第四章PLC内部软元件

1、第四章 PLC的内部软元件 主讲：张会清第一节第一节 PLCPLC软元件的引入软元件的引入第二节第二节 FXFX系列系列PLCPLC内部软元件内部软元件第四章 PLC的内部软元件 第三节第三节 其它系列其它系列PLCPLC内部软元件内部软元件第一节第一节 PLCPLC软元件的引入软元件的引入笼型电动机直接起动的控制线路原理图笼型电动机直接起动的控制线路原理图 KM12FRFU1SB1SB2KMKMFR控制电路控制电路主主电电路路SM3 也是单向自锁也是单向自锁控制，电路若控制，电路若去掉自锁触点去掉自锁触点 KMKM，则可对电，则可对电动机实行点动动机实行点动控制。控制。FU2 闭合开关闭合开

2、关 S ，接通电源接通电源按按 SB2 KM 线圈得电并自保线圈得电并自保 KM 主触头闭合主触头闭合 M 运转运转按按 SB1 KM 线圈失电线圈失电 KM 主触头断开主触头断开 M 停转停转继电器接触器系统为硬接线和硬元件继电器接触器系统为硬接线和硬元件 继电器接触器控制系统通过继电器接触器控制系统通过硬件线路硬件线路实现其控制功能，实现其控制功能，在线路设计中要用到各种继电器、接触器、时间继电器等一在线路设计中要用到各种继电器、接触器、时间继电器等一系列有特定功能的逻辑器件（实物，系列有特定功能的逻辑器件（实物，硬元件硬元件）。）。PLCPLC系统为软接线和软元件系统为软接线和软元件 P

3、LCPLC系统通过程序实现外部控制功能，在系统通过程序实现外部控制功能，在PLCPLC程序设计中程序设计中也需要有各种逻辑器件和运算器件，称之为也需要有各种逻辑器件和运算器件，称之为编程器件编程器件，以完，以完成成PLCPLC程序所赋予的逻辑运算、算术运算、定时、计数等功程序所赋予的逻辑运算、算术运算、定时、计数等功能。这些器件有着与硬件继电器等类似的功能，为便于区别能。这些器件有着与硬件继电器等类似的功能，为便于区别我们称为我们称为PLCPLC编程器件为编程器件为软器件软器件。软器件的连接是由程序来。软器件的连接是由程序来实现的，称为实现的，称为软连接软连接。 PLC PLC软元件相当于计算

4、机内存的一个存储单软元件相当于计算机内存的一个存储单元。软元件的状态，在同一台元。软元件的状态，在同一台PLCPLC中是可以直接中是可以直接查询到的。调用软元件，实质上就是提取它的状查询到的。调用软元件，实质上就是提取它的状态或数据（比如态或数据（比如0 0或或1 1）并用到程序运算中，参与）并用到程序运算中，参与程序运算的只不过是软元件的映像，所以可以被程序运算的只不过是软元件的映像，所以可以被无限次调用或查询。无限次调用或查询。第二节第二节 FXFX系列系列PLCPLC内部软元件内部软元件 PLCPLC种类和规格很多，厂家也众多，但基本结构种类和规格很多，厂家也众多，但基本结构和工作原理大

5、体相同。和工作原理大体相同。 日本三菱公司的日本三菱公司的PLCPLC分分A A系列（系列（A1NA1N、A2NA2N、A3NA3N、A1SA1S、A2CA2C、A3MA3M、A2AA2A、A3AA3A、A3HA3H等）、等）、F F系列系列(F(F、F1F1、F2)F2)、FXFX系列（系列（ FX0FX0、FXONFXON、FX2FX2、FX2CFX2C、FX1SFX1S、FX1NFX1N、FX2NFX2N、FX2NCFX2NC 、FXOSFXOS等）和等）和Q Q系列等，系列等，FXFX系列系列是应用非常广泛的一种是应用非常广泛的一种PLCPLC，设计合理，结构紧凑，设计合理，结构紧凑，

6、体积小，具有卓越性价比。我们以体积小，具有卓越性价比。我们以FXFX系列系列PLC(PLC(主要是主要是FX2N)FX2N)为例进行学习，其它可以触类旁通。为例进行学习，其它可以触类旁通。1 1输入继电器输入继电器 X X： （1 1） 作用：接收外部输入开关作用：接收外部输入开关量信号，并进行转换存储。量信号，并进行转换存储。 （2 2） 符号：符号：X X打头，后面加打头，后面加上编号，地址按八进制编号。上编号，地址按八进制编号。 FX2N FX2N系列系列PLCPLC的输入继电器的输入继电器X X的地址范围是的地址范围是X000X000X377X377共共256256个。个。 （3 3）

7、线圈由外部信号驱动，梯形图中只出现其触点，不出线圈由外部信号驱动，梯形图中只出现其触点，不出现其线圈。内部常开、常闭触点可以无限次使用。现其线圈。内部常开、常闭触点可以无限次使用。 （4 4） 输入继电器触点只能用于内部编程，无法驱动外部负输入继电器触点只能用于内部编程，无法驱动外部负载。载。 由输入接口电路和输入映像寄存器等效而成。由输入接口电路和输入映像寄存器等效而成。PLC的等效电路 三相异步电动机单向运行三相异步电动机单向运行PLCPLC控制系统控制系统 （1） 作用：线圈由内部程序驱动，一对(常开)接点与外电路相连，控制外部负载动作。 （2）符号： Y打头，后面加上编号，八进制编号。

8、 FX2N系列PLC的输出继电器Y的地址范围是Y000Y377共256个。 （3） 根据需要梯形图中出现其线圈和触点，相同标号线圈只出现一次，其触点可反复使用。由输出接口电路和输出映像寄存器组成。由输出接口电路和输出映像寄存器组成。2输出继电器 YPLC的等效电路 三相异步电动机单向运行三相异步电动机单向运行PLCPLC控制系统控制系统输入、输出继电器的地址编号都采用八进制。FX2N基本单元I/O最大范围为输入继电器X0 -X77 、输出继电器Y0 -Y77共128点。输入、输出继电器采用输入、输出继电器采用八进制八进制编号编号3 3辅助继电器辅助继电器 M M （1）作用：线圈由内部程序驱动

9、，供内部使用。 （2）符号： M打头，后面加上编号，十进制编号。 （3）根据需要梯形图中出现其线圈和触点，相同标号线圈只能出现一次，其触点可反复使用。 FX2N系列PLC中有三种特性不同的辅助继电器，分别是通用辅助继电器（M0M499）、断电保持辅助继电器（M500M3071）和特殊功能辅助继电器（M8000M8255）。 初始化脉冲辅助继电器初始化脉冲辅助继电器 M8002M8002（M8003M8003）只在）只在PLCPLC开始运行的第一个扫描周期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）。内得电（断电），其余时间均断电（得电）。 常用常用M8002M8002的触点的

10、触点作为一些继电器的作为一些继电器的初始化复位信号初始化复位信号-分别提供周期为分别提供周期为10ms10ms、100ms100ms、1s1s、1min1min的时钟脉冲。的时钟脉冲。M8005-M8005-锂电池电压降低继电器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程控制器面板上的指示灯，提醒工程技术人员更换锂电池。池。M8030M8030：锂电池欠压指示灯特殊继电器锂电池欠压指示灯特殊继电器 使锂电池欠压指示灯熄灭。使锂电池欠压指示灯熄灭。M8033M8033：PLCPLC

11、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 RUNSTOP RUNSTOP时，输出保持时，输出保持RUNRUN前状态。前状态。M8034M8034：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 当当M8034M8034线圈被接通时，则线圈被接通时，则PLCPLC的所有输出自动断开。的所有输出自动断开。M8039M8039：定时扫描特殊辅助继电器定时扫描特殊辅助继电器 当当M8039M8039线圈被接通时，则线圈被接通时，则PLCPLC以以D8039D8039中指定的扫描中指定的扫描时间工作。时间工作。定时器：符号定时器：符号T T ，十十进制编号，相当于时间继电器进制编号

12、，相当于时间继电器 （1 1）使用时要赋予定时时间，用存储器内的）使用时要赋予定时时间，用存储器内的常数常数K作为定作为定时常数，也可以用时常数，也可以用数据寄存器数据寄存器D D的内容作为设定值；的内容作为设定值； （2 2） FX FX系列系列PLCPLC定时器均为接通延时型；定时器均为接通延时型； （3 3）计时时间到，定时器常开接点闭合，常闭接点打开；）计时时间到，定时器常开接点闭合，常闭接点打开； （4 4）同一定时器在同一程序中一般只能使用一次；其接）同一定时器在同一程序中一般只能使用一次；其接点可以反复使用。点可以反复使用。 （5 5）普通定时器当定时条件满足（定时线圈接通）时，

13、）普通定时器当定时条件满足（定时线圈接通）时，开始定时；当定时条件不满足时，立即停止定时，定时器回开始定时；当定时条件不满足时，立即停止定时，定时器回到原来设定值，直到下一次定时条件满足时再开始定时。到原来设定值，直到下一次定时条件满足时再开始定时。 （6 6）不同型号和规格的）不同型号和规格的PLCPLC其定时器个数和时间长短是不其定时器个数和时间长短是不一样的，注意时间的单位。一样的，注意时间的单位。4.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1ms1ms、10ms10ms和和100ms100ms时钟脉冲进行加计数，当达到用户设定值时，

14、触点动作。时钟脉冲进行加计数，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定时器可以用用户程序存储器内的常数常数K K作为定时常数作为定时常数，也，也可以用数据寄存器可以用数据寄存器D D的内容作为设定值。的内容作为设定值。 普通（即断电清普通（即断电清0 0）定时器（）定时器（T0T0T245T245）100ms100ms定时器定时器T0T0T199T199共共200200点，设定范围点，设定范围0.10.13276.7s3276.7s；10ms10ms定时器定时器T200T200T245T245共共4646点，设定范围点，设定范围0.010.01327.67s327.67

15、s。 累积型累积型( (即具有断电保持）定时器（即具有断电保持）定时器（T246T246T255T255）1ms1ms定时器定时器T246T246T249T249共共4 4点，设定范围点，设定范围0.0010.00132.767s32.767s；100ms100ms定时器定时器T250T250T255T255共共6 6点，设定范围为点，设定范围为0.10.13276.7s3276.7s。T10K123X0T10Y1 RSTT250K345K345X1X2T250Y1T250 如果如果X1X1为为ONON，则，则T250T250用当前值计数器累计用当前值计数器累计100ms100ms的时钟的时钟

16、脉冲。当达到设定值脉冲。当达到设定值K345K345时，定时器的输出触点动作。在累时，定时器的输出触点动作。在累计过程中，即使输入计过程中，即使输入X1X1断开或停电时，再起动时，断开或停电时，再起动时，继续累计继续累计，其累计时间为其累计时间为34.5s34.5s。如果复位输入。如果复位输入X2X2为为ONON，定时器复位，定时器复位，输出触点也复位。输出触点也复位。两个定时器的级联两个定时器的级联5. 计数器：符号计数器：符号C ，十进制编号十进制编号 （1）使用时要先复位；）使用时要先复位； （2）要设定计数值）要设定计数值，用，用存储器内的常数存储器内的常数K K或或H H作为定时常作

17、为定时常数，也可以用数据寄存器数，也可以用数据寄存器D D的内容作为设定值；的内容作为设定值； （3）达到计数设定值，计数器常开接点闭合，常闭接点达到计数设定值，计数器常开接点闭合，常闭接点打开；打开； （4）计数器复位信号接通时，计数器复位，计数器重新）计数器复位信号接通时，计数器复位，计数器重新开始计数；同时其常开接点打开，常闭接点闭合。开始计数；同时其常开接点打开，常闭接点闭合。 5.计数器（计数器（C） FXFX系列系列PLCPLC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：1

18、32767。设定值。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35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。用用X14X14作为计数输入，驱动作为计数输入，驱动C200C200线圈进行加计数或减计数。用线圈进行加计数或减计数。用X12X12设定计设定计 数方向。

19、数方向。在计数器的当前值增加至设定值时（由在计数器的当前值增加至设定值时（由-6-5-6-5时），输出触点置位；在时），输出触点置位；在 当前值减少至小于设定值时（由当前值减少至小于设定值时（由-5-6-5-6时），输出触点复位，。时），输出触点复位，。如果复位输入如果复位输入X13X13为为ONON，则执行，则执行RSTRST指令，计数器当前值变为指令，计数器当前值变为0 0，输出触，输出触 点也复位。点也复位。如果从如果从21474836472147483647开始增计数，则成为开始增计数，则成为-2147483648-2147483648，同样从同样从-2147483648-214748

20、3648开始减计数，则成为开始减计数，则成为+2147483648+2147483648，形形成循环计数。成循环计数。 U U表示加计数输入；表示加计数输入；D D表示减计数输入；表示减计数输入；A A表示表示A A相输入；相输入；B B表示表示B B相输入；相输入；R R表示复位输入；表示复位输入；S S表示启动输入。表示启动输入。U U表示加计数输入；表示加计数输入；D D表示减计数输入；表示减计数输入；A A表示表示A A相输入；相输入；B B表示表示B B相输入；相输入；R R表示复位输入；表示复位输入；S S表示启动输入。表示启动输入。（1 1）无启动）无启动/ /复位输入端的一相一

21、计数高速计数器复位输入端的一相一计数高速计数器C235C235C240C240，对一相脉冲计数，只有一个脉冲输入端，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。计数方向由程序决定。 M8235M8235为为ONON时，减计数；时，减计数；M8235M8235为为OFFOFF时，加计数；时，加计数；X11X11接通时，接通时，C235C235当前值立即复位至当前值立即复位至0 0；当当X12X12接通后，接通后，C235C235开始对开始对X000X000端子输入的信号上升沿端子输入的信号上升沿计数。计数。 （2 2）带启动带启动/ /复位输入端的一相一计数高速计数器复位输入端的一相

22、一计数高速计数器C241C241C245C245 利用利用M8245M8245，可以设置，可以设置C245C245为加计数或减计数；为加计数或减计数；X11X11接通时，接通时，C245C245立即复位至立即复位至0 0，因为，因为C245C245带有复位输入端，带有复位输入端，也可以通过外部输入端也可以通过外部输入端X003X003复位；复位；因为因为C245C245带有启动输入端带有启动输入端X007X007，所以需不仅，所以需不仅X12X12为为ONON，并且，并且X007X007也为也为ONON的情况下才开始计数。的情况下才开始计数。计数输入端为计数输入端为X002X002，设定值由数

23、据寄存器，设定值由数据寄存器D0D0和和D1D1的内容来的内容来指定。指定。 （3 3）一相双向计数的高速计数器）一相双向计数的高速计数器C246C246C250C250。固定固定PLCPLC的的一个输入端用于加计数，另一个输入端用于减计数，其中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。几个计数器还有启动端和复位端。 C249在在X012为为ON时，如果时，如果X006也为也为ON，就立即，就立即开始开始计数计数，增计数的计数输入为，增计数的计数输入为X000，减计数的计数输入为，减计数的计数输入为X001。 可以通过顺控程序上的可以通过顺控程序上的X01

24、1执行复位执行复位，另外，当，另外，当X002闭闭合，合，C249也可立即复位。也可立即复位。 （4 4）两相（）两相（A-BA-B相型）双计数输入高速计数器相型）双计数输入高速计数器C251C251C255C255。这种计数器的计数方向由这种计数器的计数方向由A A相脉冲信号与相脉冲信号与B B相脉冲信号的相位相脉冲信号的相位关系决定。关系决定。 加计数加计数 减计数减计数 这种计数器在这种计数器在A相接通的同时，相接通的同时，B相输入为相输入为OFFON则则为增计数，为增计数，ONOFF时为减计数时为减计数（4 4）两相（）两相（A-BA-B相型）双计数输入高速计数器相型）双计数输入高速计

25、数器C251C251C255C255。这种计数器的计数方向由这种计数器的计数方向由A A相脉冲信号与相脉冲信号与B B相脉冲信号的相位相脉冲信号的相位关系决定。关系决定。 X012为为ON时时，C251通过通过中断，对中断，对A相输入相输入X000、B相相输入输入X001的动作计数。如果的动作计数。如果X011为为ON时，则执行时，则执行RST复复位指令。如果当前值超过设定位指令。如果当前值超过设定值，则值，则Y002为为ON；如果当前；如果当前值小于设定值，则为值小于设定值，则为OFF。根。根据不同的计数方向，据不同的计数方向，Y003接通接通（增计数）或断开（减计数）。（增计数）或断开（减

26、计数）。（4 4）两相（）两相（A-BA-B相型）双计数输入高速计数器相型）双计数输入高速计数器C251C251C255C255。这种计数器的计数方向由这种计数器的计数方向由A A相脉冲信号与相脉冲信号与B B相脉冲信号的相位相脉冲信号的相位关系决定。关系决定。 当当X012为为ON时，如果时，如果X006也为也为ON，则则C254立即开立即开始对始对A相输入相输入X000、B相输入相输入X001的动作计数。可以通过的动作计数。可以通过顺控程序上的顺控程序上的X011执行复位。执行复位。 当当X002闭合，闭合，C254也可也可立即复位。立即复位。如果当前值超过设如果当前值超过设定值（定值（D

27、1，D0），则），则Y004为为ON；如果当前值小于设定值，；如果当前值小于设定值，则为则为OFF。根据不同的计数方。根据不同的计数方向，向，Y005接通（增计数）或接通（增计数）或断开（减计数）。断开（减计数）。定时器与计数器的级联定时器与计数器的级联图 定时器与定时器的串接使用(a)梯形图；(b)时序图；(c)指令表图 定时器与计数器的串接使用(a)梯形图；(b)时序图；(c)指令表T0每10秒接通一次，计数器C0对这一脉冲进行计数150次，使Y0接通。时间为：150*10=1500秒即：图 计数器与计数器的串接使用(a)梯形图；(b)时序图；(c)指令表* 计数器C0对X4接通次数计数5

28、0次， C1计数一次，并C0自复位一次，重新对X4接通次数计数50次，C1计数30次时Y20有输出，共30*50次 即计数值为个计数期的设定值之积。* N个计数器串联使用最大计数值为32767 N ，若再串联定时器则最大定时值为3276.7*32767 N秒。* 除末级外，其余设计为自复位形式。若没有将不能进行下一次计数。3.4.4结束C0自复位 通用数据寄存器在通用数据寄存器在PLCPLC由运行（由运行（RUNRUN）变为停止）变为停止（STOPSTOP）时，其数据全部清零。）时，其数据全部清零。 如果将如果将特殊继电器特殊继电器M8033M8033置置1 1，则，则PLCPLC由运行变为停

29、止由运行变为停止时，数据可以保持。时，数据可以保持。 保持数据寄存器只要不改写，原有数据就不会丢失，无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，论电源接通与否，PLCPLC运行与否，都不会改变寄存器内容运行与否，都不会改变寄存器内容. . 断电保持用：断电保持用：D200D200D511D511，312312点，通过参数设定可以变点，通过参数设定可以变为非断电保持型。为非断电保持型。断电保持专用：断电保持专用：D512D512D7999D7999，74887488点，无法变更其断电点，无法变更其断电保持特性。保持特性。以以500500点为单位，可将点为单位，可将D1000

30、D1000D7999D7999设为文件寄存器，用设为文件寄存器，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。数据、多组控制参数等。特殊数据寄存器用于特殊数据寄存器用于PLCPLC内各种元件的运行监视。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。未加定义的特殊数据寄存器，用户不能使用。配合配合采用采用十进制十进制编号。编号。有无数个常开触点与常闭触点，编程时可随有无数个常开触点与常闭触点，编程时可随意使用；意使用；不用于步进顺控指令时，可作辅助继电器使不用于步进顺控指令时，可作辅助继电器使用。用。

31、同样有通用状态同样有通用状态和断电保持状态和断电保持状态，其比，其比例分配可由外设设定。例分配可由外设设定。 分支用指针（分支用指针（P）:分支用指针的编号为分支用指针的编号为P0P127，用作程序，用作程序 跳转和子程序调用的编号，其中跳转和子程序调用的编号，其中P63专门专门 用于结束跳转。用于结束跳转。 中断用指针（中断用指针（I）:中断用指针与应用指令中断用指针与应用指令FNC03（IRET） 中断返回、中断返回、FNC04 （EI）开中断和）开中断和 FNC03（DI）关中断一起使用）关中断一起使用,有以下三类：有以下三类： 输入中断用：输入中断用：与输入与输入X000X005对应编

32、号为对应编号为I00 I50，6点。点。 定时器中断：定时器中断：编号为编号为I6、I7、I8，3点点 计数器中断：计数器中断：编号为编号为I010I060，6点。点。 1616位：位：K:-32,768K:-32,76832,767 H:000032,767 H:0000FFFF FFFF 32 32位：位：K:-2,147,483,648K:-2,147,483,6482,147,483,647 2,147,483,647 H:00000000 H:00000000FFFFFFFFFFFFFFFF FX0 FX2 FX2C FX0 FX2 FX2C FX0S FX1S FX0N FX1N FX0S FX1S FX0N FX1N FX2N FX2NC FX2N FX2NC 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v型号的命名方式型号的命名方式FX系列系列PLC型号说明型号说明FX0S、FX1S系列PLC是用于极小规模系统的超小型超小型PLCPLC 只有只有10-3010-30个个I/OI/O点，而且不能扩展点，而且