【文章內(nèi)容簡介】 編程語言是多種多樣的，對于不同生產(chǎn)廠家、不同系列的 PLC 產(chǎn)品采用的編程語言的表達(dá)方式也不相同，但基本上可歸納兩種類型：一是采用字符表達(dá)方式的編程語言，如語句表等；二是采用圖形符號(hào)表達(dá)方式編程語言，如梯形圖等。 以下簡要介紹幾種常見的 PLC 編程語言。 1. 梯形圖語言 平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院成人教育學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) （ 論 文 ） 說 明 書 第 7 頁 圖 12 電氣線路圖與梯形圖 梯 形圖語言是在傳統(tǒng)電器控制系統(tǒng)中常用的接觸器、繼電器等圖形表達(dá)符號(hào)的基礎(chǔ)上演變而來的。它與電器控制線路圖相似，繼承了傳統(tǒng)電器控制邏輯中使用的框架結(jié)構(gòu)、邏輯運(yùn)算方式和輸入輸出形式，具有形象、直觀、實(shí)用的特點(diǎn)。因此，這種編程語言為廣大電氣技術(shù)人員所熟知，是應(yīng)用最廣泛的 PLC 的編程語言，是 PLC 的第一編程語言。如圖 12 所示是傳統(tǒng)的電器控制線路圖和 PLC 梯形圖。從圖中可看出，兩種圖基本表示思想是一致的，具體表達(dá)方式有一定區(qū)別。 PLC 的梯形圖使用的是內(nèi)部繼電器，定時(shí)／ 計(jì)數(shù)器等，都是由軟件來實(shí)現(xiàn)的，使用方便，修改靈活，是原電器控制線路硬接線無法比擬的。 2． 語句表語言 這種編程語言是一種與匯編語言類似的助記符編程表達(dá)方式。在 PLC 應(yīng)用中，經(jīng)常采用簡易編程器，而這種編程器中沒有 CRT 屏幕顯示，或沒有較大的液晶屏幕顯示。因此，就用一系列 PLC 操作命令組成的語句表將梯形圖描述出來，再通過簡易編程器輸入到 PLC中。雖然各個(gè) PLC 生產(chǎn)廠家的語句表形式不盡相同，但基本功能相差無幾。以下是與圖 12梯 形圖對應(yīng)的（ FX 系列 PLC）語句表程序。 步序號(hào) 指令 數(shù)據(jù) 0 LD X1 1 OR Y0 2 ANI X2 平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院成人教育學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) （ 論 文 ） 說 明 書 第 8 頁 3 OUT Y0 4 LD X3 5 OUT Y1 可以看出，語句是語句表程序的基本單元，每個(gè)語句和微機(jī)一樣也由地址（步序號(hào)）、操作碼（指令）和操作數(shù)（數(shù)據(jù)）三部分組成。 3. 邏輯圖語言 邏輯圖是一種類似于數(shù)字邏輯電路結(jié)構(gòu)的編程語言，由與門、或門、非門、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器、觸發(fā)器等邏輯符 號(hào)組成。有數(shù)字電路基礎(chǔ)的電氣技術(shù)人員較容易掌握，如圖 13 所示。 圖 13 邏輯圖語言編程 4. 功能表圖語言 功能表圖語言（ SFC 語言）是一種較新的編程方法，又稱狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖語言。它將一個(gè)完整的控制過程分為若干階段，各階段具有不同的動(dòng)作，階段間有一定的轉(zhuǎn)換條件，轉(zhuǎn)換條件滿足就實(shí)現(xiàn)階段轉(zhuǎn)移，上一階段動(dòng)作結(jié)束，下一階段動(dòng)作開始。是用功能表圖的方式來表達(dá)一個(gè)控制過程，對于順序控制系統(tǒng)特別適用。 5. 高級(jí)語言 隨著 PLC 技術(shù)的發(fā)展，為了增強(qiáng) PLC 的運(yùn)算、數(shù)據(jù)處理及通信等功能，以上編程語平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院成人教育學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) （ 論 文 ） 說 明 書 第 9 頁 言無法 很好地滿足要求。近年來推出的 PLC，尤其是大型 PLC，都可用高級(jí)語言，如 BASIC語言、 C 語言、 PASCAL 語言等進(jìn)行編程。采用高級(jí)語言后，用戶可以像使用普通微型計(jì)算機(jī)一樣操作 PLC，使 PLC 的各種功能得到更好的發(fā)揮。 編程器件 下面我們著重介紹三菱公司的 FX2N 系列產(chǎn)品的一些編程元件及其功能。 FX 系列產(chǎn)品，它內(nèi)部的編程元件，也就是支持該機(jī)型編程語言的軟元件，按通俗叫法分別稱為繼電器、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器等，但它們與真實(shí)元件有很大的差別，一般稱它們?yōu)椤败浝^電器”。這些編程用的繼電器，它的工作線圈沒有工作 電壓等級(jí)、功耗大小和電磁慣性等問題；觸點(diǎn)沒有數(shù)量限制、沒有機(jī)械磨損和電蝕等問題。它在不同的指令操作下，其工作狀態(tài)可以無記憶，也可以有記憶，還可以作脈沖數(shù)字元件使用。一般情況下， X 代表輸入繼電器， Y 代表輸出繼電器， M 代表輔助繼電器， SPM 代表專用輔助繼電器， T 代表定時(shí)器， C代表計(jì)數(shù)器， S 代表狀態(tài)繼電器， D 代表數(shù)據(jù)寄存器， MOV 代表傳輸?shù)取? （ X）： PLC 的輸入端子是從外部開關(guān)接受信號(hào)的窗口， PLC 內(nèi)部與輸入端子連接的輸入繼電器 X 是用光電隔離的電子繼電器，它們的編號(hào)與接線端子編號(hào)一致（按八進(jìn)制輸 入），線圈的吸合或釋放只取決于 PLC 外部觸點(diǎn)的狀態(tài)。內(nèi)部有常開 /常閉兩種觸點(diǎn)供編程時(shí)隨時(shí)使用，且使用次數(shù)不限。輸入電路的時(shí)間常數(shù)一般小于 10ms。各基本單元都是八進(jìn)制輸入的地址，輸入 X000 ～ X007， X010 ～ X017， X020 ～ X027 。它們一般位于機(jī)器的上端。 （ Y）： PLC 的輸出端子是向外部負(fù)載輸出信號(hào)的窗口。輸出繼電器的線圈由程序控制，輸出繼電器的外部輸出主觸點(diǎn)接到 PLC 的輸出端子上供外部負(fù)載使用，其余常開 /常閉觸點(diǎn)供內(nèi)部程序使用。輸出繼電器的電子常開 /常閉觸點(diǎn)使用次數(shù)不限。輸出電路的時(shí)間常數(shù)是固定的 。各基本單元都是八進(jìn)制輸出，輸出為 Y000 ～ Y007， Y010～ Y017，Y020～ Y027 。它們一般位于機(jī)器的下端。 （ M）： PLC 內(nèi)有很多的輔助繼電器，其線圈與輸出繼電器一樣，由 PLC內(nèi)各軟元件的觸點(diǎn)驅(qū)動(dòng)。輔助繼電器也稱中間繼 電器，它沒有向外的任何聯(lián)系，只供內(nèi)部編程使用。它的電子常開 /常閉觸點(diǎn)使用次數(shù)不受限制。但是，這些觸點(diǎn)不能直接驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載，外部負(fù)載的驅(qū)動(dòng)必須通過輸出繼電器來實(shí)現(xiàn)。如下圖中的 M300，它只起到一個(gè)自鎖的功能。在 FX2N 中普遍途采用 M0～ M499，共 500 點(diǎn)輔助繼電器，其地址號(hào)按十進(jìn)制編號(hào)。輔助繼電器中還有一些特殊的輔助繼電器，如掉電繼電器、保持繼電器等，在這里就不一一介紹了。 （ T）：在 PLC 內(nèi)的定時(shí)器是根據(jù)時(shí)鐘脈沖的累積形式，當(dāng)所計(jì)時(shí)間達(dá)到設(shè)定平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院成人教育學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) （ 論 文 ） 說 明 書 第 10 頁 值時(shí)，其輸出觸點(diǎn)動(dòng)作，時(shí)鐘脈沖有 1ms、 10ms、 100ms。定時(shí)器可以用用戶程序存儲(chǔ)器內(nèi)的常數(shù) K 作為設(shè)定值，也可以用數(shù)據(jù)寄存器（ D）的內(nèi)容作為設(shè)定值。在后一種情況下，一般使用有掉電保護(hù)功能的數(shù)據(jù)寄存器。即使如此，若備用電池電壓降低時(shí)，定時(shí)器或計(jì)數(shù)器往往會(huì)發(fā)生誤動(dòng)作。 定時(shí)器通道范圍如下： 100 ms 定時(shí)器 T0～ T199， 共 200 點(diǎn)，設(shè)定值： ～ 秒； 10 ms 定時(shí)器 T200～ TT245，共 46 點(diǎn)，設(shè)定值： ～ 秒； 1 ms 積算定時(shí)器 T245～T249，共 4 點(diǎn)，設(shè)定值： ～ 秒； 100 ms 積算定時(shí)器 T250～ T255，共 6 點(diǎn)，設(shè)定值： ～ 秒。 （ C）： FX2N 中的 16 位增計(jì)數(shù)器，是 16 位二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器，它是在計(jì)數(shù)信號(hào)的上升沿進(jìn)行計(jì)數(shù)，它有兩個(gè)輸入，一個(gè)用于復(fù)位，一個(gè)用于計(jì)數(shù)。每一個(gè)計(jì)數(shù)脈沖上升沿使原來的數(shù)值減 1，當(dāng)現(xiàn)時(shí)值減到零時(shí)停止計(jì)數(shù)，同時(shí)觸點(diǎn)閉合。直到復(fù)位控制信號(hào)的上升沿輸入時(shí)，觸點(diǎn)才斷開，設(shè)定值又寫入，再又進(jìn)入計(jì)數(shù)狀態(tài)。其設(shè)定值在 K1～ K32767范圍內(nèi)有效。設(shè)定值 K0 與 K1 含義相同，即在第一次計(jì)數(shù)時(shí)，其輸出觸點(diǎn)就動(dòng)作。通用計(jì)數(shù)器的通道號(hào)： C0 ～ C99，共 100 點(diǎn)。 保持用計(jì)數(shù)器的通道號(hào)： C100～ C199，共 100 點(diǎn)。通用與掉電保持用的計(jì)數(shù)器點(diǎn)數(shù)分配，可由參數(shù)設(shè)置而隨意更改。 ：數(shù)據(jù)寄存器是計(jì)算機(jī)必不可少的元件，用于存放各種數(shù)據(jù)。 FX2N 中每一個(gè)數(shù)據(jù)寄存器都是 16bit（最高位為正、負(fù)符號(hào)位），也可用兩個(gè)數(shù)據(jù)寄存器合并起來存儲(chǔ) 32 bit 數(shù)據(jù)（最高位為正、負(fù)符號(hào)位）?；旧贤ㄓ脭?shù)據(jù)寄存器。除非改寫，否則原有數(shù)據(jù)不會(huì)丟失，不論電源接通與否， PLC 運(yùn)行與否，其內(nèi)容也不變化。然而在二臺(tái) PLC 作點(diǎn)對的通信時(shí)， D490～ D509 被用作通信操作。 存器：通道分配 D1000～ D2999，共 2021 點(diǎn)。文件寄存器是在用戶程序存儲(chǔ)器（ RAM、 EEPROM、 EPROM）內(nèi)的一個(gè)存儲(chǔ)區(qū)，以 500 點(diǎn)為一個(gè)單位，最多可在參數(shù)設(shè)置時(shí)到 2021 點(diǎn)。用外部設(shè)備口進(jìn)行寫入操作。在 PLC 運(yùn)行時(shí)，可用 BMOV 指令讀到通用數(shù)據(jù)寄存器中，但是不能用指令將數(shù)據(jù)寫入文件寄存器。 文件寄存器：通道分配 D6000～ D7999，共 2021 點(diǎn)。驅(qū)動(dòng)特殊輔助繼電器 M8074，由于采用掃描被禁止，上述的數(shù)據(jù)寄存器可作為文件寄存器處理，用 BMOV 指令傳送數(shù)據(jù)（寫入或讀出）。 殊用寄存器：通道分配 D8000～ D8255，共 256 點(diǎn)。是寫入特定目的的數(shù)據(jù)或已經(jīng)寫入數(shù)據(jù)寄存器，其內(nèi)容在電源接通時(shí)，寫入初始化值（一般先清零，然后由系統(tǒng) ROM 來寫入）。 平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院成人教育學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) （ 論 文 ） 說 明 書 第 11 頁 梯形圖的設(shè)計(jì)與編程方法 梯形圖是各種 PLC 通用的編程語言，盡管各廠家的 PLC 所使用的指令符號(hào)等不太一致，但梯形圖的設(shè)計(jì)與編程方法基本上大同小異。 確定各元件的編號(hào)，分配 I/O 地址。利用梯形圖編程，首先必須確定所使用的編程元件編號(hào)， PLC 是按編號(hào)來區(qū)別操作元件的 。我們選用的 FX2N 型號(hào)的 PLC，其內(nèi)部元件的地址編號(hào)如下表所示，使用 時(shí)一定要明確，每個(gè)元件在同一時(shí)刻決不能擔(dān)任幾個(gè)角色。一般講，配置好的 PLC，其輸入點(diǎn)數(shù)與控制對象的輸入信號(hào)數(shù)總是相應(yīng)的，輸出點(diǎn)數(shù)與輸出的控制回路數(shù)也是相應(yīng)的（如果有模擬量，則模擬量的路數(shù)與實(shí)際的也要相當(dāng)），故 I/O 的分配實(shí)際上是把 PLC 的入、出點(diǎn)號(hào)分給實(shí)際的 I/O 電路，編程時(shí)按點(diǎn)號(hào)建立邏輯或控制關(guān)系，接線時(shí)按點(diǎn)號(hào)“對號(hào)入坐”進(jìn)行接線。 ：每個(gè)繼電器的線圈和它的觸點(diǎn)均用同一編號(hào)，每個(gè)元件的觸點(diǎn)使用時(shí)沒有數(shù)量限制。 ，線圈接在最右邊（線圈右邊不允許再有接觸點(diǎn)）。 。 ，同一編號(hào)的線圈如果使用兩次，稱為雙線圈輸出，它很容易引起誤操作，應(yīng)盡量避免。 ，為了便于分析 PLC 的周期掃描原理和邏輯上的因果關(guān)系，假定在梯形圖中有“電流”流動(dòng)，這個(gè)“電流”只能在梯形圖中單方向流動(dòng) ——即從左向右流動(dòng)，層次的改變只能從上向下。 第二章 編程軟件介紹 GX Developer 軟件簡介 三菱公司開發(fā)的 GX Developer 編程軟件，對編輯和控制自己的應(yīng)用程序提供了良好的編程環(huán)境。為了能快捷高效地開 發(fā)你的應(yīng)用程序， GX Developer 軟件提供了三種程序編輯器， GX Developer 軟件還提供了在線幫助系統(tǒng)，以便獲取所需要的信息。 GX Developer 的啟動(dòng) 雙擊桌面的快捷鍵或者從開始里面進(jìn)入 平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院成人教育學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) （ 論 文 ） 說 明 書 第 12 頁 首先創(chuàng)建新工程如圖 21 所示： 圖 21 創(chuàng)建新工程 選擇 PLC 類型，出現(xiàn)如圖 22 所示： 圖 22選擇 PLC類型 點(diǎn)擊確定，出現(xiàn)如圖 23 所示，點(diǎn)擊“是” 平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院成人教育學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) （ 論 文 ） 說 明 書 第 13 頁 圖 23點(diǎn)擊確定 保存工程，填寫工程名，如 123，如圖 24 圖 24保存工程 GX Developer 的編程 界面 進(jìn)入編程界面如圖 2