經(jīng)典：三菱FX-PLC教程

1、2021/8/61第九章 可編程序控制器nPLC的基本組成及工作原理nPLC的特點(diǎn)及應(yīng)用領(lǐng)域nPLC的基本指令與編程nPLC的程序設(shè)計(jì)2021/8/62PLC的基本組成及工作原理nPLC的定義nPLC的基本組成nPLC的基本組成框圖nPLC的工作原理2021/8/63PLC的定義n可編程控制器是以微處理器為基礎(chǔ)，綜合計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)以及通信技術(shù)發(fā)展起來的新一代工業(yè)自動(dòng)化裝置。它采用可編程序存貯器，來存貯和執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)及算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出方式，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程，是一種專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算的電子系統(tǒng)。 2

2、021/8/64PLC的基本組成nPLC的硬件系統(tǒng) v主機(jī)oCPU（中央處理器） 運(yùn)算器和控制器集成在一片或幾片大規(guī)模集成電路中 o存貯器 系統(tǒng)程序存貯器（EPROM）和用戶程序存貯器（RAM）oI/O單元v外部設(shè)備v總線 包括有電源總線、控制總線、地址總線和數(shù)據(jù)總線vI/O接口電路 PLC與外部輸入信號(hào)、被控設(shè)備連接的轉(zhuǎn)換電路，通過外部接線端子可直接與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備相連。 v編程器 可以輸入程序，并可以對(duì)用戶程序進(jìn)行檢查、修改、調(diào)試和監(jiān)視，還可以調(diào)用和顯示PLC的一些狀態(tài)和系統(tǒng)參數(shù)。 nPLC的軟件系統(tǒng) v系統(tǒng)程序v用戶程序 2021/8/65PLC的基本組成框圖外 打印機(jī) EPROM設(shè) 寫入器P

3、LC或上位計(jì)算機(jī)按鈕觸點(diǎn)行程開關(guān)繼電器線圈指示燈電磁閥主機(jī)COM電 源CPU 存 貯 器控 制 器輸入單元輸入單元運(yùn) 算 器系統(tǒng)程序存貯器（EPROM）外設(shè)接口 用戶程序存貯器（RAM）擴(kuò)展接口電源編程器擴(kuò)展機(jī)2021/8/66PLC的工作原理n工作方式 nPLC采用循環(huán)掃描 是在系統(tǒng)軟件控制下，順次掃描各輸入點(diǎn)的狀態(tài)，按用戶程序進(jìn)行運(yùn)算處理，然后順序向輸出點(diǎn)發(fā)出相應(yīng)的控制信號(hào)。n工作過程v自診斷v編程器等的通信v輸入采樣v用戶程序執(zhí)行v輸出刷新 nPLC掃描過程的示意圖2021/8/67PLC掃描過程的示意圖（M100）（Y430）輸出刷新階段 用戶程序執(zhí)行階段 輸入采樣階段 輸入端子輸入映

4、象寄存器元件映象寄存器輸出鎖存器輸出端子掃描周期X400讀出讀出Y 4 30寫入讀出2021/8/68PLC的特點(diǎn)及應(yīng)用領(lǐng)域nPLC的特點(diǎn)nPLC的應(yīng)用領(lǐng)域2021/8/69PLC的特點(diǎn)n性能穩(wěn)定可靠，抗干擾能力強(qiáng) n軟件簡(jiǎn)單易學(xué) n功能完善 n 通用性好，應(yīng)用靈活 n 編程簡(jiǎn)單，手段多，控制程序可變 n接線簡(jiǎn)單，安裝、調(diào)試工作量少 n監(jiān)視功能強(qiáng)、速度快 n體積小，重量輕，功耗低 2021/8/610PLC的應(yīng)用領(lǐng)域n開關(guān)量邏輯控制 n用于機(jī)械加工的數(shù)字控制 n機(jī)器人控制 n閉環(huán)過程控制 n數(shù)據(jù)處理 n通信和聯(lián)網(wǎng) 2021/8/611PLC的基本指令與編程nPLC的編程語言n三菱F1系列PLC

5、的編程元件n三菱F1系列PLC的基本指令與編程n程序的輸入、測(cè)試及運(yùn)行2021/8/612PLC的編程語言n梯形圖LAD（Ladder Diagram）n語句表STL(Statement List)n控制流程圖CSF(Control System Flowchart)n高級(jí)語言AL（Advanced Language） 2021/8/613梯形圖LADn梯形圖與繼電-接觸器控制系統(tǒng)的電路圖很相似，其中的編程元件沿用了“繼電器”名稱。n梯形圖的基本結(jié)構(gòu)主母線副母線觸點(diǎn)編程線圈（ ）（ ）節(jié)點(diǎn)2021/8/614語句表STLn語句表類似于計(jì)算機(jī)匯編語言的形式，用指令的助記符來進(jìn)行編程。它通過編程器

6、按照語句表的語句順序逐條寫入PLC并可直接運(yùn)行。語句表的指令助記符比較直觀易懂，編程也簡(jiǎn)單，便于工程人員掌握，因此得到廣泛的應(yīng)用。 2021/8/615三菱F1系列PLC的編程元件n編程元件的編號(hào)規(guī)則v以英文字母開頭 字母表示編程元件的的功能v后跟三位八進(jìn)制數(shù)字 n編程元件v輸入繼電器（X） v輸出繼電器（Y） v定時(shí)器（T） v計(jì)數(shù)器（C） v輔助繼電器（M） v特殊輔助繼電器（M） v狀態(tài)器（S） 2021/8/616輸入繼電器（X） n數(shù)量 輸入繼電器共有24個(gè) n編號(hào) X400X407 X410X413 X500X507 X510X513 n特點(diǎn) 在梯形圖中只能有輸入繼電器的觸點(diǎn)，而不

7、能出現(xiàn)輸入繼電器的線圈。 2021/8/617輸出繼電器（Y）n數(shù)量 輸出繼電器共有16個(gè) n編號(hào) Y430Y437 Y530Y537 n特點(diǎn) 輸出繼電器的線圈不能由PLC的外部信號(hào)來驅(qū)動(dòng)，只能由程序的執(zhí)行結(jié)果來驅(qū)動(dòng)。 2021/8/618定時(shí)器（T）n數(shù)量 定時(shí)器共有32個(gè) n編號(hào) T050T057 T450T457 T550T557 T650T657 n特點(diǎn)v 定時(shí)器相當(dāng)于繼電-接觸器控制系統(tǒng)中的時(shí)間繼電器，它能提供無數(shù)對(duì)常開、常閉延時(shí)觸點(diǎn)供用戶編程使用。v 定時(shí)器的延時(shí)時(shí)間是由編程中的設(shè)定值K來決定的。 2021/8/619計(jì)數(shù)器（C）n數(shù)量 計(jì)數(shù)器共有32個(gè) n編號(hào) C060C067

8、C460C467 C560C567 C660C667 n特點(diǎn)v計(jì)數(shù)器主要于記錄脈沖個(gè)數(shù)或根據(jù)脈沖個(gè)數(shù)設(shè)定某一時(shí)間。v計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)范圍是0999 2021/8/620輔助繼電器（M）n種類v一是通用型，不具備掉電保護(hù)功能v另一種是掉電保護(hù)型，失電后不復(fù)位。 n數(shù)量 通用型輔助繼電器共有128個(gè) 掉電保護(hù)型輔助繼電器64點(diǎn) n編號(hào) 通用型 M100M277 掉電保護(hù)型 M300M377 n特點(diǎn)v輔助繼電器的功能相當(dāng)于繼電-接觸器控制系統(tǒng)電路中的中間繼電器。v它不能由任何外部設(shè)備來驅(qū)動(dòng)，也不能直接驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載。 2021/8/621特殊輔助繼電器（M）和狀態(tài)器（S） n特殊輔助繼電器數(shù)量 15個(gè) n

9、特殊輔助繼電器編號(hào) M70M74 M76M77 M470M473 M570M573 n特殊輔助繼電器用途 進(jìn)行運(yùn)行監(jiān)視、初始化脈沖、電池電壓下降指示等 n狀態(tài)器的數(shù)量 40個(gè)n狀態(tài)器的用途 在編制步進(jìn)程序中使用的基本元件 n狀態(tài)器的編號(hào) S600S647 n狀態(tài)器的特點(diǎn) 屬于掉電保護(hù)繼電器 2021/8/622三菱F1系列PLC的基本指令與編程nLD、LDI、OUT指令nAND、ANI指令 nOR、ORI指令 nORB指令 nANB指令 nS、R指令 nRST指令 nMC、MCR指令 n END指令 2021/8/623LD、LDI、OUT指令n指令的作用vLD（LoaD）:取指令，是常開觸點(diǎn)

10、與母線的連接指令。vLDI(LoaD Inverse)：取反指令，是常閉觸點(diǎn)與母線的連接指令。vOUT：驅(qū)動(dòng)線圈的輸出指令。 n指令的使用說明vLD、LDI可與后面講到的塊操作指令A(yù)NB、ORB相配合，用于分支電路的起點(diǎn) vOUT指令用于Y、M、T、C、S及F（功能指令線圈），不能用于X；并聯(lián)輸出OUT指令可連續(xù)使用任意次 vOUT指令用于T和C，其后須跟常數(shù)K。K為延時(shí)時(shí)間或計(jì)數(shù)次數(shù) n指令舉例2021/8/624LD、LDI、OUT指令的例子K 10K 10（T450T450）（Y430Y430）（Y431Y431）（Y431Y431）T450T450X401X401X400X400LD

11、X400LD X400OUT Y430OUT Y430LDI X401LDI X401OUT Y431OUT Y431OUT T450OUT T450K 10K 10LD T450LD T450OUT Y431OUT Y431（a）梯形圖 （b）語句表2021/8/625AND、ANI指令n指令的作用vAND：與指令，用于單個(gè)常開觸點(diǎn)的串聯(lián)；vANI(ANd Inverse)：與反指令，用于單個(gè)常閉觸點(diǎn)的串聯(lián)。 n指令的使用說明vAND和ANI指令用于單個(gè)觸點(diǎn)與左邊觸點(diǎn)的串聯(lián)，可連續(xù)使用； v若是兩個(gè)并聯(lián)電路塊（兩個(gè)或兩個(gè)以上觸點(diǎn)并聯(lián)連接的電路）串聯(lián)，則需用后面的ANB指令。 n指令舉例202

12、1/8/626AND、ANI指令舉例 LD X400LD X400 AND X401 AND X401 OUT Y430 OUT Y430 LD X402 LD X402 ANI Y430 ANI Y430 OUT Y431 OUT Y431 AND X403 AND X403 OUT Y432 OUT Y432（Y431Y431）（Y432Y432）（Y430Y430）X400X400X403X403X40X401X402X402Y430Y430（a）梯形圖 （b）語句表2021/8/627OR、ORI指令n指令的作用vOR：或指令，用于單個(gè)常開觸點(diǎn)的并聯(lián)；vORI(OR Inverse)：

13、或反指令，用于單個(gè)常閉觸點(diǎn)的并聯(lián)。 n指令的使用說明vOR、ORI指令僅用于單個(gè)觸點(diǎn)與前面觸點(diǎn)的并聯(lián)；v若是兩個(gè)串聯(lián)電路塊（兩個(gè)或兩個(gè)以上觸點(diǎn)串聯(lián)連接的電路）相并聯(lián)，則用后面將學(xué)的ORB指令。 n指令舉例2021/8/628OR、ORI指令舉例（Y430Y430）（Y431Y431）X403X403 Y430Y430M101M101Y431Y431X404X404X400X400X402X402X401X401LD X400LD X400OR X402OR X402AND X401AND X401OUT Y430OUT Y430LD X403LD X403AND Y430AND Y430OR

14、Y431OR Y431AND X404AND X404ORI M101ORI M101OUT Y431OUT Y431（a a）梯形圖）梯形圖 （b b）語句表）語句表2021/8/629ORB指令n指令的作用ORB(OR Block)：或塊指令，用于串聯(lián)電路塊的并聯(lián)連接 n指令的使用說明v串聯(lián)電路塊與前面的電路并聯(lián)連接時(shí)，分支的開始用LD、LDI指令，分支結(jié)束用ORB指令；v串聯(lián)支路并聯(lián)的次數(shù)不受限制，但每并聯(lián)一次就要用一次ORB指令；vORB指令不帶目標(biāo)編程元件，是一個(gè)獨(dú)立指令。 n指令舉例2021/8/630ORB指令舉例 LD X400 LD X400 AND X401 AND X40

15、1 LD X402 LD X402 AND X403 AND X403 ORB ORB LDI X404 LDI X404 OR X406 OR X406 ANI X405 ANI X405 ORB ORB OUT Y430 OUT Y430（Y430Y430）X402X402X403X403X404X404X406X406X405X405X400X400X401X401（a a）梯形圖）梯形圖 （b b）語句表）語句表2021/8/631ANB指令n指令的作用ANB(And Block)：與塊指令，用于并聯(lián)電路塊的串聯(lián)連接 n指令的使用說明v并聯(lián)電路塊與前面的電路串聯(lián)連接時(shí)，分支的開始用LD

16、、LDI指令，分支結(jié)束用ANB指令； v多個(gè)并聯(lián)電路塊連續(xù)串聯(lián)連接，按順序用ANB指令進(jìn)行連接，ANB使用次數(shù)不受限制；vANB指令不帶目標(biāo)編程元件，是一個(gè)獨(dú)立指令。 n指令舉例2021/8/632ANB指令舉例 LD X400LD X400 OR X403 OR X403 LD X401 LD X401 ORI X404 ORI X404 ANB ANB LD X402 LD X402 OR X405 OR X405 ANB ANB ORI X406 ORI X406 OUT Y430 OUT Y430（Y430Y430）X400X400X401X401X403X403X405X405X40

17、4X404X402X402X406X406（a a）梯形圖）梯形圖 （b b）語句表）語句表2021/8/633S、R指令n指令的作用vS（Set）：置位指令,使操作保持的指令。vR(Reset)：復(fù)位指令，使操作保持復(fù)位的指令。 n指令的使用說明vS指令用于將Y、S、M200M377等元素置1并具有保持功能；vR指令用于取消Y、S、M200M377等元素的自保持功能并置0。 n指令舉例2021/8/634S、R指令舉例（R M205R M205）（S M205S M205）X400X400X401X401 LD X400 LD X400 S M205 S M205 LDI X401 LDI

18、X401 R M205 R M205（a a）梯形圖）梯形圖 （b b）語句表）語句表2021/8/635RST指令n指令的作用RST（ReSeT）：復(fù)位指令，用于計(jì)數(shù)器或移位寄存器的復(fù)位。 n指令的使用說明v程序執(zhí)行時(shí)優(yōu)先執(zhí)行RST指令,在復(fù)位狀態(tài)時(shí),計(jì)數(shù)器或移位寄存器不再接受其它輸入數(shù)據(jù)；v復(fù)位電路、計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)電路及移位寄存器的移位電路是相互獨(dú)立的,編寫時(shí)可任意安排它們的先后次序。 n指令舉例2021/8/636RST指令舉例 LD X400LD X400 OR M71 OR M71 RST C461 RST C461 LD X402 LD X402 ANI M120 ANI M120

19、OUT C461 OUT C461 K 10 K 10 LD C461 LD C461 OUT Y430 OUT Y430（Y430Y430）X400X400K 10K 10M71M71M12M120RSTRSTC461C461OUTOUTX402X402C46C461（a a）梯形圖）梯形圖 （b b）語句表）語句表2021/8/637MC、MCR指令n指令的作用vMC(Master Control)：主控指令，用于公共邏輯條件控制多個(gè)線圈，使主母線移到主控觸點(diǎn)之后。vMCR(Master Control Reset)：主控復(fù)位指令，用于將母線復(fù)位。 n指令的使用說明vMC和MCR指令只對(duì)M100M177起作用；vMC主控觸點(diǎn)（可同時(shí)控制許多電路的觸點(diǎn)）后的電路由LD或LDI開始。 n指令舉例2021/8/638MC、MCR指令舉例（a a）梯形圖）梯形圖 （b b）語句表）語句表2021/8/639程序的輸入、測(cè)試及運(yùn)行nPLC的工作狀態(tài) v編程狀態(tài) PROGRAM v運(yùn)行狀態(tài) RUN n程序的輸入及修改 v程序的輸入 流程圖v程序的修改o在輸入過程中，如在按“WRITEMONITOR”鍵之前需修改指令,可先按“