第三章 PLC编程软件的使用及编程指令的学习
第三章 PLC编程软件的使用及编程指令的学习
实验一三菱FX系列PLC的编程软件的使用
一、实验目的
学习三菱FX系列PLC编程软件的使用。
二、实验设备
序号名称数量
1 XK-PLC4B型PLC控制气动与液压实训
1台
台
2 PLC通讯电缆1根
3 跨接线若干
三、实验内容
1、MELSEC-F/FX是三菱FX系列PLC的编程软件。安装完MELSEC-F/ FX之后，在WINDOWS 条件下起动安装进入MELSEC-F/FX系统，选择FXGP-WIN-C文件双击鼠标左键，出现如图1.1.1的界面方可进入编程。
图1.1.1 MELSEC-F/FX启动界面
2、FXGP-WIN-C编程软件的界面介绍见图1.1.2。
图1.1.2 FXGP-WIN-C编程软件的界面介绍图
界面包含：
A：当前编程文件名，例如标题栏中的文件名untit101。
B：菜单：文件（F）、编辑（E）、工具（T）、PLC、遥控（R）、监控/测试（M）等等。
C：快捷功能键：保存、打印、剪切、转换、元件名查、指令查、触点/线圈查、刷新等等。
D：当前编程工作区：编辑用指令（梯形图）形式表示的程序。
E：当前编程方式：梯形图。
F：状态栏：梯形图。
G：快捷指令：F5常开、F6常闭、F7输入元件、F8输入指令等等。
Y：功能图：常开、常闭、输入元件、输入指令等等。
菜单操作：
FXGP-WIN-C（以下统一用简称FXGP）的各种操作主要靠菜单来选择，当文件处于编辑状态时，用鼠标点击想要选择的菜单项，如果该菜单项还有子菜单，鼠标下移，根据要求选择子菜单项，如果该菜单项没有下级子菜单，则该菜单项就是一个操作命令，单击即执行命令。
3、编辑文件的正确进入及存取
如果是首次程序设计：首先打开FXGP编程软件，点击〈文件〉子菜单〈新文件〉或点
击常用工具栏弹出[PLC类型设置]对话框，供选择机型。使用时，根据实际确定机型，
若要选择FX1N即选中FX1N，然后按“确认”按钮，如图1.1.3所示，就可马上进入编辑程序状态。注意这时编程软件会自动生成一个〈SWOPC-FXGP/WIN-C-UNTIT***〉文件名，在这个文件名下可编辑程序。
图1.1.3 PLC型号的选择
文件完成编辑后进行保存：点击〈文件〉子菜单〈另存为〉，弹出[File Save As]对话框，在“文件名”中能见到自动生成的〈SWOPC-FXGP/WIN-C-UNTIT***〉文件名，这是编辑文件用的通用名，在保存文件时可以使用，但我们建议一般不使用此类文件名，以避免出错。而在“文件名”框中输入一个带有（保存文件类型）特征的文件名。
保存文件类型特征有三个：Win Files(*.pmw)、Dos Files(*.pmc)和All Files(*.*)，如图1.1.4。
图1.1.4 程序的保存
一般类型选第一种，例：先擦去自动生成的“文件名”，然后在“文件名”框中输入（ABC.pmw）、（555.pmw）、（新潮.pmw）等等。有了文件名，单击“确定”键，弹出“另存为”对话框，在“文件题头名”框中输入一个自己认可的名字，单击“确定”键，完成文件保存。
注：如果点击工具栏中“保存”按键只是在同名下保存文件。
如果是打开已经存在的文件：首先点击编程软件FXGP-WIN-C，在主菜单“文件”下选中“打开”弹出“File Open”对话框，选择正确的驱动器、文件类型和文件名，单击“确定”键即可进入以前编辑的程序。
4、文件程序编辑
当正确进入FXGP编程系统后，文件程序的编辑可用二种编辑状态形式：指令表编辑和梯形图编辑。
1）指令表编辑程序
“指令表”编辑状态，可以让你用指令表形式编辑一般程序。
现在以输入下面一段程序为例：
Step Instruction I/0
0 LD X000
1 OUT Y000
“指令表”程序编辑结束后，应该进行程序检查，FXGP 能提供自检，单击“选项”下拉子菜单，选中“程序检查”弹出[程序检查]对话框，根据提示，可以检查是否有语法错误，电路错误以及双线圈检验。检查无误可以进行下一步的操作〈传送〉、〈运行〉。
2）“梯形图”编辑程序
梯形图编辑状态，可以让你用梯形图形式编辑程序。 现在以输入下面一段梯形图为例：
注：程序结束前必须输入结束指令（END）
“梯形图”程序编辑结束后，应该进行程序检查， FXGP能提供自检，单击“选项”下拉子菜单，选中“程序检查”弹出“程序检查”对话框，根据提示可以检查是否有语法错误，电路错误以及双线圈检验。进行下一步<转换>、<传送>、<运行>。
注意：“梯形图”编辑程序必须经过“转换”成指令表格式才能被PLC认可运行。但有时输入的梯形图无法将其转换为指令格式。
梯形图转换成指令表格式的操作用鼠标点击快捷功能键:转换，或者点击工具栏的下拉菜单“转换”。
梯形图和指令表编程比较：梯形图编程比较简单、明了，接近电路图，所以一般PLC 程序都用梯形图来编辑，然后转换成指令表，下载运行。
5、设置通讯口参数
在FXGP中将程序编辑完成后和PLC通讯前，应设置通讯口的参数。如果只是编辑程序，不和PLC通讯，可以不做此步。
设置通讯口参数，分二个步骤：
1）PLC串行口设置
如果PLC与电脑连接好了，点击菜单“PLC”的子菜单“串行口设置（D8120）[e]”，弹出如图1.1.5的对话框：
图1.1.5 PLC串行口设置
检查是否一致，如果不对，马上修正完[确认]返回菜单做下一步。（注：串行口设置一般已由厂方设置完成）。
2）PLC的端口设置
点击菜单“PLC”的子菜单“端口设置[e]”弹出如图1.1.6的对话框：
图1.1.6 PLC端口设置
根据PLC与PC连接的端口号，选择COM1～COM4中的一个，完成[确认]返回菜单。
注：PLC的端口设置也可以在编程前进行。
6、FXGP与PLC之间的程序传送
在FXGP中把程序编辑好之后，要把程序下传到PLC中去，程序只有在PLC中才能运行；也可以把PLC中的程序上传到FXGP中来，在FXGP和PLC之间进行程序传送之前，应该先用电缆连接好PC-FXGP和PLC。
1）把FXGP中的程序下传到PLC中去
若FXGP中的程序用指令表编辑即可直接传送，如果用梯形图编辑的则要求转换成指令表才能传送，因为三菱PLC只识别指令。
点击菜单“PLC”的二级子菜单“传送”→“写出”：弹出对话框，有二个选择〈所有范围〉、〈范围设置〉
选择所有范围即状态栏中显示的“程序步”（FX2N-8000、FX0N-2000）会全部写入PLC，时间比较长。（此功能可以用来刷新PLC的内存）
选择范围设置，先确定“程序步”的“起始步”和“终止步”的步长，然后把确定的步长指令写入PLC，时间相对比较短。
程序步的长短都在状态栏中明确显示。(见图1.1.2界面下方)
在“状态栏”会出现“程序步”（或“已用步”）写入（或插入）FX2N等字符。选择完[确认]，如果这时PLC处于“RUN”状态，通讯不能进行，屏幕会出现“PLC正在运行，无法写入”的文字说明提示，这时应该先将PLC的“RUN 、STOP”的开关拨到“STOP”，然后才能进行通讯。进入PLC程序写入过程，这时屏幕会出现闪烁着的“写入Please wait a moment”等提示符。
“写入结束”后自动“核对”，核对正确才能运行。
注意这时的“核对”只是核对程序是否写入了PLC，电路的正确与否由PLC判定，与通讯无关。
若“通讯错误”提示符出现，可能有两个问题要检查。
第一，在状态检查中看“PLC类型”是否正确，例：运行机型是FX1N，但设置的是FXON，就要更改成FX1N。
第二，PLC的“端口设置”是否正确即COM口。
排除了二个问题后，重新“写入”直到“核对”完成表示程序已输送到PLC中。
2）把PLC中的程序上传到FXGP中
若要把PLC中的程序读回FXGP，首先要设置好通讯端口，点击“PLC”子菜单“读入”弹出[PLC类型设置]对话框，选择PLC类型,[确认]读入开始。结束后状态栏中显示程序步数。这时在FXGP中可以阅读PLC中的运行程序。
注意：FXGP和PLC之间的程序传送，有可能原程序会被当前程序覆盖，假如不想覆盖
原有程序，应该注意文件名的设置。
7、程序的运行与调试
1）程序运行
当程序写入PLC后就可以在PLC中运行了。先将PLC处于RUN状态（可用手拨PLC的“RUN/STOP”开关到“RUN”档），再通过实验系统的输入开关给PLC输入给定信号，观察PLC输出指示灯，验证是否符合编辑程序的电路逻辑关系，如果有问题还可以通过FXGP提供的调试工具来确定问题，解决问题。
例：运行验证程序
编辑、传送、运行下列程序：
步骤：
（1）梯形图方式编辑，然后[转换]成指令表程序。
（2）程序[写入]PLC，在[写入]时PLC应处于“STOP”状态。
（3）PLC中的程序在运行前应使PLC处于“RUN”状态。
（4）输入给定信号，观察输出状态，可以验证程序的正确性。
操作步骤观察
闭合XOOO断开X001 Y000应该动作
闭合X000闭合X002 Y000应该动作
断开X000 Y000应该不动作
闭合X000、闭合X001、断开X002 Y000应该不动作
Y000这条电路正确Y000动作10秒后T0定时器触点闭合 Y001应该动作
T0、Y001电路正确
2）程序调试
当程序写入PLC后，按照设计要求可用FXGP来调试PLC程序。如果有问题，可以通过FXGP提供的调试工具来确定问题所在。调试工具：监控/测试。下面举例（如图1.1.7）说明：
* 开始监控在PLC运行时通过梯形图程序显示各位元件的动作情况：见图1.1.7。
图1.1.7
当X000闭合、Y000线圈动作、T0计时到、Y001线圈动作，此时可观察到动作的每个元件位置上出现翠绿色光标，表示元件改变了状态。利用“开始监控”可以实时观察程序运行。
* 进入元件监控在PLC运行时，监控指定元件单元的动作情况：见图1.1.8。
图1.1.8
当指定元件进入监控（在“进入元件监控”对话框中输入元件号），就可以非常清楚元
件改变状态的过程，例如T0定时器，当当前值增加到和设置的一致，状态发生变化。这过
程在对话框中能清楚看到。
* 强制Y输出强制PLC输出端口（Y）输出ON/OFF：见图1.1.9。
图1.1.9
如果在程序运行中需要强制某个输出端口（Y）输出ON或OFF，可以在“强制Y输出”的对话框中输入所要强制的“Y”元件号，选择“ON”或“OFF”状态“确认”后，元件保持“强制状态”一个扫描周期，同时图（7）界面也能清楚显示已经执行过的状态。
“强制ON/O FF”相当于执行了一次* 强制ON/OFF强行设置或重新设置PLC的位元件：
SET/RST指令或是一次数据传递指令。对那些在程序中其线圈已经被驱动的元素，如Y0，强制“ON/OFF”状态只有一个扫描周期，从PLC的指示灯上并不能看到效果。
下面通过图1.1.10和图1.1.11说明“强制ON/OFF”的功能，选TO元件作强制对象，在图1.1.10中，可看到在没有选择任何状态（设置/重新设置）条件下，只有当TO的“当前值”与“设置”的值一致时，TO触点才能工作。
图1.1.10
如果选择“ON/OFF”的设置状态，在图1.1.11中当程序开始运行，TO计时开始，这时只要确认“设置”，计时立刻停止，触点工作（程序中的TO状态被强制改变）。
图1.1.11
如果选择“ON/OFF”的重新设置状态，当程序开始运行，TO计时开始，这时只要确认“重新设置”，当前值立刻被刷新，T0恢复起始状态。TO计时重新开始。
调试还可以调用PLC诊断，简单观察诊断结果。
调试结束，关闭“监控/测试”，程序进入运行。
注：“开始监控”、“进入元件监控”是可以进行实时监控元件的动作情况。
* 改变当前值改变PLC字元件的当前值：见图1.1.12。
图1.1.12
在图1.1.12中，当“当前值”的值被改动。例如K100改为K58，在程序运行状态下，执行确认，则TO从常数K58开始计时，而不是从零开始计时，这在元件监控对话框中清楚的反应出来，同时在改变当前值的对话框的“过程显示”中也能观察到。
改变当前值在程序调试中可用于瞬时观察。
* 改变设置值改变PLC中计数器或计时器的设置值：见图1.1.13和图1.1.14。
在程序运行监控中，如果要改变光标所在位置的计数器或计时器的输出命令状态，只需在“改变设置值”对话框中输入要改变的值，则该计数器或计时器的设置值被改变，输出命令状态亦随之改变。如图1.1.13中，T0原设置值为“K100”，在“改变设置值”对话框中改为“K10”，并确认，则TO的设置值变为“K10”，如图1.1.14所示。
改变设置值在程序调试是比较常用的方法。
注：该功能仅仅在监控线路图时有效。
图1.1.13
图1.1.14
8、退出系统
完成程序调试后退出系统前应该先核定程序文件名后将其存盘，然后关闭FXGP所有应用子菜单显示图，退出系统。
实验二布尔指令训练
一、实验目的
学习和训练PLC的布尔指令。
二、实验设备
序号名称数量
1 XK-PLC4B型PLC控制气动与液压实训
1台
台
2 PLC通讯电缆1根
3 跨接线若干
三、实验内容
1、布尔指令简介
助记符功能梯形图表示操作数
LD A触点逻辑运算开始
X、Y、M、S、T、
C
LDI B触点逻辑运算开始
X、Y、M、S、T、
C
OUT 线圈驱动
Y、M、S、T、C
AND A触点串联连接
X、Y、M、S、T、
C
ANI B触点串联连接
X、Y、M、S、T、
C
OR A触点并联连接
X、Y、M、S、T、
C
ORI B触点并联连接
X、Y、M、S、T、
C
LDP 上升沿检出运算开始
X、Y、M、S、T、
C
LDF 下降沿检出运算开始
X、Y、M、S、T、
C
ANDP 上升沿检出串联连接
X、Y、M、S、T、
C
ANDF 下降沿检出串联连接
X、Y、M、S、T、
C
ORP 上升沿检出并列连接
X、Y、M、S、T、
C
ORF 下降沿检出并列连接
X、Y、M、S、T、
C
PLS 上升沿微分输出
Y、M
PLF 下降沿微分输出
Y、M
SET 动作保持
Y、M、S
RST 清除动作保持，当前值
及寄存器清零
Y、M、S、T、C、
D、V、Z
2、控制要求
用按钮K6和K7来控制灯L0、L1和L2的状态。
1）只有当按钮K6和K7都断开时，灯L0亮。
2）只有当按钮K6和K7一个闭合，另一个断开时，灯L1亮。
3）只有当按钮K6和K7都闭合时，灯L2亮。
3、I/O分配
（1）开关量输入
序号点号符号意义
1 X0 K6 按钮K6状态
2 X1 K7 按钮K7状态
（2）开关量输出
序号点号符号意义
1 Y0 L0 灯L0控制
2 Y1 L1 灯L1控制
3 Y2 L2 灯L2控制
4、PLC程序
参考程序见“布尔指令.PMW”。
四、实验步骤
1、按图1.2.1进行实验台面板接线。
图1.2.1
2、下载PLC程序
打开PLC程序“布尔指令.PMW”，先将PLC切换到停止状态，然后将程序装入PLC，最后将PLC切换到运行状态。
3、操作演示
1）当按钮K6和K7都断开时，灯L0亮；
2）当按钮K6闭合K7断开时，灯L1亮；
3）当按钮K6断开K7闭合时，灯L1亮；
4）当按钮K6和K7都闭合时，灯L2亮。
实验三定时指令训练
一、实验目的
学习和训练PLC的定时指令。
二、实验设备
序号名称数量
1 XK-PLC4B型PLC控制气动与液压实训
1台
台
2 PLC通讯电缆1根
3 跨接线若干
三、实验内容
1、定时器指令简介
FX2N系列PLC有200个100ms定时器T0～T199，46个10ms定时器T200～T245，4个1ms累计定时器T246～T249，6个100ms累计定时器T250～T255。
（1）一般用定时器：T0～T199时基为100ms；T200～T245时基为10ms。
PLC图1.3.1
其工作过程为（以PLC图1.3.1所示梯形图程序为例）：当X0为1时，定时器T0开始以100ms为单位计时，当计到K100×100ms=10s时，定时器的输出触点动作（为1）；当X0为0时定时器T0复位，其输出触点复位。
（2）累积型定时器：T246～T249为1ms累计型，T250～T255为100ms累计型。
PLC图1.3.2
其工作过程为（以PLC图1.3.2所示梯形图程序为例）：当X0为1时， T250用当前值计数器将累计100ms的时钟脉冲。如果该值达到设定值K100时，定时器的输出触点动作。在计算过程中，即使X1断开或停电时，再启动时，继续计算，其累积计算动作时间为10s。如果复位输入X1为1，定时器复位，输出触点也复位。
2、控制要求
利用定时指令编程，产生连续的方波信号输出，其周期设为3s，占空比为2 ：1。
3、I/O分配
（1）开关量输入
序号点号符号意义
1 X0 K0 启动按钮
2 X1 K1 停止按钮
（2）开关量输出
序号点号符号意义
1 Y0 L0 用灯L0指示输出的方
波
4、PLC程序
参考程序见“定时指令.PMW”。
四、实验步骤
1、按图1.3.1进行实验台面板接线。
图1.3.1
2、下载PLC程序
打开PLC程序“定时指令.PMW”，先将PLC切换到停止状态，然后将程序装入PLC，最后将PLC切换到运行状态。
3、操作演示
按下按钮K0后，灯L0开始亮2s然后灭1s的周期性闪亮。
按下按钮K1后，灯L0熄灭。
实验四计数指令训练
一、实验目的
学习和训练PLC的计数指令。
二、实验设备
序号名称数量
1 XK-PLC4B型PLC控制气动与液压实训1台
台
2 PLC通讯电缆1根
3 跨接线若干
三、实验内容
1、计数指令简介
FX2N系列PLC的计数器指令：
16位顺计数器32位顺/倒计数器一般用停电保持用停电保持专用特殊用
C0～C99 C100～C199 C200～C219 C220～C234 《32位计数器增计数/减计数切换用的辅助继电器编号》
计数器方向切
换
计数器
方向切
换
计数器
方向切
换
计数器
方向切
换
C200 M8200 C209 M8209 C218 M8218 C226 M8226 C201 M8201 C210 M8210 C219 M8219 C227 M8227 C202 M8202 C211 M8211 - - C228 M8228 C203 M8203 C212 M8212 C220 M8220 C229 M8229 C204 M8204 C213 M8213 C221 M8221 C230 M8230 C205 M8205 C214 M8214 C222 M8222 C231 M8231 C206 M8206 C215 M8215 C223 M8223 C232 M8232 C207 M8207 C216 M8216 C224 M8224 C233 M8233 C208 M8208 C217 M8217 C225 M8225 C234 M8234 （1）16位2进制增计数器
其有效的设定值为K1～K32767，设定值K0和K1具有相同的意义，即在第一次计数开始时输出触点就动作。如果切断PLC的电源，则一般用计数器的计数值被清除，而停电保持用的计数器则可存储停电前的计数值，因此计数器可按上一次数值累计计数。
PLC图1.4.1
其工作过程为(以PLC图1.4.1所示梯形图程序为例)：
计数输入X011每驱动CO线圈一次，计数器的当前值就增加，在执行第十次的线圈指令时，输出触点动作。以后即使计数输入X011再动作，计数器的当前值不变。
如果复位输入X010为ON，则执行RST指令，计数器的当前值为0，输出触点复位。
（2）32位2进制增计数/减计数器
32位2进制增计数/减计数的设定值有效范围为－2147483648～＋2147483647。利用特殊的辅助继电器M8200～M8234制定增计数/减计数的方向。
如果对Cxxx 驱动M8xxx，则为减计数；不驱动时，则为增计数。
根据常数K或数据寄存器的内外，设定值可正可负。将连号的数据寄存器的内容视为一对，作为32位的数据处理。因此，在制定D0时，D1和D0两项作为32位设定值处理。
PLC图1.4.2
其工作过程为(以PLC图1.4.2所示梯形图程序为例)：
利用计数输入X014驱动C200线圈时，可增计数或减计数。（M8200为0时，增计数；为1时，减计数）
在计数器的当前值由-6向-5增加时，输出触点置位。在由-5向-6减少时，输出触点复位。
当前值的增减与输出触点的动作无关，但是如果从2147483647开始增计数，则成为-2147483648。同样，如果从-2147483648开始减计数，则成为2147483647。
如果复位输入X013为1，则执行RST指令，计数器的当前值变为0，输出触点也复位。
使用停电保持用的计数器时，计数器的当前值、输出触点动作与复位状态停电保持。
2、控制要求
用一个按钮控制三个灯L0、L1和L2，按钮K0闭合三次灯L0亮，再闭合三次灯L1亮，再闭合三次灯L2亮，再闭合一次灯L0、L1和L2全灭。
3、I/O分配
（1）开关量输入
序号点号符号意义
1 X0 K0 控制按钮
（2）开关量输出
序号点号符号意义
1 Y0 L0 灯L0
2 Y1 L1 灯L1
3 Y2 L2 灯L2
4、PLC程序
参考程序见“计数指令.PMW”。
程序利用计数器C0对X0进行计数，当C0的当前计数值等于3时Y0置位；当C0的当前计数值等于6时Y1置位；当C0的当前计数值等于9时Y2置位；当C0的当前计数值等于10时Y0～Y2复位。
四、实验步骤
1、按图1.4.1进行实验台面板接线。
图1.4.1
2、下载PLC 程序
打开PLC 程序“计数指令.PMW ”，先将PLC 切换到停止状态，然后将程序装入PLC ，最后将PLC 切换到运行状态。
3、操作演示
按钮K0闭合三次灯L0亮，再闭合三次灯L1亮，再闭合三次灯L2亮，再闭合一次灯L0、L1和L2全灭。
实验五 传送指令训练
一、实验目的
学习和训练PLC 的传送指令。 二、实验设备
序号 名称
数量 1 XK-PLC4B 型PLC 控制气动与液压实训
台
1台 2 PLC 通讯电缆 1根 3
跨接线
若干
三、实验内容
1、传送指令简介 （1）传送指令MOV
将S 中的数据传送到D 中。
（2）成批传送指令
BMOV
2、控制要求
按下按钮K0时，将“1949，10，1”这组数据分别送入D100至D102中；按下K1时全部清零，并且清零优先。
3、I/O分配
序号点号符号意义
1 X0 K0 按钮K0
2 X1 K1 按钮K1
4、PLC程序
参考程序见“传送指令.PMW”。
四、实验步骤
1、按图1.5.1进行实验台面板接线。
图1.5.1
2、下载PLC程序
打开PLC程序“传送指令.PMW”，先将PLC切换到停止状态，然后将程序装入PLC，最后将PLC切换到运行状态。
3、操作演示
切换编程软件到监视模式。
按下按钮K0，D100的值为1949，D101的值为10，D102的值为1。
按下按钮K1，D100～D102的值变为0。
实验六数据移位指令训练
一、实验目的
学习和训练PLC的数据移位指令。
二、实验设备
序号名称数量
1 XK-PLC4B型PLC控制气动与液压实训
1台
台
2 PLC通讯电缆1根
3 跨接线若干
三、实验内容
1、移位指令简介
（1）右回转ROR/左回转ROL：使16位或32位数据的各位信息左右回转的指令。
举例：
（2）带进位右回转RCR/带进位左回转RCL：使16位或32位数据的各位信息左右回转的指令。