电气控制与可编程控制器(第3章)

1、第三章第三章 PLC的组成与工作原理的组成与工作原理12022-4-252022-4-2522022-4-2532022-4-2542022-4-2552022-4-2562022-4-25717 16 15 14 10 0704 03 02 01 00输入、输出输入、输出继电器继电器接线端子接线端子2022-4-2582022-4-2592022-4-2510继电器继电器继电器继电器晶体管晶体管2022-4-2511继电器继电器晶体管晶体管晶闸管晶闸管继电器继电器晶体管晶体管晶闸管晶闸管继电器继电器2022-4-25122022-4-25132022-4-25142022-4-25151 1

2、、输入继电器、输入继电器 X0X0X267X267（八进制）（八进制）作用作用专门用于接收和存储（记忆，对输入映像寄存专门用于接收和存储（记忆，对输入映像寄存 器的某一位）外部开关量信号器的某一位）外部开关量信号（FXFX2N2N系列用系列用8 8位编码，地址为位编码，地址为X0X0X267X267）数量数量无数对常开、常闭触点编程无数对常开、常闭触点编程输入继电器线圈输入继电器线圈与与 PLC PLC 输入端子相对应输入端子相对应特点特点状态只能由外部信号驱动，无法用程序驱动状态只能由外部信号驱动，无法用程序驱动 触点只能用于内部编程，无法驱动外部负载触点只能用于内部编程，无法驱动外部负载响

3、应时间响应时间 10ms 10ms2022-4-25162022-4-2517COM X0COM Y0 X0 Y0 X0常开触点常开触点 X0常闭触点常闭触点Y0常开触点常开触点Y0常闭触点常闭触点输输入入信信号号输输入入端端子子输输出出端端子子负负载载 外部电源外部电源输入继电器输入继电器输出继电器输出继电器程序例程序例X0 X1 Y0PLCPLC 输入、输出继电器等效电路图输入、输出继电器等效电路图2022-4-25182022-4-25192022-4-25202022-4-25215 5、常数、常数 K/HK/H K K 十进制数，如：十进制数，如：345K345345K345 H H

4、 十六进制数，如：十六进制数，如：345H159345H1596 6、定时器、定时器 T0T0T255 T255 （十进制）共（十进制）共256256点点 作用作用相当通电延时型时间继电器用于定时控制相当通电延时型时间继电器用于定时控制 数量数量T0T0T255T255共共256256点点 动作动作设定计时时间到，常开闭合、常闭打开设定计时时间到，常开闭合、常闭打开 1 1）普通型定时器（非积算式）普通型定时器（非积算式） 100ms 100ms 定时器，定时器，T0T0T199T199（200200点）点） 设定设定0.10.13276.7s3276.7s 10ms 10ms 定时器，定时器

5、，T200T200T245T245（4646点）点） 设定设定0.010.01327.67s327.67s2022-4-25221X010ms时钟脉冲时钟脉冲普通型普通型定时器的工作原理与动作时序定时器的工作原理与动作时序&复位输入复位输入计数器计数器设定值设定值KT200X0T200K123 设定值设定值X0T200K123T200 Y0X0设定值设定值T200当前值当前值Y01.23s计数数据输入计数数据输入比较器比较器输出触点输出触点2022-4-2523 2 2）保持型定时器（积算式）保持型定时器（积算式） 1ms 1ms 保持型定时器（积算）保持型定时器（积算）T246T24

6、6T249T249（4 4点）设定点）设定0.0010.00132.767s32.767s（中断动作）（中断动作） 100ms 100ms 定时器，定时器，T250T250T255T255（6 6点）点） 设定设定0.10.13276.7s3276.7s（中断动作）（中断动作）例：原理例：原理X1X1T250T250对对100ms100ms计数计数 K345 K345 时时T250T250动作动作触点接通触点接通2022-4-25241输出触点输出触点X1100ms时钟脉冲时钟脉冲保持型保持型定时器的工作原理与动作时序定时器的工作原理与动作时序&复位输入复位输入计数器计数器设定值设定值

7、KT250X1T250K345X1T250K345T250 Y1X1设定值设定值T250 累加值累加值当前值当前值Y1X2t1 t2X2计数数据输入计数数据输入比较器比较器X2RSTT250RSTT250X2t1t234.5s2022-4-25252022-4-25262022-4-2527C0当前数据当前数据加计数器动作过程图加计数器动作过程图X10 C0K10C0 Y01 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13X11RSTC00X10X11Y0134567891022022-4-25282022-4-2529C200当前数据当前数据加加/减计数器工作过程减计数器工作过程X1

8、3 C200K3C200 Y11 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13X14RSTC2000X13X14Y11232101M8200X12X12234512340若输出已经接通若输出已经接通加加 减减 加加从从3再往下再往下 减，则输出断开。减，则输出断开。由由4再加到再加到3，则输出接通。，则输出接通。2022-4-25302022-4-25312022-4-25322022-4-2533X10X10若若 V8， Z14则则 5813，101424传送执行传送执行 D13D24MOV D5VD10Z变址寻址方式数据传送变址寻址方式数据传送2022-4-25342022-4-

9、2535 例如例如，I001为输入为输入X0从从OFFON 变化时，执行由该指针作变化时，执行由该指针作 为标号后面的中断程序，为标号后面的中断程序， 并根据并根据 IRET 指令返回。指令返回。 I外部输入信号中断外部输入信号中断0：下降沿中断：下降沿中断1：上升沿中断：上升沿中断输入号输入号（05）每个输入只能每个输入只能用用 1 次次0 I 内部定时器中断内部定时器中断1099ms定 时 器 中 断 号定 时 器 中 断 号（68）每个定时器只能每个定时器只能用用 1 次次例如例如，I610即为每隔即为每隔10ms就执行就执行 标号为标号为I610后面的中断程序，后面的中断程序， 并根据

10、并根据 IRET 指令返回。指令返回。2022-4-2536中断服务子程序指针标号的应用中断服务子程序指针标号的应用2022-4-2537FX2N 系列系列PLC存储器分配存储器分配D0D199D200D7999（B/U）D800D8255 K H P I N 参数参数 程序程序 文件寄存器文件寄存器 注释注释D1000D7999CPU系统软件系统软件程序存储器程序存储器RAMEPROMEEPROMAB/U数据寄存器数据寄存器数据存储器数据存储器RAMCAB V Z变址寄存器变址寄存器BB T0T199（B/U） T200T245定时器当前值定时器当前值CC T0T199（B/U） T200T

11、245积算型定时器当前值积算型定时器当前值AAC0C99C100C199（B/U）C200C219CACAAC200C234（B/U）C235C255（B/U）计数器当前值计数器当前值定时器触点定时器触点 计数器线圈计数器线圈触点映像触点映像定时器触点定时器触点 计数器线圈计数器线圈 复位线圈复位线圈计数器触点计数器触点 计数器线圈计数器线圈 复位线圈复位线圈位存储器位存储器 RAMCCCABCCAAAAAACACAA输入触点输入触点输出输出辅助触点辅助触点状态状态报警器报警器100ms10ms1ms 积算积算 100ms积算积算bit Ubit U高速高速 U/DB/U 理电池保持理电池保持

12、U 加计数加计数 U/D 加、减双向计数加、减双向计数 2022-4-2538电源电源ON/OFF及及PLC RUN/STOP对各存储区的影响对各存储区的影响2022-4-2539FX2系列系列PLC元件编号一览表元件编号一览表2022-4-25402022-4-25412022-4-2542（微处理器）（微处理器）（寄存器）（寄存器）（存储器）（存储器）PLCPLC输入部分输入部分 逻辑运算部分逻辑运算部分 输出部分输出部分输入部分输入部分 输入变换器输入变换器 逻辑运算部分逻辑运算部分 输出变换器输出变换器 输出部分输出部分继电器与继电器与PLCPLC装置控制图装置控制图2022-4-25

13、43合上电源合上电源开始开始内部处理内部处理通信服务通信服务11程序执行程序执行输入处理输入处理停机？停机？CPU动作方式？动作方式？STOP否否否否是是PLC工作框图工作框图自诊断自诊断输出处理输出处理停机处理停机处理正常？正常？RUN是是2022-4-2544输输入入端端子子输入输入映象映象寄存器寄存器X0X1X2 M0 Y0元件元件映象映象寄存器寄存器读读X0Y0读读写写读读写写辅助继电器辅助继电器输输出出端端子子输出输出锁存锁存存储器存储器Y0Y1Y2输出输出反复一个周期反复一个周期称为扫描周期称为扫描周期程序执行中读程序执行中读 X X程序执行完写所有程序执行完写所有 Y YPLC

14、PLC 用户程序扫描工作过程用户程序扫描工作过程2022-4-25452022-4-25462022-4-25472022-4-25482022-4-25492022-4-25502022-4-2551被被控控对对象象系系统统总总线线开关量开关量输入模块输入模块模拟量模拟量输入模块输入模块开关量开关量输出模块输出模块模拟量模拟量输出模块输出模块其它模块其它模块采样采样设备设备之行之行装置装置检测检测装置装置电源电源模块模块主控模块主控模块（CPU、存、存储器、用户储器、用户存储器、存储器、通信接口）通信接口）编程器编程器计算机计算机可编程可编程终端或终端或外围设外围设备备PLCPLC控制系统硬

15、件组成框图控制系统硬件组成框图2022-4-2552合上电源合上电源I/O和内部继电器清和内部继电器清零所有定时器复位零所有定时器复位检查检查I/O单元连接单元连接复位时间监视器复位时间监视器检查硬件和用户检查硬件和用户程序存储器程序存储器采集输入信号刷新采集输入信号刷新I/O数据更新输出信号数据更新输出信号11检查合格？检查合格？监控定时器复位监控定时器复位T1执行用户程序指令执行用户程序指令程序结束？程序结束？监控定时器复位监控定时器复位T1服务于外设命令服务于外设命令错误标志置位，错误标志置位，出错灯亮出错灯亮程序结束？程序结束？严重故障严重故障报警报警否否否否是是是是图图2-1X1 P

16、LC内部工作示意图内部工作示意图2022-4-25532022-4-2554PLCPLC的的I/OI/O响应时间响应时间 a)a)图形图图形图 b)b)最小响应时间波形最小响应时间波形 c)c)一般情况时间波形一般情况时间波形 Y2Y1Y0Y2Y1Y0X0T3 t1 t2 t3 t1 t2 t3 t1 t2 t3 t1 t2 t3 T T T TY2Y1Y0X0t1 t2 t3 t1 t2 t3 t1 t2 t3 t1 t2 t3 t1 T T T Ta)b)c)Y1Y0X02022-4-25552022-4-25562022-4-2557插入插入I/OI/O立即刷新指令后的立即刷新指令后的I

17、/OI/O响应响应 a)a)图形图图形图 b) b) 波形图波形图Y10X10Y10 t2 t3 t1 t2 t3 t1 t2 T T Ta)b)M8000X10M8000300300306306308308REF X10 K8REF Y10K8300 tT 308连续连续8位同时刷新位同时刷新2022-4-25582022-4-2559传传感感器器COM5V LEDCOMX24VDC24V放大器放大器R RR RC直流输入电路直流输入电路2022-4-2560供给扩展模块的电源供给扩展模块的电源 基本单元基本单元+24V COM RUNX0 X1 X2 扩展模块扩展模块+24VX3X0X1X2接接 近开关近开关扩展电源扩展电源公共公共COM线线带有扩展模块的输入侧的接线图带有扩展模块的输入侧的接线图2022-4-25612022-4-2562ACCOM5V LEDX17X9X0放大器放大器RR RC交交流输入电路流输入电路1 : :917R CRR2022-4-2563AC/DCCOM5V LEDX17X9X0放大器放大器RR RC交直交直流输入电路流输入电路1 : :917RR2022-