《PLC应用》课件-第一章 可编程控制器的基本知识

(适用于三菱FX2n系列)可编程序控制器及其应用第一章可编程控制器的基本知识§1-1可编程控制器的硬件知识§1-2可编程控制器的软件知识§1-1可编程控制器的硬件知识一、PLC的产生和特点二、三菱FX2n-48MR小型PLC的结构学习重点返回§1-1可编程控制器的硬件知识学习重点:1、可编程控制器的结构和原理。2、了解FX2n系列PLC的基本特点、型号以及接口电路。学习难点:PLC的工作原理。返回一、PLC的产生和特点1、PLC的历史1968年，美国最大的汽车制造商通用汽车公司（GM），为了适应汽车型号不断更新的需要，提出了十条技术指标在社会上公开招标，制造一种新型的工业控制装置。1969年美国数字设备公司（DEC）根据招标的要求，研制出世界上第一台可编程序控制器，并在GM公司汽车生产线上首次应用成功。可编程控制器，简称PLC。1、PLC的历史一、PLC的产生和特点PLC三大流派欧洲：西门子（Siemens）、法国的TE（Telemecanique）美国：A-B（Allen-Bradly）、GE（GeneralElectric）日本：三菱电机（MitsubishiElectric）、欧姆龙（OMRON）、FUJI、松下电工（MEW）（日本主要发展中小型PLC，其小型机性能先进，结构紧凑，价格便宜）2、PLC的发展一、PLC的产生和特点3、PLC的特点（1）PLC软件简单易学（4）设计施工周期短（3）运行稳定可靠（2）使用和维修方便一、PLC的产生和特点（1）PLC软件简单易学

下图所示为PLC内部各类等效继电器的线圈和触点的图形符号，其等效继电器的动作原理与常规继电器控制中的动作原理完全一致，电器操作人员使用起来得心应手，在了解PLC简要的工作原理和它的编程技术之后，就可结合实际需要进行应用设计，进而将PLC用于实际控制系统中。一、PLC的产生和特点（Y001）线圈常开按钮常闭按钮PLC继电器举例：一个正转控制电路2、将电路图放倒1、电路原图3、将SB变成X，KM变成Y的PLC梯形图一、PLC的产生和特点（Y1

）X1X2Y1SB2SB1KMKMSB1SB2FUKMKM1）硬件配置方便2）安装方便3）使用方便4）维护方便（2）使用和维护方面一、PLC的产生和特点（3）运行稳定可靠综上所述，PLC在性能上优于继电器控制，PLC成为现代工业自动化的三大技术支柱（PLC、机器人、CAD/CAM）之一。（4）设计施工周期短PLC是专为工业控制设计的，采取了多层次抗干扰和精选元件措施，可在恶劣环境与强电设备下工作，运行的稳定性和可靠性较高。在系统设计完成以后，现场施工和PLC程序设计可以同时进行，周期短，而且程序的调试和修改都很方便。一、PLC的产生和特点返回二、三菱FX2n-48MR小型PLC的结构3、PLC工作原理2、三菱PLC内部结构1、FX2n-48MR小型PLC面板介绍二、三菱FX2n-48MR小型PLC的结构1、FX2n-48MR小型PLC面板介绍（1）输入接线端（4）状态指示栏（3）操作面板（2）输出接线端二、三菱FX2n-48MR小型PLC的结构1）电源输入端：L、N、2）+24V直流电源输出端3）输入接线端子和公共端：COM、X0~X27

三菱PLC输入端用X表示，采用八进制，24个点X只能由外部信号驱动，程序里只有触点没有线圈。（1）输入接线端二、三菱FX2n-48MR小型PLC的结构（2）输出接线端三菱PLC输出端子用Y表示，也采用八进制，输出接线端子由24个Y，分别与不同的COM端子组成一组，可以接不同电压等级的负载。公共端子输出端子第一组COM1Y0~Y3第二组COM2Y4~Y7第三组COM3Y10~Y13第四组COM4Y14~Y17第五组COM5Y20~Y27二、三菱FX2n-48MR小型PLC的结构（3）操作面板选件连接用插口PLC工作方式选择开关RS-422通信接口1）PLC工作方式选择开关有RUN和STOP两档2）RS-422通信接口用于PLC和编程装置的通信3）选件连接用插口用于连接存储盒、机能扩展板等二、三菱FX2n-48MR小型PLC的结构（4）状态指示栏3）运行状态指示2）输出状态指示1）输入状态指示二、三菱FX2n-48MR小型PLC的结构1）输入状态指示

有24个指示灯，分别于输入继电器X对应，当输入端子有信号时，对应的LED亮。二、三菱FX2n-48MR小型PLC的结构2）输出状态指示

有24个指示灯，分别于输出继电器Y对应，当输出端子有信号输出时，对应的LED亮。二、三菱FX2n-48MR小型PLC的结构3）运行状态指示

POWERLED

表示PLC已接通电源

RUNLED

亮：表示处于运行状态,可以调试灭：表示处于停止状态,可以读写

BATT.VLED

表示PLC后备电池没电

PROG.ECPU.E闪烁表示程序错误常亮表示PLC硬件出错返回二、三菱FX2n-48MR小型PLC的结构2、三菱PLC内部结构主要由CPU、存储器、I/O接口电路、外设电路、编程装置、电源等组成。电磁阀接触器指示灯电源输入模块输出模块CPU模块可编程序控制器按钮选择开关限位开关编程器存储器二、三菱FX2n-48MR小型PLC的结构（1）CPU1）定义：CPU一般由控制电路、运算器和寄存器组成，它们封装在一个集成的芯片上，通过地址总线、数据总线、控制总线与存储单元、输入输出接口电路连接。

2）分类：

通用型微处理器单片机位片式计算机二、三菱FX2n-48MR小型PLC的结构（1）CPU3）作用：A、能接收并存储用户程序和数据；B、自检查硬件状态，诊断用户程序语法错误；C、PLC运行时，通过扫描方式，先将输入信号读入，读取用户程序，解释指令，执行用户程序后，根据运算结果，更新有关标志位和输出内容，通过输出接口传送到相应的输出装置实现控制。二、三菱FX2n-48MR小型PLC的结构（2）存储器

1）按性质分可分为只读存储器ROM

随机存储器RAM

可电擦写的存储器EEPROM2）按工作用途可分为系统程序存储器用户程序存储器工作数据存储器二、三菱FX2n-48MR小型PLC的结构（2）存储器只读存储器(ROM)：只读，不能写。随机存取存储器(RAM)：可读可写，没有断电保持功能。可电擦除的存储器(EEPROM)：非易失的,有ROM的非易失性和RAM的随机存取的优点.但价格比较高。二、三菱FX2n-48MR小型PLC的结构系统程序存储器

系统程序由PLC的制造厂家一次性编写的，在PLC使用过程中不会变动、修改或丢失。

系统程序是用来存放制造商为用户提供的监控程序、模块化应用功能子程序、命令解释程序、故障诊断程序及其他各种管理程序。二、三菱FX2n-48MR小型PLC的结构用户程序存储器

用户程序存储器是用来存放用户根据控制对象生产工艺及控制的要求而编制的应用程序。它是由PLC控制对象的要求而定的，通常情况下，控制内容和控制程序是相对稳定不变的。二、三菱FX2n-48MR小型PLC的结构工作数据存储器工作数据存储器用来存放控制过程中需要不断改变的信息。在PLC的工作数据存储器中，设有存放输入/输出继电器、辅助继电器、定时器、计数器等逻辑器件的存储区，这些器件运行过程中经常变化的，将变化的中间结果存放入工作数据存储器中。小游戏：连线题（先单击左边试题，然后单击右边对应的答案，就会在两者之间画一条线）二、三菱FX2n-48MR小型PLC的结构下一页二、三菱FX2n-48MR小型PLC的结构（3）I/O接口电路输入输出接口电路是PLC与被控对象间传递输入和输出信号的接品部件。输入部件是行程开关、按钮、传感器等。输出部件是电磁阀、接触器、继电器。二、三菱FX2n-48MR小型PLC的结构1）输入接口电路

将按钮、行程开关或传感器等产生的信号，转换成数字信号送入主机。内部电路24VCOMSBX1PLC二、三菱FX2n-48MR小型PLC的结构2）输出接口电路

将主机向外输出的信号转换成可以驱动外部执行电路的信号，以便控制接电磁阀、接触器线圈等电器通断电。

PLC输出接口电路可以分为3种接口电路继电器输出晶体管输出晶闸管输出负载种类交直通用直流负载交流负载电流大小

2A0.5A0.3A响应时间10mS0.2mS以下1mS以下内部电路R1R3R2LEDDCY0FUAC负载继电器输出二、三菱FX2n-48MR小型PLC的结构2）输出接口电路图继电器输出晶闸管输出晶体管输出内部电路R1R3R2LEDDCFU负载VSV晶体管输出内部电路R1R3R2LEDFUAC负载CR4晶闸管输出下一页二、三菱FX2n-48MR小型PLC的结构（4）外设接口电路外设接口电路用于连接计算机、手持编程器或其他图形编程器，并能通过外设接口组成PLC控制网络。PLC通过SC-09电缆与计算机连接，可以实现编程、监控、联网等功能。（5）电源通过PLC内部稳压电源，转化为PLC内部所示电压，并为外部输入元件提供24V直流电源。二、三菱FX2n-48MR小型PLC的结构三菱FX2n-48MR型号介绍FXR：继电器输出T：晶体管输出S：晶闸管输出M：基本单元E：扩展单元EX：输入扩展模块EY：输出扩展模块输入输出总数系列号三菱小型PLC2n—48MR下一页二、三菱FX2n-48MR小型PLC的结构（6）FX1s、FX2n系列常用的软继电器表1软继电器FX1sFX2n输入继电器X根据PLC类型来定输入点数输出继电器Y根据PLC类型来定输出点数辅助继电器M通用型M0~M383M0~M499保持型M384~M511M500~M1023特殊型M8000~M8255M8000~M8255状态元件S初始状态S0~S9S0~S9回零状态S10~S19S10~S19通用状态S20~S127S20~S499保持状态S500~S899报警器S900~S999二、三菱FX2n-48MR小型PLC的结构（6）FX1s、FX2n系列常用的软继电器表2软继电器FX1sFX2n定时器T非累积型100msT0~T62T0~T19910msM8028为ON、T32~T62T200~T245累积型1msT63T246~T249100msT250~T255计数器C16位通用型C0~C15C0~C99保持型C16~C31C100~C19932位通用型C200~C219保持型C220~C234高速型C235~C255C235~C255二、三菱FX2n-48MR小型PLC的结构（6）FX1s、FX2n系列常用的软继电器表3软继电器FX1sFX2n数据寄存器D、V、Z通用数据寄存器D0~D127D0~D199保持数据寄存器D128~D255D200~D511特殊寄存器D8000~D8255D8000~D8255文件寄存器D1000~D2499D1000~D7999变址寄存器V0~V7、Z0~Z7V0~V7、Z0~Z7指针、嵌套JUMP/CALLP0~P63P0~P127中断I0□□~I5□□嵌套N0~N7常数K十进制16位：-32768~3276732位：-2147483648~2147483647H十六进制16位：0~FFFF32位：0~FFFFFFFF返回二、三菱FX2n-48MR小型PLC的结构3、PLC工作原理填空题：（1）当按下X1时，哪个Y得电（2）当按下X2时，哪个Y得电（3）当同时按下X1、X2时，哪个Y得电(Y1)(Y2)(Y1)[END]X2Y1X1下一页二、三菱FX2n-48MR小型PLC的结构3、工作原理PLC的工作过程是一个不断循环扫描的过程。CPU从第一条指令开始，按顺序逐条执行用户程序直到用户程序结束，然后返回第一条指令重新开始。每一次扫描过程有输入采样、程序执行和输出刷新3个阶段。二、三菱FX2n-48MR小型PLC的结构（1）输入采样阶段（3）输出刷新阶段（2）程序执行阶段每一次扫描所用的时间称为一个扫描周期。3、工作原理输入锁存器输入映象寄存器输出映象寄存器输出锁存器输出端子用户输出设备用户输入设备输入端子输入采样程序执行输出刷新一个扫描周期读写程序执行读3、工作原理二、三菱FX2n-48MR小型PLC的结构(Y1)(Y2)(Y1)[END]X2Y1X13、工作原理分析：（1）当按下X1时按下X1输入映象寄存器X10X20输出映象寄存器Y10Y201110得电得电没电结果是：Y2得电二、三菱FX2n-48MR小型PLC的结构(Y1)(Y2)(Y1)[END]X2Y1X1二、三菱FX2n-48MR小型PLC的结构3、工作原理分析：（2）当按下X2时按下X2输入映象寄存器X10X20输出映象寄存器Y10Y201001没电没电得电结果是：Y1得电(Y1)(Y2)(Y1)[END]X2Y1X1二、三菱FX2n-48MR小型PLC的结构3、工作原理分析：（3）同时按下X1、X2时按下X1、X2输入映象寄存器X10X20输出映象寄存器Y10Y20111得电得电得电11结果是：Y1、Y2得电二、三菱FX2n-48MR小型PLC的结构3、PLC工作原理填空题：（1）当按下X1时，哪个Y得电（2）当按下X2时，哪个Y得电（3）当同时按下X1、X2时，哪个Y得电(Y1)(Y1)(Y2)[END]Y1X2X1下一页二、三菱FX2n-48MR小型PLC的结构3、PLC工作原理填空题：（1）当按下X1时，哪个Y得电（2）当按下X2时，哪个Y得电（3）当同时按下X1、X2时，哪个Y得电(Y2)(Y1)(Y1)[END]X1X2Y1下一页二、三菱FX2n-48MR小型PLC的结构3、工作原理小结

从上面的例子来看，PLC程序位置安排不同，有时结果也不同，在设计梯形图时，一定要了解PLC的扫描工作方式，合理安排程序的安置;同时在一般情况下，同一编号的线圈在梯形图中只能出现一次，而同一编号的触点在梯形图中可以重复出现，不然，就会出现上面的情况。返回§1-2可编程控制器的软件知识二、FX系列PLC编程软件的使用一、PLC编程语言简介学习重点返回§1-2可编程控制器的软件知识学习重点:1、可编程控制器编程语言简介。2、三菱FX系列编程软件FXGPWIN的主要功能以及使用方法。学习难点:FXGPWIN软件的使用方法。返回一、PLC编程语言简介PLC有多种程序设计语言，最常用的语言是梯形图和指令语句表。1、梯形图梯形图是从继电器控制电路图变化过来的，因此梯形图形式上与继电器控制很相似，读图方法和习惯也相同。一、PLC编程语言简介2、指令语句表PLC的指令有基本指令和功能指令之分。LDX000OUTY000END

指令一般由助记符和操作元件组成。助记符是每一条指令的符号（如LD、OUT），它表明了操作功能；操作元件是指令的操作对象（如X0、Y0）。某些指令仅有助记符组成，如END助记符操作元件返回二、FX系列PLC编程软件的使用FXGPWIN软件是三菱公司专门为三菱FX系列PLC设计的编程设计。该编程软件的基本功能是协助用户完成创建用户程序、修改和编辑已有用户程序。二、