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三菱PLC基本知识张志华2010年7月13一、三菱PLC家族风貌二、三菱PLC组成及工作原理三、PLC基本概念四、PLC基本指令介绍（27条）五、PLC程序设计方法(重点)六、PLC学习方法七、PLC功能(应用)指令(298个),见手册八、典型电路应用举例及编程手册一、三菱PLC家族风貌Q系列AnS系列FX2N系列FX3U系列二、三菱PLC组成及工作原理1、三菱PLC的组成：硬件系统及软件系统；硬件系统主要由CPU模块、存储器模块、I/O模块、编程器和电源组成；如图软件系统分为用户程序及系统程序；用户程序是用户为达到某种控制目的，采用PLC厂家提供的编程语言编写的程序；系统程序包括系统的管理程序、用户指令的解释程序，还包括一些供系统调用的专用标准程序块等二、三菱PLC组成及工作原理1、三菱PLC工作原理：采用顺序逻辑循环扫描用户程序的运行方式！一次循环主要分为5个阶段:内部处理阶段（自检）、通信服务阶段（通检）、输入处理阶段（采样）、程序执行阶段（解释）、输出处理阶段（刷新）！如图1）内部处理：检查CPU等内部硬件是否正常，对监视定时器复位，其它内部处理。2）通信服务：与其它智能装置（编程器、计算机）通信。如：响应编程器键入的命令，更新编程器的显示内容。3）输入采样以扫描方式按顺序采样所有输入端的状态，并存入输入映象寄存器中。（输入寄存器被刷新）。4）程序执行PLC梯形图程序扫描原则：先左后右、先上后下的步序，逐句扫描。并将结果存入相应的元件寄存器。5）输出刷新：输出状态寄存器中的内容转存到输出锁存器输出，驱动外部负载。二、三菱PLC组成及工作原理扫描周期：整个循环过程运行一次所需的时间。扫描周期与CPU时钟频率、指令类型（扫描速度）、程序长短有关。扫描周期是PLC一个很重要的指标一般小型PLC的扫描周期为十几毫秒到几十毫秒。注：1、当PLC处于STOP状态时，只完成内部处理和通信服务工作。当PLC处于RUN状态时，应完成全部五个阶段的工作。2、集中采样：对输入状态的扫描只在输入采样阶段进行。即在程序执行阶段或输出阶段，即使输入端状态发生变化，输入映象寄存器的内容也不会改变，只有到下一个扫描周期的输入处理阶段才能被读入（响应滞后）。3、集中输出：在一个扫描周期内，只有在输出处理阶段才将元件映象寄存器中的状态输出，在其它阶段，输出值一直保存在元件映象寄存器中。二、三菱PLC组成及工作原理-1-2梯形图时序图x000Y000-1Y002Y000Y000-2abc举例说明PLC工作的过程（a、输入采样，b、程序执行，C、输出刷新)Y001三、PLC基本概念一、FX系列PLC命名①子系列名称：ON、OS、2C、2NC、1N、1S②输入输出点数：输入输出的合计点数（4～128点）③单元类型：M－基本单元；E－输入输出混合扩展单元及扩展模块；EX－输入专用扩展模块；EY－输出专用扩展模块。④输出形式（其中输入专用无记号）：R－继电器输出；T－晶体管输出；S－晶闸管输出⑤表示特殊品种的区别：D为DC（直流）电源，DC输出；A1为AC（交流）电源，AC输入（AC100V～120V）或AC输出模块；H为大电流输出扩展模块（1A/1点）；V为立式端子排的扩展模块；C为接插口的输入输出方式；F为输入滤波时间常数为1ms的扩展模块；L为TTL输入扩展模块；S为独立端子（无公共端）扩展模块；若没有符号，则为AC电源，DC输入，横式端子排、标准输出（继电器输出为2A/1点、晶体管输出0.5/1点、晶闸管输出0.3A/1点的标准输出）三、PLC基本概念一、按可应用规模及功能分类，分为：1）小型PLC：I/O点数小于256点，用户存储器容量在2K字以下。小型PLC在结构上一般是整体式的，主要用于中等以下容量的开关量控制，具有逻辑运算、定时、计数、顺序控制、通信等功能。2）中型PLC：I/O点数在256~1024点之间，用户存储器容量在2K~8K字。中型PLC属于摸块式结构，除具有小型PLC的功能外，还增加了数据处理能力，适用于小规模的综合控制系统。3）大型PLC：I/O点数在1024点以上，用户存储器容量达8K字以上。属于模块式结构，主要用于多级自动控制和大型分布式控制系统。二、按结构形式，分为：整体式（一般小型PLC采用）和模块式（大中型及部分小型）、叠装式。三、按生产厂家分类，分为日本三菱（FX、A、Q系列等）、德国西门子（SS系列、S7系列等）、日本OMRON、美国GE、AB公司等PLC的分类：PLC的组成：FX系列可编程控制器的基本组成FX系列可编程控制器由基本单元、扩展单元、扩展模块及特殊功能模块构成。1）基本单元：CPU、存储器、输入输出及电源，是PLC的主要部分。2）扩展单元：用于增加可编程控制器I/O点数的装置，内部设有电源。3）扩展模块：用于增加可编程控制器I/O点数及改变可编程控制器I/O点数比例，内部无电源，所用电源由基本单元或扩展单元供给。4)特殊功能模块是一些专门用途的装置扩展单元及扩展模块无CPU，必须与基本单元一起使用。三、PLC基本概念PLC的组成：三、PLC基本概念PLC的编程元件：1、输入继电器X:与PLC的输入端相连，是PLC接受外部开关的信号接口；只能由外部信号驱动，而不能在程序内部由指令驱动，其接点也不能直接输出带动负载。2、输出继电器Y：是向外部传送信号的接口；外部信号无法直接驱动输出继电器，它只能在程序内部由指令驱动。3、辅助继电器M:只能由程序驱动，作用相当于继电器控制线路中的中间继电器。但不能直接驱动负载，外部负载必须由输出继电器Y的输出接点来驱动；包括M0～M499（通用继电器），M500～M1023(断电保持辅助继电器)：可更改参数,M1024～M3071（断电保持专用辅助继电器）不可以改变参数，M8000～M8255特殊辅助继电器!4、状态继电器S:S0～S9初始状态继电器,S10～S19回零状态继电器，S20～S499通用状态继电器，停电保持状态继电器S500～S899，报警用状态继电器S900～S999,不用步进梯形指令时，可以作为辅助继电器使用5、定时器T（见后面）6、计数器C（见后面）高速计数器（见编程手册）7、数据寄存器D,16位（最高位为符号位），也可以用两个数据寄存器组成32位8、变址寄存器V/Z9、指针P/I，P0～P62,P64～P127,P63为结束跳转时使用10、K（十进制）、H(十六进制)三、PLC基本概念PLC的编程语言：1、IEC中的PLC编程语言标准有5种：顺序功能图、梯形图、指令语句表、结构文本、功能块图编程语言*顺序功能图编程语言,提供了一种组织程序的图形方法，在顺序功能图中可以用别的语言嵌套编程！*梯形图编程语言是继电器电路简化符号后演变过来的，左边的母线相当于电源的相线，右边的母线假想为电源地线！如下图梯形图设计规则：1、水平不垂直，2、线圈右边无接点，3、多上串左，4、双线圈不可用*指令语句表编程语言是一种与计算机汇编语言类似的助记符编程方式，由一系列操作指令组成的语句将控制流程描述出来，也由操作码和操作数组成！*功能块图编程语言，是一种类似于数字逻辑门电路的编程语言*结构文本编程语言左母线相当相线右母线相当地线四、PLC基本指令介绍（27条）一、逻辑取及线圈驱动指令LD、LDI、OUT说明：LD取指令，表示一个与输入母线相连接的常开触点指令；LDI取反指令，表示一个与输入母线相连接的常闭触点指令。PLC基本指令介绍（27条）LDP/LDF（取脉冲上升沿/下降沿）：指在输入信号的上升沿/下降沿目标元件接通一个扫描周期OUT线圈驱动指令，也称输出指令。操作目标元件不可以是输入继电器X。OUT指令的操作元件是定时器T和计数器C时，必须设置常数K（见下表）PLC基本指令介绍（27条）注：C235～C255高速计数器（请查阅相关资料）5二、触点串联指令AND、ANI说明：AND（与指令）用于常开触点的串联；ANI（与非指令）用于常闭触点的串联。可以多次重复使用。PLC基本指令介绍（27条）ANDP/ANDF（与脉冲上升沿/下降沿）：仅在输入信号的上升沿/下降沿目标元件接通一个扫描周期PLC基本指令介绍（27条）三、触点并联指令OR、ORI说明：OR（或）用于常开触点的并联;ORI（或非）用于常闭触点的并联。ORP/ORF（或脉冲上升沿/下降沿）：仅在输入信号的上升沿/下降沿目标元件接通一个扫描周期四、并联电路块的串联连接指令ANB说明：2个以上觸點并联连接的电路称为并联电路块，并联电路块串联连接时，分支的开始用LD、LDI指令；后面集中使用ANB指令时，电路块并联数小于8。PLC基本指令介绍（27条）五、串联电路块的并联连接指令ORB说明：2个以上串联觸點连接的电路称为串联电路块，串联电路块并联连接时，分支的开始用LD、LDI指令；后面集中使用ORB指令时，电路块并联数小于8。PLC基本指令介绍（27条）PLC基本指令介绍（27条）六、SET置位指令、RST复位指令说明：在下述程序示例中，X000一旦接通后，即使它再次成为OFF，Y000依然保持输出。X001一旦接通后，即使它再次成为OFF，Y000仍然是保持断开。指令助记符、名称功能程序步PLS上升脉冲上升沿产生脉冲输出2PLF下沿脉冲下降沿产生脉冲输出2说明：使用PLF指令时，仅在驱动输入OFF后1个扫描周期内，软元件Y、M动作。使用PLS指令时，仅在驱动输入ON后1个扫描周期内，软元件Y、M动作。七、PLS、PLF上/下脉冲输出指令PLC基本指令介绍（27条）指令助记符、名称功能程序步MC主控指令公共串联触点的连接3MCR主控复位公共串联触点的清除2八、MC、MCR主控及主控复位指令PLC基本指令介绍（27条）说明：主控（MC）指令后，母线（LD、LDI点）移动主控触点后，MCR为将其返回原母线的指令。通过更改软元件地址号Y、M，可多次使用主控指令。嵌套级最多可以编写8级（N7）。指令助记符、名称功能程序步MPS进栈进栈1MRD读栈读栈1MPP出栈出栈1九、MPS、MRD、MPP多重输出指令PLC基本指令介绍（27条）说明：在FX系列的PLC中有11个存储器，用来存储运算的中间结果，被称为栈存储器。PLC基本指令介绍（27条）十、MPS、MRD、MPP多重输出指令指令助记符、名称功能程序步INV取反指令将该指令之前的运算结果反转1NOP空操作无动作1END结束输出处理和返回到0步1说明INV指令不能直接与母线连接，也不能像OR、ORI等指令那样单独使用五、PLC程序设计方法(重点)1、经验设计法（试凑法）：需要了解大量的典型控制电路，需要把实际控制问题分解成典型的控制电路，然后用典型电路或修改的典型电路拼凑梯形图，只适合一些简单的、或者某些类似的典型的控制系统设计！典型电路举例（可以自主编写更好的）五、PLC程序设计方法(重点)典型电路举例：五、PLC程序设计方法(重点)典型电路举例：五、PLC程序设计方法(重点)2、顺序控制设计法：就是按照生产工艺预先规定的顺序，在各个输入信号的作用下，根据内部状态和时间的顺序，使生产过程中各个执行机构自动而有序地进行！思路：系统要求---画出顺序功能图---画出梯形图设计基本步骤：1、步的划分，根据PLC输出量的状态划分！2、转换条件（使系统从当前步进入下一步的条件）的确定，常见的转换条件有按钮、行程开关、定时器和计数器的触点动作等3、顺序功能图的绘制4、梯形图的绘制顺序功能图的组成要素：步、有向连线、转换、转换条件和动作(或命令)等1、步：就是工作过程中的某一不变的状态，用编程元件（M、S）来代表；活动步、初始步的概念；SFC至少应有一个初始步，用双线框表示；其它步用矩形框表示；2、动作：是指某步活动时，PLC向被控系统发出的命令，或被控系统应执行的动作；3、有向连线：步与步之间的连线；活动状态的进展无箭头时，表示从左到右、从上到下！转换：与有向连线垂直的短划线；转换条件实现转换的条件及原则：转换