《电器控制与可编程控制器应用技术 教学课件 ppt 作者 张迎辉 等 第3章 常用可编程序控制器及基本单元》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电器控制与可编程控制器应用技术 教学课件 ppt 作者 张迎辉 等 第3章 常用可编程序控制器及基本单元（33页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第3章 常用可编程序控制器及基本单元,3.1 可编程序控制器概述 3.2 三菱FX3U、FX2N 系列PLC基本单元 3.3 FX3U和FX2N系列PLC的软元件,3.1 可编程序控制器概述,3.1.1 可编程序控制器的分类及技术性能指标 1.PLC的分类 (1)按照输入/输出点数分 按照输入/输出点数分，PLC可以分为小型机、中性机和大型机。 (2)按结构形式分 按照PLC结构形式的不同可以将PLC分为整体式、模块式和板式。 2.PLC的主要技术性能指标 (1)I/O点数 是指PLC外部I/O端子的总和，这是一个非常主要的技术指标，选择PLC时需要考虑PLC的输入和输出的点数，并留一定裕量。
2、,3.1 可编程序控制器概述,(2)扫描速度 即执行1步(或1000步)指令所需要的时间，FX2N系列PLC执行1步指令的时间是0.08s，FX3U系列PLC执行1步指令的时间是0.065s。 (3)用户存储器容量 是指存储用户程序的存储器空间大小，一般的PLC的用户存储器为几K到几十K，大型PLC的容量在1M以上，这里所指的存储容量是按程序步来指定的，一个存储单位可以存放1个程序步，如8K容量的存储器可以存放8000步用户程序。 (4)指令系统 PLC的指令系统是衡量其控制功能的主要指标。 (5)内部软元件 内部软元件用于存放变量状态、运算中间结果和数据等，还有许多的特殊功能软元件为用户提供
3、特定的功能，因此软元件的配置情况是衡量PLC硬件功能的一个指标。,3.1 可编程序控制器概述,(6)特殊功能模块 PLC基本单元只能实现基本控制功能，为了实现一些特定的功能，还需要配置特殊功能模块，如A-D、D-A模块、高速计数模块、位置控制模块、温度控制模块、通信模块等，因此在配置基本单元的同时还应考虑基本单元是否支持这些特殊功能模块。 3.1.2 可编程序控制器的基本原理 PLC的工作原理与个人计算机的工作原理是一致的，PLC是在系统程序的管理下，通过运行用户程序实现控制功能，但是计算机与PLC的执行用户程序的方式有所不同，计算机是采用等待任务的工作方式，而PLC则采用循环扫描的工作方式。
4、,3.1 可编程序控制器概述,(1)内部处理 在内部处理阶段，PLC的CPU检查内部硬件是否正常，如果硬件出现异常，立即报警并停止执行用户程序，如果硬件没有异常，将监控定时器复位。 (2)通信服务 在通信服务阶段，PLC能与其他的智能装置通信，响应编程命令等。 (3)输入处理 在PLC输入处理阶段，PLC读入所有输入端子的通断状态，并将读入的状态存入内存中对应的输入映像寄存器中，此时，输入映像寄存器被刷新，然后进入程序执行阶段和输出处理阶段。 (4)程序处理,3.1 可编程序控制器概述,图3-1 输入处理、程序处理和输出处理执行过程,(5)输出处理 在输出处理阶段，,3.1 可编程序控制器概述
5、,PLC将输出映像寄存器的状态传送到输出锁存器中，并通过输出端子进行输出，用于控制外部设备的运行。 3.1.3 PLC的编程语言 可编程序控制器常用的编程语言主要有梯形图、指令表、顺序功能图、功能块图、结构文本等。手持编程器多采用指令表（助记符语言）；计算机软件编程采用梯形图语言、指令表也有采用顺序功能图、功能块图的，其中以梯形图最为常用。下面对梯形图和指令表作一简单介绍。 1.梯形图,3.1 可编程序控制器概述,梯形图是一种以图形符号及其在图中的相互关系来表示控制关系的编程语言，梯形图的表达方式沿用了电气控制系统中的继电器接触器控制电路图的形式，二者的基本构思是一致的，只是使用符号和表达方式
6、有所区别。梯形图直观易懂，易被电气工程人员掌握，特别适合于开关量的逻辑控制。 2.指令表,图3-2 PLC梯形图与指令表,3.2 三菱FX3U、FX2N 系列PLC基本单元,3.2.1 FX3U基本单元 FX3U基本单元包括十多种型号，其型号表现形式如下：,表3-1 F基本单元选型,3.2 三菱FX3U、FX2N 系列PLC基本单元,表3-1 F基本单元选型,3.2.2 FX2N基本单元 FX2N基本单元包括二十多种型号，其型号表现形式如下：,表3-2 F基本单元选型,3.2.3 基本单元的组成及结构 FX系列PLC基本单元为整体式结构，其外视图如图33所示。,3.2 三菱FX3U、FX2N
7、系列PLC基本单元,图3-3 基本单元外视图,3.2 三菱FX3U、FX2N 系列PLC基本单元,图3-4 基本单元结构框图,1. CPU,3.2 三菱FX3U、FX2N 系列PLC基本单元,CPU是整个PLC系统的核心，指挥PLC有条不紊地进行各种工作。PLC中常用的CPU有8080、8086、80286、80386，以及单片机8031、8096，位片式微处理器AM2900、AM2901、AM2903等。三菱FX2N和FX3U使用的CPU（双CPU）是与该系列同名的32位处理器。 1)故障诊断。 2)检查用户程序。 3)接收现场的状态或数据信息。 4)执行用户程序并输出运算结果。 2.存储器
8、 PLC的存储器可以分为系统程序存储器、用户程序存储器和工作数据存储器。 1)系统程序存储器。,3.2 三菱FX3U、FX2N 系列PLC基本单元,2)用户程序存储器。 3)工作数据存储器。 3.输入/输出接口单元 输入/输出单元是PLC与外部设备传送状态信号的接口部件，由于外部输入设备和输出设备所需的信号电平是多种多样的，而PLC内部CPU只能处理标准电平的信息，因此输入/输出单元都具有良好的光电隔离、滤波以及电平转换功能。此外，输入/输出单元设有状态指示灯，使工作状况更直观，便于程序调试和维护。,图3-5 输入输出接口单元,3.2 三菱FX3U、FX2N 系列PLC基本单元,(1)开关量输
9、入接口 开关量输入接口是连接外部开关量输入器件的接口，开关量输入器件包括按钮、选择开关、数字拨码开关、行程开关、接近开关、光敏开关、继电器触点、传感器等。,图3-6 漏型输入接线,3.2 三菱FX3U、FX2N 系列PLC基本单元,(2)开关量输出接口,图3-8 继电器输出,1)继电器输出。,3.2 三菱FX3U、FX2N 系列PLC基本单元,2)晶体管输出。 3)双向晶闸管输出。,图3-9 晶体管输出(源型),3.2 三菱FX3U、FX2N 系列PLC基本单元,图3-10 双向晶闸管输出,3.2 三菱FX3U、FX2N 系列PLC基本单元,图3-11 漏型输出,3.2 三菱FX3U、FX2N
10、 系列PLC基本单元,图3-12 源型输出,3.2 三菱FX3U、FX2N 系列PLC基本单元,图3-13 输出无公共点接线,3.2 三菱FX3U、FX2N 系列PLC基本单元,图3-14 输出有公共点接线,3.3 FX3U和FX2N系列PLC的软元件,表3-3 F和F系列PLC的软元件,3.3 FX3U和FX2N系列PLC的软元件,表3-3 F和F系列PLC的软元件,1.输入继电器(X) 输入继电器与PLC的输入端子相连，用于接收外部开关量信号，通过输入端子将外部输入状态读入到输入映像寄存器。FX3U和FX2N系列PLC的输入继电器均采用八进制地址编号，如X000、X001X007；X010
11、、X011X017，而没有X008、X009、X018、X019等编号。,3.3 FX3U和FX2N系列PLC的软元件,2.输出继电器(Y) 输出继电器与PLC的输出端子相连，是PLC向控制部件发送控制信号的窗口，再由控制部件驱动外部负载。当PLC的输出继电器动作后，程序中的软触点动作，同时输出单元中的硬件继电器（也可是晶体管或晶闸管）也动作，注意输出继电器在程序中可以多次使用，但输出的硬件继电器只有一个常开触点可以使用。FX3U和FX2N系列PLC的输出继电器也采用八进制地址编号，如Y000、Y001Y007；Y010、Y011Y017，没有Y008、Y009、Y018、Y019等编号。 3
12、.辅助继电器(M),3.3 FX3U和FX2N系列PLC的软元件,(1)一般辅助继电器 一般辅助继电器相当于电气控制中的中间继电器，只是辅助继电器的触点在程序中可以无限次的使用，而中间继电器的触点使用次数是有限的。 (2)保持型辅助继电器 保持型辅助继电器与一般辅助继电器不同的是它可以保持电源中断时瞬间的状态，重新通电后恢复该状态。 (3)特殊辅助继电器 特殊辅助继电器是执行特殊功能的辅助继电器，是系统赋予的功能，不能由用户编写程序定义其功能。 4.状态继电器(S) 状态继电器是步进顺序控制编程所需要的软元件，需要与STL指令组合使用，如果不进行步进顺序控制，状态继电器也可以作为辅助继电器使用
13、。,3.3 FX3U和FX2N系列PLC的软元件,5.定时器(T) 定时器类似电气控制电路中的时间继电器，用于程序中时间的设定。定时器由两个寄存器（当前值和设定值寄存器）和一个无限次使用的触点组成（包括常开和常闭）。 6.计数器(C) 计数器是用于程序中记录触点接通次数的软元件，计数器与定时器一样由两个寄存器（当前值和设定值寄存器）和一个无限次使用的触点组成（包括常开和常闭）。,表3-4 F、F高速计数器(32位)分配区间,3.3 FX3U和FX2N系列PLC的软元件,表3-4 F、F高速计数器(32位)分配区间,7.数据寄存器(D) 数据寄存器是保存数值数据和字符数据等用途的软元件，1个数据
14、寄存器只能存放16位数据，将2个数据寄存器组合后就可以保存32位数值数据。 8.变址寄存器(V、Z),3.3 FX3U和FX2N系列PLC的软元件,FX3U和FX2N系列PLC中有16个变址寄存器V0V7、Z0Z7，在32位操作时V、Z合并使用，V为高位，Z位低位。变址寄存器用于改变软元件的地址，如V7=10时，数据寄存器D10V7则指的是数据寄存器D20,变址寄存器也可以是常数组合（FX3U），例如K50Z7相当于常数60。 9.文件寄存器(D、R)和扩展文件寄存器(ER) 文件寄存器是对相同地址数据寄存器设定初始值的软元件（FX3U和FX2N系列相同），通过参数设定，可以将D1000及以后
15、的数据寄存器定义为文件寄存器，最多可以到D7999，可以指定14个块（每个块相当于500点文件寄存器），但是每指定一个块将减少500步程序内存区域。 10.指针(P、I),3.3 FX3U和FX2N系列PLC的软元件,P是分支用指针，是CJ（跳转）和CALL（调用）指令跳转或调用指令的位置标签。 1)输入中断。,表3-5 F和F系列PLC的输入中断分配,2)定时器中断。 3)计数器中断。 11.常数(K、H、E、“”) 1)常数K。 2)常数H 3)常数E。,3.3 FX3U和FX2N系列PLC的软元件,4)字符串“”。 12.位字(Kn 即位组合成字) 位字是FX3U和FX2N系列PLC通用
16、的字元件。对于位元件X、Y、M、S，仅处理ON/OFF状态信息，但通过多个位元件的组合也可以把位元件组合为字而进行数值处理，即可用Kn+起始位软元件的地址来表示，其中n表示以4为单位的软元件组，如K2Y000表示Y000Y007软元件组成的8位数据，K4M100表示M100M115组成的16位数据，16位数据时可以指定n为14，32位时可以指定n为18。 13.字位(D.b 即字元件中的位),3.3 FX3U和FX2N系列PLC的软元件,字位是字元件（数据寄存器D）中的位，可以作为位元件使用，字位是FX3U特有的功能，其表现形式为“Db”，其中是字元件的地址，b为字元件的位数指定。如置位D100的bit15位可以用指令“SET D100F”。通常情况下，字位与普通的位元件使用方法相同，但其使用过程中不能进行变址操作。 14.缓冲寄存器BFM字(UG) FX2N系列和FX3U系列PLC读取缓冲寄存器均可采用FROM 和TO指令实现，FX3U系列PLC还可通过缓冲寄存器BFM字直接存取方式实现，其
