电气控制与plc应用技术课件第4章.ppt

1、第4章 三菱FX2N系列PLC,4.1 FX系列PLC性能简介,4.2 FX2N系列PLC的编程元件,4.1.1 FX系列PLC的特点,1体积极小的微型PLC,2先进美观的外部结构,3提供多个子系列供用户选用,4灵活多变的系统配置,5功能强，使用方便,4.1.2 FX系列PLC的型号,输入输出总点数,M(基本单元) E（扩展单元）,输出类型,电源种类,1、输入输出的总点数。 2、单元类型：M为基本单元，E为输入输出混合扩展单元与扩展模块，EX为输入专用扩展模块，EY为输出专用扩展模块。 3、输出形式：R为继电器输出，T为晶体管输出，S为双向晶闸管输出。,继电器输出“R”：输出接口由继电器构成，

2、用继电器的触点和线圈，将PLC的内部电路与外部负载电路相连接和隔离。适于大功率、低速、交、直流负载。 晶体管输出“T”：输出接口由晶体管构成，通过光电耦合器使开关晶体管通/断，以控制和隔离外部电路。适合于小功率、高速、直流负载。 晶闸管输出“S”（可控硅）：输出接口由晶闸管构成，有光电晶闸管控制和隔离外部电路。适合于大功率、高速、交流负载。,4、电源和输入、输出类型等特性：D和DS为DC 24电源；DSS为DC 24电源，晶体管输出；ES为交流电源； ESS为交流电源，源晶体管输出；UA1为AC电源，AC输入。例如FX2N-40MRD属于FX2N系列，是有40个I/O点的基本单元，继电器输出型

3、，使用DC24V电源。,4.1.3 FX系列PLC的一般技术指标,FX系列PLC的输入、输出技术指标见表4.1、表4.2。,表4.1 FX系列PLC的输入性能指标,表4.2 FX系列PLC的输出性能指标,4.1.4 FX2N系列PLC 的产品和一般技术指标,FX2N目前是FX系列中功能较强、速度较快的微型PLC，它有20种基本单元（见表4.3）。 FX2N系列的I/O扩展单元、基本性能指标、I/O扩展模块见表4.4、表4.5、表4.6所示。,表4.3 FX2N系列PLC的基本单元,表4.4 FX2N系列PLC的I/O扩展单元,表4.5 FX2N系列PLC的基本性能指标,表4.6 FX2N系列P

4、LC的I/O扩展模块,4.2 FX2N系列PLC的编程元件,4.2.1 输入继电器与输出继电器,FX2N系列PLC梯形图中的编程元件的名称由字母和数字组成，它们分别表示元件的类型和元件号，例如X000、Y001。输入继电器和输出继电器的元件号用八进制表示，八进制数只有07这8个数字符号，遵循“逢8进1”的运算规则。P86页表4.7给出了FX2N系列PLC的输入、输出继电器元件号。,1输入继电器X 专门用于接收从外部开关或敏感元件来的信号，其线圈与输入端相连，可提供多对电子常开、常闭触点，供编程时调用。 只能由外部信号驱动，不能由内部指令驱动。,图4-1 输入继电器电路示意图,图4.1 PLC控

5、制系统的示意图,几个元件的对应梯形图图符,2输出继电器Y 只能由程序内部指令驱动，它提供一个外部输出触点带负载，另外提供多对电子常开、常闭触点供编程时使用。 元件编号采用八进制,图42 输出继电器电路示意图,只能由PLC内各软元件的触点驱动，它不能接收外部的输入信号，也不能直接驱动外部负载，相当于继电器控制系统中的中间继电器。 十进制编码 辅助继电器有三种类型。,图4-3 辅助继电器电路示意图,4.2.2 辅助继电器（M）,（1）通用型辅助继电器 有500点，编号为M0M499，无掉电保持功能。 （2）掉电保护型辅助继电器 有2572点，编号为M500M3071，某些控制系统要求记忆电源中断瞬

6、时的状态，重新通电后再现其状态，断电保持辅助继电器适用于这种场合。,图4-4 失电数据保持电路,（3）特殊辅助继电器 有256点，编号为M8000M8255，每一个均具有特定功能，分为两大类： 1）触点利用型：线圈由PLC自己驱动，用户只能利用其触点。,M8000：运行监视：当PLC处于运行状态时，M8000自动为“1”；反之， M8000 为“0” M8002：产生初始化脉冲，PLC的第一个扫描周期内，M8002为“1”，以后为“0”。,M8012：以周期为100ms循环通断 （ M8011M8014：10ms、100ms、1s、1min时钟 ）,M8012,2）驱动线圈型。用户驱动线圈后，

7、PLC作特定动作。,M8030：锂电池电压下降到一定值时M8030为“1” M8033：PLC停止运行时输出保持 M8034：若使M8034为“1”将起到禁止全部输出的作用 M8039：PLC以D8039中指定的扫描时间工作。,4.2.3 状态继电器（S） 与步进顺控指令STL组合使用。编号为S0S999，共1000点。 初始化用：S0S9，共10点； 回原点用：S10S19，共10点； 通用：S20S499，共480点； 掉电保持用：S500S899， 共400点； 报警用：S900S999，共100点。 以机械手抓取工件的运动为例， 说明状态器的功能和作用： 三个动作：下降夹紧上升，是典型

8、的步进顺序控制.,图4-17 机械手抓取工件步进 顺控流程图,4.2.4定时器（T） 定时器在PLC中的作用相当于一个时间继电器，它有一个设定值寄存器（一个字长），一个当前值寄存器（一个字长）以及无限个触点（一个位），这三个存储单元使用同一个元件号。 采用十进制编码，定时值=K值定时精度值，所有定时器都只有其线圈“通电” 并延时后才动作的触点，都没有瞬时动作的触点。 触点动作定时器可以用用户程序存储器内的常数k或H作为设定值，也可以用数据寄存器D的内容作为设定值。,（1）通用型定时器（非积算定时器）（T0T245） 1) 100ms定时器（T0T199）：时间设定值为0.1-3276.7s，定

9、时值=K值100ms 2) 10ms定时器（T200T245）：时间设定值为0.01-327.67s，定时值=K值 0.01s,图4-5 通用型定时器原理示意图 图4-6通用型定时器动作时序图,（2）积算型定时器（T246T255） 输入电路断开或停电时，当前值保持不变。 1）1ms积算定时器（T246T249），时间设定值为0.00132.767s，定时值=K值1ms 2）100ms积算定时器（T250T255）：时间设定值为0.13276.7s，定时值=K值0.1s,图4-7 积算定时器原理示意图 图4-8 积算定时器动作时序图,4.2.5 计数器（C） 内部计数器是在执行扫描操作时对内部

10、元件（如X、Y、M、S、T、C）的信号进行计数的计数器。 十进制编码（分加计数、减计数和双向计数器） （1）内部信号计数器（C0C234） 1）16bit增计数器（C0C199） 通用型：C0C99，共100点，设定值为K1K32767 ； 掉电保持型：C100C199，共100点，设定值为K1K32767 。,图4-9 16bit增计数器的用法 图4-10 16bit增计数器动作时序图,2）32bit双向计数器（C200C234） 通用型：C200C219，共20点，作增计数或减计数（计数方向）由特殊辅助继电器M8200M8219设定。当对应的辅助继电器断开（置0）时为加计数，置1时为减计数

11、。 掉电保持型：C220C234，共15点，作增计数或减计数（计数方向）由特殊辅助继电器M8220M8234设定。它的当前值和触点状态在失电时均能保持。,表432位计数器增/减计数切换所用的 对应特殊辅助继电器地址号,图4-11 32bit双向计数器的用法 图4-12 32bit双向计数器动作时序图,（2）高速计数器（C235C255） 共21点，在PLC中共享6个高速计数器输入端X000X005。高速计数器按中断原则运行，均为32位加/减计数器。 高速计数器是按中断原则运行的，因而它独立于扫描周期，选定计数器的线圈应以连续方式驱动，以表示这个计数器及其有关输入连续有效，其它高速处理不能再用其

12、输入端子 。 高速计数器的选择不是任意的，它取决于所需计数器的类型及高速输入端子。,表4.11 全部高速计数器,注：U表示加计数输入，D表示减计数输入，R表示复位输入，S表示启动输入，A表示A相输入，B表示B相输入。,1）1相无启动/复位端子高速计数器C235C240 2）1相带启动/复位端子高速计数器C241C245 3）1相2输入（双向）高速计数器C246C250 4）2相输入（AB相型）高速计数器C251C255,4.2.6 数据寄存器(D) （1）通用数据寄存器（D0D199） 十进制编码，共200点； 只要不写入其它数据，已写入的数据不会变化。 但是当PLC由运行到停止或断电时，该类

13、数据寄存器的数据被清除为0。 但是当特殊辅助继电器M8033置1，PLC由运行转向停止时，数据可以保持。,（2）断电保持数据寄存器（D200D7999） 断电保持/锁存寄存器有断电保持功能，PLC从RUN状态进入STOP状态时，断电保持寄存器的值保持不变。利用参数设定，可改变断电保持的数据寄存器的范围。 断电保持数据寄存器D200D511共312点，只要不改写，原有数据不会丢失。 文件寄存器D1000D7999共2000点； 文件寄存器是以500点为一个单位，可被外部设备存取。文件寄存器实际上被设置为PLC的参数区。文件寄存器与锁存寄存器是重叠的，可保证数据不会丢失。FX2N系列的文件寄存器可

14、通过BMOV（块传送）指令改写。,（3）特殊用：D8000D8255，共256点。 这些数据寄存器供监视PLC中器件运行方式用。其内容在电源接通时，写入初始值（先全部清0，然后由系统ROM安排写入初始值）。例如，D8000所存的警戒监视时钟的时间由系统ROM设定。若有改变时，用传送指令将目的时间送入D8000。该值在PLC由RUN状态到STOP状态保持不变。未定义的特殊数据寄存器，用户不能用。,4.2.7 变址寄存器（V、Z） 编号为V0V7、Z0Z7，都是16位数据寄存器，可像其它的数据寄存器一样进行数据的读写。变址寄存器除了和普通的数据寄存器有相同的使用方法外，还常用于修改器件的地址编号。

15、V、Z都是16位的寄存器，可进行数据的读写。当进行32位操作时，将V、Z合并使用，指定Z为低位。,图4-13 变址寄存器的用法,4.2.8 指针（P、I） （1）分支指令用指针P0P127（128点） 用来指示跳转指令（CJ）的跳步目标和子程序调用指令（CALL）调用的子程序的人口地址，执行 到子程序中的SRET（子程序返回）指令时返回去执行主程序。其中P63是结束跳转用，P0-P62，P64-P127用来指定条件跳转。,图414分支用指针的用法,（2）中断用指针I0I8（9点） 中断用指针用来指明某一中断源的中断程序入口标号，执行到IRET（中断返回）指令时返回主程序。 1） 输入中断I0 0表示为下降沿中断；1表示为上升沿中断。 表示输入号，取值范围为05，每个输入只能用一次。 2) 定时器中断I 表示定时器中断号，取值范围为68，每个定时器只能用1次。表示定时时