第三章PLC的基本性能指标和内部编程元件

1、2022年4月28日10时34分华南农业大学工程学院12022年4月28日10时34分华南农业大学工程学院2 型号命名格式 FX家族基本构成 主要性能指标2022年4月28日10时34分华南农业大学工程学院3 FX 特殊品种特殊品种输出形式输出形式单元类型单元类型I/O总点数总点数系列序号系列序号D DDCDC电源电源A1A1ACAC电源电源H H大电流输出扩展模块大电流输出扩展模块V V立式端子排的扩展模块立式端子排的扩展模块C C接插口输入输出方式接插口输入输出方式F F输入滤波器输入滤波器1ms 1ms 扩展模块扩展模块L LTTLTTL输入扩展模块输入扩展模块S S独立端子（无公共端）

2、扩展模块独立端子（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基本单元基本单元E输入输出混合扩展单元输入输出混合扩展单元及扩展模块及扩展模块EX输入专用扩展模块输入专用扩展模块EY输出专用扩展模块输出专用扩展模块16256点点0、2、ON、2C、2Nv型号的命名方式型号的命名方式2022年4月28日10时34分华南农业大学工程学院4FX系列PLC是由基本单元、扩展单元、扩展模块和特殊功能单元构成基本单元既能独立使用，又可与扩展单元、扩展模块组合使用，包括：CPU、存储器、I/O电路、内置电源，是PLC的核心部分。扩展单元、扩展模块用于扩展基本单元的I/O点数，或扩展不同种类的I/O

3、点数。扩展单元有内置电源，扩展模块无内置电源。特殊功能单元是一些特殊用途的单元。如FX0N-3A（模拟量2路输入1路输出）、FX-2DA（2CH模拟量输出）、FX-2AD-PT（2CH温度输入）、FX-1HC（50HZ2相高速计数器）、FX-1GH（定位脉冲输出单元1轴）。每台基本单元最多连接2台扩展单元，每台基本单元或扩展单元最多连接2台扩展模块（或特殊功能模块）。输入/输出总点数不能超过128点。外接特殊单元/模块的数量，最多不超过8台（模块编号07），按距基本单元最近处顺序分配编号，接特殊单元、特殊模块时，每台占8点（不分配I/O序号），从最大点数中扣除。2022年4月28日10时34分

4、华南农业大学工程学院5I/OI/O扩展接口扩展接口采用并行通讯方式采用并行通讯方式扩展扩展I/OI/O模块；模块；扩展位置控制模块（如扩展位置控制模块（如F2-30GMF2-30GM）；）；扩展通讯模块（如扩展通讯模块（如FX-232AWFX-232AW等）；等）；扩展模拟量控制模块（如扩展模拟量控制模块（如FX-2DAFX-2DA、FX-4ADFX-4AD等）。等）。2022年4月28日10时34分华南农业大学工程学院6 PLC主要性能指标是衡量和选用PLC的依据，由两大部分组成： 硬件指标与软件指标。(一)硬件指标 包括：一般指标、输入/输出特性。PLC对环境的要求很低，一般的工业现场都能

5、满足要求。一般指标(见P21表2-9)；输入/输出特性(见P7表2-1，P9表2-2)2022年4月28日10时34分华南农业大学工程学院7(二)软件指标 包括：运行方式、速度、程序容量、元件种类/数量、指令类型等。软件指标的高低反映PLC的运算规模，机型不同软件指标相差很大。指令类型是一个重要的软件指标，PLC的各种运算功能上这类指令的种类和功能决定。FX系列PLC的各项软件指标(见P22表3-10)2022年4月28日10时34分华南农业大学工程学院8 数据结构及软元件概念 各种编程软元件介绍2022年4月28日10时34分华南农业大学工程学院9 PLC内部结构和用户应用程序中使用着大量的

6、数据。其数据的形式有：十进制数二进制数八进制数十六进制数常数K、H2022年4月28日10时34分华南农业大学工程学院10十进制数：在PLC中又称字数据；主要存在于定时器和计数器的设定值K；辅助继电器、定时器、计数器、状态继电器等的编号；定时器和计数器当前值等区域。二进制数：十进制数、八进制数、十六进制数、BCD码在PLC内部均是以二进制数的形态存在。但在用外围设备进行系统运行监控显示时，会还原成原来的数制。 一位二进制数在PLC中又称位数据。主要存在于各类继电器、定时器、计数器的触点及线圈。八进制数：FX系列的输入继电器、输出继电器的地址编号采用八进制。十六进制数：用于指定应用指令中的操作数

7、或指定动作。BCD码：以4位二进制数表示09的方法。PLC中的十进制数常以BCD码的形态出现，并常用于BCD输出形式的数字式开关或七段码的显示器控制等方面。常数K、H：十进制常数K，十六进制常数H，是PLC内部定时器、计数器、应用指令不可分割的一部分。是定时器、计数器的设定值；也是应用指令的操作数。2022年4月28日10时34分华南农业大学工程学院11 软元件不是物理意义上的实物继电器，而是一定的存储单元与程序的结合产物。 软元件的数量及类别是由PLC监控程序规定的，它的规模决定着PLC整体功能及数据处理能力。2022年4月28日10时34分华南农业大学工程学院12 梯形图中编程元件沿用了继

8、电器这一名称，但是“软继电器”，每一编程元件与PLC存储器中元件映像寄存器的一个存储单元相对应，元件“1”状态，对应“接通”（ON），“0”状态，对应“断开”（OFF） 梯形图两侧的垂直公共线称为公共母线（Bus bar）,执行用户程序的逻辑运算顺序是从左向右。 根据梯形图中各触点的状态和逻辑关系，求出与图中各线圈对应的编程元件的状态，称为梯形图的逻辑解算。逻辑解算是从上到下，从左至右顺序进行的，解算的结果马上可被后面的解算利用 梯形图中线圈和其他输出类指令应放在最右边 梯形图中各编程元件的常开触点和常闭触点均可无限次使用。2022年4月28日10时34分华南农业大学工程学院13每一个“软继电

9、器”有一个线圈和无数个 “常开/常闭”接点，供用户编程使用。每一个编程元件都由：元件型号+元件号 ，进行确定。输入继电器（X0X177） 输出继电器（Y0Y177） 内部辅助继电器（M0M499，500点；M500M1023，524点； M8000M8256，256点） 状态元件（S0S999，1000点） 定时器（T0T255，256点） 计数器（C0C255，256点） 数据寄存器（D0511，512点；D8000D8255，256点； D1000D2999，2000点） 指针（P063，64点；I0I8，9点） 变址寄存器（V/Z）2022年4月28日10时34分华南农业大学工程学院14

10、输入继电器采用八进制地址编号，最多可达到128点。与PLC的输入端子相连，是PLC接收外部开关信号的接口。与输入端子连接的输入继电器是光电隔离的电子继电器，其线圈、常开接点、常闭接点与传统的物理继电器表示方法一样。输入继电器必须由外部信号驱动，不能用程序驱动。在梯形图中决不能出现输入继电器的线圈。而输入继电器的常开、常闭触点可以无限制使用。2022年4月28日10时34分华南农业大学工程学院15采用八进制编号，最多可达128点。其外部的输出接点连接到PLC的输出端子上，是PLC用来传送信号到外部负载的元件。每一个输出继电器只有一个外部输出的常开接点，无数个内部软接点。扩展单元和扩展模块的输入/

11、输出元件号接着其紧靠的单元开始按八进制编号。输入、输出虽然各自最多可达128点，但总的I/O点数不能超过128点。2022年4月28日10时34分华南农业大学工程学院162022年4月28日10时34分华南农业大学工程学院17作为中间继电器，用于状态暂存、移位等运算，是用软件实现的，其接点不能直接驱动外部负载，外部负载只能由输出继电器的外部接点驱动，也不能直接接收外部的输入信号。地址编号用十进制表示。通用辅助继电器（M0499，500点）断电保持辅助继电器（M5001023，524点）特殊辅助继电器（M80008255，256点）2022年4月28日10时34分华南农业大学工程学院18PLC运

12、行时，发生停电，输出继电器和通用辅助继电器全变成OFF状态；上电后，停电时的状态不再出现，除了因外部输入信号变为ON的以外，所有线圈仍处于OFF状态。2022年4月28日10时34分华南农业大学工程学院19若PLC在运行中发生停电，系统能保持继电器在断电时的状态，并在再次上电时再现出来。断电保持是由PLC的内装锂电池支持的。2022年4月28日10时34分华南农业大学工程学院20可驱动线圈型特殊辅助继电器，用户驱动其线圈后，PLC作特定动作。分两大类：一类是只能利用其特殊辅助继电器触点，其线圈由PLC自动驱动，用户只能利用其触点；如M8000(运行监控)、M8002(初始脉冲)、M8012(1

13、00ms时钟脉冲)；2022年4月28日10时34分华南农业大学工程学院21 一类是可驱动线圈型特殊辅助继电器，用户驱动其线圈后，PLC作特定的动作；如 M8030（电池欠压LED灯灭）：当M8030接通后即使电池电压再低，PLC面板上的LED也不亮。 M8033（存储器保持）：当M8033的线圈通电时，PLC由RNU 到 STOP状态后，映象寄存器与数据寄存器中内容保持不变。 M8034（禁止所有输出）：当M8034线圈通电时，禁止输出，虽然外部输出端全为OFF，但PLC中的程序及映象寄存器仍在运行。 未定义的特殊辅助继电器不可在程序中使用。2022年4月28日10时34分华南农业大学工程学

14、院22是步进顺控程序中的重要软元件，与步进顺控指令STL组合使用。有五种类型： 初始状态（S0S9，10点） 回零（S10S19，10点） 通用（S20S499，480点） 保持（S500899，400点） 报警（S900S999，100点）不用步进顺控指令时，S可作辅助继电器在程序中使用。其常开常闭接点可在程序中自由使用。 2022年4月28日10时34分华南农业大学工程学院23其作用相当于一个时间继电器由一个设定值寄存器（16位，一个字长），一个当前值寄存器（一个字长），无数个接点（一位）组成。每一个定时器，其寄存器和接点使用同一地址编号。设定值 （1）可用常数K，（2）也可用数据寄存器（

15、D）的内容来设定。例如：外部数字开关输入的数据可以存入数据寄存器，作为定时器的设定值。定时器分为：常规定时器：T0199，200点，时钟脉冲为100ms，设定值为 132767，定时时间为0.13276.7s T200245,46点,时钟脉冲10ms,定时时间为0.13276.7s积算定时器：T246249,4点,时钟脉冲1ms,定时时间为0.00132.767s T250255,6点,时钟脉冲100ms,定时时间为0.13276.7s2022年4月28日10时34分华南农业大学工程学院24通用定时器动作通用定时器动作（1）当当X0为为ON，T200当前当前值计数器从值计数器从0开始，对开始，

16、对10ms时时钟脉冲进行累加计数。当前值钟脉冲进行累加计数。当前值=123时，定时器常开触点接通，时，定时器常开触点接通，常闭触点断开，常闭触点断开，T200输出触点输出触点在线圈被驱动在线圈被驱动1.23s后动作，后动作，（2）X0常开触点断开后，定时常开触点断开后，定时器被复位，常开触点断开，常闭器被复位，常开触点断开，常闭触点接通，当前值恢复为触点接通，当前值恢复为0（3）如果要在定时器线圈）如果要在定时器线圈ON瞬时动作的触点，可在定时器线瞬时动作的触点，可在定时器线圈两端并联一个辅助继电器线圈，并使用它的触点。圈两端并联一个辅助继电器线圈，并使用它的触点。（4）通用定时器没有保持功能

17、，在输入电路断开或停电时复位。）通用定时器没有保持功能，在输入电路断开或停电时复位。2022年4月28日10时34分华南农业大学工程学院25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工作原理T10T102022年4月28日10时34分华南农业大学工程学院26积算定时器积算定时器（1）X1为为ON时，时，T250的当前值的当前值计数器对计数器对100ms时钟脉时钟脉冲进行累加计数，当前值冲进行累加计数，当前值=345时，定时器的常开时，定时器的常开触点接通，常闭触点断

18、开。触点接通，常闭触点断开。（2）X1为为OFF或停电或停电时停止定时，当前值保持时停止定时，当前值保持不变。不变。X1的常开触点再的常开触点再次接通或复电时继续定时，次接通或复电时继续定时，累计时间（累计时间（t1+t2）=34.5s时，时，T250的触的触点动作，点动作，（3）X2的常开触点接的常开触点接通时通时T250复位。复位。2022年4月28日10时34分华南农业大学工程学院27T250T250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RSTT250K345X1X2T250Y1T2502022年4

19、月28日10时34分华南农业大学工程学院28 NOTE：定时器只能提供其线圈通电后延迟动作的触点，如需在它的线圈断电后，延迟动作，如何写程序？2022年4月28日10时34分华南农业大学工程学院29由一个由一个设定值寄存器设定值寄存器（16位，一个字长），一个位，一个字长），一个当前值寄存器当前值寄存器（一个（一个字长），字长），无数个接点无数个接点（一位）组成。（一位）组成。计数器的设定值，可由计数器的设定值，可由常数常数K设定，设定， 或通过指定或通过指定数据寄存器（数据寄存器（D）的内容）的内容来设定。来设定。计数器分为：计数器分为：内部计数器内部计数器：内部计数器用来对：内部计数器用来

20、对PLC内部信号内部信号X，Y，M，S等计数，等计数，其响应速度只有几十其响应速度只有几十HZ。内部计数器输入信号的接通或断开的持续时间，。内部计数器输入信号的接通或断开的持续时间，应大于应大于PLC的扫描周期。的扫描周期。16位加计数器：位加计数器：设定值设定值132767，通用：通用：C099（100点），点）， 断电保持：断电保持：C100199（100点）点）32位加位加/减计数器：减计数器：设定值为设定值为-231+231 ， 通用：通用：C200219（20点），断电保持：点），断电保持：C220234（15点）点）高速计数器：高速计数器：C235255（21点）点）2022年4月

21、28日10时34分华南农业大学工程学院30动作过程：（1）X11是计数输入，每接通一次，计数器当前值增1。（2）当计数器当前值10，即计数器C0的输出接点接（ON）。 之后，即使X11再接通，计数器的当前值保持不变。（3）复位输入X10接通时,执行RST复位指令,计数器当前值复位为0,输出接点断开(OFF)。2022年4月28日10时34分华南农业大学工程学院31&16位加计数器位加计数器1通用型：通用型：C0C99共共100点点 1断电保持型：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2022年4月28日10时34分华南农业大学工程学

22、院32增减计数的方向由特殊辅助继电器M82008234设定，当特定的M为ON时，对应的C为减计数器；当M为OFF时，C为增计数。设定值（1）可用常数K，（2）或数据寄存器的内容设定。间接设定时，要用元件号紧连在一起的两个数据寄存器，如：D10，11；2022年4月28日10时34分华南农业大学工程学院3332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X12=ON，减计数， =OFF，增计数。复位输入X13接通时，计数器当前值为0，输出接点也复位。X14为计数输入，驱动C200线圈进行计数操作。当计数器当前值由- 6 -5（增加）时，其接点接通置1。当计数器当前值由由-5 -6（减少

23、）时，其接点断开置0。2022年4月28日10时34分华南农业大学工程学院34高速计数器的输入端子X05（6点），最多只有6个高速计数器同时工作，若某个输入端被某个高速计数器占用了，就不能再用于其它高速计数器（ 或其它输入）。输入端不可共用。高速计数器以中断原则运行，独立于扫描周期，所以选定的计数器线圈应以连续方式驱动，表示该计数器连续有效，其它计数不可再用其输入端子。高速计数器的选择取决于所需计数器的类型及高速输入端子。高速计数器类型（32位增减计数器）：1相无启动/复位端子C2352401相带启动/复位端子C2412451相2输入（双向）C2462502相输入（A-B相型）C2512552

24、022年4月28日10时34分华南农业大学工程学院352022年4月28日10时34分华南农业大学工程学院36动作过程：（1）X20为ON时，选中C235，其对应输入端为X0（计数脉冲应连接到X0），（2）X20断开时，线圈C235断开，同时C236接通，选中C236，其计数脉冲输入端为X1。2022年4月28日10时34分华南农业大学工程学院371、1相相1输入无启动输入无启动/复位端高速计数器复位端高速计数器(C235240）动作过程动作过程（1）X10为为ON，M8235置位，置位，C235作作减减计数，计数，为为OFF，作，作增增计数；（计数；（2）X12为为ON，C235被选中，被选

25、中，C235对对X0输入的脉冲（输入的脉冲（OFFON）计）计数。数。（3）X11为为ON，C235复复位为位为0，其接点断开。，其接点断开。计数方式与接点动作与普通32位计数器相同。作增计数器时，当计数值达到设定值，接点动作并保持；作减计数器时，达到计数值则复位。计数方向取决于其对应标志M82358240，每个计数器各有一个计数输入端。2022年4月28日10时34分华南农业大学工程学院382、1相带启动相带启动/复位高速计数器（复位高速计数器（C241245）动作过程动作过程（1）M8245为为ON，C245作减计数，为作减计数，为OFF，作增，作增计数，（计数，（2）X14为为ON，C2

26、45复位，或外部输入复位，或外部输入X3复复位，（位，（3）外部输入）外部输入X7启动启动，C245开始计数，开始计数，X7为为OFF，停止计数，（停止计数，（4）X15选通选通C245时，对输入端时，对输入端X2的脉冲的脉冲计数。计数。计数方式与接点动作与普通计数方式与接点动作与普通32位计数器相同。位计数器相同。计数方向取决于其对应标志计数方向取决于其对应标志M82418245,C241245各有一个计数输入和复位输入，各有一个计数输入和复位输入，C244和和C245另有一个另有一个启动输入启动输入。2022年4月28日10时34分华南农业大学工程学院393、1相2输入高速计数器（C246

27、250）1相相2输入动作过程输入动作过程（1）X10为为ON，C246复位，（复位，（2）X0，X1分别为分别为C246的增的增/减计数脉减计数脉冲信号输入端，（冲信号输入端，（3）X11为为ON时，选中时，选中C246，X0，X1的输入才有效，的输入才有效，X0由由OFFON时，增时，增1，X1由由OFFON时，减时，减1。计数方式与接点动作与普通32位计数器相同有两个输入端，一个增计数，一个减计数，有的还具有复位（R）和启动（S）输入。2022年4月28日10时34分华南农业大学工程学院40 1相相2输入带复位输入带复位/启动端启动端动作过程动作过程（1）X5，X7为为C250的复位和启动

28、输入端，的复位和启动输入端，C250可由外部输入可由外部输入X5复复位，或用位，或用RST指令复位；指令复位； （2）X13为为ON时，选通时，选通C250，启动输入，启动输入X7为为ON时，时，C250开始计数，开始计数，X7为为OFF时，停止计数。时，停止计数。 （3）X3为为OFFON时，时，增增1，X4为为OFFON时，时，减减1。2022年4月28日10时34分华南农业大学工程学院414、2相输入（相输入（A-B相）高速计数器（相）高速计数器（C251255）动作过程动作过程（1）X11为为ON时，时，C251对输入端对输入端X0（A相）、相）、X1（B相）的相）的ON/OFF事件计

29、数，（事件计数，（2）X13为为ON时，时，X7为为ON，C255立立即开始计数，计数输入端即开始计数，计数输入端X3（A相），相），X4（B相）（相）（3）X5为为ON时，时，C255复位，或虚线指令复位，或虚线指令X12为为ON，C255复位。复位。计数方式与接点动作与普通计数方式与接点动作与普通32位计数器相同位计数器相同计数方向由计数方向由A相和相和B相输入信号决定，当相输入信号决定，当A相为相为ON时，时，B相相信号由信号由OFFON时，时，增增计数，由计数，由ONOFF时，时，减减计数。计数。有的还具有复位（有的还具有复位（R）和启动（）和启动（S）输入。）输入。2022年4月28

30、日10时34分华南农业大学工程学院425、计数频率：影响最高计数频率的两个因素：一是受硬件影响的，各输入端的响应速度；二是全部高速计数器的处理时间，是主要因素。高速计数器采用中断方式，使用计数器越少，可计数频率越高；同时工作的各个高速计数器的最大信号频率的总和20KHZ。2022年4月28日10时34分华南农业大学工程学院43 分支指令用指针分支指令用指针P063，64点点 用于指定分支指令（如用于指定分支指令（如CJ、CALL等）的跳转目等）的跳转目标。编程时编号不能重复使用。标。编程时编号不能重复使用。 P63表示跳转至表示跳转至END指令步。指令步。2022年4月28日10时34分华南农

31、业大学工程学院44中断用指针中断用指针I0I8，9点点1、 I0 输入中断输入中断 如，如，I001表示输入表示输入X0从从OFFON时，执行该指针作为标时，执行该指针作为标号后面的中断程序，并由号后面的中断程序，并由IRET指令返回。指令返回。0：下降沿中断1：上升沿中断输入号（05），每个输入只能用一次2022年4月28日10时34分华南农业大学工程学院452、 I 定时器中断定时器中断1099ms定时器中断号（68），每个定时器只能用一次如，如，I610为每隔为每隔10ms就执行标号就执行标号I610后面的中断程后面的中断程序，并由序，并由IRET返回。返回。中断指针必须编在中断指针必须编在FEND指令后面作为标号。指令后面作为标号。2022年4月28日10时34分华南农