plc 技术——项目教程电子线路、计算机、多媒体课件。...

国家中职示范校建设课程改革创新教材

PLC 技术——项目教程

林同聪周哲需主编

北京

科

学出版社

职教技术出版中心

www.abook.cn

内容简介

PLC 采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、

顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟

式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。PLC 具有体积小、组装维护

方便、编程简单、可靠性高、抗干扰能力强等特点，应用于机械制造、冶

金、化工、交通、电子、纺织、印刷、食品、建筑等诸多领域，是自动控

制系统中的关键设备之一。本书共 5 个项目及附录。项目 1 介绍 PLC 基础知识，项目 2 介绍 PLC

基本指令应用，项目 3 介绍 PLC 步进指令应用，项目 4 介绍 PLC 功能指

令应用，项目 5 介绍触摸屏的应用。本书以应用和实训为主线，内容安排合理，在内容编排上由浅入深，

循序渐进，强调实训环节与理论教学相结合，实现“理实一体”的教学模

式，注重内容的简练和适用性与针对性。本书可作为中职院校电子类专业教材，也可作为相关工程技术人员的

参考书。

图书在版编目（CIP）数据

PLC 技术——项目教程/林同聪，周哲需主编. —北京：科学出版社，2015

（国家中职示范校建设课程改革创新教材）

ISBN 978-7-03-046988-5

Ⅰ. ①P… Ⅱ. ①林… ②周… Ⅲ. ①PLC 技术-中等专业学校-教材

Ⅳ. ①TM571.6

中国版本图书馆 CIP 数据核字（2015）第 319085 号

责任编辑：马琦杰/责任校对：刘玉靖责任印制：吕春珉/封面设计：祎祎

出版

北京东黄城根北街 16 号邮政编码：100717

http://www.sciencep.com 北京双清印刷厂印刷

科学出版社发行各地新华书店经销 *11

2016 年 2 月第一版

2016 年 2 月第一次印刷

开本：787×1092 1/16 印张：10

字数：250 000 定价：38.00 元

（如有印装质量问题，我社负责调换〈〉）

销售部电话 010-62136131 编辑部电话 010-62138978-2010

版权所有，侵权必究

举报电话：010-64030229；010-64034315；13501151303

前言

PLC 是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置，它具有体积

小、组装维护方便、编程简单、可靠性高等优点，已广泛应用于机械制造、冶金、化工、

电子、建筑等诸多领域。

本书从中等职业学校学生实际出发，在传统知识体系的基础上，以三菱 FX2N 系列 PLC

为典型机型，采用理论与实践相结合的形式，引入了工程中的应用实例，以任务为引领，

以生产实践为主线，采用项目化教学形式，对 PLC 的知识与技能进行重新建构，突出够用、

实用、做学合一。

本书内容新颖，形式活泼，图文并茂，通俗易懂。本课程放在“电路”、“模拟电子技

术”和“数字电子技术”等课程以后，通过本课程的学习，可获得电气控制基本理论和可

编程控制器等方面的知识；培养学生独立学习能力，使用所学理论解决实际问题，巩固基

本理论并获得实践技能。

全书共 5 个项目，项目 1 介绍 PLC 基础知识，项目 2 介绍 PLC 基本指令应用，项目 3

介绍 PLC 步进指令应用，项目 4 介绍 PLC 功能指令应用，项目 5 介绍触摸屏的应用，该

项目为参加竞赛的学生而设计，在项目中穿插了 2 个思考与操作评价，以供学生巩固所学

知识，提高参赛技能。附录中介绍 FX2N 系列 PLC 基本指令、步进指令和功能指令表。总

学时建议为 96 学时，其中讲授 42 学时，实训 54 学时。

本书由安溪华侨职业中专学校林同聪、周哲需主编。其中项目 1 由林同聪编写，项目

2 由林同聪和汪直文共同编写，项目 3 由周哲需和陈艺林共同编写，项目 4 由林同聪和吴

信添共同编写，项目 5 由林同聪和周哲需共同编写，全书由林同聪负责统稿。在编写过程

中，编者参考了一些书刊，并引用了相关资料，在此对这些文献资料的作者一并表示衷心

感谢。

由于编者水平有限，书中的错误和不妥之处在所难免，恳请读者提出宝贵意见。

编者

2015 年 6 月科

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目录

前言

项目 1 PLC 基础知识 ··································································································· 1

任务 1 PLC 简介 ···································································································· 1

任务 2 PLC 结构 ···································································································· 6

任务 3 GX 软件介绍 ····························································································· 14

技能训练：GX 软件应用 ························································································· 21

项目小结 ················································································································ 22

项目 2 PLC 基本指令应用 ··························································································· 23

任务 1 基本指令介绍 ···························································································· 23

任务 2 PLC 编程及应用 ························································································ 34

任务 3 两台电动机主控选择 PLC 控制 ·································································· 41

技能训练 1：布尔指令训练 ····················································································· 44

技能训练 2：定时指令训练 ····················································································· 50

技能训练 3：计数指令训练 ····················································································· 52

项目小结 ················································································································ 55

项目 3 PLC 步进指令应用 ··························································································· 56

任务 1 自动运料小车顺序运行控制 ······································································· 56

任务 2 自动门控制系统 ························································································ 61

任务 3 交通信号灯控制 ························································································ 67

技能训练：步进指令训练 ························································································ 73

项目小结 ················································································································ 79

项目 4 PLC 功能指令应用 ··························································································· 80

任务 1 功能指令介绍 ···························································································· 80

任务 2 功能指令应用 ···························································································· 88

任务 3 数码显示及应用 ······················································································ 108

技能训练 1：传送指令训练 ··················································································· 115

技能训练 2：数据移位指令训练 ············································································ 117

技能训练 3：算术运算指令训练 ············································································ 121

项目小结 ·············································································································· 123

项目 5 触摸屏的应用 ································································································· 124

任务 1 触摸屏介绍 ····························································································· 124

任务 2 用触摸屏控制皮带输送机运行 ································································· 129

任务 3 触摸屏对物料数量的监控 ········································································ 142

项目小结 ·············································································································· 147

附录 ···························································································································· 148

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PLC 技术——项目教程 iv

附录 1 FX2N 系列 PLC 基本指令与步进指令 ······················································· 148

附录 2 FX2N 系列 PLC 功能指令简表 ································································· 149

附录 3 三菱 FX 系列 PLC 功能指令一览表 ·························································· 150

参考文献 ····················································································································· 154

学习目标知识目标

1. 了解 PLC 的定义和名称演变。

2. 理解 PLC 的特点及功能应用。

3. 熟悉 PLC 的结构组成及内部等效电路。

技能目标

技能目标 1. 掌握 PLC 的工作方式和工作过程。

2. 学会 GX Developer 软件的使用。

情感目标

情感目标 1. 激发学生对本门课程的学习兴趣。

2. 培养学生发现问题和解决问题的能力。

PLC 是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以

编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算

等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。

本项目主要介绍 PLC 的基础知识，同时讲述 PLC 的软、硬件结构及编程软件 GX Developer

的使用。

任务 1 PLC 简介

1. 了解 PLC 的定义和名称演变。

2. 理解 PLC 的特点及功能应用。

本任务主要是介绍 PLC 基础知识，了解 PLC 的定义、特点及功能应用。

PLC 基础知识

1 项目

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PLC 技术——项目教程 2

电子线路、计算机、多媒体课件。

一、可编程控制器的产生

1. PLC 的诞生

1968 年，美国大的汽车制造商—— 通用汽车公司（GM 公司）为了适应生产工艺不

断更新的需要，提出要用一种新型的工业控制器取代继电器接触器控制装置，并要求把计

算机控制的优点（功能完备，灵活性、通用性好）和继电器接触器控制的优点（简单易懂、

使用方便、价格便宜）结合起来，设想将继电接触器控制的硬接线逻辑转变为计算机的软

件逻辑编程，且要求编程简单、使得不熟悉计算机的人员也能很快掌握其使用技术，具体

从用户角度提出了十大条件：

① 编程简单方便，可在现场修改依赖性程序。

② 硬件维护方便，采用插件式结构。

③ 可靠性高于继电器接触器控制装置。

④ 体积小于继电器接触器控制装置。

⑤ 可将数据直接送入计算机。

⑥ 用户程序存储器容量至少可以扩展到 4KB。

⑦ 输入可直接用 115V 交流电。

⑧ 输出为交流 115V、2A 以上，能直接驱动电磁阀、交流接触器等。

⑨ 通用性强，扩展方便。

⑩ 成本上可与继电器接触器控制系统竞争。

1969 年，美国数字设备公司（DEC 公司）研制出了第一台可编程控制器—— PDP-14，在

美国通用汽车公司的自动装配线上试用成功，并取得满意的效果，可编程控制器自此诞生。

2. PLC 的定义及名称演变

PLC（Programmable Logic Controller，可编程控制器），是以微处理器为基础，综合了

计算机技术、自动控制技术和通信技术而发展起来的一种新型、通用的自动控制装置。它

是“专为在工业环境下应用而设计”的计算机。这种工业计算机采用“面向用户的指令”，

因此编程方便。它能完成逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术操作，它还具有“数字

量或模拟量的输入/输出控制”的能力。

1980 年，美国电气制造商协会（NEMA）给它一个新的名称“Programmable Controller”，

简称 PC。

为了避免与个人计算机（Personal Computer，PC）简称混乱，仍沿用早期的 PLC 表示

可编程控制器，但此 PLC 并不意味只具有逻辑功能。

项目 1 PLC基础知识

3

二、可编程控制器的分类

PLC 的分类方法很多，大多是根据外部特性来分类的。以下 3 种分类方法用得较为普遍。

1. 按输入/输出点数分

（1）小型机

小型 PLC I/O 总点数在 256 点以下，用户程序存储容量在 4KB 左右。

（2）中型机

中型 PLC I/O 总点数在 256～2048 点之间，用户程序存储容量在 8KB 左右。

（3）大型机

大型 PLC I/O 总点数在 2048 点以上，用户程序存储容量在 16KB 以上。

2．按结构形式分

（1）整体式整体式 PLC 是将电源、CPU、I/O 接口等部件都集中装在一个机箱内，具有结构紧凑、

体积小、价格低的特点。小型 PLC 一般采用这种整体式结构。整体式 PLC 由不同 I/O 点数

的基本单元（又称主机）和扩展单元组成。基本单元内有 CPU、I/O 接口、与 I/O 扩展单元

相连的扩展口，以及与编程器或 EPROM 写入器相连的接口等。扩展单元内只有 I/O 和电

源等，没有 CPU。基本单元和扩展单元之间一般用扁平电缆连接。整体式 PLC 一般还可配

备特殊功能单元，如模拟量单元、位置控制单元等，使其功能得以扩展。（2）模块式模块式 PLC 是将 PLC 各组成部分分别做成若干个单独的模块，如 CPU 模块、I/O 模块、

电源模块（有的含在 CPU 模块中）以及各种功能模块。模块式 PLC 由框架或基板和各种模块

组成。模块装在框架或基板的插座上。这种模块式 PLC 的特点是配置灵活，可根据需要选配

不同规模的系统，而且装配方便，便于扩展和维修。大、中型 PLC 一般采用模块式结构。

3. 按生产厂家分

目前世界上 PLC 产品按地域分成三大流派：美国、欧洲和日本。日本和美国的 PLC

产品较相似。占 PLC 市场 80%以上的生产公司是：德国的西门子（Siemens）公司、法国

的施耐德（Schneider）自动化公司、日本的欧姆龙（OMRON）和三菱公司。

目前国内常用的主要是三菱 FX 系列小型机和西门子 S7-300、S7-400 中大型机等。

三菱的有早期的 F 系列、F1 系列、FX 系列、A 系列等机型，欧姆龙机型，西门子的

有 S5 和 S7 系列等机型。

主要的 PLC 产品如图 1.1 所示。

三、PLC 的特点

1. 可靠性高，抗干扰能力强

这是选择控制装置的首要条件。可编程控制器生产厂家在硬件方面和软件方面上采取

了一系列抗干扰措施。

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美国的 PLC 产品

GE 公司 90-30 模块式 PLC GE 公司 90-70 模块式 PLC

欧洲的 PLC 产品

西门子 S7-200 PLC 西门子 S7-300 PLC 西门子 S7-400 PLC

日本的 PLC 产品

Alpha 系列 PLC FXIN 系列 PLC FXIS 系列 PLC

FX2NC 系列 FX2N 系列 PLC

Ansh 系列 PLC A 和 QnA 系列 PLC

CPM2A CPU 模块 CPM2A D/A 模块 CPM2A A/D 模块图 1.1 主要的 PLC 产品

硬件措施：屏蔽、滤波、隔离。

软件措施：故障检测、信息保护和恢复、警戒时钟（死循环报警）、程序检验。

2. 使用灵活，通用性强

产品均成系列化生产，多数采用模块式的硬件结构，用户可灵活选用。软接线逻辑使

得 PLC 能简单轻松地实现各种不同的控制任务，且系统设计周期短。


5

3. 编程方便，易于掌握

采用与继电器电路极为相似的梯形图语言，直观易懂；近年来又发展了面向对象的顺

控流程图语言（Sequential Function Chart，SFC），也称功能图，使编程更简单方便。

4. 接口简单，维护方便

可编程控制器可直接与现场强电设备相连接，接口电路模块化。

有完善的自诊断和监视功能。可编程控制器对于其内部工作状态，通信状态，异常状

态和 I/O 点的状态均有显示。可以方便地查出故障原因，迅速作出处理。

5. 功能完善，性价比高

除基本的逻辑控制、定时计数、算术运算外，配合特殊功能模块可以实现点位控制、

PID 运算、过程控制、数字控制等功能，还可与上位机通信、远程控制等。

总之，PLC 技术代表了当前电气控制的世界先进水平，PLC 与数控技术和工业机器人

已成为机械工业自动化的三大支柱。

四、PLC 的主要功能和应用

可编程控制器自问世以来发展极为迅速。在工业控制方面正逐步取代传统的继电器控

制系统，成为现代工业自动化生产的三大支柱之一。

1. 顺序逻辑控制

这是 PLC 基本、广泛的应用领域，它正逐步取代传统的继电器顺序控制。

2. 运动控制

PLC 和计算机数控（CNC）设备集成在一起，可以完成机床的运动控制。

3. 定时和计数控制

定时和计数精度高，设置灵活，且高精度的时钟脉冲可用于准确的实时控制。

4. 模拟量控制

PLC 能完成数模转换或者模数转换，控制大量的物理参数，例如温度、压力、速度和

流量等。

5. 数据处理

PLC 能完成数据运算、逻辑运算、比较传送及转换等。

6. 通信和联网

PLC 之间、PLC 和上级计算机之间有很强的通信功能。作为实时控制系统，不仅 PLC

数据通信速率要求高，而且要考虑出现停电、故障时的对策等。

主要应用领域如图 1.2 所示。

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食品工业

制造业娱乐业

交通

农业/渔业建筑/环境

健康和医疗

图 1.2 PLC 主要应用领域

五、PLC 的发展趋势

低档 PLC：向小型、简易、廉价方向发展。

中、高档 PLC：向大型、网络、高速、多功能方向发展。

六、分析与思考

1）三菱公司的小型 PLC 主要有哪些产品？德国西门子 PLC 主要有哪些产品？

2）PLC 有哪些特点？

3）为什么说 PLC 是工业计算机？

4）PLC 有哪些功能和应用？

任务 2 PLC 结构

1. 熟悉 PLC 的结构组成与内部等效电路。

2. 理解掌握 PLC 的工作方式和工作过程。

3. 了解 PLC 的编程语言。

本任务主要介绍 PLC 的结构组成和工作原理，要求学生学习掌握并了解 FX 系列可编

程控制器的硬件配置。

PLC 基础知识。

一、PLC 的基本组成

PLC 的结构多种多样，但其组成的一般原理基本相同，都是以微处理器为核心的结构，

其功能的实现不仅基于硬件的作用，更要靠软件的支持，实际上 PLC 就是一种新型的工业

控制计算机。


7

（一）PLC 的硬件结构

PLC 的硬件结构主要分为以下几个部分。

① 主机。主要包括：

微处理器（CPU）：控制器的核心。

存储器（RAM、ROM）。

输入、输出部件（I/O 部件）：连接现场设备与 CPU 之间的接口电路。

电源部件：为 PLC 内部电路提供能源。

② 整体结构的 PLC：四部分装在同一机壳内。

③ 模块式结构的 PLC：各部件独立封装，称为模块，通过机架和总线连接而成。

I/O 的能力可按用户的需要进行扩展和组合（扩展机）。

④ 另外，还必须有编程器：将用户程序写进规定的存储器内。

PLC 硬件结构如图 1.3 所示。

图 1.3 PLC 硬件结构

1. 中央控制处理单元（CPU）

PLC中常用的CPU主要采用通用微处理器、单片机和双极型位片式微处理器 3种类型。

通用微处理器有 8080、8086、80286、80386 等；单片机有 8031、8096 等；位片式微处

理器的 AM2900、AM2903 等。FX2 可编程控制器使用的微处理器是 16 位的 8096 单片机。

2. 存储器

PLC 配有两种存储器：系统存储器和用户存储器。

系统存储器：存放系统管理程序，用只读存储器实现。

用户存储器：存放用户编制的控制程序，一般用 RAM 实现或固化到只读存储器中。

3. 输入输出接口

作用：连接用户输入输出设备和 PLC 控制器，将各输入信号转换成 PLC 标准电平供

PLC 处理，再将处理好的输出信号转换成用户设备所要求的信号驱动外部负载。

对输入输出接口的要求：良好的抗干扰能力；对各类输入输出信号（开关量、模拟量、

直流量、交流量）的匹配能力。

PLC 输入输出接口的类型：模拟量输入输出接口、开关量输入输出接口（直流、交流

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及交直流）。用户应根据输入输出信号的类型选择合适的输入输出接口。

（1）开关量输入接口电路

各种输入接口均采取了抗干扰措施。如带有光耦合器隔离使 PLC 与外部输入信号进行

隔离；并设有 RC 滤波器，用以消除输入触点的抖动和外部噪声干扰。

通常有 3 种类型：直流（12～24）V 输入、交流（100～120）V 输入与交流（200～

240）V 输入和交直流（12～24）V 输入。直流输入模块的电源一般由机内 24V 电源提

供，输入信号接通时输入电流一般小于 10mA，如图 1.4 所示；交流输入模块的电源一

般由用户提供。

图 1.4 直流输入接口

（2）开关量输出接口电路

这种电路有 3 种形式，即继电器输出、晶体管输出和晶闸管输出。开关量输出端的负

载电源一般由用户提供，输出电流一般不超过 2A，交直流输出接口如图 1.5 所示。

图 1.5 交直流输出接口（继电器输出型）

输出端子有如下两种接法。

（1）隔离式

输出各自独立，无公共点；各输出端子各自形成独立回路。

（2）汇点式

全部输入点（输出点）共用一个公共点。或者将输入点（输出点）分成几组，组内各

点共用一个公共点。各组的公共点之间相互隔离。组内的各点必须使用同一电压类型和同

一电压等级，各组可使用不同电压类型和等级的负载。

4. 电源

PLC 的供电电源一般是市电，也有用直流 24V 电源供电的。

R1


9

5. 外围设备：编程器、打印机、演示板等

利用编程器可将用户程序输入 PLC 的存储器，还可以用编程器检查和修改程序，利用

编程器还可以监视 PLC 的工作状态。

6. 用户输入输出设备

用户输入设备有控制开关和检测元件，即各种开关、按钮、传感器等。

用户输出设备主要有接触器、电磁阀、指示灯等。

（二）PLC 的软件结构

在可编程控制器中，PLC 的软件分为如下两大部分。

系统监控程序：用于控制可编程控制器本身的运行。主要由管理程序、用户指令解释

程序和标准程序模块，系统调用。

用户程序：它是由可编程控制器的使用者编制的，用于控制被控装置的运行。

二、PLC 的内部等效电路

以两台电机的启动为例介绍 PLC 的内部等效电路，如图 1.6 所示。

图 1.6 PLC 内部等效电路

PLC 的输入端：用户输入设备—— 输入端子（I 接口）。

PLC 的输出端：PLC 内部—— 输出端子（O 接口）—— 用户输出设备。

内部控制（梯形图）可视为由继电器、接触器等组

成的等效电路。

输入 COM 端是机内电源 24V 的负极端，输出 COM

端接用户负载电源。

三、工作原理

（一）基本工作模式

PLC 有运行模式和停止模式，如图 1.7 所示。图 1.7 PLC 基本工作模式

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1. 运行模式

共分为内部处理、通信操作、输入处理、程序执行、输出处理 5 个阶段。

2. 停止模式

当处于停止工作模式时，PLC 只进行内部处理和通信服务等内容。

（二）PLC 工作过程

1. 内部处理阶段

在此阶段，PLC 检查 CPU 模块的硬件是否正常，复位监视定时器，以及完成一些其他

内部工作。

2. 通信服务阶段

在此阶段，PLC 与一些智能模块通信、响应编程器键入的命令，更新编程器的显示内

容等，当 PLC 处于停状态时，只进行内容处理和通信操作等内容。

3. 输入处理阶段

输入处理也叫输入采样。在此阶段顺序读取所有输入端子的通断状态，并将所读取的

信息存到输入映像寄存器中，此时，输入映像寄存器被刷新。

4. 程序处理阶段

按先上后下、先左后右的步序，对梯形图程序进行逐句扫描并根据采样到输入映像寄

存器中的结果进行逻辑运算，运算结果再存入有关映像寄存器中。但遇到程序跳转指令，

则根据跳转条件是否满足来决定程序的跳转地址。

5. 输出刷新阶段

程序处理完毕后，将所有输出映像寄存器中各点的状态转存到输出锁存器中，再通过

输出端驱动外部负载。

在运行模式下，PLC 按上述 5 个阶段进行周而复始的循环工作，称为循环扫描工作方式。

（三）PLC 工作方式与特点

PLC 工作方式包括集中采样、集中输出、周期性循环扫描、“串行”工作方式。

① 扫描周期：PLC 的工作方式是一个不断循环的顺序扫描工作方式。每一次扫描所用

的时间称为扫描周期或工作周期。

PLC 运行正常时，扫描周期的长短与 CPU 的运算速度有关，与 I/O 点的情况有关，与

用户应用程序的长短及编程情况等均有关。通常用 PLC 执行 1K 指令所需时间来说明其扫

描速度（一般 1～10ms/K）。

② 输出滞后：指从 PLC 的外部输入信号发生变化至它所控制的外部输出信号发生变

化的时间间隔。一般为几十至一百毫秒。


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引起输出滞后的因素：输入模块的滤波时间、输出模块的滞后时间、扫描方式引起的

滞后。

③ 由于 PLC 是集中采样，在程序处理阶段即使输入发生了变化，输入映像寄存器中

的内容也不会变化，要到下一周期的输入采样阶段才会改变。

④ 由于 PLC 是串行工作，所以 PLC 的运行结果与梯形图程序的顺序有关。

这与继电器控制系统“并行”工作有质的区别。避免了触点的临界竞争，减少烦琐的

联锁电路。

四、PLC 的编程语言

PLC 为用户提供了完整的编程语言，以适应编制用户程序的需要。PLC 提供的编程语

言通常有以下几种：梯形图、指令表、顺序功能流程图和功能块图。

（一）梯形逻辑图（LAD）

梯形逻辑图简称梯形图（Ladder programming），它是从继电器—接触器控制系统的电气

原理图演化而来的，是一种图形语言。它沿用了常开触点、常闭触点、继电器线圈、接触器

线圈、定时器和计数器等术语及图形符号，也增加了一些简单的计算机符号，来完成时间上

的顺序控制操作。触点和线圈等的图形符号就是编程语言的指令符号。这种编程语言与电路

图相呼应，使用简单、形象直观、易编程、容易掌握，是目前应用广泛的编程语言之一。

如图 1.8（a）所示是典型的梯形图，两边

垂直的线称为母线，在母线之间通过串并（与、

非）关系构成一定的逻辑关系。PLC 中还有一

个关键的概念“能流”（Power flow）。这仅仅

是概念上的能流。在图中把梯形图中左边的母

线假想为电源的“火线”，右边的母线假想为“零

线”。如果有“能流”，则从左至右流向线圈，

线圈被激励。母线中是否有“能流”流过，即

线圈能否被激励，其关键主要取决于母线的逻辑线路是否接通。

（二）指令语句表（STL）

指令语句表简称语句表（statementlist，简写为 STI），类似于计算机的汇编语言，它是

用语句助记符来编程的。中、小型 PLC 一般用语句表编程。

每条命令语句包括命令部分和数据部分。命令部分要指定逻辑功能，数据部分要指定

功能存储器的地址号或直接数值。

（三）顺序功能流程图（SFC）

顺序功能流程图（SFC）编程是一种图形化的编程方法，亦称功能图。使用它可以对

具有并发、选择等复杂结构的系统进行编程，许多 PLC 都提供了用于 SFC 编程的指令。目

前，国际电工协会（IEC）也正在实施并发展这种语言的编程标准。

图 1.8 梯形图

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（四）功能块图（FBD）

利用 FBD 可以查看到像普通逻辑门图形的逻辑盒指令。它没有梯形图编程器中的触点

和线圈，FBD 编程语言有利于程序流的跟踪，但在目前使用较少。

这 4 种编程语言的每一种编程方法都有其自身的特点。读者可以根据具体的控制要求

和自身的熟练程度正确合理选用。目前来说前两种编程方法应用比较普遍，而功能块图的

应用则比较少。

随着 IBM 计算机与 PLC 的结合使用，现在已经开始使用高级语言来编程了。

五、FX 系列可编程控制器

三菱公司的 PLC 是早进入中国市场的产品。小型机 FX2N 是近几年推出的高功能整

体式小型机。

FX 系列 PLC 具有庞大的家族。基本单元（主机）有 FX0、FX0S、FXON、FX1、FX2、

FX2C、FX1S、FX2N、FX2NC 9 个系列。每个系列又有 14、16、32、48、64、80、128 点等

不同输入输出点数的机型，每个系列还有继电器输出、晶体管输出、晶闸管输出 3 种输出形式。

（一）FX 系列 PLC 型号的含义

FX 系列可编程控制器型号命名的基本格式为：

说明：

系列序号：0，0S，0N，1，2，2C，1S，2N，2NC。

I/O 总点数：14～256。

单元类型：M —— 基本单元； E —— 输入输出混合扩展模块；

EX —— 输入专用扩展模块； EY —— 输出专用扩展模块。

输出形式：R —— 继电器输出； T —— 晶体管输出；

S —— 晶闸管输出。

特殊品种区别：

D —— DC 电源，DC 输入； AI —— AC 电源，AC 输入；

H —— 大电流输出扩展模块（1A/1 点）；

V —— 立式端子排的扩展模块；

C —— 接插口输入输出方式； F —— 输入滤波器 1ms 的扩展模块；

L —— TTL 输入型扩展模块； S —— 独立端子（无公共端）扩展模块。

例如：FX2N—32MRD 含义是：FX2N 系列，输入输出总点数为 32 点，继电器输出、

DC 电源，DC 输入的基本单元。


13

（二）主要性能指标

1. 硬件指标

硬件指标包括一般指标、输入特性和输出特性。

2. 软件指标

软件指标包括运行方式、速度、程序容量、元件种类和数量、指令类型等。

FX 系列 PLC 的一般技术指标包括基本性能指标、输入技术指标及输出技术指标，如

表 1.1～表 1.3 所示。

表1.1 FX系列PLC的基本性能指标

项目 FX1S FX1N FX2N 和 FX2NC

运算控制方式存储程序，反复运算

I/O 控制方式批处理方式（在执行 END 指令时），可以使用 I/O 刷新指令

运算处理速度基本指令 0.55µs /指令～0.7µs/指令 0.08µs /指令

应用指令 3.7µs /指令～数百 µs/指令 1.52µs/指令～数百 µs /指令

程序语言逻辑梯形图和指令表，可以用步进梯形指令来生成顺序控制指令

程序容量（EEPROM）内置 2KB 步内置 8KB 步内置 8KB 步，用存储盒可达 16KB 步

指令数量基本、步进基本指令 27 条，步进指令 2 条

应用指令 85 条 89 条 128 条

I/O 设置多 30 点多 128 点多 256 点

表1.2 FX系列PLC的输入技术指标

输入电压 DC24V±10%

元件号 X0～X7 其他输入点

输入信号电压 DC24V±10%

输入信号电流 DC24V,7mA DC24V,5mA

输入开关电流 OFF→ON ＞4.5mA ＞3.5mA

输入开关电流 ON→OFF ＜1.5mA

输入响应时间 10ms

可调节输入响应时间 X0～X7 为 0～60mA（FX2N），其他系列 0～15mA

输入信号形式无电压触点，或 NPN 集电极开路输出晶体管

输入状态显示输入 ON 时 LED 灯亮

表1.3 FX系列PLC的输出技术指标

项目继电器输出晶闸管输出（仅 FX2N）晶体管输出

外部电源大 AC240V 或 DC30V AC85～242V DC5～30V

大

负载

电阻负载 2A/1 点，8A/COM 0.3A/1 点，0.8A/COM 0.5A/1 点，0.8A/COM

感性负载 80VA，120/240VAC 36VA/AC 240V 12W/24V DC

灯负载 100W 30W 0.9W/DC 240V（FX1S），其他系列

1.5W/DC 24V

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续表

项目继电器输出晶闸管输出（仅 FX2N）晶体管输出

小负载电压＜5V DC 时 2mA，电压

＜24V DC 时 5mA（FX2N）2.3VA/240V AC ……

响应

时间

OFF→ON 10ms 1ms ＜0.2ms；＜5μs(仅 Y0，Y1)

ON→OFF 10ms 10ms ＜0.2ms；＜5μs(仅 Y0，Y1)

开路漏电流 …… 2mA/240V AC 0.1mA/30V DC

电路隔离继电器隔离光电晶闸管隔离光耦合器隔离

输出动作显示线圈通电时 LED 亮

六、分析与思考

1） PLC 的硬件结构由哪几部分组成？各有什么作用？

2） CPU 模块由哪几部分组成？

3）开关量输入输出接口有哪几种类型？

4）简述 PLC 的扫描周期，引起 PLC 输出滞后响应的因素有哪些？

5）PLC 运行模式下的工作过程分为哪几个阶段？

6） PLC 的工作特点有哪些？为什么说 PLC 的运行结果与梯形图程序的顺序有关？

7）FX-4EYSAI 含义是什么？

任务 3 GX 软件介绍

1. 熟悉 GX Developer 软件界面。

2. 掌握梯形图的基本输入操作。

3. 掌握利用 PLC 编程软件编辑、调试等基本操作。

本任务主要是介绍 PLC 编程软件 GX 的使用，应掌握 GX 软件的基本操作。

计算机基础知识、PLC 基础知识。

一、PLC 编程软件简介

三菱 PLC 编程软件有好几个版本，早期的 FXGP-WIN-C 和新的 GX Developer 相互

兼容，但 GX Developer 界面更友好、功能更强大、使用更方便。

这里介绍 GX Developer 8 版本，它适用于 Q 系列、QnA 系列、A 系列以及 FX 系列


15

的所有 PLC。GX 编程软件可以编写梯形图程序和状态转移图程序，它支持在线和离线

编程功能，并具有软元件注释、声明、注解及程序监视、测试、故障诊断、程序检查等

功能。此外，具有突出的运行写入功能，而不需要频繁操作 STOP/RUN 开关，方便程

序调试。

GX 编程软件简单易学，具有丰富的工具箱、直观形象的视窗界面。此外，GX 编程软

件可直接设定 CC-link 及其他三菱网络的参数，能方便地实现监控、故障诊断、程序的传

送及程序的复制、删除和打印等功能，下面介绍 GX 编程软件的使用方法。

二、GX 编程软件的操作界面

图 1.9 所示为 GX Developer 编程软件的操作界面，该操作界面大致由下拉菜单、工具

条、编程区、工程数据列表、状态条等部分组成。这里需要特别注意的是在 FXGP/WIN-C

编程软件里称编辑的程序为文件，而在 GX Developer 编程软件中称之为工程。

这样友好直观的操作界面使操作更加简便。

图 1.9 GX Developer 编程软件的操作界面

图 1.9 中引出线所示的名称、内容说明如表 1.4 所示。

表1.4 GX Developer编程软件的操作界面名称一览表

序号名称内容

1 下拉菜单包含工程、编辑、查找/替换、交换、显示、在线、诊断、工具、窗口、帮助，共 10 个菜单

2 标准工具条由工程菜单、编辑菜单、查找/替换菜单、在线菜单、工具菜单中常用的功能组成

3 数据切换工具条可在程序菜单、参数、注释、编程元件内存这 4 个项目中切换

4 梯形图标记工具条包含梯形图编辑所需要使用的常开触点、常闭触点、应用指令等内容

5 程序工具条可进行梯形图模式，指令表模式的转换；进行读出模式、写入模式、监视模式，监视写入

模式的转换

312 11

10

9

8

5

4

2

1

6

7

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续表

序号名称内容

6 SFC 工具条可对 SFC 程序进行块变换、块信息设置、排序、块监视操作

7 工程参数列表显示程序、编程元件注释、参数、编程元件内存等内容，可实现这些项目的数据的设定

8 状态栏提示当前的操作，显示 PLC 类型以及当前操作状态等

9 操作编辑区完成程序的编辑、修改、监控等的区域

10 SFC 符号工具条包含 SFC 程序编辑所需要使用的步、块启动步、选择合并、平行等功能键

11 编程元件内存工具条进行编程元件的内存的设置

12 注释工具条可进行注释范围设置或对公共/各程序的注释进行设置

三、文件管理

1. 创建新工程

创建一个新工程的操作方法是：在菜单栏中选择【工程】→【新建工程】命令，或者

按【Ctrl+N】组合键操作，或者单击常用工具栏中的工具，弹出“建立新工程”对话框，

如图 1.10 所示。在弹出的“创建新工程”对话框 PLC 系列、PLC 类型设置栏中选择工程

用的 PLC 系列、类型，如 PLC 系列选择 FXCPU，PLC 类型选择 FX2N（C）。然后单击“确

定”按钮，或者按回车键即可。单击“取消”按钮则不建立新工程。

“创建新工程”对话框下部的“设置工程名”区域用于设置工程名称。

设置工程名称的操作方法是：选中“设置工

程名”复选框，然后在规定的位置设置驱动器⁄

路径（存放工程文件的子文件夹），设置工程名，

设置项目标题。

2. 打开工程

打开工程的操作方法是：在菜单栏中选择

【工程】→【打开工程】命令或按【Ctrl+O】组

合键，或者单击常用工具栏的按钮，弹出“打

开工程”对话框，如图 1.11 所示。

在“打开工程”对话框中选择工程项目所在

的驱动器、工程存放的文件夹、工程名称，选中

工程名称后，单击“打开”按钮即可。

3. 工程的保存、关闭和删除

（1）保存当前工程

在菜单栏中选择【工程】→【保存】命令或者按【Ctrl+S】组合键，或者单击常用工

具栏中的按钮即可。

如果第一次保存，屏幕显示“另存工程为”对话框，如图 1.12 所示。选择工程存放的

驱动器、文件夹，填写工程名称、标题，再单击“保存”按钮。在使用新名称保存工程对

话框中单击“是”按钮，保存工程；单击“否”按钮，返回编辑窗口。

图 1.10 “创建新工程”对话框


17

图 1.11 “打开工程”对话框图 1.12 “另存工程为”对话框

（2）关闭当前工程

在菜单中选择【工程】→【关闭工程】命令，在退出确认对话框中单击“是”按钮，

退出工程；单击“否”按钮，返回编辑窗口。

（3）删除工程

在菜单中选择【工程】→【删除工程】命令，弹出删除工程对话框。单击欲删除文件

的文件名，按回车键，或者单击“删除”按钮；或者双击欲删除的文件名，弹出删除确认

对话框。单击“是”按钮，确认删除工程；单击“否”按钮，返回上一对话框；单击“取

消”按钮，不继续删除操作。

4. 梯形图程序的编制

下面通过一个具体的实例，介绍用 GX 编程软件在计

算机上编制如图 1.13 所示的梯形图程序的操作步骤。

在用计算机编制梯形图程序之前，首先单击图 1.3.6 程

序编制画面中的按钮或按 F2 键，使其为写模式，然后

单击图 1.14 中的按钮，选择梯形图显示，即程序在编

辑区中以梯形图的形式显示。下一步是选择当前编辑区域，

选中的当前编辑区域为蓝色方框。

图 1.14 程序编制画面

图 1.13 梯形图

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梯形图的绘制有两种方法，一种是用键盘操作，即通过键盘输入完整的指令，在

图 1.3.6 中输入 L→D→空格→X→0，按 Enter 键，则 X0 的常开触点就在编辑区域中显示

出来，然后再输入 ANI X1、OUT Y0、OR Y0，即绘制出如图 1.15 所示的图形。梯形

图程序编制完后，在写入 PLC 之前，必须进行变换，单击图 1.15 中“变换”菜单下的“变

换”命令，或直接按 F4 键完成变换，此时编辑区不再是灰色状态，可以存盘或传送。

另一种方法是用鼠标和键盘操作，即用鼠标选择工具栏中的图形符号，再键入其软元

件和软元件号，输入完毕按 Enter 键即可。

图 1.15 程序变换前画面

如图 1.16 所示有定时器、计数器线圈及功能指令的梯形图。如用键盘操作，则在图

1.15 中输入 L→D→空格→X→0，按 Enter；输入 OUT→空格→T0→空格→K100，按 Enter 键；

输入 OUT→空格→C0→空格→K6，按 Enter 键，然后输入 MOV→空格→K20→空格→D10，

按 Enter 键。如用鼠标和键盘操作，则选择所对应的图形符号，再键入软元件及软元件编

号，再按 Enter 键，依此完成所有指令的输入。

5．指令表程序的编制

指令表方式编制程序即直接输入指令，并以指令的形

式显示的编程方式。对于图 1.13 所示的梯形图程序，其指

令表程序在屏幕上的显示如图 1.17 所示。其操作为单击图

1.14 中按钮或按“ATL+ F1”组合键，即选择指令表方式显示，其余的操作与上述介绍

的用键盘输入指令的方法相同，且指令表程序不需要变换。

图 1.17 指令表方式编制程序的画面

图 1.16 用鼠标和键盘操作的画面


19

6. 梯形图的编辑操作

（1）删除、插入

删除、插入操作可以是一个图形符号，也可以是一行，还可以是一列（END 指令不能

被删除），其操作方法有如下几种：

① 将当前编辑区定位到要删除、插入的图形处，右键单击鼠标，再在快捷菜单中选择

需要的操作；

② 将当前编辑区定位到要删除、插入的图形处，在“编辑”菜单中执行相应的命令；

③ 将当前编辑区定位到要删除的图形处，然后按键盘上的“Del”键即可；

④ 若要删除某一段程序时，可拖动鼠标选中该段程序，然后按键盘上的“Del”键,

或执行“编辑”菜单中的“删除行”或“删除列”命令。

⑤ 按键盘上的“Ins”键，使屏幕右下角显示“插入”，然后将光标移到要插入的图形

处，输入要插入的指令即可。

（2）修改

若发现梯形图有错误，可进行修改操作，如将图 1.13 中 X1 常闭改为常开。首先按键

盘上的“Del”键，使屏幕右下角显示“改写”，然后将当前编辑区定位到要修改的图形处，

输入正确的指令即可。若将 X1 常开后再改为 X2 的常闭，则可输入 LD1 X2 或 ANI X2，

即将原来错误的程序覆盖。

（3）删除、绘制连线

若将图 1.13 中 X0 右边的竖线去掉，在 X1 右边加一竖线，其操作如下：

① 将当前编辑区置于要删除的竖线右上侧，然后单击按钮，即选择删除竖线，再

按 Enter 键即删除竖线；

② 将当前编辑区定位到图 1.13 中 X1 触点右侧，然后单击按钮，再按 Enter 键即在

X1 右边添加了一条竖线；

③ 将当前编辑区定位到图 1.13 中 Y0 触点右侧，然后单击按钮，再按 Enter 键即

添加了一条横线。

（4）复制、粘贴

首先拖动鼠标选中需要复制的区域，右键单击鼠标执行命令（或“编辑”菜单中复制

命令），再将当前编辑区定位到要粘贴的区域，执行粘贴命令即可。

7. 程序的传送

要将在计算机上用 GX 编好的程序写入 PLC 中的 CPU，或将 PLC 中 CPU 的程序读到

计算机中，一般需要以下几步：

（1）PLC 与计算机的连接

正确连接计算机和 PLC 的编程电缆，特别是 PLC 接口方位不要弄错，否则容易造成

损坏。

（2）进行通信设置

程序编制完后，单击“在线”菜单中的“传输设置”后，出现如图 1.18 所示的窗口，

设置好 PCI/F 和 PLCI/F 的各项设置，其他项保持默认，单击“确定”按钮。

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（3）程序写入和读出

若要将计算机中编制好的程序写入 PLC，单击“在线”菜单中的“PLC 写入”，则出

现如图 1.19 所示窗口，根据出现的对话框进行操作。即选中“MAIN”（主程序），再单击

“开始执行”即可。若要将 PLC 中的程序读出到计算机中，其操作与程序写入操作类似。

图 1.18 通信设置画面

图 1.19 程序写入画面

8. 程序监视

（1）梯形图监视

依次单击【在线】→【监视】→【监视开始（全画面）】，弹出梯形图监视窗口，如

图 1.20 所示。


21

开始进行程序监视后，窗口中触点为蓝色表示触点闭合；线圈括号为蓝色表示线圈得

电；定时器、计数器设定值显示在其上部，当前值显示在下部。

图 1.20 梯形图监视窗口

停止监视，可以依次单击【在线】→【监视】→【监视停止（全画面）】。

（2）元件测控

① 强制元件 ON/OFF。依次单击【在线】→【调试】→【软元件测试】，弹出软元件测

试对话框。在位设备的设备输入框中输入位元件的符号和地址号，然后单击强制 ON 或强

制 OFF 命令按钮，分别强制该元件 ON 或 OFF。

② 改变当前监视。依次单击【在线】→【监视】→【当前值监视切换（十进制）】菜

单命令，字元件当前值以十进制显示数值。

单击【在线】→【监视】→【当前值监视切换（十六进制）】菜单命令，字元件当前值

以十六进制显示数值。

③ 远程操作。在菜单栏中单击【在线】→【远程操作】命令，弹出远程操作对话框，

单击操作选项的下拉文本框右边▼箭头，选择运行或停止选项，再单击“开始执行”命令

按钮，根据提示进行相关操作就可以控制 PLC 的运行与停止。

技能训练：GX软件应用

一、实训目的

1．熟悉 GX 软件操作界面。

2．掌握 GX 软件梯形图基本输入、调试操作。

二、实训设备

序号名称数量

1 XK-DQZN2 型 PLC 单片机综合实训台 1 台

2 FX2N-48MR-001 PLC 挂箱 1 个

3 PLC 通信电缆 1 根

4 跨接线若干

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三、实训内容及步骤

1. 编程练习一

1）启动编程软件，建立一个新工程。

2）梯形图编程。输入如图 1.21 所示的梯形图，通过编辑操作进行检查和修改。

3）程序传送。将编辑好的 PLC 程序写入 PLC 的内存。

4）程序运行、监控。将 PLC 置于 RUN 状态，并使软件进入程序监控状态，改变 X0、

X1 的状态，观察输出指示灯及 T0、T1 当前值的变化情况。

2. 编程练习二

编写如图 1.22 所示梯形图程序，运行程序后改变输入元件的状态，观察输出指示灯的

变化情况。

图 1.21 软件编程梯形图图 1.22 软件编程梯形图

3. 编程练习三

编写如图 1.23 所示梯形图程序，运行程序后闭合 X0，观察输出指示灯的变化情况。

图 1.23 软件编程梯形图

项目小结

本项目主要介绍 PLC 的基础知识，同时讲述 PLC 的软、硬件结构，以及编程软件 GX

Developer 的使用。

END

END END

学习目标知识目标

1. 熟悉 PLC 基本逻辑指令。

2. 了解 PLC 应用设计的步骤。

3. 掌握 PLC 的编程规则。

技能目标

技能目标掌握 PLC 基本逻辑指令及定时、计数器的应用。

情感目标

情感目标 1. 培养团队合作意识。

2. 培养学生分析问题、解决问题的能力。

FX2N 系列的 PLC 共有基本指令 27 条，本项目主要介绍 PLC 的基本逻辑指令和定时、

计数器的应用，并掌握由梯形图转化成指令表，指令表转化成梯形图的方法；然后通过一

些编程的示例理解基本指令的应用和一些编程的规则。

任务 1 基本指令介绍

1. 了解 PLC 的基本指令。

2. 学习 PLC 基本指令的功能及编程方法。

本任务主要介绍 PLC 的基本指令。

PLC 基本指令应用

2 项目

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24

计算机、PLC 基础认识。

一、LD、LDI、OUT 指令（表 2.1）

表2.1 LD、LDI、OUT指令

符号名称功能操作元件

LD（取）常开触点逻辑运算起始 X、Y、M、S、T、C

LDI（取反）常闭触点逻辑运算起始 X、Y、M、S、T、C

OUT（输出）线圈驱动 Y、M、S、T、C

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。另外，与后面讲到的

ANB、ORB 指令组合，在分支起点处也可使用。

LDI：取反指令，与 LD 的用法相同，只是 LDI 是对常闭触点。

LD、LDI 两条指令的目标元件是 X、Y、M、S、T、C。

OUT：线圈驱动指令。是对输出继电器（Y）、辅助继电器（M）、状态器（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。

1. 程序举例（图 2.1）

图 2.1 程序举例

2. 例题解释

当 X0 接通时，Y0 接通；当 X1 断开时，Y1 接通。

3. 指令使用说明

① LD 和 LDI 指令用于将常开和常闭触点接到左母线上。

② LD 和 LDI 在电路块分支起点处也使用。

③ OUT 指令是对输出继电器、辅助继电器、状态继电器、定时器、计数器的线圈驱

动指令，不能用于驱动输入继电器，因为输入继电器的状态是由输入信号决定的。

④ OUT 指令可作多次并联使用，如图 2.2 所示。

⑤ 定时器的计时线圈或计数器的计数线圈使用 OUT 指令后，必须设定值（常数 K 或

指定数据寄存器的地址号），如图 2.2 所示。

当 OUT 指令驱动的目标元件是定时器 T 和计数器 C 时，如设定值是常数 K 时，则 K

的设定范围如表 2.2 所示：程序步序号是自动生成，在输入程序时不用输入程序步号，不

项目 2 PLC基本指令应用

25

同的指令，程序步号是有所不同的。

图 2.2 指令说明

表2.2 K值设定范围

定时器、计数器 K 的设定范围实际的设定值步数

1ms 定时器

1～32767

0.001～32.767s 3

10ms 定时器 0.01～327.67s 3

100ms 定时器 0.1～3276.7 3

16 位计数器 1～32767 3

32 计数器 -2147483648～+2147483647 -2147483648～+2147483647 3

二、触点串联指令 AND、ANI（表 2.3）

表2.3 AND、ANI指令


AND（与）常开触点串联连接 X、Y、M、S、T、C

ANI（与非）常闭触点串联连接 X、Y、M、S、T、C

ANI：与非指令。用于单个常闭接点的串联。

AND：与 ANI 都是一个程序步指令，串联触点的个数没有限制，该指令可以多次重复

使用。

1. 程序举例（图 2.3）


2. 例题解释

① 当 X0 接通，X2 接通时，Y0 接通。

② X1 断开，X3 接通时，Y2 接通。

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③ 常开 X4 接通，X5 断开时，Y3 接通。

④ X6 断开，X7 断开，同时达到 2.5 秒时间，T1 接通，Y4 接通。

3. 指令说明

AND、ANI 指令可进行 1 个触点的串联连接。串联触点的数量不受限制，可以连续使

用；OUT 指令之后，通过触点对其他线圈使用 OUT 指令，称之为纵接输出。这种纵接输

出如果顺序不错，可多次重复使用；如果顺序颠倒，就必须用我们后面要学到的指令

（MPS/MRD/MPP），如图 2.4 所示。


当继电器的常开触点或常闭触点与其他继电器的触点组成的电路块串联时，也使用

AND 指令或 ANI 指令。

三、接点并联指令 OR、ORI（表 2.4）

表2.4 OR、ORI指令


OR（或）常开触点并联连接 X、Y、M、S、T、C

ORI（或非）常闭触点并联连接 X、Y、M、S、T、C

OR：或指令。

ORI：或非指令。

这两条指令都用于单个的常开触点并联，操作的对象是 X、Y、M、S、T、C。OR 用

于常开触点，ORI 用于常闭触点，并联的次数可以是无限次。

1. 程序举例（图 2.5）


2. 例题解释

① 当 X0 或 X3 接通时，Y1 接通。

② 当 X2 断开或 X4 接通时，Y3 接通。


27

③ 当 X4 接通或 X1 断开时 Y0，接通。

④ 当 X3 或 X2 断开时，Y6 接通。

3. 指令说明

① OR、ORI 指令用作 1 个触点的并联连接指令。

② OR、ORI 指令可以连续使用，并且不受使用次数的限制。

③ OR、ORI 指令是从该指令的步开始，与前面的 LD、LDI 指令步进行并联连接。

④ 当继电器的常开触点或常闭触点与其他继电器的触点组成的混联电路块并联时，也

可以用这两个指令，如图 2.6 所示。


四、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，操作的目标元件是 X、Y、M、S、T、C。 LDF、ANDF、ORF 指令是进行下降沿检测的触点指令，仅在指定位元件下降（即由

ON→OFF 变化）时接通 1 个扫描周期。操作的目标元件是 X、Y、M、S、T、C。

具体说明如下：

LDP：上升沿检测运算开始（检测到信号的上升沿时闭合一个扫描周期）。

LDF：下降沿检测运算开始（检测到信号的下降沿时闭合一个扫描周期）。

ANDP：上升沿检测串联连接（检测到位软元件上升沿信号时闭合一个扫描周期）。

ANDF：下降沿检测串联连接（检测到位软元件下降沿信号时闭合一个扫描周期）。

ORP：脉冲上升沿检测并联连接（检测到位软元件上升沿信号时闭合一个扫描周期）。

ORF：脉冲下降沿检测并联连接（检测到位软元件下降沿信号时闭合一个扫描周期）。

1. 程序举例（图 2.7）


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2. 指令说明（图 2.8）

在上面程序里，X0 或 X1 由 OFF→ON 时，M1 仅闭合一个扫描周期；X2 由 OFF→ON

时，M2 仅闭合一个扫描周期。


在上面程序里，X0 或 X1 由 ON→OFF 时，M0 仅闭合一个扫描周期；X2 由 ON→OFF

时，M1 仅闭合一个扫描周期。

所以上述两个程序都可以使用 PLS、PLF 指令来实现。

五、串联电路块并联指令 ORB、并联电路块串联指令 ANB

ORB：两个或两个以上的接点串联的电路称为串联电路块；当串联电路块和其他电路并联

连接时，分支开始用 LD、LDI。分支结束用 ORB。ORB 指令和后面的 ANB 指令是不带操作

数的独立指令。电路中有多少个串联电路块就用多少次 ORB，ORB 使用的次数不受限制。

ORB 指令也可成批使用，但是由于 LD、LDI 指令的重复使用次数限制在 8 次以下，

请务必注意。 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，并联电路块结束后，使用 ANB 指令

与前面串联。ANB 指令是无操作目标元件的指令。

1. 程序举例（图 2.9）


2. 例题解释

① X0 与 X1、X2 与 X3、X4 与 X5 任一电路块接通，Y1 接通。

② X0 或 X1 接通，X2 与 X3 接通或 X4 接通，Y0 都可以接通。

LDF

ANDF


29

3. 指令说明（图 2.10）

① ORB、ANB 无操作软元件 2 个以上的触点串联连接的电路称为串联电路块。

② 将串联电路并联连接时，分支开始用 LD、LDI 指令，分支结束用 ORB 指令。

③ ORB、ANB 指令是无操作元件的独立指令，它们只描述电路的串并联关系。

④ 有多个串联电路时，若对每个电路块使用 ORB 指令，则串联电路没有限制，如上

举例程序。

⑤ 若多个并联电路块按顺序和前面的电路串联连接时，则 ANB 指令的使用次数没有

限制。

⑥ 使用 ORB、ANB 指令编程时，也可以采取 ORB、ANB 指令连续使用的方法；但

只能连续使用不超过 8 次，在此建议不使用此法。


六、多重输出指令 MPS、MRD、MPP（图 2.11）

MPS：进栈指令，将逻辑运算结果存入栈存储器。

MRD：读栈指令，读出栈 1 号存储器结果。

MPP：出栈指令，取出栈存储器结果并清除。

用于多重输出电路；FX 的 PLC 有 11 个栈存储器，用来存放运算中

间结果的存储区域称为堆栈存储器。使用一次 MPS 就将此刻的运算结果

送入堆栈的第一段，而将原来的第一层存储的数据移到堆栈的下一段。

MRD 只用来读出堆栈上段的新数据，此时堆栈内的数据不移动。

使用 MPP 指令，各数据向上一段移动，上段的数据被读出，同

时这个数据就从堆栈中清除。

这些指令都是不带操作数的独立指令。

1. 程序举例（图 2.12）


图 2.11 多重输

出指令科

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30

2. 例题解释

① 当公共条件 X0 闭合时，X1 闭合，则 Y0 接通。

② X2 接通，则 Y1 接通；Y2 接通。

③ X3 接通，则 Y3 接通。

上述程序举例中可以用两种不同的指令形式，这个地方应给学生明确解释。

3. 指令说明

① MPS、MRD、MPP 无操作软元件。

② MPS、MPP 指令可以重复使用，但是连续使用不能超过 11 次，且两者必须成对使

用、缺一不可，MRD 指令有时可以不用。

③ MRD 指令可多次使用，但在打印等方面有 24 行限制。

④ 终输出电路以 MPP 代替 MRD 指令，读出存储并复位清零。

⑤ MPS、MRD、MPP 指令之后若有单个常开或常闭触点串联，则应该使用 AND 或

ANI 指令。

⑥ MPS、MRD、MPP 指令之后若有触点组成的电路块串联，则应该使用 ANB

指令。

⑦ MPS、MRD、MPP 指令之后若无触点串联，直接驱动线圈，则应该使用 OUT 指令；

指令使用可以有多层堆栈。

七、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。

主控（MC）指令后，母线（LD、LDI 点）移到主控触点后，MCR 为将其返回原母线

的指令。通过更改软元件地址号 Y、M，可多次使用主控指令，但不同的主控指令不能使

用同一软件号，否则就双线圈输出。

在程序中常常会有这样的情况，多个线圈受一个或多个触点控制，要是在每个线圈的

控制电路中都要串入同样的触点，将占用多个存储单元，应用主控指令就可以解决这一问

题，如图 2.13 所示。

图 2.13 主控及主控复位指令


31

1. 程序举例（图 2.14）


2. 例题解释

① 当 X0 接通时，执行主控指令 MC 到 MCR 的程序。

② MC 至 MCR 之间的程序只有在 X0 接通后才能执行。

3. 指令说明

① MC 指令的操作软元件 N、M。

② 在上述程序中，输入 X0 接通时，直接执行从 MC 到 MCR 之间的程序；如果 X0

输入为断开状态，则根据不同的情况形成不同的形式：

保持当前状态：积算定时器（T63）、计数器、SET/RST 指令驱动的软元件；

断开状态：非积算定时器、用 OUT 指令驱动的软元件。

③ 主控指令（MC）后，母线（LD、LDI）临时移到主控触点后，MCR 为其将临时母

线返回原母线的位置的指令。

④ MC 指令的操作元件可以是继电器 Y 或辅助继电器 M（特殊继电器除外）。

⑤ MC 指令后，必须用 MCR 指令使临时左母线返回原来位置。

八、取反 INV 指令

INV 指令是将即将执行 INV 指令之前的运算结果反转的指令，无操作软元件，其功能

如表 2.5 所示。

表2.5 INV指令功能说明

INV 指令即将执行前的运算结果 INV 指令执行后的运算结果

OFF ON

ON OFF

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1. 程序举例（图 2.15）


2. 例题解释

X0 接通，Y0 断开；X0 断开，Y0 接通。

3. 指令说明

① 编写 INV 取反指令需要前面有输入量，INV 指令不能直接与母线相连接，也不能

如 OR、ORI、ORP、ORF 单独并联使用。

② 可以多次使用，只是结果只有两个，要么通要么断。

③ INV 指令只对其前的逻辑关系取反。

九、置位与复位指令 SET、RST

SET：置位指令，使动作保持；功能为驱动线圈输出，使动作保持，具有自锁功能。

RST：复位指令，使操作保持复位；功能为清除保持的动作，以及寄存器的清零。

1. 程序举例（图 2.16）


2. 例题解释

① 当 X0 接通时，Y0 接通并自保持接通。

② 当 X1 接通时，Y0 清除保持。

3. 指令说明

① X0 如果接通，即使断开，Y0 也保持接通，X1 接通，即使断开，Y0 也不接通。

② 用 SET 指令使软元件接通后，必须要用 RST 指令才能使其断开。

③ 如果二者对同一软元件操作的执行条件同时满足，则复 0 优先。

④ 对数据寄存器 D、变址寄存器 V 和 Z 的内容清零时，也可使用 RST 指令。

⑤ 积算定时器 T63 的当前值复 0 和触点复位也可用 RST。

十、微分输出指令 PLS、PLF

脉冲微分指令主要作为信号变化的检测，即从断开到接通的上升沿和从接通到断开的


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下降沿信号的检测，如果条件满足，则被驱动的软元件产生一个扫描周期的脉冲信号。

PLS：上升沿微分输出，当检测到逻辑关系的结果为上升沿信号时，驱动的操作软元

件产生一个脉冲宽度为一个扫描周期的脉冲信号。

PLF：下降沿微分输出，当检测到逻辑关系的结果为下降沿信号时，驱动的操作软元

件产生一个脉冲宽度为一个扫描周期的脉冲信号。

这两条指令都是 2 个程序步，它们的目标元件是 Y 和 M，但特殊辅助继电器不能作为

目标元件。

使用这两条指令时，要特别注意目标元件。例如，在驱动输入接通时，PLC 由运行→

停止→运行，此时 PLS M0 动作，但 PLS M600（断电保持辅助继电器）不动作。这是因

为 M600 在断电停机时其动作也能保持。

1. 程序举例（图 2.17）


2. 例题解释

① 当检测到 X0 的上升沿时，PLS 的操作软元件 M0 产生一个扫描周期的脉冲，Y0

接通一个扫描周期。

② 当检测到 X1 的上升沿时，PLF 的操作软元件 M1 产生一个扫描周期的脉冲，Y1

接通一个扫描周期。

3. 指令说明

① PLS 指令驱动的软元件只在逻辑输入结果由 OFF 到 ON 时动作一个扫描周期。

② PLF 指令驱动的软元件只在逻辑输入结果由 ON 到 OFF 时动作一个扫描周期。

③ 特殊辅助继电器不能作为 PLS、PLF 的操作软元件。

十一、NOP、END 指令

NOP：空操作指令。

END：程序结束指令。

指令说明

① 将程序全部清除时，存储器内指令全部成为 NOP 指令。

② 若将已经写入的指令换成 NOP 指令，则电路会发生变化。

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③ 可编程序控制器反复进行输入处理、程序执行、输出处理，若在程序的后写入

END 指令，则 END 以后的其余程序步不再执行，而直接进行输出处理。

④ 在程序中没 END 指令时，可编程序控制器处理完其全部的程序步。

⑤ 在调试期间，在各程序段插入 END 指令，可依次调试各程序段程序的动作功能，

确认后再删除各 END 指令。

⑥ 可编程序控制器在 RUN 开始时首次执行是从 END 指令开始。

⑦ 执行 END 指令时，也刷新监视定时器，检测扫描周期是否过长。

任务 2 PLC 编程及应用

1. 了解 PLC 的编程特点、基本规则和编程技巧。

2. 熟悉一些典型控制程序。

3. 学习 PLC 程序设计。

本任务主要介绍 PLC 编程及应用。

计算机、PLC 基础认识。

一、PLC 编程特点

梯形图是 PLC 中常用的方法，它源于传统的继电器电路图，但发展到今天两者之间

已经有了极大的差别。

PLC 的梯形图有一条左母线，相当于继电器电路的电源正极；还有一条右母线，相当

于电源负极。

1. 程序执行顺序比较（图 2.18）

图 2.18 程序执行顺序比较


35

2. PLC 程序的扫描执行结果（图 2.19）

图 2.19 扫描执行结果

3. PLC 软件特性

PLC 在梯形图里可以无数次地使用其触点，既可以是常闭，也可以是常开。

二、PLC 编程的基本规则

① X、Y、M、T、C 等器件的触点可多次重复使用。

② 梯形图每一行都是从左边母线开始，线圈接在右边。

③ 线圈不能直接与左边的母线相连。

④ 同一编号的线圈在一个程序中使用两次称为双线圈输出，双线圈输出容易引起误操

作，应避免线圈重复使用。步进顺序控制除外。

⑤ 梯形图必须符合顺序执行的原则，即从左到右、从上到下地执行。如不符合顺序执

行的电路不能直接编程。桥式电路梯形图就不能直接编程。

⑥ 在梯形图中串联触点和并联触点使用的次数没有限制，但由于梯形图编程器和打印

机的限制，所以建议串联触点一行不超过 10 个，并联连接的次数不超过 24 行。

三、编程技巧

① 程序的编写应按照自上而下、从左到右的方式编写。为了减少程序的执行步数，程

序应“左大右小、上大下小”，尽量不出现电路块在左边或下边的情况，如图 2.20 所示。

图 2.20 编程技巧

② 依照扫描的原则，程序处理时尽可能让同时动作的线圈在同一个扫描周期内。

③ 复杂电路的处理：如果电路的结构比较复杂，用 ANB 或者 ORB 等指令难以解决，

可重复使用一些触点画出它们的等效电路，然后再进行编程就比较容易了。

四、典型控制程序

1. 自保持程序

自保持电路也称自锁电路。常用于无机械锁定开关的启动停止控制中。如用无机械锁定

功能的按钮控制电动机的启动和停止；并且分为启动优先和断开优先两种，如图 2.21 所示。

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图 2.21 自保持程序

2. 互锁程序

互锁电路用于不允许同时动作的两个或多个继电器的控制，如电动机的正反转控制，

如图 2.22 所示。

图 2.22 互锁控制电路程序

3. 时间电路程序

时间电路程序主要用于延时、定时和脉冲控制。时间控制电路既可以用定时器实现，

也可以用标准时钟脉冲实现。在 FX1S 系列有 64 个定时器和 4 种标准时钟脉冲（1min、1s、

100ms、10ms）可用于时间控制，编程时使用方便。

（1）接通延时程序（图 2.23）

图 2.23 接通延时程序

（2）限时控制程序（图 2.24）

图 2.24 限时控制程序


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（3）开延时和长延时程序（图 2.25）

图 2.25 开延时和长延时程序

（4）数器配合计时程序（图 2.26）

图 2.26 数器配合计时程序

4. 分频电路程序（图 2.27）

图 2.27 分频电路程序

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5. 振荡电路程序（图 2.28）

图 2.28 振荡电路程序

6. 时钟电路程序（图 2.29）

图 2.29 时钟电路程序

五、编程实例

【例 2.2.1】电动机启动、自保持及停止控制电路的 PLC 程序设计。

1. 分析工艺过程

传统的继电器—接触器控制电动机的启动、自保持及停止电路，按下启动按钮 SB1，

接触器 KM 线圈得电并自锁，电动机启动运行；按下停止按钮 SB2，接触器 KM 线圈失电，

电动机停止运行。

2. PLC 的 I/O 点的确定和分配

PLC 和继电器控制系统类似，也是由输入部分、逻辑部分和输出部分组成。其相对应

的元件安排如表 2.6 所示。


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表2.6 PLC相应元件安排

输入元件输出元件

X000：启动按钮 SB1 Y001：接触器 KM 线圈

X001：停止按钮 SB2

3. PLC 接线图（图 2.30）

图 2.30 PLC 接线图

4. 程序编写（图 2.31）

图 2.31 程序编写

按下启动按钮 SB1，X000 接收外部信号置“1”，Y001

置“1”并自锁，自锁的目的是当启动按钮 SB1 松开，X000

置“0”时，Y001 仍然能保持置“1”状态，使电动机连

续运行。需要停车时，按下停止按钮 SB2，X001 常闭触

电置“0”，断开 Y001，使 Y001 置“0”，使电动机停止

运行。

5. 调试

【例 2.2.2】电动机正反转的控制。

控制要求：当按下正转按钮时，电动机正转；按下反转

按钮，电动机反转；按下停止按钮，电动机马上停止；当电

动机发生过热时，也能自动停止。

1. 分析工艺过程

要控制电动机正反转，必须要两个交流接触器，其主电

路如图 2.32 所示。

图 2.32 正反转控制主电路

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2. PLC 的 I/O 点的确定和分配

PLC 有两个输出信号，有 4 个输入信号，其 I/O 图如图 2.33 所示。

图 2.33 电动机正反转控制 I/O 图

3. 程序编写

由于电动机控制正反转的接触器不能同时接通，所以必须进行互锁。根据控制要求写

出梯形图和指令表如图 2.34 所示。

图 2.34 正反转控制梯形图和指令表

【例 2.2.3】有两台电动机：按下启动按钮，第一台电动机运行 10 分钟后停止，切

换到第二台运转，20 分钟后，第二台自动停止。试编出 PLC 控制程序。

分析：输入信号可以用一个启动按钮。每个电动机用一个交流接触器控制，所以有两

个输出信号。控制 I/O 图如图 2.35 所示。

图 2.35 两台电动机控制的 I/O 图


41

X0：启动按钮；

Y1：电动机 1；

Y2：电动机 2。

程序中要计时，所以要用到定时器。其梯形图和指令表如图 2.36 所示。

图 2.36 梯形图和指令表

任务 3 两台电动机主控选择 PLC 控制

1. 学习 MC、MCR、MPS、MRD、MPP 指令的应用。

2. 学会用 PLC 控制电动机的顺序启停。

某工厂的物料传送带为了避免物料堆积损坏传送带，采用由两台交流电动机控制物料

的传送，如图 2.37 所示。

图 2.37 物料传送带

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工作过程如下：当按下启动按钮时，首先启动传送带电动机 M1，使传送带运动，5s

后，驱动运载物料的电动机 M2 启动，10s 后物料送达指定地点，M2 停止，5s 后 M1 停止，

10s 后 M1 再次启动，重复上述过程。要求：M1 和 M2 可单独控制启动和停止；按下急停

开关，全线停机。

电子线路、计算机基础、PLC 基本指令：MC 指令与 MCR 指令、堆栈 MPS 指令、MRD

指令和 MPP 指令。

一、任务分析

传送带的控制是 PLC 控制中比较经典的一类控制。为了避免物料堆积损坏传送带，本

任务采用两台电动机，电路中设置了一个启动按钮 SB1 和一个急停按钮 SB2。两台电动机

各自设置启动和停止按钮，传送带电动机 M1 的启动按钮为 SB11，停止按钮为 SB12，接

触器为 KM1。驱动运载物料的电动机 M2 的启动按钮为 SB21，停止按钮为 SB22，接触器

为 KM2。

二、器材清单

元器件的选择应该以满足功能要求为原则，否则会造成资源的浪费，参照表 2.7。

表2.7 器材清单

序号符号器材名称型号、规格、参数单位数量备注

1 PLC 可编程控制器 FX2N-48MR 台 1

2 SB 按钮开关 LA39-11 个 6 动合

3 M 交流电动机 Y-112M-4 380V 台 2

4 KM 交流接触器 CJ20-10 个 2

5 FR 热继电器 JR16-20/3 个 2

6 计算机装有 GX 编程软件台 1

7 连接导线条若干

8 电工常用工具套 1

三、I/O 地址分配表

为了能将继电器的控制、执行元件与 PLC 的输入、输出继电器一一对应，需要对 PLC

进行 I/O（输入/输出）分配，参照表 2.8。


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表2.8 I/O地址分配表

输入端（I）输出端（O）

外接控制元件输入端子外接执行元件输出端子

启动按钮 SB1 X0 接触器 KM1 Y1

启动按钮 SB2 X1 接触器 KM2 Y2

M1 的启动按钮 SB11 X2

M1 的停止按钮 SB12 X3

M2 的启动按钮 SB21 X4

M2 的停止按钮 SB22 X5

四、PLC 控制电路

根据 I/O 分配表，画出 PLC 的 I/O 接线原理图，如图 2.38 所示。

图 2.38 I/O 接线原理图

五、参考程序

本任务由一个启动按钮控制两台电动机的顺序起停，一个停止按钮控制两台电动机同

时停止。每台电动机有各自可以选择的启动按钮和停止按钮。

本任务可以采用主控指令来编写程序，首先考虑起停，然后考虑时序及自动循环。参

考程序如图 2.39 所示。

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图 2.39 PLC 控制梯形图

技能训练 1：布尔指令训练

一、实训目的

学习和训练 PLC 的布尔指令。

二、实训设备

FX2N 系列 PLC 是三菱公司在 20 世纪 90 年代在 FX 系列的基础上推出的新型产品，

该机型是一种小型化、高速度、各方面都相当于 FX 系列中高档次的小型 PLC，具有丰

富的功能指令和强大的通信能力。


45

序号名称数量




4 跨接线若干

1）FX2N 系列可编程控制器的型号格式如下：

① 表示输入输出的总点数，范围从 16 到 128。

② 表示单元类型：M 为基本单元，E 为输入输出混合扩展单元与扩展模块，EX 为输

入专用扩展模块，EY 为输出专用扩展模块。

③ 表示输出形式：R 为继电器输出，T 为晶体管输出，S 为双向可控硅输出。

④ 表示特殊品种的区别：D 为 DC（直流）电源，DC 输出；A1 为 AC（交流）电源，

AC 输入（AC100～120V）或 AC 输出模块；H 为大电流输出扩展模块（1A/1 点）；V 为立

式端子排的扩展模块；C 为接插口输入输出方式；F 为输入滤波时间常数为 1ms 的扩展模

块；L 为 TTL 输入扩展模块；S 为独立端子（无公共端）扩展模块；若无符号，则为 AC

电源、DC 输入、横式输出（继电器输出为 2A/1 点；晶体管输出为 0.5A/1 点；双向可控硅

输出为 0.3A/1 点）。

2）FX2N 系列 PLC 的构成：基本单元、扩展单元、扩展模块和特殊功能单元，如

图 2.40 所示。

图 2.40 FX2N 系列 PLC 基本单元与扩展及功能模块连接示意图

① 基本单元：中央处理器模块（CPU）、存储器模块、输入/输出模块（I/O）、编程

器、电源，如表 2.9 所示。

主单元

特殊适配器拓展 I/O

拓展板

存储器特殊功能扩展模块

FX2N 系列 PLC(16/32/48/64/80/128 点)

串行通信

EEPROM/EPROM/RAM

使用 FX2N/FX0N 的扩展单元及扩展模块

网络/模拟量/定位控制/高速计数器

串行通信

FX2N－－

① ② ③ ④

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注意

每个 PLC 控制系统必须具有一个基本单元。

表2.9 基本单元

型号输入点数输出点数扩展模块可用点数

继电器输出可控硅输出晶体管输出

FX2N-16MR-001 FX2N-16MS FX2N-16MT 8 8 24～32





FX2N-128MR-001 — FX2N-128MT 64 64 48～64

② 扩展单元：用于增加 I/O 点数的装置，扩展单元内有电源，内部没有 CPU，只能和

基本单元一起使用，如表 2.10 所示。

表2.10 扩展单元

型号输入点数输出点数扩展模块可用点数

继电器输出可控硅输出晶体管输出

FX2N-32ER FX2N-32ES FX2N-32ET 16 16 24～32

FX2N-48ER — FX2N-48ET 24 24 48～64

③ 扩展模块：用于增加 I/O 点数及改变 I/O 比例，扩展模块没有电源，内部没有 CPU，

只能和基本单元一起使用。扩展模块和扩展单元唯一不同的地方是扩展单元内有电源，两

者都是用于扩展基本单元的 I/O 点数，如表 2.11 所示。

表2.11 扩展模块

型号输入点数输出点数

输入继电器输出可控硅输出晶体管输出

FX2N-16EX — — — 16 —

FX2N-16EX-C — — — 16 —

FX2N-16EXL-C — — — 16 —

— FX2N-16EYR FX2N-16EYS — — 16

— — — FX2N-16EYT — 16

— — — FX2N-16EYT-C — 16

④ FX2N 系列特殊模块：具有专门用途的装置，常用的特殊模块有位置扩展模块、模

拟量控制模块、计算机通信模块等，如表 2.12 所示。


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表2.12 FX2N系列特殊模块

分类型号名称占用点数耗电量

特殊功能扩展板

FX2N-8AV-BD 容量适配板 — 20mA

FX2N-232-BD RS232 通信板 — 20mA



FX2N-CNV-BD FXON 用适配器连接板 — —

模拟量控制模块

FXON-3A 2CH 模拟输入，1CH 模拟输出 8 30mA

FX2N-2AD 2CH 模数转换模块 8 30mA

FX2N-4AD 4CH 模数转换模块 8 30mA

FX2N-2AD-PT 2CH 温度传感器输入模块 8 30mA

FX2N-4AD-PT 4CH 温度传感器输入模块 8 30mA

FX2N-4AD-TC 4CH 热电偶传感器输入模块 8 30mA

FX2N-2DA 2CH 数模转换模块 8 30mA

FX2N-4DA 4CH 数模转换模块 8 30mA

高速计数及脉冲输出模块FX2N-1HC 50kHz 2 相调整计数器 8 90mA

FX2N-1PG 100kpps 脉冲输出模块 8 55mA

位置定位模块

FX2N-1GM 定位脉冲输出单元（1 轴） 8 自给



计算机通信模块 FX2N-232IF RS232C 通信接口 8 40mA

三、实训内容

1. 布尔指令简介（表 2.13）

表2.13 布尔指令

助记符功能梯形图表示操作数

LD A 触点逻辑运算开始

X、Y、M、S、T、C

LDI B 触点逻辑运算开始


OUT 线圈驱动

Y、M、S、T、C

AND A 触点串联连接


ANI B 触点串联连接


OR A 触点并联连接


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续表

助记符功能梯形图表示操作数

ORI B 触点并联连接


LDP 上升沿检出运算开始


LDF 下降沿检出运算开始


ANDP 上升沿检出串联连接 X、Y、M、S、T、C

ANDF 下降沿检出串联连接


ORP 上升沿检出并列连接


ORF 下降沿检出并列连接


PLS 上升沿微分输出 Y、M

PLF 下降沿微分输出 Y、M

SET 动作保持 Y、M、S

RST 清除动作保持，当前值及寄存器清零 Y、M、S、T、C、D、V、Z

2. 任务

用按钮（带锁）K6 和 K7 控制灯 L0、L1 和 L2 的状态。

1）只有当按钮 K6 和 K7 都断开时，灯 L0 亮。

2）只有当按钮 K6 和 K7 一个闭合，另一个断开时，灯 L1 亮。

3）只有当按钮 K6 和 K7 都闭合时，灯 L2 亮。

3. I/O 分配

（1）开关量输入（表 2.14）

表2.14 开关量输入

序号点号符号意义

1 X0 K6 按钮 K6 状态

2 X1 K7 按钮 K7 状态


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（2）开关量输出（表 2.15）

表2.15 开关量输出


1 Y0 L0 灯 L0 控制



4. 参考程序

参考程序如图 2.41 所示。

图 2.41 布尔指令

四、实训步骤

1. 接线

按图 2.42 进行实训台面板接线。

图 2.42 布尔指令训练实训接线图

2. 下载 PLC 程序

编写完 PLC 程序，先将 PLC 切换到停止状态，然后将程序装入 PLC，后将 PLC 切

换到运行状态。

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3. 操作演示

① 当按钮 K6 和 K7 都断开时，灯 L0 亮。

② 当按钮 K6 闭合 K7 断开时，灯 L1 亮。

③ 当按钮 K6 断开 K7 闭合时，灯 L1 亮。

④ 当按钮 K6 和 K7 都闭合时，灯 L2 亮。

技能训练 2：定时指令训练

一、实训目的

学习和训练 PLC 的定时指令。

二、实训设备

序号名称数量




4 跨接线若干

三、实训内容

1. 定时器指令简介

FX2N 系列 PLC 有 200 个 100ms 定时器 T0～T199，46 个 10ms 定时器 T200～T245，4

个 1ms 累计定时器 T246～T249，6 个 100ms 累计定时器 T250～T255。

（1）一般用定时器

T0～T199 时基为 100ms；T200～T245 时基为 10ms。

其工作过程为（以 PLC 图 2.43 所示梯形图程序为例）：当 X0 为 1 时，定时器 T0 开始

以 100ms 为单位计时，当计到 K100×100ms=10s 时，定时器的输出触点动作（为 1）；当

X0 为 0 时，定时器 T0 复位，其输出触点复位。

（2）累计型定时器

T246～T249 为 1ms 累计型，T250～T255 为 100ms 累计型。

其工作过程为（以 PLC 图 2.44 所示梯形图程序为例）：当 X0 为 1 时，T250 用当前值

计数器将累计 100ms 的时钟脉冲。如果该值达到设定值 K100 时，定时器的输出触点动作。

在计算过程中，即使 X1 断开或停电再启动时，继续计算，其累计计算动作时间为 10s。如

果复位输入 X1 为 1，定时器复位，输出触点也复位。

图 2.43 一般用定时器图 2.44 累计型定时器


51

2. 任务

利用定时指令编程，产生连续的方波信号输出，其周期设为 3s，占空比为 2:1。

3. I/O 分配

（1）开关量输入（表 2.16）



1 X0 K0 启动按钮

2 X1 K1 停止按钮

（2）开关量输出（表 2.17）



1 Y0 L0 用灯 L0 指示输出的方波

4. 参考程序


图 2.45 定时指令

四、实训步骤

1. 接线





科

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图 2.46 定时指令训练实训接线图

3. 操作演示

按下按钮 K0 后，灯 L0 开始亮 2s 然后灭 1s 地周期性闪亮。

按下按钮 K1 后，灯 L0 熄灭。

技能训练 3：计数指令训练

一、实训目的

学习和训练 PLC 的计数指令。

二、实训设备

序号名称数量




4 跨接线若干

三、实训内容

1. 计数指令简介

FX2N 系列 PLC 的计数器指令如表 2.18 所示。

表2.18 计数器指令

16 位顺计数器 32 位顺/倒计数器

一般用停电保持用停电保持专用特殊用

C0～C99 C100～C199 C200～C219 C220～C234


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32 位计数器增计数/减计数切换用的辅助继电器编号如表 2.19 所示。

表2.19 辅助继电器编号

计数器方向切换计数器方向切换计数器方向切换计数器方向切换

C200 M8200 C209 M8209 C218 M8218 C226 M8226

C201 M8201 C210 M8210 C219 M8219 C227 M8227

C202 M8202 C211 M8211 — — C228 M8228

C203 M8203 C212 M8212 C220 M8220 C229 M8229

C204 M8204 C213 M8213 C221 M8221 C230 M8230

C205 M8205 C214 M8214 C222 M8222 C231 M8231

C206 M8206 C215 M8215 C223 M8223 C232 M8232

C207 M8207 C216 M8216 C224 M8224 C233 M8233

C208 M8208 C217 M8217 C225 M8225 C234 M8234

（1）16 位 2 进制增计数器

其有效的设定值为 K1～K32767，设定值 K0 和 K1 具有相同的意义，即在第一次计数

开始时输出触点就动作。如果切断 PLC 的电源，则一般用计数器的计数值被清除，而停电

保持用的计数器则可存储停电前的计数值，因此计数器可按上一次数值累计计数。

其工作过程为（以 PLC 图 2.47 所示梯形图程序为例）：

计数输入 X011 每驱动 CO 线圈一次，计数器的当前值就增加，在执行第十次的线圈指

令时，输出触点动作。以后即使计数输入 X011 再动作，计数器的当前值也不变。

如果复位输入 X010 为 ON，则执行 RST 指令，计数器的当前值为 0，输出触点复位。

（2）32 位 2 进制增计数/减计数器

32 位 2 进制增计数/减计数器的设定值有效范围为－2147483648～＋2147483647。利用

特殊的辅助继电器 M8200～M8234 制定增计数/减计数的方向。

如果对 Cxxx 驱动 M8xxx，则为减计数，不驱动时，则为增计数。

根据常数 K 或数据寄存器的内外，设定值可正可负。将连号的数据寄存器的内容视为

一对，作为 32 位的数据处理。因此，在制定 D0 时，D1 和 D0 两项作为 32 位设定值处理。

其工作过程为（以 PLC 图 2.48 所示梯形图程序为例）：

图 2.47 16 位 2 进制增计数器图 2.48 32 位 2 进制增计数/减计数器

利用计数输入 X014 驱动 C200 线圈时，可增计数或减计数（M8200 为 0 时，增计数；

为 1 时，减计数）。

在计数器的当前值由-6 向-5 增加时，输出触点置位。在由-5 向-6 减少时，输出触点

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复位。

当前值的增减与输出触点的动作无关，但是如果从 2147483647 开始增计数，则成为

-2147483648。同样，如果从-2147483648 开始减计数，则成为 2147483647。

如果复位输入 X013 为 1，则执行 RST 指令，计数器的当前值变为 0，输出触点也复位。

使用停电保持用的计数器时，计数器的当前值、输出触点动作与复位状态停电保持。

2. 任务

用一个按钮控制 3 个灯 L0、L1 和 L2，按钮 K0 闭合 3 次灯 L0 亮，再闭合 3 次灯 L1

亮，再闭合 3 次灯 L2 亮，再闭合一次灯 L0、L1 和 L2 全灭。

3. I/O 分配

（1）开关量输入（表 2.20）



1 X0 K0 控制按钮

（2）开关量输出（表 2.21）



1 Y0 L0 灯 L0

2 Y1 L1 灯 L1

3 Y2 L2 灯 L2

4. 参考程序


图 2.49 计数指令

程序利用计数器 C0 对 X0 进行计数，当 C0 的当前计数值等于 3 时，Y0 置位；当 C0

的当前计数值等于 6 时，Y1 置位；当 C0 的当前计数值等于 9 时，Y2 置位；当 C0 的当前

计数值等于 10 时，Y0～Y2 复位。


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四、实训步骤

1. 接线


图 2.50 计数指令训练实训接线图




3. 操作演示

按钮 K0 闭合 3 次灯 L0 亮，再闭合 3 次灯 L1 亮，再闭合 3 次灯 L2 亮，再闭合一次灯

L0、L1 和 L2 全灭。

项目小结

本项目学习 PLC 的基本指令，通过一些具体的实例讲解，结合实训设备进行技能训练，

让学生充分掌握连接 PLC 实现简单电路的控制、掌握 PLC 基本指令的使用方法。

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