FX系列可编程序控制器简介.ppt

第四章FX系列可编程控制器简介 学习本章要求了解国内外PLC产品 理解FX系列PLC的硬件配置 熟练掌握FX2N编程器件表达方式及使用方法 第一节国内外PLC产品简介 全世界的PLC生产厂家约有200家 生产300多个品种 主要集中在美国 德国 日本等多家公司一 美国PLC产品美国的PLC厂家很多 现已经超过百家 有A B ALLEN BRADLEY 公司 通用电气 GE 公司 莫迪康 MODICON 公司 德州仪器 TI 公司 西屋公司等 其中A B公司和通用电气公司生产的PLC最具代表性 二 欧州PLC产品德国的西门子 SIEMENS 公司 AEG公司和法国的TE公司是欧洲著名的PLC制造商 三 日本PLC产品日本的PLC以高性价比的小型机最具特色 某些用欧美的中型机或大型机才能实现的控制 日本的小型机就可以解决 在开发较复杂的控制系统方面明显优于欧美的小型机 所以格外受用户欢迎 四 我国PLC产品我国有许多厂家 科研院所从事PLC的研制与开发 如中国科学院自动化研究所的PLC 0088 北京联想计算机集团公司的GK 40 上海机床电器厂的CKY 40 上海起重电器厂的CF 40MR ER 我国的PLC产品发展也很迅速 在价格上具有优势 第二节FX系列PLC硬件配置及性能指标 一 FX系列PLC型号的基本格式及命名方式 输出方式 R 继电器输出S 晶闸管输出T 晶体管输出 其中系列序号 0 2 0S 1S 0N 1N 2N 2NC等 单元类型 M 基本单元E 输入输出混合扩展单元EX 扩展输入模块EY 扩展输出模块 如特殊品种区别这一项无符号 说明通指AC电源 DC输入 横式端子排 继电器输出 2A 点 个别产品可到8A 点 晶体管输出0 5A 点 晶闸管输出0 3A 点 例如FX2N 32MT D表示FX2N系列 32个I O点基本单位 晶体管输出 使用直流电源 24V直流输出型 特殊品种区别D DC电源 DC输出A1 AC电源 AC AC100 120V 输入或AC输出模块H 大电流输出扩展模块V 立式端子排的扩展模块C 接插口输入输出方式F 输入滤波时间常数为1ms的扩展模块L TTL输入型扩展电路S 独立端子 无公共端 扩展单元 二 FX系列PLC硬件配置FX系列PLC的硬件包括基本单元 扩展单元 扩展模块 模拟量输入输出模块 各种特殊功能模块及编程器等外部设备等1 基本单元基本单元是构成PLC系统的核心部件 内有CPU 存储器 I O模块 通信接口和扩展接口等 2 扩展单元扩展单元是用来增加I O点数的 内部没有电源 3 扩展模块扩展模块用于增加I O点数和改变I O比例 模块内部没有电源 4 模拟量输入输出模块在控制系统中 除了要对开关量进行控制外 还要对模拟量进行控制 与开关量只有两个状态不同 模拟量是连续变化的 它有无数个状态 例如 电压 电流 温度 流量等都是模拟量 在控制系统中 PLC通过模拟量I O模块来进行模拟量的输入 输出 5 特殊功能模块特殊功能模块是为获得某些特殊功能 满足控制要求的特殊装置 其中有PID过程控制模块 提供了自调节的PID控制和PI控制 如FX2N 2LC温度调节模块 定位控制模块 通过脉冲输出形式的定位单元或模块 即可实现一点或多点的定位 如FX2N 1PG FX2N 10GM FX2N 20GM等 数据通信模块 完成与其他PLC 其他智能控制设备或计算机之间的通信 如FX2N 232 BD FX2N 232 IF FX2N 485 BD FX2N 422 BD 高速计数模块 FX2N 1HC 等 6 编程器及其他外部设备FX系列PLC的简易编程器较多 最常用的是FX 10P E和FX 20P E手持型简易编程器 还有一些辅助设备 如 打印机 EPROM写入器外存模块等 三 FX系列PLC的性能指标 FX系列PLC主要产品的性能比较 第三节FX系列PLC的编程元件 PLC在软件设计中需要各种逻辑元件和运算元件 称之为编程元件 这些元件与硬件继电器等有着类似的功能 通常称为软元件 本节以FX2N为例 介绍三菱小型PLC常用的编程器件的名称 用途 数量 编号和使用方法 辅助继电器 这类辅助继电器的线圈与输出继电器一样有无数的电子常开和常闭触点该触点不能直接驱动外部负载 外部负载的驱动要通过输出继电器进行如果在PLC运行过程中停电 输出继电器及一般用辅助继电器都断开 再运行时 除了输入条件为ON 接通 的情况以外 都为断开状态 分为一般用 M0 M499 停电保持用 M500 M3071 和特殊用途 M8000 M8255 辅助继电器 FX2N系列PLC内的一般用辅助继电器和部分停电保持用辅助继电器 M500 M1023 特殊辅助继电器分为触点利用型特殊辅助继电器和线圈驱动型特殊辅助继电器 状态器 一般用 S0 S499 停电保持用 S500 S899 报警器用 S900 S999 S0 S9一般用于步进梯形图的初始状态 S10 S19一般用作返回原点的状态 定时器 定时器相当于继电器系统中的时间继电器 可在程序中用于延时控制 定时器累计PLC内1ms 10ms 100ms等的时钟脉冲 当达到所定的设定值时 输出触点动作 FX2N系列PLC的定时器 T 有以下4种类型 100ms定时器 T0 T199 200点 定时范围 0 1 3276 7s 10ms定时器 T200 T245 46点 定时范围 0 01 327 67s 1ms累积型定时器 T246 T249 4点 执行中断保持 定时范围 0 001 32 767s 100ms累积型定时器 T250 T255 6点 定时中断保持 定时范围 0 1 3276 7s FX2N系列PLC定时器设定值可以采用程序存储器内的常数 K 直接指定 也可以用数据寄存器 D 的内容间接指定 使用数据寄存器设定定时器设定值时 一般使用具有掉电保持功能的数据寄存器 这样在断电时不会丢失数据 图a为非累积型定时器如果X000为ON T200开始计时 当脉冲数等于设定值K123时 定时器的输出触点动作 也就是说输出触点在线圈驱动1 23s后动作 X000断开或停电 定时器复位 输出触点复位 图b为累积型定时器 如果X001为ON 则T250用当前值计数器累计100ms的时钟脉冲 当达到设定值K345时 定时器的输出触点动作 在累计过程中 即使输入X001断开或停电时 再起动时 继续累计 其累计时间为34 5s 如果复位输入X002为ON 定时器复位 输出触点也复位 从右图可知 驱动线圈开始到触点动作结束的定时器触点动作精度 大致可用式t T T0 其中 与1ms 10ms 100ms定时器对应 分别为0 001s 0 01s 0 1s T为定时器设定时间 T0为扫描周期 编程时 定时器触点写在线圈指令前时 最大误差为 2T0 当定时器设定值为0时 在执行下一个扫描的线圈指令时 输出触点开始动作 此外 中断执行型的1ms定时器在执行线圈指令后 以中断方式对1ms时钟脉冲计数 计数器 C 内部信号计数器 是对机内的元件的信号计数也称普通计数器外部信号计数器 对机器的外部信号进行计数16位增计数器 一般用 C0 C99 停电保持用 C100 C19916位计数器其设定值在K1 K32767范围内有效 设定值K0与K1意义相同 均在第一次计数时 其触点动作 如果PLC断电 恢复电源后 计数器可按上一次数值累计计数 如上图所示 当在执行第十次的线圈指令时 输出触点动作 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 计数器的设定值 除用常数K设定外 还可由数据寄存器指定 32位增 减双向计数器 停电保持用 C200 C219 特殊用 C220 C234 32位增 减双向计数器的值有效范围为 2147483648 2147483647 利用计数输入X014驱动C200线圈 可增计数或减计数 增减可由特殊辅助继电器设置 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 形成循环计数 如果复位输入X013为ON 则执行RST指令 计数器当前值变为0 输出触点也复位 在计数器的当前值由 6 5增加时 输出触点置位 在由 5 6减少时 输出触点复位 如果从2147483647开始增计数 则成为 2147483648 形成循环计数 U表示增计数输入 D表示减计数输入 A表示A相输入 B表示B相输入 R表示复位输入 S表示启动输入 高速计数器通过对特定的输入作中断处理来进行计数 与扫描周期无关 可以执行数KHz的计数 根据不同增 减计数切换及控制的方法 分为1相1计数输入 1相2计数输入以及2相2计数输入三种类型 内置高速计数器 下图为FX2N系列PLC内置1相1计数输入高速计数器的应用 在X012为ON时 利用计数输入X000 通过中断 C235按X010设定的方式增计数或减计数 计数器的当前值由 6 5增加时 输出触点被置位 由 5 6减少时 输出触点被复位 如果复位输入X011为ON 则执行RST指令 计数器当前值变为0 输出触点也复位 C249在X012为ON时 如果X006也为ON 就立即开始计数 增计数的计数输入为X000 减计数的计数输入为X001 可以通过顺控程序上的X011执行复位 另外 当X002闭合 C249也可立即复位 不需要该程序 1相2计数输入高速计数器的应用举例 2相2计数输入高速计数器的应用 这种计数器在A相接通的同时 B相输入为OFF ON则为增计数 ON OFF时为减计数 X012为ON时 C251通过中断 对A相输入X000 B相输入X001的动作计数 如果X011为ON时 则执行RST复位指令 如果当前值超过设定值 则Y002为ON 如果当前值小于设定值 则为OFF 根据不同的计数方向 Y003接通 增计数 或断开 减计数 当X012为ON时 如果X006也为ON 则C254立即开始对A相输入X000 B相输入X001的动作计数 可以通过顺控程序上的X011执行复位 当X002闭合 C254也可立即复位 如果当前值超过设定值 D1 D0 则Y004为ON 如果当前值小于设定值 则为OFF 根据不同的计数方向 Y005接通 增计数 或断开 减计数 数据寄存器 数据寄存器是存储数值数据的软元件 可以处理各种数值数据类型 一般用 D0 D199 200点 通过参数设定可以变更为停电保持型 停电保持用 D200 D511 312点 通过参数设定可以变为非停电保持型 停电保持专用 D512 D7999 7488点 无法变更其停电保持特性 根据参数设定可以将D1000以后的数据寄存器以500点为单位设置文件寄存器 特殊用 D8000 D8255 256点 变址寄存器 V0 V7 Z0 Z7 16点 这些寄存器都是16位 最高位为符号位 数值范围为 32768 32767 将相邻两个数据寄存器组合 可存储32位数值数据 最高位为符号位 高位为大的号码 低位为小的号码 变址寄存器中 V为高位 Z为低位 可处理 2147483648 2147483647的数值 一般用及停电保持用数据寄存器 在寄存器中一旦写入数据 就不会变化 利用外围设备的参数设定 可以改变一般用与停电保持用数据寄存器的分配 而对于将停电保持专用数据寄存器作为一般用途时 则要在程序的起始步采用RST或ZRST指令清除其内容 3 在使用PC间简易链接或并联链接下 一部分数据寄存器被链接所占用 特殊用途数据寄存器 特殊用途数据寄存器是指写入特定目的的数据 或已事先写入特定内容的数据寄存器 其内容在电源接通时被置于初始值 一般初始值为零 需要设置时 则利用系统ROM将其写入 变址寄存器FX2N系列PLC的变址寄存器V与Z同普通的数据寄存器一样 是进行数值数据的读入 写出的16位数据寄存器 V0 V7 Z0 Z7共有16个 例如 对于十进制数的软元件 数值 M S T C D KnM KnS P K 若V0 K5 执行D20V0时 被执行的软元件编号为D25 D 20 5 指定K30V0时 被执