《電氣可編程控制原理與應(yīng)用》

第3章PLC的根本構(gòu)造和任務(wù)原理3.1PLC的組成3.1.1概述3.1.2初步認(rèn)識(shí)可編程控制器〔PLC〕3.2PLC的根本任務(wù)原理3.2.1PLC的等效電路3.2.2PLC的任務(wù)過程3.2.3PLC的接線圖和梯形圖的繪制方法3.2.4串行任務(wù)方式對(duì)梯形圖控制結(jié)果的影響3.3PLC的輸入輸出接口電路3.3.1開關(guān)量輸入接口模塊3.3.2開關(guān)量輸出接口模塊3.4FX2N型PLC的配制3.4.1FX2N型PLC的主要種類及型號(hào)3.4.2FX2N型PLC的產(chǎn)品規(guī)格3.5PLC中的軟元件3.5.1輸入、輸出繼電器〔X、Y〕3.5.2輔助繼電器〔M〕3.5.3形狀繼電器〔S〕3.5.4定時(shí)器〔T〕3.5.5計(jì)數(shù)器〔C〕3.5.6數(shù)據(jù)存放器〔D〕3.5.7指針〔P〕、〔I〕習(xí)題12/25/20231第三章PLC的根本構(gòu)造和任務(wù)原理3.1PLC的組成3.1.1概述可編程序控制器(ProgrammableController)，簡(jiǎn)稱PC，為了與個(gè)人計(jì)算機(jī)(PersonalComputer)的PC相區(qū)別，又稱可編程邏輯控制器(ProgrammableLogicController)，簡(jiǎn)稱PLC。在國內(nèi)市場(chǎng)上，歐洲的代表是西門子公司，日本的代表是三菱和歐姆龍公司，美國的代表是AB與GE公司。本書主要引見三菱公司消費(fèi)的FX2N型PLC的根本組成，原理與運(yùn)用。在了解PLC任務(wù)原理與特點(diǎn)的根底上，重點(diǎn)引見小型PLC的運(yùn)用技術(shù)。包括小型PLC的硬件與系統(tǒng)構(gòu)成、根本性能、指令與編程方法、控制系統(tǒng)的硬件與軟件的設(shè)計(jì)方法、系統(tǒng)的安裝與調(diào)試等。PLC本質(zhì)上是一種工業(yè)控制計(jì)算機(jī)。在初次學(xué)習(xí)PLC的控制原理時(shí)，可以先不用從計(jì)算機(jī)的角度上去了解它，而把它當(dāng)作一個(gè)由各種控制功能的繼電器、開關(guān)等控制元件組成的控制安裝來對(duì)待。12/25/20232第三章PLC的根本構(gòu)造和任務(wù)原理3.1.2初步認(rèn)識(shí)可編程控制器(PLC)輸入端子輸入信號(hào)燈輸出端子輸出信號(hào)燈編程電纜運(yùn)轉(zhuǎn)開關(guān)電源指示燈運(yùn)轉(zhuǎn)指示燈電池指示燈出錯(cuò)指示燈擴(kuò)展端口鋰電池FX2N型PLC外觀圖3-1FX2N型PLC的外形12/25/20233第三章PLC的根本構(gòu)造和任務(wù)原理各種類型的PLC12/25/20234第三章PLC的根本構(gòu)造和任務(wù)原理中、大型PLC的構(gòu)造外型中、大型PLC的構(gòu)造外型，它通常采用積木式構(gòu)造，可以根據(jù)需求將各種規(guī)范模塊進(jìn)展搭接，常用的模塊有電源模塊、CPU模塊、輸入模塊、輸出模塊以及各種特殊模塊。圖3-2中、大型PLC的構(gòu)造外型12/25/20235第三章PLC的根本構(gòu)造和任務(wù)原理3.2PLC的根本任務(wù)原理3.2.1PLC的等效電路在PLC中有大量的、各種各樣的繼電器，如輸入繼電器(X)、輸出繼電器(Y)、輔助繼電器(M)、定時(shí)器(T)、計(jì)數(shù)器(C)等。不過這些繼電器不是真正的繼電器，而是用計(jì)算機(jī)中的存儲(chǔ)器來模擬的，我們把它叫作軟繼電器。存儲(chǔ)器中的某一位就可以表示一個(gè)繼電器，這種繼電器也叫位繼電器。儲(chǔ)器中的一位有兩種形狀：“0〞和“1〞。我們用0表示繼電器失電，用1表示繼電器得電。把“0〞或“1〞寫入存儲(chǔ)器中的某一位就表示對(duì)應(yīng)的繼電器線圈失電或得電。讀出該存儲(chǔ)器某位的值為0時(shí)，表示對(duì)應(yīng)繼電器的常開接點(diǎn)斷開；為1時(shí)，表示對(duì)應(yīng)繼電器的常開接點(diǎn)閉合。而常閉接點(diǎn)的值是對(duì)存儲(chǔ)器位的取反。讀存儲(chǔ)器的次數(shù)是不受限制的，所以一個(gè)位繼電器的接點(diǎn)從實(shí)際上講是無窮多的。12/25/20236第三章PLC的根本構(gòu)造和任務(wù)原理為了區(qū)別常規(guī)控制電路和PLC控制電路(通常叫梯形圖)，PLC普通用公用圖形符號(hào)來表示，如表3-1所示，其中可編程序控制器的繼電器線圈可有多種畫法。可編程序控制器圖形符號(hào)表3-1常規(guī)電器和可編程序控制器的圖形符號(hào)對(duì)照12/25/20237第三章PLC的根本構(gòu)造和任務(wù)原理輸入部分元件熱繼電器FR、停頓按鈕SB1、起動(dòng)按鈕SB2；中間邏輯部分元件中間繼電器KA、時(shí)間繼電器KT；輸出執(zhí)行部分元件接觸器KM1、KM2。電動(dòng)機(jī)降壓起動(dòng)控制圖3-3圖2-16自耦變壓器降壓起動(dòng)控制電路12/25/20238第三章PLC的根本構(gòu)造和任務(wù)原理用PLC控制電動(dòng)機(jī)降壓起動(dòng)控制用PLC控制電動(dòng)機(jī)降壓起動(dòng)控制等效電路圖圖3-4PLC等效控制電路12/25/20239第三章PLC的根本構(gòu)造和任務(wù)原理3.2.2ＰLC的任務(wù)過程圖3-5PLC等效電路任務(wù)過程表示圖12/25/202310第三章PLC的根本構(gòu)造和任務(wù)原理梯形圖的過程可分為以下三個(gè)階段：輸入采樣階段程序處置階段輸出刷新結(jié)果輸出階段PLC完成上述3個(gè)階段稱為一個(gè)掃描周期。PLC反復(fù)不斷地執(zhí)行上述過程。掃描周期的長短和PLC的運(yùn)算速度和任務(wù)方式有關(guān)，但主要和梯形圖的長度及指令的種類有關(guān)，一個(gè)掃描周期的時(shí)間大約在幾毫秒到幾百毫秒之間。PLC執(zhí)行梯形圖(讀程序)是一步一步進(jìn)展的，所以它的邏輯結(jié)果也是由前到后逐漸產(chǎn)生的，為串行任務(wù)方式。常規(guī)電器的控制電路中一切的控制電器都是同時(shí)任務(wù)的，在通電和得電順序上不存在先后的問題，為并行任務(wù)方式。3.2.2ＰLC的任務(wù)過程12/25/202311第三章PLC的根本構(gòu)造和任務(wù)原理3.2.3PLC的接線圖和梯形圖的繪制方法梯形圖采用程度布置畫法，梯形圖最左邊的豎線叫作左母線，右邊的豎線叫作右母線，右母線可以省略不畫，左右母線相當(dāng)于電源線。畫梯形圖時(shí)應(yīng)留意：1梯形圖中的銜接線(相當(dāng)于導(dǎo)線)不能相互交叉，并且只能程度或垂直繪制，2梯形圖中的接點(diǎn)普通只能程度繪制，不能垂直繪制，3各種繼電器線圈只能與右母線銜接，不能與左母線銜接，4接點(diǎn)不能與右母線銜接，5接點(diǎn)中的“電流〞只的從左向右一方向流動(dòng)，不能出現(xiàn)反向流動(dòng)的景象。12/25/202312第三章PLC的根本構(gòu)造和任務(wù)原理圖3-6PLC的接線圖和梯形圖12/25/202313第三章PLC的根本構(gòu)造和任務(wù)原理3.2.4串行任務(wù)方式對(duì)梯形圖控制結(jié)果的影響梯形圖中繼電器線圈的接點(diǎn)在線圈之前和在線圈之后，對(duì)它的控制結(jié)果能夠是有影響的。圖3-7接點(diǎn)前后順序?qū)μ菪螆D控制的影響12/25/202314第三章PLC的根本構(gòu)造和任務(wù)原理點(diǎn)動(dòng)控制的電路圖和梯形圖圖3-8點(diǎn)動(dòng)控制的電路圖和梯形圖圖3-9接點(diǎn)順序的調(diào)整12/25/202315第三章PLC的根本構(gòu)造和任務(wù)原理3.3PLC的輸入輸出接口電路PLC的輸入輸出接口電路是與外部控制電路聯(lián)絡(luò)的主要通道。。輸入輸出接口模塊在設(shè)計(jì)時(shí)采取了光電隔離、濾波等抗干擾措施，以提高PLC任務(wù)的可靠性，對(duì)各種型號(hào)的輸入輸出接口模塊，我們可以把它們以不同方式進(jìn)展歸類。按照信號(hào)的種類歸類有直流信號(hào)輸入、輸出，交流信號(hào)的輸入、輸出；按照信號(hào)的輸入、輸出方式分有數(shù)字量輸入、輸出，開關(guān)量輸入、輸出，模擬量輸入／輸出。下面經(jīng)過開關(guān)量輸入、輸出模塊來闡明外部設(shè)備與CPU的銜接方式。12/25/202316第三章PLC的根本構(gòu)造和任務(wù)原理3.3.1開關(guān)量輸入接口模塊輸入方式有兩種：源型(公共端COM接＋極)和漏型(公共端COM接－極)。我國普通采用漏型輸入方式。開關(guān)量輸入設(shè)備也有兩種型式：一種是無源開關(guān)，如各種按鈕、繼電器接點(diǎn)、控制開關(guān)等；一種是有源開關(guān)，如各種接近開關(guān)、傳感器、編碼器、光電開關(guān)等。圖3-10PLC的開關(guān)量輸入接口電路12/25/202317第三章PLC的根本構(gòu)造和任務(wù)原理PLC漏型輸入的外部接線圖3-11PLC漏型輸入的外部接線12/25/202318第三章PLC的根本構(gòu)造和任務(wù)原理3.3.2開關(guān)量輸出接口模塊開關(guān)量輸出模塊通常有三種方式：繼電器輸出可驅(qū)動(dòng)直流30V或交流250V負(fù)載，驅(qū)動(dòng)負(fù)載大，但呼應(yīng)時(shí)間慢。常用于各種電動(dòng)機(jī)、電磁閥、信號(hào)燈等負(fù)載的控制。晶體管輸出屬直流輸出，能驅(qū)動(dòng)5～30V直流負(fù)載，驅(qū)動(dòng)負(fù)載較小，但呼應(yīng)時(shí)間快。多用于電子線路的控制。雙向晶閘管輸出為交流輸出。能驅(qū)動(dòng)85～240V交流負(fù)載。驅(qū)動(dòng)負(fù)載較大，呼應(yīng)時(shí)間較慢。繼電器輸出晶體管輸出雙向晶閘管輸出12/25/202319第三章PLC的根本構(gòu)造和任務(wù)原理3.3.2開關(guān)量輸出接口模塊圖3-12PLC的開關(guān)量繼電器輸出接口電路12/25/202320第三章PLC的根本構(gòu)造和任務(wù)原理3.4FX2N型PLC的配制3.4.1FX2N型PLC的主要種類及型號(hào)1、FX2N型PLC的主要種類FX2N型PLC按種類可分為：1根本單元由內(nèi)部電源、內(nèi)部輸入輸出、內(nèi)部CPU和內(nèi)部存儲(chǔ)器組成，只需根本單元可以單獨(dú)運(yùn)用，當(dāng)輸入輸出點(diǎn)數(shù)缺乏時(shí)可以進(jìn)展擴(kuò)展。2擴(kuò)展單元由內(nèi)部電源、內(nèi)部輸入輸出組成，需求和根本單元一同運(yùn)用。3擴(kuò)展模塊由內(nèi)部輸入輸出組成，本身不帶電源，由根本單元、擴(kuò)展單元供電，需求和根本單元一同運(yùn)用。4特殊擴(kuò)展設(shè)備可分為三類：特殊功能板用于通訊、銜接和模擬量設(shè)定等，特殊模塊主要有模擬量輸入輸出、高速計(jì)數(shù)、脈沖輸出、接口等模塊，特殊單元用于定位脈沖輸出。12/25/202321第三章PLC的根本構(gòu)造和任務(wù)原理2、FX2N型PLC的型號(hào)FX2N型PLC的型號(hào)可表示如下：FX2N－128MR－001①②③④⑤①PLC系列稱號(hào)，②輸入和輸出點(diǎn)數(shù)總和，128為64點(diǎn)輸入和64點(diǎn)輸出，③單元種類：M－根本單元，E－輸入輸出混合擴(kuò)展模塊及擴(kuò)展單元，EX－輸入公用擴(kuò)展模塊，EY－輸出公用擴(kuò)展模塊，④輸出型式：R－繼電器輸出，S－晶閘管輸出，T－晶體管輸出，⑤其它區(qū)分：001－專為中國推出的產(chǎn)品。12/25/202322第三章PLC的根本構(gòu)造和任務(wù)原理3.4.2FX2N型PLC的產(chǎn)品規(guī)格表3-4根本單元一覽表輸入輸出點(diǎn)數(shù)輸入點(diǎn)數(shù)輸出點(diǎn)數(shù)FX2N型PLCAC電源，DC輸入繼電器輸出晶閘管輸出晶體管輸出1688FX2N－16MR－001FX2N－16MS－001FX2N－16MT－001321616FX2N－32MR－001FX2N－32MS－001FX2N－32MT－001482424FX2N－48MR－001FX2N－48MS－001FX2N－48MT－001643232FX2N－64MR－001FX2N－64MS－001FX2N－64MT－001804040FX2N－80MR－001FX2N－80MS－001FX2N－80MT－0011286464FX2N－128MR－001－FX2N－128MT－00112/25/202323第三章PLC的根本構(gòu)造和任務(wù)原理3.4.2FX2N型PLC的產(chǎn)品規(guī)格表3-5擴(kuò)展單元一覽表輸入輸出點(diǎn)數(shù)輸入點(diǎn)數(shù)輸出點(diǎn)數(shù)AC電源，DC輸入繼電器輸出晶閘管輸出晶體管輸出321616FX2N－32ERFX2N－32ESFX2N－32ET482424FX2N－48ERFX2N－48ET12/25/202324第三章PLC的根本構(gòu)造和任務(wù)原理3.4.2FX2N型PLC的產(chǎn)品規(guī)格表3-6擴(kuò)展模塊一覽表輸入輸出點(diǎn)數(shù)輸入點(diǎn)數(shù)輸出點(diǎn)數(shù)輸入繼電器輸出晶閘管輸出晶體管輸出輸入信號(hào)電壓連接形式8(16)4(8)4(8)FX0N-8ERDC24V橫端子臺(tái)880FX0N-8EXDC24V橫端子臺(tái)808FX0N-8EYRFX0N-8EYT橫端子臺(tái)16160FX0N-16EXDC24V橫端子臺(tái)16016FX0N-16EYRFX0N-16EYT橫端子臺(tái)16160FX2N-16EXDC24V橫端子臺(tái)16016FX2N-16EYRFX2N-16EYTFX2N-16EYS橫端子臺(tái)注：()中的數(shù)字為擴(kuò)展設(shè)備占用點(diǎn)數(shù)，控制電源(DC5V)由由根本單元或擴(kuò)展單元供電。12/25/202325第三章PLC的根本構(gòu)造和任務(wù)原理3.5PLC中的軟元件在PLC中軟元件有三種類型。第一種為位元件，PLC中的輸入繼電器X、輸出繼電器Y、輔助繼電器M和形狀繼電器S為位元件。存儲(chǔ)單元中的一位表示一個(gè)繼電器，其值為“0〞或“1〞，“0〞表示繼電器失電，“1〞表示繼電器得電。第二種為字元件，最典型的字元件為數(shù)據(jù)存放器D，一個(gè)數(shù)據(jù)存放器可以存放16位二進(jìn)制數(shù)，兩個(gè)數(shù)據(jù)存放器可以存放32位二進(jìn)制數(shù)，在PLC控制中用于數(shù)據(jù)處置。定時(shí)器T和計(jì)數(shù)器C也可以作為數(shù)據(jù)存放器來運(yùn)用。第三種為位與字混合元件，如定時(shí)器T和計(jì)數(shù)器C，它們的線圈和接點(diǎn)是位元件，它們的設(shè)定值存放器和當(dāng)前值存放器為字元件。12/25/202326第三章PLC的根本構(gòu)造和任務(wù)原理3.5.1輸入、輸出繼電器(X、Y)表3-9輸入繼電器和輸出繼電器元件分配表型號(hào)FX2N－16MFX2N－32MFX2N－48MFX2N－64MFX2N－80MFX2N－128M擴(kuò)展時(shí)輸入繼電器X0～X78點(diǎn)X0～X1716點(diǎn)X0～X2724點(diǎn)X0～X3732點(diǎn)X0～X4740點(diǎn)X0～X7764點(diǎn)X0～X267184點(diǎn)輸出繼電器Y0～Y78點(diǎn)Y0～Y1716點(diǎn)Y0～Y2724點(diǎn)Y0～Y3732點(diǎn)Y0～Y4740點(diǎn)Y0～Y7764點(diǎn)Y0～Y267184點(diǎn)輸入繼電器(X)和輸出繼電器(Y)在PLC中各有184點(diǎn)，采用八進(jìn)制編號(hào)。輸入繼電器編號(hào)為：X0～X7、X10～X17、X20～X27……X267。輸出繼電器編號(hào)為：Y0～Y7、Y10～Y17、Y20～Y27……Y267。但輸入繼電器和輸出繼電器點(diǎn)數(shù)之和不得超越256，如接入特殊單元、特殊模塊時(shí)，每個(gè)占8點(diǎn)，應(yīng)從256點(diǎn)中扣除。12/25/202327第三章PLC的根本構(gòu)造和任務(wù)原理例3-1用PLC控制一個(gè)電熱水箱，如圖3-13所示，電熱水箱用3KW電加熱器燒水，用2個(gè)水位開關(guān)檢測(cè)水位。控制要求：首先進(jìn)水電磁閥得電翻開，進(jìn)水，當(dāng)水位高于水位開關(guān)1時(shí)，加熱器得電開場(chǎng)加熱，當(dāng)水位高于水位開關(guān)2時(shí)，進(jìn)水電磁閥失電封鎖，當(dāng)加熱器加熱到100度時(shí)停頓，放水電磁閥得電將放水閥翻開，水龍頭可以放水。當(dāng)水位低于水位開關(guān)1時(shí)，加熱器不得加熱，進(jìn)水電磁閥重新得電開場(chǎng)進(jìn)水。進(jìn)水時(shí)放水電磁閥封鎖。圖3-13電熱水箱表示圖12/25/202328第三章PLC的根本構(gòu)造和任務(wù)原理電熱水箱PLC的控制圖3-14電熱水箱的控制12/25/202329第三章PLC的根本構(gòu)造和任務(wù)原理3.5.2輔助繼電器(M)輔助繼電器(M)相當(dāng)于中間繼電器，它只能在內(nèi)部程序(梯形圖)中運(yùn)用，不能對(duì)外驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載，在梯形圖用于邏輯變換和邏輯記憶作用。輔助繼電器有通用輔助繼電器、斷電堅(jiān)持輔助繼電器和特殊輔助繼電器。1、通用輔助繼電器通用輔助繼電器的元件編號(hào)為M0～M499，共500點(diǎn)。它和普通的中間繼電器功能一樣，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)假設(shè)通用輔助繼電器線圈得電，當(dāng)電源忽然中斷時(shí)線圈失電，假設(shè)電源再次接通時(shí)，線圈仍失電。可經(jīng)過參數(shù)設(shè)定將其改為斷電堅(jiān)持輔助繼電器。2、斷電堅(jiān)持輔助繼電器斷電堅(jiān)持輔助繼電器的元件編號(hào)為M500～M3071其中M500～M1023共524點(diǎn)，可經(jīng)過參數(shù)設(shè)定將其改為通用輔助繼電器。M1024～M3071共2048點(diǎn)，為公用斷電堅(jiān)持輔助繼電器。其中M2800～M3071用于上升沿，下降沿指令的接點(diǎn)時(shí)，有一種特殊性。12/25/202330第三章PLC的根本構(gòu)造和任務(wù)原理例3-2用傳送帶運(yùn)送產(chǎn)品。傳送帶由三相鼠籠型電動(dòng)機(jī)控制，在傳送帶末端安裝一個(gè)限位開關(guān)SQ，工人在傳送帶首端放好產(chǎn)品，按下起動(dòng)按鈕，傳送帶開場(chǎng)運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)產(chǎn)品到達(dá)傳送帶末端并超越限位開關(guān)〔即產(chǎn)品全部分開傳送帶〕時(shí)，皮帶停頓。圖3-15傳送帶表示圖12/25/202331第三章PLC的根本構(gòu)造和任務(wù)原理傳送帶PLC控制接線圖和梯形圖圖3-16傳送帶PLC控制接線圖和梯形圖例3-3在例3-2用傳送帶傳運(yùn)送產(chǎn)品控制中，在停電之后再來電時(shí)傳送帶不會(huì)自行起動(dòng)。現(xiàn)要求停電之后再來電時(shí)傳送帶可以繼續(xù)任務(wù)，試畫出對(duì)應(yīng)的梯形圖。圖3-17傳送帶PLC控制梯形圖12/25/202332第三章PLC的根本構(gòu)造和任務(wù)原理例3-4一輛小車在一條線路上運(yùn)轉(zhuǎn)，如圖3-18所示。線路上有1＃~5＃共5個(gè)站點(diǎn)，每個(gè)站點(diǎn)各設(shè)一個(gè)行程開關(guān)和一個(gè)呼叫按鈕。要求無論小車在哪個(gè)站點(diǎn)，當(dāng)某一個(gè)站點(diǎn)按下按鈕后，小車將自動(dòng)行進(jìn)到呼叫點(diǎn)。試用PLC對(duì)小車進(jìn)展控制。圖3-18小車行走表示圖12/25/202333第三章PLC的根本構(gòu)造和任務(wù)原理小車行走PLC控制圖圖3-19小車行走PLC控制圖12/25/202334第三章PLC的根本構(gòu)造和任務(wù)原理小車行走PLC控制圖圖3-19小車行走PLC控制圖12/25/202335第三章PLC的根本構(gòu)造和任務(wù)原理3、特殊輔助繼電器特殊輔助繼電器的元件編號(hào)為M8000—M8255，共有256點(diǎn)。特殊輔助繼電器通常分為兩大類。(1)接點(diǎn)型(只讀型)特殊輔助繼電器此類輔助繼電器的接點(diǎn)由PLC定義，在用戶程序中只可直接運(yùn)用其觸點(diǎn)。下面引見幾種常用的接點(diǎn)型特殊輔助繼電器的定義和運(yùn)用實(shí)例。M8000：運(yùn)轉(zhuǎn)監(jiān)控。常開接點(diǎn)，PLC在運(yùn)轉(zhuǎn)(RUN)時(shí)接點(diǎn)閉合。M8002：初始化脈沖。常開接點(diǎn)，僅在PLC運(yùn)轉(zhuǎn)開場(chǎng)時(shí)接通一個(gè)掃描周期。M8005：鋰電池電壓降低。鋰電池電壓下降至規(guī)定值時(shí)接點(diǎn)閉合，可以用它的觸點(diǎn)和輸出繼電器驅(qū)動(dòng)外部指示燈，以提示任務(wù)人員改換鋰電池。M8011～M8014分別為10mS、100mS、1S、1min時(shí)鐘脈沖。占空比均為0.5。例M8013為1秒鐘時(shí)鐘脈沖，該接點(diǎn)為0.5秒接通，0.5秒斷開。圖3-20接點(diǎn)型特殊輔助繼電器運(yùn)用舉例12/25/202336第三章PLC的根本構(gòu)造和任務(wù)原理(2)線圈型(可讀可寫型)特殊輔助繼電器這類特殊輔助繼電器由用戶程序控制其線圈，當(dāng)其線圈得電時(shí)能執(zhí)行某種特定的操作。如：M8033、M8034的線圈等。M8030：M8030的線圈得電時(shí)，PLC面板上的鋰電池電壓降低指示燈熄滅。M8033：M8033的線圈得電時(shí)，在PLC停頓(STOP)時(shí)，元件映象存放器中(Y、M、C、T、D等)的數(shù)據(jù)仍堅(jiān)持。M8034：線圈得電時(shí)．全部輸出繼電器失電不輸出。M8035：強(qiáng)迫運(yùn)轉(zhuǎn)(RUN)方式。M8036：強(qiáng)迫運(yùn)轉(zhuǎn)(RUN)指令。M8037：強(qiáng)迫停頓(STOP)指令。M8039：線圈得電時(shí)，PLC以D8039中指定的掃描時(shí)間任務(wù)。這類繼電器不僅可以用其線圈，也可以用其接點(diǎn)。圖3-21線圈型特殊輔助繼電器運(yùn)用舉例12/25/202337第三章PLC的根本構(gòu)造和任務(wù)原理用特殊輔助繼電器控制PLC的運(yùn)轉(zhuǎn)和停頓圖3-22用特殊輔助繼電器控制PLC的運(yùn)轉(zhuǎn)和停頓12/25/202338第三章PLC的根本構(gòu)造和任務(wù)原理3.5.3形狀繼電器(S)形狀繼電器(S)主要用于步進(jìn)順序控制。形狀繼電器有3種類型。元件編號(hào)范圍為S0～S999。1、通用型形狀繼電器：S0～S499共500點(diǎn)，其中S0～S9共10點(diǎn)用于初始形狀，S10～S19共10點(diǎn)用于回零形狀。通用型形狀繼電器沒有失電堅(jiān)持功能。2、失電堅(jiān)持型形狀繼電器：S500～S899共４00點(diǎn)，在失電時(shí)能堅(jiān)持原來的形狀不變。3、報(bào)警型形狀繼電器：S900～S999共100點(diǎn)，失電堅(jiān)持型，它和功能指令A(yù)NS、ANR等配合可以組成各種缺點(diǎn)診斷電路，并發(fā)出報(bào)警信號(hào)。利用外部設(shè)備〔如編程軟件或編程器〕進(jìn)展參數(shù)設(shè)定，可改動(dòng)其形狀繼電器的失電堅(jiān)持的范圍。形狀繼電器假設(shè)不用于步進(jìn)指令編程，也可以當(dāng)作輔助繼電器運(yùn)用，運(yùn)用方法和輔助繼電器一樣。12/25/202339第三章PLC的根本構(gòu)造和任務(wù)原理3.5.4定時(shí)器(T)定時(shí)器相當(dāng)于通電延時(shí)型時(shí)間繼電器，在梯形圖中起時(shí)間控制造用。FX2N系列PLC給用戶提供了256個(gè)定時(shí)器，其編號(hào)為T0～T255。定時(shí)器按時(shí)鐘脈沖分有1ms、10ms、100ms三擋。表3-10定時(shí)器的類型16位定時(shí)器（設(shè)定值K0～K32767）（共256點(diǎn)）通用定時(shí)器T0～T199（共200點(diǎn)）100ms時(shí)鐘脈沖（Tl92—T199中斷用）T200～T245（共46點(diǎn)）10ms時(shí)鐘脈沖，積算定時(shí)器T246～T249(共4點(diǎn))1ms時(shí)鐘脈沖(執(zhí)行中斷電池備用)T250～T255(共6點(diǎn))100ms時(shí)鐘脈沖(電池備用)12/25/202340第三章PLC的根本構(gòu)造和任務(wù)原理1、定時(shí)器的根本用法圖3-23通用定時(shí)器圖3-24積算定時(shí)器12/25/202341第三章PLC的根本構(gòu)造和任務(wù)原理2、定時(shí)器設(shè)定值的設(shè)定方法(1)常數(shù)設(shè)定方法：用于固定延時(shí)的定時(shí)器，如圖3-23和圖3-24的設(shè)定值均為十進(jìn)制常數(shù)設(shè)定。(2)間接設(shè)定方法：普通用數(shù)據(jù)存放器D存放設(shè)定值，數(shù)據(jù)存放器D中的值可以是常數(shù)，也可以是用外部輸入開關(guān)或數(shù)字開關(guān)輸入的變量，間接設(shè)定方法靈敏方便，但是普通需求占用一定數(shù)量的輸入量。。(3)機(jī)能擴(kuò)展板設(shè)定方法：用FX2N-8AV-D型機(jī)能擴(kuò)展板，安裝在PLC根本單元上，擴(kuò)展板上有8個(gè)可變電阻旋鈕可以輸入8點(diǎn)模擬量，并把模擬量轉(zhuǎn)換成8位二進(jìn)制數(shù)(0～255)。當(dāng)設(shè)定值大于255時(shí)，可以用乘法指令(MUL)乘以一個(gè)常數(shù)使之變大作為定時(shí)器的設(shè)定值。編程方法詳見功能指令VRRD。12/25/202342第三章PLC的根本構(gòu)造和任務(wù)原理定時(shí)器設(shè)定方式圖3-25定時(shí)器設(shè)定方式12/25/202343第三章PLC的根本構(gòu)造和任務(wù)原理3、定時(shí)器的誤差圖3-26定時(shí)器的誤差12/25/202344第三章PLC的根本構(gòu)造和任務(wù)原理定時(shí)器的誤差定時(shí)器的誤差可以表示如下：T＋2T0T0：掃描周期α：與1mS、10mS、100mS定時(shí)器對(duì)應(yīng)，分別是1.5mS、15mS、150mS－αT：定時(shí)器設(shè)定值在子程序與中斷程序中應(yīng)采用T192～T199定時(shí)器。假設(shè)在子程序與中斷程序中采用1mS型累積定時(shí)器T246～T249，當(dāng)線圈得電時(shí)，采用中斷任務(wù)方式對(duì)1mS時(shí)鐘脈沖進(jìn)展計(jì)數(shù)，當(dāng)?shù)竭_(dá)設(shè)定值時(shí)，在執(zhí)行最初線圈指令時(shí)接點(diǎn)動(dòng)作。12/25/202345第三章PLC的根本構(gòu)造和任務(wù)原理4、典型定時(shí)器運(yùn)用梯形圖(1)斷電延時(shí)型定時(shí)器(2)通斷電均延時(shí)型定時(shí)器圖3-27斷電延時(shí)型定時(shí)器圖3-28通斷電均延時(shí)型定時(shí)器12/25/202346第三章PLC的根本構(gòu)造和任務(wù)原理4、典型定時(shí)器運(yùn)用梯形圖(3)定時(shí)脈沖電路(4)震蕩電路圖3-29定時(shí)脈沖電路圖3-30震蕩電路12/25/202347第三章PLC的根本構(gòu)造和任務(wù)原理4、典型定時(shí)器運(yùn)用梯形圖(5)占空比可調(diào)震蕩電路(6)上升沿單穩(wěn)態(tài)電路圖3-31占空比可調(diào)震蕩電路圖3-32上升沿單穩(wěn)態(tài)電路12/25/202348第三章PLC的根本構(gòu)造和任務(wù)原理4、典型定時(shí)器運(yùn)用梯形圖(7)下降沿單穩(wěn)態(tài)電路圖3-33下降沿單穩(wěn)態(tài)電路12/25/202349第三章PLC的根本構(gòu)造和任務(wù)原理例3-5為了保證運(yùn)轉(zhuǎn)平安，許多大型消費(fèi)機(jī)械在運(yùn)轉(zhuǎn)起動(dòng)之前需用電鈴或蜂鳴器發(fā)出報(bào)警信號(hào)，預(yù)示機(jī)器即將起動(dòng)，警告人們迅速退出危險(xiǎn)地段。試設(shè)計(jì)PLC控制接線圖和梯形圖。圖3-34起動(dòng)報(bào)警控制電路12/25/202350第三章PLC的根本構(gòu)造和任務(wù)原理例3-6用按鈕控制三臺(tái)電動(dòng)機(jī)，為了防止三臺(tái)電動(dòng)機(jī)同時(shí)起動(dòng)，起動(dòng)電流過大，要求每隔5秒起動(dòng)一臺(tái)，試設(shè)計(jì)PLC控制梯形圖。圖3-35三臺(tái)電動(dòng)機(jī)順序起動(dòng)控制12/25/202351第三章PLC的根本構(gòu)造和任務(wù)原理3.5.5計(jì)數(shù)器(C)計(jì)數(shù)器用于對(duì)各種軟元件接點(diǎn)的閉合次數(shù)進(jìn)展計(jì)數(shù)。計(jì)數(shù)器可分為兩大類：內(nèi)部信號(hào)計(jì)數(shù)器和外部信號(hào)計(jì)數(shù)器(即高速計(jì)數(shù)器)。1.內(nèi)部信號(hào)計(jì)數(shù)器內(nèi)部信號(hào)計(jì)數(shù)器用于對(duì)PLC中的內(nèi)部軟元件(如X、Y、M、S、T、C)的信號(hào)進(jìn)展計(jì)數(shù)?？煞譃?6位加計(jì)數(shù)器〔共200點(diǎn)〕和32位加／減計(jì)數(shù)器〔共35點(diǎn)〕。表3-11內(nèi)部信號(hào)計(jì)數(shù)器通用型斷電保持型16位加計(jì)數(shù)器（共200點(diǎn)）設(shè)定值1～32767C0～C99（共100點(diǎn)）C100～C199（共100點(diǎn)）32位加／減計(jì)數(shù)器（共35點(diǎn)）設(shè)定值-2147483648～+2147483647C200～C219（共20點(diǎn)）加減控制（M8200～M8219）C220～C234（共15點(diǎn)）加減控制（M8220～M8234）12/25/202352第三章PLC的根本構(gòu)造和任務(wù)原理(1)16位加計(jì)數(shù)器l6位加計(jì)數(shù)器的元件編號(hào)為C0～C199。其中C0～C99為通用型，C100～C199為斷電堅(jiān)持型。設(shè)定值為K1～K32767。圖3-3616位加計(jì)數(shù)器的任務(wù)過程表示圖12/25/202353第三章PLC的根本構(gòu)造和任務(wù)原理(2)32位加／減計(jì)數(shù)器32位加／減計(jì)數(shù)器C200～C234可以加計(jì)數(shù)，也可以減計(jì)數(shù)，其加／減計(jì)數(shù)方式由特殊輔助繼電器M8200～M8234設(shè)定。如表3-12所示。當(dāng)特殊輔助繼電器為1時(shí)，對(duì)應(yīng)的計(jì)數(shù)器為減計(jì)數(shù)，反之為0時(shí)為加計(jì)數(shù)。計(jì)數(shù)器編號(hào)加減方式計(jì)數(shù)器編號(hào)加減方式計(jì)數(shù)器編號(hào)加減方式計(jì)數(shù)器編號(hào)加減方式C200M8200C209M8209C218M8218C227M8227C201M8201C210M8210C219M8219C228M8228C202M8202C211M8211C220M8220C229M8229C203M8203C212M8212C221M8221C230M8230C204M8204C213M8213C222M8222C231M8231C205M8205C214M8214C223M8223C232M8232C206M8206C215M8215C224M8224C233M8233C207M8207C216M8216C225M8225C234M8234C208M8208C217M8217C226M8226表3-1232位加/減計(jì)數(shù)器的加減方式控制用的特殊輔助繼電器12/25/202354第三章PLC的根本構(gòu)造和任務(wù)原理(2)32位加／減計(jì)數(shù)器圖3-3732位加減計(jì)數(shù)器的任務(wù)過程表示圖12/25/202355第三章PLC的根本構(gòu)造和任務(wù)原理2、典型計(jì)數(shù)器運(yùn)用梯形圖(1)循環(huán)計(jì)數(shù)器(2)長延時(shí)定時(shí)器圖3-40長延時(shí)定時(shí)器圖3-39循環(huán)計(jì)數(shù)器12/25/202356第三章PLC的根本構(gòu)造和任務(wù)原理〔3〕365天定時(shí)器圖3-41365天定時(shí)器12/25/202357第三章PLC的根本構(gòu)造和任務(wù)原理(4)單按鈕控制電動(dòng)機(jī)起動(dòng)停頓圖3-42單按鈕控制電動(dòng)機(jī)起動(dòng)停頓12/25/202358第三章PLC的根本構(gòu)造和任務(wù)原理例3-7用PLC控制一個(gè)圓盤，圓盤的旋轉(zhuǎn)由電動(dòng)機(jī)控制。要求按下起動(dòng)按鈕后每轉(zhuǎn)1圈后停頓3秒，轉(zhuǎn)5圈后停頓。圖3-43圓盤旋轉(zhuǎn)控制12/25/202359第三章PLC的根本構(gòu)造和任務(wù)原理3、高速計(jì)數(shù)器高速計(jì)數(shù)器采用中斷任務(wù)方式，和掃描周期無關(guān)，可以對(duì)高頻率的輸入信號(hào)計(jì)數(shù)。高速計(jì)數(shù)器只對(duì)固定的輸入繼電器(X0～X5)進(jìn)展計(jì)數(shù)。高速計(jì)數(shù)器都具有停電堅(jiān)持功能，也可以利用參數(shù)設(shè)定變?yōu)榉峭ｋ妶?jiān)持型。假設(shè)不作為高速計(jì)數(shù)器運(yùn)用時(shí)也可作為32位數(shù)據(jù)存放器運(yùn)用。一相一計(jì)數(shù)輸入一相二計(jì)數(shù)輸入AB相計(jì)數(shù)輸入C235C236C237C238C239C240C241C242C243C244C245C246C247C248C249C250C251C252C253C254C255X0U/DU/DU/DUUUAAAX1U/DRRDDDBBBX2U/DU/DU/DRRRRX3U/DRRUUAAX4U/DU/DDDBBX5U/DRRRRRX6SSSX7SSS1型2型3型1型2型3型1型2型3型表3-14高速計(jì)數(shù)器U：加計(jì)數(shù)輸入，D：減計(jì)數(shù)輸入，R：復(fù)位輸入，S：起動(dòng)輸入，A：A相輸入，B：B相輸入。12/25/202360第三章PLC的根本構(gòu)造和任務(wù)原理高速計(jì)數(shù)器一相一計(jì)數(shù)輸入型高速計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器編號(hào)C235C236C237C238C239C240C241C242C243C244C245指定減計(jì)數(shù)特殊輔助繼電器M8235M8236M8237M8238M8239M8240M8241M8242M8243M8244M8245一相二計(jì)數(shù)輸入型高速計(jì)數(shù)器AB相計(jì)數(shù)輸入型高速計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器編號(hào)C246C247C248C249C250C251C252C253C254C255減計(jì)數(shù)特殊輔助繼電器接點(diǎn)M8246M8247M8248M8249M8250M8251M8252M8253M8254M8255表3-15高速計(jì)數(shù)器對(duì)應(yīng)的特殊輔助繼電器12/25/202361第三章PLC的根本構(gòu)造和任務(wù)原理各種高速計(jì)數(shù)器的運(yùn)用方法(1)一相一計(jì)數(shù)輸入高速計(jì)數(shù)器一相一計(jì)數(shù)輸入高速計(jì)數(shù)器的編號(hào)為C235～C245，共有11點(diǎn)。圖3-44一相一計(jì)數(shù)輸入高速計(jì)數(shù)器12/25/202362第三章PLC的根本構(gòu)造和任務(wù)原理(2)一相二計(jì)數(shù)輸入高速計(jì)數(shù)器一相二計(jì)數(shù)輸入高速計(jì)數(shù)器的編號(hào)為C246～C250。圖3-45一相二計(jì)數(shù)輸入高速計(jì)數(shù)器12/25/202363第三章PLC的根本構(gòu)造和任務(wù)原理(3)AB相計(jì)數(shù)輸入高速計(jì)數(shù)器AB相高速計(jì)數(shù)器的編號(hào)為C251～C255，共5點(diǎn)。AB相高速計(jì)數(shù)器的兩個(gè)脈沖輸入端子是同時(shí)任務(wù)的，其計(jì)數(shù)方向的控制方式由A、B兩相脈沖間的相位決議。圖3-46AB相計(jì)數(shù)輸入高速計(jì)數(shù)器12/25/202364第三章PLC的根本構(gòu)造和任務(wù)原理(4)高速計(jì)數(shù)器的運(yùn)用頻率C235、C236、C246和C251四個(gè)高速計(jì)數(shù)器為硬件計(jì)數(shù)器。單相輸入的C235、C236、C246最高頻率為60KHZ，雙相輸入的C235最高頻率為30KHZ。假設(shè)硬件計(jì)數(shù)器采用高速計(jì)數(shù)器公用比較指令［FNC53〔DHSCS〕、FNC54〔DHSCR〕、FNC55〔DHSZ〕］就變成了軟件計(jì)數(shù)器。其它高速計(jì)數(shù)器為軟件計(jì)數(shù)器，C237～C245、C247～C250(單相)/FNC56(SPD)最高頻率為10KHZ，C252～C255(雙相)最高頻率為5KHZ。在程序中采用高速計(jì)數(shù)器公用比較指令FNC53〔DHSCS〕、FNC54〔DHSCR〕時(shí)：?jiǎn)蜗嘤?jì)數(shù)器：最高頻率為10KHZ，雙相計(jì)數(shù)器：C251最高頻率為5KHZ，C252～C255最高頻率為4KHZ。采用FNC55〔DHSZ〕時(shí)：?jiǎn)蜗嘤?jì)數(shù)器：最高頻率為5.5KHZ，雙相計(jì)數(shù)器：最高頻率為4KHZ。多個(gè)高速計(jì)數(shù)器同時(shí)運(yùn)用，或高速計(jì)數(shù)器和FNC56〔SPD〕、FNC57〔PLSY〕、FNC59〔PLSR〕同時(shí)運(yùn)用時(shí)，其頻率數(shù)總計(jì)不得超越表3-16中的頻率數(shù)總計(jì)。留意，作為硬件計(jì)數(shù)器的不算其內(nèi)。例如在一個(gè)程序中同時(shí)運(yùn)用了如表3-17所示的計(jì)數(shù)器和功能指令。12/25/202365第三章PLC的根本構(gòu)造和任務(wù)原理3.5.6數(shù)據(jù)存放器器(D)普通用停電保持用停電保持專用特殊用變址用D0～D199(200點(diǎn))①D200～D511(312點(diǎn))②供鏈路用：主站→從站D490～D499從站→主站D500～D509D512～D7999(7488點(diǎn))③文件用：D1000～D7999可500點(diǎn)為一組作文件數(shù)據(jù)寄存器D8000～D8255(256點(diǎn))V0～V7Z0～Z7(16點(diǎn))表3-18數(shù)據(jù)存放器分類及元件號(hào)①非停電堅(jiān)持型，但可利用參數(shù)設(shè)定變?yōu)橥ｋ妶?jiān)持型。②停電堅(jiān)持型，但可利用參數(shù)設(shè)定變?yōu)榉峭ｋ妶?jiān)持型。③不能利用參數(shù)設(shè)定變?yōu)榉峭ｋ妶?jiān)持型。12/25/202366第三章PLC的根本構(gòu)造和任務(wù)原理數(shù)據(jù)存放器圖3-47數(shù)據(jù)存放器的數(shù)據(jù)表示方法數(shù)據(jù)存放器都是16位的，最高位為正負(fù)符號(hào)位，可存放16位二進(jìn)制數(shù)。也可將2個(gè)數(shù)據(jù)存放器組合，