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1、电气控制与PLC应用技术, 第4章 PLC的基础知识,Kunming University of Science & Technology,ch.4 -2,本章主要内容,4.1 PLC综述 4.2 PLC的硬件组成 4.3 PLC的软件组成 4.4 PLC的工作原理 4.5 编程调试设备 4.6 PLC的编程语言及编程规则 4.7 PLC的软元件 4.8 指令常数及软元件的使用方法 4.9 FX3U/FX3UC系列PLC的基本逻辑指令 4.10 基本指令编程举例,Kunming University of Science & Technology,ch.4 -3,4.7 PLC的软元件,软元件
2、（简称“元件”）是PLC内部具有一定功能的器件，这些器件都具有传统继电器的功能，但没有传统继电器的机械触点和线圈，它们实际上是一些电子线路及存储单元等。 比如，输入继电器由输入电路和输入映像寄存器组成，输出继电器由输出电路和输出映像寄存器组成，定时器和计数器由特定功能的寄存器组成等。为了把它们与传统继电器区分开来，我们称之为软元件。编程时所使用的输入继电器、输出继电器、辅助继电器、寄存器、定时器、计数器等都是软元件。 各种元件具有其不同的功能和固定的地址。每一种机型的元件数量和元件种类也是固定的，其数量的多少决定了PLC整个系统的规模和数据的处理能力。编程时，只需记住其地址，每个元件的触点在程
3、序中可以无数次的使用。 FX3U PLC的软元件种类及数量，如表4.2所示。,Kunming University of Science & Technology,ch.4 -5,（1） 输入继电器（X）,输入继电器是PLC与外部用户设备连接的接口，用来接受用户输入设备（例如按钮、选择开关、限位开关等）发来的输入信号。 输入继电器的线圈与PLC的输入端子相连。从用户输入设备送到输入端的数据，使输入继电器的线圈（软线圈）处于ON/OFF状态，输入继电器的触点（常开和常闭）供编程使用。,Kunming University of Science & Technology,ch.4 -6,（2） 输
4、出继电器（Y）,输出继电器用于将程序运算的结果经过输出端送到用户输出设备（如接触器、电磁阀、指示灯等）。 输出继电器的线圈由程序执行结果所驱动。每个输出继电器只有一个外部输出用的触点可用来直接驱动负载。这个外部触点的状态对应于输出刷新阶段的输出锁存器中的输出状态。,每个Y还有无数对常开触点和常闭触点（内部触点）供编程使用。这些内部触点的状态对应于输出映像寄存器中该元件的状态。,Kunming University of Science & Technology,ch.4 -7,2. 辅助继电器(M) 中间继电器,辅助继电器的线圈只能由程序驱动。每个辅助继电器也有无数对常开触点和常闭触点，但这些
5、触点只能在PLC内部供编程使用，不能直接输出驱动外部负载，外部负载应由输出继电器驱动。辅助继电器分为普通型、停电保持型和特殊型三种。其地址采用十进制数进行编号（除了输入/输出继电器采用八进制数编号外，其余元件都采用十进制数进行编号）。,Kunming University of Science & Technology,ch.4 -8,2. 辅助继电器(M),（1）普通型辅助继电器 ：500点： M0M499 PLC断电，M的状态就复位（无断电保持功能）。,（2）保持型辅助继电器 ： 7180点：M500M7679 PLC断电时，M靠PLC内部锂电池保持原来的状态。,Kunming Unive
6、rsity of Science & Technology,ch.4 -9,普通型和保持型辅助继电器的区别举例,例：如图，当X3接通后，M700的线圈得电并保持，此后即使PLC断电，M700仍然保持接通。因此当PLC断电后再次上电时，M700仍保持断电前的接通状态（无需再接通X3），直至X4接通（X4的常闭触点断开）时，M700才断开。,Kunming University of Science & Technology,ch.4 -10,普通型和保持型辅助继电器的区别举例,若将图中的M700换成普通型的辅助继电器（比如M100），则当X3接通时，M100接通并自保。但若PLC突然断电，则M1
7、00立即断开，当PLC的电源恢复后重新运行时，必须再将X3接通，M100才会接通。可见，普通辅助继电器不具备断电保持功能。 若要将断电保持型作为普通型辅助继电器使用，可在程序的开头用ZRST指令进行区间清零即可,Kunming University of Science & Technology,ch.4 -11,（3）特殊辅助继电器：512点： M8000M8511,这些特殊辅助继电器各自具有特定的功能，可分成触点利用型和线圈驱动型两类。,1）触点利用型 ： 其线圈由PLC自动驱动，用户只可利用其触点。, M8000、M8001：运行监视继电器,当PLC运行时，M8000接通、M8001断开
8、，如图所示。,Kunming University of Science & Technology,ch.4 -12,1）触点利用型：, M8002、M8003：初始脉冲继电器,在PLC投入运行时，M8002接通一个扫描周期、M8003断开一个扫描周期，如图所示。通常用M8002来作为初始信号，比如计数器清零、步进控制中的初始脉冲信号等。,Kunming University of Science & Technology,ch.4 -13,1）触点利用型：, M8005：锂电池电压过低继电器,当锂电池电压过低时，M8005接通，用来提示锂电池即将失效（需要更换锂电池）。使用时，可用M8005
9、的一个常开触点去驱动一个输出继电器（比如Y20），再用Y20去驱动一个喇叭或指示灯，根据喇叭是否响或指示灯是否点亮，即可知道锂电池是否失效。如图所示,Kunming University of Science & Technology,ch.4 -14,1）触点利用型：, M8011M8014：内部时钟脉冲,当PLC通电时，M8011M8014便产生周期分别为10毫秒（接通和断开各5毫秒）、100毫秒、1秒、1分钟的脉冲信号，这些时钟脉冲与PLC是否投入运行无关，如图所示。,Kunming University of Science & Technology,ch.4 -15,1）触点利用型：
10、, M8020M8022：运算结果标志,在算术运算中， 当加减运算结果等于零时，M8020接通； 当减法运算有借位时，M8021接通； 当加法运算结果发生进位时，M8022接通。,Kunming University of Science & Technology,ch.4 -16,2）线圈驱动型（可驱动线圈型的特殊辅助继电器）,线圈驱动型特殊辅助继电器：用户驱动线圈后，PLC作特定动作。, M8034：全部输出禁止继电器,当M8034接通时，全部输出继电器均为断开状态（禁止输出），PLC的外部输出接点均为OFF状态。 例如，在下图中，当出现紧急情况时，合上急停开关X5，M8034的线圈接通，
11、此时关闭全部输出。,Kunming University of Science & Technology,ch.4 -17,2）线圈驱动型, M8040：禁止状态转移,在步进控制中，当M8040接通时，即使状态转移条件满足，也不能实现状态间的转移。, M8033：停止时保持输出继电器,当M8033接通时，若PLC由RUN切换到STOP时，存储器中的内容保持为RUN时的状态）。, M8030：电池灭灯,当M8030接通时，即使锂电池的电压降低，PLC面板上的指示灯也不会亮。, M8039：恒定扫描,当M8039接通时，PLC以D8039中的内容为扫描周期运行程序。,Kunming Univers
12、ity of Science & Technology,ch.4 -18,3.状态继电器(S),在步进顺控程序中，状态继电器（简称“状态”）S是重要的编程元件。通常情况下，将它与后述的步进指令STL配合使用，完成某一工序的步进控制。当状态S不用于步进控制时，可当作辅助继电器使用。状态S有以下两大类型：, 普通型,S0S499，共500点，其中S0S9（10点）供初始状态使用，S10S19（10点）供返回原点使用。当电源断开时，它们都变成OFF状态，即不具备断电保持功能。, 断电保持型,S500S4095，共3596点。其中S900S999（100点）作信号报警器用。当电源断开时，它们能保持停电
13、前一时刻的ON/OFF状态，即具有断电保持功能（通过PLC内置的锂电池保持）。,Kunming University of Science & Technology,ch.4 -19,4. 定时器(T)相当于时间继电器,当定时器的线圈被驱动时，定时器以增计数方式对PLC内的时钟脉冲（1ms、10ms、100ms）进行累积计时（即通过对时钟脉冲进行计数来实现计时），当计时的当前值与定时器的设定值相等时，其触点动作（常开触点闭合、常闭触点断开）；当定时器的线圈失电时，其触点立即复位。 定时器既可以用十进制常数K作设定值，也可以用数据寄存器（D）的内容作设定值。一台PLC拥有几十至几百个定时器，每个
14、定时器具有无数个常开和常闭触点可供编程使用。,Kunming University of Science & Technology,ch.4 -20,（1）普通定时器, 100ms普通定时器： 200点,T0T199（其中T192T199用于子程序或中断子程序），定时范围为0.13276.7秒。, 10ms普通定时器 ：46点 T200T245，定时范围为0.01327.67秒。,普通定时器 ：分为100ms、10ms、 1ms普通定时器3种, 1ms普通定时器 ：256点 T256T511，定时范围为0.00132.767秒。,Kunming University of Science &
15、Technology,ch.4 -21,（1）普通定时器,100ms普通定时器工作过程举例：,Kunming University of Science & Technology,ch.4 -22,（2）积算定时器 ：分为1ms、100ms积算定时器两种, 1ms积算定时器： 4点,T246T249，定时范围为0.00132.767秒。,1ms积算定时器工作过程举例：, 100ms积算定时器 ：6点 T250T255，定时范围为0.13276.7秒。,Kunming University of Science & Technology,ch.4 -23,5. 计数器(C)：分为内部计数器和高速
16、计数器两类,（1）内部信号计数器：是对内部元件（如X、Y、M、S、T、C）的信号进行计数的计数器。, 16位增计数器,计数设定范围为132767（十进制常数），有两种： 普通型：C0C99 （100点） 断电保持型：C100C199 （100点）,在计数过程中，当PLC电源切断时，普通型计数器的计数当前值立即被清除，计数器触点状态复位；而停电保持型计数器的计数当前值和触点的状态均被保持。当PLC再通电时，停电保持型计数器的计数值从停电前的计数当前值开始增计数，触点为停电前的状态，直到计数当前值等于设定值。,Kunming University of Science & Technology,ch.4 -24,普通型16位增计数器应用举例,例：普通型计数器C5的计数工作过程，如图所示。,Kunming University of Science & Technology,ch.4 -25, 32位增/减计数器,普通型： C200C219 （20点） ； 停电保持型：C220C234 （15点）。 计数设定范围都为-21474836
