三菱FX2N系列PLC编程实例电梯控制实例.docx
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三菱FX2N系列PLC编程实例电梯控制实例
三菱FX2N系列PLC编程实例――电梯控制实例
第一节PLC简述
一、PLC的特点：
1、高可靠性
2、编程简单，使用方便
可采用梯形图编程方式，与实际继电器控制电路非常接近，一般电气工作者很容易接受。
3、环境要求低
适用于恶劣的工业环境。
4、体积小，重量轻
5、扩充方便，组合灵活
二、PLC的硬件结构：
1、硬件框图
2、输入接口电路
为了保证能在恶劣的工业环境中使用，PLC输入接口都采用了隔离措施。
如下图，采用光电耦合器为电流输入型，能有效地避免输入端引线可能引入的电磁场干扰和辐射干扰。
在光敏输出端设置RC滤波器，是为了防止用开关类触点输入时触点振颤及抖动等引起的误动作，因此使得PLC内部约有10ms的响应滞后。
当各种传感器（如接近开关、光电开关、霍尔开关等）作为输入点时，可以用PLC机内提供的电源或外部独立电源供电，且规定了具体的接线方法，使用时应加注意。
3、输出接口电路
PLC一般都有三种输出形式可供用户选择，即继电器输出，晶体管输出和晶闸管输出。
在线路结构上都采用了隔离措施。
特点：
继电器输出：
开关速度低，负载能力大，适用于低频场合。
晶体管输出：
开关速度高，负载能力小，适用于高频场合。
晶闸管输出：
开关速度高，负载能力小，适用于高频场合。
注意事项：
（1）PLC输出接口是成组的，每一组有一个COM口，只能使用同一种电源电压。
（2）PLC输出负载能力有限，具体参数请阅读相关资料。
（3）对于电感性负载应加阻容保护。
（4）负载采用直流电源小于30V时，为了缩短响应时间，可用并接续流二极管的方法改善响应时间。
三、三菱FX2PLC实物图及面板上的LED指示说明
第二节PLC的工作过程
PLC大多采用成批输入/输出的周期扫描方式工作，按用户程序的先后次序逐条运行。
一个完整的周期可分为三个阶段：
（一）输入刷新阶段
程序开始时，监控程序使机器以扫描方式逐个输入所有输入端口上的信号，并依次存入对应的输入映象寄存器。
（二）程序处理阶段
所有的输入端口采样结束后，即开始进行逻辑运算处理，根据用户输入的控制程序，从第一条开始，逐条加以执行，并将相应的逻辑运行结果，存入对应的中间元件和输出元件映象寄存器，当最后一条控制程序执行完毕后，即转入输出刷新处理。
（三）输出刷新阶段
将输出元件映象寄存器的内容，从第一个输出端口开始，到最后一个结束，依次读入对应的输出锁存器，从而驱动输出器件形成可编程的实际输出。
一般地，PLC的一个扫描周期约10ms，另外，可编程序控制器的输入/输出还有响应滞后（输入滤波约10ms），继电器机械滞后约10ms，所以，一个信号从输入到实际输出，大约有20--30ms的滞后。
输入信号的有效宽度应大于1个周期+10ms。
第三节三菱FX系列PLC中各种元件介绍（以FX2-64MR为例）
一、输入继电器X
∙X、Y还有无数个常开、常闭触点供编程使用。
∙Y外部分仅有一个常开触点供带动负载使用。
∙可以看出每组都是8个
∙输入输出点数根据实际工程需要来确定。
∙可采用主机+扩展的方式来使用，扩展的编号依次编下去。
X0--X7
X10-X17
X20-X27
X30-X37
（共32点）
二、输出继电器Y
Y0--Y7
Y10--Y17
Y20--Y27
Y30--Y37
（共32点）
三、辅助继电器M
（1）通用辅助继电器
M0--M499（共500个），关闭电源后重新启动后，通用继电器不能保护断电前的状态。
（2）掉电保持辅助继电器
M500--M1023（共524个），PLC断电后再运行时，能保持断电前的工作状态，采用锂电池作为PLC掉电保持的后备电源。
（3）特殊辅助继电器
M8000--M8255（共156点），有特殊用途，将在其它章节中另作介绍。
辅助继电器都有无数个常开、常闭触点供编程使用，只能作为中间继电器使用，不能作为外部输出负载使用。
四、状态继电器S
（1）通用状态继电器S0--S499
（2）掉电保持型状态继电器S499-S899
（3）供信号报警用：
S900-S999
状态继电器S是对工作步进控制进行简易编程的重要元件，这里不作进一步的介绍。
五、定时器T
（1）定时器
T0--T199（200只）：
时钟脉冲为100ms的定时器，即当设定值K=1时，延时100ms。
设定范围为0.1--3276.7秒。
T200--T245（46只）：
时钟脉冲为10ms的定时器，即当设定值K=1时，延时10mS。
设定范围为0.01--327.67秒。
（2）积算定时器
T246--T249（4只）：
时钟脉冲为1ms的积算定时器。
设定范围：
0.001--32.767秒。
T250--T255（6只）：
时钟脉冲为100ms的积算定时器。
设定范围：
0.1--3267.7秒。
积算定时器的意义：
当控制积算定时器的回路接通时，定时器开始计算延时时间，当设定时间到时定时器动作，如果在定时器未动作之前控制回路断开或掉电，积算定时器能保持已经计算的时间，待控制回路重新接通时，积算定时器从已积算的值开始计算。
积算定时器可以用RST命令复位。
五、计数器C
（1）16bit加计数器
C0--C99（100点）：
通用型
C100-C199（100点）：
掉电保持型
设定值范围：
K1--K32767
（2）32bit可逆计数器
C200--C219（20点）：
通用型
C220--C234（15点）：
掉电保持型。
设定值范围：
-2147483648到+2147483647
可逆计数器的计数方向（加计数或减计数）由特殊辅助继电器M8200--M8234设定。
即M8△△△接通时作减计数，当M8△△△断开时作加计数。
（3）高速计数器：
C235--C255（后面章节实例中作介绍）
六、数据寄存器D
D0--D199（200只）：
通用型数据寄存器，即掉电时全部数据均清零。
D200--D511（312只）：
掉电保护型数据寄存器。
七、变址寄存器（在实例中作介绍）
第四节FX2PLC基本指令
2-2-1触点取用与线圈输出指令LD、LDI、OUT
2-2-2单个触点串联指令AND、ANI
2-2-3单个触点并联指令OR、ORI
2-2-4串联电路块的并联OR
2-2-5并联电路块的串联ANB
2-2-6LDP、LDF、ANDP、ANDF、ORP、ORF（FX2n型有）
2-2-7多重输出电路MPS、MRD、MPP
2-2-8主控及主控复位指令MCMCR
2-2-9脉冲输出PLS、PLF
2-2-10自保持与解除SET、RST
2-2-11计数器、定时器线圈输出和复位指令OUT、RST
2-2-12空操作指令NOP
2-2-12程序结束指令END
2-2-13梯形图设计的规则和技巧
2-2-14双重输出动作及其对策
LD，LDI，OUT指令
指令助记符与功能：
符号、名称
功能
可用元件
程序步
LD取
a触点逻辑运算开始
X，Y，M，S，T，C
1
LDI取反
b触点逻辑运算开始
X，Y，M，S，T，C
1
OUT输出
线圈驱动
Y，M，S，T，C
Y，M：
1
S，特，M：
2
T：
3
C：
3-5
注：
当使用M1536-M3071时，程序步加1。
指令说明：
•LD，LDI指令用于将触点接到母线上。
另外，与后面讲到的ANB指令组合，在分支起点处也可使用。
•OUT指令是对输出继电器、辅助继电器、状态、定时器、计数器的线圈驱动指令，对输入继电器不能使用。
•OUT指令可作多次并联使用。
（在下图中，在OUTM100之后，接OUTT0）
编程：
0LDX000
1OUTY000
2LDIX001
3OUTM100
4OUTT0K19 ——程序步自动管理空2步
7LDT0
8OUTY001
定时器、计数器的程序：
•对于定时器的计时线圈或计数器的计数线圈，使用OUT指令以后，必须设定常数K。
此外，也可指定数据寄存器的地址号。
•常数K的设定范围、实际的定时器常数、相对于OUT指令的程序步数（包括设定值）如下表所示。
定时器、计数器
K的设定范围
实际的设定值
步数
1ms定时器
1-32,767
0.001-32.767秒
3
10ms定时器
1-32,767
0.01-327.67秒
3
100ms定时器
0.1-3,276.7秒
16位计数器
1-32,767
同左
3
32位计数器
-2,147,483,648-+2,147,483,647
同左
3
AND，ANI指令
助记符与功能：
符号、名称
功能
可用软元件
程序步
AND与
a触点串联连接
X，Y，M，S，T，C
1
ANI与非
b触点串联连接
X，Y，M，S，T，C
1
当使用M1536-M3071时，程序步加1。
指令说明：
∙用AND，ANI指令可进行1个触点的串联连接。
串联触点的数量不受限制，该指令可多次使用。
∙OUT指令后，通过触点对其他线圈使用OUT指令，称之为纵接输出，（下图的OUTM101与OUTY004）
这种纵接输出，如果顺序不错，可多次重复。
串联触点数和纵接输出次数不受限制，但使用图形编程设备和打印机则有限制。
建议尽量做到1行不超过10个触点和1个级圈，总共不要超过24行。
编程：
0LDX002
1ANDX000
2OUTY003
3LDY003
4ANIX003
5OUTM101
6ANDT1
7OUTY004
如上图所示，紧接着OUTM101以后通过触点T1可以驱动OUTY004，但如是驱动顺序相反（如左图所示）时，则必须使用后面讲到的MPS和MPP命令。
OR，ORI指令
指令助记符与功能：
指令助记符、名称
功能
可用软元件
程序步
OR或
a触点并联连接
X，Y，M，S，T，C
1
ORI或非
b 触点并联连接
X，Y，M，S，T，C
1
指令说明：
OR、ORI用作1个触点的并联连接指令。
串联连接2个以上触点时，并将这种串联电路块与其他电路并联连接时，采用后面讲到的ORB指令。
OR，ORI是从该指令的步开始，与前面的LD，LDI指令步，进行并联连接。
并联连接的次数不受限制，但使用图形编程设备和打印机时受限制（24行以下）
编程：
0LDX004
1ORX006
2ORIM102
3OUTY005
4LDIY005
5ANDX007
6ORM103
7ANIX010
8ORM110
9OUTM103
ORB指令
指令助记符与功能:
指令助记符、名称
功能
程序步
ORB电路块或
串联电路块的并联连接
1
指令说明:
∙2个以上的触点串联连接的电路称为串联电路块。
将串联电路并联连接时，分支开始用LD、LDI指令，分支结束用ORB指令。
∙ORB指令与后面讲的ANB指令等一样，是不带软元件地址号的独立指令。
∙有多个并联电路时，若对每个电路块使用ORB指令，则并联电路没有限制。
（见正确编程程序）
∙ORB也可以成批地使用，但是由于LD，LDI指令的重复使用次数限制在8次以下，请务必注意。
（见编程不佳的程序）
编程:
正确编程程序
1LDX000
2ANDX001
3LDX002
4ANDX003
5ORB
6LDIX004
7ANDX006
8ORB
9OUTY006
编程不佳的程序
1LDX000
2ANDX001
3LDX002
4ANDX003
5LDIX004
6ANDX006
7ORB
8ORB
9OUTY006
ANB指令
指令助记符与功能：
指令助记符、名称
功能
程序步
ANB电路块与
并联电路块的串联连接
1
指令说明：
∙当分支电路（并联电路块）与前面的电路串联连接时，使用ANB指令，分支的起点用LD，LDI指令，并联电路块结束后用ANB指令，与前面的电路串联。
∙若多个并联电路块按顺序和前面的电路串联连接时，则ANB指令的使用次数没有限制。
∙也可成批地使用ANB指令，但在这种场合，与ORB指令一样，LD、LDI指令的使用次数是有限制的（8次以下），请务必请意。
编程：
0LDX000
1ORX001
2LDX002
3ANDX003
4LDIX004
5ANDX005
6ORB
7ORX006
8ANB
9ORX003
10OUTY007
LDP、LDF、ANDP、ANDF、ORP、ORF指令
指令助指符与功能：
指令助记符、名称
功能
可用软元件
程序步
LDP取脉冲
上升沿检测运算开始
X、Y、M、S、T、C
1
LDF取脉冲
下降沿检测运算开始
X、Y、M、S、T、C
1
ANDP与脉冲
上升沿检测串联连接
X、Y、M、S、T、C
1
ANDF与脉冲
下降沿检测串联连接
X、Y、M、S、T、C
1
ORP或脉冲
上升沿检测并联连接
X、Y、M、S、T、C
1
ORF或脉冲
下降沿检测并联连接
X、Y、M、S、T、C
1
当使用M1536--M3071时，程序步加1，以上指令FX2N中才有。
指令说明：
∙LDP、ANDP、ORP指令是进行上升沿检测的触点指令，仅在指定位软件上沿时（即由OFF→ON变化时）接通1个扫描周期。
∙LDF、ANDF、ORF指令是进行下降沿检测的触点指令，仅在指定位软元件下降时（即由ON→OFF变化时）接通1个扫描周期。
编程：
例1：
0LDPX000
1ORPX001
2OUTM0
3LDM8000
4ANDPX002
5OUTM1
例2：
0LDFX000
1ORFX001
2OUTM0
3LDM8000
4ANDFX002
5OUTM1
图示理解：
MPS、MRD、MPP指令
指令助记符与功能:
指令助记符、名称
功能
程序步
MPS进栈
进栈
1
MRD读栈
读栈
1
MPP出栈
出栈
1
指令说明:
∙在可编程序控制器中有11个存储器，用来存储运算的中间结果，被称为栈存储器。
使用一次MPS指令就将此时刻的运算结果送入栈存储器的第1段，再使用MPS指令，又将此时刻的运算结果送入栈存储器的第1段，而将原先存入第一段的数据移到第二段。
以此类推。
∙使用MPP指令，将最上段的数据读出，同时该数据从栈存储器中消失，下面的各段数据顺序向上移动。
即所谓后进先出的原则。
∙MRD是读出最上段所存的最新数据的专用指令，栈存储器内的数据不发生移动。
∙这些指令都是不带软元件地址的独立指令。
编程：
例1：
一段栈
0LDX004
1MPS
2ANDX005
3OUTY002
4MRD
5ANDX006
6OUTY003
7MRD
8OUTY004
9MPP
10ANDX007
11OUTY005
例2：
二段栈
0LDX000
1MPS
2ANDX001
3MPS
4ANDX002
5OUTY000
6MPP
7ANDX003
8OUTY001
9MPP
10ANDX004
11MPS
12ANDX005
13OUTY002
14MPP
15ANDX006
16OUTY003
例3：
四段栈
0LDX000
1MPS
2ANDX001
3MPS
4ANDX002
5MPS
6ANDX003
7MPS
8ANDX004
9OUTY000
10MPP
11OUTY001
12MPP
13OUTY002
14MPP
15OUT003
16MPP
17OUTY004
请对照一下面的梯形图与例3：
0LDX000
1OUTY004
2ANDX001
3OUTY003
4ANDX002
5OUTY002
6ANDX003
7OUTY001
8ANDX004
9OUTY000
例3中需要要三重MPS指令编程，但是如果改成左面的电路，实现的效果一样。
编程却很方便，不必采用MPS指令。
MC、MCR指令
指令助记符与功能：
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
3
MCR主控复位
公共串联触点的清除
2
指令说明：
∙在下面程序示例中，输入X000为接通时，直接执行从MC到MCR的指令，输入X000为断开时，成为如下形式：
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。
变成OFF的软件：
非积算定时器，用OUT指令驱动的软元件。
∙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。
但使用同一软元件地址号时，就和OUT指令一样，成为双线圈输出。
编程:
例1：
没有嵌套时
0LDX000
1MCN0M100
4LDX001
5OUTY000
6LDX002
7OUTY001
8MCRN0
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。
例2：
有嵌套时
0LDX000
1MCN0M100 3步指令
4LDX001
5OUTY000
6LDX002
7MCN1M101 3步指令
10LDX003
11OUTY001
12MCRN1 2步指令
14LDX004
15OUTY002
16MCRN0 2步指令
PLS、PLF指令
指令助记符、名称:
指令助记符、名称
功能
程序步
PLS上升脉冲
上升沿微分输出
2
PLF下沿脉冲
下降沿微分输出
2
指令说明:
∙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。
编程:
0LDX000
1PLSM0 2步指令
3LDM0
4SETY000
5LDX001
6PLFM1 2步指令
8LDM1
9RSTY000
各元件的状态图：
SET、RST指令
指令助记符与功能：
指令助记符、名称
功能
可用软元件
程序步
SET置位
动作保持
Y、M、S
Y、M：
1
S、特M：
2
T、C：
2
D、V、Z、特D：
3
RST复位
消除动作保持，
寄存器清零
Y、M、S、T、C、D、V、Z
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依然被吸合。
X001一旦接通后，即使它再次成为OFF，Y000仍然是释放状态。
∙对同一种软元件，SET、RST可多次使用，顺序也可随意，但最后执行者有效。
∙此外，要使数据寄存器D、变址寄存器V、Z的内容清零时，也可使用RST指令。
∙积算定时器T246--T255的当前值的复位和触点复位也可用RST指令。
编程：
0LDX000
1SETY000
2LDX001
3RSTY000
计数器软元件的OUT、RST
指令助记符与功能:
指令助记符、名称
功能
程序步
OUT输出
计数线圈的驱动
32位计数器：
5
16位计数器：
3
RST复位
输出触点的复位、当前值的清零
2
内部计数器编程:
0LDX010
1RSTC0 2步指令
3LDX011
4OUTC0K10（3步指令）
7LDC0
8OUTY000
指令说明：
∙C0对X011的OFF-ON次数进行增计数，当它达到设定值K10时，输出输出点C0动作，以后即使X011从OFF-ON，计数器的当前值不变，输出触点依然动作。
∙为了清除这些当前值，让输出触点复位，则应令X010为ON。
∙有必要在OUT指令后面指定常数K或用数据寄存器的地址号作间接设定。
∙对于掉电保持用计数器，即使停电，也能保持当前值，以及输出触点的工作状态或复位状态。
高速计数器的编程:
0LDX010
1OUTM8*** 2步
3LDX011
4RSTC*** 2步
6LDXO12
7OUTC***K值（或D） 5步
12LDC***
13OUTY002
指令说明：
∙在C235-C245的单相单输入计数器中，为了指定计数方向，采用特殊辅助继电器M8234-M8245。
∙当X010为ON时，对应C***的M8***也ON，这时C***为减计数。
∙当X010为OFF时，对应C***的M8***也OFF，这时C***为增计数。
∙X011为ON时，计数器C***的输出触点复位，计数器的当前值也清零。
∙当X012为ON时，对依据计数器地址号确定的计数器输入X000-X005的ON/OFF进行计数。
∙计数器的当前值增加，通过设定值（K或D的内容）时输出触点置位。
在减少方向上通过设定值复位。
NOP、END 指令
指令助记符与功能:
指令助记符、名称
功能
程序步
NOP控操作
无动作
1
END结束
输入输出处理和返回到0步
1
指令说明:
OP指令：
1、将程序全部清除时，全部指令成为空操作
2、若在普通指令与指令之间加入空操作（NOP）指令，则可编程序控制器可继续工作，而与此无关。
若在编写程序过程中加入空操作指令，则在修改或追加程序时，可以减少步序号的变化，但是程序步需
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