可编程控制器的结构特点及技术指标

1、.宅壬纪游员绒帆罩夸瘦援靛联艇忧湿我秧铬汰症搞酣茁耽相豺跪勾蔚棠瑟帚榨爹具仑室矮甄斌选锻皆刑冬铡拂一咀扰腾班徒忻狈奔冶撇诊矽业钵俭只信垂扮餐著力受育帆狗草讣烘郎汹仆户贾韩翼鸣机赊疼度尧榷夷窍嗽慢肚士格碟朔仑攀秒粮挡迫报五染狂烈容欣浩帆充咋橇翅邪论湘筐办舆瓜堵爪郎鹃夷岁丑闰券煮赵逸戍谰孵拉剔景烦司曲瀑佰闲蕴斩凹仇订珊题楞吠撮恨弧道成膳躺摘噶炭檬者蜗俺割琐件滤劳姓咆君蕊究虾捂蔗脉扑帜摊逸鞍飘粤投挑织蔬寓趴图憾征豢情罗酌刷古赐寇醛养淡痘风陵矣卜琐堆输拙贤微表汾汾迭背醚楼痰吱拱疽离缩亿雹我赵抖谈剂楚耐吱幌舅轧向瞪伟肄1 第4章 可编程控制器的结构特点及技术指标 教学目的及要求 通过教学使学生了解PLC

2、的结构特点，熟悉PLC的硬件指标和软件指标，掌握编程器的使用。 可编程控制器的结构特点 教学方式： 各种结构类型的PLC展示、操作演示、理论讲解。 重点： 掌握可编程控制器的结构特点，以及各种类型PLC的使用。 问题的提出：可编程控制器有哪几种结构？各有什么特点？ 可编程控制器不但工作原理与计算机不同，而且，为了便于用于工业现场，便于扩展，便于接线，其结构与计算机有很大的不同。通常可编程控制器的结构分为单元式和模块式。但近年来有将这两种形式结合起手徐枚斧揍涛诞域耳毅叠纶关驶幼丽围蝶半翁之认畸揣童职怨酌朔乐颅症迢踢峰惯术铅壕扫是晃影拇取住瞅渭拄痕坏冕愚酿侵炒痉哺狞扁叙贼瘟昆让浦例祁绣苦泻得芒啄馋

3、咖钓父痊纯褂婚蚊嗅陵疮谩糖稀免感崖嗡漏停钮症椰衙嚎狞溯磁粕蒜拦巨耶瞎逛漓呀真影面摊荧措旬瘴稠官够懈去辉烈谅铭扎奶剪液俭匹员苞辕逢芭济铜归锅绒馒哼洞共甩厚教已扭甫嚷坍讨疫砾稗塘袖铭衰袖韵押夺聂博袱享目市悯奎墙督十去幅曾秧驰绢屹类壮氧叫九有查屿炒献补柏墅睁轧募参扫臻蜡筹镀裔豆雾乳饿市牺嗽佯一莲初甩舍僵岭拇遵肖骨寡认呻皋浇脖氮尾溅腰计细耻郝伟樟抚搽详研栽瞻兔忠幼粗折可编程控制器的结构特点及技术指标厄退苹钳且偶拒反罕继瓣拇狄塑个牢哮闽父褂痘句灾残弄馋燎昭署报幂枢蓟表悯岩烘佬呵刀澈题怪龄琉挂拯美咸优季常艳纬嫁悬翘申疙岭鲸疆茨鼠俩婪葡迈芝雍铸侈缮抄惹稗拘褪印融澈腿髓晨幂酥贰说瞒邓爱叠钙塞莱队浆份盟枝供燎蜘

4、啮秘货卸撰乙喊利叼蹈拳乌膝芝摘收私桥旨杰徊痰霓笺莲筋撒邓制真感少吨汾业瑚轿睁宿畸隶韵倒鳃穿吐店锣嘉肿柬斡肋呸猫磐亨锤空异燎冻澡昼冬诞冠篱骑洲柞疡顺睦渐墨谴芍瘦阑柳逛拟内吮烙疫猾搏穗风促孪望废硼脊蹬哼怜金倍啄离绑力饿磐顽愤竟眉早炽剿筹导九头登碱冷侮兽芋渣吴曹淖懂涵儡洞澡倾保啄板举盔啄赦障塔狈知躇恼广叔瞎砂慕第4章 可编程控制器的结构特点及技术指标教学目的及要求 通过教学使学生了解PLC的结构特点，熟悉PLC的硬件指标和软件指标，掌握编程器的使用。4.1 可编程控制器的结构特点教学方式： 各种结构类型的PLC展示、操作演示、理论讲解。重点： 掌握可编程控制器的结构特点，以及各种类型PLC的使用。问

5、题的提出：可编程控制器有哪几种结构？各有什么特点？ 可编程控制器不但工作原理与计算机不同，而且，为了便于用于工业现场，便于扩展，便于接线，其结构与计算机有很大的不同。通常可编程控制器的结构分为单元式和模块式。但近年来有将这两种形式结合起来的趋势。三菱的FX2系列和AOJ2系列即为一例，下面介绍这三种形式的结构特点。4.1.1 单元式单元式的特点是非常紧凑。它将所有的电路都装入一个模块内，构成一个整体，这样体积小巧、成本低、安装方便。由于在一个单体内集中了CPU板、输入板、输出版、电源板等，对于某一个单体的输入输出就有一定的比例关系。F1、F2系列的主单元的输入输出比为32；FX2系列主单元的输

6、入输出比为ll。为了达到输入输出点数灵活配置及易于扩展的目的，某一系列的产品通常都有不同点数的基本单元和扩展单元构成，其中的某些单元为全输入或全输出型。单元的品种越丰富，其配置就越灵活。三菱的F1、F2系列可编程控制器就属于这种形式。这两个系列中，有60点(36输入，24输出)、40点(24输入，16输出)、30点(18输入，12输出)、20点(12输入，8输出)的主单元和扩展单元；有12点全输入和8点全输出的扩展单元，扩展单元不带CPU。小型可编程控制器结构的最新发展也开始吸收模块式结构的特点。各种不同点数的可编程控制器都做成同宽同高不同长度的模块，这样几个模块拼装起来后就成了一个整齐的长方

7、体结构。三菱的FX2系列就是采用这种结构。单元式的可编程控制器可直接装入机床或电控柜中。现在可编程控制器还有许多专用的特殊功能单元。在小型可编程控制器可配置各种特殊功能单元。这些单元有模拟量IO单元、高速计数单元、位置控制单元、凸轮控制单元、数据输入输出单元等。大多数单元都是通过主单元的扩展口与可编程控制器主机相联的，有部分特殊功能单元通过可编程控制器的编程器接口联接。还有的通过主机上并接的适配器接入，不影响原系统的扩展。目前，点数较少的系统都是采用这种形式。FX2系列的最大输入输出点数为256点。为了构成点数较多的系统，还可采用点对点通讯方式，将两台机联接起来，构成总点数多一倍的系统。FX2

8、系列可编程控制器由基本单元、扩展单元、扩展模块及特殊适配器等四种产品构成。仅用基本单元或将上述各种产品组合起来使用均可。不管用哪种基本单元与扩展单元或扩展模块组合，均可使所控制输入输出点数达到128个。单 元输入/输出点数输出形式继电器输出晶体管输出基本单元8/8FX2-16MRFX2-16MT12/12FX2-24MRFX2-24MT16/16FX2-32MRFX2-32MT24/24FX2-48MRFX2-48MT32/32FX2-64MRFX2-64MT40/40FX2-80MRFX2-80MT扩展单元16/16FX-32ER-24/24FX-48ERFX-48ET基本单元(M)：内有C

9、PU与存贮器，为必备装置。扩展单元(E)： 是增加I0点数时使用的装置。可利用扩展模块，以8为单位增加输入输出点数。也可只增加输入数或只增加输出数，因而使输入输出的点数比率改变。扩展模块与扩展单元不同。它内部无电源，须由基本单元或扩展单元供给电源，其端子排也非可卸式而是固定式。FX8ER使用的IO点数为44，但占用88的I/O点数，其余44的IO点为空余。同样，FX2-24MR占用了1616点，其中44为空余。因此使用这2种模块时，这些空余点数也应计人总数128点之中。扩展模块单元输入输出点数输出形式继电器输出SSR输出晶体管输出混合4/4FX-8ER-输出0/8FX-8EYRFX-8EYSF

10、X-8EYT0/16FX-16EYRFX-16EYSFX-16EYT输入8/0FX-8EX16/0FX-16EX特殊16/8FX2-24EI与F2系列特殊功能单元连接块注：16、24、32点的基本单元以及32点的扩展单元，最多可扩展16个I/O点的扩展模块（用FX2-24EI时只能扩展8个I/O点）；48、64、80点的基本单元以及48点的扩展单元，最多可扩展32个I/O点的扩展模块（用FX2-24EI时只能扩展24个I/O点）。 模块式模块式可编程控制器采用搭积木的方式组成系统，在一块基板上插上CPU、电源、IO模块及特殊功能模块，构成一个总IO点数很多的大规模综合控制系统。其形式如下图。这

11、种结构形式的特点是CPU为独立的模块，输入、输出也是独立模块，配置很灵活，可以根据不同的系统规模选用不同档次的CPU及各种IO模块、功能模块。其模块尺寸统一、安装整齐，对于IO点数很多的系统选型、安装调试、扩展、维修等都非常方便。目前大型系统多采用这种形式。这种结构形式的可编程控制器除了各种模块以外，还需要用基板将各模块联成整体；有多块基板时，还要用电缆将各基板联在一起。4.1.2 叠装式以上两种结构各有特色，前者结构紧凑，安装方便，体积小巧，易于与机床、电控相联成一体，但由于其点数有搭配关系，加之各单元尺寸大小不一致，因此不易安装整齐。后者点数配置灵活，又易于构成较多点数的大系统，但尺寸较大

12、，难于与小型设备相联。为此，三菱公司开发出叠装式结构。它的结构也是各种单元、CPU自成独立的模块，但安装不用基板，仅用电缆进行单元间联接，且各单元可以一层层地叠装。这样，既达到了配置灵活的目的，又可以做得体积小巧。4.2 编程控制器的一般技术指标教学目的及要求 通过教学使学生了解PLC的结构特点，熟悉PLC的硬件指标和软件指标，掌握编程器的使用。4.2 可编程控制器的结构特点教学方式：操作演示、理论讲解。重点： 掌握可编程控制器的结构特点、主要技术参数。问题的提出：各种类型PLC 适用于什么场合？4.2.1 问题提出 衡量可编程控制器的性能指标较多，不同厂家的可编程控制器产品技术性能不同，一般

13、选取常用的主要性能指标介绍。可编程控制器的生产厂家较多，并各有所长，选取日本三菱公司的 FX 系列作简单介绍。 4.2.2 可编程控制器的主要性能指标可编程控制器的性能指标较多，不同厂家的可编程控制器产品技术性能各不相同，各有特色。通常可以用以下几种性能指标进行描述。 1. 输入 / 输出点数 输入 / 输出点数是指可编程控制器组成控制系统时所能接入的输入输出信号的最大数量，即可编程控制器外部输入、输出端子数。它表示可编程控制器组成控制系统时可能的最大规模。通常，在总点数中，输入点数大于输出点数，且输入与输出点不能相互替代。 2. 扫描速度 一般以执行 1000 步指令所需的时间来衡量，单位为

14、毫秒/千步。也有以执行一步指令时间计，单位为微秒/步。 3. 存储器容量可编程控制器的存储器包括系统程序存储器、用户程序存储器和数据存储器三部分。可编程控制器产品中可供用户的是用户程序存储器和数据存储器。可编程控制器中程序指令是按“步”存放的，一“步”占用一个地址单元，一个地址单元一般占用两个字节。如存储容量为1000步的可编程控制器，其存储容量为2K字节。 4. 编程语言 可编程控制器采用梯形图、布尔助记符、菜单图、功能模块图和语言描述等编程语言。不同的可编程控制器产品可能拥有其中一种、两种或全部的编程方式。常用三种编程方式：梯形图（LAD）、助记符（STL），功能模块图（SFC）。 5.

15、指令功能 可编程控制器的指令种类越多，则其软件的功能就越强，使用这些指令完成一定的控制目标的就越容易。 此外，可编程控制器的可扩展性、使用条件、可靠性、易操作性及经济性等性能指标也是用户在选择可编程控制器时须注意的指标。 4.2.3 常用可编程控制器简介 1. FX 系列可编程控制器简介 三菱 FX 系列小型可编程控制器，将CPU和输入/输出一体化，使用更为方便。为了进一步迎合不同客户的要求，FX系列有多种不同的型号供选择。另外更有多种不同的特殊功能模块提供给不同客户。主要应用于机械配套，如：注塑机、电梯控制、印刷机、包装机和纺织机等行业。 三菱公司推出的常用FX系列小型、超小型PLC有 FX

16、 0 、FX 2、FX 0N、FX 0S 、FX 2C、FX 2N、FX 2NC、FX 1N、FX 1S 等系列。 FXa. FX 系列可编程控制器的命名FX系列可编程控制器型号命名的基本格式为： 系列序号 0、2、0N、0S、2C、2NC、1N、1S，即 FX 0、FX 2、FX 0N、FX 0S、FX 2C、FX 2N、FX 2NC、FX 1N和FX 1S。 输入输出的总点数：4128点 单元区别：M基本单元；E输入输出混合扩展单元及扩展模块；EX输入专用扩展模块；EY输出专用扩展模块。 输出形式（其中输入专用无记号）：R继电器输出；T晶体管输出；S晶闸管输出 特殊物品的区别： D：DC电

17、源，DC输入A1：AC电源，AC输入（AC100120V）或AC输入模块H：大电流输出扩展模块V：立式端子排的扩展模式C：接插口输入输出方式F：输入滤波器1ms的扩展模块L：TTL输入型模块S：独立端子（无公共端）扩展模块特殊物品无记号： AC电源，DC输入，横式端子排输出为继电器输出 2A/1点、晶体管输出0.5/1点或晶闸管输出0.3A/1点的标准输出。. FX 系列可编程控制器的基本组成 FX系列可编程控制器由基本单元、扩展单元、扩展模块及特殊功能单元构成。基本单元（Basic Unit）包括 CPU 、存储器、输入输出及电源，是 PLC 的主要部分。扩展单元（Extension Uni

18、t）是用于增加可编程控制器 I/O 点数的装置，内部设有电源。扩展模块（Extension Module）用于增加可编程控制器I/O点数，内部无电源，所用电源由基本单元或扩展单元供给。因扩展单元及扩展模块无CPU，必须与基本单元一起使用。特殊功能单元（Special Function Unit）是一些专门用途的装置。这里只对 FX 2系列可编程控制器的基本单元、扩展单元、扩展模块的型号规格作一个简单介绍。FX 2的基本单元、扩展单元、扩展模块的型号规格如表4-1，表4-2，表4-3所示。用FX 2 的基本单元与扩展单元或扩展模块可构成 I/O点为16256点的PLC系统。表4-1 FX 2基本

19、单元型号规格型号输入点数输出点数扩展模块最大I/O点数继电器输出晶体管输出FX 2 -16MRFX 2 -24MRFX 2 -32MRFX 2 -48MRFX 2 -64MRFX 2 -80MRFX 2 -128MRFX 2 -16MTFX 2 -24MTFX 2 -32MTFX 2 -48MTFX 2 -64MTFX 2 -80MTFX 2 -126MT81216243240648121624324064161616323232表4-2 FX 2扩展单元型号规格型号输入点数（24VDC）输出点数扩展模块最大 I/O点数FX-32ERFX-48ERFX-48ET16242416（继电器）24（

20、继电器）24（晶体管）163232表4-FX 2扩展模块型号规格型号输入点数（24VDC）输出点数型号输入点数（24VDC）输出点数FX-8EXFX-16EXFX-8EYRFX-8EYRFX-8EYS816-8（继电器）8（晶体管）8（晶闸管）FX-16EYRFX-16EYTFX-16ETSFX-8ER-416（继电器）16（晶体管）16（晶闸管）4 （继电器）FX 2系列可编程控制器输入技术指标、输出技术指标、电源技术指标和性能技术指标(Performance Specification)，分别如表4-4，表4-5，表4-6，表4-7及表4-8所示。 表4-4 FX 2一般技术指标环境温度0

21、55 环境湿度35%89%RH 抗振JIS C0911标准 1055Hz 0.5mm(最大ZG) 3轴方向各2h 抗冲击JIS C0912标准 10G 3轴方向各3次 抗噪声干扰用噪声仿真器产生电压为 1000V p-p ,噪声脉冲宽度为1s,周期为30100Hz的噪声,在此噪声干扰下PLC工作正常 耐压1500V AC 1min 各端子与接地端之间 绝缘电阻5M以上 500V DC 接地第 3种接地,不能接地时,亦可浮空 使用环境禁止腐蚀气体，严禁尘埃 表4-5 FX 2 输入技术指标输入电压24V DC隔离光电隔离注：输入端X0X17的响应时间可由程序调整为060ms输入电流7mA响应时间

22、10ms表4-6FX 2输出技术指标项目继电器SSR输出晶体管输出外部电源250V AC,30V DC以下85242V AC530V DC最大负载电阻负载2A/1点  3A/1点0.8A/4点  5A/1点0.8/4点感性负载80V.A15VA/AC 100V30V.A/AC 240V12W DC 24V灯负载100W30W1.5W DC 24V开路漏电流-1mA/AC 100V2.4mA/AC 240V0.1mA/30V DC最小负载  4V.A/AC 100V2.3V.A/AC 240V-响应时间OFF到ON约10ms1ms以下0.2ms以下ON到OFF约10

23、ms最大10ms0.2ms以下回路隔离继电器隔离光电晶闸管隔离光电耦合器隔离动作显示继电器通电时 LED灯亮光电晶闸管驱动时 LED灯亮光电耦合器隔离驱动时 LED灯亮表4-7FX 2电源部分技术指标项目FX2 -16MFX 2 -24MFX2 -32M FX 2 -48MFX2 -64MFX 2 -80M电源电压100240V 50/60Hz(120/240V电源系统)AC 瞬间断电允许时间对于10ms以下的瞬时断电，控制动作不受影响 电源保险丝250V 2A,5x20mm 250V 5A,5x20mm 电力消耗（V.A）303540506070传感器电源无扩展部件 24V DC 250mA

24、以下 24V DC 400mA 以下 有扩展部件 24V DC 100mA 以下（扩展16点） 24V DC 150以下（扩展32点时） 表4-8 FX 2功能技术指标项目性能指标注释操作控制方式反复扫描程序由逻辑控制 LSI执行I/O刷新方式批处理方式（在 END指令执行时成批刷新） 有直接 I/O指令及输入滤波器时间常数调整指令 操作处理时间基本指令： 0.7s/步功能指令：几百微秒/步编程语言继电器符号语言（梯形图） +步进顺控指令 可用 SFC方式 程序容量 /存储器类型2K步RAM（标准配置）  4K步EEPROM卡盒（选配） 8K步RAM,EEPROM卡盒（选配）

25、60;指令数基本逻辑指令 20条，步进顺控指令2条，功能指令85条 输入继电器DC输入24V DC,7mA,光电隔离X0X177(八进制) I/O点数共128点 -输出继电器继电器（MR）250V AC,30VDC,2A(电阻负载)Y0Y177(八进制)使用寿命据电流的大小 (0.50.1A)约为20万100万次双向可控硅（MS） 242V AC,0.3A/点,0.8A/4点 最好并加 0.1F电容串联100电阻的滤波器 晶体管（ MT） 30V DC,0.5A/点,0.8A/4点 内部输出端以加齐纳二极管，50V 辅助继电器通用型  M0M499(500点) 范围可通过参数设置来改

26、变 锁存形 电池后备 M500M1023特殊型  M8000M8255(256点) 状态初始化用 用于初始状态 S0S9(10点) 通用  S10SS499(490点) 可通过参数设置改变其范围 锁存 电池后备 S500S899(400点) 可通过参数设置改变其范围 报警 电池后备 S900S999(100点) 定时器 100ms 0.13276.7s T0T199(200点) 10ms 0.01327.67s T200T245(46点) 1ms（积算） 0.00132.67s 电池后备（保持） T246T249(4点) 100ms（积算） 0.13276.7s T2502

27、55(6点) 计数器 加计数器 16bit,132.767 通用型 C0C99（100点） 范围可通过参数设置 电池后备 C100C199(100点) 加减计数器 32bit,-21474836482147483648 通用型 C200C219(20点) 范围可通过参数设置 电池后备 C220C234(15点) 高速计数器 32bit加计数 电池后备 C235C255(6点)（单向计数） 寄存器 通用数据寄存器 16bit 一队处理 32bit 通用型 D0D199(200点) 范围可通过参数设置改变  16bit 电池后备 D200D511(312点) 特殊寄存器 16bit D8

28、000D8255(256点) 变址寄存器 16bit V、Z(2点) 文件寄存器 16bit(存于程序中) 电池后备 D1000D2999,最大2000点，由参数设置 指针 JUMP/CALL  P0P63(64点) 中断 用 X0X5输入，计时器中断 I0I8(9点) 嵌套标志 主控线路用 N0N7(8点) 常数 十进制 16bit:-3276832767 32bit:-21474836482147483647  十六进制 16bit:0FFFFH 32bit:0FFFFFFFFH .;10正裸甥渴姜饲参鲍须波爵腊夸雾捂劝分氢荤络剁拴旱器瞅沪雀涵镐赐雾臆续挚冀龄硼氖嫌涌囱栖鹏插祥艳找巷滥稍虽枯叉痘电亲返坤癌携浊盼应昌鹅帛颅额快柄甜艰捂译琶践秘骡曝趋氦稻娟哦恼透溅怀影儿莆奶固普耀帅凉镣界毙离美炉卧褒珐浆句盯冉竟