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1、第第4 4章章 三菱三菱FXFX系列系列PLCPLC简介简介1. FX1. FX系列系列PLCPLC的硬件配置及其技术指标的硬件配置及其技术指标2. FX2. FX系列系列PLCPLC内部编程元件的功能内部编程元件的功能FXFX系列系列PLCPLC内部编程元件的功能内部编程元件的功能教学重点教学重点: :教学难点教学难点: : 4.1 FX系列系列可编程序控制器概述可编程序控制器概述 4.2 FX系列系列可编程序控器基本组成可编程序控器基本组成 4.3 FX系列系列可编程序控制器软元件可编程序控制器软元件 4.4 FX系列系列可编程序控制器工作原理可编程序控制器工作原理4.1 FX系列系列可编
2、程序控制器概述系列系列可编程序控制器概述1、FX 系列系列PLC的命名的命名 系列序号：0、2、ON、OS 、2N、2NC、1N、1S等 输入/输出总点数：4128 点单元类型：M基本单元；EI/O混合扩展单元及扩展模块；EX输入专用扩展模EY输出专用扩展模块。输出形式：R继电器输出；T晶体管输出；S晶闸管输出特殊品种：DDC24V直流电源输入。无标记为AC电源2、FX 系列系列PLC一般技术指标一般技术指标 可编程控制器的性能指标较多，通常可以用以下几种性能指标进行描述。1 1）输入）输入/ /输出点数输出点数 输入/输出点数是指可编程控制器组成控制系统时所能接入的输入输出信号的最大数量，即
3、可编程控制器外部输入、输出端子数。它表示可编程控制器组成控制系统时可能的最大规模。通常，在总点数中，输入点数大于输出点数，且输入与输出点不能相互替代。2 2）扫描速度）扫描速度 一般以执行1 000步指令所需的时间来衡量，单位为毫秒/千步。也有以执行一步指令时间计，单位为微秒/步。 可编程控制器的存储器包括系统程序存储器、用户程序存储器和数据存储器三部分。可编程控制器产品中可供用户使用的是用户程序存储器和数据存储器。 3 3）存储器容量）存储器容量 4 4编程语言编程语言 可编程控制器采用梯形图、布尔助记符、菜单图、功能模块图和语言描述等编程语言。不同的可编程控制器产品可能拥有其中一种、两种或
4、全部的编程方式 可编程控制器中程序指令是按“步”存放的，一“步”占用一个地址单元，一个地址单元一般占用两个字节。如存储容量为1 000步的可编程控制器，其存储容量为2 K字节。5 5）指令功能）指令功能 可编程控制器的指令种类越多，则其软件的功能就越强，使用这些指令完成一定的控制目标就越容易。 此外，可编程控制器的可扩展性、使用条件、可靠性、易操作性及经济性等性能指标也是用户在选择可编程控制器时须注意的指标。返回4.2FX 系列系列PLC的基本构成的基本构成 可编程控制器的基本组成可以划分为两大部分，即可编程控制器的基本组成可以划分为两大部分，即硬件硬件系统系统和和软件系统软件系统。 世界各国
5、生产的可编程控制器外观各异，但作为工世界各国生产的可编程控制器外观各异，但作为工业控制计算机，其硬件系统都大体相同主要由业控制计算机，其硬件系统都大体相同主要由中央处理器模块、存储器模块、输入输出模块、编程器和和电源等等几部分构成。几部分构成。1、PLC硬件组成硬件组成外部设备外部设备现场用户输出设备现场用户输出设备微处理器（微处理器（CPU）运算器运算器控制器控制器输输出出部部件件输输入入部部件件系系统统存存储储器器用用户户存存储储器器I/O扩扩展展接接口口通通讯讯及及编编程程接接口口编程设备编程设备计算机计算机打印机等打印机等传感器传感器按钮、开关按钮、开关现场信号现场信号电磁阀电磁阀中间
6、继电器中间继电器执行器执行器现场用户输入设备现场用户输入设备扩展设备扩展设备扩展单元扩展单元通讯模块通讯模块功能模块功能模块电源变换器电源变换器110V/220V市电市电PLC基本单元基本单元PLC系统结构示意图系统结构示意图RS232口口电池座电池座电源输入端子电源输入端子 输出端子输出端子直流电源输出端子直流电源输出端子输入端子输入端子I/OI/O状态指示灯状态指示灯扩展插座扩展插座 方式选择开关方式选择开关 运行监视运行监视指示灯指示灯电位器电位器（V0V0、V1V1）波特率波特率选择开关选择开关编程工具连接插座编程工具连接插座 情景模拟接收并存储用户程序和数据；接收并存储用户程序和数据
7、；诊断电源、诊断电源、PLCPLC工作状态及编程的语法错误；工作状态及编程的语法错误；接收输入信号，送入数据寄存器并保存；接收输入信号，送入数据寄存器并保存；运行时顺序读取、解释、执行用户程序，完成用户运行时顺序读取、解释、执行用户程序，完成用户 程序的各种操作；程序的各种操作；将用户程序的执行结果送至输出端。将用户程序的执行结果送至输出端。 微处理器（微处理器（CPUCPU）存放系统工作程序（监控程序）、模块化应用功能子存放系统工作程序（监控程序）、模块化应用功能子程序、命令解释程序、功能子程序的调用管理程序、程序、命令解释程序、功能子程序的调用管理程序、存储系统参数。存储系统参数。存储器存
8、储器 系统存储器系统存储器+用户存储器用户存储器用户存储器有3种类型： RAM:随机存储器,数据可保持15年 EPROM:可擦除可编程序的只读存储器；专用写入器。 EEPROM: 可电擦除的只读存储器,程序可以固化。存放用户工作程序、工作数据。存放用户工作程序、工作数据。多种辅助电源类型：多种辅助电源类型：ACAC电源电源DC24VDC24V输入输入 DCDC电源电源DC24VDC24V输入输入 DCDC电源电源DC12VDC12V输入输入接收开关量及数字量信号（数字量输入单元）；接收开关量及数字量信号（数字量输入单元）；接收模拟量信号（模拟量输入单元）接收模拟量信号（模拟量输入单元）；接收按
9、钮或开关命令（数字量输入单元）；接收按钮或开关命令（数字量输入单元）；接收传感器输出信号。接收传感器输出信号。输入单元输入单元带光电隔离电路带光电隔离电路多种输出方式多种输出方式：晶体管：晶体管 晶闸管晶闸管 继电器继电器驱动直流负载（晶体管输出单元）；驱动直流负载（晶体管输出单元）；驱动非频繁动作的交驱动非频繁动作的交/ /直流负载（继电器输出单元）；直流负载（继电器输出单元）；驱动频繁动作的交驱动频繁动作的交/ /直流负载（晶闸管输出单元）。直流负载（晶闸管输出单元）。输出单元输出单元带光电隔离器及滤波器带光电隔离器及滤波器连接专用编程器（连接专用编程器（FX-20PFX-20P、FX-1
10、0PFX-10P）；连接个人电脑（连接个人电脑（PCPC），实现编程及在线监控；），实现编程及在线监控；连接工控机，实现编程及在线监控；连接工控机，实现编程及在线监控；连接网络设备（如调制解调器），实现远程通讯；连接网络设备（如调制解调器），实现远程通讯；连接打印机等计算机外设。连接打印机等计算机外设。通讯及编程接口通讯及编程接口 采用采用RS-485或或RS-422串行总线串行总线扩展扩展I/OI/O模块模块；扩展位置控制模块（如扩展位置控制模块（如F2-30GMF2-30GM）；）；扩展通讯模块（如扩展通讯模块（如FX-232AWFX-232AW等）；等）；扩展模拟量控制模块（如扩展模拟量
11、控制模块（如FX-2DAFX-2DA、FX-4ADFX-4AD等）。等）。I/O扩展接口扩展接口采用并行通讯方式采用并行通讯方式编程器接口 主主要要用用来来编编辑辑程程序序、调调试试程程序序和和监监控控程程序序的的执执行行，还还可可以以在在线线测测试试PC的的内内部部状状态态和和参参数数，与与PC进行人机对话。进行人机对话。v编程器一般有两类：专用编程器和个人计算机。编程器一般有两类：专用编程器和个人计算机。 专用编程器专用编程器: : (1)手持编程器：手持编程器：FX-10P-E,FX-20P-E (2)图形编程器图形编程器v个人计算机：安装相关编程软件个人计算机：安装相关编程软件电源单元
12、电源单元v可编程控制器使用220V交流电源或24V直流电源，内部配有一个专用开关式稳压电源，将交流/直流供电电源转化为PLC内部电路需要的工作电源（5V直流）。 2、PLC软件系统组成软件系统组成系统监控程序系统监控程序 运行管理运行管理 生成用户元件生成用户元件系统内部自检系统内部自检管理程序管理程序 解释程序解释程序标准程序模块、系统调用标准程序模块、系统调用用户程序用户程序自动化系统控制程序自动化系统控制程序数据表格数据表格软件系统软件系统返回4.3FX系列系列PLC的软元件的软元件 PLCPLC内部有许多具有不同功能的器件：内部有许多具有不同功能的器件：输入继电器输入继电器X X、输出
13、输出继电器继电器Y Y、定时器定时器T T、计数器计数器C C、辅助继电器辅助继电器M M、状态寄存器状态寄存器S S等。等。为了与实际的物理器件相区别，我们把上述为了与实际的物理器件相区别，我们把上述PLCPLC的内部器件称的内部器件称为软元件。为软元件。 X 0功能字母功能字母数字数字FX2NFX2N系列系列PLCPLC编程元件的编号：编程元件的编号：编程元件与继电接触器元件比较表编程元件与继电接触器元件比较表相同点相同点不同点不同点 都具有线圈和常开常闭都具有线圈和常开常闭触点，触点的状态随着线圈触点，触点的状态随着线圈的状态而变化，即当线圈被的状态而变化，即当线圈被选中（通电）时，常开
14、触点选中（通电）时，常开触点闭合，常闭触点断开，当线闭合，常闭触点断开，当线圈失去选中条件时，常闭接圈失去选中条件时，常闭接通，常开断开。通，常开断开。 编程元件被选中，只是编程元件被选中，只是代表这个元件的存储单元置代表这个元件的存储单元置1，失去选中条件只是这个，失去选中条件只是这个元件的存储单元置元件的存储单元置0；编程；编程元件可以无限次地访问，可元件可以无限次地访问，可编程控制器的编程元件可以编程控制器的编程元件可以有无数多个常开、常闭触点。有无数多个常开、常闭触点。PLC继电器可编程控制器的编程元件可编程控制器的编程元件列表可编程控制器的编程元件列表输入继电器输入继电器X计数器计数
15、器C输出继电器输出继电器数据寄存器数据寄存器D辅助继电器辅助继电器M变址寄存器变址寄存器V/Z状态器状态器S指针指针P/I定时器定时器T常数（常数（K/H）1、输入继电器、输入继电器X 输入继电器采用八进制编址，FX系列PLC最多184点。 输入继电器线圈只能由外部输入信号所驱动，只有当外部信号接通时，对应的输入继电器才得电，不能用指令来驱动。 在程序中绝对不可能出现输入继电器的线圈，只能出现输入继电器的触点。 每个输入继电器的常开与常闭触点均可无数次使用。 基本单元输入继电器的编号是固定的，扩展单元和扩展模块是按与基本单元最靠近开始顺序进行编号的 输入继电器电路 2输出继电器输出继电器Y 输
16、出继电器也采用八进制编址，FX系列PLC为Y0Y177，最多184点。输出继电器电路输出继电器电路 输出继电器输出继电器线圈是只能由线圈是只能由PLCPLC内部程序驱动内部程序驱动，而不能由外部，而不能由外部信号所驱动。信号所驱动。输出继电器有无数个内部常开和常闭触点，编程时可随输出继电器有无数个内部常开和常闭触点，编程时可随意使用。意使用。由内部软元件的触点驱动由内部软元件的触点驱动, ,常开和常闭触点使用次数不常开和常闭触点使用次数不限，但不能直接驱动外部负载限，但不能直接驱动外部负载, ,采用采用十进制十进制编号。编号。通用辅助继电器通用辅助继电器M0M0M499M499（500500点
17、）点）掉电保持辅助继电器掉电保持辅助继电器M500M500M3071M3071（25722572点）点）特殊辅助继电器特殊辅助继电器M8000M8000M8255M8255（256256点）点） 只能利用其触点的特殊辅助继电器只能利用其触点的特殊辅助继电器可驱动线圈的特殊辅助继电器可驱动线圈的特殊辅助继电器通用辅助继电器与掉电保持用辅助继电器的比例，可通过外设设定参数进行调整。3 3、辅助继电器（、辅助继电器（M M）特殊辅助特殊辅助继电器继电器触点利用型触点利用型M8000 M8000 运行标志运行标志M8002M8002初始脉冲初始脉冲M8002M8002初始脉冲初始脉冲线圈驱动型线圈驱动
18、型M8012 100msM8012 100ms脉冲脉冲M8013 1sM8013 1s时钟脉冲时钟脉冲M8030 M8030 电池欠压电池欠压M8033 M8033 输出保持输出保持M8034 M8034 禁止输出禁止输出线圈由线圈由PLCPLC自行驱自行驱动，用户只能利用动，用户只能利用其触点其触点用户程序驱动用户程序驱动线圈后，线圈后，PLCPLC作作特定动作特定动作& 只能利用其触点的特殊辅助继电器只能利用其触点的特殊辅助继电器1M8000(M8001)M8000(M8001)：运运行行监监控控用用，PLCPLC运运行行时时M8000M8000得得电电(M8001(M8001断电断电)
19、)，PLCPLC停止时停止时M8000M8000失电失电(M8001(M8001得电得电) )。 1M8002（M8003)：仅在运行开始第：仅在运行开始第一个扫描周期瞬间得电（断电），其余一个扫描周期瞬间得电（断电），其余时间断电（得电）的初始脉冲特殊辅助时间断电（得电）的初始脉冲特殊辅助继电器。继电器。1 M8011 M8011、M8012M8012、M8013M8013、M8014M8014分别为产生周期分别为产生周期为为10 ms10 ms、100 ms100 ms、1 s1 s、1 min1 min脉冲的特殊辅助继电器脉冲的特殊辅助继电器( (当当PLCPLC为为RUNRUN时工作时
20、工作) )。 1 M8004 M8004出错特殊继电器。出错特殊继电器。 当当PLCPLC出出现现硬硬件件出出错错、参参数数出出错错、语语法法出出错错、电电路路出出错错、操操作出错、运算出错等时，作出错、运算出错等时，M8004M8004得电。得电。10ms脉冲的特殊辅助继电器 &可驱动线圈的特殊辅助继电器可驱动线圈的特殊辅助继电器1M8030：锂电池电压指示灯特殊继电器。：锂电池电压指示灯特殊继电器。1M8033：PLC停止时输出保持特殊辅助继电器。停止时输出保持特殊辅助继电器。1M8034：止全部输出特殊辅助继电器。：止全部输出特殊辅助继电器。当M8034线圈被接通时，则PLC的所有输出自
21、动断开。1M8039：恒定扫描周期的特殊辅助继电器恒定扫描周期的特殊辅助继电器。当M8039线圈被接通时，则PLC以恒定的扫描方式运行，恒定扫描周期值由D8039决定。状状态态是是对对工工序序步步进进型型控控制制进进行行简简易易编编程程的的内内部部软软元元件件，采采用用十十进进制制编编号号。与与步步进进指指令令STLSTL配合使用；配合使用；状状态态有有无无数数个个常常开开触触点点与与常常闭触点，编程时可随意使用；闭触点，编程时可随意使用；状状态态不不用用于于步步进进阶阶梯梯指指令令时时，可作辅助继电器使用。可作辅助继电器使用。状状态态同同样样有有通通用用状状态态和和掉掉电电保保持持用用状状态
22、态，其其比比例例分分配配可可由外设设定。由外设设定。4、状态继电器（、状态继电器（S）状态有状态有五种五种类型：类型：初始状态初始状态S0S0S9S9，1010点点回零状态回零状态S10S10S19S19，1010点点通用状态通用状态S20S20S499S499，480480点点保持状态保持状态S500S500S899S899，400400点点报警用状态报警用状态S900S900S99S99，100100点点 定定时时器器实实际际是是内内部部脉脉冲冲计计数数器器，可可对对内内部部1ms1ms、10ms10ms和和100ms100ms时时钟钟脉脉冲冲进进行行加加计计数数，当当达达到到用用户户设设
23、定值时，触点动作。定值时，触点动作。5、定时器（、定时器（T） 定时器可以用用户程序存储器内的常数定时器可以用用户程序存储器内的常数k或或H作为作为设定值，也可以用数据寄存器设定值，也可以用数据寄存器D的内容作为设定值。的内容作为设定值。1普通定时器（普通定时器（T0T245） 100ms定时器定时器T0T199共共200点，设定范围点，设定范围0.13276.7s； 10ms定时器定时器T200T245共共46点，设定范围点，设定范围0.01327.67s。1积算定时器（积算定时器（T246T255） 1ms定时器定时器T246T249共共4点，设定范围点，设定范围0.00132.767s；
24、 100ms定时器定时器T250T255共共6点，设定范围为点，设定范围为0.13276.7s。加法计数器加法计数器设定值设定值K、H或或D触点动作触点动作TxTx时钟脉冲时钟脉冲驱动驱动T10K123X0T10Y1相相等等比比较较器器普通定时器的工作原理普通定时器的工作原理T10T10T250T250设定值K计数器计数器1100ms时钟脉冲X2X1触点动作触点动作Tx相相等等比比较较器器积算定时器的工作原理积算定时器的工作原理RSTT250K345X1X2T250Y1T250思考思考:1.如何实现断电延时如何实现断电延时?X0X0接通时，接通时，接通时，接通时，Y0Y0马上得电；马上得电；马
25、上得电；马上得电；X0X0断开时，断开时，断开时，断开时，Y0Y0过过过过20S20S后断电。后断电。后断电。后断电。思考思考:2.当一个定时器的定时时间不够时，怎么办当一个定时器的定时时间不够时，怎么办?X0X0接通，接通，接通，接通，Y0Y0过过过过5000S5000S后得电并保持，至到后得电并保持，至到后得电并保持，至到后得电并保持，至到X1X1接通为止。接通为止。接通为止。接通为止。v 计数器可分为通用计数器和高速计数器。计数器可分为通用计数器和高速计数器。1616位通用加计数器，位通用加计数器，C0C0C199C199共共200200点，设定值：点，设定值：1 13276732767
26、。设定值。设定值K0K0与与K1K1含义相同，即在第一次计数时，含义相同，即在第一次计数时，其输出触点动作。其输出触点动作。3232位通用加位通用加/ /减计数器，减计数器，C200C200C234C234共共3535点，设定值：点，设定值：-2147483648-2147483648+2147483647+2147483647。高速计数器高速计数器C235C235C255C255共共2121点，共享点，共享PLCPLC上上6 6个高速计个高速计数器输入（数器输入（X000X000X005X005）。高速计数器按中断原则运行。）。高速计数器按中断原则运行。6、计数器（、计数器（C）&16位加计
27、数器位加计数器1通用型：通用型：C0C99共共100点点 1断电保持型：断电保持型：C100C199共共100点点 16位计数器工作过程示意图位计数器工作过程示意图&3232位双向计数器位双向计数器1有有两两种种32位位加加/减减计计数数器器，设设定定值值：-2147483648+2147483647。通用计数器：通用计数器：C200C219共共20点点保持计数器：保持计数器：C220C234共共15点点 1计数方向由特殊辅助继电器计数方向由特殊辅助继电器M8200M8234设定。设定。1加加减减计计数数方方式式设设定定：对对于于C，当当M8接接通通（置置1）时时，为为减减计计数数器器，断断开
28、开（置置0）时时，为为加加计计数器。数器。1计计数数值值设设定定：直直接接用用常常数数K或或间间接接用用数数据据寄寄存存器器D的的内内容容作作为为计计数数值值。间间接接设设定定时时，要要用用元元件件号号紧紧连连在在一起的两个数据寄存器。一起的两个数据寄存器。32位加位加/减计数器工作过程示意图减计数器工作过程示意图通用数据寄存器通用数据寄存器D0D199共共200点。点。 只要不写入其只要不写入其它数据，已写入的数据不会变化。但是它数据，已写入的数据不会变化。但是PLC状态由状态由运行运行停止时，全部数据均清零。停止时，全部数据均清零。但是当特殊辅助但是当特殊辅助继电器继电器M8033置置1，
29、PLC由运行转向停止时，数据可由运行转向停止时，数据可以保持。以保持。 断电保持数据寄存器断电保持数据寄存器D200D511共共312点，只要不点，只要不改写，原有数据不会丢失。改写，原有数据不会丢失。利用参数设定，可改变利用参数设定，可改变断电保持的数据寄存器的范围。断电保持的数据寄存器的范围。 特殊数据寄存器特殊数据寄存器D8000D8255共共256点点 这些数据寄这些数据寄存器供监视存器供监视PLC中各种元件的运行方式用。中各种元件的运行方式用。文件寄存器文件寄存器D1000D2999共共2000点。点。7、数据寄存器（、数据寄存器（D）变址寄存器的作用类似于一般微处理器中的变址寄变址
30、寄存器的作用类似于一般微处理器中的变址寄存器（如存器（如Z80中的中的IX、IY），通常用于修改元件的编），通常用于修改元件的编号。号。V0V7、Z0Z7共共16点点16位位变址数据寄存器。变址数据寄存器。进行进行32位位运算时，与指定运算时，与指定Z0Z7的的V0V7组合，分组合，分别成为别成为（V0、Z0），（），（V1、Z1）（V7、Z7）。）。8、变址寄存器（、变址寄存器（V/Z）9常数常数K/H K十进制数；H十六进制数。常数也作为元件处理，因为它占用一定的存储空间。常数的表示： 十进制常数用K表示，如常数123表示为K123。 十六进制常数则用H表示，如常数345表示为H159。F
31、X系列PLC的常数范围如下。 14位K：-32 74832 747， H：0 000FF FFH 32位K：-21474834482147483447， H：00 000 000FF FFF FFF 1 1、扫描工作方式：、扫描工作方式： 从从00000000号存贮地址开始，在无号存贮地址开始，在无中断或跳转控制的情况下，按存贮中断或跳转控制的情况下，按存贮地址号递增的方向顺序逐条扫描用地址号递增的方向顺序逐条扫描用户程序直到程序结束。户程序直到程序结束。 可编程控制器在开机后，完成内部可编程控制器在开机后，完成内部处理、通信处理、输入刷新、程序执处理、通信处理、输入刷新、程序执行、输出刷新五
32、个工作阶段，称为一行、输出刷新五个工作阶段，称为一个扫描周期。个扫描周期。完成一次扫描后，又重完成一次扫描后，又重新执行上述过程，可编程控制器这种新执行上述过程，可编程控制器这种周而复始的循环工作方式称为扫描工周而复始的循环工作方式称为扫描工作方式作方式。 4.4FX系列系列PLC的工作原理的工作原理 开机开机内部处理内部处理通讯服务通讯服务输入刷新输入刷新程序执行程序执行输出刷新输出刷新NY清华大学出版社LOGO内部处理阶段 PLC接通电源后，在进行循环扫描之前，首先确定接通电源后，在进行循环扫描之前，首先确定自身的完好性，若发现故障，除了故障灯亮之外，还可自身的完好性，若发现故障，除了故障
33、灯亮之外，还可判断故障性质：一般性故障，只报警不停机，等待处理；判断故障性质：一般性故障，只报警不停机，等待处理；严重故障，则停止运行用户程序，此时严重故障，则停止运行用户程序，此时PLC切断一切输切断一切输出联系。出联系。 确定内部硬件正常后，进行清零或复位处理，清除确定内部硬件正常后，进行清零或复位处理，清除各元件状态的随机性；检查各元件状态的随机性；检查I/O连接是否正确；启动监控连接是否正确；启动监控定时器，执行一段涉及到各种指令和内存单元的程序，定时器，执行一段涉及到各种指令和内存单元的程序，然后监控定时器复位，允许扫描用户程序。然后监控定时器复位，允许扫描用户程序。清华大学出版社L
34、OGO通讯服务阶段 PLC在通信服务阶段检查是否有与编程器和计算在通信服务阶段检查是否有与编程器和计算机的通信请求，若有则进行相应处理，如果有与计算机的通信请求，若有则进行相应处理，如果有与计算机等的通信要求，也在这段时间完成数据的接收和发机等的通信要求，也在这段时间完成数据的接收和发送任务。送任务。 可编程控制器处于可编程控制器处于停止停止状态时，只执行以上的操状态时，只执行以上的操作。可编程控制器处于作。可编程控制器处于运行运行状态时，还要完成下面三状态时，还要完成下面三个阶段的操作。个阶段的操作。Y0Y1Yn输输入入映映像像寄寄存存器器采样采样元元件件映映像像寄寄存存器器写写写写读读X0
35、Y0Y0M0输输出出锁锁存存电电路路输输出出端端子子输输入入端端子子2 2、程序执行过程、程序执行过程读读PLC PLC 的扫描工作过程的扫描工作过程X0X1Xn刷新刷新输入采样输入采样程序执行程序执行输出刷新输出刷新1 1）输入采样阶段：）输入采样阶段： PLCPLC以扫描方式按顺序将所有输入端的输入信号状以扫描方式按顺序将所有输入端的输入信号状态（开或关、即态（开或关、即ONON或或OFFOFF、“1 1”或或“0 0”）读入到）读入到输入映像寄存器中寄存起来，称为对输入信号的输入映像寄存器中寄存起来，称为对输入信号的采采样样，或称，或称输入刷新输入刷新。 接着转入程序执行阶段，接着转入程
36、序执行阶段，在程序执行期间，即使在程序执行期间，即使输入状态变化，输入映像寄存器的内容也不会改变。输入状态变化，输入映像寄存器的内容也不会改变。输入状态的变化只能在下一个工作周期的输入采样输入状态的变化只能在下一个工作周期的输入采样阶段才被重新读入。阶段才被重新读入。 2 2）程序执行阶段）程序执行阶段： 程序执行阶段，程序执行阶段，PLCPLC对程序按顺序进行扫描；对程序按顺序进行扫描； 如果程序用梯形图表示，则总是按先左后右、先上后下如果程序用梯形图表示，则总是按先左后右、先上后下的顺序进行扫描；的顺序进行扫描； 每扫描到一条指令时，所需要的输入元件状态或其它元每扫描到一条指令时，所需要的
37、输入元件状态或其它元件的状态分别由输入映像寄存器和元件映像寄存器中读出，件的状态分别由输入映像寄存器和元件映像寄存器中读出，而将执行结果写入到元件映像寄存器中；而将执行结果写入到元件映像寄存器中； 元件映像寄存器中寄存的内容，随程序执行的进程而元件映像寄存器中寄存的内容，随程序执行的进程而动态变化。动态变化。 3 3）输出刷新阶段：）输出刷新阶段： 程序执行完后，进入输出刷新阶段。此时，将元件程序执行完后，进入输出刷新阶段。此时，将元件映像寄存器中所有输出继电器的状态转存到输出锁存寄映像寄存器中所有输出继电器的状态转存到输出锁存寄存器，再去驱动用户输出设备（负载），这就是存器，再去驱动用户输出
38、设备（负载），这就是PLCPLC的的实际输出。实际输出。 可编程控制器在运行工作状态时，执行一次扫描操作可编程控制器在运行工作状态时，执行一次扫描操作所需要的时间称为扫描周期，其典型值为所需要的时间称为扫描周期，其典型值为1 1100ms100ms。 工作周期的长短与程序的长短、指令的种类和工作周期的长短与程序的长短、指令的种类和CPUCPU执执行的速度有关。一个扫描过程中，执行指令程序的时间占行的速度有关。一个扫描过程中，执行指令程序的时间占了绝大部分。了绝大部分。 扫描周期：扫描周期：3 3、输入输出的处理规则、输入输出的处理规则1）输入映像寄存器的数据，取决于输入端子在输入采样阶段所刷新
39、的状）输入映像寄存器的数据，取决于输入端子在输入采样阶段所刷新的状态；态；2）输出映像寄存器的状态，由程序中输出指令的执行结果决定；）输出映像寄存器的状态，由程序中输出指令的执行结果决定；3）输出锁存寄存器中的数据，由上一个工作周期输出刷新阶段存入到输）输出锁存寄存器中的数据，由上一个工作周期输出刷新阶段存入到输出锁存电路中的数据来确定；出锁存电路中的数据来确定；4）输出端子的输出状态，由输出锁存寄存器中的数据来确定；）输出端子的输出状态，由输出锁存寄存器中的数据来确定；5）程序执行中所需的输入、输出状态（数据），从输入映像寄存器或输）程序执行中所需的输入、输出状态（数据），从输入映像寄存器或
40、输出映像寄存器中读出。出映像寄存器中读出。4 4、输入输出滞后时间、输入输出滞后时间1 1）输入输出滞后时间）输入输出滞后时间又称为又称为系统响应时间系统响应时间，是指从，是指从PLCPLC外外部输入信号发生变化的时刻起至它所控制的有关外部输部输入信号发生变化的时刻起至它所控制的有关外部输出信号发生变化的时刻止之间的时间间隔。出信号发生变化的时刻止之间的时间间隔。2 2）输入输出滞后时间由输入电路的）输入输出滞后时间由输入电路的滤波时间滤波时间、输出模块输出模块的滞后时间的滞后时间和和因扫描工作方式产生的滞后时间因扫描工作方式产生的滞后时间三部分所三部分所组成。组成。 输入模块的输入模块的RC
41、RC滤波电路用来滤除由输入端引起的干扰噪声，滤波电路用来滤除由输入端引起的干扰噪声，消除因外接输入触点动作时产生抖动引起的不良影响。滤波消除因外接输入触点动作时产生抖动引起的不良影响。滤波时间常数决定了输入滤波时间的长短时间常数决定了输入滤波时间的长短, ,其典型值为其典型值为10ms10ms左右。左右。滤波时间滤波时间： 继电器型输出电路继电器型输出电路的滞后时间一般最大值在的滞后时间一般最大值在10ms10ms左右。左右。 双向可控硅型输出电路双向可控硅型输出电路的滞后时间在负载被的滞后时间在负载被接通接通时的时的滞后时间约为滞后时间约为1ms1ms，负载由导通到，负载由导通到断开断开时的
42、最大滞后时时的最大滞后时间为间为10ms10ms。 晶体管型输出电路晶体管型输出电路的滞后时间一般在的滞后时间一般在1ms1ms左右。左右。输出模块的滞后时间：输出模块的滞后时间：v说明说明:输入信号在第一个扫描周期的输入采样阶段之后才出现，故在第一个扫输入信号在第一个扫描周期的输入采样阶段之后才出现，故在第一个扫描周期内，各映像寄存器的均为描周期内，各映像寄存器的均为“0”状态，使状态，使Y0、Y1、Y2输出端的状态为输出端的状态为OFF（“0”）状态）状态Y1Y0X0Y1Y1Y2输入信号输入信号X0Y1Y2Y0输入采样输入采样 程序执行程序执行 输出处理输出处理出现信号出现信号第一周期第一
43、周期输入采样输入采样 程序执行程序执行 输出处理输出处理第二周期第二周期v说明:在第二个扫描周期的输入采样阶段，输入继电器X0的状态为ON（“1”）状态，程序执行阶段，Y1、Y2依次接通，故Y1、Y2输出端的状态为ON（“1”）状态。输入采样输入采样 程序执行程序执行 输出处理输出处理第三周期第三周期v说明:在第三个扫描周期的程序执行阶段，由于的接通使接通，可见从外部输入触点接通到驱动的负载接通，程序执行阶段，响应延迟达两个多扫描周期扫描工作方式产生的滞后时间：扫描工作方式产生的滞后时间：本章小结 本章以FX系列PLC为载体，讲述了三菱可编程控制器的发展历史，FX系列PLC的型号含义及其技术指标；重点讲述了FX系列PLC的软元件及其使用规则以及FX系列PLC的工作原理。
