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10 September 2020,第二部分 FX2N系列可编程序控制器及指令系统,第一节 FX2N系列可编程序控制器及其性能,第二节 FX2N系列PLC的基本指令,第三节 FX2N系列PLC的步进指令及编程方法,第四节 FX2N系列PLC的功能指令及编程方法,10 September 2020,第一节FX2N系列可编程序 控制器及其性能,一、FX2N系列PLC,1型号命名方式,型号命名的基本格式表示如下：,10 September 2020,I/O总点数：14256,单元类型：M：表示基本单元, E：表示扩展单元及扩展 模块，EX：扩展输入单元，EY：扩展输出单元,型号变化：DS：24VDC，世界型ES：世界型（晶体管型为漏输出）ESS：世界型（晶体管型为源输出）,输出形式：R：继电器输出，T：晶体管输出，S晶闸管输出,10 September 2020,2FX2N系列PLC及其性能,FX2系列PLC有基本单元、扩展单元、扩展模块及特殊功能单元等。,FX2系列PLC的基本单元、扩展单元、扩展模块的型号规格,FX2系列PLC的性能指标,10 September 2020,二、FX2N系列PLC内部继电器的功能及编号,1输入继电器X（X0X177）,输入继电器是PLC用来接收用户设备发来的输入信号。输入继电器与PLC的输入端相连。,图2-1(a) 输入继电器等效电路,输入继电器的地址编号采用八进制 。,10 September 2020,2输出继电器Y（Y0Y177）,输出继电器是PLC用来将输出信号传给负载的元件。输出继电器的外部输出触点接到PLC的输出端子上 。,输出继电器的地址编号采用八进制。,图2-1(b) 输出继电器等效电路,10 September 2020,3辅助继电器M,辅助继电器可分为： 通用型、断电保持型和特殊辅助继电器三种，辅助 继电器按十进制编号 。,（1）通用辅助继电器M0 M499（500点）,（2）断电保持辅助继电器M500M1023（524点）。,（3）特殊辅助继电器M8000M8255（256点）,10 September 2020,PLC内的特殊辅助继电器各自具有特定的功能 ：,1）只能利用其触点的特殊辅助继电器，线圈由PLC自动驱动，用户只利用其触点,M8000：运行监控用，PLC运行时M8000接通 M8002：仅在运行开始瞬间接通的初始脉冲特殊辅助继电器 M8012 ：产生100ms时钟脉冲的特殊辅助继电器,2）可驱动线圈型特殊继电器，用于驱动线圈后，PLC作特定动作,M8030：鲤电池电压指示灯特殊继电器 M8033：PLC停止时输出保持特殊辅助继电器 M8034：止全部输出特殊辅助继电器 M8039：时扫描特殊辅助继电器,10 September 2020,4状态继电器S,状态继电器S是编制步进控制顺序中使用的重要元件，它与步进指令STL配合使用,状态继电器有下列五种类型：,1）初始状态继电器：S0S9共10点,2）回零状态继电器：S10S19共10点,3）通用状态继电器：S20S499共480点,4）保持状态继电器：S500S899共400点,5）报警用状态继电器：S900S999共100点,10 September 2020,5定时器T,定时器在PLC中的作用相当于一个时间继电器，它有一个设定值寄存器，一个当前值寄存器以及无限个触点。,PLC内定时器是根据时钟脉冲累积计时，时钟脉冲有1ms、10ms、100ms三档，当所计时时间到达设定值时，输出触点动作。定时器可以用用户程序存储器内的常数k作为设定值，也可以用数据寄存器D的内容作为设定值 。,（1）定时器T0T245,100ms定时器：T0T199共200点，每个定时器设定值范围0.13276.7s； 10ms定时器：T200T245共46点，每个设定值范围0.01327.67s。,10 September 2020,定时器的工作原理,T200,图2-2 定时器的工作原理,10 September 2020,（2）积算定时器T246T255,1ms积算定时器：T246T249共4点，每点设定值范围为0.00132.767s,100ms积算定时器：T250T255共6点，每点设定值范围为 0.13276.7s,10 September 2020,积算定时器的工作原理,T250,图2-3 积算定时器的工作原理图,10 September 2020,6计数器C,计数器可分为普通计数器和高速计数器,（1）16位加计数器（设定值：132767）,其设定值K在132767之间。设定值K0与K1含义相同，即在第一次计数时，其输出触点动作。,有两种16位加/减计数器：,通用型：C0C99共100点,断电保持型：C100C199共100点,10 September 2020,加计数器的动作过程示例,图2-4 加计数器的动作过程,10 September 2020,（2）32位双向计数器（设定值：-2147483648 +2147483647）,有两种32位加/减计数器： 通用计数器：C200C219共20点 保持计数器：C220C234共15点,计数方向由特殊辅助继电器M8200M8234设定。,加减计数方式设定：对于C，当M8 接通（置1）时，为减计数器，断开（置0）时，为加计数器。,计数值设定：直接用常数K或间接用数据寄存器D的内容作为计数值。间接设定时，要用元件号紧连在一起的两个数据寄存器。,10 September 2020,加减计数器的动作过程 示例,图2-5 加减计数器的动作过程,10 September 2020,（3）高速计数器,高速计数器C235C255共21点共享PLC上6个高速计数器输入（X000X005）。高速计数器按中断原则运行。,7数据寄存器D,（1）通用数据寄存器D0D199共200点。 只要不写入其它数据，已写入的数据不会变化。但是，PLC状态由运行停止时，全部数据均清零。,10 September 2020,（2）断电保持数据寄存器D200D511共312点，只要不改写，原有数据不会丢失。,（3）特殊数据寄存器D8000D8255共256点 这些数据寄存器供监视PLC中各种元件的运行方式用。,（4）文件寄存器D1000D2999共2000点。,8变址寄存器（V/Z）,变址寄存器的作用类似于一般微处理器中的变址寄存器（如Z80中的IX、IY），通常用于修改元件的编号。,10 September 2020,第二节 FX2系列PLC的基本指令,FX2系列PLC 共有20条基本指令，2条步进指令，近百条功能指令 。,一、逻辑取和输出线圈指令LD、LDI、OUT,LD：取指令，用于常开触点与母线的连接指令,LDI：取反指令，用于常闭触点与左母线连接,OUT：线圈驱动指令，也叫输出指令,10 September 2020,LD、LDI、OUT指令的使用说明,图2-6 LD、LDI、OUT指令的使用说明,10 September 2020,二、触点串联指令AND、ANI,AND：与指令，用于单个常开触点的串联，完成逻辑“与”运算,ANI：与非指令，用于单个常闭触点的串联，完成逻辑“与非”运算,10 September 2020,AND、ANI指令的使用说明,图2-7 AND、ANI指令使用说明,10 September 2020,三、触点并联指令OR、ORI,OR：或指令，用于单个常开触点的并联，完成逻辑“或”运算,ORI：或非指令，用于单个常闭触点的并联，完成逻辑“或非”运算,10 September 2020,OR、ORI指令的使用说明,图2-8OR、ORI指令的使用说明,10 September 2020,四、串联电路块的并联指令ORB,ORB：块或指令。用于两个或两个以上的触点串联连接的电路之间的并联，称之为串联电路块的并联连接,图2-9 ORB指令使用说明,ORB指令的使用说明,10 September 2020,五、并联电路块的串联指令ANB,ANB：块与指令。用于两个或两个以上触点并联连接的电路之间的串联，称之为并联电路块的串联连接,ANB指令的使用说明,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,图2-10ANB指令使用说明,10 September 2020,六、栈指令MPS、MRD、MPP,MPS、MRD、MPP这三条指令分别为进栈、读栈、出栈指令，用于多重输出电路,MPS、MRD、MPP指令的使用说明,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,图2-11 栈存储器与输出指令的使用说明,10 September 2020,七、主控及主控复位指令MC、MCR,MC：主控指令，用于公共串联触点的连接；MCR：主控复位指令，即作为MC的复位指令,MC、MCR指令的使用说明之一,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,图2-12 MC、MCR指令的使用说明之一,10 September 2020,使用MC/MCR指令说明：,1）与主控指令MC相连的触点必须用LD或LDI指令，使用MC指令后，母线移到主控触点的后面，MCR使母线回到原来的位置。,2）在MC指令内再使用MC指令时，嵌套级N的编号（07）顺次增大，返回用MCR指令，从大的嵌套级开始解除。特殊辅助继电器不能用作MC的操作。,10 September 2020,MC、MCR指令说明之二,图2-13MC、MCR指令说明之二,10 September 2020,八、置位与复位指令SET、RST,SET：置位指令，是动作保持,RST：复位指令，使操作保持复位,10 September 2020,SET、RST指令的说明,图2-14 SET、RST指令的使用说明 （a）梯形图 （b）语句表 （c）波形,10 September 2020,RST指令用于计数器的使用说明,图2-15 RST指令用于计数器的使用说明,10 September 2020,RST指令使用说明：,1）RST指令既可用于计数器复位，使其当前值恢复至设定值，也可用于复位移位寄存器，清除当前内容。,2）在任何情况下，RST指令优先。当RST输入有效时，不接受计数器和移位寄存器的输入信号。,3）因复位回路的程序与计数器的计数回路的程序是相互独立的，因此程序的执行顺序可任意安排，而且可分开编程。,10 September 2020,九、脉冲输出指令PLS、PLF,PLS 、PLF指令都是2程序步，它的目标元件是Y和M，但特殊辅助继电器不能作目标元件。,PLS指令在输入信号上升沿产生脉冲输出,PLF在输入信号下降沿产生脉冲输出,10 September 2020,PLS、PLF指令的使用说明,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,图2-16 PLS、PLF指令的使用说明,10 September 2020,使用PLS、 PLF指令说明：,4）使用这两条指令时，要特别注意目标元件。,1）使用PLS指令，元件Y、M仅在驱动输入接通后的一个扫描周期内动作（置1）。,2）使用PLF指令，元件仅在驱动输入断开后的一个扫描周期内动作。,3）特殊继电器不能用作PLS或PLF的操作元件。,10 September 2020,十、空操作指令NOP,NOP(No Operation)：空操作指令,NOP指令是一条无动作、无目标元件的一程序步指令。NOP指令的作用有两个，一个作用是在PLC的执行程序全部清除后，用NOP显示；另一个作用是用于修改程序。其具体的操作是：在编程的过程中，预先在程序中插入NOP指令，则修改程序时，可以使步序号的更改减少到最少。此外，可以用NOP来取代已写入原指令，从而修改电路。,10 September 2020,NOP指令的使用说明,图2-17 NOP指令的使用说明,10 September 2020,十一、程序结束指令END,用于程序的结束，是一条无目标元件的1程序步指令。在程序调试过程中，按段插入END指令，可以顺序扩大对各种程序动作的检查。,END：程序结束指令,10 September 2020,第三节FX2系列PLC的步进指令及编程方法,一、功能图,功能图是一种用于描述顺序控制系统控制过程的一种图形。它具有简单、直观等特点，是设计PLC顺序控制程序的一种有力工具。它由步、转换条件及有向连线组成。,状态继电器是构成功能图的重要元件。,10 September 2020,1步,将系统的工作过程可以分为若干个阶段，这些阶段称为“步”。,“步”是控制过程中的一个特定状态。步又分为初始步和工作步，在每一步中要完成一个或多个特定的动作。初始步表示一个控制系统的初始状态，所以，一个控制系统必须有一个初始步，初始步可以没有具体要完成的动作。,FX2系列PLC的状态继电器元件有900点（S0S899）。其中S0S9为初始状态继电器，用于功能图的初始步。,10 September 2020,2转换条件,步与步之间用“有向连线”连接，在有向连线上用一个或多个小短线表示一个或多个转换条件。,当条件得到满足时，转换得以实现。当系统正处于某一步时，把该步称为“活动步”。,10 September 2020,功能图 示例:,图2-18功能图,10 September 2020,3功能图的结构,1）单序列：反映按顺序排列的步相继激活这样一种基本的进展情况,图2-19单序列,10 September 2020,2）选择序列：个活动步之后，紧接着有几个后续步可供选择的结构形式称为选择序列。,图2-20 选择序列,10 September 2020,3）并行序列：当转换的实现导致几个分支同时激活时，采用并行序列。其有向连线的水平部分用双线表示。,图2-21并行序列,10 September 2020,4）跳步、重复和循环序列：在实际系统中经常使用跳步、重复和循环序列。这些序列实际上都是选择序列的特殊形式。,图2-22 跳步、重复和循环序列 (a)跳步序列 ( b)重复序列 ( c)循环序列,10 September 2020,二、步进指令,使STL复位指令RET指令。,步进指令又称STL指令。,步进指令STL只有与状态继电器S配合时才具有步进功能。使用STL指令的状态继电器常开触点，称为STL触点，没有常闭的STL触点。用状态继电器代表功能图的各步，每一步都具有三种功能：负载的驱动处理、指定转换条件和指定转换目标。,10 September 2020,步进指令的执行过程,STL S20 OUT Y000 LD X001 S S21 STL S21,图2-23STL指令与功能图,10 September 2020,STL触点是与左母线相连的常开触点，类似于主控触点，并且同一状态继电器的STL触点只能使用一次（并行序列的合并除外）。,与STL触点相连的触点应使用LD或LDI指令，使用过STL指令后，应用RET指令使LD点返回左母线。,梯形图中同一元件的线圈可以被不同的STL触点驱动，即使用STL指令时，允许双线圈输出。,STL触点之后不能使用MC/MCR指令。,10 September 2020,三、STL功能图与梯形图的转换,例：某液压动力滑台系统使用步进指令编程,LD M8002 S S0 STL S0 LD X001 S S21 STL S21 OUT Y000 LD X002 S S22 STL S22 OUT Y001 LD X003 S S23 STL S23 OUT Y002 LD X004 S S0 RET,图2-24STL功能图与梯形图的转换,10 September 2020,图2-25选择序列的功能图及步进梯形图,四、多流程步进控制的编程方法,1选择序列分支与合并的步进编程,10 September 2020,2并行序列分支与合并的步进编程,图2-26并行序列的步进编程,10 September 2020,第四节FX2系列PLC的功能指令及编程方法,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,10 September 2020,(b)数据传送指令的使用,(C)脉冲执行方式,(d)V和Z变址寄存器的使用,图2-27功能指令的基本形式,10 September 2020,2数据长度和指令类型,功能指令可以处理16位数据和32位数据,3指令类型,功能指令有连续执行型和脉冲执行型两种形式,4指令的操作数,(1)位元件X、Y、M、和S；,(2)常数K、H或指针P；,(3)字元件T、C、D、V、Z(T、C分别表示定时器和计数器的当前值寄存器)；,(4)由位元件X、Y、M和S的位指定组成字元件。,10 September 2020,5变址寄存器V、Z,变址寄存器在传送、比较指令中用来修改操作对象的元件号，其操作方式与普通数据寄存器一样。在图627a中的源操作数和目的操作数可以表示为S 和D ,其中的 表示使用变址功能，称为变址寄存器。,二、功能指令,1条件跳转指令,CJ和CJ(P)为条件跳转指令，在某种条件下需要跳过一部分程序时，采用跳转指令，这样可以减少扫描时间，提高程序执行速度。,10 September 2020,CJ指令的使用,LD X000 CJ P10 LD X001 OUT Y001 LD X002 OUT Y002,图2-28CJ指令的使用,10 September 2020,2中断指令（EI/DI）,允许中断指令EI与禁止中断指令DI之间的程序段为允许中断区间。当程序处理到允许中断的区间，出现中断信号时，则停止执行主程序，去执行相应的中断子程序。处理到中断返回指令IRET时再返回断点，继续执行主程序。,中断标号的含义:,10 September 2020,EI/DI中断指令的使用,图2-29中断指令的使用图,10 September 2020,中断指令使用说明：,（1）有关的特殊辅助继电器为ON状态，响应的中断子程序不能执行。,（2）一个中断程序执行时，其他中断被禁止。但是在中断程序中编入EI和DI指令时，可实现中断嵌套。多个中断信号产生的顺序，遵照中断指针号较低的有优先权的规定。,（3）中断信号的脉宽必须大于200s。,（4）如果中断信号产生禁止中断区间（DIEI之间），这个中断信号被存储，并在EI指令后执行。,10 September 2020,3主程序结束指令（FEND）,FEND指令表示主程序结束。程序执行到FEND时，进行输出处理、输入处理、监视定时器和计数器刷新，全部完成以后返回到程序的第00步。,FEND主程序结束指令使用时应注意，子程序和中断子程序必须写在主程序结束指令FEND和END指令之间。,10 September 2020,FEND主程序结束指令使用,图2-30FEND指令的使用,10 September 2020,4比较和传送指令,（1）比较指令（CMP）： 比较指令是将源操作数S1、S2的数据，按照代数规则进行大小比较，并将比较结果送到目的操作数D中。,比较指令使用说明：,1）比较指令中的所有的源操作数据都按二进制数值处理。,2）对于多个比较指令，其目标操作数D也可以指定为同一个元件；但每执行一次比较指令其D的内容随之而变化。,10 September 2020,（2）传送指令（MOV）：MOV传送指令是将源操作数送到指定的目的操作数去，即SD。,CMP、MOV指令的使用,图2-31CMP、MOV指令的使用,10 September 2020,5循环指令,FOR、NEXT为循环开始和循环结束指令。,FOR、NEXT指令内允许加嵌套使用。,循环指令使用说明：,（3）NEXT指令不允许写在END、FEND指令的后面。,（1）FX2系列PLC的循环指令最多允许5级嵌套。,（2）FOR、NEXT在成对使用。要求FOR在前，NEXT在后。,10 September 2020,FOR、NEXT指令的使用,图2-32FOR、NEXT指令的使用 (a) FOR、NEXT指令(b) 2级嵌套,10 September 2020,6数制变换指令,（1）BCD变换指令,BCD指令使用说明：,BCD转换的结果超过09 999（16位运算）或099 999 999 (32位运算)时，则出错；,BCD变换指令用于将PLC中的二进制数据变换成BCD码输出，用于驱动七段显示。,BCD变换指令是将源地址中的二进制数转换成BCD码送到目标地址中去。,10 September 2020,（2）BIN变换指令,数值变换指令的使用,图2-33数值变换指令的使用,BIN变换指令是将源地址中的BCD数据变换成二进制数据送到目标地址去。 BIN指令常用于将BCD数字开关串的设定值输入到PLC中。常数K不能作为本指令的操作元件，因为在任何处理之前它会被转换成二进制数。,10 September 2020,7四则运算指令,（1）加法指令ADD,ADD指令是将指定源地址中的二进制数相加，其结果送到指定目的地址去。,（2）减法指令SUB,SUB指令是将指定源地址中的二进制数相减，其结果送到指定目的地址去。,10 September 2020,每个数据的最高位作为符号位，0表示为正，1表示为负。ADD为二进制代数法运算。例如，5（8）3，5（8）13。,ADD、SUB指令的使用,图2-34ADD、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),加法指令使用说明：,10 September 2020,当执行条件X000=OFF时，不执行运算，（D）中的内容不变。,设有3个操作数标志：M8020为零标志；M8021为借位标志；M8022为进位标志。运算结果为0时，则零标志M8020闭合；如果运算结果超过32 767(16进制运算)或2 147 483647（32位运算），则进位标志M8022闭合；如果运算结果小于32 767（16进制运算）或2 147 483 647(32位运算)，则借位标志M8021闭合。,10 September 2020,（3）乘法指令MUL,16位乘法运算满足执行条件则将两个源地址（S1）、(S2)中的数相乘，并以32位的形式送到指定目标数据寄存器（D）。32位数据结果的低16位存放在指定目的地址（D），高16位存放在相连的下一个目标元件中 。,（4）除法运算DIV,16位除法运算在（S1）中存放的是被除数，（S2）中存放的是除数，商存放于（D）中，余数存放于紧靠（D）的下一地址号的元件中。若位组合指定元件为（D），则余数就会被丢失。当除数为0时，则运算出错，且不执行运算。,10 September 2020,MUL、DIV指令的使用,图2-35MUL、DIV指令的使用 (a)MUL乘法指令(b)DIV除法指令,10 September 2020,读特殊功能模块指令FROM的目标操作数为KnY、KnM、 KnS、 T、C、V、D和Z。,图2-36读写特殊功能模块指令的使用 (a)读特殊功能模块指令(b)写特殊功能模块指令,读特殊功能模块指令使用说明：,8特殊功能模块的读写指令,10 September 2020,接在FX系列PLC基本单元右边扩展总线上的功能模块，从最靠基本单元的那个开始，其编号m1依次为07。n是待传送数据的字数，n132（16位操作）或116（32位操作）,图2-36a中，X0为ON时，将编号为m1的特殊功能模块内编号为m2开始的n个缓冲寄存器（BFM）的数据读入PLC，并存入D开始的n个数据寄存器中。M2是特殊功能模块中缓冲寄存器的首元件号，m2=032767，n是待传送数据的字数， n=032767。,10 September 2020,接在FX系列PLC基本单元右边扩展总线上的功能模块，从最靠基本单元的那个开始，其编号m1依次为07。n是待传送数据的字数，n132（16位操作）或116（32位操作）,图2-36b中，X1为ON时，将PLC基本单元中从S指定的D0开始的n个字的数据写到编号为m1的特殊功能模块中编号m2开始的n个缓存寄存器中。,写特殊功能模块指令使用说明：,写特殊功能模块指令TO的源操作数为KnY、KnM、 KnS、 T、C、V、D和Z等所有的数据类型。,10 September 2020,9模拟量输入模块使用实例,图2-37模拟量输入参考程序,10 September 2020,10模拟量输出模块使用实例,图2-38模拟量输出参考程序,10 September 2020,s1:存放给定值SV s2:存放当前测量到的反馈值PV s3:存放采样周期Ts,图2-39PID指令的使用,PID指令使用说明：,10PID功能指令,X000,S1 S2 S3 D,PID,D0,D1,D100,D150,给定值 反馈值 参数 输出值,10 September 2020,PID指令使用说明：,s3+1:动作方向 s3+2:输入滤波常数 s3+3:比例增益Kp s3+4:积分时间Ti s3+5:微分时间常数Td D:存放运算结果MV,
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