PLC的基本性能指标和内部编程元

2020年8月14日11时17分华南农业大学工程学院1第三章PLC的基本性能指标和内部编程软元件FX系列PLCFX系列PLC的编程软元件2020年8月14日11时17分华南农业大学工程学院2第一节FX系列PLC•型号命名格式•FX家族基本构成•主要性能指标2020年8月14日11时17分华南农业大学工程学院3一、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型号的命名方式第二节PLC的组成2020年8月14日11时17分华南农业大学工程学院4基本构成•FX系列PLC是由基本单元、扩展单元、扩展模块和特殊功能单元构成•基本单元既能独立使用，又可与扩展单元、扩展模块组合使用，包括：CPU、存储器、I/O电路、内置电源，是PLC的核心部分。•扩展单元、扩展模块用于扩展基本单元的I/O点数，或扩展不同种类的I/O点数。扩展单元有内置电源，扩展模块无内置电源。•特殊功能单元是一些特殊用途的单元。如FX0N-3A（模拟量2路输入1路输出）、FX-2DA（2CH模拟量输出）、FX-2AD-PT（2CH温度输入）、FX-1HC（50HZ2相高速计数器）、FX-1GH（定位脉冲输出单元—1轴）。•每台基本单元最多连接2台扩展单元，每台基本单元或扩展单元最多连接2台扩展模块（或特殊功能模块）。输入/输出总点数不能超过128点。•外接特殊单元/模块的数量，最多不超过8台（模块编号0~7），按距基本单元最近处顺序分配编号，接特殊单元、特殊模块时，每台占8点（不分配I/O序号），从最大点数中扣除。2020年8月14日11时17分华南农业大学工程学院5I/O扩展接口——采用并行通讯方式扩展I/O模块；扩展位置控制模块（如F2-30GM）；扩展通讯模块（如FX-232AW等）；扩展模拟量控制模块（如FX-2DA、FX-4AD等）。2020年8月14日11时17分华南农业大学工程学院6主要性能指标•PLC主要性能指标是衡量和选用PLC的依据，由两大部分组成：硬件指标与软件指标。(一)硬件指标包括：一般指标、输入/输出特性。PLC对环境的要求很低，一般的工业现场都能满足要求。一般指标(见P21表2-9)；输入/输出特性(见P7表2-1，P9表2-2)2020年8月14日11时17分华南农业大学工程学院7主要性能指标(二)软件指标包括：运行方式、速度、程序容量、元件种类/数量、指令类型等。软件指标的高低反映PLC的运算规模，机型不同软件指标相差很大。指令类型是一个重要的软件指标，PLC的各种运算功能上这类指令的种类和功能决定。FX系列PLC的各项软件指标(见P22表3-10)2020年8月14日11时17分华南农业大学工程学院8第二节FX系列PLC的编程元件•数据结构及软元件概念•各种编程软元件介绍2020年8月14日11时17分华南农业大学工程学院9数据结构•PLC内部结构和用户应用程序中使用着大量的数据。其数据的形式有：十进制数二进制数八进制数十六进制数常数K、H2020年8月14日11时17分华南农业大学工程学院10十进制数：在PLC中又称字数据；主要存在于定时器和计数器的设定值K；辅助继电器、定时器、计数器、状态继电器等的编号；定时器和计数器当前值等区域。二进制数：十进制数、八进制数、十六进制数、BCD码在PLC内部均是以二进制数的形态存在。但在用外围设备进行系统运行监控显示时，会还原成原来的数制。一位二进制数在PLC中又称位数据。主要存在于各类继电器、定时器、计数器的触点及线圈。八进制数：FX系列的输入继电器、输出继电器的地址编号采用八进制。十六进制数：用于指定应用指令中的操作数或指定动作。BCD码：以4位二进制数表示0~9的方法。PLC中的十进制数常以BCD码的形态出现，并常用于BCD输出形式的数字式开关或七段码的显示器控制等方面。常数K、H：十进制常数K，十六进制常数H，是PLC内部定时器、计数器、应用指令不可分割的一部分。是定时器、计数器的设定值；也是应用指令的操作数。2020年8月14日11时17分华南农业大学工程学院11软元件(或软继电器)•软元件不是物理意义上的实物继电器，而是一定的存储单元与程序的结合产物。•软元件的数量及类别是由PLC监控程序规定的，它的规模决定着PLC整体功能及数据处理能力。2020年8月14日11时17分华南农业大学工程学院12PLC的编程语言•梯形图中编程元件沿用了继电器这一名称，但是“软继电器”，每一编程元件与PLC存储器中元件映像寄存器的一个存储单元相对应，元件“1”状态，对应“接通”（ON），“0”状态，对应“断开”（OFF）•梯形图两侧的垂直公共线称为公共母线（Busbar）,执行用户程序的逻辑运算顺序是从左向右。•根据梯形图中各触点的状态和逻辑关系，求出与图中各线圈对应的编程元件的状态，称为梯形图的逻辑解算。逻辑解算是从上到下，从左至右顺序进行的，解算的结果马上可被后面的解算利用•梯形图中线圈和其他输出类指令应放在最右边•梯形图中各编程元件的常开触点和常闭触点均可无限次使用。2020年8月14日11时17分华南农业大学工程学院13软元件(或软继电器)•每一个“软继电器”有一个线圈和无数个“常开/常闭”接点，供用户编程使用。•每一个编程元件都由：元件型号+元件号，进行确定。•输入继电器（X0~X177）输出继电器（Y0~Y177）内部辅助继电器（M0~M499，500点；M500~M1023，524点；M8000~M8256，256点）状态元件（S0~S999，1000点）定时器（T0~T255，256点）计数器（C0~C255，256点）数据寄存器（D0~511，512点；D8000~D8255，256点；D1000~D2999，2000点）指针（P0~63，64点；I0××~I8××，9点）变址寄存器（V/Z）2020年8月14日11时17分华南农业大学工程学院14输入继电器（X0~177）•输入继电器采用八进制地址编号，最多可达到128点。•与PLC的输入端子相连，是PLC接收外部开关信号的接口。•与输入端子连接的输入继电器是光电隔离的电子继电器，其线圈、常开接点、常闭接点与传统的物理继电器表示方法一样。•输入继电器必须由外部信号驱动，不能用程序驱动。在梯形图中决不能出现输入继电器的线圈。而输入继电器的常开、常闭触点可以无限制使用。2020年8月14日11时17分华南农业大学工程学院15输出继电器（Y0~177）•采用八进制编号，最多可达128点。•其外部的输出接点连接到PLC的输出端子上，是PLC用来传送信号到外部负载的元件。•每一个输出继电器只有一个外部输出的常开接点，无数个内部软接点。•扩展单元和扩展模块的输入/输出元件号接着其紧靠的单元开始按八进制编号。•输入、输出虽然各自最多可达128点，但总的I/O点数不能超过128点。2020年8月14日11时17分华南农业大学工程学院16Y0COMX0X0COM1Y0X0X1Y0Y0Y0X0X0常开触点常闭触点输入信号输入端子梯形图电源公共端输入继电器输出继电器公共端输出端子输出负载Y0COMX0X0COM1Y0X0X1Y0Y0Y0X0X0常开触点常闭触点输入信号输入端子梯形图电源公共端输入继电器输出继电器公共端输出端子输出负载2020年8月14日11时17分华南农业大学工程学院17内部辅助继电器（M）•作为中间继电器，用于状态暂存、移位等运算，是用软件实现的，其接点不能直接驱动外部负载，外部负载只能由输出继电器的外部接点驱动，也不能直接接收外部的输入信号。•地址编号用十进制表示。•通用辅助继电器（M0~499，500点）•断电保持辅助继电器（M500~1023，524点）•特殊辅助继电器（M8000~8255，256点）2020年8月14日11时17分华南农业大学工程学院18通用辅助继电器（M0~499）•PLC运行时，发生停电，输出继电器和通用辅助继电器全变成OFF状态；•上电后，停电时的状态不再出现，除了因外部输入信号变为ON的以外，所有线圈仍处于OFF状态。2020年8月14日11时17分华南农业大学工程学院19断电保持辅助继电器（M500~M1023）•若PLC在运行中发生停电，系统能保持继电器在断电时的状态，并在再次上电时再现出来。•断电保持是由PLC的内装锂电池支持的。2020年8月14日11时17分华南农业大学工程学院20特殊辅助继电器（M8000~M8255）可驱动线圈型特殊辅助继电器，用户驱动其线圈后，PLC作特定动作。分两大类：一类是只能利用其特殊辅助继电器触点，其线圈由PLC自动驱动，用户只能利用其触点；如M8000(运行监控)、M8002(初始脉冲)、M8012(100ms时钟脉冲)；2020年8月14日11时17分华南农业大学工程学院21•一类是可驱动线圈型特殊辅助继电器，用户驱动其线圈后，PLC作特定的动作；如•M8030（电池欠压LED灯灭）：当M8030接通后即使电池电压再低，PLC面板上的LED也不亮。•M8033（存储器保持）：当M8033的线圈通电时，PLC由RNU到STOP状态后，映象寄存器与数据寄存器中内容保持不变。•M8034（禁止所有输出）：当M8034线圈通电时，禁止输出，虽然外部输出端全为OFF，但PLC中的程序及映象寄存器仍在运行。•未定义的特殊辅助继电器不可在程序中使用。2020年8月14日11时17分华南农业大学工程学院22状态元件（S）•是步进顺控程序中的重要软元件，与步进顺控指令STL组合使用。•有五种类型：初始状态（S0~S9，10点）回零（S10~S19，10点）通用（S20~S499，480点）保持（S500~899，400点）报警（S900~S999，100点）•不用步进顺控指令时，S可作辅助继电器在程序中使用。•其常开常闭接点可在程序中自由使用。2020年8月14日11时17分华南农业大学工程学院23定时器（T）•其作用相当于一个时间继电器•由一个设定值寄存器（16位，一个字长），一个当前值寄存器（一个字长），无数个接点（一位）组成。•每一个定时器，其寄存器和接点使用同一地址编号。•设定值（1）可用常数K，（2）也可用数据寄存器（D）的内容来设定。例如：外部数字开关输入的数据可以存入数据寄存器，作为定时器的设定值。•定时器分为：常规定时器：T0~199，200点，时钟脉冲为100ms，设定值为1~32767，定时时间为0.1~3276.7sT200~245,46点,时钟脉冲10ms,定时时间为0.1~3276.7s积算定时器：T246~249,4点,时钟脉冲1ms,定时时间为0.001~32.767sT250~255,6点,时钟脉冲100ms,定时时间为0.1~3276.7s2020年8月14日11时17分华南农业大学工程学院24通用定时器动作（1）当X0为ON，T200当前值计数器从0开始，对10ms时钟脉冲进行累加计数。当前值=123时，定时器常开触点接通，常闭触点断开，T200输出触点在线圈被驱动1.23s后动作，（2）X0常开触点断开后，定时器被复位，常开触点断开，常闭触点接通，当前值恢复为0（3）如果要在定时器线圈ON瞬时动作的触点，可在定时器线圈两端并联一个辅助继电器线圈，并使用它的触点。（4）通用定时器没有保持功能，在输入电路断开或停电时复位。2020年8月14日11时17分华南农业大学工程学院25加法计数器设定值K、H或D触点动作TxTx时钟脉冲驱动T10K123X0T10Y1相等比较器普通定时器的工作原理T102020年8月14日11时17分华南农业大学工程学院26积算定时器（