三菱PLC编程实例
三菱FX系列PLC教学课程---一个从基础讲起的电梯控制实例
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。
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 PLC中各种元件介绍（以FX2-64MR为例）
一、输入继电器 X
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）
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。
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 FX2 PLC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
2-2-6 LDP、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OUT M100之后，接OUT T0）
编程：
0 LD X000 1 OUT Y000 2 LDI X001 3 OUT M100
4 OUT T0 K19 ——程序步自动管理空2步 7 LD T0 8 OUT Y001
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 0.01-327.67秒
100ms 定时器 1-32,767 0.1-3,276.7秒 3
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OUT M101
与OUT Y004）
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：
0 LD X002 1 AND X000 2 OUT Y003 3 LD Y003 4 ANI X003 5 OUT M101 6 AND T1 7 OUT Y004
如上图所示，紧接着OUT M101以后通过触点T1可以驱动OUT Y004，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
当使用M1536-M3071时，程序步加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：
0 LD X004
1 OR X006
2 ORI M102
3 OUT Y005
4 LDI Y005
5 AND X007
6 OR M103
7 ANI X010
8 OR M110
9 OUT M103
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 1 LD X000 2 AND X001 3 LD X002 4 AND X003 5 ORB
6 LDI X004
7 AND X006
8 ORB
9 OUT Y006 编程不佳的程序 1 LD X000 2 AND X001 3 LD X002 4 AND X003 5 LDI X004 6 AND X006 7 ORB 8 ORB
9 OUT Y006
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：
0 LD X000 1 OR X001 2 LD X002 3 AND X003 4 LDI X004 5 AND X005 6 ORB 7 OR X006 8 ANB 9 OR X003 10 OUT Y007
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：
0 LDP X000
1 ORP X001
2 OUT M0
3 LD M8000
4 ANDP X002
5 OUT M1
例2：
0 LDF X000 1 ORF X001 2 OUT M0 3 LD M8000 4 ANDF X002 5 OUT M1
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
0 LD X004 1 MPS
2 AND X005
3 OUT Y002
4 MRD
5 AND X00
6 6 OUT Y003
7 MRD
8 OUT Y004 9 MPP
10 AND X007 11 OUT Y005
例2：二段栈
0 LD X000
1 MPS
2 AND X001
3 MPS
4 AND X002
5 OUT Y000
6 MPP
7 AND X003
8 OUT Y001 9 MPP
10 AND X004
11 MPS
12 AND X005
13 OUT Y002
14 MPP
15 AND X006
16 OUT Y003
例3：四段栈
0 LD X000
1 MPS
2 AND X001
3 MPS
4 AND X002
5 MPS
6 AND X003
7 MPS
8 AND X004
9 OUT Y000 10 MPP
11 OUT Y001
12 MPP
13 OUT Y002
14 MPP
15 OUT 003
16 MPP
17 OUT Y004
请对照一下面的梯形图与例3：
0 LD X000
1 OUT Y004
2 AND X001
3 OUT Y003
4 AND X002
5 OUT Y002
6 AND X003
7 OUT Y001
8 AND X004
9 OUT Y000 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
0 LD X000
1 MC N0 M100
4 LD X001
5 OUT Y000
6 LD X002
7 OUT Y001
8 MCR N0 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 (7)
例2：有嵌套时
0 LD X000
1 MC N0 M100 3步指令
4 LD X001
5 OUT Y000
6 LD X002
7 MC N1 M101 3步指令
10 LD X003
11 OUT Y001
12 MCR N1 2步指令
14 LD X004
15 OUT Y002
16 MCR N0 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
当使用M1536--M3071时，程序步加1
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
0 LD X000
1 PLS M0 2步指令 3 LD M0 4 SET Y000 5 LD X001
6 PLF M1 2步指令 8 LD M1 9 RST Y000
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
RST 复位
消除动作保持， 寄存器清零
Y、M、S、T、C、D、V、Z Y、M： 1 S、特M： 2
T、C： 2 D、V、Z、特D：3
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
0 LD X000 1 SET Y000 2 LD X001 3 RST Y000
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
0 LD X010
1 RST C0 2步指令 3 LD X011
4 OUT C0 K10 （3步指令） 7 LD C0 8 OUT Y000
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
0 LD X010
1 OUT M8*** 2步
3 LD X011
4 RST C*** 2步
6 LD XO12
7 OUT C*** K值（或D） 5步
12 LD C***
13 OUT Y002
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
NOP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，但是程序步需要有空余。
3、若将已写入的指令换成NOP指令，则电路会发生变化，务必请注意。
END指令：
1、可编程序控制器反复进行输入处理、程序执行、输出处理。若在程序的最后写入END
指令，则END以后的其余程序步不再执行，而真接进行输出处理。
2、在程序中没有END指令时，则处理到最终的程序步再执行输出处理，然后返回0步处理程序。
3、在调试期间，在各程序段插入END指令，可依次检测各程序段的动作。这种场合，在 确认前面电路块动作正确无误后，依次删去END指令。
4、RUN（运行）开始时的首次执行，从执行END指令开始。
梯形图设计的规则和技巧
一、梯形图中的触点应画在水平线上，而不能画在垂直分支上，如图1（a），由于X005画在垂直分支上，这样很难判断与其他触点的关系，也很难判断X005与输出线圈Y001的控制方向，因此应根据从左至右，自上而下的原则。正确的画法如图1（b）
图1（a） 图1（b）
二、不包含触点的分支应放放在垂直方向，不应放在水平线上，这样便于看清触点的组和对输出线圈的控制路线，以免编程时出错。如图2所示。
图2（a）不正确画法 图2（b）正确画法