《电气可编程控制原理与应用》课件3

1、2022-5-4第三章 PLC的基本结构和工作原理1第3章 PLC的基本结构和工作原理3.1 PLC的组成 3.1.1 概述 3.1.2 初步认识可编程控制器（PLC）3.2 PLC的基本工作原理 3.2.1 PLC的等效电路 3.2.2 PLC的工作过程 3.2.3 PLC的接线图和梯形图的绘制方法 3.2.4 串行工作方式对梯形图控制结果的影响3.3 PLC的输入输出接口电路 3.3.1 开关量输入接口模块 3.3.2 开关量输出接口模块3.4 FX2N型PLC的配制 3.4.1 FX2N型PLC的主要种类及型号 3.4.2 FX2N型PLC的产品规格3.5 PLC中的软元件 3.5.1

2、输入、输出继电器（X、Y） 3.5.2 辅助继电器（M） 3.5.3 状态继电器（S） 3.5.4 定时器（T） 3.5.5 计数器（C） 3.5.6 数据寄存器（D） 3.5.7 指针（P）、（I）习题 2022-5-4第三章 PLC的基本结构和工作原理23.1 PLC的组成的组成3.1.1 概述概述可编程序控制器(Programmable Controller)，简称PC，为了与个人计算机(Personal Computer)的PC相区别，又称可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller) ，简称PLC。在国内市场上，欧洲的代表是西门子公司，日本的代表是三菱

3、和欧姆龙公司，美国的代表是AB与GE公司。本书主要介绍三菱公司生产的FX2N型PLC的基本组成，原理与应用。在了解PLC工作原理与特点的基础上，重点介绍小型PLC的应用技术。包括小型PLC的硬件与系统构成、基本性能、指令与编程方法、控制系统的硬件与软件的设计方法、系统的安装与调试等 。PLC实质上是一种工业控制计算机 。在初次学习PLC的控制原理时，可以先不必从计算机的角度上去理解它，而把它当作一个由各种控制功能的继电器、开关等控制元件组成的控制装置来看待。 3.1.2 初步认识可编程控制器初步认识可编程控制器(PLC)输入端子输入信号灯输出端子输出信号灯编程电缆运行开关电源指示灯运行指示灯电

4、池指示灯出错指示灯扩展端口锂电池FX2N型型PLC外观外观图3- 1 FX2N型PLC的外形2022-5-4第三章 PLC的基本结构和工作原理4各种类型的PLC2022-5-4第三章 PLC的基本结构和工作原理5中、大型PLC的结构外型中、大型PLC的结构外型，它通常采用积木式结构，可以根据需要将各种标准模块进行搭接，常用的模块有电源模块、CPU模块、输入模块、输出模块以及各种特殊模块。 图3- 2中、大型PLC的结构外型2022-5-4第三章 PLC的基本结构和工作原理63.2 PLC的基本工作原理 3.2.1 PLC的等效电路在PLC中有大量的、各种各样的继电器，如输入继电器(X)、输出继

5、电器(Y)、辅助继电器(M)、定时器(T)、计数器(C)等。不过这些继电器不是真正的继电器，而是用计算机中的存储器来模拟的，我们把它叫作软继电器。存储器中的某一位就可以表示一个继电器，这种继电器也叫位继电器。储器中的一位有两种状态：“0”和“1”。我们用0表示继电器失电，用1表示继电器得电。把“0”或 “1”写入存储器中的某一位就表示对应的继电器线圈失电或得电。读出该存储器某位的值为0时，表示对应继电器的常开接点断开；为1时，表示对应继电器的常开接点闭合。而常闭接点的值是对存储器位的取反。读存储器的次数是不受限制的，所以一个位继电器的接点从理论上讲是无穷多的。2022-5-4第三章 PLC的基

6、本结构和工作原理7为了区别常规控制电路和PLC控制电路(通常叫梯形图)，PLC一般用专用图形符号来表示，如表3-1所示，其中可编程序控制器的继电器线圈可有多种画法。常开接点常闭接点继电器线圈常规电器可编程序控制器可编程序控制器图形符号可编程序控制器图形符号表3- 1常规电器和可编程序控制器的图形符号对照 2022-5-4第三章 PLC的基本结构和工作原理8输入部分元件热继电器FR、停止按钮SB1、起动按钮SB2；中间逻辑部分元件中间继电器KA、时间继电器KT；输出执行部分元件接触器KM1、KM2。电动机降压电动机降压起动控制动控制图3- 3 图2-16自耦变压器降压起动控制电路UVWML1 L

7、2 L3KM1KM2QSFUFRKM2TSB1SB2KM1KAKTKM1 KM2KTFRKM1 KAKA2022-5-4第三章 PLC的基本结构和工作原理9用用PLC控制电动机降压控制电动机降压起动控制动控制X0X1X2Y0Y1Y0Y0T0K50T0M0M0M0X0X1X2FRSB1SB2 24V COM 梯形图X0X1X2Y0Y1COM1220VKM1KM2+-输入量输出量逻辑部分电路可编程控制器输入部分电路输出部分电路Y0Y1图3- 4 PLC等效控制电路2022-5-4第三章 PLC的基本结构和工作原理103.2.2 LC的工作过程图3- 5 PLC等效电路工作过程示意图X0X1X2Y0

8、Y1Y0Y0T0K50T0M0M0M0X0X1X2X3X4X27X25X26FRSB1SB224VCOM 输入映像寄存器输出锁存器元件映像寄存器输出继电器辅助继电器状态继电器定时器计数器Y0Y1Y2Y3Y267 M8255 S999 T255 C256M0M1M2M3S0S1S2S3T0T1T2T3C0C1C2C3Y0Y1Y2Y3Y0Y1Y2Y3Y27输出（驱动）继电器输出继电器接点Y27123456789101112COM1220VKM1KM2梯形图可编程控制器内部等效电路输入端接线输出端接线X0X1X2X3X4X27X25X26输入采样程序处理结果输出Y4COM2 END一个扫描周期202

9、2-5-4第三章 PLC的基本结构和工作原理11梯形图的过程可分为以下三个阶段：输入采样阶段 程序处理阶段输出刷新结果输出阶段PLC完成上述3个阶段称为一个扫描周期。PLC反复不断地执行上述过程。扫描周期的长短和PLC的运算速度和工作方式有关，但主要和梯形图的长度及指令的种类有关，一个扫描周期的时间大约在几毫秒到几百毫秒之间。 PLC执行梯形图 (读程序) 是一步一步进行的，所以它的逻辑结果也是由前到后逐步产生的，为串行工作方式。常规电器的控制电路中所有的控制电器都是同时工作的，在通电和得电顺序上不存在先后的问题，为并行工作方式。3.2.2 LC的工作过程2022-5-4第三章 PLC的基本结

10、构和工作原理123.2.3 PLC的接线图和梯形图的绘制方法梯形图采用水平布置画法，梯形图最左边的竖线叫作左母线，右边的竖线叫作右母线，右母线可以省略不画，左右母线相当于电源线。画梯形图时应注意 ：1 梯形图中的连接线(相当于导线)不能相互交叉，并且只能 水平或垂直绘制，2 梯形图中的接点一般只能水平绘制，不能垂直绘制，3 各种继电器线圈只能与右母线连接，不能与左母线连接，4 接点不能与右母线连接，5 接点中的“电流”只的从左向右单方向流动，不能出现反向流动的现象。2022-5-4第三章 PLC的基本结构和工作原理13图3- 6 PLC的接线图和梯形图X0X1X2Y0Y1Y0Y0T0K50T0

11、M0M0M0Y2Y3Y4Y0Y1Y0Y1FRSB1SB2COM X0X1X2COM1220VKM1KM2Y0Y1Y2Y3Y4COM2KM1KM2HL1HL2HL36V(b)PLC接线图(c)PLC控制梯形图UVWML1L2L3KM1KM2QSFUFRKM2T(a)主电路图2022-5-4第三章 PLC的基本结构和工作原理143.2.4 串行工作方式对梯形图控制结果的影响梯形图中继电器线圈的接点在线圈之前和在线圈之后，对它的控制结果可能是有影响的。X1X2X1Y0Y1Y0Y1X1X2X1Y0Y1Y0Y1(a)(b)先执行先执行后执行后执行图3- 7 接点前后顺序对梯形图控制的影响2022-5-4

12、第三章 PLC的基本结构和工作原理15点动控制的电路图和梯形图KMKMSB1SB2SB3(a)点动控制电路图(b)点动控制梯形图X1X2X3Y0X3Y0图3- 8 点动控制的电路图和梯形图X1X2M0Y0X3Y0X3M0图3- 9 接点顺序的调整 2022-5-4第三章 PLC的基本结构和工作原理163.3 PLC的输入输出接口电路 PLC的输入输出接口电路是与外部控制电路联络的主要通道。输入输出接口模块在设计时采取了光电隔离、滤波等抗干扰措施，以提高PLC工作的可靠性，对各种型号的输入输出接口模块，我们可以把它们以不同形式进行归类。按照信号的种类归类有直流信号输入、输出，交流信号的输入、输出

13、；按照信号的输入、输出形式分有数字量输入、输出，开关量输入、输出，模拟量输入输出。下面通过开关量输入、输出模块来说明外部设备与CPU的连接方式。2022-5-4第三章 PLC的基本结构和工作原理173.3.1 开关量输入接口模块输入形式有两种：源型(公共端COM接极)和漏型(公共端COM接极)。我国一般采用漏型输入形式。开关量输入设备也有两种型式：一种是无源开关，如各种按钮、继电器接点、控制开关等；一种是有源开关，如各种接近开关、传感器、编码器、光电开关等。图3- 10 PLC的开关量输入接口电路 5V24V()3.3KX0X1同上COM光电耦合器滤波器X27信号灯24VPLC输入继电器X0的

14、内部电路输入继电器X1的内部电路24V()S1S2S3R1R2R3R4R5R6CHN2022-5-4第三章 PLC的基本结构和工作原理18PLC漏型输入的外部接线图3- 11 PLC漏型输入的外部接线X0X1COMX324VX23.3K24V输入继电器X的内部简化电路X4接近开关接近开关限位开关按钮继电器接点3.3K3.3K3.3K3.3K2022-5-4第三章 PLC的基本结构和工作原理193.3.2 开关量输出接口模块开关量输出模块通常有三种形式：继电器输出可驱动直流30V或交流250V负载，驱动负载大，但响应时间慢。常用于各种电动机、电磁阀、信号灯等负载的控制。晶体管输出属直流输出，能驱

15、动530V直流负载，驱动负载较小，但响应时间快。多用于电子线路的控制。双向晶闸管输出为交流输出。能驱动85240V交流负载。驱动负载较大，响应时间较慢。COM1Y0Y1Y2Y3PLC负载电源FUCOM1Y0Y1Y2Y3PLC负载电源FUCOM1Y0Y1Y2Y3PLC负载电源FU+-继电器输出晶体管输出双向晶闸管输出2022-5-4第三章 PLC的基本结构和工作原理203.3.2 开关量输出接口模块光电耦合器R1R2R3R4V1V2KAY0COM1输出锁存器+24VH信号灯图3- 12 PLC的开关量继电器输出接口电路2022-5-4第三章 PLC的基本结构和工作原理213.4 FX2N型PLC

16、的配制 3.4.1 FX2N型PLC的主要种类及型号1、FX2N型PLC的主要种类FX2N型PLC按品种可分为： 基本单元由内部电源、内部输入输出、内部CPU和内部存储器组成，只有基本单元可以单独使用，当输入输出点数不足时可以进行扩展。 扩展单元由内部电源、内部输入输出组成，需要和基本单元一起使用。扩展模块由内部输入输出组成，自身不带电源，由基本单元、扩展单元供电，需要和基本单元一起使用。特殊扩展设备可分为三类： 特殊功能板用于通信、连接和模拟量设定等， 特殊模块主要有模拟量输入输出、高速计数、脉冲输出、接口等模块， 特殊单元用于定位脉冲输出。2022-5-4第三章 PLC的基本结构和工作原理

17、222、FX2N型PLC的型号FX2N型PLC的型号可表示如下：FX2N128 M R001 PLC系列名称， 输入和输出点数总和，128为64点输入和64点输出， 单元种类：M基本单元，E输入输出混合扩展模块及扩展单元，EX输入专用扩展模块，EY输出专用扩展模块， 输出型式：R继电器输出，S晶闸管输出，T晶体管输出， 其它区分：001专为中国推出的产品。2022-5-4第三章 PLC的基本结构和工作原理233.4.2 FX2N型PLC的产品规格表3- 4基本单元一览表输入输出点数输入点数输出点数FX2N型PLCAC电源，DC输入继电器输出晶闸管输出晶体管输出1688FX2N16MR001FX

18、2N16MS001FX2N16MT001321616FX2N32MR001FX2N32MS001FX2N32MT001482424FX2N48MR001FX2N48MS001FX2N48MT001643232FX2N64MR001FX2N64MS001FX2N64MT001804040FX2N80MR001FX2N80MS001FX2N80MT0011286464FX2N128MR001FX2N128MT0012022-5-4第三章 PLC的基本结构和工作原理243.4.2 FX2N型PLC的产品规格表3- 5扩展单元一览表输入输出点数输入点数输出点数AC电源，DC输入继电器输出晶闸管输出晶体

19、管输出321616FX2N32ERFX2N32ESFX2N32ET482424FX2N48ERFX2N48ET2022-5-4第三章 PLC的基本结构和工作原理253.4.2 FX2N型PLC的产品规格表3- 6扩展模块一览表输入输出点数输入点数输出点数输入继电器输出晶闸管输出晶体管输出输入信号电压连接形式8(16)4(8)4(8)FX0N-8ERDC24V横端子台880FX0N-8EXDC24V横端子台808FX0N-8EYRFX0N-8EYT横端子台16160FX0N-16EXDC24V横端子台16016FX0N-16EYRFX0N-16EYT横端子台16160FX2N-16EXDC24V

20、横端子台16016FX2N-16EYRFX2N-16EYTFX2N-16EYS横端子台注：( )中的数字为扩展设备占用点数， 控制电源(DC5V)由由基本单元或扩展单元供电。2022-5-4第三章 PLC的基本结构和工作原理263.5 PLC中的软元件 在PLC中软元件有三种类型。第一种为位元件，PLC中的输入继电器X、输出继电器Y、辅助继电器M和状态继电器S为位元件。存储单元中的一位表示一个继电器，其值为“0”或“1”，“0”表示继电器失电，“1”表示继电器得电。第二种为字元件，最典型的字元件为数据寄存器D，一个数据寄存器可以存放16位二进制数，两个数据寄存器可以存放32位二进制数，在PLC

21、控制中用于数据处理。定时器T和计数器C也可以作为数据寄存器来使用。第三种为位与字混合元件，如定时器T和计数器C，它们的线圈和接点是位元件，它们的设定值寄存器和当前值寄存器为字元件。2022-5-4第三章 PLC的基本结构和工作原理273.5.1 输入、输出继电器(X、Y)表3- 9 输入继电器和输出继电器元件分配表型号FX2N16MFX2N32MFX2N48MFX2N64MFX2N80MFX2N128M扩展时输入继电器X0X78点X0X1716点X0X2724点X0X3732点X0X4740点X0X7764点X0X267184点输出继电器Y0Y78点Y0Y1716点Y0Y2724点Y0Y373

22、2点Y0Y4740点Y0Y7764点Y0Y267184点输入继电器(X)和输出继电器(Y) 在PLC中各有184点，采用八进制编号。输入继电器编号为：X0X7、X10X17、X20X27X267。输出继电器编号为：Y0Y7、Y10Y17、Y20Y27Y267。但输入继电器和输出继电器点数之和不得超过256，如接入特殊单元、特殊模块时，每个占8点，应从256点中扣除。2022-5-4第三章 PLC的基本结构和工作原理28例例3-1用PLC控制一个电热水箱，如图3-13所示，电热水箱用3KW电加热器烧水，用2个水位开关检测水位。控制要求：首先进水电磁阀得电打开，进水，当水位高于水位开关1时，加热器

23、得电开始加热，当水位高于水位开关2时，进水电磁阀失电关闭，当加热器加热到100度时停止，放水电磁阀得电将放水阀打开，水龙头可以放水。当水位低于水位开关1时，加热器不得加热，进水电磁阀重新得电开始进水。进水时放水电磁阀关闭。水温开关加热器水位开关1水位开关2进水电磁阀放水电磁阀水龙头水箱图3- 13 电热水箱示意图2022-5-4第三章 PLC的基本结构和工作原理29电热水箱PLC的控制UX0X1X2Y0Y1Y2COMCOM1PLCSL1SL2STYV1YV2KM水温开关水位开关1水位开关2进水电磁阀放水电磁阀HL加热接触器放水信号灯(a) PLC接线图Y0Y1Y2X0X1X1X0Y0Y0进水电

24、磁阀放水电磁阀加热接触器放水信号灯水温开关水位开关1水位开关2(b) 梯形图X2水位开关1图3- 14电热水箱的控制2022-5-4第三章 PLC的基本结构和工作原理303.5.2 辅助继电器(M)辅助继电器(M)相当于中间继电器，它只能在内部程序(梯形图)中使用，不能对外驱动外部负载，在梯形图用于逻辑变换和逻辑记忆作用。辅助继电器有通用辅助继电器、断电保持辅助继电器和特殊辅助继电器。 通用辅助继电器的元件编号为M0M499，共500点。它和普通的中间继电器功能一样，运行时如果通用辅助继电器线圈得电，当电源突然中断时线圈失电，若电源再次接通时，线圈仍失电。可通过参数设定将其改为断电保持辅助继电

25、器。断电保持辅助继电器的元件编号为M500M3071其中M500M1023共524点，可通过参数设定将其改为通用辅助继电器。M1024M3071共2048点，为专用断电保持辅助继电器。其中M2800M3071用于上升沿，下降沿指令的接点时，有一种特殊性。 2022-5-4第三章 PLC的基本结构和工作原理31例例3-2用传送带运送产品。传送带由三相鼠笼型电动机控制，在传送带末端安装一个限位开关SQ，工人在传送带首端放好产品，按下起动按钮，传送带开始运行。当产品到达传送带末端并超过限位开关（即产品全部离开传送带）时，皮带停止。电动机产品SQM传送带限位开关图3- 15 传送带示意图2022-5-

26、4第三章 PLC的基本结构和工作原理32传送带PLC控制接线图和梯形图图3- 16 传送带PLC控制接线图和梯形图例例3-3 在例3-2用传送带传运送产品控制中，在停电之后再来电时传送带不会自行起动。现要求停电之后再来电时传送带能够继续工作，试画出对应的梯形图。图3- 17传送带PLC控制梯形图 M0X1Y0X2X0M0Y0COM1KMUX0X1X2SB1SB2SQX2Y0起动停止限位开关COM电动机(a)PLC接线图(b)梯形图M0X1M500X2X0M0X2M500Y0M5002022-5-4第三章 PLC的基本结构和工作原理33例例3-4一辆小车在一条线路上运行，如图3-18所示。线路上

27、有15共5个站点，每个站点各设一个行程开关和一个呼叫按钮。要求无论小车在哪个站点，当某一个站点按下按钮后，小车将自动行进到呼叫点。试用PLC对小车进行控制。 图3- 18 小车行走示意图SB1SB2SB3SB4SB5SQ1SQ2SQ3SQ4SQ5呼叫按钮行程开关小车X1X2X3X4X5X11X12X13X14X152022-5-4第三章 PLC的基本结构和工作原理34小车行走PLC控制图 图3- 19 小车行走PLC控制图 Y1Y0KM1KM2COM1X1X2X3X4X5X11X12X13X14X15PLCSB1SB2SB3SB4SB5SQ1SQ2SQ3SQ4SQ5(b) 小车呼叫PLC接线图

28、后退前进站点1站点2站点3站点4站点5呼叫按钮1呼叫按钮2呼叫按钮3呼叫按钮4呼叫按钮5KM1KM2UUVWML1 L2 L3KM1KM2QSFUFR(a)主电路LNFU1FRCOM2022-5-4第三章 PLC的基本结构和工作原理35小车行走PLC控制图 图3- 19 小车行走PLC控制图 Y0Y0Y1ENDX14X13X12X11Y1X15X14X13X12M4M3M2M1M5M4M3M2X15X14X5X4M5M4M3X13X3M2X12X2M1M5M4M3M2M1X11X1(c)梯形图后退前进2022-5-4第三章 PLC的基本结构和工作原理363、特殊辅助继电器特殊辅助继电器的元件编

29、号为M8000M8255，共有256点。特殊辅助继电器通常分为两大类。 (1)接点型(只读型)特殊辅助继电器此类辅助继电器的接点由PLC定义，在用户程序中只可直接使用其触点。下面介绍几种常用的接点型特殊辅助继电器的定义和应用实例。M8000：运行监控。常开接点，PLC在运行(RUN)时接点闭合。M8002：初始化脉冲。常开接点，仅在PLC运行开始时接通一个扫描周期。M8005：锂电池电压降低。锂电池电压下降至规定值时接点闭合，可以用它的触点和输出继电器驱动外部指示灯，以提醒工作人员更换锂电池。M8011M8014分别为10 mS、100 mS、1 S、1min时钟脉冲。占空比均为0.5。例M8

30、013为1秒钟时钟脉冲，该接点为0.5秒接通，0.5秒断开。 Y0M8000Y1M8013M8005M500M8002X2M500PLC运行时信号灯亮锂电池没电时信号灯闪亮PLC运行时断开M500图3- 20接点型特殊辅助继电器应用举例2022-5-4第三章 PLC的基本结构和工作原理37(2)线圈型(可读可写型)特殊辅助继电器这类特殊辅助继电器由用户程序控制其线圈，当其线圈得电时能执行某种特定的操作。如：M8033、M8034的线圈等。M8030：M8030的线圈得电时，PLC面板上的锂电池电压降低指示灯熄灭。M8033：M8033的线圈得电时，在PLC停止(STOP)时，元件映象寄存器中(

31、Y、M、C、T、D等)的数据仍保持。M8034：线圈得电时全部输出继电器失电不输出。M8035：强制运行(RUN)模式。M8036：强制运行(RUN)指令。M8037：强制停止(STOP)指令。M8039：线圈得电时，PLC以D8039中指定的扫描时间工作。这类继电器不仅可以用其线圈，也可以用其接点。M8030M8000Y0X1X2Y0PLC停止运行时电动机Y0仍正常工作电动机M8034X0X3M8034当X0动作时M8034得电自锁全部输出继电器Y不输出锂电池没电时面板的信号灯不亮M8033图3- 21线圈型特殊辅助继电器应用举例2022-5-4第三章 PLC的基本结构和工作原理38用特殊辅

32、助继电器控制PLC的运行和停止M8035M8036PLCCOMX0RUN/SROPRUNSROPM8035M8036PLCCOMX0M8037X0M8000X1X1SB1SB2(b)用开关控制PLC的运行和停止(a)用按钮控制PLC的运行和停止SA图3- 22 用特殊辅助继电器控制PLC的运行和停止2022-5-4第三章 PLC的基本结构和工作原理393.5.3 状态继电器(S)状态继电器(S)主要用于步进顺序控制。状态继电器有3种类型。元件编号范围为S0S 999。1、通用型状态继电器：S0S 499共500点，其中S0S9共10点用于初始状态，S10S19共10点用于回零状态。通用型状态继

33、电器没有失电保持功能。2、失电保持型状态继电器：S500S899共00点，在失电时能保持原来的状态不变。3、报警型状态继电器：S900S999共100点，失电保持型，它和功能指令ANS、ANR等配合可以组成各种故障诊断电路，并发出报警信号。利用外部设备（如编程软件或编程器）进行参数设定，可改变其状态继电器的失电保持的范围。状态继电器如果不用于步进指令编程，也可以当作辅助继电器使用，使用方法和辅助继电器一样。2022-5-4第三章 PLC的基本结构和工作原理403.5.4 定时器(T)定时器相当于通电延时型时间继电器，在梯形图中起时间控制作用。 FX2N系列PLC给用户提供了256个定时器，其编

34、号为T0T255。定时器按时钟脉冲分有1ms、10 ms、100 ms三挡。表3- 10 定时器的类型16位定时器（设定值K0K32767）（共256点）通用定时器T0T199（共200点）100 ms 时钟脉冲（Tl 92T199中断用）T200T245（共46点）10 ms时钟脉冲，积算定时器T246T249(共4点)1 ms时钟脉冲(执行中断电池备用)T250T255(共6点)100ms时钟脉冲(电池备用)2022-5-4第三章 PLC的基本结构和工作原理411、定时器的基本用法、定时器的基本用法T200K123Y0X0T2001.23秒Y0X0T200通用型定时器图3- 23 通用定时

35、器T250K123Y0X0T25012.3秒Y0X0T250RSTT250X1X1积算型定时器图3- 24 积算定时器2022-5-4第三章 PLC的基本结构和工作原理422、定时器设定值的设定方法、定时器设定值的设定方法(1) 常数设定方法：用于固定延时的定时器，如图3- 23 和图3- 24的设定值均为十进制常数设定。(2) 间接设定方法：一般用数据寄存器D存放设定值，数据寄存器D中的值可以是常数，也可以是用外部输入开关或数字开关输入的变量，间接设定方法灵活方便，但是一般需要占用一定数量的输入量。(3) 机能扩充板设定方法：用FX2N-8AV-D型机能扩充板，安装在PLC基本单元上，扩充板

36、上有8个可变电阻旋钮可以输入8点模拟量，并把模拟量转换成8位二进制数(0255)。当设定值大于255时，可以用乘法指令(MUL)乘以一个常数使之变大作为定时器的设定值。编程方法详见功能指令VRRD。2022-5-4第三章 PLC的基本结构和工作原理43定时器设定方式MOVK100D5MOVK500D5T10X0X1D5X1VRRDK0D2T5X0D2X1(b)输入间接设定(c)机能扩充板设定T100K20X0(a)直接设定图3- 25 定时器设定方式2022-5-4第三章 PLC的基本结构和工作原理443、定时器的误差、定时器的误差图3- 26定时器的误差ENDT0T0T0123n扫描周期T0

37、到2.4秒到2.4秒K24X1100msT0计时开始T0第1次计数点n+1 n+2abb1b2a1a2计时值刷新点T0第2次计数点（a）梯形图（b）扫描周期误差（c）计数脉冲误差2022-5-4第三章 PLC的基本结构和工作原理45定时器的误差定时器的误差可以表示如下：T 2T0 T0：扫描周期 ：与1mS、10mS、100mS定时器对应，分别是1.5mS、15mS、150mS T：定时器设定值在子程序与中断程序中应采用T192T199定时器。如果在子程序与中断程序中采用1 mS型累积定时器T246T249，当线圈得电时，采用中断工作方式对1 mS时钟脉冲进行计数，当达到设定值时，在执行最初线

38、圈指令时接点动作。2022-5-4第三章 PLC的基本结构和工作原理464、典型定时器应用梯形图、典型定时器应用梯形图(1) 断电延时型定时器 (2) 通断电均延时型定时器 X0Y0T0X0Y0TOK50X0Y05S图3- 27断电延时型定时器T0K20X0Y0T1T1K30T0X0Y03S2SX0Y0图3- 28通断电均延时型定时器2022-5-4第三章 PLC的基本结构和工作原理474、典型定时器应用梯形图、典型定时器应用梯形图(3) 定时脉冲电路(4)震荡电路T0T0K40M0T0T0K40M0T04S4S4S定时脉冲电路1定时脉冲电路2图3- 29定时脉冲电路Y0Y0T0T0Y0T0T

39、0K10Y01S1S1S1SX0X0T0图3- 30 震荡电路2022-5-4第三章 PLC的基本结构和工作原理484、典型定时器应用梯形图、典型定时器应用梯形图(5) 占空比可调震荡电路(6) 上升沿单稳态电路T1T0T0K20T1T1T0K20T1K50K302S3S2S3S震荡电路1震荡电路2T0图3- 31占空比可调震荡电路Y0T0K10T0X0Y01SX0Y01S图3- 32 上升沿单稳态电路2022-5-4第三章 PLC的基本结构和工作原理494、典型定时器应用梯形图、典型定时器应用梯形图(7) 下降沿单稳态电路XOYO1S1SX0Y0T0K10T0Y0M0M0X0图3- 33 下

40、降沿单稳态电路2022-5-4第三章 PLC的基本结构和工作原理50例例3-5为了保证运行安全，许多大型生产机械在运行起动之前需用电铃或蜂鸣器发出报警信号，预示机器即将起动，警告人们迅速退出危险地段。试设计PLC控制接线图和梯形图。图3- 34起动报警控制电路SB1SB2X1X0Y1Y0COMCOM1KM电铃X1Y1Y0X0T0T0X1Y1Y0X0运行预警TO Y1Y0电动机HA起动停止起动停止电动机K30(a) PLC接线图(b)梯形图（c）波形图2022-5-4第三章 PLC的基本结构和工作原理51例例3-6用按钮控制三台电动机，为了避免三台电动机同时起动，起动电流过大，要求每隔5秒起动一

41、台，试设计PLC控制梯形图。Y2Y1Y0X0X1X0X1Y0T0T0Y1Y2Y2T0T0Y1Y0Y1Y0K505S5S（b）波形图(a)顺序定时起动同时停止梯形图 起动起动停止停止第一台第二台第三台第一台第二台第三台图3- 35 三台电动机顺序起动控制2022-5-4第三章 PLC的基本结构和工作原理523.5.5 计数器(C)计数器用于对各种软元件接点的闭合次数进行计数。计数器可分为两大类：内部信号计数器和外部信号计数器(即高速计数器)。 1. 内部信号计数器内部信号计数器内部信号计数器用于对PLC中的内部软元件 (如X、Y、M、S、T、C)的信号进行计数。可分为16位加计数器（共200点）

42、和32位加减计数器（共35点）。表3- 11 内部信号计数器 通用型断电保持型16位加计数器（共200点）设定值132767C0C99（共100点）C100C199（共100点）32位加减计数器（共35点）设定值-2147483648+2147483647C200C219（共20点）加减控制（M8200M8219）C220C234（共15点）加减控制（M8220M8234）2022-5-4第三章 PLC的基本结构和工作原理53(1) 16位加计数器l6位加计数器的元件编号为C0C199。其中C0C99为通用型，C100C199为断电保持型。设定值为K1K32767。X10X11RSTC0C0C

43、0Y0K6123456060X10X11C0Y0图3- 36 16位加计数器的工作过程示意图2022-5-4第三章 PLC的基本结构和工作原理54(2) 32位加减计数器32位加减计数器C200C234可以加计数，也可以减计数，其加减计数方式由特殊辅助继电器M8200M8234设定。如表3-12所示。当特殊辅助继电器为1时，对应的计数器为减计数，反之为0时为加计数。计数器编号加减方式计数器编号加减方式计数器编号加减方式计数器编号加减方式C200M8200C209M8209C218M8218C227M8227C201M8201C210M8210C219M8219C228M8228C202M820

44、2C211M8211C220M8220C229M8229C203M8203C212M8212C221M8221C230M8230C204M8204C213M8213C222M8222C231M8231C205M8205C214M8214C223M8223C232M8232C206M8206C215M8215C224M8224C233M8233C207M8207C216M8216C225M8225C234M8234C208M8208C217M8217C226M8226表3- 12 32位加/减计数器的加减方式控制用的特殊辅助继电器2022-5-4第三章 PLC的基本结构和工作原理55(2) 32

45、位加减计数器X12X13X14RSTM8200C200C200C200Y1K-512345001234-1234567834567加计数加计数减计数X12X13X14C200Y10复位当前值设定值图3- 37 32位加减计数器的工作过程示意图2022-5-4第三章 PLC的基本结构和工作原理562、典型计数器应用梯形图、典型计数器应用梯形图(1) 循环计数器(2) 长延时定时器C0X0C0C0K10RSTC0Y0循环计数器X01 2 3 4 5 6 7 8 9 10111213141516171819202122Y0012345678910012345678910012C0X0X0M8013C

46、0C0K28800RSTX0X0M8014C0C0K14400RSTC0Y0C0Y0(a)8小时定时器(b)24小时定时器图3- 40长延时定时器图3- 39循环计数器2022-5-4第三章 PLC的基本结构和工作原理57（3）365天定时器 X0X0T0C0C0K10000RSTT0T0C0Y0K31536(a)365天定时器之一C0X0M8012C0C0K10000RSTC1C1C0Y0K31536X0C1RSTX0(c)365天定时器之三X0X0M8013C200C200K31536000RSTC200Y0(b)365天定时器之二图3- 41 365天定时器2022-5-4第三章 PLC

47、的基本结构和工作原理58(4) 单按钮控制电动机起动停止X0X0M0C0C0K1RSTY0M0C0Y0X0Y0起动起动停止停止图3- 42单按钮控制电动机起动停止2022-5-4第三章 PLC的基本结构和工作原理59例例3-7用PLC控制一个圆盘，圆盘的旋转由电动机控制。要求按下起动按钮后每转1圈后停止3秒，转5圈后停止。 SQ(a)圆盘示意图X0X1X2Y0M0T0C0X1Y0T0C0X0K5M0T0C0RSTK30END旋转起动按钮限位开关停止按钮X1限位开关(b)圆盘控制梯形图X0X2M1M1M1Y0图3- 43圆盘旋转控制2022-5-4第三章 PLC的基本结构和工作原理603、高速计

48、数器、高速计数器高速计数器采用中断工作方式，和扫描周期无关，可以对高频率的输入信号计数。高速计数器只对固定的输入继电器(X0X5)进行计数。高速计数器都具有停电保持功能，也可以利用参数设定变为非停电保持型。如果不作为高速计数器使用时也可作为32位数据寄存器使用。一相一计数输入一相二计数输入AB相计数输入C235 C236 C237 C238 C239 C240 C241 C242 C243 C244 C245 C246 C247 C248 C249 C250 C251 C252 C253 C254 C255X0U/ DU/DU/DUUUAAAX1U/DRRDDDBBBX2U/DU/DU/DRR

49、RRX3U/DRRUUAAX4U/DU/DDDBBX5U/DRRRRRX6SSSX7SSS1型2型3型1型2型3型1型2型3型表3- 14 高速计数器 U：加计数输入， D：减计数输入， R ：复位输入，S：起动输入， A：A相输入，B：B相输入。2022-5-4第三章 PLC的基本结构和工作原理61高速计数器一相一计数输入型高速计数器计数器编号C235C236C237C238C239C240C241C242C243C244C245指定减计数特殊辅助继电器M8235 M8236 M8237 M8238M8239 M8240 M8241 M8242M8243M8244 M8245一相二计数输入型

50、高速计数器AB相计数输入型高速计数器计数器编号C246C247C248C249C250C251C252C253C254C255减计数特殊辅助继电器接点M8246 M8247 M8248M8249M8250M8251M8252M8253M8254M8255表3- 15 高速计数器对应的特殊辅助继电器2022-5-4第三章 PLC的基本结构和工作原理62各种高速计数器的使用方法 (1) 一相一计数输入高速计数器一相一计数输入高速计数器的编号为C235C245，共有11点。 X10X11X12X13X14M8000M8235RST RST C235C235C245C245M8245计数输入X0计数输

51、入X2复位 X3启动 X7可不用减计数减计数K12347K12348(a)1型(b)3型图3- 44 一相一计数输入高速计数器2022-5-4第三章 PLC的基本结构和工作原理63(2) 一相二计数输入高速计数器一相二计数输入高速计数器的编号为C246C250。X11X12RST C246C246加计数输入X0减计数输入X1M8246减计数时M8246=1M8000C250加计数输入X3减计数输入X4M8250减计数时M8250=1复位 X5启动 X7K12345K12346(a)1型(b)3型图3- 45 一相二计数输入高速计数器2022-5-4第三章 PLC的基本结构和工作原理64(3)

52、AB相计数输入高速计数器AB相高速计数器的编号为C251C255，共5点。AB相高速计数器的两个脉冲输入端子是同时工作的，其计数方向的控制方式由A、B两相脉冲间的相位决定。X11X12RST C251C251A相计数输入X0B相计数输入X1M8251减计数时M8251=1K12346M8000C255A相计数输入X0B相计数输入X1M8255减计数时M8255=1 K12346复位 X5启动 X7A相 X0B相 X1M8251加计数减计数(a)1型(b)3型(C)AB相计数时序图图3- 46 AB相计数输入高速计数器2022-5-4第三章 PLC的基本结构和工作原理65(4) 高速计数器的使用

53、频率C235、C236、C246和C251四个高速计数器为硬件计数器。单相输入的C235、C236、C246最高频率为60KHZ，双相输入的C235最高频率为30KHZ。如果硬件计数器采用高速计数器专用比较指令FNC53（DHSCS）、FNC54（DHSCR）、FNC55（DHSZ）就变成了软件计数器。其它高速计数器为软件计数器，C237C245、C247C250(单相)/FNC56(SPD) 最高频率为10KHZ，C252C255(双相) 最高频率为5KHZ。在程序中采用高速计数器专用比较指令FNC53（DHSCS）、FNC54（DHSCR）时：单相计数器：最高频率为10KHZ，双相计数器：

54、C251最高频率为5KHZ，C252C255最高频率为4KHZ。采用FNC55（DHSZ）时：单相计数器：最高频率为5.5KHZ，双相计数器：最高频率为4KHZ。 多个高速计数器同时使用，或高速计数器和FNC56（SPD）、FNC57（PLSY）、FNC59（PLSR）同时使用时，其频率数总计不得超过表3-16中的频率数总计。注意，作为硬件计数器的不算其内。例如在一个程序中同时使用了如表3-17所示的计数器和功能指令。2022-5-4第三章 PLC的基本结构和工作原理663.5.6 数据寄存器器(D)普通用停电保持用停电保持专用特殊用变址用D0D199(200点)D200D511(312点)供

55、链路用：主站从站D490D499从站主站D500D509D512D7999(7488点)文件用：D1000D7999可500点为一组作文件数据寄存器D8000D8255(256点)V0V7Z0Z7(16点) 表3- 18数据寄存器分类及元件号 非停电保持型，但可利用参数设定变为停电保持型。停电保持型，但可利用参数设定变为非停电保持型。不能利用参数设定变为非停电保持型。2022-5-4第三章 PLC的基本结构和工作原理67数据寄存器b0b1b2b3b4b5b6b7b8b9b10b11b12b13b14b15符号位0：正数1：负数0101010101010101124816326412825651

56、2102420484096819216384数据寄存器D0（16位）高位低位数据寄存器中的数据为二进制补码b0b1b2b3b4b5b6b7b8b9b10b11b12b13b14b1501010101010101011248163264128256512102420484096819216384数据寄存器D0（低16位）高位低位符号位0：正数1：负数010101010101010132768655361310725242881048576209715241943048388608167772163355443267108864134217728268435456536870912262144数据寄存器D1（高16位）b16b