电气控制与PLC工程应用 第4章 2.ppt

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1、第4章FX系列PLC的编程元件与基本指令,4.1FX系列PLC简介4.2FX系列PLC的编程元件4.3FX系列PLC的基本逻辑指令与步进指令,4.1.1 FX系列PLC概述, FX系列家族成员 FX0 FX2 FX2C FX0S FX1S FX0N FX1N FX2N FX2NC,叠装式结构,4.1 FX系列PLC及性能,PLC品种繁多，各有特色。 本章以目前较为常用的FX系列PLC为例进行讲授,4.1 FX系列PLC及性能,4.2 FX系列PLC内部软继电器及编号,4.3 FX系列PLC的基本指令及应用,4.4 FX系列PLC的功能指令简介,4.1FX系列PLC简介,4.1.1FX系列PLC

2、性能比较4.1.2FX系列PLC的系统配置,4.1.1FX系列PLC性能比较,(1)输入/输出点数(2)应用程序的存储容量(3)扫描速度1.三菱FX系列PLC的环境指标2.三菱FX系列PLC的输入技术指标3. FX系列PLC的输出技术指标,表4-1FX系列PLC性能比较,表4-2FX系列PLC的环境指标,表4-3FX系列PLC的输入技术指标,FX系列家族成员 FX0 FX2 FX2C FX0S FX1S FX0N FX1N FX2N FX2NC,P85.TIF,1)系列名称：如0S、0N、2N等。2)输出形式：输入/输出的总点数(4128)。3)单元类型：M为基本单元，E为输入/输出扩展单元模

3、块，EX为输入专用扩展模块，EY为输出专用扩展模块。4)输出形式：R为继电器输出，T为晶体管输出，S为双向晶闸管输出。5)特殊品种：D为DC(直流)电源，DC输出的模块；A1为AC(100120V)输入或AC输出的模块；H为大电流输出扩展模块(1A/1点)；V为采用立式端子排的扩展模块；C为采用接插口输入/输出方式的模块；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为采用独立端子(无公共端)的扩展模块。,4.1.2FX系列PLC的系统配置,1. FX系列的基本单元2. FX系列的扩展单元和模块3. FX系列的常用的功能模块,1. FX系列的基本单元,FX0S系列PLC基本

4、单元,表4-6 FX0N系列PLC基本单元,表4-7 FX2N系列PLC基本单元,2. FX系列的扩展单元和模块,表4-8 FX0N系列的扩展单元,表4-9 FX0N系列的扩展模块,表4-10 FX2N的扩展单元,表4-11 FX2N的扩展模块,FX2N、FX2NC系列PLC(特殊功能模块),型 号 功 能 说 明 FX2N-4AD 4通道12位模拟量输入模块 FX2N-4AD-PT 供PT-100温度传感器用的4通道12位模拟量输入 FX2N-4AD-TC 供热电偶温度传感器用的4通道12位模拟量输入 FX2N-4DA 4通道12位模拟量输出模块 FX2N-3A 2通道输入、1通道输出的8位

5、模拟量模块 FX2N-1HC 2相50HZ的1通道高速计数器 FX2N-1PG 脉冲输出模块 FX2N-10GM 有4点通用输入、6点通用输出的1轴定位单元,FX2N、FX2NC系列PLC(特殊功能模块),FX-20GM和E-20GM 2轴定位单元，内置EEPROM FX2N-1RM-SET 可编程凸轮控制单元 FX2N-232-BD RS-232C通信用功能扩展板 FX2N-232IF RS-232C通信用功能模块 FX2N-422-BD RS-422通信用功能扩展板 FX-485PC-IF-SET RS-232C/485变换接口 FX2N-485-BD RS-485C通信用功能扩展板 FX

6、-16NP/NT MELSECNET/MINI接口模块 FX2N-8AV-BD 模拟量设定功能扩展板,PLC的内部软继电器,输入继电器 输出继电器 辅助继电器 状态继电器 定时器 计数器 数据寄存器 变址寄存器 指针 常数,4.2FX系列PLC的编程元件,4.2.1输入、输出继电器4.2.2辅助、状态继电器4.2.3定时器与计数器4.2.4其他编程元件,表4-13 FX2N系列的编程元件,表4-13编程元件,表4-13 编程元件,表4-13F系列的编程元件,4.2 FX系列PLC软继电器及编号,不同厂家、不同系列的PLC，其内部软继电器的功能和编号也不相同，因此用户在编制程序时，必须熟悉所选用

7、PLC的软继电器功能和编号。,FX系列PLC软继电器编号由字母 和 数字 组成 其中: 输入继电器和输出继电器用八进制数字编号 其它均采用十进制数字编号,4.2.1 输入继电器（X）, 输入继电器是PLC用来接收用户输入设备发来的输入信号 输入继电器线圈由外部输入信号所驱动，只有当外部信号接通时，对应的输入继电器才得电，不能用指令来驱动。, 在程序中绝对不可能出现输入继电器的线圈，只能出现输入继电器的触点 每个输入继电器的常开与常闭触点均可无数次使用,4.2.1 输入继电器（X）,FX系列PLC的输入继电器以八进制进行编号 FX0N输入继电器的编号范围为： X000X007、 X010X017

8、 、X020X027、 X030X037 、 X040X047、 X050X057 注：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,基本单元 FX0N-40MR,扩展单元 FX0N-40ER,扩展模块 FX0N-8EX,X000X027 X030X057 X060X067,4.2.2 输出继电器（Y）, 输出继电器是用来将PLC内部信号输出传送给外部负载 输出继电器线圈是由PLC内部程序驱动，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, 每个输出继电器在输出单元中都对应有一个常开硬触点，但在程序中供编程的输出继电器，不管是常

9、开还是常闭触点，都可以无数次使用。,4.2.2 输出继电器（Y）, FX系列PLC的输出继电器也是八进制编号 FX0N编号范围为Y000Y007、 Y010Y017 。 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,实际使用中，输入/ 输出继电器的数量，要根据系统配置而定,基本单元 FX0N-40MR,扩展单元 FX0N-40ER,扩展模块 FX0N-8EX,X000X017 X020X037,4.2.3 辅助继电器（M）,辅助继电器是PLC中数量最多的一种继电器，其作用相当于继电器控制系统中的中间继电器。 和输出继电器一

10、样，其线圈由程序指令驱动，每个辅助继电器都有无限多对常开常闭触点，供编程使用。但是，其触点不能直接驱动外部负载，要通过输出继电器才能实现对外部负载的驱动。, FX系列PLC的辅助继电器有：通用辅助继电器 （三种） 保持辅助继电器 特殊辅助继电器,4.2.3 辅助继电器（M）通用辅助继电器,通用辅助继电器和输出继电器一样，在PLC电源中断后，其状态将变为OFF。当电源恢复后，除因程序使其变为 ON外，其它仍保持OFF,X0,M0,M0,M0,1.辅助继电器(M),(1)通用辅助继电器(M0M499)(2)断电保持辅助继电器(M500M3071)(3)特殊辅助继电器,(3)特殊辅助继电器,图4-3

11、M8000、M8002、M8012波形图,特殊辅助继电器,M8011、M8012、M8013、M8014 -分别为产生周期为10ms、100ms、1s、1min脉冲的 特殊辅助继电器 （ PLC RUN ）,例如：,4.2.4 状态器（S）,状态器对在步进顺控类的控制程序中起着重要的作用，它与后述的步进指令STL组合使用。,初始用状态器 返回原点用状态器（FX2N） 普通状态器 保持状态器 报警用状态器（FX2N）,不使用步进指令时，状态器也可当作辅助继电器使用,图4-4状态继电器的使用,4.2.5 定时器（T）, PLC的定时器相当于电器系统中的通电延时时间继电器 定时器可提供无数对的常开、

12、常闭延时触点供编程用 定时器中有一个设定值寄存器、一个当前值寄存器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。 定时器时可分为通用定时器、积算定时器二种。,4.2.5 定时器（T）, PLC定时器工作原理： 定时器是根据时钟脉冲累积计数而达到定时的目的，时钟脉冲有1ms 、10ms 、100ms，当所计数达到设定值时，其触点动作。 设定值可用常数K或数据寄存器D的内容来设置。, 通用定时器, 通用定时器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两种。, 设定值： 常数K 或 数据寄

13、存器D的内容 设定值的范围： 132767,图4-5通用定时器的工作原理,图4-6积算定时器的工作原理,4.2.5 定时器（T） 通用定时器,100ms定时器 定时范围为0.13276.7s,10ms定时器 ( 除FX2N外，M8028=ON 时) 定时范围为0.01327.67s,1ms定时器(FX0N T63) (采用中断计数 ) 定时范围为0.00132.767s,4.2.5 定时器（T） 积算定时器,积算定时器（例）,4.2.5 定时器（T） ？思考题,1.如何实现断电延时？ 如：当X0接通时，Y0马上得电；当X0断开时，Y0过20S后断电。 2.当一个定时器的定时时间不够时，怎么办?

14、 如：当X0接通后，Y0过5000S后得电并保持，至到X1接通为止。 3. 如何实现如下图所示周期为50s的脉冲输出？,4.2.6 计数器（C）,内部计数器 内部计数器是在执行扫描操作时对内部信号（如X、Y、M、S、T等）进行计数。内部输入信号的接通和断开时间应比PLC的扫描周期稍长。 高速计数器 采用中断方式进行计数，与 PLC的扫描周期无关 与内部计数器相比除允许输入频率高之外，应用也更为灵活，高速计数器均有断电保持功能，通过参数设定也可变成非断电保持。, 内部计数器之一-16位增计数器,基本原理,注：16位增计数器分为通用型和保持型两种,图4-716位增计数器的工作过程,2.计数器(C)

15、,(1)内部计数器(C0C234)(2)高速计数器(C235C255),图4-832位增/减计数器的工作过程,(2)高速计数器(C235C255),1)单相单计数输入高速计数器(C235C245)。2)单相双计数输入高速计数器(C246C250)。3)双相高速计数器(C251C255)。,表4-15高速计数器简表,表4-15高速计数器简表,图4-9单相单计数输入高速计数器a)无起动/复位端b)带起动/复位端,图4-11双相高速计数器a)增减计数b)计数顺序,4.2.4其他编程元件,1.数据寄存器(D、V、Z)2.指针(P/I),1.数据寄存器(D、V、Z),1)停电保持数据寄存器D200D51

16、1(312点)：不论电源接通与否或PLC运行与否，停电保持数据寄存器的内容不会变化，除非改写。2)特殊数据寄存器D8000D8255(256点)：这些数据寄存器用来监控PLC的运行状态，主要存放系统状态、错误信息、监视状态。3)文件寄存器D1000D2999(2000点)：实际上是一类专用数据寄存器，用于存储大量的数据，如采集数据、统计计算数据、多组控制参数等。4)变址寄存器V0V7和Z0Z7：其内容用来改变编程元件的元件号，32位操作时合并使用。,4.2.7 数据寄存器（D）,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以存储数据和参数, 数据寄存器为16位，最高位为

17、符号位 32位数据可用两个数据寄存器来存储（如D1D0）, 数据寄存器有： 1. 通用数据寄存器 2. 保持数据寄存器 3. 特殊数据寄存器 4. 文件寄存器,4.2.7 数据寄存器（D）, 通用数据寄存器,通用数据寄存器在PLC由运行（RUN）变为停止（STOP）时，其数据全部清零。 如果将特殊继电器M8033置1，则PLC由运行变为停止时，数据可以保持。, 保持数据寄存器,保持数据寄存器只要不改写，原有数据就不会丢失，无论电源接通与否，PLC运行与否，都不会改变寄存器内容,4.2.8 变址寄存器（V/Z）, 变址寄存器V/Z实际上是一种特殊用途的数据寄存器,变址寄存器V/Z的作用：相当于微

18、机中的变址寄存器， 用于改变元件的编号（变址）,V、Z都是16位的数据寄存器，与其它寄存器一样读写 需要32位操作，可将V、Z串联使用（Z为低位，V为高位）,例：D0Z 若Z=10，则为D10,4.2.9 常数（K/H）,常数也可作为元件处理，因为它占用一定的存储空间。,常数的表示： 十进制常数用K表示，如常数123表示为K123 十六进制常数则用H表示，如常数345表示为H159, FX系列PLC的常数范围为： 16位：K:-32,76832,767 H:0000FFFFH 32位：K:-2,147,483,6482,147,483,647 H:00000000FFFFFFFF,2.指针(P

19、/I),(1)分支指令指针Pn(2)中断指针In,图4-12分支指令指针,(2)中断指针In,1)输入中断指针。2)定时器中断指针。3)高速计数器中断指针。1)中断指针必须编在FEND指令后面作为标号。2)中断指针中百位数上的数字不可重复使用，如用了I100就不能用I101。3)用于中断的输入端子，不能再用于SPD指令或其他高速处理。,4.2.10 指针（P/I）, 中断用指针（ I ）,计数中断：I 00 =16 注：限FX2N/2NC,与高速计数器置位指令（HSCS）配合使用,图4-13中断指针标号表示方式,图4-14高速计数器中断指针,思考:1.如何实现断电延时?,X0接通时，Y0马上得

20、电；X0断开时，Y0过20S后断电。,思考: 2.当一个定时器的定时时间不够时，怎么办?,X0接通，Y0过5000S后得电并保持，至到X1接通为止。,4.3FX系列PLC的基本逻辑指令与步进指令,4.3.1FX系列PLC的基本逻辑指令4.3.2FX系列PLC的步进指令4.3.3基本逻辑指令的应用,4.3.1FX系列PLC的基本逻辑指令,1. LD、LDI、OUT指令2. AND与ANI指令3. OR与ORI指令4. ORB与ANB指令5. LDP、LDF、ANDP、ANDF、ORP和ORF指令6.堆栈指令(MPS、MRD、MPP)7.主控与主控复位指令(MC、MCR)8.置位与复位指令(SET

21、、RST)9.微分指令(PLS、PLF)10.取反、空操作和结束指令(INV、NOP、END),图4-15LD、LDI、OUT的使用,图4-16AND与ANI指令,图4-18ORB指令,图4-20脉冲检测指令的使用,6.堆栈指令(MPS、MRD、MPP),1)堆栈指令没有目标元件。2)MPS和MPP必须配对使用。3)由于栈存储单元只有11个，所以栈的层次最多11层。,图4-21堆栈指令的使用a)一层栈b)二层栈,7.主控与主控复位指令(MC、MCR),1)MC、MCR指令的目标元件为Y和M，不能用特殊辅助继电器。2)主控触点在梯形图中与一般触点垂直(如图4-23中的M100)。3)MC指令的输

22、入触点断开时，在MC和MCR之内的积算定时器、计数器、用复位/置位指令驱动的元件保持其先前状态不变；非积算定时器和计数器，用OUT指令驱动的元件将复位，如图4-22所示，当X0断开，Y0和Y1即变为OFF。,图4-22主控指令的使用,图4-24SET、RST指令的使用,10.取反、空操作和结束指令(INV、NOP、END),1)AND、ANI指令改为NOP指令时，会使相关触点短路，如图4-27a所示。2)ANB指令改为NOP指令时，使前面的电路全部短路，如图4-27b所示。3)OR指令改为NOP指令时使相关电路切断，如图4-27c所示。4)ORB指令改为NOP指令时，前面的电路全部切断，如图4

23、-27d所示。5)图4-27e中LD指令改为NOP指令时，则与上面的OUT电路纵接，电路如图4-27f所示。6)当执行程序全部清“0”操作时，所有指令均变成NOP指令。,图4-26取反指令的使用,图4-27用NOP指令修改电路,4.3.3基本逻辑指令的应用,1.起动和复位控制2.优先控制3.比较控制4.延时控制5.循环起停控制,1.起动和复位控制,(1)起、保、停电路实现(2)利用置位复位指令实现(3)利用计数器指令实现,图4-28起保停程序,图4-29置位复位指令控制程序,图4-30计数器指令控制程序,图4-31优先控制程序,图4-32比较控制,4.延时控制,(1)通电延时接通控制(2)断电延时接通控制(3)通电延时接通、断电延时断开控制(4)脉冲信号发生控制(5)长延时控制,图4-33通电延时接通控制程序,图4-34断电延时接通控制程序,图4-35通电延时接通断电延时断开控制程序,图4-36脉冲信号发生控制程序a)梯形图b)动作时序图,图4-37定时器串联实现长延时,图4-38利用定时器与计数器实现长延时,图4-39利用计数器实现长延时,图4-40三台电动机顺序控制时序图,图4-41三台电动机顺序控制的梯形图程序,图4-42梯形图,图4-43梯形图,