1、第第3部分部分 三菱三菱FX系列系列PLC基本指令基本指令 主要介绍三菱主要介绍三菱FX2系列系列PLC的的20条基本条基本逻辑指令逻辑指令,这这20条指令功能十分强大，已经能条指令功能十分强大，已经能解决一般的继电接触控制问题。解决一般的继电接触控制问题。本章还重点介绍梯形图和助记符语言以本章还重点介绍梯形图和助记符语言以及其程序设计方法。及其程序设计方法。三菱三菱FXFX系列系列PLCPLC的编程语言一般以梯形图语言的编程语言一般以梯形图语言为主，同时还有助记符语言、流程图语言。为主，同时还有助记符语言、流程图语言。一、梯形图（一、梯形图（LadderLadder）梯形图一种图形编程语言，
2、是面向控制过程的一种梯形图一种图形编程语言，是面向控制过程的一种“自自然语言然语言”，它延用继电器的触点、线圈、串并联等术语和，它延用继电器的触点、线圈、串并联等术语和图形符号，同时也增加了一些继电器控制系统中没有的特图形符号，同时也增加了一些继电器控制系统中没有的特殊符号，以便扩充殊符号，以便扩充PLCPLC的控制功能。的控制功能。从继电接触控制图到梯形图从继电接触控制图到梯形图 按下SB1KM线圈得电KM辅触点闭合自锁电机M转动KM主触点闭合按下SB2KM线圈失电KM辅触点打开电机M停转KM主触点打开电机过载主电路FR动作控制电路常闭FR断开电机M停转图图1 1 电机启电机启保停控制电路图
3、保停控制电路图 与图与图1 1等效等效PLCPLC控制梯形图如图控制梯形图如图3 3。图图3 电机启电机启保停控制梯形图保停控制梯形图图图1 电机启电机启保停继电器控制电路图保停继电器控制电路图表表1输入、输出点分配表输入、输出点分配表PLCKMSB1SB2FRX0X1X2COMCOMY0FU220V图图2 PLC控制控制电机启电机启保停连线图保停连线图 1梯形图中的图形符号梯形图中的图形符号表3.2 梯形图中的图元符号与继电接触控制图中的图形符号比较 对应继电器的各种符号。对应继电器的各种符号。其它指令符号：其它指令符号：2.梯形图的格式：梯形图的格式：左边垂直线为起始左边垂直线为起始母线（
4、相当于电源正级母线（相当于电源正级，右边垂直线为终止母，右边垂直线为终止母线电源负极（可省）。线电源负极（可省）。每一逻辑行由一个或几每一逻辑行由一个或几个支路组成，左边由若干触个支路组成，左边由若干触点组成，表示控制元件；右点组成，表示控制元件；右边为线圈或其它指令，表示边为线圈或其它指令，表示控制结果。控制结果。同名常开、常闭触同名常开、常闭触点可多次使用；同名线点可多次使用；同名线圈只能使用一次。圈只能使用一次。最后一行以最后一行以“END”“END”指令结束。指令结束。PLC编程软件安装编程软件安装1 1、安装、安装MELSOFTMELSOFT环境环境先点击先点击“EnvMEL”“En
5、vMEL”文件夹文件夹 下面的下面的“SETUP.EXE”“SETUP.EXE”2 2、安装、安装 Gx Developer8.86Q Gx Developer8.86Q点击点击“Develope”“Develope”文件夹文件夹 下面的下面的“SETUP.EXE”“SETUP.EXE”“监视专用监视专用”那里千万不要打勾那里千万不要打勾 PLC仿真软件安装仿真软件安装硬件连接图硬件连接图:I/OI/O分配表：分配表：梯形图：梯形图：1、按过启动按钮后，灯亮；按过停止按钮后，灯灭。、按过启动按钮后，灯亮；按过停止按钮后，灯灭。I/O I/O分配表：分配表：梯形图：梯形图：2、按过启动按钮后，灯
6、亮；、按过启动按钮后，灯亮；10秒后，灯灭。秒后，灯灭。3、按下启动按钮后，红灯亮、按下启动按钮后，红灯亮15秒，而后绿灯亮秒，而后绿灯亮10秒，秒，而后黄灯亮而后黄灯亮5秒；而后红灯亮，依次反复；按下停秒；而后红灯亮，依次反复；按下停止按钮后，所有灯都熄灭。止按钮后，所有灯都熄灭。硬件连接图硬件连接图:梯形图梯形图:4、按下启动按钮后，红灯亮、按下启动按钮后，红灯亮15秒，而后绿灯亮秒，而后绿灯亮10秒，秒，而后黄灯亮而后黄灯亮5秒；反复秒；反复5次；按下停止按钮后，所有次；按下停止按钮后，所有灯都熄灭。灯都熄灭。I/O分配表分配表:输入输入输出输出启动按钮启动按钮X0红灯红灯Y0停止按钮停
7、止按钮X1绿灯绿灯Y1黄灯黄灯Y2梯形图：梯形图：在现场调试时，小型在现场调试时，小型PLCPLC往往只配备显示屏只有几行往往只配备显示屏只有几行宽度的简易编程器，这时，梯形图就无法输入了，但助记宽度的简易编程器，这时，梯形图就无法输入了，但助记符指令却可以一条一条的输入，滚屏显示。符指令却可以一条一条的输入，滚屏显示。三菱FX系列PLC的程序设计语言助记符指令组成：操作码操作数。助记符指令组成：操作码操作数。操作码用便于记忆的助记符表示，用来表示指令的功操作码用便于记忆的助记符表示，用来表示指令的功能，告诉能，告诉CPUCPU要执行什么操作。要执行什么操作。人工将图人工将图3 3梯形图转换成
8、指令梯形图转换成指令表方法：也是按梯形图的逻辑表方法：也是按梯形图的逻辑行和逻辑组件的编排顺序自上行和逻辑组件的编排顺序自上而下、自左向右依次进行。而下、自左向右依次进行。表3.4 对应图3.3梯形图的指令表 图图3电机启电机启保停控制梯形图保停控制梯形图3.2.1 逻辑取与输出线圈驱动指令逻辑取与输出线圈驱动指令LD、LDI、OUT1指令用法指令用法（1）LD（取常开）（取常开）：常开接点与母线连接指令。常开接点与母线连接指令。（2）LDI（取常闭）（取常闭）：常闭接点与母线连接指令。：常闭接点与母线连接指令。（3）OUT（线圈驱动）（线圈驱动）：线圈驱动指令。：线圈驱动指令。表3.4 逻辑
9、取与输出线圈驱动指令 2指令说明指令说明（1）LD和LDI指令用于接点与母线相连。与ANB和ORB指令配合，还作为分支起点指令。目标组件：X、Y、M、T、C、S。（2）OUT指令用于驱动输出继电器、辅助继电器、定时器、计数器、状态继电器和功能指令，但是不能用来驱动输入继电器，目标组件：Y、M、T、C、S和功能指令线圈F。（3）OUT指令可以并行输出，相当于线圈是并联的，如图3.6中的M100和T1就是并联的。注意，输出线圈不能串联使用。（4）在对定时器、计数器使用OUT指令后，须设置时间常数K，或指定数据寄存器的地址。如图3.6中T1的时间常数设置为K10。时间常数K的设定，要占一步。表3.6
10、中给出了时间常数K的设定值范围与对应的时间实际设定值范围，及以T、C为目时OUT指令所占步数。例例3.3 阅读图3.6中的梯形图，试解答：（1）写出图3.6中梯形图所对应的指令表。（2）指出各指令的步序并计算程序的总步数。（3）计算定时器T1的定时时间。表3.5 定时器/计数器时间常数K的设定 时间常数设置为K10。时间常数K的设定，要占一步。表3.6中给出了时间常数K的设定值范围与对应的时间实际设定值范围，及以T、C为目时OUT指令所占步数。例例3.3 阅读图3.7中的梯形图，试解答：（1）写出图3.7中梯形图所对应的指令表。（2）指出各指令的步序并计算程序的总步数。（3）计算定时器T1的定
11、时时间。图3.7 LD、LDI和OUT指令应用举例 解：解：（1）从梯形图到指令表，按自上而下、自左向右依次进行转换，得到对应图3.7梯形图的指令表如表3.7所示。（2）总的程序步为10步。各指令的步序如表3.7第1列所示。（3）由附录中的表A.1可知T1是100ms定时器，所以T1定时时间为100.11s。表3.6 对应图3.7梯形图的指令表 1指令用法指令用法（1）AND（串常开）：常开接点串联指令。（2）ANI（串常闭）：常闭接点串联指令。2指令说明指令说明（1）AND和ANI指令用于单个接点串联，串联接点的数量不限，重复使用指令次数不限。目为X、Y、M、T、C、S。表3.7 接点串联指
12、令（2）在执行OUT指令后，通过接点对其它线圈执行OUT指令，称为“连续输出”（又称纵接输出）。正确：图3.8中紧接OUT M101后，通过接点T1输出OUT Y001。错误：图3.9中M101与T1和Y001交换，出错。非要这样纵接，要使用后述的 MPS和MPP指令。图3.9 纵接错误举例 图3.8 AND与ANI指令应用举例 例例3.4 阅读图3.8中的梯形图，试解答：（1）写出图3.8梯形图所对应的指令表。（2）指出各指令的步序并计算程序的总步数。解：解：（1）对应图3.8梯形图的指令表如表3.9所示。（2）各指令步序如表3.9。程序总的占9步。表3.8 对应图3.8梯形图的指令表 1指
13、令用法指令用法（1）OR（并常开）（并常开）：常开接点并联指令：常开接点并联指令（2）ORI（并常闭）（并常闭）：常闭接点并联指令。：常闭接点并联指令。例例3.5 3.5 阅读图阅读图3.10（a）中的梯形图，试解答：）中的梯形图，试解答：（1）写出图）写出图3.10（a）梯形图所对应的指令表。）梯形图所对应的指令表。（2 2）指出各指令的步序并计算程序的总步数。）指出各指令的步序并计算程序的总步数。表3.9 接点并联指令 解：解：（1）对应图3.10梯形图的指令表如图3.10（b）所示。（2）各指令步序也如图3.10（b），各指令均为1步，所以程序总的占10步。图3.10 OR与ORI指令举
14、例 2指令说明指令说明（1）OR和ORI指令引起的并联，是从OR和ORI一直并联到前面最近的LD和LDI指令上，如图3.10（a），并联的数量不受限制。操作目标组件为X、Y、M、T、C、S。（2）OR和ORI指令只能用于单个接点并联连接，若要将两个以上接点串联而成的电路块并联，要用后述的ORB指令。1指令用法指令用法ORB（串联电路块）（串联电路块）：将两个或两个以上串联块并联连接的指令。串联块：两个以上接点串联的电路。串联块并联，支路始端用LD和LDI，终端用ORB指令。2指令说明指令说明 （1）ORB指令无操作数，其后不跟任何软组件编号。（2）多重并联电路中，ORB指令可以集中起来使用；切
15、记：在一条线上LD和LDI指令重复使用次数要8。表3.10 串联电路块的并联指令例例3 3.5 5 阅读图3.11（a）中的梯形图，试解答：（1）写出图3.11（a）梯形图所对应的指令表。（2）指出各指令的步序并计算程序的总步数。图3.11 ORB指令举例解：解：（1）对应图3.11（a）梯形图的指令表如图3.11（b）所示。按照两两并联的原则，在首次出现的两个串联块后应加一个ORB指令，此后每出现一个要并联的串联块，就要加一个ORB指令。（2）各指令步序也如图3.11（b），各指令均为1步，所以程序总的占10步。3.2.5 并联电路块的串联指令并联电路块的串联指令ANB 11指令用法指令用法
16、ANB（并联电路块）（并联电路块）：将并联电路块的始端与前一个电路串联连接的指令。并联块：两个以上接点并联的电路。并联块串联时要用ANB指令，支路始端用LD和LDI，终端用ANB指令。2指令说明指令说明（1）ANB指令无操作数，其后不跟任何软组件编号。（2）ANB指令可以集中起来使用，但是切记，此时在一条线上LD和LDI指令重复使用次数要8。例例3 3.6 6 阅读图3.12（a）中的梯形图，试解答：（1）写出图3.12（a）梯形图所对应的指令表。（2）指出各指令的步序并计算程序的总步数。解：解：（1）对应图3.12（a）梯形图的指令表如图3.12（b）。按两两串联原则，在首次出现的两并联块后
17、应加一个ANB指令，表3.11 并联电路块的串联指令 此后每出现一个并联块，就要加一个ANB。前一并联块结束时，应用LD或LDI指令开始后一并联块。（2）各指令步序也如图3.12（b），各指令均为1步，所以程序总的占11步。图3.12 ANB指令举例1指令用法指令用法（1）MPS（进栈）（进栈）：进栈指令。进栈指令。（2）MRD（读栈）（读栈）：读栈指令。：读栈指令。（3）MPP（出栈）（出栈）：出栈指令。出栈指令。这组指令可将接点的状态先进栈保护，这组指令可将接点的状态先进栈保护，图3.13 栈操作示意 当需要接点状态时，再出栈恢复，以保证与后面的电路正确连接。表3.12多重输出指令2指令说
18、明指令说明（1）PLC中，有11个可存储中间运算结果的存储器，它们相当于微机中的堆栈，是按照先进后出的原则进行存取的一段存储器区域。堆栈指令的操作如图3.13。（2）使用一次MPS指令，该时刻的运算结果就压入第一个单元中（栈顶）。再次使用MPS，当前结果压入栈顶，原先数据依次向栈的下一个单元推移。（3）使用MPP指令，各数据依次向上一个栈单元传送。栈顶数据在弹出后就从栈内消失。（4）MRD是栈顶数据的读出专用指令，但栈内的数据不发生下压或上托的传送。（5）MPS、MRD、MPP指令均无操作数。（6）MPS和MPP应配对使用，连续使用次数11次。例例3 3.7 7 阅读图3.14（a）中一层堆栈
19、的梯形图，试解答：（1）写出图3.14（a）梯形图所对应的指令表。（2）指出各指令的步序并计算程序的总步数。图3.14 例3.7多重输出指令举例 解：解：（1）对应图3.14（a）梯形图的指令表如图3.14（b）。注意，栈操作指令在梯形图中并非显式可见的，需要人工将它们加在指令表中。为了减少出错，可用FXGPC软件先画好梯形图，然后再将梯形图转换为指令。（2）用FXGP先画好梯形图，然后用工具工具转换转换命令，即可得到图3.14（b）所示的指令表。各指令的步序已经在此程序中标出，并可得到总的程序步为21步。例例3 3.8 8 阅读图3.15（a）中二层堆栈的梯形图，试解答：（1）写出图3.15
20、（a）梯形图所对应的指令表。（2）指出各指令的步序并计算程序的总步数。解：解：（1）用FXGP先画好梯形图，然后用工具工具转换转换命令，即可得到对应图3.15（a）梯形图的指令表如图3.15（b）所示。（2）各指令的步序已经在此程序中标出，并可得到总的程序步为18步。（1）对应图3.14（a）梯形图的指令表如图3.14（b）。注意，栈操作指令在梯形图中并非显式可见，要人工将其加在指令表中。（2）用FXGP先画好梯形图，然后用工具工具转换转换命令，即可得到图3.14（b）所示的指令表。各指令的步序已经在此程序中标出，并可得到总的程序步为21步。图3.15 例3.9多重输出指令举例 1指令用法指令
21、用法（1）SET（置位）（置位）：置位指令：置位指令（2）RST（复位）（复位）：复位指令：复位指令用于各继电器用于各继电器Y、S和和M等，置位和复位，还可在用户等，置位和复位，还可在用户程序的任何地方对某个状态或事件设置或清除标志。程序的任何地方对某个状态或事件设置或清除标志。2指令说明指令说明表3.13置位与复位指令（1）SET和 RST指令有自保功能，在图3.16（a）中，X000一旦接通，即使再断开，Y000仍保持接通。（2）SET和 RST指令的使用没有顺序限制，并且 SET和 RST之间可以插入别的程序，但只在最后执行的一条才有效。（3）RST指令的目标组件，除与SET相同的YMS
22、外，还有TCD。例例3.10阅读图3.16（a）梯形图，试解答：（1）写出图3.16（a）梯形图所对应的指令表。（2）指出各指令的步序并计算程序的总步数。（3）X000和X001的波形如图3.17（a），画出Y000的波形图。解：解：图3.16 SET和 RST指令举例（1）用FXGP先画好梯形图，然后用工具工具转换转换命令，即可得到图3.16（b）所示的指令表。各指令的步序已经在此程序中标出，并可得到总的程序步为21步。（2）各指令的步序已经在此程序中标出，并可得到总的程序步为26步。若人工计算，要注意图3.16（b）中步序15RSTD0，此指令为3个程序步。（3）根据SET和 RST指令功
23、能，容易分析得出：常开X000接通时，线圈Y000得电并保持，一直至常开X001接通时，线圈Y000才失电并保持，所以Y000的波形如图3.17（b）所示。图3.17 输入/输出波形 1指令用法指令用法（1）PLS（脉冲）：微分输出指令，上升沿有效。（2）PLF（脉冲）：微分输出指令，下降沿有效。指令用于目标组件的脉冲输出，当输入信号跳变时产生一个宽度为扫描周期的脉冲。2指令说明指令说明表3.14脉冲输出指令（1）使用PLS/PLF指令，组件Y、M仅在驱动输入接通/断开后一个扫描周期内动作。（2）特殊继电器M不能用作PLS或PLF的目标组件。例例3.11阅读图3.18（a）梯形图，试解答：（1
24、）写出图3.18（a）梯形图所对应的指令表。（2）指出各指令的步序并计算程序的总步数。（3）X000和X001的波形如图3.19（a）所示，画出M0、M1和Y000的波形图。解解：（1）用FXGP先画好梯形图，再用工具工具转换转换命令，即可得到图3.18（b）所示的指令表。（2）各指令步序已在图3.18（b）程序中标出，总程序步为11步（3）X000接通上升沿M0线圈得电并保持一个扫描周期M0常开闭合使Y000得电X001接通下降沿M1线圈得电并保持一个扫描周期，M1常开闭合使Y000复位。图3.18PLS和PLF指令举例 图3.19 输入/输出波形 1指令用法指令用法（1）MC（主控）（主控
25、）：公共串联接点的连接指令（公共串联接点另起新母线）。（2）MCR（主控复位）（主控复位）：MC指令的复位指令。这两个指令分别设置主控电路块的起点和终点。2指令说明指令说明（1）在图3.20（a）中，当输入X000接通时，执行MC表3.15主控与主控复位指令 与MCR之间的指令。当输入断开时，MC与MCR指令间各组件将为如下状态：计数器、累计定时器，用SET/RST指令驱动的组件，将保持当前的状态；非累计定时器及用OUT指令驱动的软组件，将处断开状态。（2）执行MC指令后，母线（LD，LDI）移至MC接点，要返回原母线，用返回指令MCR。MC/MCR指令必须成对使用。（3）使用不同的Y，M组件
26、号，可多次使用MC指令。但是若使用同一软组件号，会出现双线圈输出。（4）MC指令可嵌套使用，即在MC指令内再使用MC指令，此时嵌套级的编号就顺次由小增大。用MCR指令逐级返回时，嵌套级的编号则顺次由大减小，如图3.22（a）所示。嵌套最多大不要超过8级(N7)。例例3.12 3.12 阅读图3.20（a）梯形图，试解答：（1）写出图3.20（a）梯形图所对应的指令表。（2）指出各指令的步序并计算程序的总步数。解：解：（1）用FXGP先画好图3.20（a）梯形图（串联在母线上的接点M100（嵌套级为N0）可以不必画），再用工具工具转换转换命令图3.20 MC和MCR指令举例 梯形图将变为图3.2
27、1所示；同时可得到对应图3.20（a）梯形图的指令表如图3.20（b）所示。（2）各指令的步序已经在图3.20（b）程序中标出，并可得到总的程序步为11步。注意图3.20（b）中两条主控指令：1 MC N0 M100和 8 MCR N0 分别为3个和2个程序步。例例3.13 分析图3.22（a）梯形图，指出主控嵌套级数，并且简述程序的执行过程。图3.21MC和MCR指令举例梯形图 解：解：图3.22（a）为2级主控嵌套，执行过程如图3.22（b）。N1嵌套在N0之中。图3.21MC和MCR指令举例梯形图 1指令用法指令用法（1）NOP（空操作）（空操作）：空一条指令（想删除一指令）（2）END
28、（程序结束）（程序结束）：程序结束指令。调试中恰当使用NOP和END，会带来许多方便。2指令说明指令说明（1）在程序中事先插入NOP指令，以备在修改或增加指令时，可使步进编号的更改次数减到最少。表3.16NOP和 END指令 图3.23 用NOP指令取代已写入的指令引起电路改变（2）用NOP指令取代已写入的指令，从而修改电路。LD、LDI、AND、ANI、OR、ORI、ORB和ANB等指令若换成NOP指令，电路结构将会改变。AND和ANI指令改为NOP，相当于串联接点被短路,如图3.23（a）示例。OR和ORI指令改为NOP，相当于并联接点被开路,如图3.23（b）示例。如用NOP指令修改后的
29、电路不合理，梯形图将出错，如图3.23（c）（e）所示。（3）NOP是一条空操作指令，CPU不执行目标指令。NOP在程序中占一个步序，该指令在梯形图中没有对应的软组件来表示它，但可从梯形图中的步序得到反映。（4）执行程序全清操作后，全部指令都变成NOP。（5）END指令用于程序的结束，无目标操作数。END指令还可在程序调试中设置断点，先分段插入END指令，再逐段调试，调试好后，删去END指令。例例3.14阅读图3.24（a）梯形图，试解答：（1）将图3.24（a）梯形图中的接点X001用 NOP指令代替，画出对应的梯形图。（2）将图3.24（a）梯形图中的接点X001和X003用 NOP代替，
30、画出对应的梯形图。（3）比较图3.24（a）梯形图和作上述变换后的梯形图所对应的指令表。解：解：（1）将图3.24（a）中的接点X001用 NOP指令代替，与左母线相连的接点X001被取消，此时编程软件FXGP是将X003的左端接在上一逻辑行的Y000与X002相连处（同一逻辑层次点），得到的梯形图如图3.24（b）所示。（2）将图3.24（a）梯形图中的接点X001和X003都用 NOP指令代替，在图3.24（b）中将X003短路，得到的梯形图如图3.24（c）所示。（3）对应图3.24（a）（c）梯形图的指令表，分别如图3.25（a）（c）所示。梯形图程序设计规则（1）梯形图中的阶梯都是始
31、于左母线，终于右母线。每行的左边是接点的组合，表示驱动逻辑线圈的条件，而表示结果的逻辑线圈只能接在右边的母线上，接点是不能出现在线圈的右边的。所以，图3.26（a）应改画为图3.26（b）。图3.26 接点不能出现在线圈的右边的原则（2）接点应画在水平线上，不要画在垂直线上。如图3.27（a）中接点X005与其它接点之间的连接关系不能识别，对此类桥式电路，要将其化为连接关系明确的电路。按从左至右，从上到下的单向性原则，可以看出有4条从左母线到达线圈Y000的不同支路，于是就可以将图3.27（a）不可编程的电路化为在逻辑功能上等效的图3.27（b）的可编程电路。（3）并联块串联时，应将接点多的支
32、路放在梯形图的左方。串联块并联时，应将接点多的并联支路，放在梯形图的上方。这样安排，程序简洁，指令更少。图3.28（a）和图3.29（a）应分别改画为图3.28（b）和图3.29（b）为好。图3.27 不可编程的电路化为等效的可编程电路（4）双线圈输出不宜若在同一梯形图中，同一组件的线圈使用两次或两次以上，称为双线圈输出。双线圈输出只有最后一次有效，一般不宜使用。图3.28 上重下轻原则 图3.29 左重右轻原则 设输入采样时，输入映象区中X001ON，X002OFF。第1次执行时，Y003ON，Y004ON；第2次执行时，X002OFF，Y003OFF；输出刷新时，实际输出，Y003OFF，
33、Y004ON图3.30 不宜使用双线圈输出 在不改变逻辑关系的前提下，好的等效变换往往能化难为简、事半功倍。（1）在串联电路中，按梯形图设计规则改变组件的位置，使编程变为可能。如图3.26电路中，通过将线圈Y000移到右母处，应能使FXGP编译通过。（2）在电路块串并联电路中，按“左重右轻、上重下轻”的原则变换梯形图，使程序更优化。如图3.28和图3.29两电路，即为典型的实例。（3）在不易识别串并联关系的电路中，按从上到下、从左到右的单向性原则，找出所有能到达目标线圈的不同支路，变换梯形图为可编程电路，如图3.27电路即为典型的实例。（4）在双线圈输出电路中，按“最后一次才有效”的原则变换梯
34、形图，使双线圈输出电路变为单线圈输出电路，如图3.30电路即为典型的实例。例例3.15 对图3.31（a）梯形图作等效变换，使成为合理梯形图。解：解：接点不能出现在线圈的右边，把图3.31（a）梯形图改画成等效的梯形图如图3.31（b）所示。图3.31 梯形图的等效变换 例例3.16 对图3.32（a）梯形图作等效变换，使成为合理的梯形图 解：解：方法1：双线圈输出时，只有最后一次才有效。因此，在图3.32（a）的虚线框中的逻辑行可忽略，剩下的梯形图与原梯形图是等效的。图3.32 梯形图的等效变换方法2：将图3.32（a）梯形图作相应变换，得到单线圈的梯形图如图3.32（b）所示。图3.32（
35、b）梯形图对Y000的逻辑控制关系与原梯形图是等效的。方法3：引入辅助寄存器是一个常用的好方法，往往能使一些难以解决的逻辑控制问题迎刃而解。在图3.32（c）中，A和B接点控制M100，C、E和D接点控制M101，再由M100和M101接点的并联组合去控制Y000。这样逻辑关系没有变，却把双线圈梯形图变为单线圈的梯形图。所以图3.32（c）所示梯形图是与原梯形图等效的。输入信号的最高频率限制：由于PLC采用集中IO刷新的扫描工作方式，导致了在程序执行阶段和输出刷新阶段，即使输入信号发生变化，输入映象区的内容也不会改变。如果输入信号变化过快，有可能被PLC检测不到。所以输入信号的变化周期必须比P
36、LC的扫描周期长，因此输入信号的最高频率就受到了限制。设扫描周期一般为10ms，输入滤波器的响应延迟也为10ms，则输入脉冲的宽度至少为20ms，即其周期至少为 4 0 m s。可 以 估 算 出，输 入 脉 冲 频 率 应 1 40ms=25Hz。这种滞后响应，在一般的工业控制场合是完全允许的，但对于要求响应速度快场合就不适应了。对于高速场合，PLC除了提高扫描速度，还在软硬件上采取相应的措施，以提高I/O的响应速度。如在硬件方面，选用快速响应模块，高速计数模块。FX2系列PLC还提供X0X7共8个高速输入端，其RC滤波器时间常数仅为50s。在软件方面采用I/O立即信息刷新方式、中断传送方式
37、和能用指令修改的数字式滤波器等。因此，可以处理的输入信号的最高频率有很大提高。FX2N系列PLC是小型化，高速度，高性能和所有方面都是相当于FX系列中最高档次的机型，它的1个基本指令运行时间只需0.08s，可读取最大50s的短脉冲输入，可见输入信号的最高频率可以达到20KHz。例例3.17 参照图3.33设计一个三相异步电机正反转PLC控制系统。设计步骤（1）功能要求：当接上电源时，电机M不动作。图3.33 三相异步电机正反转控制线路 按下SB1，电机正转；按SB3，电机停转。按下SB2，电机反转；按SB3，电机停转。热继电器触点FR断，电机过载保护停转。按下SB2，电机M反转；按SB3，电机
38、M停转。热继电器触点FR动作，电机M因过载保护而停止。图3.34 三相异步电机正反转控制线路的动作顺序（2）输入/输出端口设置表3.17 三相异步电机正反转PLC控制I/O端口分配表（3）梯形图三相异步电机正反转控制系统梯形图如图3.35（a），其动作顺序完全符合表3.17，只要按表3.17的I/O分配作相应替换即行。（4）指令表指令表如图3.35（b）所示。（5）接线图接线图如图3.36所示。为防止正反转启动按钮同时按下危险情况，一方面，在梯形图中设了互锁，将常闭X001和Y001串联在反转电路中，将常闭X002和Y002串联在正转电路中。另一方面，在外部也设置了如图3.36所示的用实际常闭
39、触点组成的互锁。图3.35 三相异步电机正反转控制 为防止正反转启动按钮同时按下危险情况，一方面，在梯形图中设了互锁，将常闭X001和Y001串联在反转电路中，将常闭X002和Y002串联在正转电路中。另一方面，在外部也设置了如图3.36所示的用实际常闭触点组成的互锁。图3.36 PLC控制的接线图 例例3.18 设计一个用FX1S20MT的输出端子直接驱动直流小电动机正反转控制系统。直流电机的规格在12V/0.5A以下。直流电机正反转驱动电路，是通过电源极性的切换来控制电机转向，可参照桥式整流电路来设计。只要将桥式整流电路中的四个整流二极管用四个继电器的触点来取代，负载则用直流电机来取代，如
40、图3.37（a）所示。图3.37 直流电机正反转驱动与接线 控制电路设计可参照例3.17交流异步电机的控制，不同的是要控制的继电器线圈有4个，动作过程，参看图3.38的动作顺序表。（1）功能要求 当接上电源时，电机M不动作。图3.38 直流电机正反转控制动作顺序表 按下SB1后，电机正转；再按SB3后，电机停转。按下SB2后，电机反转；再按SB3后，电机停转。热继电器触点FR动作后，电机M因过载保护而停止。（2）输入/输出端口设置（3）梯形图（4）指令表（5）接线图表3.18 直流电机正反转PLC控制I/O端口分配表 FX1S-20MT是晶体管输出，输出结构如图3.41所示。当晶体管截止时，输
41、出端子Y0与公共端COM0断开。当晶体管导通时，Y0与COM0接通，要注意的是导通是单向的，即导通时的电流流向只能是从Y0流向COM0。所以图3.37（a）中4个开关的实际接法应如图3.37（b）所示。图3.40就是按此画出的接线图。图3.40 PLC控制的接线图图3.41 晶体管输出结构 例例3.193.19流水行云设计一个彩灯控制的PLC系统。（1）功能要求合启动钮SB2，彩灯HL0HL7(Y000Y007)按间隔2s点亮。至彩灯HL0HL7全亮，维持5s；此后全熄，维持3s；自动重复下一轮循环。（2）输入/输出端口设置表3.19 彩灯PLC控制的I/O端口分配表（3）梯形图 图3.42（
42、a）彩灯PLC控制的梯形图（4）指令表 图3.42（b）彩灯PLC控制的指令表（5）接线图 图3.43 PLC彩灯控制接线图 1三菱FX2系列PLC的编程组件如附录表A.1所示，供编程时查阅。2.常用的梯形图、指令表、流程图等编程语言，各有其特点。请按需要选用。3.FX2系列PLC共有20条基本逻辑指令条基本逻辑指令，这些指令已经能解决一般的继电接触控制问题，要求能熟练掌握。对于20条基本逻辑指令，应当注意掌握每条指令的助记符名称、操作功能、梯形图、目标组件和程序步数。FX2系列PLC基本逻辑指令表，见附录B的“表B.1 FX2系列PLC基本逻辑指令表”,供查阅用。4.熟练掌握用梯形图进行程序
43、设计方法。5.对于复杂的顺控系统，以SFC语言的状态转移图方式进行程序设计，是解决顺序控制问题的有效方法。三菱FX系列PLC的程序设计语言北南西第一步：南北绿、东西红；第一步：南北绿、东西红；第二步：南北黄、东西红；第二步：南北黄、东西红；第三步：南北红、东西绿；第三步：南北红、东西绿；第四步：南北红、东西黄。第四步：南北红、东西黄。SFC：又称状态转移图，适合于编制复杂的顺序控制程序。：又称状态转移图，适合于编制复杂的顺序控制程序。（2 2）SFCSFC语言元素：状态、转移条件和有向线段。语言元素：状态、转移条件和有向线段。K100K60S0S20Y0Y2S21S22Y1T1S23Y3M80
44、02X0X3T0X2T0X3T1状态：表示过程中的每一个工步。状态：表示过程中的每一个工步。双线框双线框+组号，表示初始状态；组号，表示初始状态；单线框单线框+组号，表示各工作状态。组号，表示各工作状态。状态间要用有向线段连接，以表状态间要用有向线段连接，以表示转移方向，凡从上到下、从左示转移方向，凡从上到下、从左到右的有向线段箭头可省去不画。到右的有向线段箭头可省去不画。有向线段上的垂直短线和它旁边有向线段上的垂直短线和它旁边标注的文字符号或逻辑表达式表标注的文字符号或逻辑表达式表示状态转移条件示状态转移条件（3 3）SFCSFC流程图的基本形式流程图的基本形式 单流程结构单流程结构：其状态
45、是一个接着一个地顺序进行，每：其状态是一个接着一个地顺序进行，每个状态仅连接一个转移，每个转移也仅连接一个状态。个状态仅连接一个转移，每个转移也仅连接一个状态。图3.6 SFC流程图的三种基本形式选择结构选择结构：在某一状态后有几个单流程分支，当相应：在某一状态后有几个单流程分支，当相应的转移条件满足时，一次只能选择进入一个单流程分支的转移条件满足时，一次只能选择进入一个单流程分支。选择结构的转移条件是在某一状态后连接一条水平线。选择结构的转移条件是在某一状态后连接一条水平线，水平线下再连接各个单流程分支的第一个转移。各个，水平线下再连接各个单流程分支的第一个转移。各个单流程分支结束时，也要用
46、一条水平线表示，而且其下单流程分支结束时，也要用一条水平线表示，而且其下不允许再有转移。不允许再有转移。并行结构并行结构是指在某一转移下，若转移条件满足，将同是指在某一转移下，若转移条件满足，将同时触发并行的几个单流程分支，这些并行的顺序分支时触发并行的几个单流程分支，这些并行的顺序分支应画在两条双水平线之间。应画在两条双水平线之间。三种程序设计语言比较：梯形图具有与传三种程序设计语言比较：梯形图具有与传统继电接触控制相似的特征，编程直观、形统继电接触控制相似的特征，编程直观、形象，易于掌握。助记符语言适合编程器在现象，易于掌握。助记符语言适合编程器在现场调试程序。场调试程序。SFCSFC语言以状态转移图方式编程，语言以状态转移图方式编程，适合于编制复杂的顺控程序。适合于编制复杂的顺控程序。
