PLC教程完整版ppt课件

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1、ppt课件.1第六章第六章 可编程控制器概述可编程控制器概述第一节第一节 三菱三菱FX2N系列可编程控制器系列可编程控制器 一、一、FX2N系列可编程控制器的基本组成系列可编程控制器的基本组成 20世纪90年代，三菱公司在FX系列PLC的基础上又推出了FX2N系列产品，该机型在运算速度，指令数量及通讯能力方面有了较大的进步，是一种小型化、高速度、高性能、各方面都相当于FX系列中最高档次的超小型的PLC。ppt课件.2 FX2N系列PLC由基本单元、扩展单元、扩展模块及特殊功能单元构成。图61是FX2N可编程控制器顶视图，它属于叠装式PLC。图6-1 FX2N可编程控制器顶视图ppt课件.3 基

2、本单元（Basic Unit）包括CPU、存储器、输入输出口及电源，是PLC的主要部分。扩展单元（Extension Unit）是用于增加IO点数的装置，内部设有电源。扩展模块（Extension Module）用于增加IO点数及改变IO比例，内部无电源，由基本单元或扩展单元供电。因扩展单元及扩展模块无CPU，因此必须与基本单元一起使用。特殊功能单元（Special Function Unit）是一些专门用途的装置，如位置控制模块、模拟量控制模块、计算机通讯模块等等。ppt课件.4（一）FX2N系列的基本单元名称体系及其种类 FX2N系列的基本单元型号名称体系形式如图6-2所示。二、二、FX2

3、N系列可编程控制器的型号名称体系系列可编程控制器的型号名称体系 及其种类及其种类FX2NM4 8R系列名称I/O总点数基本单元001内部电源、内部输入输出、CPU及存储器输出形式：R-继电器输出（有触点，可带交直流负载）；S-双向晶闸管输出（无触点，带交流负载）；T-晶体管输出（无触点，带直流负载）。图6-2 FX2N系列的基本单元型号名称体系形式ppt课件.5FX2N系列的基本单元的种类共有16种如表6-1所示：FX2N系列基本单元系列基本单元输入输入点数点数输出输出点数点数输入输入/输出输出总点数总点数AD电源电源 DC输入输入继电器输出继电器输出晶闸管输出晶闸管输出晶体管输出晶体管输出F

4、X2N-16MR-001 FX2N-16MT-0018816FX2N-32MR-001FX2N-32MS-001FX2N-32MT-001161632FX2N-48MR-001FX2N-48MS-001FX2N-48MT-001242448FX2N-64MR-001FX2N-64MS-001FX2N-64MT-001323264FX2N-80MR-001FX2N-80MS-001FX2N-80MT-001404080FX2N-128MR-001 FX2N-128MT-0016464128ppt课件.6 每个基本单元最多可以连接1个功能扩展板，8个特殊单元和特殊模块，连接方式如图6-3*。FX2

5、N系列的基本单元可扩展连接的最大输入输出点为ppt课件.7（二）FX2N系列的扩展单元名称体系及其种类 FX2N系列的扩展单元型号名称体系形式如图6-4所示。FX2NE4 8R系列名称I/O总点数扩展单元内部电源、内部输入输出、输出形式：R-继电器输出（有触点，可接交直流负载）；S-双向晶闸管输出（无触点，带交流负载）；T-晶体管输出（无触点，带直流负载）。图6-4 FX2N系列扩展单元型号名称体系形式ppt课件.8 FX2N系列的扩展单元种类共有4种，如表6-2所示FX2N系列扩展单元输入点数输出点数输入/输出总点数AD电源 DC输入继电器输出晶闸管输出晶体管输出FX2N-32ER-FX2N

6、-32ET161632FX2N-48ER-FX2N-48ET242448表62 FX2N系列扩展单元型号种类ppt课件.9（三）FX2N系列的扩展模块名称体系及其种类 FX2N系列扩展模块型号名称体系形式如图6-5 所 示。FX2NE16X系列名称I/O总点数扩展设备输入输出形式：X-输入；YR-继电器输出；YS-双向晶闸管输出；YT-晶体管输出图6-5 FX2N系列扩展模块型号名称体系形式ppt课件.10 FX2N系列基本单元不仅可以直接连接FX2N系列的扩展单元和扩展模块，而且还可以直接连接FXON系列的多种扩展模块（但不能直接连接FX0N用的扩展单元），它们必须接在FX2N系列扩展单元和

7、扩展模块之后，如图6-6（a），也可以通过FX2N-CNV-IF转换电缆连接如图6-3所示的FX1、FX2用的扩展单元和其它扩展特殊、特殊单元、特殊模块连接，可多达16个外设。基本单元也可以像图（b）所示的连接，但这种连接之后，就不能再直接连接FX2N和FX0N设备了。ppt课件.11 FX2N系列4种扩展模块和FXON系列扩展模块的种类如表6-3所示。ppt课件.12表6-3 FX0N、FX2N系列扩展模块种类 继电器晶闸管晶体管输入点数输出点数输入输出总点数输入电压输出输入输出输出FX0N-8ER-4（8）4（8）8（16）DC24V-FX0N-8EX-808DC24VFX0N-8EYR-

8、FX0N-8EYT088DC24V-FX0N-6EX-16016DC24VFX0N-6EYR-FX0N-16EYT01616DC24V-FX2N-6EX-16016DC24VFX2N-6EYR FX2N-6EYS FX2N-16EYT01616DC24V注：表中括号内数字表示扩展模块占有的点数，括号外数字是有效点数。ppt课件.13（四）FX2N系列使用的特殊功能模块 FX2N系列备有各种特殊功能的模块，如表6-4。这些特殊功能模块均要用直流5V电源驱动。三、三、FX2N系列可编程控制器的技术指标系列可编程控制器的技术指标 FX2N系列可编程控制器的技术指标包括一般技术指标、电源技术指标、输入

9、技术指标、输出技术指标和性能技术指标，分别如表6-5、表6-6、表6-7、表6-8和表6-9所示。ppt课件.14分类型号名 称占有点数耗电量/DC5V模拟量控制模块FX2N-4AD4CH模拟量输入（4路）830mAFX2N-4DA4CH模拟量输出（4路）830mAFX2N-4AD-PT4CH温度传感器输入830mAFX2N-4AD-TC4CH热电偶温度传感器输830mA位置控制模块FX2N-1HC50KHz2相高速计数器890mAFX2N-1PG100Kpps高速脉冲输出855mA计算机通讯模块FX2N-232-IFRS232通信接口840mAFX2N-232-BDRS232通信接板-20m

10、AFX2N-422-BDRS422通信接板-60mAFX2N-485-BDRS485通信接板-60mA特殊功能板FX2N-CNV-BD与FX0N用适配器接板-FX2N-8AV-BD容量适配器接板-20mAFX2N-CNV-IF与FX0N用接口板815mA表6-4 FX2N系列使用的特殊功能模块ppt课件.15环境温度使用时：0550C、储存时：-200C+700C环境湿度3589RH（不结露）使用时抗 振JIS C0911标准1055Hz 0.5mm（最大2G）3轴方向各2小时（但用DIN导轨安装时0.5G）抗 冲 击JISC0912标准10G3轴方向各3次抗噪声干 扰用噪声仿真器产生电压为1

11、000VPP，噪声脉冲宽度为1s，周期为30100Hz的噪声，在此噪声干扰下PLC工作正常。耐压AC1500V1分钟所有端子与接地端之间绝缘电阻5M以上（DC500V兆欧表）接地第三种接地，不能接地时，亦可浮空使用环境无腐蚀性气体，无尘埃表65FX2N一般技术指标ppt课件.16表6-6 FX2N电源技术指标项 目F X2 N16MFX2N32M FX2N32EFX2N48M FX2N48EFX2N64M F X2 N80MF X2 N28M电源电压AC100240V 5060Hz 允许瞬间 断电时间对于10ms以下的瞬间断电，控制动作不受影响电源保险丝250V3.15A，520mm250V5

12、A，520mm电力消耗/（VA）3540(32E 35)50(48E 45)6070100传 感器电 源无扩展部 件DC24V250mA以下DC24V460mA以下有扩展部 件DC5V 基本单元 290mA;扩展单元 690mAppt课件.17表67 FX2N输入技术指标输入 电压 输入电流输入ON电流输入OFF电流输入阻抗输入 隔离 输入响应 时间X0007 X 0 1 0以内 X0007 X010以内X 0 007 X 0 1 0以内 X0007 X010以内DC24V 7mA 5mA4.5mA3.5mA1.5mA 1.5mA 3.3K4.3K光电 绝缘 060ms可变ppt课件.18项目

13、继电器输出晶闸管输出晶体管输出外部电源AC 250V，DC30V以下AC 85240VDC 530V最大负载电阻负载2A1点;8A/4点共享;8A/8点共享0.3A/1点0.8A/4点0.5A/1点0.8A/4点感性负载80VA15VAAC100V30VAAC200V12W/DC24V灯负载100W30W1.5W/DC24V开路漏电流1mA/AC 100V2mA/AC 200V0.1mA以下/DC30V响应时间OFF到ON约10ms1ms以下0.2ms以下ON到OFF约10ms最大10ms0.2ms以下*电路隔离机械隔离光电晶闸管隔离光电耦合器隔离动作显示继电器通电时LED灯亮光电晶闸管驱动时

14、LED灯亮光电耦合器隔离驱动时LED灯亮表68 FX2N输出技术指标ppt课件.19第二节第二节 FX2N系列可编程控制器软组件及功能系列可编程控制器软组件及功能 可编程控制器的软组件从物理实质上来说就是电子电路及存储器。具有不同使用目的的软组件其电路也有所不同。考虑到工程技术人员的习惯，常用继电器电路中类似器件名称命名。为了明确它们的物理属性，称它们为“软继电器”。从编程的角度出发，我们可以不管这些器件的物理实现，只注重它们的功能，在编程中可以像在继电器电路中一样使用它们。ppt课件.20 在可编程控制器中这种“软组件”的数量往往是巨大的。为了区分它们的功能，不重复地选用，通常给软组件编上号

15、码。这些号码就是计算机存储单元的地址。一、一、FX2N系列系列PLC软组件的分类、编号软组件的分类、编号 和基本特征和基本特征 FX2N系列PLC软组件有输入继电器X、输出继电器Y、辅助继电器M、状态继电器S、定时器T、计数器C、数据寄存器D和指针P、I、N八大类。ppt课件.21 FX2N系列PLC软组件的编号分为二部分，第一部分用一个字母代表功能，如输入继电器用“X”表示，输出继电器用“Y”表示，第二部分用数字表示该类软组件的序号。输入、输出继电器的序号为八进制，其余软组件序号为十进制。从软组件的最大序号可以了解可编程控制器可能具有的某类器件的最大数量。例如表69中输入继电器的编号范围为X

16、000X267，为八进制编号，则可知道FX2N系列PLC的输入接点数最多可达到184点。这是以CPU所能接入的最大输入信号数量来表示的，并不是一台具体的基本单元或扩展单元所具有的输入接点的数量。ppt课件.22 软组件的使用主要体现在程序中，一般可认为软组件和继电接触器类似，具有线圈和常开常闭触点。触点的状态随线圈的状态而变化，当线圈通电时，常开触点闭合，常闭触点断开，当线圈断电时，常闭接通，常开断开。与继电接触器不同的是，一是软组件是计算机的存储单元，从本质上来说，某个组件被选中，只是这个组件的存储单元置1，未被选中的存储单元置0,且可以无限次地访问，可编程控制器的软组件可以有无数多个常开、

17、常闭触点。二是作为计算机的存储单元，每个单元是一位，称为位组件，可编程控制器的位组件可以组合使用，表示数据的位组合组件及字符件，例如K2Y000，表示Y000Y007组合为一个8位的字符件。ppt课件.23二、二、FX2N系列系列PLC软组件的地址号及功能软组件的地址号及功能（一）输入输出继电器X/Y 输入与输出继电器的地址号是指基本单元的固有地址号和扩展单元分配的地址号，为八进制编号。其分配方法如表6-10所示。型号FX2N-16MFX2N-32MFX2N-48MFX2N-64MFX2N-80MFX2N-128M扩展时输输入继电器X000 X0078点X000 X01716点X000 X02

18、724点X000 X03732点X000 X047 40点X000 X077 64点X000 X267184点输输出继电器Y000 Y0078点Y000 Y01716点Y000 Y02724点Y000 Y03732点Y000 Y047 40点Y000 Y077 64点Y000 Y267184点ppt课件.24 输入端是PLC接收外部开关信号的端口,与内部输入继电器之间是采用光电绝缘电子继电器连接的，有无数个常开、常闭触点，可以无限次使用，但输入继电器不能用程序来驱动。输出端是PLC向外部负载发送信号的端口，与内部输出继电器（如继电器、双向晶闸管、晶体管）连接，输出继电器也有无数个常开、常闭触点

19、，可以无限次使用。可编程控制器内部输入输出继电器与外部端子的功能与作用见图6-7所示。ppt课件.25COMX000X000X000X001Y000Y000COM1Y000M程序示例可编程控制器输入信号输入端子输出端子外部电源电机负载Y000X000常开触点常闭触点图6-7可编程控制器内部输入输出继电器与外部端子的功能与作用 ppt课件.26 可编程控制器在执行程序中，采用的是成批输入输出方式（也称刷新方式），其过程如图6-8所示。输入滤波器与输出元器件的驱动时间及运算时间会造成响应滞后，但可以调节输入滤波时间。（1）输入处理 PLC在执行程序前，将可编程控制器的整个输入端子的ONOFF状态读

20、入到输入数据存储器中。在执行程序中，即使输入变化，输入数据存储器的内容也不变，而要在下一个周期的输入处理时，才读入这种变化。ppt课件.27 图6-8 可编程控制器循环执行程序的过程ppt课件.28（2）程序处理 PLC根据程序存储器中的指令，从输入数据存储器和其它软组件的数据存储器中读出ONOFF状态，从0步起进行顺序运算，将结果写入数据存储器。各软组件的数据存储器会随着程序的执行逐步改变其内容。输出继电器的内部触点根据输出数据存储器的内容执行动作。（3）输出处理 所有命令执行结束时，向输出锁存存储器传送输出数据存储器的ONOFF状态，作为可编程控制器的实际输出。ppt课件.29（二）辅助继

21、电器M PLC内有很多辅助继电器,可分为普通用途、停电保持用途及特殊用途辅助继电器三大类，其地址号（按十进制）分配于表6-11所示。需要说明的是,哪些辅助继电器具有停电保持功能可由用户在全部辅助继电器编号内自由设置,表6-11中有关编号范围的划分,只是PLC出厂时的一种设置。ppt课件.30表6-11 辅助继电器地址分配表普通用途停电保持用途特殊用途停电保持用停电保持专用M0M4991500点M500M10232 524点供链路用总站分站:M800M899分站总站:M900M999M1024M307132048点M8000M8255256点ppt课件.31 1.普通用途辅助继电器 普通用途辅助

22、继电器的作用与继电器电路中的中间继电器类似，可作为中间状态存储及信号变换。辅助继电器线圈只能被PLC内的各种软组件的触点驱动。辅助继电器有无数的电子常开与常闭触点，在程序中可以无限次地使用,但是不能直接驱动外部负载，外部负载应通过输出继电器进行驱动。普通用途辅助继电器与停电保持用的辅助继电器的比例，可通过外围设备设定参数进行调整。ppt课件.322.具有停电保持用途的辅助继电器 如果在PLC运行过程中停电，输出继电器与普通辅助继电器都断开。再运行时，除了输入条件为ON（接通）的以外，也都断开。但根据控制对象的不同，也可能需要记忆停电前的状态，再运行时将其再现的情况。停电保持用的辅助继电器就能满

23、足这样的需要，利用PLC内的后备电池进行供电,可以保持停电前的状态。图6-9是停电保持继电器应用于滑块左右往复运动机构的例子。ppt课件.33 滑块碰撞左边限位开关LS1时，X000ONM600=ON电机反转驱动滑块右行停电平台中途停止来电后再启动，因M600ON保持电机继续驱动滑块右行，直到滑块碰撞右限位开关LS2时，X001ON（右限位开关）M600OFF、M601ON电机反转驱动滑块左行。ppt课件.343特殊辅助继电器 PLC内有很多的特殊辅助继电器，按使用方式可分为二类。（1）触点利用型特殊辅助继电器 其线圈由PLC自行驱动，用户只能用其触点。这类特殊辅助继电器常用作时基、状态标志或

24、专用控制组件出现的程序中。例如：M8000：运行监视器（在运行中接通）M8002：初始脉冲（仅在PLC运行开始时的第一个扫描周期接通）M8012：10ms时钟脉冲ppt课件.35（2）线圈驱动型特殊辅助继电器 这类继电器由用户驱动线圈后（注意：又有驱动时有效和END指令实行后驱动有效两种情况），PLC作特定的运动。例如：M8030：锂电池发光二极管熄灭指令 M8033：停止时保持输出 M8034：输出禁止 M8039：定时扫描 FX2N系列PLC特殊辅助继电器见书后附录A。注意：用户不可使用尚未定义的特殊辅助继电器。ppt课件.36（三）状态软元件S FX2N共有1000个状态软元件（也称状态

25、继电器，简称状态），其分类、地址（以十进制数）编号及用途如表6-12所示。类别组件编号数量用途及特点普1通用途供初始状态用S0S910用于状态转移图（SFC）的初始状态供退回原点用S10S1910在多运行模式控制中,用作返回原点的状态普通用途S20S499480用作状态转移图（SFC）中的中间状态停电保持用2S500S899400用于来电后继续执行停电前状态的场合信号报警用3S900S999100可作为报警组件使用ppt课件.37 状态S是构成状态转移图（SFC）的基本要素,是对工序步进型控制进行简易编程的重要软元件，与步进阶梯图（STL）指令组合使用。状态软元件与辅助继电器一样，有无数的常开

26、触点与常闭触点，在PLC的程序内可随意使用，次数不限。如果不作步进状态程序中状态软组件，状态（S）可在一般的顺序控制程序中作辅助继电器（M）使用。利用来自外围设备的参数设定，可改变普通用途与停电保持用状态的分配。供信号报警器用的状态，也可用作外部故障诊断的输出。ppt课件.38(四)定时器 T 定时器相当于继电器电路中的时间继电器，可在程序中用于延时控制。FX2N系列可编程控制器中的定时器T有四种类型，其地址编号按十进制数分配，见表6-13所示。100ms型型0.13276.7秒10ms型型0.01327.67秒1ms型积算型型积算型0.00132.767秒100ms积算型积算型0.13276

27、.7秒T0T199 200点其中：T192T199用于子程序T200T24546点T246T249 4点执行中断电池备用T250T25 6点电池备用ppt课件.39 PLC中的定时器是对机内1ms，10ms，100ms等不同规格时钟脉冲累加计时的。定时器除了占有自己编号的存储器外，还占有一个设定值寄存器和一个当前值寄存器。设定值寄存器存放程序赋于的定时设定值，当前值寄存器记录计时的当前值。这些寄存器均为16位二进制存储器，其最大值乘以定时器的计时单位值即是定时器的最大计时范围值。定时器满足计时条件时当前寄存器开始计时，当它的当前计数值与设定值寄存器中设定值相等时，定时器的输出触点动作。定时器可

28、采用程序存储器内的十进制常数（K）作为定时设定值，也可在数据寄存器（D）的内容中进行间接指定。不用作定时的定时器，可作为数据寄存器使用。ppt课件.40 图611是定时器在梯形图中使用。图（a）为非积算定时器的梯形图程序及工作波形，图(a)中X000为计时条件，当X000接通时定时器T10开始计时。K20为定时设定值。十进制数“20”定时时间为0.120=2s。图中Y000为定时器的被控对象。当计时时间到，定时器T10的常开触点接通，Y000置1。在计时中，若计时条件X000断开或PLC电源停电，计时过程中止且当前值寄存器复位（置0）。若X000断开或PLC电源停电发生在计时过程完成且定时器的

29、触点已动作时，触点的动作也不能保持。ppt课件.41X0002秒当前值Y000设定值(a)非积算定时器T10K20Y000X000T10T251K355X001Y001T251RSTX002T251t2X001当前值t1t1+t2=35.5sY001设定值X002(b)积算定时器图6-11 定时器的应用ppt课件.42 图（b）为积算定时器的梯形图程序及工作波形。定时器T10已换成积算式定时器T251，情况就不一样了。积算式定时器T251在计时条件失去或PLC失电时，其当前值寄存器的内容及触点状态均可保持，当计时条件恢复或来电时可“累计”计时，故称为“积算”式定时。因积算式定时器的当前值寄存器

30、及触点都有记忆功能，其复位时必须在程序中加入专门的复位指令RST才能消除记忆。图（b）中X002即为复位条件。当X002接通,执行“RSTT251”指令时，T251的当前值寄存器及触点同时置0。ppt课件.43 如果定时器的设定值在数据寄存器D10中，D10中的内容为100，则定时器的设定值为100。用数据寄存器内容作为设定值时，一般使用具有掉电保持功能的数据寄存器。（五）计数器C 计数器在程序中用作计数控制。FX2N系列PLC中计数器可分为内部信号计数器和外部信号计数器两类。内部计数器是对机内组件（X、Y、M、S、T和C）的时钟信号计数，由于机内组件信号的频率低于扫描频率，因而是低速计数器，

31、也称普通计数器。对高于机器扫描频率的外部信号进行计数，需要用机内的高速计数器。ppt课件.441.内部计数器的分类及地址分配 内部计数器有16位增计数器和32位增减双向计数器两类，它们又可分为普通用途和停电保持用的两种计数器，其地址（以十进制数）分配如表6-14所示。不用作计数的计数器也可作为数据寄存器使用。16位增计数型计数器（1+32767）32位增/减型双向计数器（2，147，483，6482，147，483，647）普通用途停电保持型普通用途停电保持型C0C991100点C100C1992100点C200C219120点C220234215点ppt课件.45 2、16位增计数器 16位

32、是指其设定值及当前值寄存器为二进制16位寄存器，其设定值在K1K32，767范围内有效。设定值K0与K1意义相同，均在第一次计数时，其触点动作。图613所示为16位增计数器的工作过程。图中计数输入X011是计数器的计数条件，X011每次驱动计数器C0的线圈时，计数器的当前值加1。“K10”为计数器的设定值。当第10次驱动计数器线圈指令时，计数器的当前值和设定值相等，触点动作，Y000=ON。在C0的常开触点闭合后（置1），即使X011再动作，计数器的当前状态保持不变。ppt课件.46图6-13 16位增计数器的工作过程 ppt课件.47 电源正常情况下，即使是非掉电保持型计数器的当前值寄存器也

33、具有记忆功能，因而计数器重新开始计数前要用复位指令才能对当前值寄存器复位。图6-13中，X010就是计数器C0复位的条件，当X010接通时，执行复位（RST）指令，计数器的当前值复位为0，输出触点也复位。计数器的设定值，除了常数外，也可以间接通过数据寄存器设定。若使用计数器C100C199，即使停电，当前值和输出触点状态，也能保持不变。ppt课件.48332位增减双向计数器 32位是指计数器的设定值寄存器为32位，其首位为符号位。设定值的最大绝对值是31位二进制数所表示的十进制数，即为21474836482147483647。设定值可直接用常数K或间接用数据寄存器D的内容设定。间接设定值时，要

34、用两个连号组件的数据寄存器存放，例如，C200用数据寄存器设定初值的表示方法是D0（D1）。增/减计数的方向由特殊辅助继电器M8200M8234设定，例如当M8200接通（置1）时,C200为减计数计数器，M8200断开（置0）时,C200为增计数器。32位计数器增减计数方向切换所用的对应特殊辅助继电器地址号见表6-15。ppt课件.49表6-15 32位计数器增减计数切换所用的对应特殊辅助继电器地址号ppt课件.50图6-14 32位加减计数器的动作过程*ppt课件.51 416位计数器与32位计数器的特点 16位计数器与32位计数器的特点如表6-16。32位计数器使用较为灵活，可满足计数方

35、向与计数范围等使用条件。如果PLC电源断电，普通用途计数器清除增计数值。而停电保持用计数器则可保存停电前的计数值，恢复供电后计数器仍可按停电前的计数值累积计算。32位计数器不作计数器使用时也可以作为32位的数据寄存器使用，但要注意，32位计数器不能作为16位指令中的软组件 ppt课件.52项目16位计数器32位计数器计数方向增计数可采用增计数/减计数切换（见表6-15）设定值132，7672，147，483，6482，147，483，647设定值的指定常数K或数据寄存器同左栏，但是要用成对的数据寄存器指定当前值的变化计数器增计数后不变化计数器增计数后也变化（环形计数器）输出触点计数器增计数后动

36、作保持增计数时动作保持，减计数时复位复位动作执行RST指令时，计数器的当前值为0，输出触点当前值寄存器16位32位表6-16 16位计数器与32位计数器的特点 ppt课件.535FX2N可编程控制器中的高速计数器 高速计数器与普通计数器的主要差别在于以下几点。（1）对外部信号计数，工作在中断工作方式 由于待计量的高频信号都是来自机外，PLC中高速计数器都设有专用的输入端子及控制端子。一般是在输入端设置一些带有特殊功能的端子，它们既可完成普通端子的功能，又能接收高频信号。为了满足控制准确性的需要，计数器的计数、启动、复位及数值控制功能都采取中断方式工作。ppt课件.54（2）计数范围较大，计数频

37、率较高 一般高速计数器均为32位加减计数器。最高计数频率一般可达到10KHZ。（3）工作设置较灵活 从计数器的工作要素来说，高速计数器的工作设置比较灵活。高速计数器除了具有普通计数器通过软件完成启动、复位、使用特殊辅助继电器改变计数方向等功能外，还可通过机外信号实现对其工作状态的控制，如启动、复位、改变计数方向等。ppt课件.55（4）使用专用的工作指令 普通计数器工作时，一般是达到设定值，其触点动作，再通过程序安排其触点实现对其它器件的控制。高速计数器除了普通计数器的这一工作方式外，还具有专门的控制指令，可以不通过本身的触点，以中断工作方式直接完成对其它器件的控制。FX2N系列PLC中C23

38、5C255为高速计数器。它们共享同一个PLC机型输入端上的6个高速计数器输入端（X000X005）。使用某个高速计数器时可能要同时使用多个输入端,而这些输入端又不可被多个高速计数器重复使用，因此，实际应用中最多只能有六个高速计数器同时工作。ppt课件.56 这样设置是为了使高速计数器具有多种工作方式，方便在各种控制工程中选用。FX2N系列PLC的21个高速计数器按计数方式分类如下：1相（无启动复位端子）单输入C235C240 6点1相（带启动复位端子）单输入C241C245 5点1相2计数输入型 C246C250 5点2相双计数输入型 C251C255 5点 表617列出了它们和各输入端之间的

39、对应关系。从表中可以看到，X006及X007也可参与高速计数工作，但只能作为启动信号而不能用于计数脉冲的输入。ppt课件.57 下面介绍各分类高速计数器的使用方法：（1）1相无启动复位端子高速计数器 由表617可知，1相无启动复位端高速计数器的编号为C235C240，有6点。它们的计数方式及触点动作与普通32位计数器相同。作增计数时，当计数值达到设定值时，触点动作并保持，做减计数时，到达计数值则复位。其计数方向取决于对应的计数方向标志继电器M8235M8240。图615为1相无启动复位高速计数器工作的梯形图。这类计数器只有一个脉冲输入端。ppt课件.58M8235RSTC235X010X011

40、C235K123Y010X012C235X000C235可编程控制器计数 图6-15 1相无外启动外复位的高速计数器*ppt课件.59（2）1相带启动复位端子高速计数器 1相带启动复位端的高速计数器编号为C241C245，计5点，这些计数器较1相无启动复位端的高速计数器增加了外部启动、复位控制端子。图616给出了这类计数 器的使用情况。（3）1相2计数输入 1相2计数输入型高速计数器的编号为C246C250，计5点。1相2计数输入高速计数器有二个外部计数输入端子，一个是输入增计数脉冲的端子，另一个是输入减计数脉冲的端子。图617是高速计数器C246的梯 形图和信号连接情况。ppt课件.60图6

41、-16 1相带启动/复位端的高速计数器 M 8245RSTC245X013X014C245D0(D1)Y030X015C245X002C245X003X007复 位计 数启 动可 编 程 控 制 器ppt课件.61RSTC246C246X010X011D2(D3)X000X001C246增减可编程控制器（a）1相双输入C250C250X012X013RSTK1200X003X004X005X007增减启动复位C250（b）带外启动/复位的1相双输入可编程控制器图6-17 1相双输入型高速计数器 ppt课件.62（4）2相双计数输入 2相双计数输入型高速计数器的编号为C251C255，计5点。2

42、相双计数输入型高速计数器的二个脉冲输入端子是同时工作的，外计数方向的控制方式由2相脉冲间的相位决定。如图618所示，当A相信号为“1”期间，B相信号在该期间为上升沿时为增计数，反之，B相信号在该期间为下降沿时是减计数。其余功能与1相2输入型相同。需要说明的是，带有外计数方向控制端的高速计数器也配有编号相对应的特殊辅助继电器，只是它们没有控制功能只有指示功能。相对应的特殊辅助继电器的状态会随着计数 方向的变化而变化。ppt课件.63ABX000X001C251可 编 程 控 制 器（a）2相 双 输 入 增 计 数X012X013RSTK1235X003X004X005X007启 动复 位C25

43、5（b）带 外 启 动/复 位 的 2相 双 输 入 减 计 数可 编 程 控 制 器X010C251M8251RSTX011C251D2(D3)Y002Y003C251RSTC255Y004Y005C255C255M8255ABC251图6-18 2相双输入型高速计数器 ppt课件.646、高速计数器的频率总和 由于高速计数器是采取中断方式工作的，会受到机器中断处理能力的限制。使用高速计数器，特别是一次使用多个高速计数器时，应该注意高速计数器的频率总和。频率总和是指同时在PLC输入端口上出现的所有信号的最大频率总和。因而，安排高速计数器的工作频率时需考虑以下的几个问题。（1）各输入端的响应速

44、度 表618给出了受硬件限制，各输入端的最高响应频率。由表6-17可知，FX2N系列PLC除了允许C235，C236，C246输入1相最高60KHz脉冲；C251输入2相最高30KHz脉冲以外，其它高速计数器输入最大频率总和不得超过20kHZ。ppt课件.65表618输入点的频率性能高速计数器类型1相输入2相输入特殊输入点其余输入点特殊输入点其余输入点输入点X000、X001X002X005X000、X001X002X005最高频率60KHz10KHz30KHz5KHz（2）被选用的计数器及其工作方式 1相输入高速计数器只有一个输入端送入脉冲信号。1相双输入高速计数器在工作时，如已确定为增计数

45、或为减计数，情况和1相型类似。如增计数脉冲和减计数脉冲同时存在时，该计数器所占用的工作频率应为2相信号频率之和。ppt课件.66 2相双输入型高速计数器工作时不但要接收二路脉冲信号，还需同时完成对二路脉冲的解码工作，有关技术手册规定，在计算总的频率和时，要将它们的工作频率乘以2倍。计数器对应输入点输入信号最高频率1相型C237X0025kHz1相双输入型C246X000、X0017 kHz2相双输入型C255X003、X0043 kHz2表619 高速计数器输入信号频率安排表 ppt课件.67 例如：某系统选用的高速计数器输入信号频率情况如表619所示。则频率总和为 1相5KHz1+1相7KH

46、z1+2相3KHz12 =18KHz20 kHz 上例说明，当使用多个高速计数器时，其频率总和必须低于20 kHz，且还须考虑不同的输入口及不同的计数器的具体情况。（六）数据寄存器D 数据寄存器是存储数值数据的软组件，有普通用途数据寄存器、特殊用途数据寄存器、变址用的数据寄存器、文件数据寄存器四种，其地址号（以十进制数分配）如表6-20所示。ppt课件.68分类普通用途（共8000点）特殊用途供变址用文件数据寄存器数 据寄存器D0D1991200点D200D5112 312点（供链路用)D512D79993 7488点（供滤波器用）D8000D81954106点V0(V）V75Z0（Z）Z75

47、16点D1000以后的通用停电保持寄存器利用参数设置可作为最多7000点的文件寄存器使用。表618输入点的频率性能 数据寄存器都是16位（最高位为正负符号位）的，也可将2个数据寄存器组合，可存储32位（最高位是正负符号位）的数值数据。ppt课件.69图6-19 16位、32位数据寄存器的数据表示方法*ppt课件.701普通用途数据寄存器 普通用途数据寄存器中一旦写入数据，只要不再写入其它数据，就不会变化。但是在运行中停止时或停电时，所有数据被清除为0（如果驱动特殊的辅助继电器M8033，则可以保持）。而停电保持用的数据寄存器在运行中停止与停电时可保持其内容。利用外围设备的参数设定，可改变普通用

48、途与停电保持用数据寄存器的分配。而且在将停电保持用的数据寄存器用于普通用途时，在程序的起始步应采用复位（RST）或区间复位（ZRST）指令将其内容清除。ppt课件.71 在并联通信中，D490D509被作为通信占用。在停电保持用的数据寄存器内，D1000以上的数据寄存器通过参数设定，能以500为单位用作文件数据寄存器。在不用作文件数据寄存器时，与通常的停电保持用的数据寄存器一样，可以利用程序与外围设备进行读出与写入。2特殊用途数据寄存器 特殊用途的数据寄存器是指写入特定目的的数据，或事先写入特定的内容。其内容在电源接通时，置位于初始值。（一般清除为0，具有初始值的内容，利用系统只读存储器将其写

49、入）。ppt课件.72图6-20 特殊用途数据寄存器写入特定数据*ppt课件.73 3变址寄存器V、Z 变址寄存器V、Z和通用数据寄存器一样，是进行数值数据读、写的16位数据寄存器。主要用于运算操作数地址的修改。可以用变址寄存器进行变址的软组件是X、Y、M、S、P、T、C、D、K、H、KnX、KnY、KnM、KnS（Kn为位组合组件，见本节三、3说明）。但是，变址寄存器不能修改V与Z本身或位数指定用的Kn本身。例如 K4M0Z0有效,而K0Z0M0无效。ppt课件.74ppt课件.75(K0)(Z0)X010FNC 12MOVK0Z0X010FNC 12MOVK1Z0(K1)(Z0)X011F

50、NC 57PLSYK1000D10Z0Y020Z0频率输出指令频率脉冲量输出地址图6-23 使用变址寄存器改变输出软组件地址ppt课件.764、文件寄存器 在FX2N可编程控制器的数据寄存器区域内，D1000号（包括D1000）以上的数据寄存器称为通用停电保持寄存器，利用参数设置，可作为最多7000点的文件寄存器处理。文件寄存器实际上是一类专用数据寄存器，用于存储大量的数据，例如采集数据、统计计算数据、多组控制参数等。文件寄存器占用机内RAM存储器中的一个存储区A，以500点为一个单位，最多可设置50014=7000点。下面对设定文件寄存器时的处理加以说明.ppt课件.77图6-24 文件寄存

51、器动作示意图 ppt课件.78 应注意的是，系统RAM内的文件寄存器区B中的软组件虽然具有停电保持功能，但是系统在停电后恢复电源启动时，文件寄存器区B中保存的停电前的变化数据将会被文件寄存器区A中数据初始化。若要保持文件寄存器区B中变化的数据，必须同时要将文件寄存器区A中数据更新为变化的数据。另外，外围设备要对文件寄存器B中软组件的“当前值”强制复位或清除时，应将文件寄存器区A中对应软组件进行修改（需要内部RAM或选件板内文件寄存器区A复位或电可擦只读存储器（EEPROM）的存储卡的保护开关断开状态），然后向文件寄存器区B中自动传送。ppt课件.79（七）指针（PI）指针用作跳转、中断等程序的

52、入口地址。与跳转、子程序、中断程序等指令一起应用。按用途可分为分支用指针P和中断用指针I两类，其中中断用指针I又可分为输入中断用、定时器中断用和计数器中断用三种。其地址号采用十进制数分配，如表6-21所示。1.分支用指针P 分支用指针P用于条件跳转，子程序调用指令中，应用举例如图625所示。ppt课件.80分支用指针中断用指针输入中断用定时器中断用计数器中断用P0P127128点I00(X000)I10(X001)I20(X002)I30(X003)I40(X004)I50(X005)6点I6I7I83点I010I020I030I040I050I0606点表6-21 FX2N系列PLC指针种类

53、及地址分配ppt课件.81图6-25 分支用指针的应用 ppt课件.82 2中断用指针I 中断用指针常与中断返回指令FNC 03（IRET），开中断指令FNC 04（EI），关中断指令FNC 05（DI）一起使用。（1）输入中断用指针 输入中断用指针表示的格式如图6-26。ppt课件.83（2）定时器中断用 定时器中断用指针格式的表示如图6-27（a）。用于需要指定中断时间执行中断子程序或需要不受PLC运算周期影响的循环中 断处理控制程序。定时器中断为机内信号中断。由指定编号为I6I8的专用定时器控制。设定时间在1099ms间选取。每隔设定时间中断一次。例如I610为每隔10ms就执行标号为I

54、610后面的中断程序一次，在中断返回指令 IRET处返回。ppt课件.84图6-27 定时器、计数器中断指针的格式表示意义 ppt课件.85（3）计数器中断用指针 计数器中断用指针的格式表示如图6-27（b）。根据PLC内部的高速计数器的比较结果，执行中断子程序。用于优先控制利用高速计数器的计数结果。该指针的中断动作要与高速计数比较置位指令FNC 53（HSCS）组合使用，如图6-28所示。ppt课件.86编号名称备注M8050I00禁止输入中断禁止M8051I10禁止M8052I20禁止M8053I30禁止M8054I40禁止M8055I50禁止M8056I60禁止定时器中断禁止M8057I

55、70禁止M8058I80禁止M8059I010I060禁止计数器中断禁止图6-28 高速计数器中断动作示意图 表6-22 特殊辅助继电器中断禁止控制 ppt课件.87三、数据类软元件的结构形式三、数据类软元件的结构形式 1字元件的基本形式 FX2N系列PLC数据类字元件的基本结构为16位存储单元，最高位（第16位）为符号位，如图6-19（a）所示。机内的T、C、D、V、Z元件均为16位字元件。2 双字元件的结构形式 为了实现32位数据的运算、传送和存储，可以用二个字元件构成32位的“双字元件”，其中低位字元件存储32位数据的低16位部分，高位字元件存储32位数据的高16位部分。最高位（第32位

56、）为符号位。在指令中表示双字元件时，一般只指出低位字元件的地址号，高位字元件被隐藏，但被指令所占用。虽然取奇数或偶数地址作为双字元件的低位是任意的，但为了减少元件安排上的错误，建议用偶数作为双字元件的低位字元件号。ppt课件.88 3位组合元件的构成 在可编程控制器中，除了大量使用的是二进制数据以外，也常希望能用一种方法来反映十进制数据。FX2N系列PLC中是采用4个位元件的状态来表示一位十进制数据的，称为BCD码（也称8421码）。由此而产生了位组合元件。位组合元件常用输入继电器X、输出继电器Y、辅助继电器M和状态继电器S这样的位元件组合而成，用KnX、KnY、KnM、KnS等形式表示，式中

57、Kn指有n组4位的组合元件。例如K1X000表示由X000X003 四位位元件组合，若n=2，即K2M0，则由M0M7八个连号的辅助继电器组成，同理，若是K4Y000，则由Y000Y017十六个输出继电器组合，构成了字元件，而K8X000则构成了32位的双字输入元件。ppt课件.89四、四、FX2N系列系列PLC中程序存储器结构和参数结构中程序存储器结构和参数结构（一）可编程控制器中存储器的结构 上面介绍了FX2N系列可编程控制器的全部软元件。我们还应该清楚各类软元件在机内存储器中的分布。了解这些软元件的类型、数量、编号区间及使用特性对正确编程具有十分重要的意义。FX2N系列可编程控制器存储器

58、结构如图629所示。图中，存储器内的各软元件根据其初始化内容，分为A、B、C三种类型，如表623所示。ppt课件.90图6-29 FX2N型PLC存储器分配图 ppt课件.91表623存储器种类及初始化状态存储器类型电源OFF电源OFFONSTOPRUNRUNSTOPA型：有电池后备的存储器数值保持不变B型：特殊辅助继电器、特殊数据寄存器、变址寄存器清0置初始化值不变*C型：其它无电池后备的存储器清0不变清0M8033接通时不变化ppt课件.92（二）可编程控制器中存储器容量的设定表6-24 FX2N机型程序存储器容量及扩展设定设定内容机内存储器FX机型任选存储器板*EEPROM-4 EEPR

59、OM-8EEPROM-16EEPROM-8RAM-8顺控程序08K步04K步 08K步016K步文件寄存器 07K步04K步 07K步07K步注释08K步04K步 08K步016K步合计 最大8K，也可采用2K/4K模式 最大4K也可采用2K 最大8K，也可 采用2K/4K模式 最大16K，也可采用2K/4K/8K模式 ppt课件.93第三节第三节 FX2N系列系列PLC的基本指令及应用的基本指令及应用 FX2N系列可PLC有基本（顺控）指令27种，步进指令2种，应用指令128种,298个。本节将介绍基本指令。FX2N系列可编程控制器的编程语言主要有梯形图及指令表。指令表由指令集合而成，且和梯

60、形图有严格的对应关系。梯形图是用图形符号及图形符号间的相互关系来表达控制思想的一种图形程序，而指令表则是图形符号及它们之间关联的语句表述。FX2N系列可编程控制器的基本指令如表6-25所示。ppt课件.94ppt课件.95一、一、FX2N系列可编程控制器基本指令系列可编程控制器基本指令（一）逻辑取及线圈驱动指令 1指令助记符及功能 LD、LDI、OUT指令的功能、梯表图表示、操作组件、所占的程序步如表626所示。2指令说明 （1）LD、LDI指令可用于将触点与左母线连接。也可以与后面介绍的ANB、ORB指令配合使用于分支起点处。（2）OUT指令是对输出继电器Y、辅助继电器M、状态继电器S、定时

61、器T、计数器C的线圈进行驱动的指令，但不能用于输入继电器。OUT指令可多次并联使用。ppt课件.96表626 指令助记符及功能 符号、名称功能梯形图表示和可操作组件程序步LD 取逻辑运算开始的常开触点 X,Y,M,S,T,C1LDI取反逻辑运算开始的常闭触点 X,Y,M,S,T,C1OUT（输出）线圈驱动指令 Y,M,S,T,CY、M：1；S，特M：2T：3；C：35ppt课件.973编程应用 图6-30 LD、LDI、OUT指令的编程应用 ppt课件.98（二）触点串联（AND、ANI）指令1指令助记符及功能 AND、ANI指令的功能、梯形图表示、操作组件、所占的程序步如表627所示符号、名

62、称功能梯形图表示和可操作组件程序步AND 与常开触点串联连接 X、Y、M、S、T、C1ANI 与非（And Inverse）常闭触点串联连接 X、Y、M、S、T、C1表627 触点串联指令助记符及功能 ppt课件.992指令说明（1）AND、ANI指令为单个触点的串联连接指令。AND用于常开触点。ANI用于常闭触点。串联触点的数量不受限制。（2）OUT指令后，可以通过触点对其它线圈使用OUT指令，称之为纵接输出或连续输出。例如，图631中就是在OUTM101之后，通过触点T1，对Y004线圈使用OUT指令，这种纵接输出，只要顺序正确可多次重复。但限于图形编程器的限制。应尽量做到一行不超过10个

63、接点及一个线圈，总共不要超过24行。ppt课件.1003编程应用 语句步语句步 指令指令 元素元素 说明说明 0 LD X002 1 AND X000 串联触点串联触点 2 OUT Y003 3 LD Y003 4 ANI X003 串联触点串联触点 5 OUT M101 6 AND T1 串联触点串联触点 7 OUT Y004 纵接输出纵接输出 图631 AND、ANI指令的应用*图6-32 MPS、MPP指令的关系*ppt课件.101（三）触点并联（OR、ORI）指令 1指令助记符及功能 OR、ORI指令的功能、梯形图表示、操作组件等如表628所示。表628 触点并联指令助记符及功能 符号

64、、名称功能梯形图表示和可操作组件程序步OR 或常开触点并联连接X、Y、M、S、T、C1ORI 或非Or Inverse常闭触点并联连接 X、Y、M、S、T、C1ppt课件.1022指令说明（1）OR、ORI指令是单个触点的并联连接指令。OR为常开触点的并联，ORI为常闭触点的并联。（2）与LD、LDI指令触点并联的触点要使用OR或ORI指令，并联触点的个数没有限制，但限于编程器和打印机的幅面限制，尽量做到24行以下。（3）若两个以上触点的串联支路与其它回路并联时，应采用后面介绍的电路块或（ORB）指令。ppt课件.1033.编程图6-33 OR、ORI指令的使用应用ppt课件.104（四）脉冲

65、指令1指令助记符及功能 脉冲指令的助记符及功能、梯形图表示和可操作组件等如表6-29所示。2指令说明 （1）LDP，ANDP，ORP指令是进行上升沿检测的触点指令，仅在指定位软组件由OFFON上升沿变化时，使驱动的线圈接通1个扫描周期。（2）LDF，ANDF,ORF指令是进行下降沿检测的触点指令，仅在指定位软组件由ONOFF下降沿变化时，使驱动的线圈接通1个扫描周期。（3）利用取脉冲指令驱动线圈和用脉冲指令驱动线圈（后面介绍），具有同样的动作效果。ppt课件.105表6-29 脉冲指令助记符及功能 X，Y，M，S，T，C 指令助记符、名称功 能梯形图表示和可操作软组件程序步LDP 取脉冲上升沿

66、检测运算开始1LDF 取脉冲下降沿检测运算开始 X，Y，M，S，T，C1ANDP 与脉冲上升沿检测串联连接 X，Y，M，S，T，C1ANDF 与脉冲下降沿检测串联连接 X，Y，M，S，T，C1ORP 或脉冲上升沿检测并联连接 X，Y，M，S，T，C1ORF 或脉冲下降沿检测并联连接 X，Y，M，S，T，C1ppt课件.106 如图6-34所示，两种梯形图都在X010由OFFON变化时，使M 6接通一个扫描周期。图6-34 两种梯形图具有同样的动作效果ppt课件.107 同样，图6-35两个梯形图也具有同样的动作效果。两种梯形图都在X010由OFFON变化时，只执行一次传送指令MOV。图6-35 两种取指令均在OFFON变化时，执行一次MOV指令ppt课件.1083编程应用 图6-36 脉冲检测指令的编程应用 ppt课件.109 4脉冲检测指令对辅助继电器地址号不同范围造成的动作差异图6-37 脉冲沿检测指令驱动辅助继电器不同地址号范围所造成的动作差异*ppt课件.110（五）串联电路块的并联（ORB）指令1指令助记符及功能 ORB指令的功能、梯形图表示、操作组件、程序步如表630所示。