3 三菱FX系列可编程控制器 2N
3.1 FX系列可编程控制器的结构组成 2N
3.1.1 FX型PLC基本单元的外形结构 2N
图3-1 为FX型PLC基本单元的外形，PLC主要是通过输入端子和输出端子与外部控2N
制电器联系的。输入端子连接外部的输入元件，如按钮、控制开关、行程开关、接近开关、
热继电器接点、压力继电器接点、数字开关等。输出端子连接外部的输出元件，如接触器、
继电器线圈、信号灯、报警器、电磁铁、电磁阀、电动机等。
锂电池 输入端子 输入信号灯
电源指示灯
运行指示灯
电池指示灯
出错指示灯
编程电缆 扩展端口 运行开关 输出端子 输出信号灯
图3-1 FX型PLC的外形 2N
FX型可编程序控制器上设置有4个指示灯，以显示PLC的电源、运行/停止、内部锂2N
电池的电压、CPU和程序的工作状态。
3.1.2 FX型PLC的主要种类及型号 2N
1) FX2N型PLC的主要种类
FX型PLC按品种可分为基本单元、扩展单元、扩展模块和特殊扩展设备，见表3-1~2N
表3-3所示。
基本单元由内部电源、内部输入输出、内部CPU和内部存储器组成，只有基本单元可
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以单独使用，当输入输出点数不足时可以进行扩展。
扩展单元由内部电源、内部输入输出组成，需要和基本单元一起使用。
扩展模块由内部输入输出组成，自身不带电源，由基本单元、扩展单元供电，需要和基本单元一起使用。
特殊扩展设备可分为三类:特殊功能板、特殊模块和特殊单元。是一些特殊用途的装置。特殊功能板用于通信、连接和模拟量设定等，特殊模块主要有模拟量输入输出、高速计数、脉冲输出、接口等模块，特殊单元用于定位脉冲输出。
2) FX2N型PLC的型号
FX型PLC的型号可表示如下: 2N
FX,128 M R,001 2N
? ? ?? ?
? PLC系列名称，? 输入和输出点数总和，128为64点输入和64点输出，? 单元种类:M,基本单元，E,输入输出混合扩展模块及扩展单元，EX,输入专用扩展模块，EY,输出专用扩展模块，? 输出型式:R,继电器输出，S,晶闸管输出，T,晶体管输出，? 其它区分:001,专为中国推出的产品。
例:型号FX,128 M R,001表示为FX型PLC，64点输入和64点输出，128点基2N2N
本单元，继电器输出方式，专为中国推出的产品。
3.1.3 FX2N型PLC的软元件
FX型PLC的软元件见表3-4所示。 2N
表3-1 基本单元一览表
FX型PLC 输入2N输入输出输出AC电源，DC输入 点数 点数 点数 继电器输出 晶闸管输出 晶体管输出 16 8 8 FX2N,16MR,001 FX2N,16MS,001 FX2N,16MT,001 32 16 16 FX2N,32MR,001 FX2N,32MS,001 FX2N,32MT,001 48 24 24 FX2N,48MR,001 FX2N,48MS,001 FX2N,48MT,001 64 32 32 FX2N,64MR,001 FX2N,64MS,001 FX2N,64MT,001 80 40 40 FX2N,80MR,001 FX2N,80MS,001 FX2N,80MT,001 128 64 64 FX2N,128MR,001 , FX2N,128MT,001
表3-2 扩展单元一览表
输入AC电源，DC输入 输入输出输出点数 点数 继电器输出 晶闸管输出 晶体管输出 点数
32 16 16 FX2N,32ER FX2N,32ES FX2N,32ET 48 24 24 FX2N,48ER FX2N,48ET
表3-3 扩展模块一览表
输入输输入点输出点输入 继电器输出 晶闸管输出 晶体管输出 输入信连接形式
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出点数 数 数 号电压 8(16) 4(8) 4(8) FX0N-8ER DC24V 横端子台
8 8 0 FX0N-8EX DC24V 横端子台
8 0 8 FX0N-8EYR FX0N-8EYT 横端子台
16 16 0 FX0N-16EX DC24V 横端子台
16 0 16 FX0N-16EYR FX0N-16EYT 横端子台
16 16 0 FX2N-16EX DC24V 横端子台
16 0 16 FX2N-16EYR FX2N-16EYT FX2N-16EYS 横端子台
注:( )中的数字扩展设备占用点数，控制电源(DC5V)由基本单元或扩展单元供电。
在常规电器控制电路中，采用各种电气开关、继电器、接触器等控制元件组成电路，对电气设备进行控制。在PLC中，利用内部存储单元来模拟各种常规控制电器元件，这些模拟的电器元件叫做软元件，软元件有三种类型。
第一种为位元件，PLC中的输入继电器X、输出继电器Y、辅助继电器M和状态继电器S为位元件。存储单元中的一位表示一个继电器，其值为“0”或“1”，“0”表示继电器失电，“1”表示继电器得电。
第二种为字元件，最典型的字元件为数据寄存器D，一个数据寄存器可以存放16位二进制数，两个数据寄存器可以存放32位二进制数，在PLC控制中用于数据处理。定时器T和计数器C也可以作为数据寄存器来使用。
第三种为位与字混合元件，如定时器T和计数器C，它们的线圈和接点是位元件，它们的设定值寄存器和当前值寄存器为字元件。
表3-4 FX型PLC软元件表 2N
软元件 类型 点数 编码范围 输入继电器(X) 184点 X0,X267 合计256点 输出继电器(Y) 184点 Y0,Y267
一般 500点 M0,M499 辅助继电器 锁定 2572点 M500,M3071 (M) 特殊 256点 M8000,M8255
一般 490点 S0,S499
锁定 400点 S500,S899 状态继电器
(S) 初始 10点 S0,S9
信号报警器 100点 S900,S999
100ms 0.1,3276.7s 200点 T0,T199
10ms 0.01,327.67s 46点 T200,T245 定时器
(T) 1ms保持型 0.01,32.767s 4点 T246,T249
100ms保持型 0.1,3276.7s 6点 T250,T255
一般16位 0,32767 200点 C0,C99 16位加计数器 计数器
(C) 锁定16位 100点(子系统) C100,C199 16位加计数器
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-2147483648,+2147483647 一般32位 C200,C219 32位加/减计数器 35点
锁定32位 15点 C220,C234 32位加/减计数器
单相 C235,C245 11点 范围:-2147483648,高速计数器(C) 双相 C246,C250 5点 +2147483647 A/B相 C251,C255 5点
一般(16位) 200点 D0,D199 数据寄存器(D) 锁定(16位) 7800点 D200,D7999 (使用2个可组文件寄存器(16位) 7000点 D1000,D7999 成一个32位数特殊(16位) 256点 从D8000,D8255 据寄存器) 变址(16位) 16点 V0,V7以及Z0,Z7
用于CALL 128点 P0,P127 指针 6输入点、 100*,150*和16**,18** (P) 用于中断 3定时器、 (上升触发*=1，下降触发*=0，
6计数器 **=时间(单位:ms))
嵌套层次 用于MC和MRC时8点 N0—N7
16位:-32768,32767 十进制 32位:-2147483648,2147483647 常数 16位:0,FFFF 十六进制 32位:0,FFFFFFFF
3.1.4输入、输出继电器(X、Y)
输入继电器(X)用于连接外部的输入开关、接点连接，接受外部开关量信号，并通过梯形图进行逻辑运算，其运算结果由输出继电器(Y)输出，驱动外部负载。表3-5为输入继电器和输出继电器元件分配表。
表3- 5 输入继电器和输出继电器元件分配表
FX2N,FX2N,FX2N,FX2N,FX2N,FX2N,型号 扩展时 16M 32M 48M 64M 80M 128M
X0,X7 X0,X17 X0,X27 X0,X37 X0,X47 X0,X77 X0,X267 输入继电器 8点 16点 24点 32点 40点 64点 184点
Y0,Y7 Y0,Y17 Y0,Y27 Y0,Y37 Y0,Y47 Y0,Y77 Y0,Y267 输出继电器 8点 16点 24点 32点 40点 64点 184点 输入继电器(X)和输出继电器(Y)在PLC中各有184点，采用八进制编号。 输入继电器编号为:X0,X7、X10,X17、X20,X27……X267。
输出继电器编号为:Y0,Y7、Y10,Y17、Y20,Y27……Y267。
但输入继电器和输出继电器点数之和不得超过256，如接入特殊单元、特殊模块时，每个占8点，应从256点中扣除。
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3.1.5辅助继电器(M)
辅助继电器(M)相当于中间继电器，它只能在内部程序(梯形图)中使用，不能对外驱动外部负载，在梯形图用于逻辑变换和逻辑记忆作用。
在FX型PLC中，除了输入继电器和输出继电器的元件号采用八进制外，其它软元件2N
的元件号均采用十进制。辅助继电器有通用辅助继电器、断电保持辅助继电器和特殊辅助继电器。
1) 通用辅助继电器
通用辅助继电器的元件编号为M0,M499，共500点。它和普通的中间继电器功能一样，运行时，如果通用辅助继电器线圈得电，当电源突然中断时线圈失电，若电源再次接通时，线圈仍失电。通用辅助继电器也可通过参数设定将其改为断电保持辅助继电器。
2) 断电保持辅助继电器
断电保持辅助继电器的元件编号为M500,M3071
其中M500,M1023共524点，可通过参数设定将其改为通用辅助继电器。
M1024,M3071共2048点，为专用断电保持辅助继电器。其中M2800,M3071用于上升沿，下降沿指令的接点时，有一种特殊性，这将在后面说明。
3) 特殊辅助继电器
特殊辅助继电器的元件编号为M8000—M8255，共有256点。但其中有些元件编号没有定义，不能使用。特殊辅助继电器用来表示PLC的某些状态、提供时钟脉冲和标志(如进位、借位标志等)、设定PLC的运行方式、步进顺控、禁止中断、设定计数器的计数方式等。特殊辅助继电器的功能和定义见附录B。
特殊辅助继电器通常分为两类。
(1) 接点型(只读型)特殊辅助继电器
此类辅助继电器的接点由PLC定义，在用户程序中只可直接使用其触点。下面介绍几种常用的接点型特殊辅助继电器的定义和应用实例。
M8000:运行监控。常开接点，PLC在运行(RUN)时接点闭合。
M8002:初始化脉冲。常开接点，仅在PLC运行开始时接通一个扫描周期。
M8005:锂电池电压降低。锂电池电压下降至规定值时接点闭合，可以用它的触点和输出继电器驱动外部指示灯，以提醒工作人员更换锂电池。
M8011,M8014分别为10 mS、100 mS、1 S、1min时钟脉冲。占空比均为0.5。例M8013为1秒钟时钟脉冲，该接点为0.5秒接通，0.5秒断开。
图3-2 接点型特殊辅助继电器应用举例
图3-5的梯形图在运行时，? M8000常开接点闭合，Y0得电，用Y0控制一个信号灯，灯亮表示PLC正在运行当中。? 当PLC内部的锂电池电压下降至规定值时，M8005接点闭合，由于M8013接点0.5秒接通、0.5秒断开，由Y1控制的信号灯时亮时灭，警示要更换锂电池了。? M500为断电保持辅助继电器，当失电后恢复供电时将保持失电前的状态，用M8002常闭接点在来电PLC运行时断开一个扫描周期，这样就能使M500失去断
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电保持的功能了。
(2)线圈型(可读可写型)特殊辅助继电器
这类特殊辅助继电器由用户程序控制其线圈，当其线圈得电时能执行某种特定的操作。如:M8033、M8034的线圈等。
M8030:M8030的线圈得电时，当锂电池电压降低时，PLC面板上的指示灯不亮。
M8033:M8033的线圈得电时，在PLC停止(STOP)时，元件映象寄存器中(Y、M、C、T、D等)的数据仍保持。
M8034:线圈得电时(全部输出继电器失电不输出。
M8035:强制运行(RUN)模式。
M8036:强制运行(RUN)指令。
M8037:强制停止(STOP)指令。
M8039:线圈得电时，PLC以D8039中指定的扫描时间工作。
这类继电器不仅可以用其线圈，也可以用其接点，如图3-6所示。
3.1.6状态继电器(S)
状态继电器(S)主要用于步进顺序控制，在工业控制过程中有很多设备都是按一定动作顺序工作的，例如机械手抓取物品，机床加工零件等都是按一系列固定动作一步一步完成的。这种步进顺序控制方式用状态继电器进行控制将会变得很方便，状态继电器采用专用的步进指令进行编
程，其编程方法将在后面讲解。
状态继电器有3种类型。元件编号范围为S0,S 999。
1、通用型状态继电器:S0,S 499共500点，其中S0,S9共10点用于初始状态，S10,S19共10点用于回零状态。通用型状态继电器没有失电保持功能。
2、失电保持型状态继电器:S500,S899共,00点，在失电时能保持原来的状态。
3、报警型状态继电器:S900,S999共100点，失电保持型，它和功能指令ANS、ANR等配合可以组成各种故障诊断电路，并发出报警信号。
利用外部设备(如编程软件或编程器)进行参数设定，可改变其状态继电器的失电保持的范围，例如将原始的S500,S999改为S200,S999，则S0,S 199为通用型状态继电器，S200,S999为失电保持型状态继电器。状态继电器如果不用于步进指令编程，也可以当作辅助继电器使用，使用方法和辅助继电器一样。
3.1.7定时器(T)
定时器相当于通电延时型时间继电器，在梯形图中起时间控制作用， FX系列PLC2N给用户提供了256个定时器，其编号为T0,T255。其中通用定时器246个，积算定时器10个。每个定时器的设定值在K0,K32767之间，设定值可以用常数K进行设定，也可以用数据寄存器(D)的内容来设定。例如用外部数字开关输入的数据送到数据寄存器(D)中作为定时器的设定值。定时器按时钟脉冲分有1ms、10 ms、100 ms三挡，当所计时间到达设定值时，输出触点动作。定时器的类型如表3-6所示。FX型PLC中的定时器实际上是对时钟2N
脉冲计数来定时的，所以定时器的动作时间等于设定值乘它的时钟脉冲。例如定时器T200
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的设定值为K30000，其动作时间等于30000×10 ms,300秒。
1) 定时器的基本用法
图3-7为通用定时器的基本用法，当X0接点闭合时，定时器T200的线圈得电，如果X0接点在1.23S之内断开，T200的当前值复位为0，如果达到或大于1.23S，T200的常开接点闭合，T200的当前值保持为K123不变。X0接点断开后，线圈失电，接点断开，定时器的值变为K0，它和通电延时型时间继电器的动作过程完全一致。
表3- 6定时器的类型
16位定时器(设定值K0,K32767)(共256点)
T0,T199(共200点) T200,T245(共46点)
通用定时器 100 ms 时钟脉冲 10 ms时钟脉冲，
(Tl 92—T199中断用)
T246,T249(共4点) T250,T255(共6点)
积算定时器 1 ms时钟脉冲 100ms时钟脉冲
(执行中断电池备用) (电池备用)
2) 定时器设定值的设定方法
(1) 常数设定方法:用于固定延时的定时器，如图3-9(a)的设定值为十进制常数设定。
(2) 间接设定方法:一般用数据寄存器D存放设定值，数据寄存器D中的值可以是常数，也可以是用外部输入开关或数字开关输入的变量，间接设定方法灵活方便，但是一般需要占用一定数量的输入量。如图3-9(b)所示，数据寄存器D5存放的数为定时器T10的设定值，当X1=0时，D5存放的数为K500，当X1=1时，D5存放的数为K100，当X0接点闭合时，T10的当前值等于D5存放的值时，T10的接点动作。
(3) 机能扩充板设定方法:用FX-8AV-D型机能扩充板，安装在PLC基本单元上，扩2N
充板上有8个可变电阻旋钮可以输入8点模拟量，并把模拟量转换成8位二进制数(0,255)。当设定值大于255时，可以用乘法指令(MUL)乘以一个常数使之变大作为定时器的设定值。如图3-9(c)所示，当X1接点闭合时，将FX-8AV-D型机能扩充板上的0号可变电阻旋钮2N
所设定的值传送到数据寄存器D2中作为定时器T5的设定值。
X1
MOVK100D5X1
VRRDK0D2X0X1
T100K20MOVK500D5X0
T5D2X0
T10D5
(a)直接设定(b)输入间接设定(c)机能扩充板设定
图3-3 定时器设定方式
3) 典型定时器应用梯形图
(1) 断电延时型定时器
PLC中的定时器为通电延时型，而断电延时型定时器可以用图2-10的梯形图来实现。
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X0T0Y0X0
X0Y0Y0TOK505S
图3-4 断电延时型定时器
(2) 通断电均延时型定时器
X0T0T1K30
X0Y0T1Y0Y0
X02S3ST0K20
图3-5 通断电均延时型定时器
(3) 定时脉冲电路
M0T0T0K40T0T0K404S4S4ST0M0
定时脉冲电路1定时脉冲电路2
图3-6 定时脉冲电路
(4)震荡电路
X0T0
T0K10X0T0Y0T0Y0Y0Y0T01S1S1S1S
图3-7 震荡电路
(5) 占空比可调震荡电路
T1T1T0T0K20K20T0
2S3S2S3ST0T1T1K30K50
震荡电路1震荡电路2
图3-8 占空比可调震荡电路
(6) 上升沿单稳态电路
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X0
T0K10
X0Y0T0Y0Y01S1S
图3-9 上升沿单稳态电路
(7) 下降沿单稳态电路
M0X0
T0XOK10T0Y0YOY01S1S
X0
M0
图3-10 下降沿单稳态电路
3.1.8计数器(C)
计数器用于对各种软元件接点的闭合次数进行计数，计数器可分为两大类:内部信号计数器和外部信号计数器(即高速计数器)。
1)内部信号计数器
内部信号计数器用于对PLC中的内部软元件 (如X、Y、M、S、T、C)的信号进行计数。可分为16位加计数器(共200点)和32位加,减计数器(共35点)。如表3-7所示。
表3- 7 内部信号计数器
通用型 断电保持型
16位加计数器(共200点) C0,C99(共100点) C100,C199(共100点) 设定值1,32767
32位加,减计数器(共35点) C200,C219(共20点) C220,C234(共15点) 设定值-2147483648,加减控制(M8200,M8219) 加减控制(M8220,M8234) +2147483647
(1) 16位加计数器
l6位加计数器的元件编号为C0,C199。其中C0,C99为通用型，C100,C199为断电保持型。设定值为K1,K32767。图3-19为16位加计数器的工作过程示意图。
图中加计数器C0对X11的上升沿进行计数，当计到设定值6时就保持为6不变，同时C0的接点动作，使Y0线圈得电。如要计数器C0复位，需用复位指令RST。当X10接点闭合时执行复位指令，计数器C0的计数值为0，同时C0的接点复位。在X10接点闭合执行复位指令时，计数器不能计数。
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X10X10RSTC0
X11X11665C04K6321C000C0
Y0Y0
图3-11 16位加计数器的工作过程示意图
通用型计数器(C0,C99)在失电后，计数器将自动复位，计数值为0。断电保持型计数器(C100,C199) 在失电后，计数器的计数值将保持不变，来电后接着原来的计数值计数。
和定时器一样，计数器的设定值也可以间接设定。
(2) 32位加,减计数器
32位加,减计数器共有35个，元件编号为C200,C234，其中C200,C219(共20点)为通用型，C220,C234(共15点)为断电保持型，它们的设定值为-2147483648,+2147483647，可由常数K设定，也可以用数据寄存器D来间接设定。32位设定值存放在元件号相连的两个数据寄存器中。如果指定的寄存器为D0，则设定值实际上是存放在D1和D0中，其D1中放高16位，D0中放低16位。
32位加,减计数器C200,C234可以加计数，也可以减计数，其加,减计数方式由特殊辅助继电器M8200,M8234设定。如表3-8所示。当特殊辅助继电器为1时，对应的计数器为减计数，反之为0时为加计数。
表3- 8 32位加/减计数器的加减方式控制用的特殊辅助继电器
计数器编号 加减方式 计数器编号 加减方式 计数器编号 加减方式 计数器编号 加减方式
C200 M8200 C209 M8209 C218 M8218 C227 M8227
C201 M8201 C210 M8210 C219 M8219 C228 M8228
C202 M8202 C211 M8211 C220 M8220 C229 M8229
C203 M8203 C212 M8212 C221 M8221 C230 M8230
C204 M8204 C213 M8213 C222 M8222 C231 M8231
C205 M8205 C214 M8214 C223 M8223 C232 M8232
C206 M8206 C215 M8215 C224 M8224 C233 M8233
C207 M8207 C216 M8216 C225 M8225 C234 M8234
C208 M8208 C217 M8217 C226 M8226 C235 M8235
图3- 20为32位加/减计数器的工作过程示意图，图中C200的设定值为,5，当X12输入断开，M8200线圈失电时，对应的计数器C200为加计数方式。当X12闭合，M8200线圈得电时，对应的计数器C200为减计数方式。计数器C200对X14的上升沿进行计数。
当当前值由,6变为,5时，计数器C200的接点动作。当当前值由,5变为,6时，计数器C200的接点复位。当X13的接点接通执行复位指令时，C200被复位，其C200常开接点断开，常闭接点闭合。
对于16位加计数器，当计数值达设定值时则保持为设定值不变，而32位加/减计数器
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不一样，它是一种循环计数方式，当计数值达设定值时将继续计数。如果在加计数方式下计数，将一直加计数到最大值2147483647，再加1就变成最小值,2147483648。如果在减计数方式下，将一直减计数到最小值,2147483648，再减1就变成最大值2147483647。 X12X12加计数加计数减计数
M8200X13复位X13X14
RSTC2005443322X1411C200000C200K-5当前值-1-2-3-3设定值-4-4C200-5-5-6-6-7-7Y1-8
Y1
图3- 12 32位加减计数器的工作过程示意图
由PLC的工作方式可知，PLC是采用反复不断地读程序、并进行逻辑运算的工作方式。如图3-20中的计数器C200，当PLC读到X14接点时，如X14=1，则对C200加1(或减1)，如果X14接点变化频率太快，在一个扫描周期中多次变化，则计数器C200将无法对它进行计数，可见内部计数器的计数频率是受到一定限制的。也就是说，输入接点的动作时间必须大于一个扫描周期。
32位加减计数器C200,C234如果不作为计数器使用时，可当作32位数据寄存器使用，但不能用于16位指令的操作元件。
2) 高速计数器
内部信号计数器的计数方式和扫描周期有关，所以不能对高频率的输入信号计数，而高速计数器采用中断工作方式，和扫描周期无关，可以对高频率的输入信号计数。高速计数器只对固定的输入继电器(X0,X5)进行计数，如表3-9所示。
FX型PLC中共有21点高速计数器(C235,C255)，高速计数器分为三种类型，一相2N
一计数输入型、一相二计数输入型和AB相计数输入型。每种类型中还可分为1型、2型和3型。1型只有计数输入端，2型有计数输入端和复位输入端，3型有计数输入端、复位输入端和起动输入端。
高速计数器具有停电保持功能，也可以利用参数设定变为非停电保持型。如果不作为高速计数器使用时也可作为32位数据寄存器使用。
3.1.9 数据寄存器(D)
数据寄存器(D)主要用于数据处理，如表3-11所示。
表3- 9数据寄存器分类及元件号
22
普通用 停电保持用 停电保持专用 特殊用 变址用 D0,D199 D200,D511 D512,D7999 D8000,D8195 V0,V7 16384(200点)? (312点)? (7488点)? (256点) Z0,Z7 8192供链路用: 文件用: (16点) 4096
主站?从站D490,D499 D1000,D7999可500点2048
1024从站?主站D500,D509 为一组作文件数据寄存器
51216384?非停电保持型，但可利用参数设定变为停电保持型。 5368709122568192?停电保持型，但可利用参数设定变为非停电保持型。 2684354561284096 ?不能利用参数设定变为非停电保持型。13421772864204867108864321024数据寄存器都是16位的，最高位为正负符号位，可存放16位二进制数。也可将2个1633554432512数据寄存器组合，可存放32位二进制数，最高位是正负符号位。如图3-26所示。 167772168256数据寄存器D0(16位)41288388608数据寄存器中的数据为二进制补码b15b14b13b12b11b10b9b8b7b6b5b4b3b2b1b016位数据寄存器可处理-32768,32767的数据41943042高位低位01010110010011016432位数据寄存器可处理-2147483648,2147483647的数据1209715232符号位10485760:正数161:负数(a)16位数据寄存器的数据表示方法5242888262144数据寄存器D1(高16位)数据寄存器D0(低16位)4b15b14b13b12b11b10b9b8b7b6b5b4b3b2b1b0b31b30b29b28b27b26b25b24b23b22b21b20b19b18b17b161310722高位低位01010110010011010101011001001101
165536符号位327680:正数1:负数1073741824(b)32位数据寄存器的数据表示方法
图3-13 数据寄存器的数据表示方法
1个数据寄存器(16位)处理的数值为,32768,，32767。其数据表示如图3-26(a)所示。寄存器的数值读出与写入一般采用功能指令。也可以由数据存取单元(显示器)或编程器等设备读出或写入。
2个相邻的数据寄存器可以表示32位数据，可处理,2147483648,，2147483647的数值(，在指定32位时 (高位为大号，低位为小号。在变址寄存器中，V为高位，Z为低位) ，如指定D0，则实际上是把高16位存放在D1中，把低16位存放在D0中。低位可用奇数或偶数元件号，考虑到外围设备的监视功能，低位可采用偶数元件号，如图3-26(b)所示。
1)普通型数据寄存器
普通型数据寄存器元件号为D0,D199，共200点。普通型数据寄存器中一旦写入数据，在未写入其它数据之前，数据是不会变化的。但是PLC在停止时或停电时，所有数据被清除为0，(如果使特殊辅助继电器M8033=1，则可以保持)。通过参数设定也可变为停电保持型的数据寄存器。
2)停电保持型的数据寄存器
停电保持型的数据寄存器元件号为D100,D511，共312点。使用方法和普通型数据寄存器一样。但是PLC在停止时或停电时数据被保存，通过参数设定也可变为普通型非停电保持型。在并联通信中，D490—D50 9被作为通信占用。
3)停电保持专用型的数据寄存器
23
停电保持专用型的数据寄存器元件号为D512,D7999，共7488点。其特点是不能通过参数设定改变其停电保持数据的特性。如要改变停电保持的特性，可以在程序的起始步采用初始化脉冲(M8002)和复位(RST)或区间复位(ZRST)指令将其内容清除。
利用参数设定可以将D1000,D7999，(共7000点)范围内的数据寄存器分为500点为一组的文件数据寄存器。文件寄存器实际上是一类专用数据寄存器，用于存储大量的数据，例如采集数据、统计计算数据、多组控制参数等。
4)特殊型的数据寄存器
特殊型的数据寄存器元件号为D8000,D8255，共256点。但其中有些元件号没有定义或没有使用，这些元件号用户也不能使用。特殊用途的数据寄存器有两种，一种是只能读取或利用其中数据的数据寄存器，如可以从D8005中读取PLC中锂电池的电压值。一种是用于写入特定的数据的数据寄存器，例如图3-27中，利用传送指令(MOV)向监视定时器时间的数据寄存器D8000中写入设定时间，并用监视定时器刷新指令WDT对其刷新。
特殊型的数据寄存器的内容参见附录B。
M8002
MOVK250D8000
WDT
图3- 14特殊数据寄存器的数据设定
5)变址寄存器[V、Z]
变址寄存器元件号为V0,V7、Z0,Z7共16点。V0和Z0可分别用V和Z表示。和通用型数据寄存器一样，可以进行数值数据读与写，但主要用于操作数地址的修改。V0,V7、Z0,Z7单独使用，可组成16个16位变址寄存器，如图3-28(a)所示。
16位8点16位8点32位8点X1V0Z0V0Z0MOVK5ZV1Z1V1Z1X2V2Z2V2Z2MOVK1234ZD10V3Z3V3Z3
V4Z4V4Z4X3V5Z5V5Z5D MOVK12345678Z2V6Z6V6Z6
V7Z7V7Z7
(a)16位变址寄存器(c)变址寄存器应用举例(b)32位变址寄存器
图3- 15变址寄存器
进行32位数据处理时，V0,V7、Z0,Z7需组合使用，可组成8个32位变址寄存器。V为高16位，Z为低16位，如图3-28(b)所示。
图3-28(c)所示为变址寄存器应用举例，当X1闭合时，将常数5传送到Z中，Z=5。当X2闭合时，将常数1234传送到D(10+5) 即D15中。当X3闭合时，将常数12345678传送到V2、Z2组成的32位变址寄存器中，常数12345678是以二进制数形式存放在V2、Z2中的，其中高16位存放在V2中，低16位存放在Z2中。
24
3.1.10指针(P)、(I)
指针用于跳转、中断等程序的入口地址，与跳转、子程序、中断程序等指令一起应用。按用途可分为分支用指针P和中断用指针I两类，其中中断用指针I又可分为输入中断用、定时器中断用和计数器中断用三种。如表3-12所示。
表3-10 FX2N型PLC指针种类
中断用指针 分支用指针 输入中断用 定时器中断用 计数器中断用
I00? (X0) I010
I10? (X1) I020 I6?? P0,P127 I20? (X2) I030 I7?? 128点 I30? (X3) I040 I8?? 其中P63为结束跳转 I40? (X4) I050 3点 I50? (X5) I060
6点 6点
?=,时上升沿中断 说明 ??=10,99mS ?=0时下降沿中断
1) 分支用指针P
分支用指针P用于条件跳转，子程序调用指令，应用举例如图3-29所示。
X0X0X0
CJP0CJP63CJP1
主跳程返过序跳回跳过主过FEND程P0序执行P1子程END序执行SRET
(a)条件转移(b)跳到END(c)子程序调用
图3- 16分支用指针P的使用
图3-29(a)所示的是分支用指针在条件跳转指令中的使用，图中X0接通，执行条件跳转指令CJ，跳过一段程序转到指针指定的标号P0位置，执行其后的程序。
图3-29(b)所示中X0接通，执行条件跳转指令CJ P63跳到END，即后面的梯形图均跳过不执行。
图3-29(c)所示，当X0接通，则跳过主程序，执行子程序后再返回主程序回原位置。
在编程时，指针编号不能重复使用。
25
2) 中断用指针(I)
中断用指针常与中断返回指令IRET、开中断指令EI、关中断指令DI一起使用。 3.2 基本逻辑指令及编程方法
FX型可编程控制器有基本指令27条，步进指令2条，功能指令128条。本节介绍基2N
本指令。FX型可编程控制器的编程语言主要有梯形图和指令表。指令表和梯形图有对应2N
关系。FX型可编程控制器的基本指令和图形符号如表3-13所示。 2N
表3-11 FX型可编程控制器的基本指令和图形符号 2N
指令梯形图符号功能梯形图符号指令功能功能指令梯形图符号
起始连接串联Y000普通线圈OUTLD ANI常闭接点常开接点
起始连接串联SET M3置位ANDPSETLDI 上升沿接点常闭接点
起始连接串联ANDFRST M3复位RSTLDP 上升沿接点下降沿接点
起始连接ANB 串联导线上升沿PLS M2LDF PLS下降沿接点
并联ORBPLF M3并联导线下降沿ORPLF常开接点
并联回路向下ORI主控MCMC N0 M2MPS常闭接点分支导线
并联中间回路ORPMCR N0主控复位MRDMCR上升沿接点分支导线
并联末回路空操作MPPORFNOP下降沿接点分支导线
串联程序结束ANDINVEND接点取反END常开接点
图3-17 辅助继电器M2800,M3071边沿接点的特点
例3-4 一组传送带由3段传送带连接而成，如图3-45所示。在每条传送带末端安装一个接近开关，用于检测金属板。传送带用三相电动机驱动，用于传送有一定长度的金属板。当工人在传送带1的首端放一块金属板，按一下起动按钮，则传送带1首先启动。当金属板的前端到达传送带1的末端时，接近开关SQ1动作，起动传送带2。当金属板的末端离开接近开关SQ1时，传送带1停止。同理，当金属板的前端到达SQ2时，起动皮带3。当金属板的末端离开SQ2时皮带2停止。最后当金属板的末端离开SQ3时，传送带3停止。
根据控制要求，关键是每台电动机的起动控制信号和停止控制信号，1,3台电动机的起动信号分别为X0(起动按钮)、X1(限位开关SQ1)和X2(限位开关SQ2)。而停止信号分别为X1、X2、X3的下降沿常闭接点，因此可得到如图3-46所示的控制梯形图。
26
3.2.5 逻辑线圈指令
逻辑线圈指令用于梯形图中接点逻辑运算结果的输出或复位。各种逻辑线圈应和右母线连接，当右母线省略时逻辑线圈只能在梯形图的右边，注意输入继电器X不能作为逻辑线圈。逻辑线圈指令如表3-17所示。
表3- 12逻辑线圈指令
指令梯形图符号可用软元件
普通线圈指令Y000Y、M、S、T、COUTY000
置位线圈指令SET M3SET M3Y、M、S、SET
RST M3复位线圈指令RST M3Y、M、S、T、C、DRST
上升沿线圈指令PLSPLS M2PLS M2Y、M
PLFPLF M3下降沿线圈指令PLF M3Y、M
MC N0 M2MCMC N0 M2主控线圈指令Y、M
MCR N0主控复位线圈指令MCRMCR N0N
3.2.8 编程注意事项
画梯形图时应注意以下几点:
1、 梯形图中的连接线(相当于导线)不能相互交叉，并且只能水平或垂直绘制，
2、 梯形图中的接点一般只能水平绘制，不能垂直绘制，
3、 各种继电器线圈只能与右母线连接，不能与左母线连接，
4、 接点不能与右母线连接，
5、 接点中的“电流”只能从左向右单方向流动，不能出现反向流动的现象。
消除接点中逆向流动“电流”的方法是:先将逆向流动接点上端的线圈回路断开，画出接点下端的线圈回路。再将逆向流动接点下端的线圈回路断开，画出接点上端的线圈回路即可。如图3-54所示。
27
X1X0X0X1
Y0Y0
X2X3X2
X3X4
X4X0X2
X3
(a)
X1X0X0X1
Y0Y0
X3X2X3X2
X4
Y1X4X0X2
Y0
X3
(b)
图3-18 接点组逆流接点的处理
M8000
Y0Y0右左左右母母母M8000母线线线SETSETM2M2线
X0Y3X0Y3
Y1Y1
X1X1
Y2M3Y2
X5M3X5MCN0Y10T0K50T0K50MCN0Y10
MCRN0
(a)(b)
图3-19 不能编程梯形图的修正
图3-54(a)所示接点组中的接点X2中有逆向流动的“电流”， 消除方法是:先将逆向流
动接点X2下端右侧(左侧也可以)的导线断开，画出接点上端的接点组。再将逆向流动接点
X2上端右侧(左侧也可以)的导线断开，画出接点下端的接点组。
图3-54(b)所示两路输出之间的接点X2中有逆向流动的“电流”， 消除方法也是和图
28
3-54(a)所示的相同。
图3-55(a)是不符合规定的梯形图，可以改为图3-55(b)。
当梯形图中的线圈(MCR例外)不需要接点时，也不能和左母线连接，一般用M8000常开接点和左母线连接。连接在右母线上的接点应移到线圈左边。线圈不能串联，但可以并联。在MC主控线圈下面并联其它线圈是没有意义的，因为它不会被执行，可以改放在MC主控线圈的上面。
单接点后移可以减少ANB和ORB指令的使用。
图3-56(a)中X0为串联的单接点，可以根据A×B,B×A的逻辑关系后移。X1在接点组是与X2、X3并联的单接点，可以根据A，B,B，A的逻辑关系后移。以减少了ANB和ORB指令的使用。
0LDX2X0X10LDX0X2X3X01ANDX31LDX1Y0Y02ORX12LDX23ANDX03ANDX3X2X3X14OUTY04ORB
5ANB
6OUTY0(b)(a)
图3-20 单接点后移1
图3-57中的单接点如图(a)所示，将其后移后如图(b)所示。
0LDX0X0X1X21LDX1
2ANDX2Y03LDX3单接点单接点4ANDX4X3X4X55LDX5
6LDX6单接点7ANDX7单接点X6X78ORB
9ANB
10ORB(a)11ANB
12OUTY0
X1X2X00LDX1Y01ANDX2
2LDX6X6X7X3X43ANDX7
4ORX5
5ANDX3
6ANDX4X57ORB
8ANDX0(b)9OUTY0
图3- 21单接点后移2
29
3.3步进顺控指令及编程方法
三菱公司的小型PLC在基本逻辑指令之外增加了两条步进梯形图指令STL(Step Ladder)
和RET，是一种符合I EC1131—3标准中定义的SFC图(Sequential Function Chart顺序功能图)的通用流程图语言。顺序功能图也叫状态转移图，相当于国家标准“电气制图”(GB6988.6-86)的功能表图(Function Charts)。SFC图特别适合于步进顺序的控制，而且编程十分直观，方便，便于读图，初学者也很容易掌握和理解。
3.3.1 步进梯形图指令与状态转移图
1) 步进梯形图指令
步进梯形图指令如表3-19所示:步进梯形图指令STL使用的软元件为状态继电器S，元件编号范围为S0,S899共900点。步进梯形图是SFC图的另一种表达方式。
表3-13 步进梯形图指令
梯形图符号指令可用软元件
STLS或步进指令STL
步进结束指令RETRET
通用型状态继电器:S0,S 499共500点，其中S0,S9共10点用于初始状态，S10,S19共10点用于回零状态。
失电保持型状态继电器:S500,S899共,00点，可在失电时保持原来的状态不变。
2)状态转移图和步进梯形图
LDM8002M8002M8002转换条件SETS0S0SETSTL S0S0初始状态步LDX0主S0X3X0母ANDX3SETS20X0线SETS20转移条件STL 驱动负载S20X3S20OUT Y0Y0LDX1状态步S20Y0副X1母线X1转换条件RET
(a)SFC 图(b)STL 图(状态转移图)(步进梯形图)(c)指令表
图3-22 SFC图的三种表达方式
状态转移图(SFC图)主要由“状态步”、“转移条件”和“驱动负载”三部分组成，如图3-58(a)所示。初始状态步一般使用初始状态继电器S0,S9。SFC图将一个控制程序分成若干状态步，每个状态步用一个状态继电器S表示，由每个状态步驱动对应的负载，完成对应的动作。状态步必须满足对应的转移条件才能处于动作状态(状态继电器S得电)。
30
初始状态步可以由梯形图中的接点作为转移条件，也常用M8002(初始化脉冲)的接点作为转移条件。当一个状态步处于动作状态时，如果与之下面相连的转移条件接通后，该状态步将自动复位，它下面的状态步置位处于动作状态，并驱动对应的负载。
如图3-58(a)所示，当PLC初次运行时，M8002产生一个脉冲，使初始状态继电器S0得电，即初始状态步动作，S0没有驱动负载，处于等待状态，当转移条件X0和X3都闭合时，S0复位，S20得电置位，S20所驱动的负载Y0也随之得电。
SFC图也可以用STL图(步进梯形图)来表示，如图3-58(b)所示，状态步的线圈用SET指令。其主控接点用STL指令，主控接点右边为副母线。在SFC图结束后要用RET指令，图3-58(c)所示为图3-34(a) 和(b)的指令表。
例3-6 一送料车，按如图3-59(a)所示的方式运行。这是一个比较典型的步进顺序控制。下面用SFC图来编程。输入输出接线图如图3-59 (b)所示:
SB起动X3X3Y1退起动Y0进X2(B点)BAOY1KM2退SQ3KM1X1(A点)X0X1X2SQ1SQ2SQ2SQ3X0原位Y0KM1进KM2SQ1
COM电源
(a)送料车自动循环示意图(b)送料车自动循环控制PLC接线图
图3- 23送料车自动循环控制图
M8002SETS0M8002LDM8002S0X3X0SETS0S0SETS20STL S0原位起动LDX0原位X0S20ANDX3Y0进SETX3S20起动STL S20X1(A点)OUT Y0Y0S21S20SET进LDX1S21SETS21Y1退X1(A点)STL S21X0原位OUT Y1SETS22S21Y1LDX0退S22SETS22Y0进X0原位STL S22X2(B点)OUT Y0S23SETLDX2S23S22Y0进SETS23Y1退STL S23X0X2原位(B点)OUT Y1S0LDX0Y1S23OUT S0退步进梯形图结束RETRETX0原位ENDEND
(a)SFC 图(状态转移图)(b)STL 图(步进梯形图)(c)指令表
图3- 24送料车自动循环控制程序
送料车单循环控制过程可分为4个状态步:前进?后退?前进?后退。每个状态步用
31
一个状态继电器表示，画出SFC图如图3-60(a)所示。工作原理如下:
当PLC运行时，初始化脉冲M8002使初始状态步S0置位，等待命令。运料车在原位时X0=1，当按下起动按钮时X3=1，满足转移条件，S0复位，S20置位，S20驱动输出继电器Y0，运料车向前运行。到A点时碰到限位开关SQ2，X1=1，S20复位，Y0也相应失电。S21置位，S21驱动输出继电器Y1，运料车向后运行。回到O点时碰到限位开关SQ1，X0=1，S21复位，S22置位，运料车再次向前。到B点时碰到限位开关SQ3，X2=1，S22复位，S23置位，运料车向后到O点时碰到限位开关SQ1，X0=1，S23复位，S0置位，运料车停止，完成一个循环过程。
3.3.2 SFC图的跳转与分支
1)SFC图的跳转
SFC图的跳转如图3-61所示，有以下几种形式:
OUTS0S0,S1,S0S0S1,
X0X1X5X12JumpJumpS20S30S20OUTS22S31S20S20S30
重复X2X6X13X11S31S21S21重复OUTS21S21S31跳转OUT跳转X3X7X14S32S22S22复位RSTS22S22S32OUTJumpJumpResetJumpX4S20S0S32S21X10X4X15
(c)(d)(a)(b)
图3- 25跳转的形式
1、向下跳:跳过相邻的状态步，到下面的状态步，如图3-61(a)所示，当转移条件X0=1时，从S0状态步跳到S22状态步。
2、向上跳:跳回到上面的状态步(也叫重复)，如图3-61(a)所示，当转移条件X4=1时，从S22状态步跳回到S0状态步，当转移条件X4=0时，从S22跳回到S20状态步。
3、跳向另一条分支:如图3-61(c)所示，当转移条件X11=1时，从S20状态步跳到另一条分支的S31状态步。
4、复位:如图3-61(c)所示，当转移条件X15=1时，使本状态步S32复位。
在编程软件中，SFC图的跳转用箭头表示，如图3-61(b)、(d)所示。
2)SFC图的分支
状态转移(SFC)图可分为单分支、选择分支、并行分支和混合分支。
单分支是最常用的一种形式，前面所讲的实例用的都是单分支状态转移图。
选择分支如3-62(a)所示，在选择分支状态转移图中，有多个分支，只能选择其中的一条分支。如X2=1时，选择左分支S23，如X2=0时，选择右分支S26。
32
S22Y0STLS22OUTY0X2选SETS23LDX2择SETS23X2分LDIX2SETS26支SETS26STLS23S23Y1OUTY1LDX3左S22X3Y0SETS24S24SET分STLS24支选择分支OUTY2S24X2X2Y2STLS26OUTY3S23S26Y3Y1S26Y3LDX5左右SETS27X3分X5分X5右STLS27支支SETS27分OUTY4S24Y4Y2S27支STLS24S27Y4X4X6LDX4选择合并SETS28X4S24选STLS27S28SETX6择LDS28Y5S28SETX6合S27SETS28S28STL并Y5OUTS28LDY5
(a)状态转移图(c)指令表(b)步进梯形图
图3- 26选择分支
S22
Y0
X2S22STLS23SET并OUTY0行LDX2分SETS26SETS23支SETS26S23STLS23Y1OUTY1LDX3左X3SETS24S24SET分Y0S22S24S24STL支Y2OUTY2X2并行分支S26STLY3OUTS26LDX4S26S23Y3Y1Y3S27SET右左右STLS27X4X3X4分分分SETS27Y4OUT支支支S27STLS24S24Y2Y4S27STLS26Y4LDX5并行合并SETS28S24S26X5并X5STLS28行S28SETS28Y5OUTY5合LDS28并
Y5
(a)状态转移图(b)步进梯形图(c)指令表
图3-27 并行分支
并行分支如3-63(a)所示，在并行分支状态转移图中，有多个分支，当满足转移条件X2时，所有并行分支S23、S26同时置位，在并行合并处所有并行分支S24、S27同时置位时，当转移条件X5=1时转移到S28状态步。
33
例3-7 一个传送机械手装置如图3-64所示，用于分捡大球和小球。机械臂原始位置在左限位，电磁铁在上限位。接近开关SQ0用于检测是否有球。SQ1,SQ5分别用于传送机械手上下左右运动的定位。
起动后，当接近开关检测到有球时电磁杆下降，如果电磁铁碰到大球时下限位开关不动作，碰到小球时下限位开关动作。电磁杆下降2秒后电磁铁吸球，吸球1秒后上升，到上限位后机械臂右移，如果吸的是小球，机械臂到小球位，电磁杆下降2秒电磁铁失电释放小球，如果吸的是大球，机械臂就到大球位，电磁杆下降2秒，电磁铁失电释放大球，停留1秒上升，到上限位后机械臂左移到左限位，并重复上述动作。
如果要停止，必须在完成一次上述动作后到左限位停止。
原位指示X1X4X5小球位左限位大球位Y5X6启动SQ4SQ1SQ5
X7停止右移Y3
左移Y4
SQ3上限位X3M
上移下移SQ2下限位Y2Y0X2
电磁铁Y1
SQ0X0接近开关
图3- 28大小球分捡传送机械手装置示意图
用PLC控制传送机械手装置的梯形图程序如图3-65所示。图中的状态转移图采用选择分支，选择的转移条件是下限位开关X2是否动作。
状态转移图适合于步进顺序控制，对于随机变量的控制一般可单独编制梯形图。本例中手动控制就是随机变量对机械手的控制，在本例中将手动控制梯形图放在初始状态步S0，手动控制梯形图如图3-66所示。
手动控制一般可以采用按钮点动控制，手动控制应考虑控制条件，如右移控制时，应保证电磁铁在上限位(X3=1)，当移到最右端时碰到限位开关X5应停止右移，右移和左移应互锁。电磁铁吸球控制应有自锁功能，为了节约输入接点，可采用单按钮起动停止控制梯形图，其工作原理请自行分析。
图3-65和图3-66不能同时执行，一般要用条件跳转功能指令将其分开。
34
Y5X7HL停止原位指示SA
X6起动SBY4YV4左移SQ5X5大球位
Y3X4YV3SQ4小球位右移
X3上限位SQ3Y2YV2上移X2SQ2下限位
YAY1SQ1左限位X1电磁铁
Y0X0SQ0接近开关YV1下移
+24VQSCOM2
COMCOM1,
M8002X1X3Y1原位指示S0Y5左限位上限位松开起动X6手动控制梯形图原位Y5X0下移S21Y0接近开关
T0 K20T0
小大下限位下限位X2X2球球电磁铁电磁铁分分S22S25SETY1SETY1吸大球吸小球支支??T1 K10T1 K10T1 T1
上移上移Y2S26S23Y2
上限位上限位X3X3
右移S27右移S24Y3Y3
小球位大球位X4X5
下移S28Y0
下限位X2
S29松开RSTY1
T2 K10T2
S30Y2上移
上限位X3
左移S31Y4停止连续左限位X7X7X1
图3- 29大小球分捡传送SFC图
X3X1X10Y3
左移Y4左移按钮
Y4X11X3X5
右移Y3右移按钮
X12X3Y0上移Y2上移按钮
X2X13Y2
Y0下移按钮下移
X14X14电磁铁按钮电磁铁Y1
Y1Y1
图3- 30手动控制梯形图
35
例3-8按钮人行道
按钮人行道如图3-67所示，道路上的交通灯由行人控制，在人行道的两边各设一个按钮，当行人要过按钮人行道时按下路边的按钮，交通灯按图3-68的时间顺序变化，在交通灯已经进入运行状态时，再按按钮将不起作用。
绿灯 Y0 红灯 Y3 黄灯 Y1 绿灯 Y4 红灯 Y2 X0
X0
图3- 31按钮人行道示意图
K300T0T1T2K100K250
黄灯Y1绿灯Y0红灯Y2Y0车道绿灯30S10S
5S5S
绿灯绿灯闪Y4Y4人行道红灯Y3红灯Y35S10S
0.5S ON0.5S OFF按下按钮T3K450T4T5K100K50
图3- 32按钮人行道交通灯通行时间图
本例采用并行分支比较方便，根据控制的通行时间关系，将时间按照车道和人行道分别标定，如图3-69所示，在并行分支中，车道按定时器T0、T1、T2设定的时间工作，人行道按定时器T3、T4、T5设定的时间工作。
图3-69是按钮人行道状态转移图。在图中，路边的两个按钮采用并联接线方式，同接在一个输入接点X0上，这样可以节省一个输入接点，还可以减少一根导线。
当PLC运行时，初始状态S0动作，车道绿灯亮，人行道红灯亮。
当按下路边的其中一个按钮时，X0=1，并行分支中的S20和S23同时动作，分别按车道和人行道的时间顺序动作。在人行道，S25经过T5的延时首先结束，转为红灯Y3亮，等待S22状态步中T2的延时，当T2到达延时时间，S22和S25 同时复位，跳转到S0状态步，恢复到原始状态。
36
M8002
S0Y1绿灯车道
Y3红灯人行道X0按钮
车道人行道
绿灯S20Y0S23Y3红灯
T0T3T0K300T3K450
S21Y1黄灯S24Y4绿灯
T4T1T1K100T4K100
S22Y2红灯S25T5K50
T5M8013
T2K250Y4绿灯闪
T5
红灯Y3T2
图3- 33按钮人行道状态转移图
3.4 功能指令及编程方法
功能指令(Functionai Instruction)也叫应用指令(Applied Instruction)。主要用于数据的传送、运算、变换及程序控制等功能。
三菱FX型PLC的功能指令有两种形式，一种是采用功能号FNC00,FNC246表示，2N
另一种是采用助记符表示其功能意义。例如:传送指令的助记符为MOV，对应的功能号为FNC12，其指令的功能为数据传送。功能号(FNC???)和助记符是一一对应的。
FX型PLC的功能指令主要有以下几种类型: 2N
(1) 程序流程控制指令 (2) 传送与比较指令、 (3) 算术与逻辑运算指令
(4) 循环与移位指令 (5) 数据处理指令 (6) 高速处理指令
(7) 方便指令 (8) 外部输入输出指令 (9) 外部串行接口控制指令
(10) 浮点运算指令 (11) 实时时钟指令 (12) 接点比较指令 3.4.1 功能指令的图形符号和指令
功能指令相当于基本指令中的逻辑线圈指令，用法基本相同，只是逻辑线圈指令所执行的功能比较单一，而功能指令类似一个子程序，可以完成一系列较完整的控制过程。
FX型PLC功能指令的图形符号与基本指令中的逻辑线圈指令也基本相同，在梯形图2N
中使用方框表示。图3-70是基本指令和功能指令对照的梯形图示例。
37
X110 LD X1RSTM011 ZRST M0 M2
X1或
RSTZRSTM0M2M110 LD X111 ZRST M1RSTM2 M2
(a)基本指令梯形图(b)功能指令梯形图(c)功能指令指令表
图3- 34功能指令的图形符号和指令
图3-70(a)和(b)梯形图的功能都是一样的，当X1=1时将M0,M2全部复位。功能指令采用计算机通用的助记符和操作数(元件)的方式。FX型PL C的功能指令有128种，在FX2N
系列PLC中是较多的一种。功能指令主要用于数据处理，因此，除了可以使用X、Y、M、S、T、C等软继电器元件外，使用更多的是数据寄存器D、V、Z。
3.4.2 功能指令的格式及说明
1)功能指令使用的软元件
功能指令使用的软元件有字元件如位元件两种类型:
字元件K,HKnXKnYKnMKnSTCDV,Z
位元件XYMS
能表达数值的元件叫做字元件，字元件有三种类型:
(1)、常数:“K”表示十进制常数，“H”表示十六进制常数，如K1369，H06C8，
(2)、位元件组成的字元件:如KnX、KnY、KnM、KnS，如K1X0，K4M10，K3S3，
(3)、数据寄存器:D、V、Z 、T、C，如D100 ，T0。
在功能指令中可以将4个连续编号的位元件组合成一组组合单元，KnX、KnY、KnM、KnS中的n为组数，例K2Y0由Y7,Y0组成的2个4位字元件。Y0为低位，Y7为高位。用它可以表示2位10进制数或2位16进制数，也可以表示8位2进制数。
在执行16位功能指令时n=1,4，在执行32位功能指令时n=1,8。
例如执行下面图3-71的梯形图时，当X1,1时，将D0中的2进制数传送到K2Y0中，其结果是D0中的低8位的值传送到Y7,Y0中，结果是Y7,Y0=01000101，其中Y0、BINY2、Y6三个输出继电器得电。
X10110101101001010D0MOVK2Y0D0
K2Y000100101
Y7Y0Y6Y5Y4Y3Y2Y1
图3- 35位元件组成的字元件的应用
2)功能指令的指令格式
每种功能指令都有规定的指令格式，例如位右移SFTR(SHIFT RIGHT)功能指令的指令格式如下:
38
SFTR(P)n1n2n2?n1?1024指令格式(S.)(D.)
n1n2FNC34(S.)可使用软SFTR(P)K,HKnXKnYKnMKnSTCDV,ZXYMS元件范围9步(D.)
(S):源元件，其数据或状态不随指令的执行而变化的元件。如果源元件可以变址，用(S.)表示，如果有多个源元件可以用(S1.)、 (S2.)等表示。
(D):目的元件，其数据或状态将随指令的执行而变化的元件。如果目的元件可以变址，用(D.)表示，如果有多个源元件可以用(D1.)、 (D2.)等表示。
m、n:既不做源元件又不做目的元件用m、n表示，当元件数量多时用m1、m2、n1、n2等表示。
功能指令执行的过程比较复杂，通常要程序步较多，例如SFTR功能指令的程序步为9步。功能指令最少为1步，最多为17步。
每种功能指令使用的软元件都有规定的范围，例如上述SFTR指令的源元件(S.)可使用位元件为X、Y、M、S;目的元件(D.) 可使用位元件为Y、M、S;等。
3)元件的数据长度
FX型PLC中的数据寄存器D为16位，用于存放16位二进制数。在功能指令的前面2N
加字母D就变成了32位指令，例如:
X1D0MOVD2表示将D0中的16位二进制数据传送到D2中。
X1D0D2DMOV表示将(D1、D0)中的32位二进制数据传送到(D3、D2)中。
在指令格式中，功能指令中的“(D.)”表示该指令加D为32位指令，不加D为16位指令，在功能指令中的“D”表示该指令只能是32位指令。
功能指令的指令格式参见附录B。
4)执行形式
功能指令有脉冲执行型和连续执行型两种执行形式。
指令中标有“(P)”的表示该指令可以是脉冲执行型也可以连续执行型。如果在功能指令后面加P为脉冲执行型。在指令格式中没有(P)的表示该指令只能是连续执行型。
脉冲执行型指令在执行条件满足时仅执行一个扫描周期，这点对数据处理有很重要的意义。比如一条加法指令，在脉冲执行时，只将加数和被加数做一次加法运算。而连续型加法运算指令在执行条件满足时，每一个扫描周期都要相加一次，这样就失去了控制。为了避免这种情况，对需要注意的指令，在指令的旁边中用“”加以警示，参见附录B。
X1D0MOVPD2为16位脉冲执行型指令，
X1D0D2DMOVP为32位脉冲执行型指令。
5)变址操作
功能指令的源元件(S)和目的元件(D)大部分都可以变址操作，可以变址操作的源元件用
39
(S.)表示，可以变址操作的目的元件用(D.)表示。
变址操作使用变址寄存器V0,V7、Z0,Z7。用变址寄存器对功能指令中的源元件(S)和目的元件(D)进行修改，可以大大提高功能指令的控制功能。如图3-72所示:
M8000M8000
MOVK1X0MOVK1X0VV
MOVK1X4BCDC0 VZK4Y0
M0X4C0 K1234MOVD0VD20Z
V=6， D0V=D6D6?D33Z=12，D20Z=D32X24C15 K4321
(a)变址寄存器应用之一(b)变址寄存器应用之二
图3- 36变址寄存器应用
图3-72(a)中用四位输入接点K1X0 (X3,X0)表示四位二进制数0000,1111，如X3，X2，X1，X0=0101，则V=6。如X7，X6，X5，X4=1100，则Z=12。当M0=1时，则执行把D6(0+6=6)中的数据传送到D32(20+12=32)中。
图3-72(b)中用K1X0给V赋值，同样当V的值在0,15之间变化时，就可以把C0,C15中的任一个计数器的当前值以BCD数的形式在输出端Y17,Y0显示出来。 3.4.3 功能指令应用举例
例3-9 倒计时显示定时器T0的当前值。
控制梯形图如图3-73所示:
X1
T0K350
M8000
SUBK359T0D2D2
???
BCDD2K3M0十位个位小数位K3M0
?K2M4?
MOVK2M4K2Y0十位个位K2Y0
图3- 37倒计时显示定时器T0的当前值
定时器T0的设定值为35.0秒，计时单位为0.1秒，不显示小数位，所以用359—T0作为倒计时数，当T0=0时，D2=359，显示前两位数即为35，当T0=K350时，D2=009，显示前两位数既为00。
D2中的数为BIN码，由BCD指令将其变换成BCD码存放在K3M0中，其中K2M4中存放的是十位和个位数，将K2M4中的数传送到K2Y0，以显示倒计时数35,0秒。
例3-10 用两位BCD码数字开关整定一个定时器的设定值，要求设定值范围在1,99秒之间。梯形图如图3-74所示，如两个数字开关的设定值为35，35为BCD码，由BIN指
40
令转换成BIN码存放到D2中，再将D2中数值35×10?D0，D0中的350相当于K350，即为T0定时器的设定值35秒。
M8000
BINK2X0D2
MULK10D0D2
X10
T0D0
图3-38 用数字开关整定定时器的设定值
例3-11 圆盘180?正反转。
1个圆盘如图3-75(a)所示，初始状态下，限位开关SQ受压，常闭接点断开，X0=0，Y0=0;按起动按钮SB1，X0=1，松开时，X0下降沿接点接通，执行一次解码DECO指令使Y0=1，圆盘正转，转动后SQ接点闭合，转动180?后SQ又受压，，常闭接点断开，X0下降沿又接通一次，再执行一次DECO指令，由于Y0=1，解码后使Y1=1，Y0=0，圆盘又反转，转180?后又正转，并不断重复上述过程，按住停止按钮SB2，X1=1，当圆盘碰到限位开关SQ时停止。如按停止按钮SB3，则Y0和Y1立即复位，圆盘停止。
SB3SQX2X0KM1X0SB2KM2 反转DECOY0Y0K1X1Y1KM2Y1Y0SB1X0X1Y0X0KM1 正转ZRSTY0Y1
COM1,X2SQCOM
(a)圆盘示意图(b)PLC接线图(c)圆盘180度正反转梯形图
图3-39 圆盘180?正反转
例3-12 用4个开关分别在4个不同的地点控制一盏灯。
S4X3
S3X2M8000
SUMK1X0K1M0S2X1ELM0Y0S1X0Y0
COM,COM
(a)外部接线图(b)4个开关控制一盏灯梯形图
图3-40 4个开关控制1盏灯
经分析可知，只有一个开关闭合时灯亮，再有另一个开关闭合时灯灭，推而广之，即
41
有奇数个开关闭合时灯亮，偶数个开关闭合灯灭。如图3-76所示，对X3,X0输入开关闭合的个数的总和以二进制数存放到K1M0中，如果总和为奇数，必有M0=1，用M0控制Y0，灯亮。其梯形图如图3-76(b)所示。
例3-13 一辆小车在一条线路上运行，如图3-77所示。线路上有0,~7,共8个站点，每个站点各设一个行程开关和一个呼叫按钮。要求无论小车在哪个站点，当某一个站点按下按钮后，小车将自动行进到呼叫点。
小车SQ8SQ4SQ5SQ7SQ6SQ2SQ1行程开关SQ3X7X6X3X2X1X5X4X0
SB6SB5SB3SB2SB8SB7SB4SB1呼叫按钮X17X16X14X12X11X10X15X13
图3-41 小车行走示意图
本例也可以采用基本指令编程，但是比较麻烦，如本例中8个站点(4的倍数)采用传送和比较指令编程将使程序更简练，如图3-78所示。
M8000
CMPK2X0K0M0当X7,X0有输入时M0=1
K2X10K0M3CMP当X17,X10有输入时M3=1
D0,D1时Y10=1，小车右行CMPD0D1Y10D0,D1时Y11=1，小车停止制动
D0,D1时Y12=1，小车左行M0
MOVPK2X0D0
M3
MOVPK2X10D1
END
图3- 42 8站点小车行走梯形图
3.5 FX系列可编程控制器的模拟量处理方法 2N
3.5.1 概述
在生产中，也常常要对一些模拟量(如压力、温度、流量、速度、位置等)进行控制。可编程控制器基本单元只能对数字量进行处理，而不能处理模拟量，如果要对模拟量进行处理，就要用特殊功能模块将模拟量转换成数字量，传送给编程控制器的基本单元进行处理。同样，可编程控制器基本单元只能输出数字量，而大多数电气设备只能接受模拟量，所以还要把编程控制器输出的数字量转换成模拟量才能对电气设备进行控制，而这些则需要模拟量输入输出模块来完成。
与FX系列可编程控制器相配套的的模拟量模块很多，下面介绍常用的FX—4AD模2N
42
拟量输入模块和FX—2DA输出模块。
3.5.2 FX—4AD模拟量输入模块
FX—4AD模拟量输入模块有四个输入通道，通道号分别为CHl、CH2、CH3、CH4。输入通道用于将外部输入的模拟量信号转换成数字量信号，即称为A,D转换，其分辨率为12位。输入的模拟量信号可以是电压也可以是电流，输入电压或电流的选择是由用户通过不同的接线来完成的。模拟电压值范围是,10V,，10V，分辨率为5mv。如果为电流输入，则电流输入范围为4,20 mA或,20 mA,，20 mA，分辨率为20μA。
1) 性能指标
FX—4AD的性能见表3-20。
表3-14 FX—4AD的性能指标
电压输入 电流输入 项目 电压输入或电流输入应选择相应的输入端子，可使用4个输入点
,10V (输入阻抗200KΩ) ,20 mA,，20 mA(输入阻抗250Ω) 模拟输入(注意:如果输入电压超过?15V，单元会被(注意:如果输入电流超过?32mA，单元会范围 损坏) 被损坏)
数字输出 带符号位的12位二进制(有效数位11位)，超过2047时为2047，小于,2048时为,2048 分辨率 5mV(10V×1/2000) 20μA (20mA×1/1000) 总体精度 ?1%(满量程0,10V) ?1%(满量程4,20mA) 转换速度 15mS/通道(常速)，6mS/通道(高速)
2)模拟输入量的设定值范围
(1) ,10V,十10V，
(2) ，4mA,，20 mA，
(3) ,20mA,，20 mA。
FX—4AD模拟量输入模块AD转换关系如图3-79所示。
数字量输出数字量输出数字量输出
1600+20471750+20001000
1000-10V10.235V-32mA-20mA10V20mA32mA电流输入 电压输入
-10.240V-1000-20004mA20mA32mA电流输入-2048-1600
(a)设置0(b)设置1(c)设置2(-10,+10V)(4,20mA)(-20,+20mA)
图3-43 FX—4AD模拟量输入模块AD转换关系
3) FX—4AD模块的外部连线
FX—4AD模块的外部连线如图3-80所示。
43
?双绞屏蔽电缆Ω100KCH4CH4V+电压输入250Ω?I+100KΩ-10V,+10VVI-CH3FG
CH3CH2CH2?双绞屏蔽电缆Ω100KCH1V+电流输入CH1250ΩI+?100KΩ -20mA,+20mAVI-FG
?+15VDC24V 55mA24V+DC/DC?AG-15V转换器24V-
3级接地扩展电缆(?100Ω)
FX2N-4ADPLC模拟量输入模块
图3-44 FX—4AD模块的外部连线
图3-80中标注?,?的说明如下:
?外部模拟量输入通过双绞屏蔽电缆输入至FX—4AD各个通道中。电缆应远离电源线和其它可能产生电磁干扰的电线。
?如果输入有电压波动或有外部电气电磁干扰影响，可在模块的输入口中加入一个平滑电容(0(1,0(47μF,25V)。
?如果使用电流输入量，则需把V+和I+相连接。
?如果有过多的电磁干扰存在，应将机壳的地FG端与FX—4AD的接地端相连
?将FX—4AD与基本单元PLC的“地”连接起来。可能的话，在PLC基本单元上采用3级接地。
FX—4AD占用FX扩展总线的8个点，这8个点可以是输入或输出点。FX—4AD消耗FX基本单元或有源扩展单元5V电源槽30 mA的电流。
4)FX—4AD缓冲寄存器(BFM)
FX—4AD内部共有32个缓冲寄存器(BFM)，用来与PLC基本单元进行数据交换，每个缓冲寄存器的位数为16位。可编程序控制器基本单元与FX—4AD之间的数据通信是由FROM,TO指令来执行的。FROM是基本单元从FX —4AD读数据的指令。TO是基本单元将数据写到FX—4AD的指令。实际上读写操作都是针对FX—4AD的缓冲寄存器BFM进行的操作。缓冲寄存器编号为BFM#0,#3l，FX—4AD的缓冲寄存器BFM分配表见表3-21所示。
44
表3-15 FX—4AD缓冲寄存器(BFM)分配表
BFM 内 容
初始化通道，省缺值为H0000。设定值如用H????表示，则
?=0时，设定值输入范围为-10V,+10V
?=1时，设定值输入范围为+4,+20mA ?#0 ?=2时，设定值输入范围为-20,+20mA
?=3时，关闭该通道
H????的最低位?控制通道1，依次为通道2，通道3，最高位?控制通道4。
通道1 ?#1
通道2 各通道平均值的采样次数，采样次数范围为1,4096，若超过该值范围时按省缺?#2
值8次处理。 通道3 ?#3
通道4 ?#4
#5 通道1
#6 通道2 输入采样的平均值 #7 通道3
#8 通道4
#9 通道1
#10 通道2 输入采样的当前值 #11 通道3
#12 通道4
#13,#14 未使用
#15 转换速度的选择，置1时为15ms/通道，置0时为6ms/通道
#16,#19 未使用
?#20 置1时设定值均回复到省缺值，置0时设定值不改变
?#21 增益和零点值调整:b1，b0=10时禁止调整，b1，b0=01时允许调整。
b7 b6 b5 b4 b3 b2 b1 b0 ?#22 增益“G”和零点“O”值调整 G4 O4 G3 O3 G2 O2 G1 O1
零点值 调整的输入通道由BFM#22的G-O位的状态指定，如BFM#22的G1、O1位?#23
置1，则#23和#24的设定值即可送入通道1的零点和增益寄存器。 增益值 ?#24 各通道的零点和增益可以统一调整，也可单独调整。 #25,#28 未使用
#29 错误状态信息(见表7-6)
#30 特殊功能模块识别码，用FROM指令读入，FX—4AD的识别码为K2010 #31 未使用
注:表3-21中带“?”的缓冲寄存器BFM中的数据可由PLC通过TO指令改写。改写带“?”的缓冲寄
存器BFM的设定值即可改变FX—4AD的运行参数，调整其输入方式，输入增益和零点等。 从指定的模拟输入模块读入数据前应先将设定值写入，否则按缺缺值设定。 PLC可用FROM指令将不带“?”的缓冲寄存器BFM中的数据读入。
45
表3-16 错误状态信息BFM #29
BFM#29的位 =1 =0
b1,b3中任意一个为1时， b0:错误 无错误 b2,b4中任意一个为1时，所有通道停止
b1:偏移/增益错误 在EEPROM中的偏移/增益数据不正常或调整错误 偏移/增益数据正常
b2:电源故障 24V DC电源故障 电源正常
b3:硬件故障 AD转换器或其它硬件故障 硬件正常
b10:数字范围错误 数字范围超出-2048,+2047 数字范围正常
b11:平均采样错误 平均采样数超出1,4097 平均采样数正常
允许BFM#21的b12:偏移/增益调整禁止 禁止BFM#21的(b0b1设为10) (b0b1设为10)
5) FX—4AD的增益和偏移
增益是指数字量1000所对应的输入电压或输入电流模拟量值，输入电压省缺值为5V，输入电流省缺值为20mA，为零增益。小增益读取数字间隔大，大增益读取数字间隔小，如图3-81(a)所示。
偏移是指数字量0所对应的输入电压或输入电流模拟量值，输入电压省缺值为0V，输入电流省缺值为4mA，为零偏移，如图3-81(b)所示。
增益和偏移值可以单独设置，也可以一起设置，增益值的合理调整范围为1V,15V，或4mA,32mA。偏移值的合理调整范围为-5V,+5V，或-20mA,20mA。
设置增益和偏移值时，应将BFM#21的b1，b0设置为01(允许设置)，省缺值为01，设置后改为10，以防止不正确的改动。
BFM#23，#24中的增益和偏移值的单位是mV或μA，实际的响应是以5mV或20μA为最小单位值。
数字量输出数字量输出
小增益零增益负偏移零偏移正偏移
大增益1000
20mA5V
电压输入电压输入偏移量电流输入电流输入增益值
(a)增益(b)偏置
图3- 45 FX—4AD的增益和偏移
6) FX—4AD的基本应用程序
将FX—4AD特殊功能模块安装在基本单元右边第一个位置，即0号模块。设置CH1、CH2为电压输入，平均采样次数为4次， CH1中的平均值存放到D0中，CH2中的平均值存放到D1中，用M10,M25存放错误状态信息，根据以上情况编制的梯形图如图3-82。
46
M8002
?在0号位置的特殊功能模块的ID号由FROMK0K30D4K1BFM#30中读出，保存在D4中。
?将FX-4AD的识别码K2010和D4中IDCMPK2010M0D4号比较，如果相同则M1=1。 M1?设定0号模块的BFM#0为H3300，00T0 PK0K0K1H3300表示设定CH2、CH1为-10V,+10V输入，
33表示设定CH4、CH3关闭。
?设定0号模块的BFM#1，#2的平均采T0 PK2K0K4K1
样次数为4次。
?将0号模块BFM#29的错误状态信息传FROMK0K29K4M10K1送到K4M10中。 M10M20 ?当无错误(M10=0)，数字输出值正确FROMK0K5D0K2(M20=0)时将0号模块BFM#5，#6中CH1、无错数字输出CH2中的平均值存放到D0和D1中。 值正常
图3-46 FX—4AD的基本应用梯形图
7) 用程序设置FX—4AD的增益和偏移
可以使用可编程控制器输入终端上的下压按钮开关来调整FX—4AD的增益和偏移，也
可以用PLC编程的方法来调整。如图3-83所示。下例中输入通道CH1的增益和偏移值分
别调整为0V和2.5V。
X10
SETM0调整开始。
M0
初始化输入通道(H0000)?BFM#0 T0 PH0000K0K1K0
使BFM#21的b1,b1=01，则增益和偏移T0 PK0K21K1K1允许调整
T0 PK0K22K0K1使BFM#22为0，复位调整位
T0K4 T0
T0 PK0K1K23K0BFM#23为0，偏移值为0
BFM#24为2500，增益值为2500mV T0 PK0K24K2500K1
使BFM#22为3(0011)使O1=1,G1=1 T0 PK0K22H0003K1改变CH1的增益和偏移
T1K4 T1 RSTM0调整结束。
T0 PK1K0K21K2使BFM#21的b1,b1=10，则增益和偏移 不允许调整。
图3-47 增益和偏移调整程序
47
3.5.3 FX—2DA模拟量输出模块
FX—2DA模拟量输出模块用于将可编程控制器中的12位数字量转换成模拟量输出到外部，控制外部电气设备。FX—2DA有两个输出通道，可以输出0,10V，0,5V或4,20mA的模拟量输出，分辩率为2.5mV(0,10V)，和4μA(4,20mA)。电压输出和电流输出可以同时使用。FX—2DA模拟量输出模块占用8个输入或输出点，使用FROM/TO指令与PLC进行数据交换，数字到模拟量的转换特性可以进行调整。
1) FX—2DA的接线方式
FX—2DA的接线方式如图3-84所示，
电压输出
双绞屏蔽电缆VOUT变频器IOUT+15V等等COMAD/AD
转换器PLC电流输出-15VVOUT双绞屏蔽电缆
记录仪IOUTFX2N-2DACOM等等扩展电缆模拟量输出模块
图3-48 FX—2DA的接线方式
如果输出有电压波动或有大量噪声时，可在模块的电压输出口中加入一个电容(0(1,0(47μF,25V)。对于电压输出，应将IOUT端和COM端短接。
2) FX—2DA的性能指标
FX—2DA的性能指标见表3-23所示。
表3-17 FX—2DA的性能指标
项目 电压输出 电流输出 输出范围 DC0,10V，DC0,5V(外部负载电阻2KΩ,10KΩ) 4,20mA(外部负载电阻不超过500Ω) 数字输出 12位
分辩率 2.5mV(10V/4000)，1.25V (5V/4000) 4μA(20mA/4000) 总体精度 ?1%(满量程0,10V) ?1%(满量程4,20mA) 转换速度 4mS/通道(顺控程序和同步)
隔离 模拟和数字电路之间光电隔离，直流/直流变压器隔离主单元电源，在模拟通道之间无隔离
电源 DC5V、30mA(由主单元提供)，DC24V(1?10%)，85mA(由主单元提供) 占用I/O点数 占用8个输入或输出点
尺寸 43mm×87mm×90mm
质量 0.2kg
3) D/ A的转换关系
FX—2DA模拟量输出模块有二个输出通道，可以接成电压输出，也可以接成电流输出形式，其数字量和模拟量的比例关系如图3-85所示。
48
模拟值模拟值
10.238V20.380mA10V20mA
4095
4mA
40004000数字量数字量
(a)(b)
图3-49 FX—2DA的 D/ A转换关系
注意:1) 如果输入数字量大于12位，只有低12位有效，高位无效。
2) 输入数字范围为4095。
3) 每个通道都可以设置成以上的输出特性。
4) FX—2DA缓冲寄存器(BFM)
4096缓冲寄存器(BFM)用来与PLC基本单元进行数据交换，每个缓冲寄存器的位数为16位。FX—2AD占用8个输入或输出点，其分配关系如表3-24所示。
表3- 18 FX—2DA缓冲寄存器(BFM)分配表
BFM编号 b15,b8 b7,b3 b2 b1 b0
#0,#15 未使用
#16 未使用 输出的数字当前值(8位)
D/A低8位数Ch1模/数转换开始标CH2模/数转换开始#17 未使用 据保持 注位 标注位 #18或其它 未使用
BFM#16:写入由BFM#17通道指定标注位指定的通道输出的D,A转换数据值。数据值按二进制形式保存，这样可以有利于保存低八位和高四位数据分两部分保存。
BFM#17:b0…当b0由l?0时，通道CH2 D,A转换开始。
b1…当b1由l?0时，通道CHl D,A转换开始。
b2…当b2由l?0时，D,A转换的低八位数据保持。
5) 偏置和增益的调节
模拟量输出模块在出厂时的初始数字值为0到4000，电压输出为0,10V。当FX—2DA模拟量输出模块用于电流输出，或当电气设备的输出特性和初始数字值不同时，就有必要对偏置值和增益值进行再调节。
偏置值和增益值的调节就是对数字值设定一个对应的实际的模拟输出值。这可以用FX—2DA模块上的容量调节器，进行偏置和增益的调节。调节时可用电压表和电流表来测量输出电压及输出电流。
6) FX—2DA和FX型PLC连接应用实例
FX—2DA和FX型PLC连接图3-86所示。
49
X0
D100M100M115?,MOVD100K4M100
T0 K0K1K16低8位数据写入FX2N-2DA中 K2M100
T0 K0K17H0004K1
低8位数据保持T0 K1K0K17H0000
T0 K0K1K16K1M108高4位数据写入FX2N-2DA中
T0 K1K0K17H0002
CH1执行D/A转换
T0 K1K0K17H0000
X1
D101M100M115?,MOVD101K4M100
T0 K0K1K16K2M100低8位数据写入FX2N-2DA中
T0 K0K17H0004K1
低8位数据保持T0 K1K0K17H0000
T0 K0K1K16K1M108高4位数据写入FX2N-2DA中
T0 K1K0K17H0001
CH2执行D/A转换T0 K1K0K17H0000
图3- 50 FX—2DA和FX型PLC连接
当输入X0=1时，数/模转换通道CHl起动。
当输入X1=1时，数/模转换通道CH2起动。
3.6 FX系列编程软件的使用 2N
3.6.1 概述
三菱公司FX系列PLC的程序编程输入主要有手持编程器和计算机编程软件。手持编程器体积小，携带方便，用于现场编程和程序调试比较方便，手持编程器只能以指令的形式输入，所以程序输入或对程序的分析理解不太方便。目前比较常用的方法是采用计算机编程软件。三菱公司针对FX系列PLC编程软件名称为SWOPC-FXGP/WIN—C，它的运行环境为window95以上的版本，可对FX,FX、FX、FX、FX,FX、FX、FX和00S0Nl22C1S1NFX,FX系列PLC进行程序输入以及监控PLC中各软元件的实时状态。2N2NC
SWOPC-FXGP/WIN—C编程软件主要屏幕显示信息如图3-87中各部分组成。
50
图标 标题栏 菜单栏 控制框
工具栏1
工具栏2
SFC编辑窗口
梯形图编辑窗口
指令表编辑窗口
FXGP/WIN—C
应用窗口
功能栏
功能键指南
图3-51 FXGP/WIN—C编程软件主要屏幕显示信息
FXGP/WIN—C编程软件可以用3种编辑窗口:梯形图编辑窗口、指令表编辑窗口和SFC编辑窗口。由于梯形图比较直观，所以一般使用梯形图编辑窗口进行编程比较多。
该编程软件使用比较简单。编程软件对计算机系统配置要求比较低，一般计算机都能安装，安装过程也比较方便。
3.6.2 编程软件的基本操作
1) 编程软件的启动与退出
启动SWOPC-FXGP/WIN—C编程软件:如可以用鼠标双击桌面上的图标，出现如图3-88所示的界面。
退出编程软件系统:用鼠标选取文件菜单下的退出命令即可。
2) 文件的管理
(1) 创建新文件:选择文件?新文件菜单项，或者按Ctrll+N键操作，或者按工具栏中新文件的图标，然后在PLC类型设置对话框中选择PLC类型，如图3-89所示，单击确认。出现图3-90所示的PLC编辑窗口，通过菜单栏的视图(V)可以选择梯形图编辑窗口、指令表编辑窗口或SFC编辑窗口，一般使用梯形图编辑窗口较多。
51
图3-52 初始打开的编程软件窗口 图3-53 PLC类型选择对话框
编辑点
功能图
图3-54 梯形图编辑窗口
(2)打开原有文件 从一个文件列表中打开一个程序以及诸如注释数据之类的数据，操作方法是:选择文件?打开菜单，或者按Ctrll+O键即可，再在打开的文件菜单中选择一个所需的指令程序，单击确认即可，如图3-91所示。
52
图3-55 打开的文件菜单
(3)文件的保存和关闭 保存当前程序，注释数据以及其他在同一文件名下的数据。如果是第一次保存，屏幕将显示如图3-91所示的文件菜单对话框，可通过在文件名框中将当前程序赋名并保存下来。
将已处于打开状态的程序关闭，再打开一个已有的程序及相应的注释和数据，方法是执行文件?关闭打开，再从图3-91中打开一个已有的程序。
3.6.3程序编辑操作
1) 梯形图编程输入法
用梯形图编程是较常用的一种方法。梯形图编程窗口的输入有两种方法:图形符号输入法和指令输入法。
(1) 、图形符号输入法
用图形符号输入梯形图的方法有:
? 采用菜单栏中的工具下拉菜单 ，由于不太方便，用的较少。
? 采用功能图，图中梯形图符号及意义如图3-92所示。
常开接点常闭接点
并联常开接点并联常闭接点
下降沿常开接点上升沿常开接点
并联下降沿常开接点并联上升沿常开接点
线圈功能线圈
横线竖线
取反DEL删除竖线
图3-56 功能图
? 采用功能键
按下SHIFT键，显示
53
功能键和图形符号的对应关系如下表3-25所示:
表3-19 功能键和图形符号的对应关系
F1 F2 F3 F4 F5 F6 F7 F8 F9 F10 用上述3种方法点击图形符号，就会出现图3-93所示的对话框，输入元件，点击确或或回车键，即可输入图形符号。
图3-57 图形符号输入梯形图
(2)、指令输入法
用指令也可以直接输入梯形图，例如输入线圈M0，只要直接输入指令OUT M0即可，如图3-94所示。
图3-58 用指令输入梯形图
指令与梯形图符号的对应关系如表3-26所示。
54
123456
DD
表3- 20指令与梯形图符号的对应关系
指令梯形图符号指令梯形图符号
Y000LD ANDOUT
OUTLDI ANIT3 K20
SETLDP ANDPSET M3
RST M3RSTLDF ANDF
ORPLSPLS M2
PLFPLF M3ORI
CCMCORPMC N0 M2
ORFS20MCRMCR N0STLINVSTLRET
ANB RETENDEND ORB用梯形图编程，其梯形图必须要经过转换，转换有三种方法，1是单击工具栏1中的
转换图标，2是按F4功能键，3是用菜单栏工具(T)下拉菜单中的转换(C)。经过转换的梯
形图，就会由深暗色变成白色。
经过转换的梯形图，可以自动生成指令表，如果是步进梯形图还可以自动生成SFC图。
2) 指令表编程
用指令表进行编程比较简单，操作菜单栏视图(V)?指令表(I)即可，如图3-95所示，BB
或单击工具栏2中的指令表视图。直接将指令用键盘输入就可以了。
指令的输入也可以用功能键、如图3-95的最下面的功能键指南框所示，当功能键指南
框中没有对应的指令时，按下Shift键，即可找出其余的指令。
AA
123456
图3-59 用指令表编程
55
3.6.4 程序的传送
将用编程软件编制的指令或梯形图传送到PLC中，可点击菜单栏中的PLC?传送(T)?写出(W)，如图3-96(a)所示。点击写出(W)后，会出现一个PC程序写入对话框，如图3-96(b)所示，选中“范围设置(g)”，根据功能栏中的程序步，将对应的程序步写入到对话框中的“终止步(E)”中，然后单击确认键，即可将程序写入到PLC中。如果选中“所有范围 (A)”，则程序写入到PLC的0,7999步中。这样写到PLC中的时间就会变长。在“写出”的过程中，计算机会自动将计算机中的程序与PLC中的程序进行核对。写出时，PLC应在“停止”工作状态。
点击菜单栏中的PLC?传送(T)?读入(R)，就可以将PLC中的程序读入计算机中。执行读入后，计算机中的程序将被丢失，原有的程序将被读入的程序所替代，PLC模式改变成被设定的模式。
点击菜单栏中的PLC?传送(T)?核对(V)，就可以将PLC中的程序和计算机中的程序进行对比，并将其中不同的部分显示出来。
(a) (b)
图3-60 将程序写出到PLC中
3.6.5 程序的监控
点击菜单栏中的监控/测试?开始监控(M)，梯形图进入监控状态。
梯形图(或指令表和SFC图)在监控状态下时，开始监控(M)就变成了停止监控(M)，再点击停止监控(M)，PLC就退出了监控状态。
在监控状态下，凡是接通的接点和得电的线圈均以绿色条块显示，还能显示T、C、D等字元件的当前值。这样就能很方便地观察和分析各部分电路的工作状态。
点击菜单栏中的监控/测试?进入元件监控(n)，进入对梯形图中各种软元件的监控状态。将要监控的软元件写入，窗口就显示出各种软元件的工作状态。
56
3.7编程实例
例3-14 将图3-97所示的两个地点控制一台电动机的控制电路改为PLC控制。
KMSB4SB2FRSB1
SB3
KM
图3-61 两个地点控制一台电动机的控制电路
将图3-97改为PLC控制的梯形图和PLC接线图如图3-98所示。
X4FR
X0X2X3X4PLCX3SB4Y0
X2SB3X1KM
X1Y0SB2Y0
SB1X0COM1,220V
COM
(a)PLC接线图(b)梯形图
图3-62两个地点控制一台电动机的PLC控制图1
PLCPLC
X1FRFRX1
SB4SB4
SB3SB3KMKM
X0Y0X0Y0SB2SB2
SB1SB1COM1COM1,220V,220V
COMCOM
(c)PLC接线图2(a)PLC接线图1
X0X1X0X1
Y0Y0
Y0Y0
(b)梯形图1(d)梯形图2
图3-63两个地点控制一台电动机的PLC控制图2
57
如将图3-98改为图3-99所示的接线图，可以减少输入点数。
在以前的章节中，输入接点均为常开接点，实际上，输入接点也可以用常闭接点，如图3-99(c)所示，如果将输入接点由常开接点改为常闭接点，则梯形图中对应的接点也要相应取反(即常开接点改为常闭接点，常闭接点改为常开接点)，如图3-99d)所示。
值得注意的是，对于停止按钮和起保护作用的输入接点应采用常闭接点。这是因为，如果采用常开接点，一旦接点损坏不能闭合，或断线电路不通，设备将不能及时停止。可能造成设备损坏或危及人身安全。
例3-15 智力抢答
智力抢答分3组进行，每组一盏灯，先按下按钮的灯亮，后按下按钮无效。儿童组2人，每人一个按钮，按下其中1个人按下按钮灯就亮。学生组1人，1个按钮。教授组2人，每人一个按钮，2人都按下按钮灯才亮。
主持人按下复位按钮后灯灭，抢答开始。如果主持人闭合开关后10秒内抢答成功，电磁线圈将使彩球摆动，以示抢答者得到一次幸运机会。
根据题意设计的PLC接线图和梯形图如图3-100所示。
X0Y1Y2X3
Y0
PLCY0SA主持人X4
YAY2X1Y0X3SB6主持人X3Y3电磁线圈Y1HL3SB5Y1SB4教授组X2Y2教授组
HL2SB3Y1学生组X1Y1X2Y0X3学生组
Y2HL1SB2X0Y0儿童组Y2儿童组SB1COM1X4,220V
T0COMK100 T0X4Y0(a)PLC接线图Y3
Y1
Y2
Y3
END
(b)梯形图
图3-64 智力抢答
58
例3-16 星三角降压起动PLC控制
星三角降压起动PLC控制电路需用2点输入(一个起动按钮，一个停止按钮)，3点输出(接触器KM1,3)。而在图3-101所示的星三角降压起动PLC控制电路中采用了1点输入，2点输出。SB即是起动按钮又是停止按钮。考虑到星形起动接触器KM2只是在起动时用一下，可以和KM1共用一个输出点Y1。
起动控制原理如下:
按下按钮SB，X0=1，M0置位得电，Y1得电使KM1、KM2得电，电机星形接线起动。T0、T1得电，T0延时8秒先动作使Y1失电，KM1、KM2失电，电机暂时失电。Y2得电，KM3得电将定子绕组接成三角形方式，KM3常闭接点将KM2线圈断开(互锁)，再经过1秒钟的消弧，T1动作，，Y1又得电，定子绕组接成三角形接线方式运行。
请注意:仅在梯形图中加互锁接点是不行的，常规继电器、接触器的互锁接点必须放在输出电路中。
L1L2L3
QS
X0FUALT PM0
M0
KM2T0KM1Y2KM3K80KM3SBX0T1FRKM2K90T0KM3V1W1U1COMY1KM1Y1
T1MCOM1,3,FR,220VT0U2W2V2Y2
KM2
(b)星三角起动PLC接线图(c)星三角起动梯形图(a)星三角起动主电路
图3-65 星三角降压起动PLC控制
例3-17 用PLC控制一个圆盘，圆盘的旋转由电动机控制。要求按下起动按钮后正转1圈，反转2圈后停止。
在本例中，圆盘的正转和反转是由一个限位开关X1控制的，每个状态步之间的转移条件都是X1，这样状态步就无法正常转移。对于这个问题也可以用如图3- 102(b)所示的方法，将转移条件X1改为脉冲接点M0,同时串一个常闭脉冲接点。
如果利用M2800,M3071边沿接点的特点做状态步之间的转移条件，就更直观，更方便了。如图3- 102(c)所示，用M2800的上升沿接点做转移条件，起动后圆盘转1圈后碰到限位开关X1，M2800线圈得电。在SFC图中，只有动作状态继电器后的第一个M2800上
59
升沿接点起作用，这样就保证了圆盘转1圈后碰到限位开关X1时每次只能转移一步。
限位开关限位开关X1X1M0M2800PLS
M8002M8002
S0S0
X0起动按钮X0起动按钮
S20Y0正转S20Y0正转
M2800M1PLSM1起动按钮X0M0S21Y1反转SQS21Y1反转限位开关X1M2800
M2PLSM2S22Y1反转M0
M2800S22Y1反转
Y0M3PLSM3
M0
(a)圆盘示意图(c)SFC图2(b)SFC图1
图3-66 利用同一信号的状态转移
例3-18 十字路口交通灯控制
在十字路口，要求东西方向和南北方向各通行35秒钟，并周而复始。在南北方向通行时，东西方向的红灯亮35秒，而南北方向的绿灯先亮30秒后再闪3秒(0.5秒暗，0.5秒亮)后黄灯亮2秒。在东西方向通行时，南北方向的红灯亮35秒，而东西方向的绿灯先亮30秒后再闪3秒(0.5秒暗，0.5秒亮)后黄灯亮2秒。
十字路口的交通灯布置如图3-103所示:
红黄绿
绿北
黄
红东西红
黄
绿南
图3-67 十字路口交通灯示意图
由于东西方向和南北方向的通行时间都一样，为了简化编程，减少定时器的数量，将十字路口交通灯通行时间改为如图3-104所示。
60
绿灯 Y4东西方向红灯Y27绿闪黄灯Y4Y5
绿灯Y6红灯 Y17南北方向绿闪黄灯Y6Y7
30秒30秒
33秒33秒
35秒35秒
交通灯工作状态图图3-68十字路口交通灯通行时间图
这是一个由时间控制的电路，共分6个时间段，东西方向和南北方向各有3个，由于东西方向和南北方向通行时间一样，可考虑用3个定时器。定时器的设定时间可按题目给定的30秒、3秒、2秒来设定，也可以按图3-104来设定。
图3-105是按图3-104的时间来设定的，图3-105(a)中，T0和Y17组成一个震荡电路，在T0的控制下，Y17产生30秒断，30秒通的震荡波形，如图3-105(b)所示，Y17和Y27反相，分别控制东西方向和南北方向的红灯。当Y17=1时，断开南北方向的红灯Y27，连接绿灯Y4和黄灯Y5，Y4和Y5由T1、T2控制。绿灯的闪亮由,秒钟的时钟脉冲M8013来控制(M8013的通断时间由内部时钟控制，与程序无关，用于要求不高的场合，如要求较高可采用T1接点控制如图3-13或图3-14所示的震荡电路来代替M8013)。
T0
T0K350
T1K300
T2K330
T0Y17
Y17红T0T0Y17T2T1Y5黄
T2Y17
Y27红Y27红
T2Y4绿Y7黄Y5黄T1T2Y17Y17红Y6绿
Y6绿M8013Y17
Y4绿Y7黄
南北通行东西通行
END
(a)交通灯控制梯形图(b)时序图
图3-69 十字路口交通灯控制梯形图
61
习题与思考题
3-1 一水箱如图所示，用两个液位开关(SQ1，SQ2)测量水位，当水位低于SQ1时，进水阀YV自动打开进水;当水位达到SQ2时，进水阀YV自动关闭。画出PLC接线图和梯形图。
YV
进水阀
SQ1YVX1Y0
SQ2SQ2X2
SQ1
COM1COM,U
放水阀PLC接线图
示意图
图3-70 题3-1图
3-2 一水箱如图3-71所示，初始状态，水箱无水。当按起动按钮，信号灯亮，进水电磁阀得电，向水箱进水，当水位上升到上限位开关，进水阀停止，放水阀得电，将水箱中的水放掉。当水位降到下限水位开关时，放水阀失电，并关闭放水阀，进水电磁阀得电，又重新进水。上述过程反复进行，始终保持水位在上下水位开关之间。画出控制梯形图。
HLSB1起动X0Y0YV1SQ1上限水位YV1SB2Y1停止X1进水电磁阀水箱YV2SQ1上限Y2SQ2X2下限水位
SQ2COM1下限X3YV2,U
放水电磁阀COM
示意图PLC接线图
图3-72 题3-2图
3-3 设计一个每隔12秒钟产生一个脉冲的定时脉冲电路。
3-4 设计一个延时1.234秒的定时器。
3-5 设计一个延时72小时的定时器。
3-6 用4个开关控制一盏灯，当只有一个开关动作时灯亮，二个及以上开关动作时灯不亮。画出控制梯形图。
3-7 比较下面两个梯形图有什么区别。
62
X0X0X1X1
YOM500
Y0M500
YO
图3-73 题3-5图
3-8 比较下面的两个梯形图的控制过程是否一样。
X0M2
M0M3
M0M1
M1M2
M1M0
M2M1
M2XO
M3M0
(a)(b)
图3-74 题3-6图
3-9 用一个按钮点动起动控制电动机，当按钮松开时，对电动机能耗制动5秒钟停止，
试画出控制梯形图。
3-10 用一个按钮控制楼梯的照明灯，每按一次按钮，楼梯灯亮3分钟熄灭。当连续按
两次按钮，灯常亮不灭。当按下时间超过两秒时，灯熄灭。
3-11 设计一个用两个开关都可以控制一个灯的梯形图。
3-12 写出下面梯形图的指令表
X0M0X2X1X2X0
T0M0K10X4X3X2T0
Y0X5X2T0X3
X6PLFM0M5
X0X2X3X1X2X0Y0M0X1X4X3Y1
X5X5
X2Y2
图3-75 题3-10图
63
3-13 根据下面的指令表画出梯形图
0 LD X0 6 LD X4 12 OUT Y2 1 OR X1 7 ANI X5 13 MPP 2 ANI X2 8 ORI X6 14 ANI X11
3 OUT Y0 9 AND X7 15 OUT Y3 4 ANI Y1 10 MPS
5 OUT Y1 11 AND X10
3-14 根据控制要求画梯形图，并写出程序。
(1)当X0，X1同时动作时Y0得电并自锁，当X2，X3中有一个动作时Y0失电。(2)
当X0，动作时Y0得电并自锁，10秒后Y0失电。
3-15 画出如图3-111所示单分支状态转移图的步进梯形图，写出指令表。
M8002
S20Y0
X0T1T1K300
M1X1
S21Y0
X2X3T1K100
S22Y2
T1T1K250
图3-76 题3-13单分支状态转移图
3-16 用PLC控制一个圆盘，圆盘的旋转由电动机控制。要求按下起动按钮后正转2圈
反转1圈后停止。画出状态转移图、步进梯形图，写出指令表。
3-17 用PLC控制四盏彩灯按图3-112所示的时序图动作，每隔1秒变化1次，全部熄
灭1秒后又重复上述过程，分别画出图(a)和(b)的状态转移图。
X0X0
Y0Y0
Y1Y1
Y2Y2
Y3Y3
(a)(b)
图3-77 题3-15四盏彩灯亮灭时序图
64
2