三菱plcfx2n概述、工作原理

《三菱plcfx2n概述、工作原理》由会员分享，可在线阅读，更多相关《三菱plcfx2n概述、工作原理（75页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、第一章 可编程控制器综述 可编程控制器应用技术（三菱）西职院机电工程系 本章主要内容 可编程控制器的产生与发展 1 可编程控制器的特点 2 可编程控制器的分类 3 可编程控制器的应用和发展趋势 4 可编程控制器的性能指标5 可编程控制器应用技术（三菱）西职院机电工程系 1969年时被称为可编程逻辑控制器，简 称PLC (Programmable Logic Controller) 。 70年代后期，随着微电子技术和计算机 技术的迅猛发展，称其为可编程控制器，简 称PC (Programmable Controller)。但由于 PC容易和个人计算机 (Personal Computer) 相混

2、淆，故人们仍习惯地用PLC作为可编程控 制器的缩写。 1.1.1 可编程控制器名称的演变及定义 可编程控制器应用技术（三菱）机电工程系 （1987年 国际电工委员会） 可编程序控制器是一种数字运算操作的电子 系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用了 可编程序的存储器，用来在其内部存储、执行逻 辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操 作的指令，并通过数字的、模拟的输入和输出， 控制各种类型的机械或生产过程。 1.1.1 可编程控制器名称的演变及定义 可编程控制器应用技术（三菱）机电工程系 1.1.1 可编程控制器名称的演变及定义 数字运算操作的电子系统也是一种计算机 定定 义义 中中 强强

3、 调调 了了 PLCPLC 是是 : : 面向用户指令编程方便 逻辑运算、顺序控制、定时计算和算术操作 专为在工业环境下应用而设计 数字量或模拟量输入输出控制 易与控制系统联成一体 易于扩充 可编程控制器应用技术（三菱）机电工程系 1.1.2 可编程控制器的产生 20世纪20年代起，人们把各种继电器、定时器、 接触器及其触点按一定的逻辑关系连接起来组成控制 系统，控制各种机械设备，这是传统的继电器控制系 统。 它能完成逻辑“与”、“或”、“非”等运算功能，实现 弱电对强电的控制，且由于它结构简单、容易掌握，在一 定范围内能满足控制要求，因而使用面很广，在工业控制 领域中一直占有主导地位。 可编

4、程控制器应用技术（三菱）机电工程系 1.1.2 可编程控制器的产生 随着工业的发展，设备和 生产过程越来越复杂。复杂的 系统可能使用成百上千个各式 各样的继电器，并用成千上万 根导线以复杂的方式连接起来， 执行相应的复杂的控制任务。 作为单台装置，继电器本 身是比较可靠的。但是，对于 复杂的控制系统，继电器控制 系统存在几个明显的缺点: 可靠性差，排除故障困难 灵活性差，总成本较高 适应性差，接线复杂 体积大，不易维修 可编程控制器应用技术（三菱）机电工程系 1.1968年，美国最大的汽车制造厂家通用汽车公司 (GM)提出了研制可编程序控制器的基本设想，即 u 编程简单，可在现场修改程序 u

5、维护方便，最好是插件式 u 可靠性高于继电器控制柜 u 体积小于继电器控制柜 u 可将数据直接送入管理计算机 u 在成本上可与继电器控制柜竞争 u 输入可以是交流115V u 输出是交流115V，2A以上，可直接驱动电磁阀 u 在扩展时，原有系统只要很小变更 u 用户程序存储器容量至少能扩展到4K字节 1.1.2 可编程控制器的产生 可编程控制器应用技术（三菱）机电工程系 用户迫切需要一种先进的自动控制装置用户迫切需要一种先进的自动控制装置 继电器控制系统继电器控制系统 先进自动控制系统先进自动控制系统 1.1.2 可编程控制器的产生 可编程控制器应用技术（三菱）机电工程系 1.1.2 可编程

6、控制器的产生 对先进自动控制装置提出设想对先进自动控制装置提出设想： 把把计算机计算机的功能完善、通用、灵活等优点和的功能完善、通用、灵活等优点和继电器继电器 控制系统的简单易懂、操作方便、价格便宜等优点结控制系统的简单易懂、操作方便、价格便宜等优点结 合起来，制成一种通用合起来，制成一种通用控制装置控制装置。把计算机的编程方。把计算机的编程方 法和程序输入方式加以简化，采用面向控制过程、面法和程序输入方式加以简化，采用面向控制过程、面 向对象的语言编程。向对象的语言编程。 工业控制单板机（计算机）工业控制单板机（计算机） 继电器控制系统继电器控制系统 先进控制装置先进控制装置 可编程控制器应

7、用技术（三菱）机电工程系 2. 1969年，美国数字设备公司研制出了世界上第一台 PLC ，型号为PDP-14。 3. 1969年，美国哥德公司（GOULD）把PLC商品化， 型号为084。 4. 1971年，日本研制出第一台PLC，型号为DSC-8。 5. 1973年，德国西门子公司（SIEMENS）研制出第一 台PLC，型号为SIMATIC S4。 6. 我国从1974年开始研制，1977年开始工业应用。 1.1.2 可编程控制器的产生 可编程控制器应用技术（三菱）机电工程系 1.早期的PLC (20世纪60年代末至70年代中期） 早期的PLC一般称为可编程逻辑控制器。这时的PLC主要是作

8、为继电器 控制装置的替代物而出现的，其主要功能是执行原先由继电器完成的顺序 控制、定时等功能，将继电器的“硬接线”控制方式变为“软接线”方式。 早期的PLC在硬件上以准计算机的形式出现，在I/O接口电路上作了改 进以适应工业控制现场的要求。装置中的器件主要采用分立元件和中小规 模集成电路，存储器采用磁芯存储器。另外还采取了一些措施，以提高其 抗干扰的能力。 在软件编程方面，采用了广大电气工程技术人员所熟悉的继电器控制 线路的方式，即梯形图。因此，早期的PLC的性能要优于继电器控制装置， 其优点包括简单易懂、便于安装、体积小、能耗低、有故障指示、能重复 使用等。梯形图作为PLC特有的编程语言一直

9、沿用至今。 1.1.3 可编程控制器的发展 可编程控制器应用技术（三菱）机电工程系 2.中期的PLC（20世纪70年代中期至80年代中、后期） 20世纪70年代初期，出现了微处理器，由于其体积小、功能强、价格 便宜，很快被用于PLC.美国、日本、德国等一些厂家先后开始采用微处理 器作为PLC的中央处理单元(CPU）， 使PLC的功能增强、工作速度加快、体 积减小、可靠性提高、成本下降。 在硬件方面，除了保持其原有的开关模块以外，中期的PLC增加了模拟 量模块、远程I/O模块、各种特殊功能模块；扩大了存储器的容量，增加了 各种逻辑线圈的数量；还提供了一定数量的数据寄存器，使PLC应用范围得 以扩

10、大。 在软件方面，除了保持其原有的逻辑运算、计时、计数等功能以外， 中期的PLC还增加了算术运算、数据处理和传送、通信、自诊断等功能，指 令系统大为丰富，系统可靠性也得到了提高。 1.1.3 可编程控制器的发展 可编程控制器应用技术（三菱）机电工程系 3.近期的PLC（20世纪80年代中、后期至今） 进入20世纪80年代中、后期，由于超大规模集成电路技术的迅速发展 ，微处理器的市场价格大幅度下跌，使得各种类型的PLC所采用的微处理 器的档次普遍提高。而且，为了进一步提高PLC的处理速度，各制造厂商 还纷纷研制开发了专用逻辑处理芯片。这样使得PLC在软、硬件功能上都 发生了巨大变化。 现代PLC

11、不仅能够完全胜任对大量开关量信号的逻辑控制功能，还具 有了很强的数学运算、数据处理、运动控制、PID控制等模拟量信号处理 能力。同时PLC的联网通讯能力大大增强，可以构成功能完善的分布式控 制系统，实现工厂自动化管理。在发达的工业化国家，现代PLC广泛应用 在所有的工业部门。 1.1.3 可编程控制器的发展 可编程控制器应用技术（三菱）机电工程系 三菱电机公司： F，FX，A，K等系列。 立石公司： D、E等系列。 东芝公司：EX等系列 富士电机公司： HDC和MICREX-F50等系 列。 通用电气公司 （GE）： SERIES，GE等系列。 德州仪器公司： TI和PM等系列。 哥德公司：

12、MICRD等系列。 西门子公司 （SIMENS）： SIMATIC S5、S7等系 列。 AEG公司： A系列等 美 国 日 本 德 国 1.1.4 常见的可编程控制器 可编程控制器应用技术（三菱）机电工程系 三菱PLC外形图 Q系列PLC FX2N系列PLC FX1N系列PLC FX1S系列PLC 可编程控制器应用技术（三菱）机电工程系 西门子PLC外形图 S7-200系列PLC S7-300系列PLC S7-400系列PLC 可编程控制器应用技术（三菱）机电工程系 欧姆龙PLC外形图 C200H系列PLCCPM1A、CPM2A系列PLC 可编程控制器应用技术（三菱）机电工程系 1.2.1可

13、编程控制器与继电器的联系与区别 下面以一个启、保、停电路为例介绍可编 程控制器的特点。 可编程控制器应用技术（三菱）机电工程系 1.2.1 可编程控制器与继电器的联系与区别 下面以一个启、保、停电路为例介绍可编 程控制器的特点。 可编程控制器应用技术（三菱）机电工程系 外接线改变了。梯形图也发生了变化。 1.2.1 可编程控制器与继电器的联系与区别 可编程控制器应用技术（三菱）机电工程系 如果输入信号只能由常开触点提供，梯形图中的触点类型与 继电器电路的触点类型完全一致。 如果接入PLC的是输入信号的常闭触点，这时在梯形图中所用 的X1的触点的类型与PLC外接SB2的常开触点时刚好相反，与继电

14、 器电路图中的习惯也是相反的。建议尽可能采用常开触点作为 PLC的输入信号。 1.2.1 可编程控制器与继电器的联系与区别 r 常闭触点输入信号的处理: 可编程控制器应用技术（三菱）机电工程系 r从控制系统上比较 1.2.1 可编程控制器与继电器的联系与区别 可编程控制器应用技术（三菱）机电工程系 r从编程语言上比较 继电器控制线路图中的继电器都是实际存在的物理继电器，PLC 梯形图中的继电器是“软”继电器。 继电器控制线路分析时用到动合动断的概念，PLC梯形图中仍然 保留了这些概念。 继电器的触点个数是有限的，而PLC的触点可以无限次地使用。 继电器线路中的母线要接电源，而PLC的母线并不接

15、电源。 继电器接触器控制线路的触点状态取决于其线圈中有无电流流过 ，在继电器控制电路中，若不接接触器线圈，只接其触点，则触 点永远不会动作。PLC中输入继电器由外部信号驱动，梯形图中 只是用输入继电器的触点，而不出现它的线圈。 1.2.1 可编程控制器与继电器的联系与区别 可编程控制器应用技术（三菱）机电工程系 1.2.2 PLC的特点 r抗干扰能力强，可靠性高 r灵活性和通用性强 r编程语言简单易学，编程方法简单 rPLC与外部设备的连接简单、使用方便 r体积小、结构紧凑，易于实现机电一体化，安装 、维护方便 r设计、施工、调试周期短 可编程控制器应用技术（三菱）机电工程系 1.3.1 根据

16、I/O点数分类 I/O点数 2048点；多CPU ，16位、32位处理器，用户存 储器容量816K。如： S7-400 德国西门子公司 GE- GE公司 C-2000 立石公司 K3 三菱公司 大型机 小型机 I/O点数2562048点；双 CPU，用户存储器容量28K。 如： S7-300 德国西门子公司 SR-400 中外合资无锡华 光电子工业有限 公司 SU-5、SU-6 德国西门子公司 C-500 日本立石公司 GE- GE公司 中型机 可编程控制器应用技术（三菱）机电工程系 1.3.2 根据结构形式分类 整体式 模块式 叠装式 可编程控制器应用技术（三菱）机电工程系 r 整体式： 特点：整体式PLC结构紧凑，体积小，重量轻，价 格低，容易装配在工业控制设备的内部， 比较合适于生产机械的单机控制。整体式 PLC的缺点是主机的I/O点数固定，使用不 够灵活，维修也较麻烦。如:C20P、C40P、 C60P和三菱公司的F1系列等。 示例图片 1.3.2 根据结构形式分