第一章 PLC的基本原理及组成(2)

Date:2020/1/18Page:1第一章PLC的基本原理及组成（2）第二节PLC的基本原理第三节PLC的组成Date:2020/1/18Page:2低压控制电器—继电器继电器是一种根据电量(电压、电流等)或者非电量(温度、时间、转速、压力)等信号的变化带动触点动作，来接通或断开所控制的电路或者电器，以实现自动控制和保护电路或电器设备的电器。继电器一般由感测机构、中间机构和执行机构三个基本部分组成。可分为电磁式继电器和非电磁式继电器两大类。Date:2020/1/18Page:3线圈端子线圈铁心轭铁触点触点端子KK用较小的电流控制较大电流电磁式继电器的工作原理Date:2020/1/18Page:4动断（常闭）触点动合（常开）触点工作原理演示电气控制技术及应用—控制电器Date:2020/1/18Page:5PLC控制与继电器控制的比较系统框图的比较继电器控制系统框图PLC控制系统框图Date:2020/1/18Page:6PLC的基本结构Date:2020/1/18Page:7Date:2020/1/18Page:8PLC的等效电路图接触器控制电动机单向旋转控制电路PLC控制系统等效电路图Date:2020/1/18Page:9PLC的工作方式为循环扫描方式，其工作过程大致分为3个阶段：输入采样、程序执行和输出刷新。PLC的基本原理Date:2020/1/18Page:10设置各异常继电器异常：(ERR/ALM)LED灯亮警告：(ERR/ALM)LED闪烁异常或警告？无有异常检查结果正常？扫描周期监视时间预置执行用户程序程序结束？(END命令？)NoYes扫描周期固定值设定检查有固定值设置？等待设定扫描周期到计算扫描周期I/O刷新正常异常警告接通电源初始化I/O外设端口服务初始化I/O、内部辅助、特殊辅助、辅助记忆继电器区域清零定时器预置识别扩展单元公共处理执行用户程序扫描周期计算处理刷新硬件、用户程序内存检查外设端口服务接通电源初始化硬件检查正常？异常报警异常处理扫描周期监视执行用户程序程序结束？扫描周期检查有固定设置？等待扫描周期计算I/O刷新外设端口服务异常公共处理执行用户程序扫描周期计算刷新端口服务Date:2020/1/18Page:110000201000000010000201000(1)PLC扫描工作各环节的功能①PLC上电后，首先检查硬件是否正常。②按自上而下的顺序，逐条读用户程序并执行。对输入的数据进行处理，将结果存入元件映象寄存器。③计算扫描周期。若正常，则进行下一步；若不正常，则报警并作处理。母线④I/O刷新阶段。⑤外设端口服务。读输入点的状态并写入输入映像寄存器。将元件映像寄存器的状态经输出锁存器、输出电路送到输出点。访问外设端口连接的外部设备。Date:2020/1/18Page:12读读读写写执行用户程序I/O刷新I/O刷新I/O刷新I/O刷新(2)PLC执行用户程序的过程0100101000000000000101000输入端子输入电路用户输入设备输入映像寄存器输出电路输出端子元件映像寄存器输出锁存器用户输出设备Date:2020/1/18Page:13•循环扫描工作方式：扫描是从第一条程序开始，直到遇到结束符后又返回第一条。如此周而复始不断循环。每一周期称为一个扫描周期。Date:2020/1/18Page:14PLC的工作过程示意图输入处理程序处理输出处理输入端子输入映像寄存器执行用户程序输出端子输出映像寄存器输入信号输出信号内部存储器刷新输入端子输入映像寄存器执行用户程序输出端子输出映像寄存器输入信号输出信号内部存储器刷新输入处理程序处理输出处理输入端子输入映像寄存器执行用户程序输出端子输出映像寄存器输入信号输出信号内部存储器刷新输入端子输入映像寄存器执行用户程序输出端子输出映像寄存器输入信号输出信号内部存储器刷新Date:2020/1/18Page:15一、型号及意义FX特殊品种输出形式单元类型I/O总点数系列序号D—DC电源A1—AC电源H—大电流输出扩展模块V—立式端子排的扩展模块C—接插口输入输出方式F—输入滤波器1ms扩展模块L—TTL输入扩展模块S—独立端子（无公共端）扩展模块R—继电器输出T—晶体管输出S—晶闸管输出M—基本单元E—输入输出混合扩展单元及扩展模块EX—输入专用扩展模块EY—输出专用扩展模块16~256点0、2、ON、2C、2N型号的命名方式第三节PLC的组成Date:2020/1/18Page:16一、型号及意义I/O点数：16～256点单元类型M——表示基本单元E——表示扩展单元及扩展模块EX——扩展输入单元EY——扩展输出单元Date:2020/1/18Page:17一、型号及意义输出形式R——继电器输出T——晶体管输出S——晶闸管输出Date:2020/1/18Page:18示例：•例如：FX2N-16MR表示为FX2N系列的基本单元，I/O总接口数为16，继电器输出方式。Date:2020/1/18Page:19FX2N系列PLC基本单元的端子排列Date:2020/1/18Page:20•(1)电源及输入端子•L、N、：分别接电源相线、中线和接地线。•24+：24V电源正极。为外部传感器供电。•COM：24V电源负极。接外部传感器的负极。也称为输入信号公共端•X：输入信号端子。输入信号接在X端和COM端之间。•。：带点的端子上不要外接导线，以免损坏PLC。•(2)输出端子•从图可以看出，FX2N-16MR采用各路独立输出方式。FX2N-32MR和FX2N-48MR采用分组输出方式。每组输出公共端按COM1、COM2、COM3……的顺序编号，输出各组之间是互相分开的，这样可以使用多个电压系列(例如AC220V、DC12V)的负载。•独立输出方式和公共端输出方式如图所示。Date:2020/1/18Page:21一个简单的PLC控制例子Date:2020/1/18Page:22FX系列PLC及性能●FX系列家族成员198119902000200519952008F系列FX系列系列Date:2020/1/18Page:23控制规模(输入/输出点数&程序容量)性能第二代第三代FX1SFX1NFX2N（包括FX2NC）FX3系列产品定位系列2012年4月,FX2N停产!Date:2020/1/18Page:24FX-PLCDate:2020/1/18Page:25类型型号输入点数输出点数电源电压FX0N(1N)-24M(R,T)1410基本单元FX0N(1N)-40M(R,T)2416AC100～240VFX0N(1N)-60M(R,T)3624或DC24V扩展单元FX0N-40ER2416AC100～240VFX0N-8EX8-扩展模块FX0N-8EYR-8不需要FX0N-8EYT-8FX0N、FX1N系列PLC（型号规格）Date:2020/1/18Page:26FX0N、FX1N系列PLC（I/O扩展）基本单元扩展单元扩展模块FX0N-60MRFX0N-40ERFX0N-8EYR例如：FX0N、FX1N最大可构成的I/O点数为128点Date:2020/1/18Page:27FX0N、FX1N系列PLC（FX0N特殊模块及外围设备）※FX0N-3A2路模拟输入/1路模拟量输出※FX0N-232ADPRS232通信接口※FX0N-485ADPRS485通信接口※FX-10-P、FX-20-P简易编程器※FXGP/WIN-C编程软件※DU、GOT人机界面※FX0N-16NT16位数据传送接口Date:2020/1/18Page:28FX0N、FX1N系列PLC（FX1N特殊模块及外围设备）※FX0N所有特殊模块与外围设备全部可用于FX1N※扩展板FX1N-232-BD、FX1N-422-BD、FX485-BD，通过RS-232C/422/485和外部设备实现通信※装有8个模拟电位器的FX1N-8AV-BD选件板※可通过FX1N-5DM模块进行时间显示与设定。Date:2020/1/18Page:29FX0N、FX1N系列PLC（一般性能指标）项目性能FX0NFX1N用户存储程序存储容量2K步（EEPROM）8K步（EEPROM）可选存储器FX-EEPROM-4(4K)FX1N-EEPROM-8LFX-EEPROM-8(8K)FX-EPROM-8(8K)指令种类基本指令20条27条步进指令2条2条应用指令36种51条89种187条运算速度基本指令1.6~3.6μs/指令0.55~0.7μs/指令应用指令数十μs~数百μs/指令数μs~数百μs/指令Date:2020/1/18Page:30FX0N、FX1N系列PLC（输入性能指标）输入点X000-X007X010-输入电流DC24V7mADC24V5mA输入ON电流≥4.5mA≥3.5mA输入OFF电流＜1.5mA＜1.5mA响应时间约10ms约10ms(0---15ms可调)电路隔离光电耦合隔离Date:2020/1/18Page:31FX0N、FX1N系列PLC（输出性能指标①）------继电器输出(R)外部电源AC250V或DC30V以下驱动能力2A/1点8A/4点8A/8点最大负载感性负载80VA灯负载100W响应时间约10ms电路隔离继电器隔离输出状态显示输出ON时LED亮Date:2020/1/18Page:32FX0N、FX1N系列PLC（输出性能指标②）-------晶体管输出(T)外部电源DC5~30V驱动能力0.5A/1点0.8A/4点最大负载感性负载12W/DC24V灯负载15W/DC24V开路漏电流0.1mA以下响应时间0.2ms大电流OFF时0.4ms电路隔离光电耦合器隔离输出状态显示输出ON时LED亮Date:2020/1/18Page:33FX0N、FX1N系列PLC（输出性能指标③）外部电源AC85~240V驱动能力0.3A/点0.8A/4点最大负载感性负载15VA/AC100V、30VA/AC200V灯负载30W开路漏电流1mA/AC100V2mA/AC200V响应时间ON：1msOFF:10ms电路隔离光电晶闸管隔离输出状态显示输出ON时LED亮------晶闸管输出(S)Date:2020/1/18Page:34FX0S、FX1S系列PLCFX0S、FX1S系列PLC是用于极小规模系统的超小型PLC只有10~30个I/O点，而且不能扩展它们都有继电器输出和晶体管输出两种输出方式使用的电源有交流和直流电源两种型号输入点数输出点数电源电压FX0S(1S)-10M(R,T)64FX0S(1S)-14M(R,T)86AC100～240VFX0S(1S)-20M(R,T)128或DC24VFX0S(1S)-30M(R,T)1614Date:2020/1/18Page:35FX0S、FX1S系列PLC内置RUN/STOP开关内置用于调整定时器设定时间的模拟电位器（其中FX0S1个、FX1S2个）FX1S系列PLC还内置有时钟功能，可以进行时间控制,装上显示模块FX1N-5DM，可进行时间显示与设定FX1S系列PLC还可选用FX1N系列的各种功能扩展板，具有与上位计算机通信功能。Date:2020/1/18Page:36FX0S、FX1S系列PLC项目性能FX0SFX1S用户存储器程序存储容量800步（EEPROM）2000步（EEPROM）可选存储器FX1N-EEPROM-8L(只能用2K)指令种类基本指令20条27条步进指令2条2条应用指令35种50条85种167条运算速度基本指令1.6~3.6μs/指令0.55~0.7μs/指令应用指令数十μs~数百μs/指令数μs~数百μs/指令Date:2020/1/18Page:37FX2N、FX2NC系列PLC☆FX2N是FX系列中功能最强、运行速度最快的PLC☆基本指令执行时间高达0.08μs，超过了许多大、中型PLC☆FX2N的用户存贮器容量可扩展到16K☆FX