三菱FX系列PLC-编程1

内容包括三菱PLC命名规则与基本工作原理，软元件的介绍，27条基本指令介绍，梯形图编程规则，步进指令与状态转移图，编程软件的使用，功能指令介绍。紫色文字是超链接，点击自动跳转至相关博文。持续更新，原创不易！

一、绪论

1、型号的命名方式以及FX2N系列

2、PLC基本工作原理

1）编程元件的概述

2）FX2N系列PLC的编程元件

（1）输入/输出继电器X/Y （2）辅助继电器M （3）定时器T （4）状态继电器S

（5）数据寄存器D （6）变址寄存器V、Z （7）位软元件、组合位元件与字元件

（8）指针P、I

3、软件系统

1）系统程序 2）用户程序

4、编程语言

1）指令表编程 2）梯形图编程 3）SFC顺序功能图编程

5、PLC程序流程基础

1）扫描方式 2）子程序调用 3）中断

二、27条基本指令

1、LD、LDI、OUT与触点比较指令

2、触点串联指令AND、ANI

3、接点并联指令OR、ORI

4、取脉冲指令LDP、LDF、ANDP、ANDF、ORP、ORF

5、串联电路块的并联连接指令ORB

6、并联电路块的串联连接指令ANB

7、多重输出指令MPS、MRD、MPP

8、主控及主控复位指令MC、MCR

9、取反指令INV

10、置位与复位指令SET、RST

11、微分输出指令PLS、PLF

12、NOP、END指令

三、PLC梯形图编程规则

1、水平不垂直

2、多上串右

3、线圈右边无接点

4、不能有双线圈输出

5、喷泉控制例题

四、步进指令与状态转移图

1、状态转移（SFC）图

2、步进指令概述STL、RET

1）步进指令有两条：STL和RET 2）程序的分支

3、步进编程应用注意

4、步进指令的应用

五、编程软件的使用

1、概述

2、硬件连接

3、录入与修改程序

1）进入编辑按F2或点击“写入模式”图标 2）修改部分元件 3）注释 4）改变显示触点数

4、软仿真与在线仿真

1）软仿真 2）在线仿真

5、PLC用户程序清除与加密

1）PLC用户程序清除 2）PLC用户程序加密

6、FB库函数调用方法

六、功能指令

1、功能指令的一些概念

1）功能指令的表示形式 2）功能指令的表示形式 3）注意

2、程序流向控制指令(10条)

1）条件跳转指令CJ 2）子程序调用与返回指令CALL、SRET 3）中断指令IRET、EI、DI

4）主程序指令FEND 5）警戒时钟指令WDT 6）循环开始与循环结束指令FOR、NEXT

3、传送与比较指令(10条)

1）比较指令CMP、DECMP 2）区间比较指令ZCP、DEZCP 3）传送指令MOV

4）数位传送指令SMOV

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一、绪论

1、型号的命名方式以及FX2N系列

比如FX2N-60MT，表示FX2N系列，60个点，M基本单元，T晶体管输出(R继电器输出)

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2、PLC基本工作原理

1）编程元件的概述

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2）FX2N系列PLC的编程元件

（1）输入/输出继电器X/Y

功能：

输入继电器：指连接外部的各种开关信号，比如开关、按钮、脉冲信号。

输出继电器：指PLC连接外部负载的接口。

特点：

地址编号采用8进制，不同型号PLC其输入输出点数不同。编程中，输入继电器X只有常开触点和常闭触点，且可用无限次。输出继电器Y既有线圈也有触点，触点有常开和常闭，可用无限次。

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（2）辅助继电器M

通用辅助继电器M0－M499：

功能：

作为辅助运算工具，用作状态暂存、中间过渡等。

特点：

有线圈、有触点（常开、常闭，触点可用无限次）。不能直接驱动负载。系统断电时，所有的状态自动复位。

断电保持用辅助继电器M500-M1023、M1024－M3071

基本用法和功能同一般辅助继电器相同。

不同点：PLC在运行中若发生停电，输出继电器和通用辅助继电器全部呈断开状态。上电后，PLC恢复运行，断电保持用辅助继电器能保持断电前的状态。

在不少控制系统中，要求系统能保持断电瞬间的状态，这种场合就适用断电保持型继电器。断电保持是靠PLC的内装电池支持。

M500-M1023可通过设定PLC的参数来改变通用型和断电保持型的比例，而M1024-M3071不能进行改变。

当采用并联通信时，M800-M999作为通信被占用。

PLC内有很多特殊用途的辅助继电器，每个特殊辅助继电器的功能都不同，使用时要注意其特殊功——没有定义的辅助继电器不能用。

特殊用辅助继电器M8000-M8255，这类特殊辅助继电器又分为两类，详见“三菱FX2N-PLC功能指令应用详解”之P515。

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（3）定时器T

它是一个身兼位元件和字元件双重身份的软元件，其常开、常闭触点是位元件，而其时间设定值是一个字元件。

定时器在程序中主要使用其二种控制功能：定时控制功能；当前值比较控制功能。

基本定时器：

积算定时器：

又名断电保持型定时器，在驱动条件不在立或停电引起计时停止时，其能保持计时当前值，等到驱动条件成立或复电后，计时会在原来基础上继续。复位只能用RST指令进行强制复位。

定时器延时断开，X2断开，Y0延时断开：

通电延时接通，断电延时断开控制：

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（4）状态继电器S

构成状态转移图的重要软器件，它与后述的步进顺序指令配合使用。状态器的常开和常闭触点在PLC内可以自由使用，且使用的次数不限。在不使用步进顺控指令时，状态继电器S可象辅助继电器M一样在程序中使用。

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（5）数据寄存器D

所有的数据寄存器均为16位存储器，若程序中仅处理8位数据，那么寄存器的低8位用作处理的数据存储，而高8位则全部为0.

数据寄存器的存储特点是“一旦写入、长期保持、存新除旧、断电归0”。

数据寄存器是功能指令中重要软元件，功能指令通过利用数据寄存器进行各种数据类型的处理与控制。

特殊数据寄存器编号为D8000～D8255，共有256个，这些特殊寄存器用来存放一些特定的数据。按照其使用功能可分为两种：一种是只能读取其内容，不能改写其内容，一种是可以进行读写的特殊寄存器。特殊数据寄存器D，详见“三菱FX2N-PLC功能指令应用详解”之P515。

文件寄存器：实际上是一类专用数据寄存器，用于存储大量的PLC应用程序需要用到的数据，如采集数据、统计计算数据、产品标准数据、数表、多组控制数等。

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（6）变址寄存器V、Z

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（7）位软元件、组合位元件与字元件

只有处理ON/OFF状态的元件，称为位软元件，如X、Y、M、S等，其他处理数字数据的元件，例如T、C、D、V、Z等，称为字软元件。位元件由Kn加首元件号的组合，也可以处理数字数据，组成字元件，称为组合位元件或位元件组合。

组合位元件规定：

编程符号：Kn+组件起始地址，其中n表示组数，起始地址为组件最低编址

位组规定：一组有４位位元件，表示４位二进制数

在使用时统一规定为位元件状态ＯＮ为１，ＯＦＦ为０

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（8）指针P、I

当程序发生转移时，需一个要转移去的程序入口地址，这个入口地址是用指针来表示的。

指针按其用处分为分支指针P与中断指针I两种。

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3、软件系统

1）系统程序

PLC赖以工作的基础，采用汇编或C语言编写，在PLC出厂时就已固化于ROM型系统程序存储器中，不需用户干预。

2）用户程序

又称为应用程序，是用户为完成某一特定任务而利用PLC的编程语言而编制的程序。用户程序通过编程器输入到PLC的用户存储器中，再通过运行PLC来完成这一特定的任务。

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4、编程语言

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1）指令表编程

手编只能用这种方式。
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2）梯形图编程

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3）SFC顺序功能图编程

它是应用步进指令与状态器进行编程的方法，一般在顺序控制时应用。

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5、PLC程序流程基础

1）扫描方式

采用循环扫描的工作方式，整个工作过程可分为输入处理、程序处理、输出处理三个阶段，分阶段执行。

扫描周期＝扫描处理时间+程序处理时间+输出处理时间。
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2）子程序调用

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3）中断

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二、27条基本指令

写指令的原则：从上到下，从上到下（从条件到结果）。

1、LD、LDI、OUT与触点比较指令

功能：

LD取指令，表示每一行程序中第一个与母线相连的常开触点。

LDI取反指令，与LD的用法相同，中是LDI是对常闭触点。

OUT线圈驱动指令，是对输出继电器（Y）、辅助继电器（M）、状态继电器器（S）、定时器（T）、计数器（C）的线圈驱动，对输入继电器（X）不能使用。

OUT 100mS时基；OUTH 10mS时基；OUTHS 1mS时基。

触点比较指令

在梯形图中，功能指令是作为线圈处理的。但有一种功能指令例外，它是当作触点来处理的。这就是触点比较指令。

功能：在梯形图中，起始触点比较指令等同于1个与主母线相接常开触点。

功能：在梯形图中，串接触点比较指令等同于1个串联的常开触点。

功能：在梯形图中，并接触点比较指令等同于1个被并联的常开触点。

应用举例：

（1）3个彩灯，每隔1秒顺序点亮1个彩灯，3个彩灯全亮后，又重新开始。

（2）D0～D9十个数，找出其中最大值并存于D100。

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2、触点串联指令AND、ANI

AND与指令，ANI与非指令

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3、接点并联指令OR、ORI

OR或指令，ORI或非指令

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4、取脉冲指令LDP、LDF、ANDP、ANDF、ORP、ORF

LDP、ANDP、ORP指令是进行上升沿检测的触点指令，仅在指定的位元件上升沿（OFF->ON变化）时，接通一个扫描周期；

ANDF、ORP、ORF指令是进行下升沿检测的触点指令，仅在指定的位元件下降沿（ON->OFF变化）时，接通一个扫描周期。

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5、串联电路块的并联连接指令ORB

两个或两个以上的接点串联的电路称为串联电路块；当串联电路块和其它电路并联时，分支开始用LD、LDI，分支结束用ORB。

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6、并联电路块的串联连接指令ANB

两个或两个以上接点并联的电路称为并联电路块。并联电路块和其他接点串联连接时，使用ANB。电路块的起点用LD、LDI指令，并联结束后，使用ANB指令与前面串联。

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7、多重输出指令MPS、MRD、MPP

程序出现分支：MPS进栈指令，MRD读栈指令（读取最上段存储专用），MPP出栈指令。

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8、主控及主控复位指令MC、MCR

MC主控指令，用于公共串联触点的连接；MCR主控复位指令，用于公共串联触点的清除。MC与MCR需要配对使用。

使用主控指令应注意的事项：

当主控指令为OFF时：

保持当前状态：积算定时器、计数器、用置位/复位指令驱动的软元件。

变为OFF的软元件：非积算定时器，用OUT指令驱动的软元件。

在没有嵌套结构时，通用N0编程。N0的使用次数没有限制。有嵌套结构时，嵌套级N的地址号增大，即N0->N1->N2……N7。在将指令返回时，采用MCR指令，并从大的嵌套级开始消除。

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9、取反指令INV

在将执行INV指令之前的运算结果反转的指令，是不带操作数的独立指令。

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10、置位与复位指令SET、RST

SET为置位指令，使动作保持，只能对位软元件操作，比如Y、M、S；RST复位指令，使操作保持复位，可以对位或字软元件操作。

注意：SET指令若有驱动条件，即使不成立时，仍然保持；OUT指令驱动条件不成立时，相应位OFF。

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11、微分输出指令PLS、PLF

需要短脉冲时使用。

RLS上升沿微分输出。当输入条件为ON时（上升沿），相应的输出位元件Y或M接通一个扫描周期。

PLF下降沿微分输出。当输入条件为OFF时（下降沿），相应的输出位元件Y或M接通一个扫描周期。

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12、NOP、END指令
NOP空操作指令，相当于将X1短路，即删除AND指令；END程序结束指令，END后的指令不起作用。

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三、PLC梯形图编程规则

1、水平不垂直

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2、多上串右

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3、线圈右边无接点

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4、不能有双线圈输出

Y3是双线圈输出，当出现双线圈输出时，前面的输出不起作用，只有最后的一条输出才起作用。避免双线圈的方法是把触点并联。

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5、喷泉控制例题

有A、B、C三组喷头，要求启动后A组先喷5S，之后B、C同时喷，5S后B停止，再过5S，C停止而A、B同时喷，再过2S，C也喷；A、B、C同时喷5S后全部停止，再过3S重复前面过程；当按下停止按钮后，马上停止。时序图如下。编出PLC控制程序。

分析：这是一个关于时序循环的问题，这一类的问题很多，其编程有一定的规律，掌握这个规律，编程就会很容易。

1）根据时序图中各负载发生的变化，定下要用定时的编号和各定时器要延时的时间（见图）。

2）由于各定时器是按先后循环接通的，所以要用前一个定时器的触点接通后一个定时器的线圈，再用最后一个定时器的触点去断开最前一个定时器的线圈，这样就完成了定时器的循环计时。

3）写驱动负载的程序，根据图中各负载上升沿和下降沿的变化，上升沿是负载要接通，用相应的常开触点，下降沿表示负载断开，用相应的常闭触点。在一个周期中负载有多次接通时，用各路触点并联。

4）其程序和I/O地址分配如下：X0 启动按键，X1 停止按钮，Y0 A组喷头，Y1 B组喷头，Y2 C组喷头。

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四、步进指令与状态转移图

学习的目标：

学习2条步进指令STL（步进开始）与RET（步进结束）；

掌握流程图、梯形图与指令表之间的互相转换；

应用步进指令进行编程。

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1、状态转移（SFC）图

含义：顺序控制中，把每一个工序叫做一个状态，当一道工序完成做下一道工序时，可以表达为：从一个状态转移到另一个状态。

如有四个广告灯，每个灯亮1S，循环进行，则状态转移图如右图所示。

特点：当转换条件满足时，则会从上一个状态转移到下一个状态，而上一个状态自动复位。

举例说明：

有一送料小车，初始位置在A点，按下启动按钮，在A点装料，装料时间5S，装完料后驶向B点卸料时间7S，卸完后又返回A点装料，装完后驶向C点卸料，按此规律分别给B、C两点送料，循环进行。当按下停止按钮时，一定要送完一个周期后停在A点。写出状态转移图。

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2、步进指令概述STL、RET

1）步进指令有两条：STL和RET

STL是步进开始指令，后面的操作数只能是状态器S；在梯形图中直接与母线相连，表示每一步的开始。RET步进结束指令，后面没有操作数，指状态流程结束，用于返回主程序（母线）的指令。

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2）程序的分支

（1）可选择的分支

在应用步进指令进行编程时，通常会出现多种情况可供选择，这就构成一个可选择的分支。

特点：在程序执行时，多个分支只进行其中的一个分支。三菱PLC最多有8个分支。

选择性分支中把状态图转化成梯形图：

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（2）并行分支

特点：有多个分支，每个分支都要执行，当所有的分支都执行完毕后，才能执行汇合程序。

注意：转换方向指令的区别

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3、步进编程应用注意

输出驱动的序列：

暂时停止与紧急停止的处理：

具体参看“三菱FX2N-PLC功能指令应用详解”之4.2.3节。

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4、步进指令的应用
解决顺序控制之类的问题时，可以采用步进指令。用步进指令编程时，可以分如下几步进行：

（1）根据控制要求分配I/O地址，并画出状态流程图；

（2）把状态流程图转换成梯形图；

（3）对梯形图进行运行调试。

建立SFC流程图：

此处选择SFC

首先选择梯形图块，编写梯形图块程序。

上步完毕后，“打开SFC块列表”，以增加SFC块。

更改工程类型，这里在“梯形图”与“SFC语言”之间自动转换。

应用举例：

（1）两种液体混合装置，如下图所示：YV1、YV2电磁阀控制流入液体A、B，YV3电磁阀控制流出液体C。H、M、L为高、中、低液体感应器，M为搅拌电机。控制要求如下：

（1）初始状态要求容器内是空的，各电磁阀关闭，电机M停转；按下启动，YV1打开，流入液体A，流至M时，YV1关闭；YV2打开，流入液体B，液体流至H时，YV2关闭；此时，搅拌电机M开始搅拌20S；然后YV3打开，流出混合液体C；当液体减至L时，开始计时，20S后电磁阀YV3关闭，容器内液体全部流出。完成一个周期，下一个周期自动开始运行。

（2）当按下停机按钮时，一直要到一个周期完成才能停止，中途不能停止。

（3）各工序能单独手动控制，写出PLC的控制程序。

分析控制要求并分配I/O地址：

写状态转移图：

通过SFC图手动转换为梯形图：

（2）左右送球工程STL指令

工程的程序见我的百度网盘“左右送球工程STL指令”或者移步“左右送球工程STL指令(选择分支)”。

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五、编程软件的使用

1、概述

本处以GX Works2说明。

程序可以通过工具条上的图标输入，也可以使用键盘输入，方便快捷。输入程序完毕后呈灰色，按F4呈白色，程序出现步号。

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输出指令表：

GX Works2新建工程时，不勾选使用标签的情况下，在梯形图区域点击右键可以“写入至CSV文件”，再从保存目录中打开。

指令表语言

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2、硬件连接

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3、录入与修改程序

1）进入编辑按F2或点击“写入模式”图标

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2）修改部分元件

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3）注释

（1）注释的添加

软元件注释的添加：

声明注释的添加：

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（2）显示与关闭注释

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（3）注释一行显示

工具/选项下，打开“选项”，如下图所示。

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（4）行间声明整体查看与修改

此处可以修改与清除相关声明。

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4）改变显示触点数

工具/选项下，打开“选项”，如下图所示。

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4、软仿真与在线仿真

工程中查处某一个软元件方法：

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1）软仿真

方便查看软元件状态：

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2）在线仿真

此时可以实时监控程序的内部情况。

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5、PLC用户程序清除与加密

1）PLC用户程序清除

工具栏“在线”/“PLC存储器操作”/“PLC存储器清除”

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2）PLC用户程序加密

工具栏“在线”/“口令/关键字”/“登录/更改”

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6、FB库函数调用方法

为方便三菱 PLC 编程，可以将很多功能做成 FB 功能块的形式进行直接调用，可大大缩短编程时间，所述的FB功能块均以三菱 GX-Works2 软件为基础平台所写。可以在【使用标签】的工程中使用下列功能块。目前支持的功能块如下：

FX2N2AD　　适用三菱PLC模块 Fx2N-2AD 的直接调用

FX2N2DA　　适用三菱PLC模块 Fx2N-2DA 的直接调用

FX3U4AD　　适用三菱PLC模块 Fx3U-4AD 的直接调用

FX3U4DA　　适用三菱PLC模块 Fx3U-4DA 的直接调用

取自方便三菱PLC模块调用的FB功能块分享 - aiyauto - 博客园

1）新建使用标签项目的工程文件

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2）从其它库所在工程项目中导入库

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3）选择库文件及FB功能块

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4）插入FB功能块调用

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六、功能指令

1、功能指令的一些概念

1）功能指令的表示形式

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2）功能指令的表示形式

指令执行形式有：脉冲执行型、连续执行型。

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3）注意

软仿真时将PLC型号设置为最高，比如FX3U，避免找不到指令。

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2、程序流向控制指令

程序流控制指令是用来改变程序的执行顺序，包括程序的条件跳转、中断、调用子程序、循环等。

1）条件跳转指令CJ

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指令格式：

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指令说明：

（1）当CJ指令的驱动输入X0为ON时，程序跳转到CJ指令指定的指针P同一编号的标号处。若X0为OFF时，则跳转不起作用，程序按从上到下，从左到右的顺序执行。

（2）当X0为ON时，被跳转CJ指令到标号之间的程序不予执行。在跳转过程中若Y、M、S被OUT、SET、RST指令驱动使输出发生变化，则仍保持跳转前的状态。例如，通过X1驱动输出Y10后发生跳转，在跳转过程中即使X0变为ON，但输出Y10仍有效。

（3）对于T、C，若跳转时定时器或计数器正发生动作，则此时立即中断计数或停止计时，直到跳转结束后继续进行计时或计数。但是，正在动作的定时器T192～T199与高速计数器C235～C255，不管有无跳转仍旧继续工作。

（4）功能指令在跳转时不执行，但PLSY、PLSR、PWM指令除外。

应用举例：

（1）手动/自动切换

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（2）执行程序的初始化

跳转区域的状态变化：

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2）子程序调用与返回指令CALL、SRET

指令格式，如图所示：

执行流程：

一个标号可供多个子程序调用，子程序可以在主程序中调用，也可以在中断服务程序中调用，还可以在其他子程序中调用。

应用举例：

（1）使用CALLP指令执行程序初始化，比CJ更为方便。

子程序的编制：

（1）子程序相当于一个个独立的功能块，可以进行程序移植

（2）全局软元件与局部软元件，比如西门子，就不需考虑（3）

（3）三菱FX PLC的软元件冲突

避免的方法就是制作下一个表，再避开冲突，在主程序中不再使用。

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3）中断指令IRET、EI、DI

注：任何时候只能有1个中断服务程序，编号优先，越小中断优先级越高。其中断源有3个，分别是外部输入中断、内部定时器中断和高速计数器中断。

使用注意：

可参看“三菱FX2N-PLC功能指令应用详解”之6.4.1

（1）外部中断

应用举例：

（1）中断急停告警显示程序

（2）定时器中断

内部定时器中断适用于扫描时间较长而又需及时处理数据的场合，如处部开关输入的刷新，模拟量输入的定时采样，模拟量输出的定时刷新等。

（3）高速计数器中断

此指令是一种软件中断，必须与高速计数器指令DHSCS一起使用，当高速计数器的当前值与设定值相符时，执行指令中的指定的中断服务程序。

可以用于高速的定位控制、速度测量等。

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4）主程序指令FEND

指令格式：

注：程序遇到FEND指令返回到第0步，不能出现在FOR…NEXT指令中，也不能出现在子程序中。

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5）警戒时钟指令WDT

指令应用原理：

PLC扫描周期不能超过200mS，下图就是把一个240mS的程序转换为两个120mS的程序。

PLC恒扫描方法：

将K300送入D8000，此时扫描时间延长到300mS。

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6）循环开始与循环结束指令FOR、NEXT

指令格式：

应用举例：

从1加到100求和。

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3、传送与比较指令

包括数据比较、传送、交换和变换；其有10条，指令代码从FNC10～FNC19。这部分指令属于基本应用指令，使用非常普及。

1）比较指令CMP、DECMP

指令格式：

指令说明：

（1）一旦指定终址D后，3个连续位元件D、D+1、D+2已被指令占用，不能再作他用；

（2）指令执行后即使驱动条件X10断开，D、D+1、D+2均会保持当前状态；

（3）若需要在指令不执行清除比较结果，用RST指令或ZRST指令对终址进行复位。

应用举例：

三个数分别存于Ｄ0、Ｄ10、Ｄ20中，找出其中最大数。

浮点数比较指令说明：

（1）浮点数运算为32位运算，故浮点数比较指令在使用时，必须为DECMP；

（2）源址S1、S2和S均可指定常数K、H，指令会自动将K、H转换为浮点数再进行比较；

（3）但指定源址为字元件D时，如D中为整数，则必须先把D转换成浮点数，才能进行比较操作。

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2）区间比较指令ZCP、DEZCP

指令说明：

（1）若发生S1>S2，则PLC自动将S2作为S1处理；

（2）其他同CMP指令。

应用举例：

浮点数比较指令说明：

同DECMP。

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3）传送指令MOV

指令格式：

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4）数位传送指令SMOV

指令格式：

8421BCD码执行模式：M8168＝OFF源址S与终址D中所存放的数必须小于K9999。若大于K9999，会出现非BCC码数，则指令会出现超出BCD码范围错误。

16进制执行模式：M8168＝ON，源址S与终址D中所存放的数没有要求。其执行为16进制数位移位传送功能。

举例说明：

将两组拨码开关的数字合成，如下图所示。两组拨码开关分别接在X0～X3和X20～X27，现在要将它合成一个三位数为765，程序如下：

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