电气控制系统与可编程控制器

1、 第五章 FX2N系列可编程控制器 第一节 可编程控制器的基础知识 第二节 可编程控制器的工作方式及编程语言 第三节 FX2N系列PLC的性能规格与内部资源 第四节 FX2N系列PLC的基本指令编程法 第五节 FX2N系列PLC的功能图与步进梯形图 第六节 FX2N系列PLC的应用指令编程方法第七节 FX2N系列可编程控制器的应用 第一节 可编程控制器的基础知识1PLC的定义2PLC的特点 可靠性高，抗干扰能力强 编程简单，易于掌握 功能完善，灵活方便 体积小、质量轻、功耗低 可编程逻辑控制器PLCProgrammable Logical Controller可编程控制器PCProgramma

2、ble Controllers，但这很容易和个人计算机PC Personal Computer相混淆，因此，一般仍把PLC作为可编程控制器的简称。3PLC的可编程控制器的性能指标4PLC的可编程控制器的分类 输入/输出点数（I/O点数） 存储容量 扫描速度 功能扩展能力 指令系统 按结构形式分类分为整体式和模块式 按控制规模大小，可以分为小型、中型和大型 5PLC系统的组成 硬件系统 软件系统 基本单元 I/O扩展单元 外部设备CPURAMEPROM输入/输出接口内部电源系统程序 用户程序 系统程序由PLC生产厂家提供，并固化在EPROM中，用户不能直接读写 用户通过编程器或PC机写入到PLC

3、的RAM内存中的梯形图程序，可以修改和更新。当PLC断电时被锂电池保持 PLC的硬件外型结构： PLC硬件的功能部件：PLC的硬件系统由基本单元（包含CPU、RAM、EPROM、输入/输出接口、内部电源）、I/O扩展单元及外部设备组成。 通常有干接触、直流输入、交流输入三种形式。干接触式由内部的直流电源供电，小型PLC的直流输入电路也由内部的直流电源供电，交流输入必须外加电源。 PLC的的输入接口电路PLC的输出形式有三种：继电器输出、晶体管输出和晶闸管输出。PLC的输出接口电路继电器输出晶体管输出晶闸管输出 PLC输出点与负载的实际连接示意图 三个输出点公用一个COM三个输出点公用一个COM

4、三个输出点公用一个COM第二节 可编程控制器的工作方式及编程语言1可编程控制器PLC的工作方式 2可编程控制器PLC的编程语言 PLC的扫描工作方式 包括五个阶断：内部处理、通信处理、输入扫描、程序执行、输出处理。扫描周期：PLC完成一次扫描过程所需的时间。扫描周期的长短与用户程序的长度和扫描速度有关 1可编程控制器PLC的工作方式 PLC的程序执行过程 PLC的程序的执行过程一般可分为输入采样、程序执行和输出刷新三个阶段 2 PLC的编程语言梯形图语言助记符语言顺序功能图语言 PLC的编程语言有第三节 FX2N系列PLC内部资源 输入触点X 输出继电器Y 内部继电器M 定时器 T 计数器C

5、数据寄存器D、V、Z 常数与指针 第四节 FX2N系列PLC的基本指令编程法 1 基本器件编程方法 2 基本顺控指令编程法1 基本器件编程方法 基本器件也称为元件。包括输入触点X、输出继电器Y、内部继电器M 、定时器T 、计数器C、当外部有信号时闭合，无信号时断开当外部有信号时断开，无信号时闭合输出继电器的线圈当输出线圈有效时，常开闭合，常闭断开 比较这两个梯形图的区别当接通输入触点X10后，内部继电器线圈M100通电，M100的常闭触点断开，常开触点导通，因此输出端Y0失电，0#灯熄灭，Y 1得电，1#灯亮 定时器T 的编程方法初始状态：线圈Y0，T0均不通电，0#输出信号灯灭，X0闭合时，

6、定时器T0的线圈通电，并开始计时，K123表示计数值为常数123，定时时间为100ms123=12.3秒，当T0 线圈通电够12.3秒后，定时器动作，其常开触点T0闭合，使Y0输出灯亮 T0 T199是100ms普通定时器，T200T245为10ms普通定时器；T246T249是10ms累积定时器 ，T250T255是100ms累积定时器 累积型定时器的程序举例 计数器C 16位递增计数器 32位增减计数器 高速计数器 C0C99是16位向上计数的普通计数器，C100C199是16位向上计数的断电保持型计数器 ，C200C219是32位可逆计数的普通计数器 ，C220C234是32位可逆计数的

7、断电保持型计数器 C235C255是高速计数器 普通16位递增计数器的动作时序 32位增减定时器的动作时序 当对特殊辅助继电器M8200M8234进行设定。当M8XXX=1时，CXXX为减计数；当M8XXX=0时，CXXX为增计数。 高速计数器是由特定的输入进行计数动作的，与PLC的扫描周期无关，采用中断处理方式进行高速计数。高速计数器共21点，地址编号C235C255，但适用高速计数器输入的PLC输入端只有6点X0X5。 高速计数器 两个高速计数器及其输入选择示意图。当X20接通时，选中高速计数器C235，而由表5-3中可知，C235对应的计数器输入端为X0，计数器输入脉冲应为X0而不是X2

8、0，当X20断开时，线圈C235断开，同时C236接通，选中计数器C236，这时计数脉冲输入端为X1。 高速计数器的输入选择 2 基本顺控指令编程法逻辑取与LD、LDI输出线圈驱动指令OUT 单个触点串联指令AND、ANI 触点并联指令OR、ORI 串联电路块的并联指令0RB并联电路块的串联指令ANB 边沿触发指令 多重输出电路指令MPS、MRD、MPP 置位指令SET复位指令RST 脉冲输出指令PLS、PLF 主控指令MC、MCR 空操作指令NOP程序结束指令END 取反指令INV 全表略 LD、LDI、OUT指令用法 AND、ANI指令用法 OR、ORI指令用法 0RB块或、ANB块与两条

9、指令的用法 边沿触发指令的用法 占用1层堆栈的程序 占用2层堆栈的程序 SET和RST指令的用法 PLS、PLF指令的使用方法 主控指令应用示例 取反指令的用法 第五节 FX2N系列PLC的功能图与步进梯形图 功能图是一种描述顺序控制系统功能的图解表示法，也称为流程图，主要由“步”、“转移”及“有向线段”等元素组成 流程图的“步” 初始步 工作步 步对应的动作 1、功能图 步的转移 流程图的三种基本形式 单一的顺序 选择顺序 并行顺序 功能图语句表顺序梯形图 二、顺序控制的功能图与步进梯形图编程 简单的SFC图程序示例 第六节 FX2N系列PLC的应用指令编程方法 应用指令又称功能指令，由功能

10、编号FNC00FNCXXX进行指定，各指令中有表示其内容的符号（助记符）操作码、操作数组成，能完成特定的程序功能。FX2N系列PLC有246个功能指令 S 表示源操作数，多个源操作数时用S1、S2表示；D 表示目的操作数，多个目的操作数时用D1、D2表示；K、H表示常数，如K6表示十进制常数6；KnXm、KnYm、KnMm、KnSm表示以n为组数，每组4位所组成4*n位的数据（Xm、Ym、Mm、Sm为最低位）。 下面就一些常用的功能指令加以说明 1 程序控制功能指令（FNC 00FNC 09） 2 中断指令IRET（FNC 03）、EI（FNC 04）、DI（FNC 05）3 监视定时器刷新指

11、令WDT（FNC 07） 4 循环指令FOR (FNC 08) 和NEXT(FNC 09) 5 比较指令CMP（FNC 10） 6 传送指令MOV（FNC 12） 7 四则逻辑运算指令（FNC 20FNC 29） 8 高速计数器指令 9 位移位指令（FNC 34、35） 10 PID指令（FNC 88） 1 程序控制功能指令（FNC 00FNC 09） CJ（FNC 00）条件跳转指令 子程序调用指令CALL（FNC 01） 子程序返回指令SRET（FNC 02） 2 中断指令IRET（FNC 03）、EI（FNC 04）、DI（FNC 05）3 监视定时器刷新指令WDT（FNC 07） 4

12、循环指令FOR (FNC 08) 和NEXT(FNC 09) 5 比较指令CMP（FNC 10） 传送指令MOV（FNC 12） 7 四则逻辑运算指令（FNC 20FNC 29） 加法指令ADD （FNC 20） 减法指令SUB（FNC 21） 乘法指令MUL （FNC 22） 除法指令DIV （FNC 23） 递增加“1”指令INC （FNC 24） 递减“1”指令DEC （FNC 25） 高速计数器置位指令HSCS（FNC 53） 高速计数器复位指令HSCR（FNC 54）8 高速计数器指令 9 位移位指令（FNC 34、35） 右移位指令SFTR 左移位指令SFTL 10 PID指令（FNC 88） 本指令对当前值数据寄存器S2和设定值数据寄存器S1进行比较，通过PID回路处理两值之间的偏差来产生一个调节值，此值已考虑了计算偏差的前一次的迭代和趋势。PID回路计算出的调节值存入目标软元件D中。PID控制回路的设定参数存储在