电气控制系统与可编程控制器_常晓玲第5章

1第五章FX2N系列可编程控制器第五章FX2N系列可编程控制器第一节可编程控制器的基础知识第二节可编程控制器的工作方式及编程语言第三节FX2N系列PLC的性能规格与内部资源第四节FX2N系列PLC的基本指令编程法第五节FX2N系列PLC的功能图与步进梯形图第六节FX2N系列PLC的应用指令编程方法第七节FX2N系列可编程控制器的应用2第五章FX2N系列可编程控制器第一节可编程控制器的基础知识1．PLC的定义2．PLC的特点可靠性高，抗干扰能力强编程简单，易于掌握功能完善，灵活方便体积小、质量轻、功耗低可编程逻辑控制器PLC——ProgrammableLogicalController可编程控制器PC——ProgrammableControllers，但这很容易和个人计算机PC——PersonalComputer相混淆，因此，一般仍把PLC作为可编程控制器的简称。3第五章FX2N系列可编程控制器3．PLC的可编程控制器的性能指标4．PLC的可编程控制器的分类输入/输出点数（I/O点数）存储容量扫描速度功能扩展能力指令系统按结构形式分类分为整体式和模块式按控制规模大小，可以分为小型、中型和大型4第五章FX2N系列可编程控制器5．PLC系统的组成硬件系统软件系统•基本单元•I/O扩展单元•外部设备CPURAMEPROM输入/输出接口内部电源系统程序用户程序系统程序由PLC生产厂家提供，并固化在EPROM中，用户不能直接读写用户通过编程器或PC机写入到PLC的RAM内存中的梯形图程序，可以修改和更新。当PLC断电时被锂电池保持5第五章FX2N系列可编程控制器PLC的硬件外型结构：6第五章FX2N系列可编程控制器PLC硬件的功能部件：PLC的硬件系统由基本单元（包含CPU、RAM、EPROM、输入/输出接口、内部电源）、I/O扩展单元及外部设备组成。7第五章FX2N系列可编程控制器通常有干接触、直流输入、交流输入三种形式。干接触式由内部的直流电源供电，小型PLC的直流输入电路也由内部的直流电源供电，交流输入必须外加电源。PLC的的输入接口电路8第五章FX2N系列可编程控制器PLC的输出形式有三种：继电器输出、晶体管输出和晶闸管输出。PLC的输出接口电路继电器输出晶体管输出晶闸管输出9第五章FX2N系列可编程控制器PLC输出点与负载的实际连接示意图三个输出点公用一个COM三个输出点公用一个COM三个输出点公用一个COM10第五章FX2N系列可编程控制器第二节可编程控制器的工作方式及编程语言1．可编程控制器PLC的工作方式2．可编程控制器PLC的编程语言11第五章FX2N系列可编程控制器PLC的扫描工作方式•包括五个阶断：内部处理、通信处理、输入扫描、程序执行、输出处理。•扫描周期：PLC完成一次扫描过程所需的时间。•扫描周期的长短与用户程序的长度和扫描速度有关1．可编程控制器PLC的工作方式12第五章FX2N系列可编程控制器PLC的程序执行过程PLC的程序的执行过程一般可分为输入采样、程序执行和输出刷新三个阶段②④⑤③①X401Y430Y430M100读读输入采样阶段程序执行阶段输出刷新阶段输入映像寄存器元件映像寄存器输出锁存器输入端子输出端子13第五章FX2N系列可编程控制器2．PLC的编程语言•梯形图语言•助记符语言•顺序功能图语言PLC的编程语言有14第五章FX2N系列可编程控制器第三节FX2N系列PLC内部资源•输入触点X•输出继电器Y•内部继电器M•定时器T•计数器C•数据寄存器D、V、Z•常数与指针15第五章FX2N系列可编程控制器第四节FX2N系列PLC的基本指令编程法1．基本器件编程方法2．基本顺控指令编程法16第五章FX2N系列可编程控制器1．基本器件编程方法基本器件也称为元件。包括输入触点X、输出继电器Y、内部继电器M、定时器T、计数器C、当外部有信号时闭合，无信号时断开当外部有信号时断开，无信号时闭合输出继电器的线圈当输出线圈有效时，常开闭合，常闭断开17第五章FX2N系列可编程控制器比较这两个梯形图的区别当接通输入触点X10后，内部继电器线圈M100通电，M100的常闭触点断开，常开触点导通，因此输出端Y0失电，0#灯熄灭，Y1得电，1#灯亮18第五章FX2N系列可编程控制器定时器T的编程方法初始状态：线圈Y0，T0均不通电，0#输出信号灯灭，X0闭合时，定时器T0的线圈通电，并开始计时，K123表示计数值为常数123，定时时间为100ms×123=12.3秒，当T0线圈通电够12.3秒后，定时器动作，其常开触点T0闭合，使Y0输出灯亮T0～T199是100ms普通定时器，T200～T245为10ms普通定时器；T246～T249是10ms累积定时器，T250～T255是100ms累积定时器19第五章FX2N系列可编程控制器累积型定时器的程序举例20第五章FX2N系列可编程控制器计数器C16位递增计数器32位增减计数器高速计数器C0～C99是16位向上计数的普通计数器，C100～C199是16位向上计数的断电保持型计数器，C200～C219是32位可逆计数的普通计数器，C220～C234是32位可逆计数的断电保持型计数器C235～C255是高速计数器21第五章FX2N系列可编程控制器普通16位递增计数器的动作时序22第五章FX2N系列可编程控制器32位增减定时器的动作时序当对特殊辅助继电器M8200～M8234进行设定。当M8XXX=1时，CXXX为减计数；当M8XXX=0时，CXXX为增计数。23第五章FX2N系列可编程控制器高速计数器是由特定的输入进行计数动作的，与PLC的扫描周期无关，采用中断处理方式进行高速计数。高速计数器共21点，地址编号C235～C255，但适用高速计数器输入的PLC输入端只有6点X0～X5。高速计数器24第五章FX2N系列可编程控制器两个高速计数器及其输入选择示意图。当X20接通时，选中高速计数器C235，而由表5-3中可知，C235对应的计数器输入端为X0，计数器输入脉冲应为X0而不是X20，当X20断开时，线圈C235断开，同时C236接通，选中计数器C236，这时计数脉冲输入端为X1。高速计数器的输入选择25第五章FX2N系列可编程控制器2．基本顺控指令编程法逻辑取与LD、LDI输出线圈驱动指令OUT单个触点串联指令AND、ANI触点并联指令OR、ORI串联电路块的并联指令0RB并联电路块的串联指令ANB边沿触发指令多重输出电路指令MPS、MRD、MPP置位指令SET复位指令RST脉冲输出指令PLS、PLF主控指令MC、MCR空操作指令NOP程序结束指令END取反指令INV全表略………26第五章FX2N系列可编程控制器LD、LDI、OUT指令用法27第五章FX2N系列可编程控制器AND、ANI指令用法28第五章FX2N系列可编程控制器OR、ORI指令用法29第五章FX2N系列可编程控制器0RB块或、ANB块与两条指令的用法30第五章FX2N系列可编程控制器边沿触发指令的用法31第五章FX2N系列可编程控制器占用1层堆栈的程序32第五章FX2N系列可编程控制器占用2层堆栈的程序33第五章FX2N系列可编程控制器SET和RST指令的用法34第五章FX2N系列可编程控制器PLS、PLF指令的使用方法35第五章FX2N系列可编程控制器主控指令应用示例36第五章FX2N系列可编程控制器取反指令的用法37第五章FX2N系列可编程控制器第五节FX2N系列PLC的功能图与步进梯形图功能图是一种描述顺序控制系统功能的图解表示法，也称为流程图，主要由“步”、“转移”及“有向线段”等元素组成流程图的“步”初始步工作步步对应的动作1、功能图38第五章FX2N系列可编程控制器步的转移39第五章FX2N系列可编程控制器流程图的三种基本形式单一的顺序选择顺序并行顺序40第五章FX2N系列可编程控制器功能图语句表顺序梯形图二、顺序控制的功能图与步进梯形图编程简单的SFC图程序示例41第五章FX2N系列可编程控制器第六节FX2N系列PLC的应用指令编程方法应用指令又称功能指令，由功能编号FNC00—FNCXXX进行指定，各指令中有表示其内容的符号（助记符）操作码、操作数组成，能完成特定的程序功能。FX2N系列PLC有246个功能指令[S]表示源操作数，多个源操作数时用[S1]、[S2]表示；[D]表示目的操作数，多个目的操作数时用[D1]、[D2]表示；K、H表示常数，如K6表示十进制常数6；KnXm、KnYm、KnMm、KnSm表示以n为组数，每组4位所组成4*n位的数据（Xm、Ym、Mm、Sm为最低位）。下面就一些常用的功能指令加以说明42第五章FX2N系列可编程控制器1程序控制功能指令（FNC00~FNC09）2中断指令IRET（FNC03）、EI（FNC04）、DI（FNC05）3监视定时器刷新指令WDT（FNC07）4循环指令FOR(FNC08)和NEXT(FNC09)5比较指令CMP（FNC10）6传送指令MOV（FNC12）7四则逻辑运算指令（FNC20~FNC29）8高速计数器指令9位移位指令（FNC34、35）10PID指令（FNC88）43第五章FX2N系列可编程控制器1程序控制功能指令（FNC00~FNC09）CJ（FNC00）条件跳转指令44第五章FX2N系列可编程控制器子程序调用指令CALL（FNC01）子程序返回指令SRET（FNC02）45第五章FX2N系列可编程控制器2中断指令IRET（FNC03）、EI（FNC04）、DI（FNC05）3监视定时器刷新指令WDT（FNC07）46第五章FX2N系列可编程控制器4循环指令FOR(FNC08)和NEXT(FNC09)5比较指令CMP（FNC10）6传送指令MOV（FNC12）47第五章FX2N系列可编程控制器7四则逻辑运算指令（FNC20~FNC29）加法指令ADD（FNC20）减法指令SUB（FNC21）乘法指令MUL（FNC22）除法指令DIV（FNC23）递增加“1”指令INC（FNC24）递减“1”指令DEC（FNC25）48第五章FX2N系列可编程控制器高速计数器置位指令HSCS（FNC53）高速计数器复位指令HSCR（FNC54）8高速计数器指令49第五章FX2N系列可编程控制器9位移位指令（FNC34、35）右移位指令SFTR左移位指令SFTL50第五章FX2N系列可编程控制器10PID指令（FNC88）本指令对当前值数据寄存器S2和设定值数据寄存器S1进行比较，通过PID回路处理两值之间的偏差来产生一个调节值，此值已考虑了计算偏差的前一次的迭代和趋势。PID回路计算出的调节值存入目标软元件D中。PID控制回路的设定参数存储在由S3+0到S3+24的25个地址连续的数据寄存器中51第五章FX2N系列可编程控制器第七节FX2N系列可编程控制器的应用1加热反应炉自动控制系统2交通信号灯控制程序3机械手搬物顺序控制程序4FX2N系列PLC的通讯52第五章FX2N系列可编程控制器1加热反应炉自动控制系统53第五章FX2N系列可编程控制器2交通信号灯控制程序54第五章FX2N系列可编程控制器3机械手搬物顺序控制程序55第五章FX2N系列可编程控制器M0S0Y3Y5K10T0Y7传送带B启动右转放物下降状态S20Y1SETS20X7X5S20Y4上升状态S21SETS21X6S21Y2左转状态S22SETS22X4S22Y5下降状态S23SETS23X7S23Y0启动传送带A状态S24SETS24X2S24Y6抓物状态S25SETS25X3S25Y4上升状态S26SETS26X6S26Y3右转状态S27SETS27X5S27Y5下降状态S28SETS28X7S28Y7放物状态S0T0放物延时1S步进结束RETS0预停X1M0T0M8002X0SETS0M0状态S0系统启动X0Y