编程元件的认识模块

编程元件的认识模块【案例1】多地共用一台电机

——编程元件及编程元件X、Y的引出一.问题提出：在生产实际中，对有些生产机械，特别是大型的，为了操作方便，往往需要在多个地点进行控制。比如，某工厂的第一、二、三车间在生产中根据需要，均可对一台型号为Y112S—6的三相异步电动机进行启动，这个案例该怎样解决呢？2二.解决方案任务1电动机和电动机的启、停开关的表示方法选定X1、X2、X3分别表示三个装在不同地点的启动开关，X0表示总停开关；用Y0表示这台电动机。3任务2分析设计X0、1、2、3和Y0之间的控制关系图3－1－1多地共用一台电机的实现方案4任务3模拟图2-1-1的信号波形图5三.知识提炼1．软元件(继电器)概念软元件简称元件。PLC的输入输出端子及内部存储器的每一个存储单元均称为元件。当元件产生的是继电器功能时，称这类元件为软继电器，简称继电器。其它各类继电器、定时器、计数器、指针均为此类软元件。6输入继电器是PLC中专门用来接收系统输入信号的内部虚拟继电器。它由PLC工作原理来完成继电器的功能。它在PLC内部与输入端子相连，它有无数的常开触点和常闭触点，这些动合、动断触点可在PLC编程时随意使用。这种输入继电器不能用程序驱动，只能由输入信号驱动。FX系列PLC的输入继电器采用八进制编号。FX2N系列PLC带扩展时最多可达184点输入继电器，其编号为X0～X267。2、输入继电器(X)7输出继电器是PLC中专门用来将运算结果信号经输出接口电路及输出端子，送达并控制外部负载的虚拟继电器。它在PLC内部直接与输出接口电路相连，它有无数的动合触点与动断触点，这些动合与动断触点可在PLC编程时随意使用。外部无法直接驱动继电器，它只能用程序驱动。3、输出继电器(Y)8四.本案例应用拓展输入继电器和输出继电器在PLC编程中的配合使用（分析：优先逻辑控制？）图3-1-4输入继电器、输出继电器的使用拓展9【案例2】夜间照明灯的持续接通控制

——编程元件M的引出一．问题提出：现有一照明灯，每天晚上7点工作人员准时打开，到次日早晨7点工作人员将其熄灭。在照明灯夜间工作期间，常面临临时停电的问题，因此本案例要求设计一个电路，保证照明灯在停电后再来电时，能自行保持照亮，而无须工作人员的操作。10二．解决方案任务1解决照明灯自行保持照亮的问题三菱FX2N系列PLC提供的辅助继电器种类较多，本案例选择具有掉电保持功能的通用型辅助继电器，以解决照明灯自行保持照亮的问题。11任务2确定编程元件，完成程序设计开灯和关灯是本案例的两个条件，分别用输入继电器X0、X1表示本案例只有1个控制对象即照明灯，用输出继电器Y0表示两者中间用“任务1”中确定的辅助继电器M500联系起来12任务3PLC的端子分配根据图3-2-1，实现本案例共需要输入元件2个，输出元件1个，而辅助继电器M500由PLC机器内部提供，在接线图上不作安排。13内部辅助继电器(M)在逻辑运算中经常需要一些中间继电器作为辅助运算用。这些元件不直接对外输入、输出，但经常用作状态暂存移动运算等它的数量常比软元件X、Y多，这就是辅助继电器。辅助继电器的动合和动断触点使用次数不限，在PLC内可以自由使用。但是，这些触点不能直接驱动外部负载，外部负载的驱动必须由输出继电器实行。三、知识提炼：14

1．通用辅助继电器M0～M499(500点)通用辅助继电器元件编号是按十进制进行的，FX2N系列PLC为500点，其编号为M0～M499。图3-2-3辅助继电器的使用2．断电保持辅助继电器M500～M1023(524点)用于保存停电前的状态，并在运行时再现该状态的情形。停电保持内装的后备电池支持。153．特殊辅助继电器M8000～M8255(256点)分为两大类：一类是只能利用其特殊辅助验电器触点，这类继电器的线圈由PLC自动驱动，用户只能利用其触点。另一类是可驱动线圈型特殊辅助继电器，用户驱动线圈后，PLC作特定的动作。例如：M8033指PLC停止时输出保持，M8034指PLC全部输出，M8039指PLC定时扫描。16四.案例应用拓展1．通用型辅助继电器使用拓展图3-2-4辅助继电器的使用拓展1172．特殊型辅助继电器使用拓展图3-2-6辅助继电器的使用拓展218【案例3】走廊楼道灯光的延时熄灭

——定时器的使用一.问题提出：在现实生活中，我们常常需要对走廊的楼道灯光进行控制。比如，我们在夜间外出时，若先对楼道灯的开关进行操作，但并不是希望电灯马上熄灭，而是经过一段时间后（例如10s）再自行熄灭，以方便我们的夜间行走。这是用可编程控制器实现对时间控制的最基本常见的一种。这个案例该怎样解决呢？19二．解决方案

任务1确定表示延时10s的PLC元件本案例关键的一点，就是能够实现10s时间关系的器件，即三菱FX2N系列PLC提供的一个主要编程元件——定时器，在此用T0表示。20任务2分析设计X0、Y0、T0之间

的控制关系本案例由X0来控制Y0的接通与断开，为了与实际情况相吻合，可以取出门前（X0动作前，包括X0动作达到10s时间之前），Y0一直是接通的，Y0=1；当X0动作时间达到10s后，电灯熄灭Y0断开，Y0=0。由此可见，X0和Y0的通、断状态应该正好相反，而非相同！（除去10s的时间间隔外）为了准确方便地实现X0和Y0之间“状态相反”，即逻辑非的关系，考虑用X0控制T0，再用控制Y0。21图3-3-1走廊楼道灯光的延时熄灭实现方案22任务3分析X0与Y0的时序波形图图3-3-2本案例时序波形图23定时器在可编程控制器中的作用相当于一个时间继电器，它有一个设定值寄存器(字)、一个当前寄存器(字)以及无数个触点(位)。对于每一个定时器，这三个量使用同一名称，但使用场合不一样，其所指也不一样。通常在一个可编程控制器中有几十至数百个定时器，可用于定时操作。在PLC内部，定时器是通过对某一脉冲累积个数来完成的。常用脉冲有三类，即1、10、100ms脉冲，当用户需要不同定时时间时，可通过设定脉冲的个数来完成，当定时器到达设定值时，输出触点动作。三、知识提炼：241．普通定时器(T0～T245)2．积算定时器(T246～T255)100s定时器T0～T199(200点)设定值0.1～3276.7s10ms定时器T200～T245(46点)设定值0.01～327.67s1ms积算定时器T246～T249(4点)设定值0.001～32.767s中断动作100ms积算定时器T250～T255(6点)设定值0.1～3276.7s中断动作25四．本案例应用拓展图3-3-4闪烁电路（提示)：Y0的通电与断电时间分别由T0和T1决定。闪烁电路的实质是一个具有正反馈的振荡电路。26思考讨论：请设计一延时接通延时断开电路要求：Y0由X0来控制，（1）当X0接通时，Y0经过5s后才接通；（2）当X0从接通变为断开，Y0经过5s后才断开。27【案例4】仓库货物的数量统计

——计数器的使用一.问题提出：一小型仓库，需要对每天存放进来的货物进行统计：当货物数量达到100件时，仓库监控室的绿灯亮；当货物数量达到200件时，仓库监控室的红灯报警，以提醒管理员注意。28二.解决方案任务1确定表示数量关系的PLC元件本案例要求对货物进行计数，每进来一件货物，使对应的某一个控制元件的数值加“1”。在此，介绍PLC中用作计数控制的编程元件——计数器。三菱FX2N系列PLC的计数器用字母C表示，C0~C99（共100点）是通用型的16位增计数器，可以实现本案例的要求。29任务2分析设计本案例控制关系图3-4-1仓库货物的数量统计实现方案30任务3工作过程分析说明图3-4-2每日进入仓库的货物数量情况模拟311．低速计数器(四类):16位通用增计数器：C0～C99(100点)；设定值区间为K1～K3276716位停电保持增计数器：C100～C199(100点)；设定区间为K1～K3276732位通用增/减双向计数器：C200～C219(20点)；设定值区间为K－2147483648～＋21478364832位停电保持增/减双向计数器：C220～C234(15点)；设定值区间为K－2147483648～＋214783648三、知识提炼：322．内部高速计数器（C）

高速计数器编号为C235～C255共21点，均为32位增/减双向计数器，其增计数还是减计数由指定的特殊辅助继电器决定或由指定的输入端子决定，其设定区间为K－2147483648～＋214783648。高速计数器一般按四类分别命名：1相无启动/复位端子：C235～C240；1相带启动/复位端子：C241～C245；1相双向：C246～C250；2相A－B相型：C251～C255；33说明： 作增计数器时，当计数值达到设定值时，触点动作并保持；作减计数时，到达计数值则复位。1相计数器的计数方向取决于其对应标志M8□□□，□□□为对应计数器号C235～C245。（2）1相双向高速计数器C246～C2501相双向计数器具有一个输入端用于增计数，另一个输入端用于减计数。需增还是需减要从不同输入端上安排，而不是再运用特殊辅助继电器约定。某些计数器还具有复位和启动输入。（1）1相型高速计数器C235～C24034（3）2相A－B相型高速计数器：C251～C255

2相2输入（C251～C255，1个或2个，电池后备）最多可有2个2相32位二进制增/减计数器。它是采用中断方式计数，与扫描周期无关。这些计数器还有一些独立于逻辑操作的执行比较和输出操作的应用指令。选定计数器元件后，对应的启动、复位及输入信号就能使用。A相和B相信号决定了计数器是增计数还是减计数。如：当A相波形为ON状态时：B相输入OFF→ON：增计数B相输入ON→OFF：减计数35四.本案例应用拓展注意：在采用双向计数器时（比如C201），同时要考虑到M8201的取值36FX系列PLC的编程软元件(一)数据结构及软元件(继电器)概念(二)输入继电器(X)(四)内部辅助继电器(M)(六)内部定时器(T)(三)输出继电器(Y)(五)内部状态继电器(S)(七)内部计数器(C)(八)数据寄存器(D)37状态继电器是PLC在步进顺控系统实现控制的重要内部元件。它与步进顺控指令STL组合使用，运用状态转移图，编制高效易懂的程序。状态继电器一般分为四类，其编号及点数如下：初始状态：S0～S9(10点)；回零：S10～S19(10点)；通用：S20～S499(480点)；保持：S500～S899(400点)；报警：S900～S999(100点)；(五)内部状态继电器(S)38

用于存储模拟量控制、位置量控制、数据I/O所需的数据及工作参数。每个寄存器都是16位（最高位为符号位），可以用两个数据寄存器合并起来存放32位数据（最高位为符号位）。1．用数据寄存器D0～D199（200点）只要不写入其他数据，则已写入的数据不会变化。但是，PLC状态由运行（RUN）→停止（STOP）时全部数据均清零。注：若特殊辅助继电器M8033置1，在PLC由RUN转为STOP时，数据可以保持。(八)数据寄存器(D)39

2．停电保持数据寄存器D200～D511（312点）

除非改写，否则原有数据不会丢失。否认电源接通与否，PLC运行与否，其内容也不会变化。在二台PLC作点对点通信时，D490～D509被用作通信操作。

3．特殊数据寄存器D8000～D8255（256点）

这些数据寄存器供监控PLC中各种元件运行方式之用，其内容