行其中的一个分支。三菱PLC最多有8个分支。 选择性分支中把状态图转化成梯形图：
---------------- （2）并行分支 特点：有多个分支，每个分支都要执行，当所有的分支都执行完毕后，才能执行汇合程序。
注意：转换方向指令的区别
输出驱动的序列：
暂时停止与紧急停止的处理：
具体参看“三菱FX2N-PLC功能指令应用详解”之4.2.3节。 4、步进指令的应用解决顺序控制之类的问题时，可以采用步进指令。用步进指令编程时，可以分如下几步进行： （1）根据控制要求分配I/O地址，并画出状态流程图； （2）把状态流程图转换成梯形图； （3）对梯形图进行运行调试。
建立SFC流程图：
首先选择梯形图块，编写梯形图块程序。 上步完毕后，“打开SFC块列表”，以增加SFC块。
更改工程类型，这里在“梯形图”与“SFC语言”之间自动转换。
应用举例： （1）两种液体混合装置，如下图所示：YV1、YV2电磁阀控制流入液体A、B，YV3电磁阀控制流出液体C。H、M、L为高、中、低液体感应器，M为搅拌电机。控制要求如下：
（1）初始状态要求容器内是空的，各电磁阀关闭，电机M停转；按下启动，YV1打开，流入液体A，流至M时，YV1关闭；YV2打开，流入液体B，液体流至H时，YV2关闭；此时，搅拌电机M开始搅拌20S；然后YV3打开，流出混合液体C；当液体减至L时，开始计时，20S后电磁阀YV3关闭，容器内液体全部流出。完成一个周期，下一个周期自动开始运行。 （2）当按下停机按钮时，一直要到一个周期完成才能停止，中途不能停止。 （3）各工序能单独手动控制，写出PLC的控制程序。 分析控制要求并分配I/O地址：
写状态转移图：
通过SFC图手动转换为梯形图：
（2）左右送球工程STL指令
工程的程序见我的百度网盘“左右送球工程STL指令”或者移步“左右送球工程STL指令(选择分支)”。 五、编程软件的使用 1、概述本处以GX Works2说明。程序可以通过工具条上的图标输入，也可以使用键盘输入，方便快捷。输入程序完毕后呈灰色，按F4呈白色，程序出现步号。 ---------------- 输出指令表： GX Works2新建工程时，不勾选使用标签的情况下，在梯形图区域点击右键可以“写入至CSV文件”，再从保存目录中打开。
指令表语言 2、硬件连接
（1）注释的添加 软元件注释的添加：
声明注释的添加：
-------------- （2）显示与关闭注释
--------------- （3）注释一行显示 工具/选项下，打开“选项”，如下图所示。
--------------- （4）行间声明整体查看与修改
此处可以修改与清除相关声明。 --------------- （5）全局软元件注释查看
工具/选项下，打开“选项”，如下图所示。
工程中查处某一个软元件方法：
2）在线仿真
此时可以实时监控程序的内部情况。
工具栏“在线”/“PLC存储器操作”/“PLC存储器清除”。 2）PLC用户程序加密工具栏“在线”/“口令/关键字”/“登录/更改”。 6、FB库函数调用方法为方便三菱 PLC 编程，可以将很多功能做成 FB 功能块的形式进行直接调用，可大大缩短编程时间，所述的FB功能块均以三菱 GX-Works2 软件为基础平台所写。可以在【使用标签】的工程中使用下列功能块。目前支持的功能块如下： 功能块名称适用范围FX2N2AD适用三菱PLC模块 Fx2N-2AD 直接调用FX2N2DA适用三菱PLC模块 Fx2N-2DA 直接调用FX3U4AD适用三菱PLC模块 Fx3U-4AD 直接调用FX3U4DA适用三菱PLC模块 Fx3U-4DA 直接调用取自：方便三菱PLC模块调用的FB功能块分享。 1）新建使用标签项目的工程文件
2）从其它库所在工程项目中导入库
指令执行形式有：脉冲执行型、连续执行型。
软仿真时将PLC型号设置为最高，比如FX3U，避免找不到指令。
程序流控制指令是用来改变程序的执行顺序，包括程序的条件跳转、中断、调用子程序、循环等。 1）条件跳转指令CJ
---------------- 指令格式：
---------------- 指令说明： （1）当CJ指令的驱动输入X0为ON时，程序跳转到CJ指令指定的指针P同一编号的标号处。若X0为OFF时，则跳转不起作用，程序按从上到下，从左到右的顺序执行。 （2）当X0为ON时，被跳转CJ指令到标号之间的程序不予执行。在跳转过程中若Y、M、S被OUT、SET、RST指令驱动使输出发生变化，则仍保持跳转前的状态。例如，通过X1驱动输出Y10后发生跳转，在跳转过程中即使X0变为ON，但输出Y10仍有效。 （3）对于T、C，若跳转时定时器或计数器正发生动作，则此时立即中断计数或停止计时，直到跳转结束后继续进行计时或计数。但是，正在动作的定时器T192～T199与高速计数器C235～C255，不管有无跳转仍旧继续工作。 （4）功能指令在跳转时不执行，但PLSY、PLSR、PWM指令除外。 应用举例： （1）手动/自动切换
----------------- （2）执行程序的初始化 
跳转区域的状态变化：
指令格式，如图所示：
执行流程：
一个标号可供多个子程序调用，子程序可以在主程序中调用，也可以在中断服务程序中调用，还可以在其他子程序中调用。 应用举例： （1）使用CALLP指令执行程序初始化，比CJ更为方便。
子程序的编制： （1）子程序相当于一个个独立的功能块，可以进行程序移植 （2）全局软元件与局部软元件，比如西门子，就不需考虑（3） （3）三菱FX PLC的软元件冲突 避免的方法就是制作下一个表，再避开冲突，在主程序中不再使用。
注：任何时候只能有1个中断服务程序，编号优先，越小中断优先级越高。其中断源有3个，分别是外部输入中断、内部定时器中断和高速计数器中断。
使用注意：
可参看“三菱FX2N-PLC功能指令应用详解”之6.4.1。 （1）外部中断
应用举例： （1）中断急停告警显示程序
（2）定时器中断
内部定时器中断适用于扫描时间较长而又需及时处理数据的场合，如处部开关输入的刷新，模拟量输入的定时采样，模拟量输出的定时刷新等。 （3）高速计数器中断 此指令是一种软件中断，必须与高速计数器指令DHSCS一起使用，当高速计数器的当前值与设定值相符时，执行指令中的指定的中断服务程序。
可以用于高速的定位控制、速度测量等。 4）主程序指令FEND
指令格式：
注：程序遇到FEND指令返回到第0步，不能出现在FOR…NEXT指令中，也不能出现在子程序中。 5）警戒时钟指令WDT
指令应用原理： PLC扫描周期不能超过200mS，下图就是把一个240mS的程序转换为两个120mS的程序。
PLC恒扫描方法：
将K300送入D8000，此时扫描时间延长到300mS。 6）循环开始与循环结束指令FOR、NEXT
指令格式：
应用举例： 从1加到100求和。
包括数据比较、传送、交换和变换；其有10条，指令代码从FNC10～FNC19。这部分指令属于基本应用指令，使用非常普及。 1）比较指令CMP、DECMP
指令格式：
指令说明： （1）一旦指定终址D后，3个连续位元件D、D+1、D+2已被指令占用，不能再作他用； （2）指令执行后即使驱动条件X10断开，D、D+1、D+2均会保持当前状态； （3）若需要在指令不执行清除比较结果，用RST指令或ZRST指令对终址进行复位。 应用举例： 三个数分别存于Ｄ0、Ｄ10、Ｄ20中，找出其中最大数。
浮点数比较指令说明： （1）浮点数运算为32位运算，故浮点数比较指令在使用时，必须为DECMP； （2）源址S1、S2和S均可指定常数K、H，指令会自动将K、H转换为浮点数再进行比较； （3）但指定源址为字元件D时，如D中为整数，则必须先把D转换成浮点数，才能进行比较操作。 2）区间比较指令ZCP、DEZCP
指令说明： （1）若发生S1>S2，则PLC自动将S2作为S1处理； （2）其他同CMP指令。 应用举例：
浮点数比较指令说明：同DECMP。 3）传送指令MOV
指令格式：
指令格式：
8421BCD码执行模式：M8168＝OFF源址S与终址D中所存放的数必须小于K9999。若大于K9999，会出现非BCC码数，则指令会出现超出BCD码范围错误。
16进制执行模式：M8168＝ON，源址S与终址D中所存放的数没有要求。其执行为16进制数位移位传送功能。
举例说明： 将两组拨码开关的数字合成，如下图所示。两组拨码开关分别接在X0～X3和X20～X27，现在要将它合成一个三位数为765，程序如下：
人有两条路要走，一条是必须走的，一条是想走的，你必须把必须走的路走漂亮，才可以走想走的路。觉得不错，动动发财的小手点个赞哦！ |
方便查看软元件状态：
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