1、1三菱 PLC 编程第一部分 软元件的功能与代号一、输入继电器（X）输入继电器与输入端相连，它是专门用来接受 PLC 外部开关信号的元件。PLC 通过输入接口将外部输入信号状态（接通时为 “1”，断开时为“0”）读入并存储在输入映象寄存器中。如图 3-2 所示为输入继电器 X1 的等效电路。输入继电器必须由外部信号驱动，不能用程序驱动，所以在程序中不可能出现其线圈。由于输入继电器（X）为输入映象寄存器中的状态，所以其触点的使用次数不限。FX 系列 PLC 的输入继电器以八进制进行编号，FX2N 输入继电器的编号范围为 X000X267（184 点）。注意，基本单元输入继电器的编号是固定的，扩展
2、单元和扩展模块是按与基本单元最靠近开始，顺序进行编号。例如：基本单元FX2N-64M 的输入继电器编号为 X000X037（32 点），如果接有扩展单元或扩展模块，则扩展的输入继电器从 X040 开始编号。二、输出继电器（Y）输出继电器是用来将 PLC 内部信号输出传送给外部负载（用户输出设备）。输出继电器线圈是由 PLC 内部程序的指令驱动，其线圈状态传送给输出单元，再由输出单元对应的硬触点来驱动外部负载。如图 3-3 所示为输出继电器2的等效电路。 图 3-3 输出继电器的等效电路每个输出继电器在输出单元中都对应有维一一个常开硬触点，但在程序中供编程的输出继电器，不管是常开还是常闭触点，都
3、可以无数次使用。 FX 系列 PLC 的输出继电器也是八进制编号其中 FX2N 编号范围为Y000Y267（184 点）。与输入继电器一样，基本单元的输出继电器编号是固定的，扩展单元和扩展模块的编号也是按与基本单元最靠近开始，顺序进行编号。在实际使用中，输入、输出继电器的数量，要看具体系统的配置情况。三、通用辅助继电器（M0M499）FX2N 系列共有 500 点通用辅助继电器。通用辅助继电器在 PLC 运行时，如果电源突然断电，则全部线圈均 OFF。当电源再次接通时，除了因外部输入信号而变为 ON 的以外，其余的仍将保持 OFF 状态，它们没有断电保护功能。通用辅助继电器常在逻辑运算中作为辅
4、助运算、状态暂存、移位等。根据需要可通过程序设定，将 M0M499 变为断电保持辅助继电器。四、断电保持辅助继电器（M500M3071）FX2N 系列有 M500M3071 共 2572 个断电保持辅助继电器。它与普通辅助继电器不同的是具有断电保护功能，即能记忆电源中断瞬时的状态，并在重新通电后再现其状态。它之所以能在电源断电时保持其原有的状态，是因为电源中断时用 PLC 中的锂电池保持它们映像寄存器中的内容。其中 M500M1023 可由软件将其设定为通用辅助继电器。下面通过小车往复运动控制来说明断电保持辅助继电器的应用，如图 3-4 所示。3图 3-4 断电保持辅助继电器的作用小车的正反向
5、运动中，用 M600、M601 控制输出继电器驱动小车运动。X1、X0 为限位输入信号。运行的过程是 X0= ONM600=ONY0=ON 小车右行停电小车中途停止上电（M600=ONY0=ON）再右行X1=ONM600=OFF、M601=ONY1=ON（左行）。可见由于 M600 和 M601 具有断电保持，所以在小车中途因停电停止后，一旦电源恢复，M600 或 M601 仍记忆原来的状态，将由它们控制相应输出继电器，小车继续原方向运动。若不用断电保护辅助继电器当小车中途断电后，再次得电小车也不能运动。五、特殊辅助继电器PLC 内有大量的特殊辅助继电器，它们都有各自的特殊功能。FX2N 系列
6、中有 256 个特殊辅助继电器，可分成触点型和线圈型两大类（1）触点型 其线圈由 PLC 自动驱动，用户只可使用其触点。例如：M8000：运行监视器（在 PLC 运行中接通），M8001 与 M8000 相反逻辑。M8002：初始脉冲（仅在运行开始时瞬间接通）， M8003 与 M8002 相反逻辑。M8011、M8012、M8013 和 M8014分别是产生 10ms、100ms 、1s 和1min 时钟脉冲的特殊辅助继电器。M8000、M8002、M8012 的波形图如图 2 所示。 图 2 M8000、 M8002、M8012 波形图（2）线圈型 由用户程序驱动线圈后 PLC 执行特定的
7、动作。例如：M8033：若使其线圈得电，则 PLC 停止时保持输出映象存储器和数据寄存器内容。M8034：若使其线圈得电，则将 PLC 的输出全部禁止。M8039：若使其线圈得电，则 PLC 按 D8039 中指定的扫描时间工作。4六、状态器（S）状态器用来纪录系统运行中的状态。是编制顺序控制程序的重要编程元件，它与后述的步进顺控指令 STL 配合应用。如图 3-6 所示，我们用机械手动作简单介绍状态器 S 的作用。当启动信号X0 有效时，机械手下降，到下降限位 X1 开始夹紧工件，加紧到位信号 X2 为 ON时，机械手上升到上限 X3 则停止。整个过程可分为三步，每一步都用一个状态器 S20
8、、S21、 S22 记录。每个状态器都有各自的置位和复位信号（如 S21 由 X1置位，X2 复位），并有各自要做的操作（驱动 Y0、Y1、Y2）。从启动开始由上至下随着状态动作的转移，下一状态动作则上面状态自动返回原状。这样使每一步的工作互不干扰，不必考虑不同步之间元件的互锁，使设计清晰简洁。 状态器有五种类型：初始状态器 S0S9 共 10 点；回零状态器 S10S19共 10 点；通用状态器 S20S499 共 480 点；具有状态断电保持的状态器有S500S899 ，共 400 点；供报警用的状态器（可用作外部故障诊断输出）S900S999 共 100 点。在使用用状态器时应注意：1）
9、状态器与辅助继电器一样有无数的常开和常闭触点；2）状态器不与步进顺控指令 STL 配合使用时，可作为辅助继电器 M 使用；3）FX2N 系列 PLC 可通过程序设定将 S0S499 设置为有断电保持功能的状态器。七、定时器（T）PLC 中的定时器（T）相当于继电器控制系统中的通电型时间继电器。它可以提供无限对常开常闭延时触点。定时器中有一个设定值寄存器（一个字长），一个当前值寄存器（一个字长）和一个用来存储其输出触点的映象寄存器（一个二进制位），这三个量使用同一地址编号。但使用场合不一样，意义也不同。FX2N 系列中定时器时可分为通用定时器、积算定时器二种。它们是通过对一定周期的时钟脉冲的进行
10、累计而实现定时的，时钟脉冲有周期为1ms、10ms、 100ms 三种，当所计数达到设定值时触点动作。设定值可用常数 K或数据寄存器 D 的内容来设置。51通用定时器通用定时器的特点是不具备断电的保持功能，即当输入电路断开或停电时定时器复位。通用定时器有 100ms 和 10ms 通用定时器两种。（1）100ms 通用定时器（T0T199） 共 200 点，其中 T192T199 为子程序和中断服务程序专用定时器。这类定时器是对 100ms 时钟累积计数，设定值为 132767，所以其定时范围为 0.13276.7s。（2）10ms 通用定时器（T200T245） 共 46 点。这类定时器是对
11、 10ms 时钟累积计数，设定值为 132767，所以其定时范围为 0.01327.67s。下面举例说明通用定时器的工作原理。如图 1 所示，当输入X0 接通时，定时器 T200 从 0 开始对 10ms 时钟脉冲进行累积计数，当计数值与设定值 K123 相等时，定时器的常开接通 Y0，经过的时间为 1230.01s=1.23s。当 X0 断开后定时器复位，计数值变为 0，其常开触点断开，Y0也随之 OFF。若外部电源断电，定时器也将复位。 图 1 通用定时器工作原理2积算定时器积算定时器具有计数累积的功能。在定时过程中如果断电或定时器线圈OFF，积算定时器将保持当前的计数值（当前值），通电或
12、定时器线圈 ON 后继续累积，即其当前值具有保持功能，只有将积算定时器复位，当前值才变为0。6（1）1ms 积算定时器（T246T249） 共 4 点，是对 1ms 时钟脉冲进行累积计数的，定时的时间范围为 0.00132.767s。（2）100ms 积算定时器（T250T255）共 6 点，是对 100ms时钟脉冲进行累积计数的定时的时间范围为 0.13276.7s。以下举例说明积算定时器的工作原理。如图 2 所示，当 X0 接通时，T253 当前值计数数器开始累积 100ms的时钟脉冲的个数。当 X0 经 t0 后断开，而 T253 尚未计数到设定值K345，其计数的当前值保留。当 X0
13、再次接通，T253 从保留的当前值开始继续累积，经过 t1 时间，当前值达到K345 时，定时器的触点动作。累积的时间为 t0+t1=0.1345=34.5s。当复位输入 X1 接通时，定时器才复位，当前值变为 0，触点也跟随复位。 图 2 积算定时器工作原理八、辅助继电器（M）辅助继电器是 PLC 中数量最多的一种继电器，一般的辅助继电器与继电器控制系统中的中间继电器相似。辅助继电器不能直接驱动外部负载，负载只能由输出继电器的外部触点驱动。辅助继电器的常开与常闭触点在 PLC 内部编程时可无限次使用。辅助继电器采用 M 与十进制数共同组成编号（只有输入输出继电器才用八进制数）。九、数据寄存器
14、（D）PLC 在进行输入输出处理、模拟量控制、位置控制时，需要许多数据寄存器存储数据和参数。数据寄存器为 16 位，最高位为符号位。可用两个数据寄存器来存储 32 位数据，最高位仍为符号位。数据寄存器有以下几种类型：71通用数据寄存器（D0D199）共 200 点。当 M8033 为 ON 时，D0D199 有断电保护功能；当 M8033 为 OFF时则它们无断电保护，这种情况 PLC 由 RUN STOP 或停电时，数据全部清零。2.断电保持数据寄存器（D200D7999）共 7800 点，其中 D200D511（共 12 点）有断电保持功能，可以利用外部设备的参数设定改变通用数据寄存器与有
15、断电保持功能数据寄存器的分配；D490D509 供通信用；D512D7999 的断电保持功能不能用软件改变，但可用指令清除它们的内容。根据参数设定可以将 D1000 以上做为文件寄存器。3.特殊数据寄存器（D8000D8255）共 256 点。特殊数据寄存器的作用是用来监控 PLC 的运行状态。如扫描时间、电池电压等。未加定义的特殊数据寄存器，用户不能使用。具体可参见用户手册。4.变址寄存器（V/Z）FX2N 系列 PLC 有 V0V7 和 Z0Z7 共 16 个变址寄存器，它们都是 16 位的寄存器。变址寄存器 V/Z 实际上是一种特殊用途的数据寄存器，其作用相当于微机中的变址寄存器变，用于
16、改变元件的编号（变址），例如 V0=5，则执行D20V0 时，被执行的编号为 D25（D20+5）。变址寄存器可以象其它数据寄存器一样进行读写，需要进行 32 位操作时，可将 V、Z 串联使用（Z 为低位，V 为高位）。十、计数器（C） FX2N 系列计数器分为内部计数器和高速计数器两类。1内部计数器内部计数器是在执行扫描操作时对内部信号（如 X、Y、M、S、T 等）进行计数。内部输入信号的接通和断开时间应比 PLC 的扫描周期稍长。8（1）16 位增计数器（C0C199） 共 200 点，其中 C0C99 为通用型，C100C199 共 100 点为断电保持型（断电保持型即断电后能保持当前值
17、待通电后继续计数）。这类计数器为递加计数，应用前先对其设置一设定值，当输入信号（上升沿）个数累加到设定值时，计数器动作，其常开触点闭合、常闭触点断开。计数器的设定值为 132767（16 位二进制），设定值除了用常数 K 设定外，还可间接通过指定数据寄存器设定。下面举例说明通用型 16 位增计数器的工作原理。如图 1 所示，X10 为复位信号，当 X10 为 ON 时 C0 复位。X11 是计数输入，每当 X11 接通一次计数器当前值增加 1（注意 X10 断开，计数器不会复位）。当计数器计数当前值为设定值 10 时，计数器 C0 的输出触点动作，Y0 被接通。此后既使输入 X11 再接通，计
18、数器的当前值也保持不变。当复位输入 X10 接通时，执行 RST 复位指令，计数器复位，输出触点也复位，Y0 被断开。 图 3-9 通用型 16 位增计数器（2）32 位增/减计数器（C200C234） 共有 35 点 32 位加/减计数器，其中 C200C219（共 20 点）为通用型，C220C234（共 15 点）为断电保持型。这类计数器与 16 位增计数器除位数不同外，还在于它能通过控制实现加/减双向计数。设定值范围均为-214783648-+214783647（32 位）。C200C234 是增计数还是减计数，分别由特殊辅助继电器 M8200M8234设定。对应的特殊辅助继电器被置为
19、 ON 时为减计数，置为 OFF 时为增计数。计数器的设定值与 16 位计数器一样，可直接用常数 K 或间接用数据寄存器D 的内容作为设定值。在间接设定时，要用编号紧连在一起的两个数据计数器。如图 2 所示，X10 用来控制 M8200，X10 闭合时为减计数方式。X12 为计数输入，C200 的设定值为 5（可正、可负）。设 C200 置为增计数方式（M8200 为 OFF），当 X12 计数输入累加由45 时，计数器的输出触点动作。当前值大于5 时计数器仍为 ON 状态。只有当前值由 54 时，计数器才变为 OFF。只要当前值小于 4，则输出则保持为 OFF 状态。复位输入 X11 接通时
20、，计数器的当前值为 0，输出触点也随之复位。 图 2 32 位增/减计数器92高速计数器（C235C255）高速计数器与内部计数器相比除允许输入频率高之外，应用也更为灵活，高速计数器均有断电保持功能，通过参数设定也可变成非断电保持。FX2N 有C235C255 共 21 点高速计数器。适合用来做为高速计数器输入的 PLC 输入端口有 X0X7。X0X7 不能重复使用，即某一个输入端已被某个高速计数器占用，它就不能再用于其它高速计数器，也不能用做它用。各高速计数器对应的输入端如表 1 所示。高速计数器可分为四类：（1）单相单计数输入高速计数器（C235C245） 其触点动作与 32 位增/减计数
21、器相同，可进行增或减计数（取决于 M8235M8245 的状态）。如图 3a 所示为无启动/复位端单相单计数输入高速计数器的应用。当 X10断开，M8235 为 OFF，此时 C235 为增计数方式（反之为减计数）。由 X12 选中C235，从表 1 中可知其输入信号来自于 X0，C235 对 X0 信号增计数，当前值达到 1234 时， C235 常开接通，Y0 得电。X11 为复位信号，当 X11 接通时，C235复位。如图 3 b 所示为带启动/复位端单相单计数输入高速计数器的应用。由表3 4 可知，X1 和 X6 分别为复位输入端和启动输入端。利用 X10 通过 M8244 可设定其增
22、 /减计数方式。当 X12 为接通，且 X6 也接通时，则开始计数，计数的输入信号来自于 X0，C244 的设定值由 D0 和 D1 指定。除了可用 X1 立即复位外，也可用梯形图中的 X11 复位。图 3 单相单计数输入高速计数器10a)无启动/复位端 b) 带启动/复位端表 1 高速计数器简表输入计数器X0 X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7C235 U/D C236 U/D C237 U/D C238 U/D C239 U/D C240 U/D C241 U/D R C242 U/D R C243 U/D R 单相单计数输入C244 U/D R TOP 十一、常数（K、H）K 是表示十进制整数的符号，主要用来指定定时器或计数器的设定值及应用功能指令操作数中的数值；H 是表示十六进制数，主要用来表示应用功能指令的操作数值。 例如 20 用十进制表示为 K20，用十六进制则表示为 H14。十二、PLC 指针（P、I）在 FX 系列中，指针用来指示分支指令的跳转目标和中断程序的入口标号。分为分支用指针、输入中断指针及定时中断指针和记数中断指针。1.分支用指针（P0P127）FX2N 有 P0P127 共 128 点分支用指针。分支指针用来指示跳转指令（CJ）的跳转目标或子程序调用指令（CALL）调用子程序的入口地址。
