PLC编程初学者必看内容（三菱篇）

一、定时器

plc中的定时器（T）相当于继电器控制系统中的通电型时间继电器。它可以提供无限对常开常闭延时触点。定时器中有一个设定值寄存器（一个字长），一个当前值寄存器（一个字长）和一个用来存储其输出触点的映象寄存器（一个二进制位），这三个量使用同一地址编号。但使用场合不一样，意义也不同。

FX2N系列中定时器时可分为通用定时器、积算定时器二种。它们是通过对一定周期的时钟脉冲的进行累计而实现定时的，时钟脉冲有周期为1ms、10ms、100ms三种，当所计数达到设定值时触点动作。设定值可用常数K或数据寄存器D的内容来设置。

1．通用定时器

通用定时器的特点是不具备断电的保持功能，即当输入电路断开或停电时定时器复位。通用定时器有100ms和10ms通用定时器两种。

（1）100ms通用定时器（T0～T199） 共200点，其中T192～T199为子程序和中断服务程序专用定时器。这类定时器是对100ms时钟累积计数，设定值为1～32767，所以其定时范围为0.1～3276.7s。

（2）10ms通用定时器（T200～T245） 共46点。这类定时器是对10ms时钟累积计数，设定值为1～32767，所以其定时范围为0.01～327.67s。

下面举例说明通用定时器的工作原理。如图1所示，当输入X0接通时，定时器T200从0开始对10ms时钟脉冲进行累积计数，当计数值与设定值K123相等时，定时器的常开接通Y0，经过的时间为123×0.01s=1.23s。当X0断开后定时器复位，计数值变为0，其常开触点断开，Y0也随之OFF。若外部电源断电，定时器也将复位。

图1 通用定时器工作原理

2．积算定时器

积算定时器具有计数累积的功能。在定时过程中如果断电或定时器线圈OFF，积算定时器将保持当前的计数值（当前值），通电或定时器线圈ON后继续累积，即其当前值具有保持功能，只有将积算定时器复位，当前值才变为0。

（1）1ms积算定时器（T246～T249） 共4点，是对1ms时钟脉冲进行累积计数的，定时的时间范围为0.001～32.767s。

（2）100ms积算定时器（T250～T255）共6点，是对100ms时钟脉冲进行累积计数的定时的时间范围为0.1～3276.7s。

以下举例说明积算定时器的工作原理。如图2所示，当X0接通时，T253当前值计数数器开始累积100ms的时钟脉冲的个数。当X0经t0后断开，而T253尚未计数到设定值K345，其计数的当前值保留。当X0再次接通，T253从保留的当前值开始继续累积，经过t1时间，当前值达到K345时，定时器的触点动作。累积的时间为t0+t1=0.1×345=34.5s。当复位输入X1接通时，定时器才复位，当前值变为0，触点也跟随复位。

图2 积算定时器工作原理

二、PLC输入点

输入继电器与输入端相连，它是专门用来接受plc外部开关信号的元件。PLC通过输入接口将外部输入信号状态（接通时为“1”，断开时为“0”）读入并存储在输入映象寄存器中。如图1所示为输入继电器X1的等效电路。

图1 输入继电器的等效电路

输入继电器必须由外部信号驱动，不能用程序驱动，所以在程序中不可能出现其线圈。由于输入继电器（X）为输入映象寄存器中的状态，所以其触点的使用次数不限。

FX系列PLC的输入继电器以八进制进行编号，FX2N输入继电器的编号范围为X000~X267（184点）。注意，基本单元输入继电器的编号是固定的，扩展单元和扩展模块是按与基本单元最靠近开始，顺序进行编号。例如：基本单元FX2N-64M的输入继电器编号为X000~X037（32点），如果接有扩展单元或扩展模块，则扩展的输入继电器从X040开始编号。

三、plc输出点

输出继电器是用来将plc内部信号输出传送给外部负载（用户输出设备）。输出继电器线圈是由PLC内部程序的指令驱动，其线圈状态传送给输出单元，再由输出单元对应的硬触点来驱动外部负载。如图1所示为输出继电器Ｙ０的等效电路。

图1 输出继电器的等效电路

每个输出继电器在输出单元中都对应有维一一个常开硬触点，但在程序中供编程的输出继电器，不管是常开还是常闭触点，都可以无数次使用。

FX系列PLC的输出继电器也是八进制编号其中FX2N编号范围为Y000~Y267（184点）。与输入继电器一样，基本单元的输出继电器编号是固定的，扩展单元和扩展模块的编号也是按与基本单元最靠近开始，顺序进行编号。

在实际使用中，输入、输出继电器的数量，要看具体系统的配置情况。

四、辅助继电器

辅助继电器是plc中数量最多的一种继电器，一般的辅助继电器与继电器控制系统中的中间继电器相似。

辅助继电器不能直接驱动外部负载，负载只能由输出继电器的外部触点驱动。辅助继电器的常开与常闭触点在PLC内部编程时可无限次使用。

辅助继电器采用M与十进制数共同组成编号（只有输入输出继电器才用八进制数）。

1．通用辅助继电器 （M0～M499）

FX2N系列共有500点通用辅助继电器。通用辅助继电器在PLC运行时，如果电源突然断电，则全部线圈均OFF。当电源再次接通时，除了因外部输入信号而变为ON的以外，其余的仍将保持OFF状态，它们没有断电保护功能。通用辅助继电器常在逻辑运算中作为辅助运算、状态暂存、移位等。

根据需要可通过程序设定，将M0～M499变为断电保持辅助继电器。

2．断电保持辅助继电器（M500～M3071）

FX2N系列有M500～M3071共2572个断电保持辅助继电器。它与普通辅助继电器不同的是具有断电保护功能，即能记忆电源中断瞬时的状态，并在重新通电后再现其状态。它之所以能在电源断电时保持其原有的状态，是因为电源中断时用PLC中的锂电池保持它们映像寄存器中的内容。其中M500～M1023可由软件将其设定为通用辅助继电器。

下面通过小车往复运动控制来说明断电保持辅助继电器的应用，如图1所示。

图1 断电保持辅助继电器的作用

小车的正反向运动中，用M600、M601控制输出继电器驱动小车运动。X1、X0为限位输入信号。运行的过程是X0= ON→M600=ON→Y0=ON→小车右行→停电→小车中途停止→上电（M600=ON→Y0=ON）再右行→X1=ON→M600=OFF、M601=ON→Y1=ON（左行）。可见由于M600和M601具有断电保持，所以在小车中途因停电停止后，一旦电源恢复，M600或M601仍记忆原来的状态，将由它们控制相应输出继电器，小车继续原方向运动。若不用断电保护辅助继电器当小车中途断电后，再次得电小车也不能运动。

3．特殊辅助继电器

PLC内有大量的特殊辅助继电器，它们都有各自的特殊功能。FX2N系列中有256个特殊辅助继电器，可分成触点型和线圈型两大类

（1）触点型 其线圈由PLC自动驱动，用户只可使用其触点。例如：

M8000：运行监视器（在PLC运行中接通），M8001与M8000相反逻辑。

M8002：初始脉冲（仅在运行开始时瞬间接通），M8003与M8002相反逻辑。

M8011、M8012、M8013和M8014分别是产生10ms、100ms 、1s和1min时钟脉冲的特殊辅助继电器。

M8000、M8002、M8012的波形图如图2所示。

图2 M8000、M8002、M8012波形图

（2）线圈型 由用户程序驱动线圈后PLC执行特定的动作。例如：

M8033：若使其线圈得电，则PLC停止时保持输出映象存储器和数据寄存器内容。

M8034：若使其线圈得电，则将PLC的输出全部禁止。

M8039：若使其线圈得电，则PLC按D8039中指定的扫描时间工作。

四、状态器（S）

状态器用来纪录系统运行中的状态。是编制顺序控制程序的重要编程元件，它与后述的步进顺控指令STL配合应用。

如图3-6所示，我们用机械手动作简单介绍状态器S的作用。当启动信号X0有效时，机械手下降，到下降限位X1开始夹紧工件，加紧到位信号X2为ON时，机械手上升到上限X3则停止。整个过程可分为三步，每一步都用一个状态器S20、S21、S22记录。每个状态器都有各自的置位和复位信号（如S21由X1置位，X2复位），并有各自要做的操作（驱动Y0、Y1、Y2）。从启动开始由上至下随着状态动作的转移，下一状态动作则上面状态自动返回原状。这样使每一步的工作互不干扰，不必考虑不同步之间元件的互锁，使设计清晰简洁。

图3 状态器（S）的作用

状态器有五种类型：初始状态器S0～S9共10点；回零状态器S10～S19共10点；通用状态器S20～S499共480点；具有状态断电保持的状态器有S500～S899，共400点；供报警用的状态器（可用作外部故障诊断输出）S900～S999共100点。

在使用用状态器时应注意：

1）状态器与辅助继电器一样有无数的常开和常闭触点；

2）状态器不与步进顺控指令STL配合使用时，可作为辅助继电器M使用；

3）FX2N系列PLC可通过程序设定将S0～S499设置为有断电保持功能的状态器。

五、寄存器

plc在进行输入输出处理、模拟量控制、位置控制时，需要许多数据寄存器存储数据和参数。数据寄存器为16位，最高位为符号位。可用两个数据寄存器来存储32位数据，最高位仍为符号位。数据寄存器有以下几种类型：1．通用数据寄存器（D0～D199）共200点。当M8033为ON时，D0～D199有断电保护功能；当M8033为OFF时则它们无断电保护，这种情况PLC由RUN →STOP或停电时，数据全部清零。2.断电保持数据寄存器（D200～D7999）共7800点，其中D200～D511（共12点）有断电保持功能，可以利用外部设备的参数设定改变通用数据寄存器与有断电保持功能数据寄存器的分配；D490～D509供通信用；D512～D7999的断电保持功能不能用软件改变，但可用指令清除它们的内容。根据参数设定可以将D1000以上做为文件寄存器。3.特殊数据寄存器（D8000～D8255）共256点。特殊数据寄存器的作用是用来监控PLC的运行状态。如扫描时间、电池电压等。未加定义的特殊数据寄存器，用户不能使用。具体可参见用户手册。4.变址寄存器（V/Z）三菱FX2N系列PLC有V0～V7和Z0～Z7共16个变址寄存器，它们都是16位的寄存器。变址寄存器V/Z实际上是一种特殊用途的数据寄存器，其作用相当于微机中的变址寄存器变，用于改变元件的编号（变址），例如V0=5，则执行D20V0时，被执行的编号为D25（D20+5）。变址寄存器可以象其它数据寄存器一样进行读写，需要进行32位操作时，可将V、Z串联使用（Z为低位，V为高位）

非标自动化设备之PLC定时器的时间和程序扫描周期

扫描周期是PLC本身执行指令时的周转时间。PLC执行指令按梯形图是从左向右，从上到下执行。每执行一遍就顺便扫描一遍所有元件状态并按指令执行相应动作。这个是需要时间吧，把这个时间叫扫描周期。

并如此无限循环下去。当然扫描周期越短，PLC性能越好。但定时器不受周期制约，定时器在接通后立即计时，时间结束后触点立即动作，不受扫描周期影响。PLC扫描周期是指PLC从主程序第一行一直执行到最后一行后重回到第一行所需要的时间,主要取决于程序的多少。如果程序中使用了比较多的条件跳转和子程序调用话，那扫描时间是可以变的。

PLC的扫描周期是指阅读用户程序的能力的一个标志，是PLC的的一个重要参数，它的工作方式是从上待下，从左到右（梯形图中）直到结束指令end，然后又从用户程序第一条指令开始，不断如此循环。提到的10S定时器只是plc用户程序的一条指令，PLC的扫描周期跟它没关系，但是不同的指令它的执行时间是不一样的，plc的扫描周期一般是毫秒级的或微秒级的，对于我们工业控制来讲是迫不及待。

以下面语句为例：|-----X0-------T1［０．１ｍｓ］（Ｋ１０００）--------Y1----|

1、PLC扫描周期，是指PLC从上电自检、初始化完成到遍历一遍所有程序最后返回所花的时间。这个指标反映了PLC处理程序的速度能力；

2、定时器Ｔ只是PLC可编程的软元件之一，它的累计单位间隔时间由独立的时钟电路控制，一旦累计值与设置值相等，Ｔ导通；

3、扫描时间=输入刷新+用户程序执行+输出刷新中的“用户程序执行时间”怎么理解是关键。其实“执行”只是ＰＬＣ扫描时“看了”它一下，程序并不是在一个扫描周期就必须执行完毕的；

４、扫描过程中遇到定时器时，它只是检查定时器T设定导通的条件到了没有。若没有，它就继续往下扫描后面的程序，并不会停下来等到T满足条件再往下走。这时扫描程序对定时器T的处理只是将它的当前状态（未达到导通条件）记入刷新元件表，然后接着往下扫。这样循环扫描N个周期后，当这个T到达设定值了，执行Ｔ后面的动作；

５、以上语句为例：第一次扫描程序执行到这个语句了，假设此时Ｔ的当前值为0.1ms，没有到达导通条件，则扫描程序接着往下走。Ｙ１不做任何动作；

６、当Ｎ个扫描周期后，Ｔ的值到达0.1Ｓ，这时扫描程序又执行到该语句了，一看Ｔ导通，则直接将Ｙ１送入输出寄存器，遇到输出刷新时，Ｙ１导通。

PLC工作就像人一天上班工作。

1．来到公司坐下，你得先想想今天要做什么，把要做的事情理出来，调整好心态，把昨天晚上的不愉快、愉快都忘记，不要影响工作，这个就是我们所说的初始化；

2．按照今天的要求开始工作了，我的工作就是不断的统计“生产”和“销售”的数据，这就是我的主要工作，也就是主程序！当然我在工作的时候少不了要到生产部、销售部去了解信息，我去生产部、销售部了解信息就是我们说的功能子程序，我工作的时候发现有地方不清楚了我去了销售部，回来我再接着我做的工作做，这就是一个子程序的调用；

3．中断我工作的时候，总经理突然打电话给我，让我去找他。不管我在销售部、生产部（执行子程序），还是在办公室统计数据（主程序），我都得放下我所有的事情，马上去执行总经理的话，把总经理的事情做完再回来，接着我的事情做（因为总经理优先级最高，是老大，总经理的话就是中断的条件）；

4．定时中断我们读书搞成了习惯，45分钟要去上次厕所，现在工作了也没改过来。从上班开始计时，每过45分钟我上次厕所，回来接着做事。不管你在什么地方做什么事情，你都得去上厕所 。这个就是定时中断，但是如果你在总经理那里，那么对不起你也没办法，他是老大优先级高，你就憋着吧。等把总经理的事情做好了，再上厕所，最后回去接着你开始做的事情做。这就是中断排队。所以，PLC的扫描也就和这个差不多。扫描的时间就是你办公室里工作的时间+ 在生产部销售部的时间+总经理占用的时间+你上厕所的时间=扫描周期。

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