可編程控制器原理與實(shí)踐(三菱FX2N系列)-第2章指令.ppt

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1、第3章 三菱FX2N指令系統(tǒng)計(jì),教學(xué)提示：本章概述了三菱FX2N系列的內(nèi)部組件，主要介紹三菱FX2N系列的23條基本指令以及實(shí)際應(yīng)用。介紹了步進(jìn)指令及其編程方法，簡要闡述了單流程SFC的結(jié)構(gòu)流程，有關(guān)狀態(tài)轉(zhuǎn)移的編制方法將在第4章詳細(xì)闡述。同時(shí)PLC還有強(qiáng)大的功能指令，本章還將對常用功能指令的格式、類型以及每條功能指令的使用要素進(jìn)行介紹 。 教學(xué)目標(biāo)：通過本章的學(xué)習(xí)，要求能應(yīng)用基本指令解決一般的繼電接觸控制問題；能熟練設(shè)計(jì)步進(jìn)梯形圖并應(yīng)用步進(jìn)指令解決復(fù)雜問題；掌握各類功能指令及運(yùn)用功能指令編程的方法 。,3.1 概 述,3.2 FX2N系列PLC內(nèi)部組件,3.3 三菱FX系列基本指令,3.5 三

2、菱FX系列功能指令,3.4 步進(jìn)指令與狀態(tài)編程,3.1 概述,三菱公司是日本生產(chǎn)PLC的主要廠家之一。先后推出的PLC系列有F（F1、F2）、FX（FX0、FX0N、FX2、FX2C、FX1S、FX1N、FX2N、FX2NC、FX3U、FX3G）、A（A1、A2、A3）和Q等系列。F系列現(xiàn)已停產(chǎn)，取而代之的是FX系列。其中FX2N是有代表性的小型PLC，在小型化、高速度、高性能等方面都是FX系列中較高檔次的小型可編程序控制器。而目前FX3U、FX3G也已面市。FX2N的運(yùn)行控制方法是通過儲存的程序周期運(yùn)轉(zhuǎn)，I/O控制方法是當(dāng)執(zhí)行END指令時(shí)批次處理方法（I/O指令可以刷新）。 FX2N基

3、本指令的運(yùn)轉(zhuǎn)處理時(shí)間是0.08S/指令，應(yīng)用指令的運(yùn)轉(zhuǎn)處理時(shí)間是1.52至幾百S/指令。FX2N的編程語言是邏輯梯形圖和指令清單（使用步進(jìn)梯形圖能生成SFC類型程序）。FX2N的程序容量是8000步內(nèi)置（使用附加寄存器盒可擴(kuò)展到16000步）。FX2N可用的指令數(shù)目分別是基本指令27條，步進(jìn)梯形指令2條，應(yīng)用指令128條（最大可用298條）。其I/O配置按用戶的選擇最大硬體I/O配置點(diǎn)256，最大軟件可設(shè)定地址輸入256、輸出256。,FX2N基本性能： 如下表所示,,,,3.2 FX2N系列PLC內(nèi)部組件,FX2N系列產(chǎn)品，它內(nèi)部的編程元件，也就是支持該機(jī)型編程語言的軟元件，按通俗叫法分別稱

4、為繼電器、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器等，但它們與真實(shí)元件有很大的差別，一般稱它們?yōu)椤败浝^電器”。這些編程用的繼電器，它的工作線圈沒有工作電壓等級、功耗大小和電磁慣性等問題；觸點(diǎn)沒有數(shù)量限制、沒有機(jī)械磨損和電蝕等問題。它在不同的指令操作下，其工作狀態(tài)可以無記憶，也可以有記憶，還可以作脈沖數(shù)字元件使用。一般情況下，X代表輸入繼電器，Y代表輸出繼電器，M代表輔助繼電器，SPM代表專用輔助繼電器，T代表定時(shí)器，C代表計(jì)數(shù)器，S代表狀態(tài)繼電器，D代表數(shù)據(jù)寄存器， MOV代表傳輸?shù)取?1. 輸入繼電器X（X0X177） PLC的輸入端子是從外部開關(guān)接受信號的窗口，PLC內(nèi)部與輸入端子連接的輸入繼電器X是用光電隔離

5、的電子繼電器，它們的編號與接線端子編號一致（按八進(jìn)制編號），最多為128個點(diǎn)，線圈的吸合或釋放只取決于PLC外部觸點(diǎn)的狀態(tài)。內(nèi)部有常開/常閉兩種觸點(diǎn)供編程時(shí)隨時(shí)使用，且使用次數(shù)不限。輸入電路的時(shí)間常數(shù)一般小于10ms。各基本單元都是八進(jìn)制輸入的地址，輸入為X000X007，X010X017，X020X027，。它們一般位于機(jī)器的上端。,圖3.1 輸入、輸出繼電器等效電路圖,2. 輸出繼電器Y（Y0Y177） PLC的輸出端子是向外部負(fù)載輸出信號的窗口。輸出繼電器的線圈由程序控制，輸出繼電器的外部輸出主觸點(diǎn)接到PLC的輸出端子上供外部負(fù)載使用，其余常開/常閉觸點(diǎn)供內(nèi)部程序使用。輸出繼電器的電

6、子常開/常閉觸點(diǎn)使用次數(shù)不限。輸出電路的時(shí)間常數(shù)是固定的。PLC的輸出繼電器是無源的，因此需要外接電源。FX2N系列的輸出繼電器也是采用八進(jìn)制，輸出為Y000Y007，Y010Y017，Y020Y027，，最多為128點(diǎn)。它們一般位于機(jī)器的下端。 需要注意的是，F(xiàn)X系列PLC中除了輸入/輸出繼電器采用八進(jìn)制地址外，其余軟組件都是采用十進(jìn)制地址。另外，輸出繼電器的初始狀態(tài)為斷開狀態(tài)。,3. 輔助繼電器M PLC內(nèi)有很多的輔助繼電器，其線圈與輸出繼電器一樣，由PLC內(nèi)各軟元件的觸點(diǎn)驅(qū)動。作用相當(dāng)于繼電器控制系統(tǒng)中的中間繼電器，用于狀態(tài)暫存、輔助一位運(yùn)算及特殊功能等。輔助繼電器沒有向外的任

7、何聯(lián)系，只供內(nèi)部編程使用。它的電子常開/常閉觸點(diǎn)使用次數(shù)不受限制。但是，這些觸點(diǎn)不能直接驅(qū)動外部負(fù)載，外部負(fù)載的驅(qū)動必須通過輸出繼電器來實(shí)現(xiàn)。如圖3.2中的M300，它只起到一個自鎖的功能。,圖3.2 輔助繼電器的使用,輔助繼電器的地址編號是采用十進(jìn)制的，共分為三類：通用型輔助繼電器、斷電保持型輔助繼電器和特殊用途型輔助繼電器。其中通用型從M0M499共500點(diǎn)；斷電保持型分為可修改和專用，可修改從M500M1023共524點(diǎn)，專用從M1024M3071共2048點(diǎn)；特殊用途型從M8000M8255共256點(diǎn)。 (1) 通用型輔助繼電器（M0M499） 共有500點(diǎn)通用輔助繼電器，用作狀態(tài)

8、暫存、中間過渡等。特點(diǎn)是線圈通電，觸點(diǎn)動作，線圈斷電，觸點(diǎn)復(fù)位，沒有斷電保持功能。如果在PLC運(yùn)行時(shí)突然斷電，這些繼電器將全部變?yōu)镺FF狀態(tài)。若再次通電之后，除了因外部輸入信號而變?yōu)镺N狀態(tài)的以外，其余的仍將保持為OFF狀態(tài)。,(2) 斷電保持型輔助繼電器（M500M3071） 不少控制系統(tǒng)要求繼電器能夠保持?jǐn)嚯娝查g的狀態(tài)。斷電保持輔助繼電器就是用于這種場合的，斷電保持由PLC內(nèi)裝鋰電池支持。FX2N系列有M500M1023共524個斷電保持輔助繼電器。當(dāng)PLC斷電并再次通電之后，這些繼電器會保持?jǐn)嚯娭暗臓顟B(tài)。其他特性與通用輔助繼電器完全一樣。 此外，還有M1024M3071共204

9、8個斷電保持專用輔助繼電器，它與斷電保持輔助繼電器的區(qū)別是斷電保持輔助繼電器可用參數(shù)來設(shè)定，可變更非斷電保持區(qū)域。而斷電保持專用輔助繼電器的斷電保持特性無法用參數(shù)來改變。,(3) 特殊功能輔助繼電器（M8000M8255） 從M8000到M8255這256個輔助繼電器區(qū)間是不連續(xù)的，也就是說有一些輔助繼電器是根本不存在的，對這些沒有定義的繼電器無法進(jìn)行有意義的操作。有定義的特殊功能輔助繼電器可分為兩大類。 觸點(diǎn)利用型 這類是反映PLC的工作狀態(tài)，接點(diǎn)的通或斷的狀態(tài)直接由PLC自動驅(qū)動。在編制用戶程序時(shí)，用戶只能使用其接點(diǎn)，不能對其驅(qū)動。 例如，M8000：為運(yùn)行監(jiān)控用，PLC運(yùn)行時(shí)

10、，M8000始終被接通。這樣在運(yùn)行過程中，其常開觸點(diǎn)始終“閉合”，常閉觸點(diǎn)始終“斷開”。用戶在編制用戶程序時(shí)，可以根據(jù)不同的需要，使用M8000的常開觸點(diǎn)或常閉觸點(diǎn)。,M8002：僅在PLC投入運(yùn)行開始瞬間接通一個掃描周期的初始脈沖。 M8013：每秒發(fā)出一個脈沖信號，即自動地每秒ON一次。 M8020：加減運(yùn)算結(jié)果為零時(shí)狀態(tài)為ON，否則為OFF。 M8060：F0地址出錯時(shí)置位（ON）。例如對不存在的X或Y進(jìn)行了操作。 線圈驅(qū)動型 這類是可控制的特殊功能輔助繼電器，驅(qū)動這些繼電器之后，PLC將做一些特定的操作。例如，M8034： ON時(shí)禁止所有輸出。 M8030： ON時(shí)熄滅電池

11、欠電壓指示燈。 M8050： ON時(shí)禁止I0中斷。,4. 狀態(tài)組件S 狀態(tài)組件是構(gòu)成狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖的重要器件，與步進(jìn)順控指令配合使用。常開常閉觸點(diǎn)的使用次數(shù)不受限制。不用于步進(jìn)順控指令時(shí)，狀態(tài)組件也可以作為輔助繼電器使用。FX2N系列共有1000點(diǎn)狀態(tài)組件，地址號和功能見表3.9 。,5. 定時(shí)器T（T0T255） 定時(shí)器相當(dāng)于繼電器系統(tǒng)中的時(shí)間繼電器，可在程序中用于延時(shí)控制，PLC里的定時(shí)器都是通電延時(shí)型。定時(shí)器工作是將PLC內(nèi)的1ms、10ms、100ms等時(shí)鐘脈沖相加，當(dāng)它的當(dāng)前值等于設(shè)定值時(shí)，定時(shí)器的輸出觸點(diǎn)（常開或常閉）動作，即常開觸點(diǎn)接通，常閉觸點(diǎn)斷開。定時(shí)器觸點(diǎn)使用次數(shù)

12、不限。定時(shí)器的設(shè)定值可由常數(shù)（K）或數(shù)據(jù)寄存器（D）中的數(shù)值設(shè)定。使用數(shù)據(jù)寄存器設(shè)定定時(shí)器設(shè)定值時(shí)，一般使用具有掉電保持功能的數(shù)據(jù)寄存器，這樣在斷電時(shí)不會丟失數(shù)據(jù)。定時(shí)器按工作方式不同可分為普通定時(shí)器和積算定時(shí)器兩類 。定時(shí)器的地址號及設(shè)定時(shí)間范圍如下： 100ms普通定時(shí)器T0T199，共200點(diǎn)，設(shè)定值：0.13276.7s。 10ms普通定時(shí)器T200TT245，共46點(diǎn)，設(shè)定值：0.01327.67s。 1ms積算定時(shí)器 T246T249，共4點(diǎn)，執(zhí)行中斷保持，設(shè)定值：0.00132.767s。 100ms積算定時(shí)器T250T255，共6點(diǎn)，定時(shí)中斷保持，設(shè)定值：0.13276.7s。

13、,(1) 普通定時(shí)器（T0T245） 普通定時(shí)器在梯形圖中的使用和動作時(shí)序如圖3.3(a)所示:,(a) 普通定時(shí)器 (b) 積算定時(shí)器 圖3.3 定時(shí)器的使用及動作時(shí)序,當(dāng)X000接通時(shí)，T0線圈被驅(qū)動，T0的當(dāng)前值計(jì)數(shù)器對100ms的時(shí)鐘脈沖進(jìn)行累積計(jì)數(shù)，當(dāng)前值與設(shè)定值K12相等時(shí)，定時(shí)器的輸出接點(diǎn)動作，即輸出觸點(diǎn)是在驅(qū)動線圈后的1.2秒（100ms12=1.2s）時(shí)才動作，當(dāng)T0觸點(diǎn)吸合后，Y000就有輸出。當(dāng)輸入X000斷開或發(fā)生停電時(shí)，定時(shí)器就復(fù)位，輸出觸點(diǎn)也復(fù)位。,(2) 積算定時(shí)器（T246T255） 積算定時(shí)器在梯形圖中的使用和動作時(shí)序如圖3.3(b)所示。定時(shí)器

14、線圈T250的驅(qū)動輸入X001接通時(shí)，T250的當(dāng)前值計(jì)數(shù)器對100ms的時(shí)鐘脈沖進(jìn)行累積計(jì)數(shù)，當(dāng)該值與設(shè)定值K345相等時(shí)，定時(shí)器的輸出觸點(diǎn)動作。計(jì)數(shù)中途即使X1斷開或斷電，T250線圈失電，當(dāng)前值也能保持。輸入X001再次接通或復(fù)電時(shí)，計(jì)數(shù)繼續(xù)進(jìn)行，直到累計(jì)延時(shí)到34.5s（100ms345=34.5s）時(shí)觸點(diǎn)動作。任何時(shí)刻只要復(fù)位輸入X002接通，定時(shí)器就復(fù)位，輸出觸點(diǎn)也復(fù)位。一般情況下，從定時(shí)條件采樣輸入到定時(shí)器延時(shí)輸出控制，其延時(shí)最大誤差為2TC，TC為一個程序掃描周期。,6. 計(jì)數(shù)器C（C0C255） 計(jì)數(shù)器在程序中用作計(jì)數(shù)控制，F(xiàn)X2N系列提供了256個計(jì)數(shù)器。當(dāng)計(jì)數(shù)器的當(dāng)前

15、值和設(shè)定值相等時(shí)，觸點(diǎn)動作。計(jì)數(shù)器的觸點(diǎn)可以無限次使用。根據(jù)計(jì)數(shù)方式和工作特點(diǎn)可分為內(nèi)部信號計(jì)數(shù)器和高速計(jì)數(shù)器。,(1) 內(nèi)部信號計(jì)數(shù)器 在執(zhí)行掃描操作時(shí)，對內(nèi)部器件X、Y、M、S、T和C的信號（通/斷）進(jìn)行計(jì)數(shù)。其接通時(shí)間和斷開時(shí)間應(yīng)比PLC的掃描周期稍長。內(nèi)部信號計(jì)數(shù)器按工作方式有可分為以下幾種類型。 16位增計(jì)數(shù)器 FX2N中的16位增計(jì)數(shù)器，是16位二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器，它是在計(jì)數(shù)信號的上升沿進(jìn)行計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)設(shè)定值為K1K32767，設(shè)定值K0和K1的含義相同，均在第一次計(jì)數(shù)時(shí)，其輸出觸點(diǎn)就動作。計(jì)數(shù)器又分通用型和斷電保持型，其中C0C99共100點(diǎn)是通用型16位加法計(jì)數(shù)器，C

16、100C199共100點(diǎn)是斷電保持型16位加法計(jì)數(shù)器。當(dāng)切斷PLC的電源時(shí)，普通型計(jì)數(shù)器當(dāng)前值自動清除，而斷電保持型計(jì)數(shù)器則可存儲停電前的計(jì)數(shù)器數(shù)值，當(dāng)再次通電時(shí)，計(jì)數(shù)器可按上一次數(shù)值累積計(jì)數(shù)。圖3.4是加法計(jì)數(shù)器的動作過程。,,圖3.4 16位增計(jì)數(shù)器的動作過程,X1是計(jì)數(shù)器輸入信號，每接通一次，計(jì)數(shù)器C0當(dāng)前值加1，當(dāng)前值與設(shè)定值相等時(shí)，即當(dāng)前值為8時(shí)，計(jì)數(shù)器輸出觸點(diǎn)動作，即常開觸點(diǎn)接通，常閉觸點(diǎn)斷開。當(dāng)C0觸點(diǎn)吸合后，Y000就有輸出。之后即使X1再接通，計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值保持不變。當(dāng)復(fù)位輸入X0接通時(shí)，執(zhí)行RST復(fù)位指令，計(jì)數(shù)器C0被復(fù)位，當(dāng)前值變?yōu)?，輸出觸點(diǎn)斷開。 計(jì)數(shù)器的設(shè)定值除了用

17、常數(shù)K設(shè)定外，也可由數(shù)據(jù)寄存器來指定，這要用到后述的功能指令MOV。, 32位增/減雙向計(jì)數(shù)器 32位增/減雙向計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)設(shè)定值為- 2147483648+2147483647。雙向計(jì)數(shù)器也有兩種類型，即通用型C200C219共20點(diǎn)，斷電保持型C220C234共15點(diǎn)。增/減計(jì)數(shù)由特殊輔助繼電器M8200M8234設(shè)定。對應(yīng)的特殊輔助繼電器接通（ON）時(shí)，為減計(jì)數(shù)；反之為加計(jì)數(shù)。32位增/減雙向計(jì)數(shù)器對應(yīng)切換的特殊輔助繼電器見表3.10。,與16位計(jì)數(shù)器一樣，可直接用常數(shù)K或間接用數(shù)據(jù)寄存器D的內(nèi)容作為設(shè)定值，設(shè)定值可正、可負(fù)。間接設(shè)定時(shí)，數(shù)據(jù)寄存器將連號的內(nèi)容變?yōu)橐粚?，作?2位雙向計(jì)

18、數(shù)器的設(shè)定值。如在指定D0時(shí)，D1與D0兩項(xiàng)作為32位設(shè)定值處理。 圖3.5是32位雙向計(jì)數(shù)器的動作過程。其中X12為計(jì)數(shù)方向設(shè)定信號，X13為計(jì)數(shù)器復(fù)位信號，X14為計(jì)數(shù)器輸入信號。在計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值由-4到-3增加時(shí)，輸出觸點(diǎn)接通（置ON），由-3到-4減小時(shí)，輸出觸點(diǎn)斷開（復(fù)位）。當(dāng)復(fù)位輸入X13接通時(shí)，計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值就為0，輸出觸點(diǎn)也復(fù)位。若計(jì)數(shù)器從+2147483647起再進(jìn)行加計(jì)數(shù)，當(dāng)前值就變成-2147483648，同樣從-2147483648再減，當(dāng)前值就變成+2147483647，稱為循環(huán)計(jì)數(shù)。,圖3.5 32位雙向計(jì)數(shù)器的動作過程,(2) 高速計(jì)數(shù)器 高速計(jì)數(shù)器是對外

19、部輸入的高速脈沖信號（周期小于掃描周期）進(jìn)行計(jì)數(shù)，可以執(zhí)行數(shù)千赫的計(jì)數(shù)。高速計(jì)數(shù)器共21點(diǎn)，其地址號為C235C255。適用于高速計(jì)數(shù)器輸入端只有6點(diǎn)，X000X005，即高速脈沖信號只允許從這6個端子上引入，其它端子不能對高速脈沖進(jìn)行處理。高速計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)頻率較高，它們的輸入信號的頻率受二方面的限制。一是輸入端的響應(yīng)速度。二是全部高速計(jì)數(shù)器的處理時(shí)間。因它們采用中斷方式，所以計(jì)數(shù)器用的越少，則可計(jì)數(shù)頻率就越高。單獨(dú)使用單相C235、C236、C246最高可以對60kHz高速脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)；C251（雙相）最高頻率為30kHz。當(dāng)多個高速計(jì)數(shù)、脈沖輸出同時(shí)使用時(shí)，頻率會降低，不超過一定的總計(jì)頻率

20、數(shù)。X006和X007也是高速輸入，但只能用作啟動信號而不能用于高速計(jì)數(shù)。,高速計(jì)數(shù)器的選擇并不是任意的，它取決于所需高速計(jì)數(shù)器的類型及高速輸入端子。高速計(jì)數(shù)器的類型可分為： (1) 1相無啟動/復(fù)位高速計(jì)數(shù)器C235C240； (2) 1相帶啟動/復(fù)位高速計(jì)數(shù)器C241C245； (3) 1相2輸入（雙向）高速計(jì)數(shù)器C246C250； (4) 2相輸入（A-B相型）高速計(jì)數(shù)器C251C255。具體見表3.11。,7. 數(shù)據(jù)寄存器D 數(shù)據(jù)寄存器是計(jì)算機(jī)必不可少的元件，用于存放各種數(shù)據(jù)。FX2N中每一個數(shù)據(jù)寄存器都是16bit（最高位為正、負(fù)符號位），也可用兩個數(shù)據(jù)寄存器合并起來存儲32bi

21、t數(shù)據(jù)（最高位為正、負(fù)符號位）。 (1) 通用數(shù)據(jù)寄存器D 通道分配：D0D199，共200點(diǎn)。 只要不寫入其他數(shù)據(jù)，已寫入的數(shù)據(jù)不會變化。但是，由RUNSTOP時(shí)，全部數(shù)據(jù)均清零。（若特殊輔助繼電器M8033已被驅(qū)動，則數(shù)據(jù)不被清零）。,(2) 停電保持用寄存器 通道分配：D200D511，共312點(diǎn)，或D200D999，共800點(diǎn)（由機(jī)器的具體型號定）。 功能基本與通用數(shù)據(jù)寄存器相同。除非改寫，否則原有數(shù)據(jù)不會丟失，不論電源接通與否，PLC運(yùn)行與否，其內(nèi)容也不變化。然而在二臺PLC作點(diǎn)對點(diǎn)的通信時(shí)，D490D509被用作通信操作。 (3) 文件寄存器 通道分配：D100

22、0D2999，共2000點(diǎn)。 文件寄存器是在用戶程序存儲器（RAM、EEPROM、EPROM）內(nèi)的一個存儲區(qū)，以500點(diǎn)為一個單位，最多可在參數(shù)設(shè)置時(shí)到2000點(diǎn)。用外部設(shè)備口進(jìn)行寫入操作。在PLC運(yùn)行時(shí)，可用BMOV指令讀到通用數(shù)據(jù)寄存器中，但是不能用指令將數(shù)據(jù)寫入文件寄存器。用BMOV將數(shù)據(jù)寫入RAM后，再從RAM中讀出。將數(shù)據(jù)寫入EEPROM盒時(shí)，需要花費(fèi)一定的時(shí)間，務(wù)必請注意。,(4) RAM文件寄存器 通道分配：D6000D7999，共2000點(diǎn)。 驅(qū)動特殊輔助繼電器M8074，由于采用掃描被禁止，上述的數(shù)據(jù)寄存器可作為文件寄存器處理，用BMOV指令傳送數(shù)據(jù)（寫入或讀出）。

23、(5) 特殊用寄存器 通道分配：D8000D8255，共256點(diǎn)。 是寫入特定目的的數(shù)據(jù)或已經(jīng)寫入數(shù)據(jù)寄存器，其內(nèi)容在電源接通時(shí)，寫入初始化值（一般先清零，然后由系統(tǒng)ROM來寫入）。,8. 指針P/I (1) 分支指令用指針 P標(biāo)號共有128點(diǎn)，從P0P62，P64P127，P63結(jié)束跳轉(zhuǎn)用，不能隨意指定，P63相當(dāng)于END。用來指定跳轉(zhuǎn)指令CJ或子程序調(diào)用指令CALL等分支指令的跳轉(zhuǎn)目標(biāo)。P標(biāo)號在整個程序中只允許出現(xiàn)一次，但可以多次引用。 P標(biāo)號用在跳轉(zhuǎn)指令中，使用格式：CJ P0 CJ P62 P標(biāo)號用在子程序調(diào)用指令中，使用格式： CALL P0 CALL P63 (2)

24、 中斷用指針 標(biāo)號專用于中斷服務(wù)程序的入口地址，有15點(diǎn)，其中I000I500共六點(diǎn)用于外中斷，由輸入繼電器X0X5引起中斷。I600I800共三點(diǎn)用于插入計(jì)數(shù)。余下的六點(diǎn)， I010I060用于計(jì)數(shù)器中斷。,9. 常數(shù)K/H 常數(shù)也作為器件對待，它在存儲器中占有一定的空間，PLC最常用的是兩種常數(shù)K、H。K表示十進(jìn)制，如：K30表示十進(jìn)制的30。H表示十六進(jìn)制，如：H64就是對應(yīng)十進(jìn)制的100。常數(shù)一般用于定時(shí)器、計(jì)數(shù)器的設(shè)定值或數(shù)據(jù)操作。,3.3 三菱FX系列基本指令,3.3.1 LD、LDI、OUT指令,3.3.2 AND、ANI指令,3.3.3 OR、ORI指令,3.3.4 L

25、DP、LDF、ANDP、ANDF、ORP、ORF指令,3.3.5 串聯(lián)電路塊并聯(lián)指令ORB和并聯(lián)電路塊串聯(lián)指令A(yù)NB,3.3.6 MPS、MRD、MPP指令,3.3.10基本指令應(yīng)用舉例,3.3.7 置位指令SET和復(fù)位指令RST,3.3.8 取反指令I(lǐng)NV,3.3.9 空操作指令NOP和結(jié)束指令END,3.3.1 LD、LDI、OUT指令 LD（Load）取指令。用于將常開觸點(diǎn)接到母線上。另外，與后述的ANB、ORB指令組合，在分支起點(diǎn)處也可使用。 LDI（Load Inverse）取反指令。與LD的用法相同，只是LDI是對常閉觸點(diǎn)。 OUT（Out）輸出指令，也叫線圈驅(qū)動指令。是對輸

26、出繼電器、輔助繼電器、狀態(tài)繼電器、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器的線圈驅(qū)動，對于輸入繼電器不能使用。OUT指令用于并行輸出，在梯形圖中相當(dāng)于線圈是并聯(lián)的。OUT指令能連續(xù)使用多次，不能串聯(lián)使用。 LD、LDI、OUT三條指令的指令說明見表3.12。,表3.12 指令說明,LD、LDI是一個程序步指令，一個程序步即是一個字；OUT是多程序步指令，要視目標(biāo)元件而定。當(dāng)對定時(shí)器T、計(jì)數(shù)器C使用OUT指令時(shí)，必須設(shè)置常數(shù)K，K值設(shè)定范圍與步數(shù)值如表3.13。,表3.13 常數(shù)K的設(shè)定范圍與步數(shù)值,圖3.8 LD、LDI、OUT指令的使用,3.3.2 AND、ANI指令 AND（And）與指令。用于單個常開觸點(diǎn)的串聯(lián)

27、。 ANI（And Inverse）與非指令。用于單個常閉觸點(diǎn)的串聯(lián)。 AND、ANI的指令說明見表3.14。,表3.14 AND、ANI指令說明,AND、ANI都是一個程序步指令，串聯(lián)觸點(diǎn)個數(shù)沒有限制，該指令可以連續(xù)多次使用。如果有兩個以上的觸點(diǎn)并聯(lián)連接，并將這種并聯(lián)回路與其他回路串聯(lián)連接時(shí)，要采用后述的ANB指令。OUT指令后，通過觸點(diǎn)對其他線圈使用OUT指令實(shí)現(xiàn)縱接輸出時(shí)，如圖3.9中的OUT Y2，如果順序不錯，可以重復(fù)連續(xù)使用。,圖3.9 AND、ANI指令的使用,3.3.3 OR、ORI指令 OR（Or）或指令。用于單個常開觸點(diǎn)的并串聯(lián)。 ORI（Or Inverse）或非指令。用

28、于單個常閉觸點(diǎn)的并聯(lián)。 OR、ORI的指令說明見表3.15。,表3.15 OR、ORI指令說明,OR、ORI都是一個程序步指令，并聯(lián)觸點(diǎn)個數(shù)沒有限制，該指令可以連續(xù)多次使用。如果有兩個以上的觸點(diǎn)串聯(lián)連接，并將這種串聯(lián)回路與其他回路并聯(lián)連接時(shí)，要采用后述的ORB指令。指令使用如圖3.11。,圖3.11 OR、ORI指令的使用,3.3.4 LDP、LDF、ANDP、ANDF、ORP、ORF指令 LDP取脈沖上升沿指令。用來作上升沿檢測，在輸入信號的上升沿接通一個掃描周期。 LDF取脈沖下降沿指令。用來作下降沿檢測，在輸入信號的下降沿接通一個掃描周期。 ANDP與脈沖上升沿指令。用來作上升沿檢測。

29、ANDF與脈沖下降沿指令。用來作下降沿檢測。 ORP或脈沖上升沿指令。用來作上升沿檢測。 ORF或脈沖下降沿指令。用來作下降沿檢測。 指令說明如表3.16。,表3.16 指令說明,這是一組與LD、AND、OR指令相對應(yīng)的脈沖式觸點(diǎn)指令。指令中P對應(yīng)上升沿脈沖，F(xiàn)對應(yīng)下降沿脈沖。指令中的觸點(diǎn)僅在操作元件有上升沿/下降沿時(shí)導(dǎo)通一個掃描周期。LDP、LDF的使用如圖3.12所示，使用LDP指令，Y0僅在X0的上升沿時(shí)接通一個掃描周期。使用LDF指令，Y1僅在X1的下降沿時(shí)接通一個掃描周期。,圖3.12 LDP、LDF指令的使用,ANDP、ANDF指令的使用如圖3.13所示，使用ANDP指令，在X2接

30、通后，M0僅在X3的上升沿時(shí)接通一個掃描周期。使用ANDF指令，在X4接通后，Y2僅在X5的下降沿時(shí)接通一個掃描周期。,圖3.13 ANDP、ANDF指令的使用,ORP、ORF指令的使用如圖3.14所示，使用ORP指令， M1僅在X10或X11的上升沿時(shí)接通一個掃描周期。使用ORF指令，Y3僅在X12或X13的下降沿時(shí)接通一個掃描周期。,圖3.14 ORP、ORF指令的使用,3.3.5 串聯(lián)電路塊并聯(lián)指令ORB和并聯(lián)電路塊串聯(lián)指令A(yù)NB ORB串聯(lián)電路塊或。將兩個或兩個以上串聯(lián)電路塊并聯(lián)連接的指令。 ANB并聯(lián)電路塊與。將并聯(lián)電路塊的始端與前面電路串聯(lián)連接的指令。 ORB、ANB的指令說明見表

31、3.17。,表3.17 ORB、ANB指令說明,兩個或兩個以上的觸點(diǎn)串聯(lián)連接的電路叫串聯(lián)電路塊。串聯(lián)電路塊并聯(lián)連接時(shí)，分支開始用LD、LDI指令，分支結(jié)束用ORB指令。ORB指令不帶操作元件，其后不跟任何軟組件編號。使用時(shí)如果有多個串聯(lián)電路塊按順序與前面的電路并聯(lián)時(shí)，對每個電路塊使用ORB，指令如圖3.15(b)，則對并聯(lián)的回路個數(shù)沒有限制。如果集中使用ORB指令并聯(lián)連接多個串聯(lián)電路塊時(shí)，如圖3.15(c)，由于LD、LDI指令的重復(fù)次數(shù)限制在8次以下，因此這種電路塊并聯(lián)的的個數(shù)限制在8個以下。一般不推薦集中使用ORB指令的方式。使用舉例如圖3.15。。,圖3.15 ORB指令的使用,兩個或兩

32、個以上觸點(diǎn)并聯(lián)的電路稱為并聯(lián)電路塊。并聯(lián)電路塊串聯(lián)連接時(shí)，分支的起點(diǎn)用LD、LDI指令，并聯(lián)電路塊結(jié)束后用ANB指令與前面電路串聯(lián)。ANB指令不帶操作元件，其后不跟任何軟組件編號。若有多個并聯(lián)電路塊按順序與前面的電路串聯(lián)時(shí)，對每個電路塊使用ANB指令，則對串聯(lián)的回路個數(shù)沒有限制。而若成批集中使用ANB指令串聯(lián)連接多個并聯(lián)電路塊時(shí)，由于LD、LDI指令的重復(fù)次數(shù)限制在8次以下，因此這種電路塊串聯(lián)的的個數(shù)限制在8個以下。ANB指令使用如圖3.16。,圖3.16 ANB指令的使用,3.3.6 MPS、MRD、MPP指令 MPS（Push）進(jìn)棧指令。 MRD（Read）讀棧指令。 MPP（Pop）出棧

33、指令。 這三條指令都是無目標(biāo)元件指令，都為一個程序步長，這組指令多用于多輸出電路。 指令說明見表3.18。,表3.18 MPP、MRD、MPP指令說明,PLC中有11個存儲中間運(yùn)算結(jié)果的存儲區(qū)域被稱為棧存儲器。棧存儲器采用先進(jìn)后出的數(shù)據(jù)存取方式。如圖3.17。,圖3.17 棧操作示意,使用一次MPS指令就將此時(shí)的運(yùn)算結(jié)果送入棧存儲器的第一層進(jìn)行存儲。再使用MPS指令，又將此時(shí)的運(yùn)算結(jié)果送入棧存儲器的第一層進(jìn)行存儲，而將原先存入的數(shù)據(jù)依次移到棧存儲器的下一層。 MRD是讀出最上層所存的最新數(shù)據(jù)的專用指令。讀出時(shí)，棧內(nèi)數(shù)據(jù)不發(fā)生移動，仍然保持在棧內(nèi)的位置不變。 使用MPP指令，各層數(shù)據(jù)依次向上移動

34、，將最上端的數(shù)據(jù)讀出后，該數(shù)據(jù)就從棧存儲器中消失。 MPS指令用于存儲電路中有分支處的邏輯運(yùn)算結(jié)果。MPS、MPP必須成對使用，連續(xù)使用的次數(shù)應(yīng)小于11。MRD可以多次使用，但最終輸出回路必須采用MPP指令，從而在讀出存儲數(shù)據(jù)的同時(shí)將它復(fù)位。 MPS、MRD、MPP指令的使用如圖3.18一層堆棧，圖3.19二層堆棧。圖3.20是一個四層堆棧梯形圖，如改為圖3.21，則不必使用MPS指令，編程也方便。,圖3.18 一層堆棧梯形圖,圖3.19 二層堆棧梯形圖,圖3.20 四層堆棧梯形圖,圖3.21 不用MPS指令的圖3.20等效梯形圖,3.3.7 置位指令SET和復(fù)位指令RST SET置位指令。

35、使動作保持。 RST復(fù)位指令。消除動作保持，當(dāng)前值及寄存器清零。 SET指令的操作目標(biāo)元件為Y，M，S，而RST指令的操作元件為Y、M、S、T、C、D、V、Z。這兩條指令是13程序步。指令說明見表3.19。,表3.19 SET、RST指令說明,SET和RST指令的使用沒有順序限制，也可以多次使用，并且SET和RST之間可以插入別的程序，但最后執(zhí)行的一條有效。具體使用如圖3.22。,圖3.22 SET、RST的使用,RST指令的操作元件除了與SET指令相同的Y，M，S外，還有T，C，D。即對數(shù)據(jù)寄存器D和變址寄存器V、Z的清零操作，以及對定時(shí)器T（包括累計(jì)定時(shí)器）和計(jì)數(shù)器C的復(fù)位，使它們的當(dāng)

36、前計(jì)時(shí)值和計(jì)數(shù)值清零。如圖3.23，C0對X1的上升沿次數(shù)進(jìn)行增計(jì)數(shù)，當(dāng)達(dá)到設(shè)定值K10時(shí)，輸出觸點(diǎn)C0動作。此后，X1即使再有上升沿的變化，計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值不變，輸出觸點(diǎn)仍保持動作。為了將此清除，讓X0接通，對計(jì)數(shù)器復(fù)位，使輸出觸點(diǎn)復(fù)位。,圖3.23 對計(jì)數(shù)器的復(fù)位使用,3.3.8 取反指令I(lǐng)NV INV指令是將INV指令執(zhí)行之前的運(yùn)算結(jié)果取反的指令，即執(zhí)行INV指令前的運(yùn)算結(jié)果為OFF，執(zhí)行INV指令后的運(yùn)算為ON。該指令不能直接與母線連接，也不能單獨(dú)使用。該指令是一個無操作元件指令，占一個程序步。指令說明見表3.20。,表3.20 INV指令說明,INV的使用如圖3.24所示，當(dāng)X0斷開

37、時(shí)，Y0為ON，如果X0接通，則Y0為OFF。,圖3.24 INV指令的使用,3.3.9 空操作指令NOP和結(jié)束指令END NOP空操作指令?？找粭l指令（或用于刪除一條指令）。 END程序結(jié)束指令。 指令說明見表3.21。,表3.21 NOP、END指令說明,在普通的指令加入NOP指令，對程序執(zhí)行結(jié)果沒有影響。但是將已寫入的指令換成NOP，則被換的程序被刪除，程序發(fā)生變化。所以可用NOP指令對程序進(jìn)行編輯。比如，AND和ANI指令改為NOP，相當(dāng)于串聯(lián)接點(diǎn)被短路。OR和ORI指令改為NOP，相當(dāng)于并連接點(diǎn)被開路。變化見圖3.25。如用NOP指令修改后的電路不合理，梯形圖將出錯。執(zhí)行程序全清操作

38、后，全部步指令都變?yōu)镹OP。,圖3.25 NOP指令的使用,END是程序結(jié)束指令，在程序的最后寫入END指令，則END以后的程序不再執(zhí)行。如果程序結(jié)束不用END，在程序執(zhí)行時(shí)會掃描完整個用戶存儲器，延長程序的執(zhí)行時(shí)間，有時(shí)PLC會提示程序出錯，程序不能運(yùn)行。在程序調(diào)試階段，在各程序段插入END指令，可依次檢查各程序段的動作，確認(rèn)前面的程序動作無誤后，依次刪去END指令，有助于程序的調(diào)試。,3.3.10 基本指令應(yīng)用舉例 綜合以上所學(xué)的基本指令，本節(jié)將舉例說明基本指令的應(yīng)用。 1. 保持電路 如圖3.27所示，將輸入信號加以保持記憶。當(dāng)X000接通，輔助繼電器M0接通并保持，Y000有輸出。X0

39、00斷開后，Y000仍有輸出.只有當(dāng)X001接通，其常閉觸點(diǎn)斷開，才能使M0斷開，使Y000無輸出。,圖3.27 保持電路,2. 延時(shí)斷開電路 如圖3.28所示，當(dāng)X000接通，Y000有輸出且觸點(diǎn)自鎖保持，當(dāng)X000斷開后，啟動內(nèi)部定時(shí)器T0，定時(shí)5s后，定時(shí)器常閉觸點(diǎn)斷開，輸出Y000斷開。,圖3.28 延時(shí)斷開電路,(a) 梯形圖,(b) 指令表,(c) 時(shí)序圖,3. 振蕩電路 如圖3.29所示，當(dāng)X000接通，輸出Y000閃爍，接通與斷開交替運(yùn)行，接通時(shí)間為1s由定時(shí)器T0設(shè)定，斷開時(shí)間為2s由定時(shí)器T1設(shè)定。,圖3.29 振蕩電路,,3.4 步進(jìn)指令與狀態(tài)編程,在編程中對于一

40、個復(fù)雜的控制系統(tǒng)，尤其是順序控制系統(tǒng)，由于內(nèi)部的聯(lián)鎖、互動關(guān)系極其復(fù)雜，其梯形圖往往長達(dá)數(shù)百行，編制的難度較大，而且這類程序的可讀性也大大降低。運(yùn)用SFC語言編制復(fù)雜的順控程序，初學(xué)者可以很容易掌握。另外也為調(diào)試、試運(yùn)行帶來方便。SFC語言是一種通用的流程圖語言，三菱PLC在基本邏輯指令之外增加了兩條簡單的步進(jìn)順控指令（STL，意為Step Ladder），同時(shí)輔之以大量狀態(tài)元件，就可以用類似于SFC語言的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖方式編程。,3.4.1 步進(jìn)指令STL、RET,3.4.2 單流程SFC與步進(jìn)梯形圖編程,3.4.3 單流程狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖（步進(jìn)梯形圖）的編程舉例,3.4.1 步進(jìn)指令STL、RET

41、 PLC有專門用于編制順序控制程序的步進(jìn)指令及編程元件。STL和RET是一對步進(jìn)指令，STL是步進(jìn)開始指令，后面的操作元件只能是狀態(tài)組件S，在梯形圖中直接與母線相連，表示每一步的開始。RET是步進(jìn)結(jié)束指令，后面沒有操作數(shù)，是指狀態(tài)流程結(jié)束，用于返回主程序（母線）。指令說明見表3.22。,表3.22 步進(jìn)指令說明,STL只能與狀態(tài)組件S配合時(shí)才具有步進(jìn)功能。FX2N系列的狀態(tài)組件中有900點(diǎn)（S0S899）可用于構(gòu)成狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖，其中S0S9用于初始步，S10S19用于返回原點(diǎn)。使用STL指令的狀態(tài)組件的常開觸點(diǎn)稱為STL觸點(diǎn)，用符號 表示，沒有常閉的STL觸點(diǎn)。 指令使用如圖3.30所示。,

42、圖3.30 STL指令使用,,從圖中可以看出狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖與梯形圖之間的關(guān)系。在梯形圖中引入步進(jìn)接點(diǎn)和步進(jìn)返回指令后，就可以從狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的步進(jìn)梯形圖和指令表。對應(yīng)圖3.32(a)的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖的步進(jìn)梯形圖和指令表如圖3.30(b)(c)。狀態(tài)組件代表狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖各步，每一步都具有三種功能：負(fù)載的驅(qū)動處理、指定轉(zhuǎn)換條件和指定轉(zhuǎn)換目標(biāo)。 STL指令的執(zhí)行過程為：當(dāng)步S20為活動步時(shí)，S20的STL觸點(diǎn)接通，負(fù)載Y0有輸出。如果轉(zhuǎn)換條件X0滿足，后續(xù)步S21被置位變成活動步，同時(shí)前級步S20自動斷開變成不活動步，輸出Y0斷開。 STL指令的使用特點(diǎn)： (1) 使用STL指令使新的狀態(tài)置位，

43、前一狀態(tài)自動復(fù)位。當(dāng)STL觸點(diǎn)接通后，與此相連的電路被執(zhí)行；當(dāng)STL觸點(diǎn)斷開時(shí)，與此相連的電路停止執(zhí)行。若要保持普通線圈的輸出，可使用具有自保持功能的SET和RST指令。,,(2) STL觸點(diǎn)與左母線相連，與STL觸點(diǎn)右側(cè)相連的觸點(diǎn)要使用LD、LDI指令。也就是說，步進(jìn)指令STL有建立子母線的功能，當(dāng)某個狀態(tài)被激活時(shí)，步進(jìn)梯形圖上的母線就移到子母線上，所有操作均在子母線上進(jìn)行。 (3) 使用RET指令使LD、LDI點(diǎn)返回左母線。 (4) 同一狀態(tài)組件的STL觸點(diǎn)只能使用一次（單流程狀態(tài)轉(zhuǎn)移）。 (5) 梯形圖中同一元件的線圈可以被不同的STL觸點(diǎn)驅(qū)動，也就是說使用STL指令時(shí)允許雙線圈輸出。

44、(6) STL觸點(diǎn)可以直接驅(qū)動或通過別的觸點(diǎn)驅(qū)動Y、M、S、T等元件的線圈和功能指令。 (7) STL指令后不能直接使用入棧（MPS）指令。在STL和RET指令之間不能使用MC、MCR指令。 (8) STL指令僅對狀態(tài)組件有效，當(dāng)狀態(tài)組件不作為STL指令的目標(biāo)元件時(shí)，就具有一般輔助繼電器的功能。,,3.4.2 單流程SFC與步進(jìn)梯形圖編程,1. 單流程SFC 單流程SFC是狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖中的最基本的結(jié)構(gòu)流程。如圖3.31所示就是一個單流程的結(jié)構(gòu)。是由順序排列、依次有效的狀態(tài)序列組成，每個狀態(tài)的后面只跟一個轉(zhuǎn)移條件，每個轉(zhuǎn)移條件后面也只連接一個狀態(tài)。,圖3.31 單流程的SFC流程,圖中，當(dāng)狀態(tài)

45、S20有效時(shí)，若轉(zhuǎn)移條件X001接通，狀態(tài)將從S20轉(zhuǎn)移到S21，一旦轉(zhuǎn)移完成，S20同時(shí)復(fù)位。同樣，當(dāng)狀態(tài)S21有效時(shí)，若轉(zhuǎn)移條件X002接通，狀態(tài)將從S21轉(zhuǎn)移到S22，一旦轉(zhuǎn)移完成，S21同時(shí)復(fù)位。以此類推，直至流程中的最后一個狀態(tài)。 2. 狀態(tài)編程的特點(diǎn) (1) 狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖和步進(jìn)梯形圖表達(dá)的都是同一個程序，優(yōu)點(diǎn)是讓用戶每次只考慮一個狀態(tài)，而不必考慮其他的狀態(tài)，從而使編程更容易，而且還可以減少指令的程序步數(shù)。 (2) 狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖中的一個狀態(tài)表示順序控制過程中的一個工步，因此步進(jìn)梯形圖也特別適用于時(shí)間和位移等順序的控制過程，也能形象、直觀地表示順控過程。 (3) 狀態(tài)編程開始時(shí)，必須用ST

46、L指令使STL接點(diǎn)接通，從而使主母線與子母線接通，連在子母線上的狀態(tài)電路才能執(zhí)行，這時(shí)狀態(tài)就被激活。,,(4) 狀態(tài)的三個功能是在子母線上實(shí)現(xiàn)的，所以只有STL接點(diǎn)接通，該狀態(tài)的負(fù)載驅(qū)動和狀態(tài)轉(zhuǎn)移才能被掃描執(zhí)行。反之，STL接點(diǎn)斷開，對應(yīng)狀態(tài)就未被激活，則負(fù)載驅(qū)動和狀態(tài)轉(zhuǎn)移就不可能執(zhí)行，該電路將不被掃描而跳過。因此，除初始狀態(tài)外，其他所有狀態(tài)只有在轉(zhuǎn)移條件成立時(shí)才能被前一狀態(tài)置位而激活，一旦下一狀態(tài)激活，前一狀態(tài)就自動關(guān)閉?；谶@一特點(diǎn)，使各狀態(tài)之間的關(guān)系十分清晰單純，不相鄰狀態(tài)間的連鎖關(guān)系將不復(fù)存在，只需集中考慮實(shí)現(xiàn)本狀態(tài)的三大功能即可。 (5) 使程序的可讀性更好、更便于理解，也使程序的調(diào)

47、試、故障排除變得相對簡單。 (6) 狀態(tài)編程的最后，必須使用步進(jìn)返回指RET，從子母線返回主母線。若沒有RET指令，會將后面的所有程序還看成是當(dāng)前狀態(tài)中的指令，由于PLC程序是循環(huán)掃描的，也包括了最開始處的指令，這就會引起程序出錯而不能運(yùn)行。,,3. 狀態(tài)編程的規(guī)則 從圖3.32狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖中S20的狀態(tài)來看，每個狀態(tài)具有驅(qū)動負(fù)載、指定轉(zhuǎn)移方向和指定轉(zhuǎn)移條件三個功能。其中指定轉(zhuǎn)移方向和指定轉(zhuǎn)移條件是必不可少的，而負(fù)載驅(qū)動則視具體情況，沒有負(fù)載的狀態(tài)就不必進(jìn)行負(fù)載驅(qū)動。在圖中當(dāng)STL接點(diǎn)接通，S20狀態(tài)有效時(shí)，先是用OUT指令驅(qū)動輸出線圈Y0，然后才是用“SET S21”指令決定轉(zhuǎn)移方向，轉(zhuǎn)向

48、下一相鄰狀態(tài)S21。單流程中的其他狀態(tài)的編程就參照此模板進(jìn)行。狀態(tài)編程的規(guī)則如下。 (1) 初始狀態(tài)的編程。初始狀態(tài)一般是指一個順控工藝過程最開始的狀態(tài)。狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖起始位置的狀態(tài)就是初始狀態(tài)，初始狀態(tài)編程必須在其他狀態(tài)之前。狀態(tài)組件中S0S9共10個狀態(tài)組件專用作初始狀態(tài)。程序首次開始運(yùn)行時(shí)，初始狀態(tài)必須用其他方法預(yù)先驅(qū)動，使它處于工作狀態(tài)，否則狀態(tài)流程就不可能進(jìn)行，一般利用系統(tǒng)的初始條件實(shí)現(xiàn)如可由PLC從STOPRUN切換瞬間的初始脈沖使特殊輔助繼電器接通來驅(qū)動初始狀態(tài)，如圖3.32就是用這一方法來驅(qū)動初始狀態(tài)S0，使其置1。開始運(yùn)行后，初始狀態(tài)可由其他狀態(tài)來驅(qū)動。,每一個初始狀態(tài)下面的分支

49、數(shù)總和不能超過16個，這是對總分支數(shù)的限制，而對總狀態(tài)數(shù)則沒有限制。從每一個分支點(diǎn)上引出的分支不能超過8個，所以超過8個的分支不能集中在一個分支點(diǎn)上引出。初始狀態(tài)編程也可用后面的IST指令。 (2) 一般狀態(tài)的編程。除了初始狀態(tài)外，一般狀態(tài)組件必須在其他狀態(tài)后加入STL指令來進(jìn)行驅(qū)動，也就是說不能用除狀態(tài)組件之外的其他方式驅(qū)動。一般狀態(tài)編程時(shí)，必須先負(fù)載驅(qū)動，后轉(zhuǎn)移處理。狀態(tài)組件不可重復(fù)使用。 (3) 相鄰的兩個狀態(tài)中不能使用同一個定時(shí)器，否則會導(dǎo)致定時(shí)器沒有復(fù)位機(jī)會，而引起混亂。在非相鄰的狀態(tài)中可以使用同一個定時(shí)器。 (4) 連續(xù)轉(zhuǎn)移用SET，非連續(xù)轉(zhuǎn)移用OUT。若狀態(tài)向相鄰的下一狀態(tài)連續(xù)轉(zhuǎn)

50、移使用SET指令，但若向非相鄰的狀態(tài)轉(zhuǎn)移，則應(yīng)改用OUT指令。 (5) 在STL與RET指令之間不能使用MC、MCR等指令。MPS指令也不能緊接著STL后使用。在子程序或中斷服務(wù)程序中，不能使用STL。,圖3.32 初始狀態(tài)S0的驅(qū)動梯形圖,3.4.3 單流程狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖（步進(jìn)梯形圖）的編程舉例,例3.2 圖3.33是自動臺車控制示意圖，臺車在啟動前位于導(dǎo)軌的中部。一個工作周期的控制工藝如下： 1) 按下啟動按鈕SB，臺車電動機(jī)M正轉(zhuǎn)，臺車前進(jìn)，碰到限位開關(guān)SQ1后，臺車電動機(jī)M反轉(zhuǎn)，臺車后退。 2) 臺車后退碰到限位開關(guān)SQ2后，臺車電動機(jī)M停轉(zhuǎn)，臺車停車，停5s，第二次前進(jìn)，碰到限位開關(guān)SQ

51、3，再次后退。 3) 當(dāng)后退再次碰到限位開關(guān)SQ2時(shí)，臺車停止。 為設(shè)計(jì)本控制系統(tǒng)的梯形圖，先安排輸入、輸出口及機(jī)內(nèi)器件。臺車由電動機(jī)M驅(qū)動，正轉(zhuǎn)（前進(jìn)）由PLC的輸出點(diǎn)Y1控制，反轉(zhuǎn)（后退）由Y2控制。為了解決延時(shí)5s，選用定時(shí)器T0。啟動按鈕SB及限位開關(guān)SQ1、SQ2、SQ3分別接到X0、X1、X2、X3。,狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖解決順控問題的方法步驟如下： (1) 將整個控制系統(tǒng)過程按任務(wù)要求分解，臺車自動往返控制系統(tǒng)流程圖見圖3.34。 從圖3.34可以看出該圖的特點(diǎn)： 將復(fù)雜的任務(wù)或過程分解成若干個工序（狀態(tài)）。無論多么復(fù)雜的過程均能分化為小的工序，這非常有利于程序的結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)。,圖3.3

52、3 自動臺車示意圖,, 相對于某一具體的工序來說，控制任務(wù)實(shí)現(xiàn)了簡化，給局部程序的編制帶來了方便。 整體程序是局部程序的綜合，只要弄清各工序成立的條件、工序轉(zhuǎn)移的條件和轉(zhuǎn)移的方向，就可進(jìn)行這類圖形的設(shè)計(jì)。 狀態(tài)轉(zhuǎn)移流程圖可讀性強(qiáng)、容易理解，能清晰地反映工藝控制全過程。 將圖中的“工序”更換為“狀態(tài)”，“準(zhǔn)備”更換為“初始狀態(tài)”，就得到了狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖。狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖是狀態(tài)編程的重要工具。狀態(tài)編程的一般思想為：將一個復(fù)雜的控制過程分解為若干個工作狀態(tài)，弄清各狀態(tài)的工作內(nèi)容（狀態(tài)的功能、轉(zhuǎn)移條件和轉(zhuǎn)移方向），根據(jù)總的控制順序要求，將各獨(dú)立狀態(tài)聯(lián)系起來，形成狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖，進(jìn)行繪制梯形圖程序，寫出語句表。,

53、(2) 分配、確定狀態(tài)器元件，弄清每個被分配狀態(tài)器的功能，見表3.23。 需注意的是S20與S23、S21與S24功能相同，但它們是狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖中的不同工序，也就是不同狀態(tài)，故編號也不相同。,圖3.34 臺車自動往返狀態(tài)轉(zhuǎn)換流程圖,,表3.23 工序與狀態(tài)器及功能對應(yīng)表,(3) 找出每個狀態(tài)的轉(zhuǎn)移條件。狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖就是狀態(tài)和狀態(tài)轉(zhuǎn)移條件及轉(zhuǎn)移方向構(gòu)成的流程圖，所以弄清轉(zhuǎn)移條件是十分必要的。本例中各狀態(tài)的轉(zhuǎn)移條件是： S20轉(zhuǎn)移條件SB （X0） S21轉(zhuǎn)移條件SQ1 （X1） S22轉(zhuǎn)移條件SQ2 （X2） S23轉(zhuǎn)移條件定時(shí)器（T0） S24轉(zhuǎn)移條件SQ3 （X3） (4) 由以上分析，可以得

54、到臺車往返控制的順控狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖，見圖3.35(a)。 (5) 與SFC對應(yīng)的步進(jìn)梯形圖，見圖3.35(b)。 (6) 根據(jù)狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖和梯形圖寫出指令語句表，見圖3.35(c)。,【例2】設(shè)計(jì)三只彩燈（HL1、HL2、HL3）自動閃爍的程序，并寫出指令語句表。 控制工藝要求： 1) HL1亮1s后，HL2亮，同時(shí)HL1滅；HL2亮1s后，HL3亮，同時(shí)HL2滅；HL3亮1s后，三只燈一齊亮1s，滅1s，再一齊亮1s，回到起始點(diǎn)。 2) 用一只點(diǎn)動按鈕SB控制三彩燈閃爍。 (1) PLC控制的I/O端口分配見表3.24。,表3.24 彩燈自動閃爍控制I/O分配表,(2) 彩燈自動閃爍狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖如圖

55、3.36。 (3) 步進(jìn)梯形圖如圖3.37。 (4) 指令表如圖3.38。,(a) 狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖,(b) 梯形圖,(c) 指令表,圖3.35 臺車自動往返控制,,(a) 狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖,圖3.36 彩燈自動閃爍狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖,,,圖3.37 彩燈自動閃爍步進(jìn)梯形圖,,圖3.38 彩燈自動閃爍指令表,3.5 三菱FX系列功能指令,PLC的基本指令是基于繼電器、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器類等軟元件，主要用于邏輯處理的指令。作為工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，PLC僅有基本指令是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的?，F(xiàn)代工業(yè)控制在許多場合需要數(shù)據(jù)處理，因而PLC制造商在PLC中引入應(yīng)用指令，也稱功能指令。 FX系列PLC除了基本指令、步進(jìn)指令外，還有200多條功

56、能指令?？煞譃槌绦蛄飨蚩刂啤?shù)據(jù)傳送與比較、算術(shù)與邏輯運(yùn)算、數(shù)據(jù)移位與循環(huán)、數(shù)據(jù)處理、高速處理、方便指令、外部設(shè)備通信（I/O模塊、功能模塊）、浮點(diǎn)運(yùn)算、定位運(yùn)算、時(shí)鐘運(yùn)算、觸點(diǎn)比較等幾大類。功能指令實(shí)際上就是許多功能不同的子程序。,圖3.39 功能指令格式,圖3.39這條程序的意思是：當(dāng)X0為ON時(shí)，把常數(shù)K123送到數(shù)據(jù)寄存器D20中去。其中X0是執(zhí)行條件，MOV是傳送功能指令，K123是源操作數(shù)，D20是目標(biāo)操作數(shù)。,3.5.1 指令的基本規(guī)則,3.5.2 傳送指令MOV,3.5.3 移位傳送指令SMOV,3.5.4 取反傳送指令CML,3.5.5 傳送指令BMOV,3.5.6 多點(diǎn)傳送

57、指令FMOV,3.5.7 數(shù)據(jù)交換指令XCH,3.5.8 比較指令CMP,3.5.9 間比較指令ZCP,3.5.10 二進(jìn)制碼轉(zhuǎn)換指令BIN,3.5.11 BCD碼轉(zhuǎn)換指令,3.5.12 BIN加1指令I(lǐng)NC,3.5.13 BIN減1指令DEC,3.5.14 區(qū)間復(fù)位指令ZRST,3.5.15 七段解碼指令SEGD,3.5.16 位右移指令SFTR,3.5.17 位左移指令SFTL,3.5.1 功能指令的基本規(guī)則 1. 功能指令的表示方法 功能指令由指令助記符、功能號、操作數(shù)等組成。在簡易編程器中，輸入功能指令時(shí)以功能號輸入功能指令；在編程軟件中，輸入功能指令時(shí)以指令助記符輸入功能指令。功能

58、指令的表式形式見表3.25。,表3.25 功能指令的表示形式,說明如下： (1) 每一條功能指令有一個功能號和一個助記符，兩者嚴(yán)格對應(yīng)。由表3.25可見，助記符MEAN（求平均值）對應(yīng)的功能號為FNC45。 (2) 操作數(shù)（或稱操作元件） 有些功能指令只有助記符而無操作數(shù)，但大多數(shù)功能指令在助記符之后還必須有15個操作數(shù)。組成部分有： S表示源操作數(shù)，若使用變址寄存器，表示為S，多個源操作數(shù)用S1S2或者S1S2 表示。 D表示目標(biāo)操作數(shù)，若使用變址寄存器，表示為D，多個目標(biāo)操作數(shù)用D1D2或者D1D2 表示。 n表示其他操作數(shù)，常用于表示常數(shù)或?qū)和D的補(bǔ)充說明。有多個時(shí)用n1、n2表示。

59、表示常數(shù)時(shí)，K表示十進(jìn)制數(shù)，H表示十六進(jìn)制數(shù)。,(3) 程序步。在程序中，每條功能指令占用一定的程序步數(shù)，功能號和助記符占一步，每個操作數(shù)占2步或4步（16位操作數(shù)是2步，32位操作數(shù)是4步）。 (4) 功能指令助記符前加D，表示處理32位數(shù)據(jù)；指令前不加D，表示處理16位數(shù)據(jù)。 2. 功能指令的執(zhí)行方式 功能指令執(zhí)行方式有連續(xù)執(zhí)行和脈沖執(zhí)行兩種方式。由表3.25可見，在指令的助記符后加符號（P）表示脈沖執(zhí)行方式。助記符后不加（P）則為連續(xù)執(zhí)行方式。如圖3.40所示，在X0從OFFON變化時(shí)，該指令執(zhí)行一次。當(dāng)執(zhí)行條件X1為ON時(shí)，每個掃描周期都要執(zhí)行一次。,對某些功能指令如INC、DEC等

60、，用連續(xù)執(zhí)行方式在實(shí)用中可能會帶來問題。如圖4.41所示，是一條INC指令，是對目標(biāo)組件D10進(jìn)行加1操作的。假設(shè)該指令以連續(xù)方式工作的話，那么只要X000是接通的，則每個掃描周期都會對目標(biāo)組件加1，而這在許多實(shí)際的控制中是不允許的。為了解決這類問題，在指令助記符的后面加符號（P），設(shè)置了指令的脈沖執(zhí)行方式。,,圖3.40 指令執(zhí)行形式,INC（P）指令的含義：每當(dāng)X000從斷開變?yōu)榻油〞r(shí)，目標(biāo)組件就被加1一次。也就是說，每當(dāng)X000來了一個上升沿，才會執(zhí)行加1。而在其他情況下，即使X000始終是接通的，都不會執(zhí)行加1指令。 由此可見，在不需要每個掃描周期都執(zhí)行指令時(shí)，可以采用脈沖執(zhí)行方式的

61、指令，這樣還能縮短程序的執(zhí)行時(shí)間。,,圖3.41 脈沖執(zhí)行方式的INC 指令,3. 位元件 只處理ON/OFF兩種狀態(tài)，用一個二進(jìn)制位表達(dá)的元件稱位元件。如X、Y、M、S都是位元件。位元件可以組合起來進(jìn)行數(shù)字處理，方法是將多個位組件按4位一組的原則來組合，即用4位BCD碼來表示1位十進(jìn)制數(shù)，這樣就能在程序中使用十進(jìn)制數(shù)據(jù)了。 組合方法的助記符是：Kn+最低位位組件號。如KnX、KnY、KnM、即是位組件組合，其中“K”表示后面跟的是十進(jìn)制數(shù)，“n”表示4位一組的組數(shù)，16位數(shù)據(jù)用K1K4，32位數(shù)據(jù)用K1K8。數(shù)據(jù)中的最高位是符號位。如K2M0表示由M0M3和M4M7兩位組件組成一個8位數(shù)據(jù)，

62、其中M7是最高位，M0是最低位。同樣，K4M10表示由M10M25四位位組件組成一個16位數(shù)據(jù)，其中M25是最高位，M10是最低位。 當(dāng)一個16位數(shù)據(jù)傳送到目標(biāo)組件K1M0K3M0時(shí)，由于目標(biāo)組件不到16位，所以將只傳送16位數(shù)據(jù)中的相應(yīng)低位數(shù)據(jù)，相應(yīng)高位數(shù)據(jù)將不傳送。32位數(shù)據(jù)傳送也一樣。 在作16位數(shù)據(jù)操作時(shí)，參與操作的位元件由K1K4指定。若僅有K1K3時(shí)，不足16位的高位均作0處理。這樣最高位的符號位必然是0，也就是說只能是正數(shù)（符號位的判別是：正0負(fù)1）。如執(zhí)行圖3.42所示指令時(shí)，數(shù)據(jù)源只有12位，而目標(biāo)寄存器D20是16位的，傳送結(jié)果D20的高4位自動添0，如圖3.43所示。,被

63、組合的位元件的最低位位組件號習(xí)慣上采用以0結(jié)尾的元件，例如K2X0、K4Y10、K3M0、K4S20等。,,圖3.42 源數(shù)據(jù)不足16位,圖3.43 高4位自動添0,4. 字元件與雙字元件 (1) 字元件：處理數(shù)據(jù)的元件稱字元件，如T、C、D等。字元件是FX2系列PLC數(shù)據(jù)類組件的基本結(jié)構(gòu)，1個字元件是由16位的存儲單元構(gòu)成，其最高位（第15位）為符號位，第014位為數(shù)值位。符號位的判別是：正數(shù)0，負(fù)數(shù)1。圖3.44所示為16位數(shù)據(jù)寄存器D0。,圖3.44 字元件,(2) 雙字元件：可以使用兩個字元件組成雙字元件，以組成32位數(shù)據(jù)操作數(shù)。雙字元件是由相鄰的寄存器組成，如圖3.45中由D11和D

64、10組成。,圖3.45 雙字元件,由圖可見，低位組件D10中存儲了32位數(shù)據(jù)的低16位，高位組件D11中存儲了32位數(shù)據(jù)的高16位，也就是說，存放原則是：“低對低，高對高”。雙字元件中第31位為符號位，第030位為數(shù)值位。要注意，在指令中使用雙字元件時(shí)，一般只用其低位地址表示這個組件，但高位組件也將同時(shí)被指令使用。雖然取奇數(shù)或偶數(shù)地址作為雙字元件的低位是任意的，但為了減少組件安排上的錯誤，建議用偶數(shù)作為雙字元件的地址。功能指令中的操作數(shù)是指操作數(shù)本身或操作數(shù)的地址。功能指令能夠處理16位或32位的數(shù)據(jù)。,,5. 功能指令中的數(shù)據(jù)長度 因?yàn)閹缀跛屑拇嫫鞯亩M(jìn)制位數(shù)都是16位，所以功能指令中1

65、6位的數(shù)據(jù)都是以默認(rèn)形式給出的。如圖3.46所示為一條16位MOV指令。,圖3.46 16位MOV指令,上述指令含義：當(dāng)X000接通時(shí)，將十進(jìn)制數(shù)100傳送到16位的數(shù)據(jù)寄存器D10中去。當(dāng)X000斷開時(shí)，該指令被跳過不執(zhí)行，源和目的內(nèi)容都不變。,,功能指令除了可以處理16位數(shù)據(jù)，也可以處理32位數(shù)據(jù)。只要在助記符前加符號（D），例如在傳送指令MOV前加（D）符號時(shí)，表示該指令處理32位數(shù)據(jù)，如圖3.47所示。,圖3.47 32位MOV指令,,該指令含義：當(dāng)X000接通時(shí)，將由D11和D10組成的32位源數(shù)據(jù)傳送到由D13和D12組成的目標(biāo)地址中去。當(dāng)X000為斷開時(shí)，該指令被跳過不執(zhí)行，源和

66、目的內(nèi)容都不變。從這里可以看出，32位數(shù)據(jù)是由兩個相鄰寄存器構(gòu)成的，但在指令中寫出的是低位地址，高位地址被隱藏了，源和目都是這樣表達(dá)的。指令中源地址是由D11和D10組成，但只寫出低位地址D10，而目標(biāo)地址由D12和D11組成，但只寫出低位地址D12。因此，在32位數(shù)據(jù)指令中應(yīng)避免出現(xiàn)如圖3.48的錯誤。所以建議32位雙字元件的首地址都用偶地址就是這個道理。,圖3.48 錯誤的32位MOV指令,特別指出32位計(jì)數(shù)器C200C255不能用作指令的16位操作數(shù)。,,6. 變址寄存器（V、Z） 變址寄存器V和Z是兩個16位的寄存器，除了和通用數(shù)據(jù)寄存器一樣用作數(shù)值數(shù)據(jù)讀、寫之外，主要還用于運(yùn)算操作數(shù)地址的修改。在傳送、比較等指令中用來改變操作對象的組件地址，變址方法是將V、Z放在各種寄存器的后面，充當(dāng)操作數(shù)地址的偏移量。操作數(shù)的實(shí)際地址就是寄存器的當(dāng)前值與V或Z內(nèi)容相加后的和。如圖3.49所示。,圖3.47 32位MOV指令,,,當(dāng)各邏輯行滿足條件時(shí)，K10送到V，K20送到Z，所以V、Z的內(nèi)容分別為10、20。當(dāng)執(zhí)行ADD加法指令，即執(zhí)行（D5V）+（D15Z）（D40Z）時(shí)，此時(shí)D5