plc 第五章 编程元件及指令第一节

第五章FX系列PLC的编程元件及指令系统 第一节FX系列PLC的技术指标 第二节FX系列可编程序控制器的编程元件 第三节FX2N系列可编程控制器的基本逻辑指令 第四节FX2N系列可编程控制器的功能指令 第一节FX系列PLC的技术指标 FX系列家族成员FX0FX2FX2CFX0SFX1SFX0NFX1NFX2NFX2NC 叠装式结构 D DC电源A1 AC电源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 输入滤波器1ms扩展模块L TTL输入扩展模块S 独立端子 无公共端 扩展模块 R 继电器输出T 晶体管输出S 晶闸管输出 M 基本单元E 输入输出混合扩展单元及扩展模块EX 输入专用扩展模块EY 输出专用扩展模块 16 256点 0 2 ON 2C 2N 型号的命名方式 一 FX系列PLC型号说明 I O点数 16 256点单元类型M 表示基本单元E 表示输入输出混合扩展单元及扩展模块EX 输入专用扩展模块EY 输出专用扩展模块 型号变化DS 24VDC 世界型ES 世界型 晶体管型为漏输出 ESS 世界型 晶体管型为源输出 输出形式R 继电器输出T 晶体管输出S 晶闸管输出 FX0S FX1S系列PLC FX0S FX1S系列PLC是用于极小规模系统的超小型PLC只有10 30个I O点 而且不能扩展它们都有继电器输出和晶体管输出两种输出方式 使用的电源有交流和直流电源两种 二 FX0S FX0N和FX2N系列PLC技术性能指标 FX0S FX1S系列PLC 内置RUN STOP开关 内置用于调整定时器设定时间的模拟电位器 其中FX0S1个 FX1S2个 FX1S系列PLC还内置有时钟功能 可以进行时间控制 装上显示模块FX1N 5DM 可进行时间显示与设定 FX1S系列PLC还可选用FX1N系列的各种功能扩展板 具有与上位计算机通信功能 FX0S FX1S系列PLC FX0N FX1N系列PLC 型号规格 FX0N FX1N系列PLC I O扩展 FX0N FX1N系列PLC FX0N特殊模块及外围设备 FX0N所有特殊模块与外围设备全部可用于FX1N 扩展板FX1N 232 BD FX1N 422 BD FX485 BD 通过RS 232C 422 485和外部设备实现通信 装有8个模拟电位器的FX1N 8AV BD选件板 可通过FX1N 5DM模块进行时间显示与设定 FX0N FX1N系列PLC 一般性能指标 FX0N FX1N系列PLC 输入性能指标 FX0N FX1N系列PLC 输出性能指标 FX0N FX1N系列PLC 输出性能指标 FX0N FX1N系列PLC 输出性能指标 FX2N FX2NC系列PLC FX2N是FX系列中功能最强 运行速度最快的PLC 基本指令执行时间高达0 08 s 超过了许多大 中型PLC FX2N的用户存贮器容量可扩展到16K FX2N的I O点数最大可扩展到256点 FX2N有多种模拟量输入输出模块 高速计数器模块 脉冲输出模块 位置控制模块 RS 232C RS 422 RS 485串行通信模块或功能扩展板 模拟定时器扩展板等 使用这些特殊功能模块和功能扩展板 可以实现模拟量控制 位置控制和联网通信等功能 FX2N FX2NC系列PLC FX2N有3000多点辅助继电器 1000点状态 200多点定时器 200点16位加计数器 35点32位加 减计数器 8000多点16位数据寄存器 128点跳步指针 15点中断指针 FX2N有128种功能指令 具有中断输入处理 修改输入滤波器常数 数学运算 浮点数运算 数据检索 数据排序 PID运算 开平方 三角函数运算 脉冲输出 脉宽调制 ASCll码输出 串行数据传送 校验码 比较触点等功能指令 FX2N内装实时时钟 有时钟数据的比较 加减 读出 写入指令 可用于时间控制 FX2N还有矩阵输入 10键输入 16键输入 数字开关 方向开关 7段显示器扫描显示等方便指令 FX2N FX2NC系列PLC FX2NC的性能指标与FX2N基本相同 FX2NC的基本单元I O点为16 32 64 96 所不同的是FX2NC采用插件式输入输出 用扁平电缆连接 体积更小 FX2N FX2NC系列PLC 型号规格 FX2N FX2NC系列PLC 型号规格 FX2N FX2NC系列PLC 特殊功能模块 FX2N FX2NC系列PLC 特殊功能模块 FX0S的功能简单实用 价格相应也比较便宜 一般用于不需联网通信的小型开关量控制系统 FX0N可以用于要求比较高的中小型控制系统 FX2N的功能最强 可以用于I O点数多 控制功能复杂 要求联网通信的系统 小结 第二节FX系列可编程控制器的编程元件 FX2N系列PLC编程元件的分类及编号 代表功能的字母 如输入继电器用 X 表示 输出继电器用 Y 表示 数字 数字为该类器件的序号 FX2N系列PLC中输入 输出继电器的序号为八进制 其余为十进制 编程元件的基本特征 编程元件和继电接触器的元件类似 具有线圈和常开常闭触点 当线圈被选中 通电 时 常开触点闭合 常闭触点断开 当线圈失去选中 断电 时 常闭接通 常开断开 可编程序控制器的编程元件可以有无数多个常开 常闭触点 十进制数 K 1 定时器和计数器的设定值 K常数 2 辅助继电器 M 定时器 T 计数器 C 状态器等的编号 软元件编号 3 指定应用指令操作数中的数值与指令动作 K常数 十六进制数 H 同十进制数一样 用于指定应用指令操作数中的数值与指令动作 二进制数 B PLC内部数据类型 八进制数 O FX2N系列的输入继电器 输出继电器的软元件编号 以八进制数值进行分配 输入继电器用X00 X07 X10 X17 X20 X27等八进制格式进行编号 输出继电器用Y00 Y07 Y10 Y17 Y20 Y27等八进制格式进行编号 BCD码 用二进制形式表示的十进制数 常采用8421BCD码 常用BCD码编码开关将BCD码数据送入PLC PLC常以BCD码格式将输出数据送数码显示器显示其他数值 浮点数 FX2N系列具有可进行高精度的浮点运算功能 数据结构 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 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 与输入端子相对应 在PLC内部是光电隔离的电子继电器 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 不能用程序驱动 一 输入继电器和输出继电器 输出继电器 Y 输出继电器具有一常开硬触点向外部负载发送信号 直接驱动外部负载 每一输出继电器的常开硬触点 或输出管 与可编程控制器的一个输出点相连 二者一一对应 由内部程序驱动 不受外部信号控制 在梯形图中既能出现其线圈又能出现其触点 输出继电器有无数个内部常开和常闭触点 编程时可随意使用 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 输入 输出继电器采用八进制编号 二 辅助继电器 M 辅助继电器M是用软件来实现的 用于状态暂存 移位辅助运算及赋予特殊功能的一类编程元件 采用十进制编号 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 分类 通用辅助继电器M0 M499 500点 断电保持辅助继电器M500 M3071 2572点 特殊辅助继电器M8000 M8255 256点 通用辅助继电器与断电保持用辅助继电器的比例 可通过外设设定参数进行调整 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 断电保持辅助继电器在PLC电源中断后 它具有保持断电前的瞬间状态的功能 并在恢复供电后继续断电前的状态其中的M500 M1023可以用软件来设定使其变为非断电保持辅助继电器 特殊辅助继电器是具有某项特定功能的辅助继电器 用来表示可编程控制器的某些状态 设定计数器为加计数或减计数及提供功能指令中的标志等 特殊辅助继电器通常可分为两类 触点利用型和线圈驱动型 触点利用型特殊辅助继电器的线圈由PLC的系统程序驱动 用户只可以利用其触点 线圈驱动型特殊辅助继电器的线圈由用户程序驱动 用户控制 其线圈得电后 PLC完成特定操作 特殊辅助继电器 触点型1 M8000 M8001 运行监视用特殊辅助继电器PLC运行时M8000得电 M8001断电 PLC停止时M8000失电 M8001得电 M8002 M8003 初始化脉冲辅助继电器M8002 M8003 只在PLC开始运行的第一个扫描周期内得电 断电 其余时间均断电 得电 常用M8002的触点作为一些继电器的初始化复位信号 特殊辅助继电器 触点型2 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 PLCRUN 例如 特殊辅助继电器 触点型3 M8005锂电池电压降低继电器锂电池电压低于规定值时动作 它的触点接通可编程控制器面板上的指示灯 提醒工程技术人员更换锂电池 特殊辅助继电器 触点型4 线圈驱动型特殊辅助继电器M8030 锂电池欠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 RUN STOP时 输出保持RUN前状态M8034 禁止全部输出特殊辅助继电器 当M8034线圈被接通时 则PLC的所有输出自动断开M8039 定时扫描特殊辅助继电器 当M8039线圈被接通时 则PLC以D8039中指定的扫描时间工作 状态器 S 状态器在步进顺控类的控制程序中起着重要的作用 它与步进指令STL配合使用 采用十进制编号 状态器有无数个常开触点与常闭触点 编程时可随意使用 状态器不用于步进顺控指令时 可作辅助继电器使用 状态器同样有通用状态器 S0 S499 共500点 和断电保持状态器 其比例分配可由外设设定 三 状态器 状态器有五种类型 初始状态器S0 S9共10点用于顺序功能图的初始状态回零状态器S10 S19共10点用于自动回原点程序的顺序功能图通用状态器S20 S499共480点保持状态器S500 S899共400点有断电保持功能报警用状态器S900 S999共100点用于外部故障诊断的输出 又称为报警器 四 定时器 T 定时器相当于继电器系统中的通电延时时间继电器 可在程序中用于延时控制 定时器累计PLC内1ms 10ms 100ms等时钟脉冲 当达到用户所定的设定值时 触点动作 定时器可提供无数对的常开 常闭延时触点供编程用 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 通用定时器 T0 T245 100ms定时器T0 T199共200点 设定范围0 1 3276 7s 10ms定时器T200 T245共46点 设定范围0 01 327 67s 积算定时器 T246 T255 1ms定时器T246 T249共4点 设定范围0 001 32 767s 100ms定时器T250 T255共6点 设定范围为0 1 3276 7s 通用定时器的工作原理 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 积算定时器具有计数累积的功能 在定时过程中如果断电或定时器线圈OFF 积算定时器将保持当前的计数值 当前值 通电或定时器线圈ON后继续累积 即其当前值具有保持功能 只有将积算定时器复位 当前值才变为0 积算定时器的工作原理 如果X1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X1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X2为ON 定时器复位 输出触点也复位 如何实现断电延时 如果需要输出信号在输入信号停止后一定时间才停止 相当于继电接触控制系统中的断电延时型时间继电器 可采用右图所示电路 计数器可分为内部信号计数器和高速计数器 内部计数器内部计数器是在执行扫描操作时对内部编程器件的通断状态 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的扫描周期无关对机器的外部信号进行计数 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 五 计数器 C 16位加计数器C0 C99共100点为无断电保持计数器 C100 C199共100点为断电保持计数器 计数设定值可用常数K设定 也可以通过数据寄存器D 设定范围为1 32767 如上图所示 当C0当前值等于设定值10时 输出触点动作 如果复位输入X10为ON 则执行RST指令 计数器的当前值为0 输出触点复位 32位双向计数器这类计数器与16位增计数器除位数不同外 还在于它能通过控制实现加 减双向计数 有两种32位加 减计数器 设定值 2147483648 2147483647 通用计数器 C200 C219共20点保持计数器 C220 C234共15点计数方向由特殊辅助继电器M8200 M8234设定 加减计数方式设定 对于32位双向计数器C 当M8 接通 置1 时 为减计数器 断开 置0 时 为加计数器 计数值设定 直接用常数K或间接用数据寄存器D的内容作为计数值 间接设定时 要用元件号紧连在一起的两个数据寄存器 用X14作为计数输入 驱动C200线圈进行加计数或减计数 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 同样从 2147483648开始减计数 则成为 2147483648 形成循环计数 如果复位输入X13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 高速计数器高速计数器C235 C255共21点 共享PLC上6个高速计数器输入 X000 X005 高速计数器采用中断方式进行高速计数 与PLC的扫描周期无关 可以执行数KHz的计数 高速计数器为32位增 减计数型 具有停电保持功能 设定值范围 2147483648 2147483647 根据不同加 减计数切换及控制方法 分无启动 复位输入端的1相1计数输入 带启动 复位输入端的1相1计数输入 1相双向计数输入以及2相双向计数输入四种类型 U表示加计数输入 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 1 无启动 复位输入端的一相一计数高速计数器C235 C240 对一相脉冲计数 只有一个脉冲输入端 计数方向由程序决定 M8235为ON时 减计数 M8235为OFF时 加计数 X11接通时 C235当前值立即复位至0 当X12接通后 C235开始对X000端子输入的信号上升沿计数 一相无S R高速计数器 2 带启动 复位输入端的一相一计数高速计数器C241 C245 一相带S R高速计数器 利用M8245 可以设置C245为加计数或减计数 X11接通时 C245立即复位至0 因为C245带有复位输入端 也可以通过外部输入端X003复位 因为C245带有启动输入端X007 所以需不仅X12为ON 并且X007也为ON的情况下才开始计数 计数输入端为X002 设定值由数据寄存器D0和D1的内容来指定 3 一相双向计数的高速计数器C246 C250 固定PLC的一个输入端用于加计数 另一个输入端用于减计数 其中几个计数器还有启动端和复位端 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 4 两相 A B相型 双计数输入高速计数器C251 C255 这种计数器的计数方向由A相脉冲信号与B相脉冲信号的相位关系决定 加计数减计数 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 六 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 每个寄存器都是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 可处理 2147483648 2147483647的数值 数据寄存器有 1 通用数据寄存器2 断电保持数据寄存器3 特殊数据寄存器 通用数据寄存器D0 D199共200点 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 断电保持数据寄存器D200 D7999共7800点 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 断电保持用 D200 D511 312点 通过参数设定可以变为非断电保持型 断电保持专用 D512 D7999 7488点 无法变更其断电保持特性 以500点为单位 可将D1000 D7999设为文件寄存器 用于存储大量的数据 例如 用于存放采集数据 统计计算数据 多组控制参数等 特殊数据寄存器D8000 D8255共256点 特殊数据寄存器用于PLC内各种元件的运行监视 未加定义的特殊数据寄存器 用户不能使用 例如 D8000 WDT定时器定时参数 初始值200ms D8001 CPU型号D8020 X0 X7输入滤波时间 初始值10ms D8030 1号模拟电位器的数值D