电气控制与plc应用技术课件第4章教学提纲

电气控制与plc应用技术课件第4章4.1.2FX系列PLC的型号输入输出总点数M(基本单元)E（扩展单元)输出类型R－继电器输出T－晶体管输出S－晶闸管输出电源种类V－100/110V交流E－220/240V交流D－24V直流FX2N—1234－1、输入输出的总点数。2、单元类型：M为基本单元，E为输入输出混合扩展单元与扩展模块，EX为输入专用扩展模块，EY为输出专用扩展模块。3.输出形式：R为继电器输出，T为晶体管输出，S为双向晶闸管输出。

继电器输出“R”：输出接口由继电器构成，用继电器的触点和线圈，将PLC的内部电路与外部负载电路相连接和隔离。适于大功率、低速、交、直流负载。晶体管输出“T”：输出接口由晶体管构成，通过光电耦合器使开关晶体管通/断，以控制和隔离外部电路。适合于小功率、高速、直流负载。晶闸管输出“S”（可控硅)：输出接口由晶闸管构成，有光电晶闸管控制和隔离外部电路。适合于大功率、高速、交流负载。

4.电源和输入、输出类型等特性：D和DS为DC24Ⅴ电源；DSS为DC24Ⅴ电源，晶体管输出；ES为交流电源；ESS为交流电源，源晶体管输出；UA1为AC电源，AC输入。例如FX2N-40MR－D属于FX2N系列，是有40个I/O点的基本单元，继电器输出型，使用DC24V电源。

4.1.3FX系列PLC的一般技术指标FX系列PLC的输入、输出技术指标见表4.1.表4.2。表4.1FX系列PLC的输入性能指标输入电压DC24V±10%元件号X0～X7其余输入点输入信号电压DC24V±10%输入信号电流DC24V，7mADC24V，5mA输入开关电流（OFF→ON）>4.5mA>3.5mA输入开关电流（ON→OFF）<1.5mA输入响应时间10ms可调节输入响应时间X0～X17为0～60ms（FX2N），其次系列0～15ms输入信号形式无电压触点，或NPN集电极开路输出晶体管输入状态显示输入ON时LED灯亮表4.2FX系列PLC的输出性能指标项目继电器输出晶闸管输出（仅FX2N）晶体管输出外部电源最大AC240V或DC30VAC85～242VDC5～30V最大负载电阻负载2A/1点，8A/4点0.3A/1点，0.8A/4点0.5A/点，0.8A/COM感性负载80VA，120/240VAC36VA/240VAC12W/24VDC电灯负载100W30W0.9W/24VDC（FX1S），其他系列1.5W/24VDC最小负载电压<5VDC时2mA，电压<24VDC时5mA（FX2N）2.3VA/240VAC…响应时间OFF→ON10ms1ms（Y0，Y1）ON→OFF10ms10ms（Y0，Y1）开路漏电流…2.4VA/240VAC0.1mA/30VAC电路隔离继电器隔离光电晶闸管隔离光耦合器隔离输出动作显示线圈通电时LED亮4.1.4FX2N系列PLC的产品和一般技术指标FX2N目前是FX系列中功能较强、速度较快的微型PLC，它有20种基本单元（见表4.3）。FX2N系列的I/O扩展单元、基本性能指标、I/O扩展模块见表4.4、表4.5.表4.6所示。

表4.3FX2N系列PLC的基本单元AC电源,24V直流输入AC电源,24V直流输入AC电源,24V直流输入AC电源,24V直流输入AC电源,24V直流输入AC电源,24V直流输入AC电源,24V直流输入AC电源,24V直流输入AC电源,24V直流输入AC电源,24V直流输入AC电源,24V直流输入AC电源,24V直流输入AC电源,24V直流输入AC电源,24V直流输入AC电源,24V直流输入AC电源,24V直流输入AC电源,24V直流输入AC电源,24V直流输入AC电源,24V直流输入AC电源,24V直流输入AC电源,24V直流输入AC电源,24V直流输入AC电源,24V直流输入AC电源,24V直流输入AC电源,24V直流输入AC电源,24V直流输入AC电源,24V直流输入AC电源,24V直流输入AC电源,24V直流输入AC电源,24V直流输入AC电源,24V直流输入AC电源,24V直流输入AC电源,24V直流输入AC电源,24V直流输入AC电源,24V直流输入AC电源,24V直流输入AC电源,24V直流输入AC电源,24V直流输入AC电源,24V直流输入AC电源,24V直流输入AC电源,24V直流输入AC电源,24V直流输入AC电源,24V直流输入AC电源,24V直流输入表4.4FX2N系列PLC的I/O扩展单元AC电源,24V直流输入AC电源,24V直流输入AC电源,24V直流输入AC电源,24V直流输入AC电源,24V直流输入AC电源,24V直流输入AC电源,24V直流输入AC电源,24V直流输入AC电源,24V直流输入AC电源,24V直流输入AC电源,24V直流输入AC电源,24V直流输入AC电源,24V直流输入AC电源,24V直流输入AC电源,24V直流输入AC电源,24V直流输入AC电源,24V直流输入AC电源,24V直流输入AC电源,24V直流输入AC电源,24V直流输入AC电源,24V直流输入AC电源,24V直流输入AC电源,24V直流输入表4.5FX2N系列PLC的基本性能指标项目FX2N运算控制方式存储程序，反复运算I/O控制方式批处理方式（在执行END指令时），可以使用I/O刷新运算处理速度基本指令/指令应用指令/指令～数百微秒/指令程序语言逻辑梯形图和指令表，可以用步进指令来生成顺序控制指令程序容量（EEPROM）内置8kB步，用存储器卡可达16kB步指令容量基本、步进基本指令27条，步进指令2条应用指令128条I/O设置最多256点表4.6FX2N系列PLC的I/O扩展模块输入模块继电器输出晶体管输出晶闸管输出输入点数输出点数FX2N-16EX———16—FX2N-16EX-C———16—FX2N-16EL-C———16——FX2N-16EYR—FX2N-16EYS—16——FX2N-16EYT——16——FX2N-16EYT-C——164.2FX2N系列PLC的编程元件4.2.1输入继电器与输出继电器FX2N系列PLC梯形图中的编程元件的名称由字母和数字组成，它们分别表示元件的类型和元件号，例如X000、Y001。输入继电器和输出继电器的元件号用八进制表示，八进制数只有0～7这8个数字符号，遵循"逢8进1”的运算规则。P86页表4.7给出了FX2N系列PLC的输入、输出继电器元件号。

1.输入继电器X专门用于接收从外部开关或敏感元件来的信号，其线圈与输入端相连，可提供多对电子常开、常闭触点，供编程时调用。

只能由外部信号驱动，不能由内部指令驱动。

图4-1输入继电器电路示意图图4.1PLC控制系统的示意图几个元件的对应梯形图图符2.输出继电器Y只能由程序内部指令驱动，它提供一个外部输出触点带负载，另外提供多对电子常开、常闭触点供编程时使用。元件编号采用八进制

图4—2输出继电器电路示意图只能由PLC内各软元件的触点驱动,它不能接收外部的输入信号,也不能直接驱动外部负载,相当于继电器控制系统中的中间继电器。十进制编码辅助继电器有三种类型。

图4-3辅助继电器电路示意图4.2.2辅助继电器（M)（1)通用型辅助继电器有500点，编号为M0~M499，无掉电保持功能。

（2)掉电保护型辅助继电器有2572点，编号为M500~M3071，某些控制系统要求记忆电源中断瞬时的状态，重新通电后再现其状态，断电保持辅助继电器适用于这种场合。

图4-4失电数据保持电路（3)特殊辅助继电器有256点，编号为M8000~M8255，每一个均具有特定功能，分为两大类：

1)触点利用型：线圈由PLC自己驱动，用户只能利用其触点。

M8000：运行监视：当PLC处于运行状态时，M8000自动为"1”；反之，M8000为"0”M8002：产生初始化脉冲，PLC的第一个扫描周期内，M8002为"1”，以后为"0”。

M8000M8002M8012：以周期为100ms循环通断（M8011~M8014：10ms、100ms、1s、1min时钟)M80122)驱动线圈型。用户驱动线圈后，PLC作特定动作。

M8030：锂电池电压下降到一定值时M8030为"1”M8033：PLC停止运行时输出保持M8034：若使M8034为"1”将起到禁止全部输出的作用M8039：PLC以D8039中指定的扫描时间工作。

4.2.3状态继电器（S)与步进顺控指令STL组合使用。编号为S0~S999，共1000点。

初始化用：S0~S9，共10点；回原点用：S10~S19，共10点；通用：S20~S499，共480点；掉电保持用：S500~S899，

共400点；报警用：S900~S999，共100点。以机械手抓取工件的运动为例，说明状态器的功能和作用：三个动作：下降→夹紧→上升，是典型的步进顺序控制.图4-17机械手抓取工件步进顺控流程图4.2.4．定时器（T)定时器在PLC中的作用相当于一个时间继电器，它有一个设定值寄存器（一个字长)，一个当前值寄存器（一个字长)以及无限个触点（一个位)，这三个存储单元使用同一个元件号。采用十进制编码，定时值=K值定时精度值，所有定时器都只有其线圈“通电”并延时后才动作的触点，都没有瞬时动作的触点。触点动作定时器可以用用户程序存储器内的常数k或H作为设定值，也可以用数据寄存器D的内容作为设定值。

（1)通用型定时器（非积算定时器)（T0~T245)1)100ms定时器（T0~T199)：时间设定值为0.1-3276.7s，定时值=K值100ms2)10ms定时器（T200~T245)：时间设定值为0.01-327.67s，定时值=K值0.01s

图4-5通用型定时器原理示意图图4-6通用型定时器动作时序图

（2)积算型定时器（T246~T255)输入电路断开或停电时，当前值保持不变。1)1ms积算定时器（T246~T249)，时间设定值为0.001～32.767s，定时值=K值1ms2)100ms积算定时器（T250~T255)：时间设定值为0.1～3276.7s，定时值=K值0.1s

图4-7积算定时器原理示意图图4-8积算定时器动作时序图4.2.5计数器（C)内部计数器是在执行扫描操作时对内部元件（如X、Y、M、S、T、C)的信号进行计数的计数器。十进制编码（分加计数、减计数和双向计数器)（1)内部信号计数器（C0~C234)1)16bit增计数器（C0~C199)通用型：C0~C99，共100点，设定值为K1～K32767；掉电保持型：C100~C199，共100点，设定值为K1～K32767。

图4-916bit增计数器的用法图4-1016bit增计数器动作时序图2)32bit双向计数器（C200~C234)通用型：C200~C219，共20点，作增计数或减计数（计数方向)由特殊辅助继电器M8200～M8219设定。当对应的辅助继电器断开（置0)时为加计数，置1时为减计数。掉电保持型：C220~C234，共15点，作增计数或减计数（计数方向)由特殊辅助继电器M8220～M8234设定。它的当前值和触点状态在失电时均能保持。

表4

32位计数器增/减计数切换所用的对应特殊辅助继电器地址号计数器地址号方向切换计数器地址号方向切换计数器地址号方向切换计数器地址号方向切换C200M8200C209M8209C218M8218C226M8226C201M8201C210M8210C219M8219C227M8227C202M8202C211M8211——C228M8228C203M8203C212M8212C220M8220C229M8229C204M8204C213M8213C221M8221C230M8230C205M8205C214M8214C222M8222C231M8231C206M8206C215M8215C223M8223C232M8232C207M8207C216M8216C224M8224C233M8233C208M8208C217M8217C225M8225C234M8234图4-1132bit双向计数器的用法图4-1232bit双向计数器动作时序图

（2)高速计数器（C235~C255)共21点，在PLC中共享6个高速计数器输入端X000～X005。高速计数器按中断原则运行，均为32位加/减计数器。高速计数器是按中断原则运行的，因而它独立于扫描周期，选定计数器的线圈应以连续方式驱动，以表示这个计数器及其有关输入连续有效，其它高速处理不能再用其输入端子

。高速计数器的选择不是任意的，它取决于所需计数器的类型及高速输入端子。

表4.11全部高速计数器

注:U表示加计数输入，D表示减计数输入，R表示复位输入，S表示启动输入，A表示A相输入，B表示B相输入。

1)1相无启动/复位端子高速计数器C235～C2402)1相带启动/复位端子高速计数器C241～C2453)1相2输入（双向)高速计数器C246～C2504)2相输入（A—B相型)高速计数器C251～C2554.2.6数据寄存器(D)（1)通用数据寄存器（D0~D199)十进制编码，共200点；只要不写入其它数据，已写入的数据不会变化。但是当PLC由运行到停止或断电时，该类数据寄存器的数据被清除为0。但是当特殊辅助继电器M8033置1，PLC由运行转向停止时，数据可以保持。

（2)断电保持数据寄存器（D200~D7999)断电保持/锁存寄存器有断电保持功能，PLC从RUN状态进入STOP状态时，断电保持寄存器的值保持不变。利用参数设定，可改变断电保持的数据寄存器的范围。断电保持数据寄存器D200~D511共312点，只要不改写，原有数据不会丢失。

文件寄存器D1000~D7999共2000点；文件寄存器是以500点为一个单位，可被外部设备存取。文件寄存器实际上被设置为PLC的参数区。文件寄存器与锁存寄存器是重叠的，可保证数据不会丢失。FX2N系列的文件寄存器可通过BMOV（块传送)指令改写。

（3)特殊用：D8000~D8255，共256点。这些数据寄存器供监视PLC中器件运行方式用。其内容在电源接通时，写入初始值（先全部清0，然后由系统ROM安排写入初始值)。例如，D8000所存的警戒监视时钟的时间由系统ROM设定。若有改变时，用传送指令将目的时间送入D8000。该值在PLC由RUN状态到STOP状态保持不变。未定义的特殊数据寄存器，用户不能用。

4.2.7变址寄存器（V、Z)编号为V0~V7、Z0~Z7，都是16位数据寄存器，可像其它的数据寄存器一样进行数据的读写。变址寄存器除了和普通的数据寄存器有相同的使用方法外，还常用于修改器件的地址编号。V、Z都是16位的寄存器，可进行数据的