其他常见PLC产品介绍课件

1、第8章 其他常见PLC产品介绍 PLC的生产厂家很多，并且各个厂家的产品种类繁多，特点各异，本章简要介绍几种常用的PLC产品系列。 8.1三菱FX2N系列PLC 8.2S7-200系列PLC 8.3CPM1A系列PLC8.1三菱FX2N系列PLCn三菱小型PLC共分为F和FX两大系列，FX系列是日本三菱公司近年推出的，它包含了FX0、FX2、FX0S、FX0N、FX2C、FX1S、FX1N、FX2N、FX2NC等系列型号，本节以FX2N系列PLC为例进行介绍。 n 8.1.1 FX2N系列PLC的特点和系统配置n 8.1.2 FX2N系列PLC的内部资源 n 8.1.3 FX2N系列PLC的基

2、本指令系统 8.1.1 FX2N系列PLC的特点和系统配置 三菱公司FX2N系列PLC吸收了整体式和模块式PLC的优点，其基本单元、扩展单元和扩展模块的高度和宽度相等，相互之间的连接无需使用基板，仅通过扁平电缆连接，紧密拼装后组成一个长方形的整体。 FX2N系列PLC的基本单元如表8-1所示，扩展单元如表8-2所示，扩展模块如表8-3所示。FX2N系列PLC的用户程序存储器可扩展到16k步，I/O点最多可扩展到256点。 表8-1 FX2N系列PLC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晶闸管输出晶体管输出FX2N-16MR-001FX2N-16MT-001882432FX2

3、N-32MR-001FX2N-32MS-001FX2N-32MT-00116162432FX2N-48MR-001FX2N-48MS-001FX2N-48MT-00124244864FX2N-64MR-001FX2N-64MS-001FX2N-64MT-00132324864FX2N-80MR-001FX2N-80MS-001FX2N-80MT-00140404864FX2N-128MR-001FX2N-128MT-00164644864表8-2 FX2N系列PLC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晶闸管输出晶体管输出FX2N-32ERFX2N-32ET16162432F

4、X2N-48ERFX2N-48ET24244864表8-3 FX2N系列PLC扩展模块表8-4 FX2N系列PLC特殊功能模块种 类型 号功 能 概 要定位高速FX2N-1PG脉冲输出模块，单轴用，最大频率100kHz，顺序控制程序控制高速计数FX2N-1HC高速计数模块，1相1输入，1相2输入：最大50kHz，2相输入：最大50kHzPID模块FX2N-2LC实现PID控制，可以设置响应速度和PID常数凸轮控制模块FX2N-1RM-SET实现高精度的角度位置检测运动控制模块FX2N-10PG单轴定位模块，4点输入，6点输出。可进行单轴定位和中断定位处理，最大脉冲200kHz模拟输入模块FX2

5、N-4AD模拟量输入模块，12位4通道，电压输入：直流10V，电流输入：直流20mA模拟输出模块FX2N-4DA模拟量输出模块，12位4通道，电压输出：10V，电流输出：420mA温度传感器模块FX2N-4AD-PTPT-100型温度传感器模块，4通道输入FX2N-4AD-TC热电偶型温度传感器模块，4通道输入通信模块FX2N-232IFRS-232通信用，1通道功能扩展板FX2N-8AV-BD数字电位器，模拟量8点FX2N-232-BDRS-232C通信用板（用于连接各种RS-232设备）FX2N-422-BDRS-232C通信用板（用于连接外围设备）FX2N-485-BDRS-485通信用

6、板（用于计算机链路，并联链路）FX2N-CNV-BDFX0N转接器连接用板（不需要电源）8.1.2 FX2N系列PLC的内部资源 nFX2N系列PLC内部有CPU、存储器、输入/输出接口单元等硬件资源，这些硬件资源在其系统软件的支持下，使PLC具有很强的功能。对一个特定的控制对象，就需要编写相应的控制程序，因此在PLC的RAM存储区中应具备可以存放数据的存储单元。由于PLC是从继电接触器控制系统发展而来的，并为了便于电气技术人员容易学习和接受，因此将存放数据的存储单元用继电器来命名。按照存储数据的性质，这些数据存储器RAM被命名为输入继电器区、输出继电器区、辅助继电器区、状态继电器区、定时器区

7、、计数器区、数据寄存器区和变址寄存器区等。这些继电器通常被称为编程元件，用户在编程时必须了解这些编程元件的符号、编号和特性。1.输入继电器（X）与输出继电器（Y）n输入继电器（X）是PLC接受外部开关量输入信号的窗口。PLC将外部信号的状态读入并存储在输入映像寄存器中，即输入继电器中。外部输入电路接通时，对应的映像寄存器为ON（“1”状态），表示该输入继电器的常开触点闭合，常闭触点断开。输入继电器的状态唯一地取决于外部输入信号，不可能由用户通过程序来控制，因此，在梯形图中绝对不能出现输入继电器线圈。n输出继电器（Y）是PLC向外部负载发送信号的窗口。输出继电器用来将PLC的输出信号传送给输出模

8、块，再由后者驱动外部负载。nFX2N系列PLC的输入继电器和输出继电器的元件用字母和八进制数表示，输入继电器、输出继电器的编号与接线端子的编号一致。FX2N系列PLC的输入/输出继电器元件编号如表8-5所示。表8-5 FX2N系列PLC的输入/输出继电器元件号形式型 号FX2N-16MFX2N-32MFX2N-48MFX2N-64MFX2N-80MFX2N-128M扩展时输入X0X78点X0X1716点X0X2724点X0X3732点X0X4740点X0X7764点X0X267184点输出Y0Y78点Y0Y1716点Y0Y2724点Y0Y3732点Y0Y4740点Y0Y7764点Y0Y2671

9、84点2.辅助继电器（M） n FX2N系列PLC内部有很多辅助继电器（M），辅助继电器和PLC外部无任何直接联系，其线圈只能由PLC内部程序控制。n 在FX2N系列PLC中，除了输入继电器和输出继电器的元件号采用八进制外，其他编程元件的编号均采用十进制。各类辅助继电器编号和功能如表8-6所示。表8-6 辅助继电器元件号和功能辅助继电器类型元 件 编 号功 能通用辅助继电器M0M499共有500点，PLC在运行时电源突然断电，输出继电器和M0M499将全部变为OFF断电保持辅助继电器M500M3071PLC在运行时电源突然断电，断电保持继电器在重新通电后将保持断电前的状态特殊辅助继电器M800

10、0M8255M8000运行监控。当PLC执行用户程序时，M8000为ON；停止执行时，M8000为OFFM8002初始化脉冲。仅在PLC运行开始瞬间接通一个扫描周期M8005锂电池电压降低显示。锂电池电压下降至规定值时变为ON，提醒及时更换电池M8011M8014分别是10ms、100ms、1s、1min时钟脉冲M8033M8033的线圈“通电”时，PLC由RUN进入STOP状态后，映像寄存器与数据寄存器的内容保持不变3.状态继电器（S）n状态继电器（S）是适用于编写顺序控制程序的一种编程元件，与步进顺控指令配合使用。状态继电器（S）的类型和编号如表8-7所示。n在不使用步进顺控指令时，状态继

11、电器S可以作为辅助继电器使用。供报警用的状态继电器可用于外部故障诊断的输出。 表8-7 状态继电器的类型和编号类 型编 号数量备 注初始状态继电器S0S910回零状态继电器S10S1910供返回原点使用通用状态继电器S20S499480没有断电保持功能，但是可以用程序将它们设定为有断电保持功能断电保持状态继电器S500S899400报警用状态继电器S900S999100n4.定时器（T） PLC中的定时器T相当于继电接触器控制系统中的时间继电器。FX2N系列PLC可以为用户提供256个定时器，编号为T0T255。其中常规定时器246个，积算定时器10个。常规定时器没有保持功能，在输入电路断开或

12、停电时自动复位（清零）；积算定时器具有保持功能，在输入电路断开或停电时保持当前值，当输入再接通或者重新通电时，计数器在原有值的基础上继续累计。每一个定时器都有一个设定定时时间的设定值寄存器（一个字长）、一个对标准时钟脉冲计数的计数器（一个字长）和一个用来存储输出触点状态的映像寄存器（位寄存器），这三个存储单元使用同一元件号。 n5.计数器（C） FX2N系列PLC提供了两类计数器，一类是内部计数器，它是PLC在执行扫描操作时对内部信号X、Y、M、S、T、C等进行计数的计数器，要求输入信号的接通或断开时间应大于PLC的扫描周期；另一类是高速计数器，其响应速度高，对于频率较高的计数就需采用高速计数

13、器。其功能都是设定预置数，当计数器输入端信号从OFF变为ON时，计数器减1或加1，计数值减为零或者加到设定值时，计数器ON。计数器的种类和编号如表8-9所示 表8-9 计数器的种类和编号种 类编 号备 注内部计数器16位加计数器通用型C0C99计数设定值为 132767断电保护型C100C19932位加/减计数器通用型C200C219计数设定值为 21474836482147483647断电保护型C220C234高速计数器1相无起动/复位端子高速计数器C235C240用于高速计数器的输入端只有6点（X0X5），如果其中一个被占用，就不能再用于其他高速计数器或者其他用途，因此只能有6个高速计数器

14、同时工作1相带起动/复位端子高速计数器C241C2451相2输入双向高速计数器C246C2502相A-B型高速计数器C251C255注：高速计数器的详细使用请参阅FX2N的用户手册。n7.数据寄存器（D） 一个复杂的PLC控制系统需要存储大量的工作参数和数据，一般都存储在数据寄存器中。FX2N系列PLC的数据寄存器的长度为双字节（16位），也可以将两个寄存器合并起来存放一个4字节（32位）数据。数据寄存器的种类和编号如表8-10所示。表8-10 数据寄存器的种类和编号种 类编 号备 注通用数据寄存器D0D199在PLC的运行状态，只要不改写，原有数据不会丢失。当PLC由运行（RUN）到停止（S

15、TOP）时，该类数据寄存器的数据均为零。当特殊辅助继电器M8033置“1”，PLC由RUN转为STOP时，数据可以保持断电保持数据寄存器D200D7999D200D511D512D7999特殊数据寄存器D8000D8255变址寄存器V0V7Z0Z78.1.3 FX2N系列PLC的基本指令系统 FX2N系列PLC有27条基本指令，两条步进顺控指令，128种（298条）功能指令（或称为应用指令）。下面主要介绍基本指令的名称、助记符、功能等，其他指令请参阅FX2N的用户手册。FX2N系列PLC的基本指令见表8-11。 表8-11 FX2N系列PLC基本指令一览表助记符名 称可用元件功能和用途LD取X

16、、Y、M、S、T、C逻辑运算开始。与母线连接的常开触点，或触点组开始的常开触点LDI取反X、Y、M、S、T、C逻辑运算开始。与母线连接的常闭触点，或触点组开始的常闭触点LDP取脉冲上升沿X、Y、M、S、T、C用来进行上升沿检测的指令，仅在指定元件的上升沿时接通一个扫描周期LDF取脉冲下降沿X、Y、M、S、T、C用来进行下降沿检测的指令，仅在指定元件的下降沿时接通一个扫描周期AND与X、Y、M、S、T、C和前面的元件实现逻辑与，用于常开触点串联ANI与反X、Y、M、S、T、C和前面的元件实现逻辑与，用于常闭触点串联ANDP与脉冲上升沿X、Y、M、S、T、C用来进行上升沿检测的指令，仅在指定元件的

17、上升沿时接通一个扫描周期OUT输出Y、M、S、T、C驱动线圈的输出指令SET置位Y、M、S线圈接通保持指令RST复位Y、M、S、T、C、D清除动作保持，当前值及寄存器清零PLS上升沿微分指令Y、M在输入信号上升沿产生一个扫描周期的脉冲信号PLF下降沿微分指令Y、M在输入信号下降沿产生一个扫描周期的脉冲信号MC主控Y、M主控电路块的起点MCR主控复位主控电路块的终点ANDF与脉冲下降沿Y、M、S、T、C用来进行下降沿检测的指令，仅在指定元件的下降沿时接通一个扫描周期OR或Y、M、S、T、C和前面的元件实现逻辑或，用于常开触点并联ORI或反Y、M、S、T、C和前面的元件实现逻辑或，用于常闭触点并联

18、ORP或脉冲上升沿Y、M、S、T、C用来进行上升沿检测的指令，仅在指定元件的上升沿时接通一个扫描周期ORF或脉冲下降沿Y、M、S、T、C用来进行下降沿检测的指令，仅在指定元件的下降沿时接通一个扫描周期ANB回路块与并联回路块的串联指令ORB回路块或串联回路块的并联指令MPS进栈将运算结果（或数据）压入栈寄存器MRD读栈将栈的第一层内容读出来MPP出栈将栈第一层的内容弹出来INV取反将执行该指令之前的运算结果取反NOP空操作程序中仅做空操作运行END结束表示程序结束 8.2 西门子S7-200系列PLC 西门子S7系列PLC是近年推出的，包括S7-200、S7-300、S7-400等系列型号，本

19、节以S7-200系列PLC为例进行介绍。 8.2.1 S7-200系列PLC的特点和系统配置 8.2.2 S7-200系列PLC的内部资源 8.2.3 S7-200系列PLC的指令系统 8.2.1 S7-200系列PLC的特点和系统配置 西门子S7-200系列PLC是在S5系列的基础上开发出来的，属于结构紧凑、成本较低的小型机。在运行速度方面具有简短的指令处理时间，可缩短循环周期；高速计数扩大了小型机在其他范围内的应用；高速中断处理使得单机对过程事件可以进行快速响应。而在其功能方面增加了专用模块来扩大能力，如控制步进电机的固有脉冲输出，也可以用于脉宽调制 S7-200系列PLC的主要技术指标见

20、表8-12，基本单元见表8-13，数字量扩展模块见表8-14。S7-200系列PLC的用户程序存储器可扩展到13K步，I/O点最多可扩展7个模块。基本指令有27条，执行速度为0.8s/指令。该系列还具有多种功能模块，如模拟量模块、热电偶/热电阻模块、Modem模块、Profibus-DP模块、位置控制模块等。利用其特殊功能模块可以实现模拟量控制、位置控制和联网通信等。S7-200的功能模块见表8-15。表8-12 S7-200系列PLC主要技术指标特 性CPU 221CPU 222CPU 224CPU 226CPU 226XM程序存储区2048字2048字4096字4096字8192字数据存储

21、区1024字1024字2560字2560字5120字掉电保护时间50小时50小时190小时190小时190小时本机I/O6入/4出8入/6出14入/10出24入/16出24入/16出高速计数器单相4路 30kHz4路 30kHz6路 30kHz6路 30kHz6路 30kHz双相2路 20kHz2路 20kHz4路 20kHz4路 20kHz4路 20kHz脉冲输出（DC）2路 20kHz2路 20kHz2路 20kHz2路 20kHz2路 20kHz模拟电位器11222实时时钟配时钟卡配时钟卡内置内置内置通信接口1 RS-4851 RS-4851 RS-4852 RS-4852 RS-485

22、表8-13 S7-200系列PLC基本单元型 号输入点数输出点数扩展模块数量继电器输出晶体管输出CPU 221 AC/DC/RelayCPU 221 DC/DC/DC64-CPU 222 AC/DC/RelayCPU 222 DC/DC/DC862CPU 224 AC/DC/RelayCPU 224 DC/DC/DC14107CPU 226 AC/DC/RelayCPU 226 DC/DC/DC24167CPU 226XM AC/DC/RelayCPU 226XM DC/DC/DC24167表8-14 S7-200系列PLC数字量扩展模块类 型名称和描述输 入输 出数字量输入模块EM 221

23、DI 824VDC824VDCEM 221 DI 8AC 120/230V8AC 120/230V数字量输出模块EM 222 DO 824VDC-824VDCEM 222 DO 8继电器8继电器EM 222 DO 8AC 120/230V8AC 120/230V数字量混合模块EM 222 DO 24VDC 4入/4出424VDC424VDCEM 222 DO 24VDC 4入/4继电器424VDC4继电器EM 222 DO 24VDC 8入/8出824VDC824VDCEM 222 DO 24VDC 8入/8继电器824VDC8继电器EM 222 DO 24VDC 16入/16出1624VDC

24、1624VDCEM 222 DO 24VDC 16入/16继电器1624VDC16继电器 S7-200系列PLC有128点位存储器、64点局部存储器、10245120点变量存储器、4400点特殊存储器、256点定时器、256点计数器、6点32位高速计数器、256点顺序控制继电器、128个中断程序，为应用程序的设计提供了丰富的资源。 8.2.2 S7-200系列PLC的内部资源 S7-200系列PLC内部有CPU、存储器、输入/输出接口单元等硬件资源，这些硬件资源在其系统软件的支持下，使得PLC具有很强的功能。根据存储数据的性质，通常把这些数据存储器RAM命名为输入继电器区、输出继电器区、辅助继

25、电器区、定时器区、计数器区、累加寄存器区和顺序控制继电器区等。一般把这些“继电器”称为编程元件，因此必须了解这些编程元件的符号、编号和特点。表8-15 S7-200系列PLC功能模块种 类型 号功 能 概 要模拟输入模块EM 231模拟量输入模块，12位4通道。电压输入：直流5V， 010V；电流输入：直流020mA模拟输出模块EM 232模拟量输出模块，12位2通道，电压输出：10V；电流输出： 020mA模拟混合模块EM 235模拟量输入，12位4通道。电压输入：直流5V， 010V；电流输入：直流020mA模拟量输出，12位1通道。电压输出：10V；电流输出： 020mA热电偶模块EM

26、231热电偶热电偶型温度传感器模块，4通道输入。TC类型：S、T、R、E、N、K、J，电压：80mV热电阻模块EM 231 RTD热电阻型温度传感器模块，2通道输入。热电阻类型：PT-100， PT-200， PT-500， PT-1000， PT-10000；Cu-9.035；Ni-10， Ni-120， Ni-1000；R-100，R-300，R-600Profibus-DPEM 277接口数：1；电气接口：RS-485；波特率：9.6Kbps12MbpsModemEM 241EM 241 Modem模块代替连于CPU通信口的外部Modem功能位控模块EM 253输入数量：5点；输出数量：

27、6点AS-I接口模块CP 243-2存取AS-I接口从站的I/O数据，一个S7-200可同时操作2个AS-I接口模块。每个AS-I接口模块最多124输入/124输出工业以太网通信处理器CP 243-1传送速率：10Mbps和100Mbps；闪存：1MB；SDRAM：8MB；最大连接数量：最多8个S7连接1个STEP 7 Mico/WIN32连接1.输入继电器（I）与输出继电器（Q）nS7-200系列PLC的输入继电器和输出继电器的编号由字母（存储器标识符）、字节地址（十进制）、分隔符和位地址（八进制）四部分组成，输入继电器和输出继电器的编号与接线端子的编号一致。S7-200系列PLC的输入/输

28、出继电器编号见表8-16。n表8-16 S7-200系列PLC的输入/输出继电器编号2.存储器n位存储器（M）也称为通用辅助继电器，作为控制继电器来存储中间操作状态和控制信号。S7-200系列PLC的位存储器（M）编号见表8-17。可以按位、字节、字或双字来存取位存储器区中的数据。 表8-17 S7-200系列PLC的存储器编号3.顺序控制继电器（S）n顺序控制继电器（S）用于组织机器操作或者进入等效程序段的步骤。SCR提供控制程序的逻辑分段。S7-200系列PLC的顺序控制继电器（S）编号见表8-19，可以按位、字节、字或双字的形式来存取。4.定时器（T）nS7-200系列PLC中，定时器可

29、用于时间累计，其分辨率（时基增量）分为1ms、10ms、100ms三种。定时器在使用中有两种形式：n当前值。16位有符号整数，存储定时器所累计的时间。n定时器位。按照当前值和预置值的比较结果来置位或者复位。预置值是定时器指令的一部分。n可以用定时器地址（T定时器号）来存取这两种形式的定时器数据。指令决定了定时器的使用形式。如果使用位操作指令则存取定时器位，如果使用字操作指令则存取定时器当前值。定时器有下列三种类型：n接通延时定时器（TON）。没有保持功能，在输入电路断开或停电时自动复位（清零）。n有记忆的接通延时定时器（TONR）。具有保持功能，在输入电路断开或停电时保持当前值，当输入再接通或

30、者重新通电时，计数在原有值的基础上继续累计。n断开延时定时器（TOF）。在输入电路断开后延时断开输出。nS7-200系列PLC的定时器号和分辨率都有明确规定，见表8-20。5.计数器（C）nS7-200系列PLC提供了两类四种计数器，一类是内部计数器，它是PLC在执行扫描操作时对内部信号I、Q、M、T、C等进行计数的计数器，要求输入信号的接通或断开时间应大于PLC的扫描周期，分为减计数器、增计数器和增/减计数器；另一类是高速计数器，其响应速度高，对较高频率信号的计数必须采用高速计数器。其功能都是设定预置数，当计数器输入端信号从OFF变为ON时，计数器减1或加1，计数值减为零或者加到设定值时，计

31、数器ON。S7-200系列PLC计数器的种类和编号见表8-21。 8.2.3 S7-200系列PLC的指令系统nS7-200系列PLC有106条逻辑指令，常用指令如表8-22所示。使用梯形图（LAD）编程时以每个独立的网络块为单位，所有网络块组合在一起就是梯形图程序；使用语句表（STL）编程时，如果也以每个独立的网络块为单位，则STL程序和LAD程序基本上是一一对应的，而且两者可以通过编程软件相互转换。这里介绍常用的指令功能和用途，其他指令请参阅S7-200的用户手册。 8.3 欧姆龙CPM1A系列PLCn欧姆龙PLC包括微型机的CPM1A、CPM2A、CPM2、CPM2AH、CPM2AE、SRM1等系列，中小型机C20、CJ1、C200H、C200H、CQM1、CQM1H等系列，大中型机CS1D、CS1、C500、C1000H、C1000F、C2000H、CVM1、CVM1D和CV系列。本节以CPM1A系列PLC为例进行介绍。8.3.1 CPM1A系列PLC的特点和系统配置n欧姆龙CPM1A系列PLC属于结构紧凑、成本较低的微型机，在CPU单元中装配了1040点的输入/输出端子，为一体化组件型的PLC。通过扩展I/O单元可增设3个2