初学PLC之三菱FX2N.docx
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初学PLC之三菱FX2N
一、FX2N系列内部资源
（一）
1．输入继电器X（X0~X177）：
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。
输入继电器的地址编号采用八进制。
输入继电器的线圈由外部信号来驱动，不能在程序内部用指令来驱动。
因此输入继电器只有触点，没有线圈。
2．输出继电器Y（Y0~Y177）：
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。
外部信号无法直接驱动输出继电器，只能在程序内部用指令驱动。
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）
特点：
通用辅助继电器和输出继电器一样，在PLC电源断开后，其状态将变为OFF。
当电源恢复后，除因程序使其变为ON外，否则它仍保持OFF。
用途：
中间继电器（逻辑运算的中间状态存储、信号类型的变换）。
（2）断电保持辅助继电器M500~M1023（524点）。
特点：
在PLC电源断开后，断电保持辅助继电器具有保持断电前瞬间状态的功能，并在恢复供电后继续断电前的状态。
掉电保持是由PLC机内电池支持。
（3）特殊辅助继电器M8000~M8255（256点）
特点：
特殊辅助继电器是具有某项特定功能的辅助继电器。
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
M8011-M8014：
产生10ms、100ms、1s、1min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
二、FX2系列PLC基本指令
1、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
LD、LDI、OUT指令的使用说明：
梯形图
指令
功能
操作元件
程序步
LD
读取第一个常开触点
X、Y、M、S、T、C
1
LDI
读取第一个常闭触点
X、Y、M、S、T、C
1
OUT
驱动输出线圈
Y、M、S、T、C
Y、M：
1；特M：
2；T：
3；C：
3~5
例：
2、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
AND、ANI指令的使用说明：
梯形图
指令
功能
操作元件
程序步
AND
串联一个常开触点
X、Y、M、S、T、C
1
ANI
串联一个常闭触点
X、Y、M、S、T、C
1
注：
触点串联次数不受限制，但受到外围设备输出的限制，最好做到1行不超过10个触点和一个线圈，总共不超过24行。
例：
3、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
OR、ORI指令的使用说明：
梯形图
指令
功能
操作元件
程序步
OR
与一个常开触点并联
X、Y、M、S、T、C
1
ORI
与一个常闭触点并联
X、Y、M、S、T、C
1
例：
4、LDP、LDF、ANDP、ANDF、ORP、ORF指令
LDP：
取脉冲上升沿指令，上升沿检测运算开始。
LDF：
取下降沿脉冲指令，下降沿检测运算开始。
ANDP：
与脉冲上升沿指令，上升沿检测串联连接指令。
ANDF：
与脉冲下降沿指令，下降沿检测串联连接指令。
ORP ：
或脉冲上升沿指令，上升沿检测并联连接指令。
ORF ：
或脉冲下降沿指令，下降沿检测并联连接指令。
LDP、LDF、ANDP、ANDF、ORP、ORF使用说明：
梯形图
指令
功能
操作元件
程序步
LDP
上升沿检出运算开始
X、Y、M、S、T、C
2
LDF
下降沿检出运算开始
X、Y、M、S、T、C
2
ANDP
上升沿检出串联连接
X、Y、M、S、T、C
2
ANDF
下降沿检出串联连接
X、Y、M、S、T、C
2
ORP
上升沿检出并联连接
X、Y、M、S、T、C
2
ORF
下降沿检出并联连接
X、Y、M、S、T、C
2
注：
1）、LDP、ANDP、ORP指令是用来进行上升沿检测的指令，仅在指定位软元件的上升沿时（由OFF→ON变化时）接通一个扫描周期，又称上升沿微分指令。
2）、LDF、ANDF、ORF指令是用来进行下降沿检测的指令，仅在指定位软元件的下降沿时（由ON→OFF变化时）接通一个扫描周期，又称下降沿微分指令。
5、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，没有操作元件。
ORB指令使用说明：
梯形图
指令
功能
操作元件
程序步
ORB
串联电路块的并联
无
1
例：
注：
几个串联电路块并联时，串联电路块开始用LD或LDI指令，结束时用ORB指令。
6、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，没有操作元件。
ANB指令使用说明：
梯形图
指令
功能
操作元件
程序步
ANB
并联电路块的串联
无
1
例：
注：
1）几个并联电路块串联时，并联电路块开始用LD或LDI指令，结束时用ANB指令。
2）单个触点与前面电路并联或串联时不能用电路块指令。
7、NOP空操作指令与END结束指令
NOP：
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。
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。
NOP及END指令使用说明：
梯形图
指令
功能
操作元件
程序步
NOP
无动作
无
1
END
输入输出处理及返回0步
无
1
三、编程注意事项
（1）梯形图按自上而下、从左到右的顺序排列。
（2）梯形图最左边是起始母线，每一逻辑行必须从左母线开始画起。
左母线右侧放置输入接点和内部继电器触点。
（3）梯形图的最右边是右母线，可以省去不画，用圆圈表示，可以是内部继电器线圈，输出继电器线圈或定时/计数器的逻辑运算结果。
输出线圈与右母线之间不能再连有触点。
每个继电器线圈为一个逻辑行,即一层阶梯。
（4）触点有各种连接，可以任意串、并联，而输出线圈只能并联不出能串联。
（5）在每一逻辑行中，串联触点多的支路应放在上方。
如果将串联触点多的支路放在下方，则语句增多，程序变长。
（6）在每一个逻辑行中，并联触点多的支路应放在左边。
如果将并联触点多的电路放在右边，则语句增多、程序变长。
（7）继电器是“软继电器”，它不是继电器电路中的物理继电器，实质是存储器中的每位触发器。
当它为“1”态时，表示继电器线圈通电，常开触点闭合或常闭触点断开。
（8）一般情况下，某个编号的继电器线圈只能出现一次，而继电器触点则可无限次使用。
（9）输入继电器不能由内部其它继电器的触点驱动，它只供PLC接受外部输入信号，故在梯形图中不会出现输入继电器线圈。
（10）输出继电器是由PLC作输出控制用，驱动外部负载，故当梯形图中输出继电器线圈接通时，表示相应的输出点有输出信号。
四、PLC控制系统设计
1、PLC控制系统设计的一般原则
任何一种电气控制系统都是为了实现被控对象的工艺要求，以提高生产效率和产品质量。
因此，在设计PLC控制系统时，应遵循以下基本原则：
（1）最大限度地满足被控对象的控制要求。
（2）在满足控制要求的前提下，力求使控制系统简单、经济、实用，维修方便。
（3）保证控制系统的安全、可靠。
（4）考虑到生产发展和工艺改进，在选择PLC容量时，应适当留有余量。
2、PLC控制系统设计的基本内容
PLC控制系统是由PLC与用户输入、输出设备连接而成。
因此PLC控制系统的基本内容包括以下几点：
（1）选择用户输入设备、输出设备以及由输出设备驱动的控制对象。
（2）PLC的选择。
选择PLC应包括机型、容量、I/O点数的选择、电源模块以及特殊功能模块的选择等。
（3）分配I/O点，绘制电气连接接口图，考虑必要的安全保护措施。
（4）设计控制程序。
包括梯形图、语句表或控制系统流程图。
（5）必要时还需设计控制台。
（6）编制系统的技术文件，包括说明书、电气图及电气元件明细表等。
3、PLC控制系统设计的一般步骤
设计PLC控制系统的一般设计步骤如图所示
（1）流程图功能说明：
1）根据生产的工艺过程分析控制要求。
2）根据控制要求确定所需的用户输入、输出设备。
据此确定PLC的I/O点数。
3）选择PLC
4）分配I/O点，设计I/O电气接口连接图。
5）进行PLC程序设计，同时可进行控制台的设计和现场施工。
（2）PLC程序设计的步骤
1）对于复杂的控制系统，需绘制系统流程图。
2）设计梯形图。
3）根据梯形图编制程序清单。
4）用编程器将程序键入到PLC的用户存储器中，并检查键入的程序是否正确。
5）对程序进行调试和修改。
6）待控制台及专场现场施工完成后，进行联机调试。
7）编制技术文件
8）交付使用。
五、FX2N系列plc编程软件及使用
不同类型的PLC，其使用的编程软件是不一样的。
这些软件一般都具有编程及程序调试等多种功能，是PLC用户不可缺少的开发工具。
以下介绍三菱FX2N系列PLC使用的GXDeveloperVer.7编程软件，该软件具有丰富的工具箱和直观的视窗界面。
支持比它版本低的所有三菱系列的PLC进行软件编程。
（一）、软件的安装
GXDeveloperVer.7是基于Windows的应用软件，可在Windows95/98/2000及其以上操作系统下运行，运行GXDeveloperVer.7，可通过梯形图符号、指令表语句和SFC符号创建及编辑程序，也可以在程序中加入中文、英文注释，它还能够监控PLC运行时各编程元件的状态及数据变化，而且还具有程序和监控结果的打印功能。
安装时，打开PLC编程软件文件夹，再打开EnvMEL文件，安装SETUP应用文挡，安装完后返回，打开Update文挡解压。
若是2000/98系统，则解压AXDIST，95系统解压dcom95，解压完后返回。
双击SETUP安装即可。
之后则可按照软件提示点击确定，输入姓名和公司名称，再输入产品序列号，在选择部件过程中直接进行下一步的操作，完成安装工作。
软件安装路径可以使用默认子目录，也可以用“浏览”按钮弹出对话框选择或新建子目录。
在安装结束时，向导会提示安装过程的完成。
安装好后可以在开始程序中打开GXDeveloper文件。
利用软件编好程序后，必须传给PLC才能执行相应的动作，传送的过程需要用专用通讯电缆进行连接，电缆的一头接计算机的RS232口，另一头接在PLC的RS422通讯口上。
同时PLC要打在RUN位置才能正常工作。
安装过程示意如下：
（a）
（b）
（c）
（d）
（e）
（f）
（二）软件的使用
（1）启动电脑后，双击桌面上三菱PLC的应用程序MELSOFT系列的编程软件图标“GXDeveloper”，弹出如图2-4所示的未生成工程的编程软件窗口。
图2-4未生成工程的编程软件主窗口
（2）新建一个用户程序
点击［工程］菜单中的［创建新工程］命令，如图2-5所示，创建一个新的用户程序。
在弹出的“创建新工程”对话框（如图2-6所示）中进行下列设置：
选择“plc系列”为FXCPU；
选择“plc类型”为FX2N（C）；
选择“程序类型”为梯形图逻辑；
选择“驱动器/路径”为D/三菱用户程序。
（建议将用户程序保存在C盘以外的分区中）
选择“设置工程名”，并将“工程名”命名为三相异步电动机的点动与连续控制程序；
然后单击［确定］，此时屏幕显示如图2-7所示，新建的工程均会跳出是否新建工程的对话框，此时选择“是”即可。
然后跳出程序编辑界面，如图2-8所示。
图2-5创建新工程
图2-6创建新工程的相关设置
图2-7新建工程
图2-8程序编辑界面
（3）梯形图程序的录入与编辑
如图2-9所示是图2-3三相异步电动机的连续控制线路梯形图。
下面以此为例说明用“GXDeveloper”软件录入程序。
图2-9三相异步电动机连续控制电路的梯形图程序与指令表程序
1）单击图2-8所示程序编辑界面的“①”位置的按钮，使其为写入模式。
2）单击图2-8所示程序编辑界面的“②”位置的按钮，选择梯形图显示。
3）在图2-8所示程序编辑界面的“③”位置的当前编辑区进行梯形图的录入。
4）梯形图的录入有两种方法。
需输入功能指令时，点击应用指令弹出如图2-10所示的对话框，然后在对话框中写入功能指令的助记符及操作数并点击确认即可，输入时助记符与操作数间要有空格。
如果执行脉冲指令，“P”直接加在助记符后；对于32位指令，“D”直接加在指令助记符前。
图2-10功能指令输入
另外也可以采用指令表编程，编程时可以在编辑区光标位置直接输入指令表，一条指令输入完毕后，按回车键光标移至下一条指令的位置，则可输入下一条指令。
指令表编辑方式中指令的修改也十分方便，将光标移到需修改的指令上，重新输入新指令即可。
5）梯形图录入完成后，将程序写入PLC之前，必须进行变换，单击图2-11中菜单栏
的“变换（C）”下拉菜单执行“变换”命令或按键盘上的“F4”或“①”位置所示的按钮。
，此时编辑区不再是灰色状态，如图2-12所示，此时可以存盘或向PLC传送数据。
图2-11变换前的梯形图
图2-12变换后的梯形图
6）程序的插入与删除
梯形图编程时，经常用到插入和删除一行、一列、一逻辑行等命令，下面我们加以介绍。
①插入：
将光标定位在要插入的位置，然后选择“编辑”菜单，执行此菜单中的“行插入”命令，就可以输入编程元件，从而实现逻辑行的输入。
在并联触头Y000与X000之间行插入的演示过程如图2-13、图2-14与图2-15所示。
②删除：
先通过鼠标选择要删除的逻辑行，然后利用“编辑”菜单中的“行删除”命令就可以实现逻辑行的删除。
元件的剪切、复制和粘贴等命令的操作方法与Word应用软件的使用相同，这里不再赘述。
7）绘制与删除连线
需要在梯形图中“画横线”与“画竖线”及“横线删除”与“竖线删除”时，只需将光标定位在需要操作的位置即可。
绘制与删除连线的快捷键如图2-15的标注所示。
图2-13在触头Y000与X000之间行插入前的定位
图2-14选择主菜单“编辑（E）”下拉菜单的“行插入（N）”
图2-15等待要插入的指令
8）修改
若发现梯形图的某处由错误，可进行修改操作，如将图2-15中的X002改为常开触点。
首先在“写入模式”下，将光标放在需要修改的位置，直接从键盘输入指令即可。
也可以双击需要修改的位置，在跳出的“梯形图输入”窗口中完成编辑。
9）程序传送
要将用GX软件编号的程序写入PLC中或将PLC中的程序读到计算机的显示器中显示，需要进行以下操作。
1用专用编程电缆将计算机的RS-232接口（9针端口）和PLC的RS-422接口（7针
端口）连接好，也可以采用三菱PLC配套的SC-09编程电缆进行通信，连线如图2-16所示。
图2-16PLC与电脑的通讯接口示意图
2单击主菜单“在线（O）”的下拉菜单“传输设置（C）”,在弹出的如图2-17所示
的画面中双击“串行”按钮，弹出“PCI/F串口详细设置”对话框，选择计算机串口及通信速率，其他项保持默认，两次单击“确认”按钮即可。
图2-17传输设置画面
3程序传送
执行“在线（O）”主菜单中的“PLC读取（R）”,可将PLC中的程序传送到计算机中。
执行“在线（O）”主菜单中的“PLC写入（W）”,可将计算机中的程序下载到PLC中。
“PLC读取（R）”与“PLC写入（W）”两个命令的位置如图2-17所示。
图2-17“PLC读取（R）”与“PLC写入（W）”位置
图2-18向PLC写入程序
④、程序下载到PLC
程序编辑完成后，如果没有变换保存就关闭工程，编写好的梯形图将丢失。
只有经过变换后才能下载到PLC中运行。
这时需点击菜单栏中“在线”菜单中的“PLC写入”子项，出现如图2-18的对话框，在文件选择项中选中程序下的MAIN，点击执行，出现图2-19“是否执行PLC写入”后选“是”，然后看到图2-20，写好之后出现图2-12，确定之后关闭2-8即完成了程序下载到PLC中。
图2-19是否执行PLC图2-20PLC写入中
图2-21PLC写入完成
10）、程序运行及调试
程序编完之后，经过变换，可以利用菜单栏中“诊断”菜单项下“PLC诊断”功能对程序进行检查，如有违反编程规则的问题，软件会提示程序存在的错误。
如没有违反编程规则，需要运行及调试才能发现程序中不合理的地方并且进行修改完善，使其用于现场控制。
利用GXDeveloper编程软件的监控功能，可实现程序的模拟运行和调试。
图2-22PLC程序监控调试
程序下载后保持编程计算机与PLC的正常连接，点击菜单栏中“在线”菜单后点击“监视”中的“监控模式”即进入元件监控状态。
这时，梯形图上将显示PLC中各触点的状态及各数据存储单元的数值变化。
如图2-22所示，图中有长方形光标显示的位元件处于接通状态。
根据控制要求可以判断所编写程序的动作是否符合要求，不正确时再进行修改直到符合要求为止。
图2-23是否保存工程
11）、保存工程
当未设定工程名或者正在编辑时要关闭工程，将会弹出是否保存当前工程的对话框如图2-23所示。
希望保存工程点击“是”，否则单击“否”，继续操作应单击“取消”。
如果创建新工程时没有设置工程名，程序编写好后保存工程，可以选择“工程”下拉菜单中的“保存工程”，图2-24所示，或者按“Ctrl+S”键，或者单击工具栏中的保存，弹出“另存工程为”的对话框，图2-25所示。
选择所要保存工程驱动器/路径和工程名，单击“保存”弹出“新建工程”确认的对话框图2-16所示，选择“是”进行存盘，选择“否”则返回到上一层。
图2-24保存工程
另外，该软件可以读取已保存的工程；不需要的程序也可以进行工程的删除；可以进行同一PLC类型的CPU工程中的数据校验；还可以进行梯形图与SFC程序的相互转变；或者是读取其他格式的文件等。
图2-25另存工程
图2-26新建工程的确认
【思考练习】
1、表2-3与表2-5的什么内容的答案是相同的吗？
为什么？
2、在专业能力拓展环节中，两种不同控制逻辑电路在接线上有何异同？
进一步体会PLC“软”控制逻辑的特点。
3、前面的梯形图所用的触点都是电平触发，可以改为边沿触发吗？
试着修改并进行调试。
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