PLC理论基础.

.1.第三讲：FX2N编程元件1.概述2.各类编程元件.2.3.1概述PLC编程元件的实质：电子电路及存储器,称“软继电器”。X0功能字母数字编程元件与继电接触器元件比较表相同点不同点都具有线圈和常开常闭触点，触点的状态随着线圈的状态而变化，即当线圈被选中（通电）时，常开触点闭合，常闭触点断开，当线圈失去选中条件时，常闭接通，常开断开。编程元件被选中，只是代表这个元件的存储单元置1，失去选中条件只是这个元件的存储单元置0；编程元件可以无限次地访问，可编程控制器的编程元件可以有无数多个常开、常闭触点。.3.3.1概述可编程控制器的编程元件列表输入继电器X计数器C输出继电器Ｙ数据寄存器D辅助继电器M变址寄存器V/Z状态器S指针P/I定时器T常数K/H.4.3.2各类编程元件1.输入继电器X可编程控制器输入接口的一个接线点对应一个输入继电器。输入继电器的线圈只能由机外信号驱动，它可提供无数个常开接点、常闭接点供编程时使用。FX2N系列PLC的输入继电器采用八进制地址编号，X0～X267最多可达184点。2.输出继电器YPLC输出接口的一个接线点对应一个输出继电器。输出继电器的线圈只能由程序驱动，每个输出继电器除了为内部控制电路提供编程用的常开、常闭触点外，还为输出电路提供一个常开触点与输出接线端连接。驱动外部负载的电源由用户提供。输出继电器的地址编号也是八进制，Y0～Y267，最多可达184点。.5.3.2各类编程元件3.辅助继电器MPLC内部有很多辅助继电器，和输出继电器一样，只能由程序驱动，每个辅助继电器也有无数对常开、常闭接点供编程使用。其作用相当于继电器控制线路中的中间继电器。辅助继电器的接点在PLC内部编程时可以任意使用，但它不能直接驱动负载，外部负载必须由输出继电器的输出接点来驱动。辅助继电器分为3种类型：通用辅助继电器M0~M499、断电保持辅助继电器M500~M1023（可用参数改变为普通辅助继电器）、断电保持辅助继电器M1024~M3071（不可用参数改变为普通辅助继电器）和特殊辅助继电器M8000~M8255。.6.3.2各类编程元件特殊辅助继电器M8000~M8255，可分成触点型和线圈型：（1）触点型其线圈由PLC自动驱动，用户只可使用其触点。M8000：运行监视器(在PLC运行中接通),M8001与M8000相反M8002：初始脉冲(仅在运行开始时瞬间接通),M8003与M8002相反M8011、M8012、M8013和M8014分别产生10ms、100ms、1s和1min时钟脉冲的特殊辅助继电器。（2）线圈型由用户程序驱动线圈后PLC执行特定的动作。M8033：若使其线圈得电，则PLC停止时保持输出映象存储器和数据寄存器内容。M8034：若使其线圈得电，则将PLC的输出全部禁止。M8039：若使其线圈得电，则PLC按D8039中指定的扫描时间工作。.7.3.2各类编程元件4.状态继电器S状态继电器S是构成状态转移图的重要软元件，它与后续的步进梯形指令配合使用。通常状态继电器软元件有5种类型：初始状态继电器S0～S9共10点。回零状态继电器S10～S19共10点。通用状态继电器S20～S499共480点。停电保持状态器S500～S899共400点。报警用状态继电器S900～S999共100点。.8.3.2各类编程元件5.定时器T定时器作为时间元件相当于时间继电器，由设定值寄存器、当前值寄存器和定时器触点组成。在其当前值寄存器的值等于设定值寄存器的值时，定时器触点动作。故设定值、当前值和定时器触点是定时器的三要素。定时器累计PLC内的1ms，10ms，100ms等的时钟脉冲，当达到所定的设定值时，输出接点动作。定时器可以使用用户程序存储器内的常数K作为设定值，也可以用后述的数据寄存器D的内容作为设定值。这里的数据寄存器应有断电保持功能。定时器可以分为：常规定时器T0～T245、积算定时器T246～T255.9.3.2各类编程元件（1）常规定时器T0～T245100ms定时器T0～T199共200点，设定值范围为0.1～3276.7s；10ms定时器T200～T245共46点，设定值范围0.01～327.67s。当驱动线圈的信号接通时，当前值开始计时，达到设定值时，定时器输出触点动作；驱动线圈的信号断开或停电时，通用定时器复位，输出触点也复位，且当前值清0..10.3.2各类编程元件（2）积算定时器T246～T2551ms积算定时器T246～T249共4点，设定值范围0.001s～32.767s；100ms积算定时器T250～T255共6点，设定值范围0.1s～3276.7s。线圈的驱动信号断开或停电时，积算定时器累计计时。当前值达到设定值时，输出触点相应动作。必须要用复位信号对积算定时器复位。当复位信号接通时，积算定时器复位。触点跟着复位，当前值清零，且不计时。.11.3.2各类编程元件5.计数器C可编程控制器的计数器共有2种：内部信号计数器和高速计数器。内部信号计数器分为两种：（1）16位递加计数器设定值位1～32767。其中，C0～C99共100点是通用型，C100～C199共100点是断电保持型。通用型计数信号每接通一次（上升沿到来），加计数器的当前值加1，当前值达到设定值时，计数器触点动作；复位信号接通时计数器复位。通用型计数器处于复位状态时，当前值清0，触点复位，且不计数。.12.3.2各类编程元件（2）32位增减计数器设定值为－2147483648～＋2147483647，其中C200～C219共20点是通用型，C220～C234共15点为断电保持型计数器。32位双向计数器是递加型还是递减型计数由特殊辅助继电器M8200～M8234设定。特殊辅助继电器接通时（置1）时，为递减计数；特殊辅助继电器断开（置0）时，为递加计数。可直接用常数K或间接用数据寄存器D的内容作为设定值。间接设定时，要用器件号紧连在一起的两个数据寄存器。.13.3.2各类编程元件如图所示，用X14作为计数输入，驱动C200计数器线圈进行计数操作。当计数器的当前值由－4到－3（增大）时，其接点接通（置1）；当计数器的当前值由－3到－4（减小）时，其接点断开（置0）。X12加加减X13X140-1-2-3-40-3-2-101234321若输出已接通.14.3.2各类编程元件6.数据寄存器D在进行输入输出处理、模拟量控制、位置控制时，需要许多数据寄存器存储数据和参数。数据寄存器为16位，最高位为符号位，可用两个数据寄存器合并起来存放32位数据，最高位仍为符号位。数据寄存器分成4类：通用数据寄存器D0～D199共200点；断电保持/锁存寄存器D200～D7999共7800点；特殊数据寄存器D8000～D8255共256点；文件数据寄存器D1000～D7999共7000点。.15.3.2各类编程元件（1）通用数据寄存器D0～D199一旦在数据寄存器写入数据，只有不再写入其他数据，就不会变化。但是当PLC由运行到停止或断电时，该类数据寄存器的数据被清除为0。但是当特殊辅助继电器M8033置1，PLC由运行转向停止时，数据可以保持。（2）断电保持/锁存寄存器D200～D7999断电保持/锁存寄存器有断电保持功能，PLC从RUN状态进入STOP状态时，断电保持寄存器的值保持不变。利用参数设定，可改变断电保持的数据寄存器的范围。.16.3.2各类编程元件（3）特殊数据寄存器D8000～D8255这些数据寄存器供监视PLC中器件运行方式用。其内容在电源接通时，写入初始值(先全部清0，然后由系统ROM安排写入初始值)。例如，D8000所存的警戒监视时钟的时间由系统ROM设定。若有改变时，用传送指令将目的时间送入D8000。该值在PLC由RUN状态到STOP状态保持不变。未定义的特殊数据寄存器，用户不能用。（4）文件数据寄存器D1000～D7999文件寄存器是以500点为一个单位，可被外部设备存取。文件寄存器实际上被设置为PLC的参数区。文件寄存器与锁存寄存器是重叠的，可保证数据不会丢失。FX2N系列的文件寄存器可通过BMOV（块传送）指令改写。.17.3.2各类编程元件7.变址寄存器V/Z变址寄存器除了和普通的数据寄存器有相同的使用方法外，还常用于修改器件的地址编号。V、Z都是16位的寄存器，可进行数据的读写。当进行32位操作时，将V、Z合并使用，指定Z为低位。8.指针P/I分支指令用P0～P62、P64～P127共127点。指针P0～P62、P64～P127为标号，用来指定条件跳转，子程序调用等分支指令的跳转目标。P63为结束跳转用。.18.3.2各类编程元件中断用指针（I）（1）输入中断I△0□□＝0表示为下降沿中断；□＝1表示为上升沿中断。△表示输入号，取值范围为0～5，每个输入只能用一次。例如，I101为输入X0从OFF到ON变化时，执行由该指令作为标号后面的中断程序，并根据IRET指令返回。（2）定时器中断I△□□△表示定时器中断号,取值范围为6～8，每个定时器只能用1次。□表示定时时间，取值范围为10～99ms。例如，I710，即每隔10ms就执行标号为I710后面的中断程序，并根据IRET指令返回。.19.3.2各类编程元件9.常数（K/H）常数也作为器件对待，它在存储器中占有一定的空间，十进制常数用K表示，如18表示为K18；十六进制常数用H表示，如18表示为H12。.20.第四讲：PLC指令1.PLC语言2.FX2N基本指令3.FX2N功能指令.21.4.1PLC语言不同厂家，不同型号的PLC的编程语言只能适应自己的产品。IEC中的PLC编程语言标准中有五种编程语言：顺序功能图编程语言、梯形图编程语言、功能块图编程语言、指令语句表编程语言、结构文本编程语言。最常用的就是梯形图编程语言和指令语句表编程语言。指令语句表类似于计算机汇编语言，用一些简洁易记的文字符号表达PLC的各种指令。同一厂家的PLC产品，其助记符语言与梯形图语言是相互对应的，可互相转换。指令语句表常用于手持编程器中，梯形图语言则多用于计算机编程环境中。.22.4.1PLC语言各编程元素并非是物理实体，而是“软继电器”。每个“软继电器”仅对应PLC存储单元中的一位。该位状态为“1”时，对应的继电器线圈接通，其常开触点闭合、常闭触点断开；状态为“0”时，对应的继电器线圈不通，其常开、常闭触点保持原态。梯形图表示的并不是一个实际电路而只是一个控制程序，其间的连线表示的是它们之间的逻辑关系，即所谓“软接线”。梯形图是在原继电器—接触器控制系统的继电器梯形图基础上演变而来的一种图形语言。它是目前用得最多的PLC编程语言。.23.[例]试用基本逻辑指令来控制电动机的点动及连续运行。异步电动机传统控制线路图4.1PLC语言.24.4.1PLC语言(a)为主电路。工作时，合上刀开关QS，三相交流电经过QS，熔断器FU，接触器KM主触点，热继电器FR至三相交流电动机。(b)为点动控制线路。按下SB，KM线圈通电，松开按钮SB时，接触器KM线圈又失电，其主触点断开，电动机停止运转。(c)是带手动开关SA的点动控制线路。当需要点动控制时，只要把开关SA断开，由按钮SB2来进行点动控制。当需要正常运行时，只要把开关SA合上，将KM的自锁触点接入，即可实现连续控制。.25.4.1PLC语言图（d）中增加了一个复合按钮SB3来实现点动控制。需要点动运行时，按下SB3点动按钮，其常闭触点先断开自锁电路，常开触发后闭合接通起动控制电路，KM接触器线圈得电，主触点闭合，接通三相电源，电动机起动运转。当松开点动按钮SB3时，KM线圈失电，KM主触点断开，电动机停止运转。若需要电动机连续运转，由停止按钮SB1及起动按钮SB2控制，接触器KM的辅助触点起自锁作用。.26.4.2FX2N基本指令FX2N系列PLC共有27条基本指令，供设计者编制语句表使用，它与梯形图有严格的对应关系。逻辑取及线圈驱动指令LD、LDI、OUTLD，取指令。表示一个与输入母线相连的常开接点指令。LDI，取反指