机电控制与PLC-3

1、Date: 2021-12-5 Page: 1上课计划上次课内容：上次课内容： PLC的发展及应用情况的发展及应用情况 PLC的组成及工作原理的组成及工作原理 串行工作、周期循环扫描工作方式、串行工作、周期循环扫描工作方式、 扫描周期定义扫描周期定义 PLC编程方法及软件编程方法及软件本次课内容：本次课内容： （以FX2N系列为参考）l PLC的型号及其各部分含义的型号及其各部分含义l PLC的数据类型及结构的数据类型及结构l PLC的软组件及功能的软组件及功能Date: 2021-12-5 Page: 2一、一、FX2N系列系列PLC的组成及型号名称的组成及型号名称u组成组成FX2N 系列系

2、列PLC由基本单元、扩展单元、扩展模块及特殊功能单元构成由基本单元、扩展单元、扩展模块及特殊功能单元构成CPU、存储器、存储器输入输出口及电源输入输出口及电源（基本单元）（基本单元）扩展单元扩展单元特殊功能单元特殊功能单元扩展模块扩展模块专门用途专门用途FX2N 系列系列PLC是三菱公司生产的一种功能强大的小型机是三菱公司生产的一种功能强大的小型机增加增加I/O点数及改变点数及改变I/O比例，无电源比例，无电源增加增加I/O点数，点数，有电源有电源第二章第二章 PLC结构及工作原理结构及工作原理Date: 2021-12-5 Page: 3第二章第二章 PLC结构及工作原理结构及工作原理FX

3、系列系列PLC的硬件配置的硬件配置Date: 2021-12-5 Page: 4u型号名称型号名称FX2N 4MR001系列名称系列名称I/O点数点数基本单元基本单元内部电源、内部输入输出、内部电源、内部输入输出、CPU及存储器及存储器输出形式输出形式8A . 基本单元基本单元输出形式：输出形式： R继电器输出（有触点，可带交直流负载）；继电器输出（有触点，可带交直流负载）； S双向晶闸管输出（无触点，带交流负载）双向晶闸管输出（无触点，带交流负载） T晶体管输出（无触点，带直流负载）晶体管输出（无触点，带直流负载）特殊定义第二章第二章 PLC结构及工作原理结构及工作原理Date: 2021-

4、12-5 Page: 5FX2N 4ER001系列名称系列名称I/O点数点数扩展单元扩展单元内部电源、内部输入输出、内部电源、内部输入输出、CPU及存储器及存储器输出形式输出形式8B. 扩展单元扩展单元输出形式：输出形式： R继电器输出（有触点，可带交直流负载）；继电器输出（有触点，可带交直流负载）； S双向晶闸管输出（无触点，带交流负载）双向晶闸管输出（无触点，带交流负载） T晶体管输出（无触点，带直流负载）晶体管输出（无触点，带直流负载）第二章第二章 PLC结构及工作原理结构及工作原理Date: 2021-12-5 Page: 6FX2N 1EX系列名称系列名称I/O总点数总点数扩展设备扩

5、展设备输入输出形式输入输出形式6C. 扩展模块扩展模块输入输出形式：输入输出形式： X输入输入 YR继电器输出继电器输出 YS双向晶闸管输出双向晶闸管输出 YT晶体管输出晶体管输出第二章第二章 PLC结构及工作原理结构及工作原理Date: 2021-12-5 Page: 7二、二、 PLC的数据类型及结构的数据类型及结构u十进制数（十进制数（DEC:DECimal number），常用于：），常用于：定时器定时器/计数器的设定值；计数器的设定值；辅助继电器（辅助继电器（M）、定时器（）、定时器（T）、计数器（）、计数器（C）、状）、状态（态（S）等软元件的地址号；）等软元件的地址号；应用指令的

6、数值型操作数及指令动作常数（应用指令的数值型操作数及指令动作常数（K）。）。u十六进制数（十六进制数（HEX:HEXdecimal number） 与十进制数一样，用于指定应用指令的数值型操作数及与十进制数一样，用于指定应用指令的数值型操作数及指令动作常数（指令动作常数（H）。）。第二章第二章 PLC结构及工作原理结构及工作原理Date: 2021-12-5 Page: 8u二进制数（二进制数（BIN:BINary number） PLC内部数据类型，通过外设进行监视时，各软元件的数内部数据类型，通过外设进行监视时，各软元件的数值自动变换为十进制数或十六进制数。值自动变换为十进制数或十六进制数

7、。u八进制数（八进制数（OCT:OCTal number）用于输入继电器和用于输入继电器和输出继电器的软元件编号。输出继电器的软元件编号。输入继电器用输入继电器用X00X07、X10X17、X20X27等八进制等八进制格式进行编号；格式进行编号；输出继电器用输出继电器用Y00Y07、Y10Y17、Y20Y27等八进制等八进制格式进行编号。格式进行编号。第二章第二章 PLC结构及工作原理结构及工作原理Date: 2021-12-5 Page: 9uBCD码（码（BCD:BINary Code Decimal）用二进制形用二进制形式表示的十进制数，常采用式表示的十进制数，常采用8421BCD码。码

8、。常用常用BCD码编码开关将码编码开关将BCD码数据送入码数据送入PLC；PLC常以常以BCD码格式将输出数据送数码显示器显示。码格式将输出数据送数码显示器显示。u浮点数据（标绘值）浮点数据（标绘值）二进制浮点数常用于高精度浮点运算；二进制浮点数常用于高精度浮点运算；十进制浮点数用于实施监视。十进制浮点数用于实施监视。第二章第二章 PLC结构及工作原理结构及工作原理Date: 2021-12-5 Page: 10三、三、 PLC的软组件及功能的软组件及功能软组件软组件：即软继电器，是：即软继电器，是PLC中的电子电路或存储器，与物中的电子电路或存储器，与物理的继电器具有相同的功能。理的继电器具

9、有相同的功能。特点特点： 1） 软组件具有无数个常开、常闭触点，可以无限软组件具有无数个常开、常闭触点，可以无限次的使用。次的使用。 2） 可以做为可以做为PLC的存储单元，每个单元为一位，的存储单元，每个单元为一位，称为位组件，位组件可以组合使用，如称为位组件，位组件可以组合使用，如K4M0，表示，表示M0M15 16位的字符位的字符 3）软组件的编号由一个表示功能的字母和数字组）软组件的编号由一个表示功能的字母和数字组成，如成，如X000， 输入输入/输出软组件的数字序号为八进制的，其输出软组件的数字序号为八进制的，其余为十进制。余为十进制。第二章第二章 PLC结构及工作原理结构及工作原理

10、Date: 2021-12-5 Page: 11FX2N系列系列PLC的软元件分类：的软元件分类：u 输入输出继电器输入输出继电器u 辅助继电器辅助继电器u 状态软元件状态软元件u 定时器定时器u 计数器计数器u 数据寄存器数据寄存器u 指针指针u 数据类软元件数据类软元件第二章第二章 PLC结构及工作原理结构及工作原理Date: 2021-12-5 Page: 12u 输入输入/输出继电器输出继电器 输入继电器用输入继电器用X表示：如表示：如X000、X001 输出继电器用输出继电器用Y表示：如表示：如Y000、Y001注：输入与输出继电器序号为注：输入与输出继电器序号为8进制，如进制，如X

11、010表示第表示第8个输入端口个输入端口用途：响应输入端信号用途：响应输入端信号 驱动输出端负载驱动输出端负载第二章第二章 PLC结构及工作原理结构及工作原理Date: 2021-12-5 Page: 13l 输入继电器（输入继电器（X）在在PLC内部，与输入端子相连的输入继电器是光电隔内部，与输入端子相连的输入继电器是光电隔离的电子继电器，采用八进制编号，有无数个常开和离的电子继电器，采用八进制编号，有无数个常开和常闭触点。常闭触点。输入继电器不能用程序驱动。输入继电器不能用程序驱动。第二章第二章 PLC结构及工作原理结构及工作原理Date: 2021-12-5 Page: 14l 输出继电

12、器（输出继电器（Y）输出继电器采用八进制编号，有内部触点和外部输出触输出继电器采用八进制编号，有内部触点和外部输出触点（继电器触点、双向可控硅、晶体管等输出元件）之点（继电器触点、双向可控硅、晶体管等输出元件）之分，由程序驱动。分，由程序驱动。在在PLC内部，外部输出触点与输出端子相连，向外部负内部，外部输出触点与输出端子相连，向外部负载输出信号，且一个输出继电器只有一个常开型外部输载输出信号，且一个输出继电器只有一个常开型外部输出触点。出触点。输出继电器有无数个内部常开和常闭触点，编程时可随输出继电器有无数个内部常开和常闭触点，编程时可随意使用。意使用。第二章第二章 PLC结构及工作原理结构

13、及工作原理Date: 2021-12-5 Page: 15u辅助继电器（辅助继电器（M）由内部软元件的触点驱动由内部软元件的触点驱动,常开和常闭触点使用次数不常开和常闭触点使用次数不限，但不能直接驱动外部负载限，但不能直接驱动外部负载,采用十进制编号。采用十进制编号。通用辅助继电器通用辅助继电器M0M499（500点）点）掉电保持辅助继电器掉电保持辅助继电器M500M1023（524点）点）特殊辅助继电器特殊辅助继电器M8000M8255（256点）点） 只能利用其触点的特殊辅助继电器只能利用其触点的特殊辅助继电器可驱动线圈的特殊辅助继电器可驱动线圈的特殊辅助继电器符号为符号为M， 编号为十编

14、号为十 进制，如进制，如M0，M2， M10，用途：在程序中作为中间状态或辅助元件实现某种条件转换等用途：在程序中作为中间状态或辅助元件实现某种条件转换等 不可以直接驱动负载。不可以直接驱动负载。第二章第二章 PLC结构及工作原理结构及工作原理Date: 2021-12-5 Page: 16 只能利用其触点的特殊辅助继电器只能利用其触点的特殊辅助继电器M8000：运行监控用，：运行监控用，PLC运行时运行时M8000接通。接通。M8002：仅在运行开始瞬间接通的初始脉冲特殊辅助继电：仅在运行开始瞬间接通的初始脉冲特殊辅助继电器。器。M8012：产生：产生100ms时钟脉冲的特殊辅助继电器。时钟

15、脉冲的特殊辅助继电器。 可驱动线圈的特殊辅助继电器可驱动线圈的特殊辅助继电器M8030：锂电池电压指示灯特殊继电器。：锂电池电压指示灯特殊继电器。M8033：PLC停止时输出保持特殊辅助继电器。停止时输出保持特殊辅助继电器。M8034：禁止全部输出特殊辅助继电器。：禁止全部输出特殊辅助继电器。M8039：恒定扫描特殊辅助继电器。：恒定扫描特殊辅助继电器。第二章第二章 PLC结构及工作原理结构及工作原理Date: 2021-12-5 Page: 17输出继电器输出继电器Y与辅助继电器与辅助继电器M比较比较1）输出继电器）输出继电器Y可以驱动外部负载，辅助继电器可以驱动外部负载，辅助继电器M不能驱

16、动外部负载；不能驱动外部负载；2）输出继电器）输出继电器Y的地址编号为八进制，而辅助继的地址编号为八进制，而辅助继电器电器M的地址编号为十进制；的地址编号为十进制；第二章第二章 PLC结构及工作原理结构及工作原理Date: 2021-12-5 Page: 18u状态（状态（S）状态是对工序步进型控制进行简易编程的内部软元件，状态是对工序步进型控制进行简易编程的内部软元件，采用十进制编号。与步进指令采用十进制编号。与步进指令STL配合使用；配合使用；状态有无数个常开触点与常闭触点，编程时可随意使用；状态有无数个常开触点与常闭触点，编程时可随意使用；状态不用于步进阶梯指令时，可作辅助继电器使用。状

17、态不用于步进阶梯指令时，可作辅助继电器使用。状态同样有通用状态和掉电保持用状态，其比例分配可状态同样有通用状态和掉电保持用状态，其比例分配可由外设设定。由外设设定。用途：在程序中用于状态的转移，与步进指令（用途：在程序中用于状态的转移，与步进指令（STL）组合）组合完成顺序功能图中状态的转移。完成顺序功能图中状态的转移。第二章第二章 PLC结构及工作原理结构及工作原理Date: 2021-12-5 Page: 19u 状态（状态（S）l 状态有五种类型：状态有五种类型：初始状态初始状态S0S9共共10点点回零状态回零状态S10S19共共10点点通用状态通用状态S20S499共共480点点保持状

18、态保持状态S500S899共共400点点报警用状态报警用状态S900S999共共100点点 第二章第二章 PLC结构及工作原理结构及工作原理Date: 2021-12-5 Page: 20u 定时器定时器用途：延时控制用途：延时控制符号为符号为T， 编号为十编号为十 进制，如进制，如T0，T2， T10， T11类型：类型：100ms, 10ms, 1ms积算型积算型积算型：在计时条件失去或积算型：在计时条件失去或PLC失电时，当前值及触点状态均保失电时，当前值及触点状态均保持，在计时条件恢复或持，在计时条件恢复或PLC再次上电后可再次上电后可“累计累计”计时。计时。第二章第二章 PLC结构及

19、工作原理结构及工作原理Date: 2021-12-5 Page: 21u 定时器（定时器（T） 定时器实际是内部脉冲计数器，可对内部定时器实际是内部脉冲计数器，可对内部1ms、10ms和和100ms时钟脉时钟脉冲进行加计数，当达到用户设定值时，触点动作。冲进行加计数，当达到用户设定值时，触点动作。 定时器可以用用户程序存储器内的常数定时器可以用用户程序存储器内的常数k或或H作为设定值，也可以用作为设定值，也可以用数据寄存器数据寄存器D的内容作为设定值。的内容作为设定值。 普通定时器（普通定时器（T0T245） 100ms定时器定时器T0T199共共200点，设定范围点，设定范围0.13276.

20、7s； 10ms定时器定时器T200T245共共46点，设定范围点，设定范围0.01327.67s。 积算定时器（积算定时器（T246T255） 1ms定时器定时器T246T249共共4点，设定范围点，设定范围0.00132.767s； 100ms定时器定时器T250T255共共6点，设定范围为点，设定范围为0.13276.7s。第二章第二章 PLC结构及工作原理结构及工作原理Date: 2021-12-5 Page: 22加法计数器加法计数器设定值设定值K、H或或D触点动作触点动作TxTx时钟脉冲时钟脉冲驱动驱动T10K123X0T10Y1相等相等比较比较器器普通定时器的工作原理普通定时器的

21、工作原理T10T10第二章第二章 PLC结构及工作原理结构及工作原理Date: 2021-12-5 Page: 23T250T250设定值K计数器计数器1100ms时钟脉冲X2X1触点动作触点动作Tx相等相等比较器比较器积算定时器的工作原理积算定时器的工作原理RSTT250K345X1X2T250Y1T250第二章第二章 PLC结构及工作原理结构及工作原理Date: 2021-12-5 Page: 24u计数器（计数器（C） 计数器可分为通用计数器和高速计数器。计数器可分为通用计数器和高速计数器。16位通用加计数器，位通用加计数器，C0C199共共200点，设定值：点，设定值：132767。设

22、定值。设定值K0与与K1含义相同，即在第一次计数时，含义相同，即在第一次计数时，其输出触点动作。其输出触点动作。32位通用加位通用加/减计数器，减计数器，C200C234共共135点，设定值：点，设定值：-2147483648+2147483647。高速计数器高速计数器C235C255共共21点，共享点，共享PLC上上6个高速计个高速计数器输入（数器输入（X000X005）。高速计数器按中断原则运）。高速计数器按中断原则运行。行。第二章第二章 PLC结构及工作原理结构及工作原理Date: 2021-12-5 Page: 25l16位加计数器位加计数器通用型：通用型：C0C99共共100点点 断

23、电保持型：断电保持型：C100C199共共100点点 16位计数器工作过程示意图位计数器工作过程示意图第二章第二章 PLC结构及工作原理结构及工作原理Date: 2021-12-5 Page: 26第二章第二章 PLC结构及工作原理结构及工作原理l 32位双向计数器位双向计数器有两种有两种32位加位加/减计数器，设定值：减计数器，设定值：-2147483648+2147483647。 通用计数器：通用计数器：C200C219共共20点点 保持计数器：保持计数器：C220C234共共15点点 计数方向由特殊辅助继电器计数方向由特殊辅助继电器M8200M8234设定。设定。加减计数方式设定：对于加

24、减计数方式设定：对于C，当，当M8接接通（置通（置1）时，为减计数器，断开（置）时，为减计数器，断开（置0）时，为加）时，为加计数器。计数器。计数值设定：直接用常数计数值设定：直接用常数K或间接用数据寄存器或间接用数据寄存器D的的内容作为计数值。间接设定时，要用元件号紧连在内容作为计数值。间接设定时，要用元件号紧连在一起的两个数据寄存器。一起的两个数据寄存器。Date: 2021-12-5 Page: 27第二章第二章 PLC结构及工作原理结构及工作原理32位加位加/减计数器工作过程示意图减计数器工作过程示意图Date: 2021-12-5 Page: 28第二章第二章 PLC结构及工作原理结

25、构及工作原理u数据寄存器数据寄存器 数据寄存器符号用数据寄存器符号用D表示，变址用寄存器符号用表示，变址用寄存器符号用V、Z表示，地址表示，地址号均以十进制分配。号均以十进制分配。用途：存储数值数据，用途：存储数值数据，16位，两个位，两个16位寄存器组合为一个位寄存器组合为一个32位位 寄存器寄存器普通用途：普通用途：D0D8000，其中包括停电保持和非停电保持，其中包括停电保持和非停电保持特殊用途：特殊用途：D8000D8195，写入特定目的的数据或事先写入特，写入特定目的的数据或事先写入特定内容定内容变址寄存器：主要用于运算操作数地址的修改，变址寄存器：主要用于运算操作数地址的修改，V、

26、Z的组合的组合 进行进行32位数据运算的变址操作位数据运算的变址操作Date: 2021-12-5 Page: 29第二章第二章 PLC结构及工作原理结构及工作原理l 数据寄存器（数据寄存器（D）通用数据寄存器通用数据寄存器D0D199共共200点。点。 只要不写入其只要不写入其它数据，已写入的数据不会变化。但是它数据，已写入的数据不会变化。但是PLC状态由状态由运行运行停止时，全部数据均清零。停止时，全部数据均清零。断电保持数据寄存器断电保持数据寄存器D200D511共共312点，只要不改点，只要不改写，原有数据不会丢失。写，原有数据不会丢失。 特殊数据寄存器特殊数据寄存器D8000D825

27、5共共256点点 这些数据寄这些数据寄存器供监视存器供监视PLC中各种元件的运行方式用。中各种元件的运行方式用。文件寄存器文件寄存器D1000D2999共共2000点。点。Date: 2021-12-5 Page: 30第二章第二章 PLC结构及工作原理结构及工作原理l 变址寄存器（变址寄存器（V/Z）变址寄存器的作用类似于一般微处理器中的变址寄变址寄存器的作用类似于一般微处理器中的变址寄存器（如存器（如Z80中的中的IX、IY），通常用于修改元件的），通常用于修改元件的编号。编号。V0V7、Z0Z7共共16点点16位变址数据寄存器。位变址数据寄存器。进行进行32位运算时，与指定位运算时，与指

28、定Z0Z7的的V0V7组合，分组合，分别成为别成为（V0、Z0），（），（V1、Z1）（V7、Z7）。）。Date: 2021-12-5 Page: 31第二章第二章 PLC结构及工作原理结构及工作原理u 指针（指针（P/I）用途：指针用作跳转、中断等程序的入口地址，与跳转、子程序、中断用途：指针用作跳转、中断等程序的入口地址，与跳转、子程序、中断 程序等指令一起应用。分为分支指针程序等指令一起应用。分为分支指针P和中断指针和中断指针I两类。两类。A. 分支用指针分支用指针PDate: 2021-12-5 Page: 32第二章第二章 PLC结构及工作原理结构及工作原理B. 中断用指针中断用指

29、针I用途：与开中断指令用途：与开中断指令 EI、 关中断指令关中断指令 DI、中断返回指令、中断返回指令IRET配合使用配合使用据用途分为：输入中断用、定时器中断用、计数器中断用据用途分为：输入中断用、定时器中断用、计数器中断用3种种（1）输入中断用指针）输入中断用指针FX2N系列系列PLC中共中共6点，分别与点，分别与X000X005 6个输入继电器对应个输入继电器对应（2）定时器中断用）定时器中断用每隔设定时间中断一次，并执行中断号后面的程序一次，在每隔设定时间中断一次，并执行中断号后面的程序一次，在IRET指令处返回指令处返回（3）计数器中断用）计数器中断用用于优先控制利用高速计数器的计数结果。用于优先控制利用高速计数器的计数结果。Date: 2021-12-5 Page: 33第二章第二章 PLC结