第三章可编程序控制器的程序设计基础.ppt

1、第3章,PLC的程序设计基础,3.1 PLC的编程语言概述 3.2 FX2N系列的主要技术性能 3.3 FX2N系列PLC软元件,3.1 可编程序控制器的编程语言概述,顺序功能图,梯形图,功能块图,指令表,结构文本,3.1 可编程序控制器的编程语言概述,顺序功能图 Sequential function chart,1 相当于应用软件中的逻辑框图； 2 是一种位于其它编程语言之上的 图形语言； 3 用来编制顺序控制程序。,3.1 可编程序控制器的编程语言概述,梯形图 Ladder diagram,1 继电接触控制系统 电路图很相似； 2 简单直观。,3.1 可编程序控制器的编程语言概述,功能块

2、图 Function block diagram,类似于数字逻辑电路中编程语言，用类似与门、或门等方框图来表示的逻辑运算关系。,3.1 可编程序控制器的编程语言概述,指令表 Instruction list,由若干条指令组成的程序叫指令表程序。,XO YO,X1 Y1,Y2,X3 Y3,LD X0 OUT Y0 LDI X1 OUT Y1 OUT Y2 LD X3 OUT Y3,3.1 可编程序控制器的编程语言概述,结构文本 Structured text,PASCAL BASIC C等高级语言,便于实现：,数学运算 数据处理 图形显示 报表打印,能实现复杂的数学运算 非常简洁和紧凑，,优点：

3、,梯形图的主要特点,（1）编程元件不是真实的硬件继电器,而是软件继电器。 （2）梯形图两侧的公共线称为公共母线，分析时，可以假 想有一个能流从左向右流动。 （3）程序执行是一个逻辑解算的过程。根据梯形图中各触 点的状态和逻辑关系,求出各个线圈对应的编程元件的状态 （4） 梯形图中的各编程元件的常开触点和常闭触点,都可以无限 次使用。 （5）梯形图中的线圈应该放在最右边。,每一个梯级从起始母线触点输出继电器母线,触点状态有接通和断开两种状态,触点可以任意串联和并联,继电器线圈只能并联,不能串联,输出继电器可以使输出继电器,中间继电器,辅助继电器,梯形图的主要特点,3.2 FX2N系列PLC主要技

4、术性能,FX2N系列PLC是日本三菱公司继F1、F2系列之,后推出的新产品。,它采用整体式结构，按功能可分为基本单元、,扩展单元、扩展模块及特殊适配器等四种类型产品。 基本单元内有CPU、存储器、输入/输出、电源等， 是一个完整的PLC机，可以单独使用。,基本单元型号表示方法： FX2N M,1,2,1部分用两位数表示输入/输出(I/O)的总点数: 16、24、32、48、64等； 2部分用字符表示输出类型： R 表示继电器触点输出， T 表示晶体管输出， S 表示双向晶闸管输出。,3.2 FX2N系列PLC的主要技术性能,3.3 FX系列PLC的编程软元件,输入继电器 输出继电器 辅助继电器

5、 状态继电器 定时器 计数器,数据寄存器 变址寄存器 指针 常数,3.3 FX系列PLC软元件,不同厂家、不同系列的PLC，其内部软元件的功能和编 号也不相同，因此用户在编制程序时，必须熟悉所选用PLC 的软元件功能和编号。,FX系列PLC软继电器编号由字母 和 数字 组成 其中: 输入继电器和输出继电器用八进制数字编号,其它均采用十进制数字编号,3.3.2,输出继电器（Y）, 输出继电器是用来将PLC内部信号输出传送给外部负载 输出继电器线圈是由PLC内部程序驱动，其线圈状态传送给 输出单元，再由输出单元对应的硬触点来驱动外部负载 每个输出继电器在输出单元中 都对应有一个常开硬触点，但在 程

6、序中供编程的输出继电器，不 管是常开还是常闭触点，都可以 无数次使用。,3.3.3,辅助继电器（M）,辅助继电器是PLC中数量最多的一种继电器，其作用相当于 继电器控制系统中的中间继电器。 和输出继电器一样，其线圈由程序指令驱动，每个辅助继电 器都有无限多对常开常闭触点，供编程使用。但是，其触点不 能直接驱动外部负载，要通过输出继电器才能实现对外部负载 的驱动。 FX系列PLC的辅助继电器有：通用辅助继电器,（三种）,保持辅助继电器,特殊辅助继电器,3.3.3,辅助继电器（M）,通用辅助继电器 通用辅助继电器和输出继电器一样，在PLC电源中断 后，其状态将变为OFF。当电源恢复后，除因程序使其

7、变为 ON外，其它仍保持OFF X0 M0 M0 M0,3.3.3,辅助继电器（M）,通用辅助继电器 编号： （按十进制编号）,注：可通过程序设定，将它们变为保持辅助继电器,3.3.3,辅助继电器（M）,保持用辅助继电器,保持用辅助继电器在PLC电源中断后，它具有保持断,电前的瞬间状态的功能，并在恢复供电后继续断电前的状 态 编号：,注：也可通过程序设定，将它们变为通用辅助继电器,3.3.3,辅助继电器（M）,特殊辅助继电器（M8000M8255） 特殊辅助继电器是具有某项特定功能的辅助继电 器 通常可分为两类：触点型 和 线圈型 触点型 特殊辅助继电器的线圈由PLC自动驱动，用 户只可以利用

8、其触点。 线圈型 特殊辅助继电器的线圈由用户控制，其线圈得 电后，PLC作出特定动作。,3.3.3,辅助继电器（M）,特殊辅助继电器（触点型1） M8000 （M8001） -运行监视用特殊辅助继电器 PLC运行时M8000得电（M8001断电），PLC停止时M8000 失电（M8001得电）,3.3.3,辅助继电器（M）,特殊辅助继电器（触点型2） M8002（M8003）-初始脉冲特殊辅助继电器 M8002（M8003）只在PLC开始运行的第一个扫描周期内 得电（断电），其余时间均断电（得电）。 常用M8002 的触点作 为一些继 电器的初 始化复位 信号,3.3.3,辅助继电器（M）,特

9、殊辅助继电器（触点型3） M8011、M8012、M8013、M8014 -分别为产生周期为10ms、100ms、1s、1min脉冲的 特殊辅助继电器 （ PLC RUN ） 例如：,3.3.3,辅助继电器（M）,特殊辅助继电器（触点型4） M8004 - 出错特殊继电器 当PLC出现硬件出错、参数出错、语法出错、电 路出错、操作出错、运算出错等时，M8004得电,D8061（出错代码） D8064 （出错代码） D8065 （出错代码） D8066 （出错代码） D8067 （出错代码）,M8061 - 硬件出错特殊继电器 M8064 - 参数出错特殊继电器 M8065 - 语法出错特殊继电

10、器 M8066 - 电路出错特殊继电器 M8067 - 操作出错特殊继电器,3.3.3,辅助继电器（M）,特殊辅助继电器（触点型6） M8246 - C246 减计数监视 M8247 - C247 减计数监视 M8249 - C249 减计数监视 M8251 - C251 减计数监视 M8252 - C252 减计数监视 M8254 - C254 减计数监视,3.3.3,辅助继电器（M）,特殊辅助继电器（线圈型3） M8040-禁止状态转移,与 步 进 指 令 有 关,M8041-从起始状态开始转移 M8042-启动脉冲 M8043-回原点结束 M8044-原点条件 M8045-禁止输出复位

11、M8047-STL状态监控有效,3.3.3,辅助继电器（M）,特殊辅助继电器（线圈型4） M8050- I00 禁止 M8051- I10 禁止 M8052- I20 禁止 M8053- I30 禁止 M8056- 捕捉X0的脉冲 M8057- 捕捉X1的脉冲 M8058- 捕捉X2的脉冲 M8059- 捕捉X3的脉冲,3.3.3,辅助继电器（M）,特殊辅助继电器（线圈型5） M8235 -设置C235为减计数方式 M8236 -设置C236为减计数方式 M8237 -设置C237为减计数方式 M8238 -设置C238为减计数方式 M8241 -设置C241为减计数方式 M8242 -设置C

12、242为减计数方式 M8244 -设置C244为减计数方式,3.3.3,辅助继电器（M）,特殊辅助继电器（M8000M8255） 注意： FX系列中，不同型号PLC的特殊辅助继电器的数量也 不同。 在M8000M8255的256个特殊辅助继电器中，PLC未 定义的不可在用户程序中使用，具体可参见使用手册。,3.3.4,状态器（S）,状态器对在步进顺控类的控制程序中起着重要的作用，它 与后述的步进指令STL组合使用。 初始用状态器 返回原点用状态器（FX2N） 普通状态器 保持状态器 报警用状态器（FX2N） 不使用步进指令时，状态器也可当作辅助继电器使用,3.3.4,状态器（S）,编号：,3.

13、3.5 定时器（T）, PLC的定时器相当于电器系统中的通电延时时间继电器, 定时器可提供无数对的常开、常闭延时触点供编程用 定时器中有一个设定值寄存器、一个当前值寄存器和一个 用来存储其输出触点的映象寄存器（一个二进制位），这 三个量使用同一地址编号。但使用场合不一样，意义也不 同。,定时器时可分为通用定时器、积算定时器二种。,3.3.5 定时器（T）, PLC定时器工作原理：,定时器是根据时钟脉冲累积计数而达到定时的目的， 时钟脉冲有1ms 、10ms 、100ms，当所计数达到设定值 时，其触点动作。,设定值可用常数K或数据寄存器D的内容来设置。,3.3.5 定时器（T）, 通用定时器,

14、 通用定时器不具备断电的保持功能，即当输入电路断开 或停电时定时器复位。通用定时器有100ms和10ms两种。, 设定值： 常数K 或 数据寄存,器D的内容 设定值 的范围： 132767,3.3.5 定时器（T）, 通用定时器,编号：,3.3.5 定时器（T）, 通用定时器,100ms定时器,定时范围为0.13276.7s,10ms定时器 ( 除FX2N外，M8028=ON 时),定时范围为0.01327.67s,1ms定时器(FX0N T63) (采用中断计数 ),定时范围为0.00132.767s,3.3.5 定时器（T）, 通用定时器,通用定时器（例）,3.3.5 定时器（T）, 积算

15、定时器, 积算定时器具有计数累积的功能。, 在定时过程中如果断电或定时器线圈OFF，积算定时,器将保持当前的计数值（当前值），通电或定时器线 圈ON后继续累积，即其当前值具有保持功能，只有将 积算定时器复位，当前值才变为0。,1ms积算定时器：对1ms时钟脉冲进行累积计数的，定时范围为 0.00132.767s。,100ms积算定时器：对100ms时钟脉冲进行累积计数的定时范围为 0.13276.7s,3.3.5 定时器（T）, 积算定时器,编号：,3.3.5 定时器（T）, 积算定时器,积算定时器（例）,3.3.5 定时器（T）, 误差分析,除了中断执行型的定时器外，在线圈驱动之后到定时,器

16、触点动作的误差范围为：,-+T0,-0.001s（1ms）、0.01s（10ms）、0.1s,（100ms） ；,T0-扫描周期,编程时，若定时器触点指令写在线圈指令之前，则最,坏的情况下，定时器定时误差为2 T0。,1ms定时器为中断执行型定时器，是以中断方式对1ms时,钟脉冲进行计数，定时精度高。,3.3.6,计数器（C）,内部计数器 内部计数器是在执行扫描操作时对内部信号（如X、Y、 M、S、T等）进行计数。内部输入信号的接通和断开时间应 比PLC的扫描周期稍长。 高速计数器 采用中断方式进行计数，与 PLC的扫描周期无关 与内部计数器相比除允许输入频率高之外，应用也更为 灵活，高速计数

17、器均有断电保持功能，通过参数设定也可变 成非断电保持。,3.3.6,计数器（C）, 内部计数器 内部计数器包括 16位增计数器和32位可逆计数器 计数器的设定值范围：1-32767（16位） -214783648+214783647（32位） 计数器的设定值可由常数K 或间接通过指定的 数据寄存器（D）来设定,3.3.6,计数器（C）, 内部计数器之一-16位增计数器 基本原理 注：16位增计数器分为通用型和保持型两种,3.3.6,计数器（C）, 内部计数器之一-16位增计数器 16位增计数器编号,3.3.6,计数器（C）, 内部计数器之二- 32位可逆计数器 这类计数器与16位增计数器除位数

18、不同外，还在 于它能通过控制实现加/减双向计数。 （限FX1N/2N/2NC） 增/减计数由对应的特殊辅助继电器设定。对应的 特 殊 辅 助 继 电 器被 置 为 ON 时 为 减 计 数 ， 置 为 OFF时为增计数。 例：C200- M8200 当M8200为ON时，C200为减计数 当M8200为OFF时，C200为增计数,3.3.6,计数器（C）, 内部计数器之二- 32位可逆计数器 32位增/减可逆计数器编号,思,考 ？,1. 如何用计数器实现定时功能？ 2. 如何用计数器与定时器配合实现长延时？,3.3.6,计数器（C）, , 高速计数器 什么是高速计数器？,高数计数器是采用中断方

19、式进行高速计数的，与PLC的 扫描周期无关 高数计数器是对特定的输入进行计数（如FX0N为 X0X3） 高数计数器为32位增/减计数型，具有停电保持功能 （设定值范围：2147483648 +2147483647 ） 高数计数器的三种类型：,单相双输入,双相,单相单输入,3.3.6,计数器（C）, 高速计数器之一-单相单输入高速计数器 以FXON为例,3.3.6,计数器（C）, 高速计数器之一-单相单输入高速计数器 例：,3.3.6,计数器（C）, 高速计数器之二-单相双输入高速计数器,3.3.6,计数器（C）, 高速计数器之三-双相高速计数器 增 计 数 减 计 数,3.3 3.3.7,FX

20、系列PLC软元件及编号 数据寄存器（D）,PLC在进行输入输出处理、模拟量控制、位置控制时， 需要许多数据寄存器以存储数据和参数 数据寄存器为16位，最高位为符号位 32位数据可用两个数据寄存器来存储（如D1D0） 数据寄存器有： 1. 通用数据寄存器 2. 保持数据寄存器 3. 特殊数据寄存器 4. 文件寄存器,3.3.7,数据寄存器（D）, 通用数据寄存器 通用数据寄存器在PLC由运行（RUN）变为停止（STOP） 时，其数据全部清零。 如果将特殊继电器M8033置1，则PLC由运行变为停止 时，数据可以保持。 保持数据寄存器 保持数据寄存器只要不改写，原有数据就不会丢失，无论 电源接通与

21、否，PLC运行与否，都不会改变寄存器内容,3.3.7,数据寄存器（D）, 特殊数据寄存器（D8000,）, 特殊数据寄存器用于PLC内各种元件的运行监视。未加 定义的特殊数据寄存器，用户不能使用。 例如： D8000-WDT定时器定时参数（初始值200ms） D8001-CPU型号 D8020-X0X7输入滤波时间（初始值10ms） D8030-1号模拟电位器的数值 D8031-2号模拟电位器的数值 D8039-恒定扫描时间（ms） 具体可参见PLC使用手册，不再一一介绍,3.3.7,数据寄存器（D）,文件数据寄存器（D1000,文件寄存器是用于存放大量数据的专用数据寄存器 例如：用于存放采集数据、统计计算数据、多组控制参 数等。 文件寄存器占用用户程序存储器内的某一存储区间，可 用编程器或编程软件进行写操作 PLC运行时，可用BMOV指令将文件寄存器内容读到 通用数据寄存器中，但不能用指令将数据写入文件寄存器。,3.3.