第四章指令系统及编程第一节梯形图语言

第四章指令系统及编程第一节梯形图语言 • PLC的主要编程语言：梯形图、指令表、顺序功能图、功能块图、结构文本。 • 梯形图编程语言：在继电器控制线路的基础上简化了符号演变而来（图形编程）。 • 梯形图具有形象、直观、实用、电气人员容易接受的特点，是目前用得最多的一种PLC编程语言。 http://www.elecfans.com 电子发烧友 http://bbs.elecfans.com 电子技术论坛

（a）继电器原理图 （b）PLC接线图（c）梯形图 http://www.elecfans.com 电子发烧友 http://bbs.elecfans.com 电子技术论坛输入端输出端

二、梯形图编程规则及注意事项 • （一）梯形图编程规则 • 1、按从左到右（串联）、自上而下（并联）的顺序编制。每个继电器线圈为一逻辑行，每个逻辑行起于左母线，经过触点、线圈，止于右母线。注意：（a）左母线与线圈之间一定要有触点。（b）线圈与右母线之间不能有任何触点。（c）每个逻辑行最后都必须是继电器线圈。下图画法均不正确： • 2、触点串联块并联时，触点较多的块应放在上面，以减少存储单元。图（a）的画法不合理（但是允许的），应当改为图（b）的画法。（不合理）（合理） http://www.elecfans.com 电子发烧友 http://bbs.elecfans.com 电子技术论坛

（a） （b） http://www.elecfans.com 电子发烧友 http://bbs.elecfans.com 电子技术论坛

（a） （b） 5、输出线圈不能是输入继电器IR或特殊继电器SR。 http://www.elecfans.com 电子发烧友 http://bbs.elecfans.com 电子技术论坛

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第二节三菱FX2N系列PLC指令系统 • ▲指令系统概述 • 一、指令分类 • 1）FX系列PLC共有基本指令27条（逻辑控制、顺序控制）； • 2）FX2N系列PLC有步进指令2条（顺序控制）； • 3）FX系列PLC有功能指令一百多条。 • 说明：基本指令在编程器上有对应指令输入键，功能指令在编程器上没有对应的输入键，这些指令必须通过功能键输入，如FUN（01），其中括号内的01表示功能号。 • 二、指令组成 • PLC指令的组成：操作码、操作数 • 操作码：用助记符表示，用来表明要执行的功能。（如LD表示取、OR表示或等） • 操作数：用来表示操作的对象。 • 操作数一般是由标识符和参数组成。 • 标识符表示操作数的类别，参数表明操作数的地址或设定一个预制值。 • 如： LD X000， • LD：指令（操作码） • X000：编程元件（操作数） • X：标识符 0：参数。 http://www.elecfans.com 电子发烧友 http://bbs.elecfans.com 电子技术论坛

不能使用连续输出的例子 说明： 1）AND、ANDI指令用于触点的串联连接，串联触点个数不限，该指令可以重复使用。 2）连续输出时注意输出顺序，否则要用分支电路指令MPS、MRD、MPP。 3）图形编程器和打印机的功能有限制，建议尽量作到一行不超过10个触点和一个线圈，连续输出总共不超过24行。 http://www.elecfans.com 电子发烧友 http://bbs.elecfans.com 电子技术论坛

说明： 0R、ORI指令用于一个触点的并联连接，该指令可以重复使用，建议并联总共不超过24行，串联块的并联要用块或（ORB）指令。 http://www.elecfans.com 电子发烧友 http://bbs.elecfans.com 电子技术论坛

1）ORB电路块或指令：将串联电路块并联 （串联电路块：将两个以上的触点串联连接的电路块） http://www.elecfans.com 电子发烧友 http://bbs.elecfans.com 电子技术论坛

说明：左图和右图实现的逻辑控制功能相同，但右图的X000触点与X002触点既不是串连又不是并连，而是与X001形成一个串联电路块，故应使用ORB指令。说明：左图和右图实现的逻辑控制功能相同，但右图的X000触点与X002触点既不是串连又不是并连，而是与X001形成一个串联电路块，故应使用ORB指令。方法1：方法2： 0 LD X000 0 LD X000 1 ANI X001 1 ANI X001 2 LDI X002 2 LDI X002 3 AND X003 3 AND X003 4 ORB 4 LDI X004 5 LDI X004 5 AND X005 6 AND X005 6 ORB 7 ORB 7 ORB 8 OUT Y000 8 OUT Y000 说明：ORB指令可成批使用，但集中（连续）使用时必须少于8次（LD、LDI指令只能连续使用8次），如方法2；方法1中ORB的使用次数不限。 http://www.elecfans.com 电子发烧友 http://bbs.elecfans.com 电子技术论坛

2）ANB电路块与指令：将并联电路块串联 （并联电路块：将两个以上的触点并联连接的电路块）说明：左图和右图实现的逻辑控制功能相同，但同理，X001与X002构成一个并联电路块，故应使用ANB指令与X000连接。 0 LD X000 5 LDI X004 1 ORI X002 6 OR X005 2 LDI X001 7 ANB 3 OR X003 8 OUT Y000 4 ANB 说明：ANB指令也可成批使用，集中（连续）使用时必须少于8次 http://www.elecfans.com 电子发烧友 http://bbs.elecfans.com 电子技术论坛

说明： 1)NB和ORB指令是不带操作元件的指令。 2)NB、ORB指令可以重复使用，但集中（连续）使用时必须少于8次。注意：单个触点与前面电路并联或串联时不能用电路块指令。 http://www.elecfans.com 电子发烧友 http://bbs.elecfans.com 电子技术论坛

5、堆栈（多重输出）指令（MPS 、MRD 、 MPP） http://www.elecfans.com 电子发烧友 http://bbs.elecfans.com 电子技术论坛

说明： 1）MPS/MRD/MPP指令的功能是将连接点的结果（位）按堆栈的形式存储。 MPS进栈指令：将MPS指令前的运算结果送入栈中 MRD读栈指令：读出栈的最上层数据 MPP进栈指令：读出栈的最上层数据，并清除 a、每执行一次MPS，将原有数据按顺序下移一层，留出最上层存放新的数据。 b、每执行一次MPP，将原有数据按顺序上移一层，原先最上层数据被覆盖掉。 c、执行MRD，数据不作移动。 2）堆栈的深度为11个 3）用于带分支的多路输出电路。 4）MPS和MPP必须成对使用，且连续使用次数应少于11次。 5）进栈和出栈指令遵循先进后出、后进先出的次序。 http://www.elecfans.com 电子发烧友 http://bbs.elecfans.com 电子技术论坛

0 LD X0 1 OUT Y0 2 LD X2 3 MPS 4 AND X3 5 OUT Y1 6 MRD 7 AND X10 8 OUT M0 9 MPP 10 AND X4 11 OUT Y2 12 LD X5 13 ANI X6 14 OUT Y3 说明：1）使用栈指令母线没有移动，故栈指令后的触点不能用LD。 2）MPS与MPP可以嵌套使用，但应≤11层；同时MPS与MPP应成对出现。例2：单个分支程序（一层栈电路） http://www.elecfans.com 电子发烧友 http://bbs.elecfans.com 电子技术论坛

0 LD X0 1 MPS 2 AND X1 3 MPS 4 AND X2 5 OUT Y0 6 MPP 7 AND X3 8 OUT Y1 9 MPP 10 AND X10 11 MPS 12 LD X4 13 OR X11 14 ANB 15 OUT M0 16 MPP 17 AND X12 18 OUT Y2 19 LD X5 20 ANI X6 20 OUT Y3 http://www.elecfans.com 电子发烧友 http://bbs.elecfans.com 电子技术论坛

说明：用软件生成梯形图再转换成指令表时，编程软件会自动加入MPS、MRD、MPP指令。写入指令表时，必须由用户来写入MPS、MRD、MPP指令 6、主控触点指令与主控复位指令（MC / MCR） MC主控指令：母线转移，MC指令只能用于输出继电器Y和辅助继电器M（不包括特殊辅助继电器）。 MCR主控复位指令：母线复位，主控区结束。 MC/MCR指令：用于许多线圈同时受一个或一组触点控制，以节省存储单元。主控触点在梯形图中与一般触点垂直。 http://www.elecfans.com 电子发烧友 http://bbs.elecfans.com 电子技术论坛

说明： 1）MC N0 M100指令中N表示母线的第几次转移，M用来存储母线转移前触点的运算结果，在这里M0 = X000。若母线转移时用了M100，则在程序中就不允许再出现M0线圈，否则可能导致双线圈输出。输入X000为ON时，执行从MC到MCR的指令，当输入X000为OFF时(Y001和Y002均断开)。 a)积算式定时器、计数器、用SET/RST指令驱动的元件，在MC触点断开后可以保持断开前状态不变。 b)非积算式定时器，用OUT驱动的元件全为0FF。 2）MC指令后，母线移到MC触点之后，主控指令MC后面的任何指令均以LD或LDI指令开始，MCR指令使母线返回。 3) 通过更改M的地址号， MC、MCR指令可嵌套使用，最多可嵌套8层（N0~N7），N0为最高层，N7为最低层，返回指令MCR低层开始复位。 http://www.elecfans.com 电子发烧友 http://bbs.elecfans.com 电子技术论坛

7、置位、复位指令（SET、RST） D：数据寄存器 V、Z：变址寄存器 SET置位指令：保持线圈得电 RST复位指令：保持线圈失电 http://www.elecfans.com 电子发烧友 http://bbs.elecfans.com 电子技术论坛

注：X000一接通Y000得电，即使再断开，Y000仍继续保持得电。同理X002一接通即使再断开，Y000也将保持失电。注：X000一接通Y000得电，即使再断开，Y000仍继续保持得电。同理X002一接通即使再断开，Y000也将保持失电。说明：1）对同一元件可以多次使用SET、RST指令，最后一次执行的指令决定当前的状态。 2）RST指令可以用来复位积算定时器T246~T255和计数器。如不希望计数器和积算定时器具有断电保持功能，可在用户程序开始运行时用初始化脉冲M8002复位。 3）任何情况下，RST指令都优先执行。 8、上升沿微分、下降沿微分指令（PLS、PLF） http://www.elecfans.com 电子发烧友 http://bbs.elecfans.com 电子技术论坛

说明：PLS上沿脉冲指令：仅在驱动输入的↑，使线圈得电一个扫描周期。说明：PLS上沿脉冲指令：仅在驱动输入的↑，使线圈得电一个扫描周期。 PLF下沿脉冲指令：仅在驱动输入的↓，使线圈得电一个扫描周期。注意：OUT、SET和RST、PLS和PLF指令在执行结果上的不同。说明： 1）PLS、PLF指令只能用于输出继电器Y和辅助继电器M（不包括特殊辅助继电器）。 2）PLC从RUN到STOP，再从STOP到RUN时，PLS M0指令将输出一个脉冲，如果用的是断电保持型的辅助继电器则不会输出脉冲。 http://www.elecfans.com 电子发烧友 http://bbs.elecfans.com 电子技术论坛

LD X0 • AND X1 • INV • LD X2 • INV • OUT Y0 说明：1）INV指令是将INV电路之前的运算结果取反； 2）能编制AND、ANI指令步的位置可使用INV； 3）LD、LDI、OR、ORI指令步的位置不能使用INV； 4）在含有ORB、ANB指令的电路中，INV是将执行INV之前的运算结果取反。 http://www.elecfans.com 电子发烧友 http://bbs.elecfans.com 电子技术论坛

11、程序结束指令（END） END为程序结束指令。用户在编程时，可在程序段中插入END指令进行分段调试，等各段程序调试通过后删除程序中间的END指令，只保留程序最后一条END指令。每个PLC程序结束时必须用END指令，若整个程序没有END指令，则编程软件在进行语法检查时会显示语法错误。 http://www.elecfans.com 电子发烧友 http://bbs.elecfans.com 电子技术论坛

第三节常用的PLC单元程序 ●梯形图的基本设计一、电动机起停控制线路根据异步电动机直接起停控制线路，用PLC程序设计相应的梯形图程序。 PLC的接线图，如图（b）所示，梯形图如图（c）所示。 SB1—00000（X0）为停止按钮 SB2—00001（X1）为起动按钮（a）主电路（b）继电接触器控制 http://www.elecfans.com 电子发烧友 http://bbs.elecfans.com 电子技术论坛

（c）梯形图 （b）PLC接线图 ( e)利用辅助继电器（d）FX2N的SET/RST指令编程 http://www.elecfans.com 电子发烧友 http://bbs.elecfans.com 电子技术论坛

( b)继电接触器控制 ( a)主电路 http://www.elecfans.com 电子发烧友 http://bbs.elecfans.com 电子技术论坛

( c)PLC控制 1、互锁问题 Y0、Y1软件互锁：Y0、Y1不能同时为ON，确保KM1、KM2线圈不能同时得电。 X1、X2机械联锁：正、反转切换方便。问题：1）正、反转切换时PLC高速，而机械触点动作低速（短弧），造成瞬间短路； 2）当接触器发生熔焊而粘结时，发生相间短路。解决办法： KM1、KM2硬件互锁：机械响应速度较慢，动作时间往往大于程序执行的一个扫描周期。 2、过载保护问题 1）手动复位热继电器按C图接线，可以节约PLC的一个输入点。 2）自动复位热继电器常闭触点不能接在PLC的输出回路，必须接在输入回路（常闭或常开触点）。 http://www.elecfans.com 电子发烧友 http://bbs.elecfans.com 电子技术论坛

自动复位热继电器的接线 3、常闭触点输入信号的处理说明:输入触点即可以接常开,也可以接常闭,如上图所示输入继电器与输入触点的对应关系为 X0=SB X1=SB1 http://www.elecfans.com 电子发烧友 http://bbs.elecfans.com 电子技术论坛建议使用常开触点作为PLC的入信号。

按钮：松开后复位，必须使用辅助继电器及自锁电路，使定时器线圈能保持通电按钮：松开后复位，必须使用辅助继电器及自锁电路，使定时器线圈能保持通电 1）延时5秒接通程序时序图 2、按下起动开关X0，延时5s后输出Y0接通；当按下停止按钮X1后，输出Y0断开，试设计PLC程序。 http://www.elecfans.com 电子发烧友 http://bbs.elecfans.com 电子技术论坛

时序图 延时断开程序五、延时接通延时断开程序 X0控制Y1，要求在X0变为ON后延时9S后Y1才变为ON，X0变为OFF再过7S才变为OFF。时序图延时接通延时时断开程序 http://www.elecfans.com 电子发烧友 http://bbs.elecfans.com 电子技术论坛

延时5000s程序 说明：利用定时器的组合，可以实现大于3276.7s的定时，但很长的几万秒甚至更长的定时，需用定时器与计数器的组合来实现。 2、定时器与计数器的组合为当X0接通后，延时20000s，输出Y0接通；当X0断开后，输出Y0断开。 http://www.elecfans.com 电子发烧友 http://bbs.elecfans.com 电子技术论坛

定时器加计数器实现的延时20000s程序 3、两个计数器组合 PLC内部的特殊辅助继电器提供了四种时钟脉冲：10ms（8011）、100ms（8012）、1s（8013、1min（8014），可利用计数器对这些时钟脉冲的计数达到延时的作用。若将M8011的10ms脉冲送给计数器，则计数常数： K=（3600×6）÷0.01=2160000 而一个计数器的K≤32767，故应将两个计数器进行组合，才能达到6小时的延时。注意：每次C0计满后应及时复位，否则C1只能得到一个脉冲。控制要求为当X0接通后，延时50000s，输出Y0接通；当X0断开后，输出Y0断开 http://www.elecfans.com 电子发烧友 http://bbs.elecfans.com 电子技术论坛

七、顺序延时接通程序 当X0接通后，输出端Y0、Y1、Y2按顺序每隔10s输出接通。用三个定时器T0、T1、T2设置不同的定时时间，可实现按顺序先后接通，当X0断开后同时停止。 http://www.elecfans.com 电子发烧友 http://bbs.elecfans.com 电子技术论坛

九、脉冲发生电路 1、试设计频率为10Hz等脉冲发生器。等脉冲即占空比为1，即输入信号X0接通后，输出Y0产生0.05s接通、0.05s断开的方波，选择精度为0.01s的定时器。 1） http://www.elecfans.com 电子发烧友 http://bbs.elecfans.com 电子技术论坛

2） 2、设计周期为50s的脉冲发生器，其中断开30s，接通20s。占空比不为1的脉冲，接通和断开时间不相等，由于定时时间较长，可用0.1s的定时器，因此只要改变时间常数就可实现。 1） 2） http://www.elecfans.com 电子发烧友 http://bbs.elecfans.com 电子技术论坛

由于PLC程序是按顺序执行的，所以当X0的上升沿到来时， M0接通一个扫描周期，此时M1线圈不会接通， Y0线圈接通并自锁，而当下一个扫描周期时，虽然Y0是接通的，但此时M0已经断开，所以M1也不会接通，直到下一个X0的上升沿到来时， M1才会接通，并把Y0断开，从而实现二分频。 http://www.elecfans.com 电子发烧友 http://bbs.elecfans.com 电子技术论坛

1、分析控制要求，确定输入、输出设备，绘制I/O接线图：1、分析控制要求，确定输入、输出设备，绘制I/O接线图： 1）要实现小车的左右往复运动，只要对小车的拖动电动机实现正反转控制即可。这里用两个接触器分别控制小车左行（KM2）右行（KM1）。 2）系统的起动（左SB2、右SB1）、停止（SB3）需要三个按钮，起点和终点处的两个行程开关是用来自动控制小车的往复运动的，也应作为输入设备 http://www.elecfans.com 电子发烧友 http://bbs.elecfans.com 电子技术论坛

3、修改、完善以满足控制要求： 1）小车在两处装料、卸料需要延时，应增加定时器。 2）延时结束，小车要能自动继续左行或右行，应在Y2和Y3线圈前加入定时器的延时触点。 3）小车到达SQ1或SQ2处要能自动停下，应在Y2和Y3线圈前加入相应行程开关的常闭触点。 http://www.elecfans.com 电子发烧友 http://bbs.elecfans.com 电子技术论坛

二、两处卸料的小车控制系统的梯形图设计： 要求：运料小车第一次右行在SQ3处卸料；第二次右行在SQ2处卸料。 4）若小车停在SQ1或SQ2处，就算曾经按下停止按钮，小车仍然会自行起动。解决方法：增加辅助继电器记忆起动信号。 1、分析控制要求，确定输入、输出设备，绘制I/O接线图：与上例比较可知，要实现两处卸料，增加了行程开关SQ3，故只要在上例I/0图的基础上将SQ3连接到PLC的输入端X5。 2、修改、完善以满足控制要求： 1）要实现两处卸料，重要的是判断小车右行时在SQ3处是否需要停。可增加一个辅助继电器（M1）来记忆小车是否到过SQ3（M1+），或SQ2（M1—）。 2）小车到达SQ2处，回头左行时会压下SQ3，使M1+，导致小车第三次右行压下SQ3时不停。 http://www.elecfans.com 电子发烧友 http://bbs.elecfans.com 电子技术论坛

3）小车左行或第二次右行经过SQ3时会使T1瞬间得电，非控制要求。3）小车左行或第二次右行经过SQ3时会使T1瞬间得电，非控制要求。 4）若小车停在SQ1或SQ2处，就算曾经按下停止按钮，小车仍然会自行起动。 http://www.elecfans.com 电子发烧友 http://bbs.elecfans.com 电子技术论坛

解决方法：增加辅助继电器记忆起动信号 设计法的缺点：易漏掉某些环节，设计出的梯形图可读性差，只适用来设计一些简单的程序。 http://www.elecfans.com 电子发烧友 http://bbs.elecfans.com 电子技术论坛

★ 顺序控制设计法 在工业领域中，许多的控制对象（过程）都属于顺序控制，其特点是整个控制过程可划分为几个工步，每个工步按顺序轮流工作，而且任何时候都只有一个工步在工作。根据这种控制特点，开发了专门供编制顺序控制程序用的功能表图，这种先进的设计方法已成为PLC程序设计的最主要方法。二、顺序控制设计法状态流程（转移）图：描述控制系统的控制过程、功能和特性，又称状态图、流程图、功能图。状态转移图的特点：具有直观、简单，是设计PLC顺序控制程序的一种有力工具。（一）顺序控制设计基本概念 1、步步：根据系统输出量的变化，将系统的一个工作循环过程分解成若干个顺序相连的阶段。 “步”在状态流程图中用方框来表示。编程时一般用PLC内部的软继电器表示各步，如或。注意：步是根据PLC的输出量是否发生变化来划分的，只要系统的输出量状态发生变化，系统就从原来的步进入新的步。 http://www.elecfans.com 电子发烧友 http://bbs.elecfans.com 电子技术论坛

液压工作台的整个工作过程可划分为：原位（SB1）、快进（SQ2）、工进（SQ3）和快退（SQ1）四步；各步电磁阀YA1、YA2、YA3的状态如图所示。液压工作台的整个工作过程可划分为：原位（SB1）、快进（SQ2）、工进（SQ3）和快退（SQ1）四步；各步电磁阀YA1、YA2、YA3的状态如图所示。（1）液压工作台初始状态：停在原位（压合SQ1）—YA1-、YA2-、YA3-（输出）。（2）按SB：快进—YA1+、YA2-、YA3+（输出）。。（3）压合SQ2：工进—YA1+、YA2-、YA3-（输出）。。（4）压合SQ3：快退，快退回原位停止—YA1-、YA2+、YA3-（输出）。结论： PLC输出量发生变化时产生新的一步。 http://www.elecfans.com 电子发烧友 http://bbs.elecfans.com 电子技术论坛

第四章 指令系统及编程 第一节 梯形图语言