可编程控制器原理与应用课件

,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,第二级,第三级,第四级,第五级,*,可编程控制器原理及应用,PC：ProgrammableController,PLC：ProgrammableLogicController,课程安排,第一章,概述,由来；特点；应用状况位及发展趋势,第二章,PC(PLC),硬件构成,工作原理；构成；结构特点；技术指标,第三章,PC(PLC),软件,梯形图；指令,第四章,PC,应用系统设计及实例,2,第一章,概述,1.1 PC(PLC),发展及现状,1.2,可编程控制器的定义及特点,3,1.1 PC(PLC),发展及现状,1.1.1,由来,1.1.2,出现及发展,1.1.3,系列化、标准化、规模化、网络化,4,1.1 PC(PLC),发展及现状,1.1.1,由来,20,世纪,60,年代来自控制装置,产品结构：由大批量少品种,小批量多品种；,生产线的控制系统：继电器控制系统,特点：体积大、可靠性低、耗电多、更改难。,5,l,美国通用汽车公司,GM,招标,十项要求,1),计算机取代继电器逻辑控制,体积小于继电器控制盘；,可靠性高于继电器控制盘；,数据可直接送入计算机；,成本可与继电器控制盘竞争；,用户存储器容量大于,4K,2),程序代替硬件接线,编程方便，现场可修改程序；,6,3),输入,/,输出电平直接与外部装置接口,输入可为市电；,输出可为市电，要求,2,安培以上，可直接驱动电磁阀、接触器；,4),结构易于扩展,维修方便，采用插件式结构；,扩展时原系统变更最小；,满足上述四方面十项要求的控制装置在当时是先进的；,现在的可编程控制器的性能已远远超出上述要求。,7,1.1.2,出现及发展,l,出现,*,1969,年美国,数字设备公司,DEC,研制成功第一台,PLC,用于通用汽车公司生产线,开创了,PLC,新纪元。,*,1971,年日本,*,1973,年欧洲,*,1974,年中国,8,1.1.3,系列化、标准化、规模化、网络化,1),系列化：大、中、小、微型系列,2),标准化：,*,国际电工委员会,IEC,* IEC61131,可编程控制器,-1992,年开始制定标准,1,总论,2,装置要求与试验,3,编程语言,4,用户指南,5,技术条件,3),规模化,自动控制领域中销量最大,4 ),网络化,串行、并行、以太网现场总线,9,1.2,可编程控制器的定义及特点,1.2.1,定义,“可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计，它采用可编程序的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等面向用户的操作指令，并通过数字式或模拟式的输入,/,输入控制各种类型的机械或生产过程。可编程控制器及其有关外部设备，都按易于与工业控制系统联成一个整体、易于扩充其功能的原则设计。”,IEC,，,1985,年可编程控制器标准草案,IEC61131-1 1992,。,10,可编程控制器是：,l,一种计算机，“可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统”；,l,工业控制计算机，“专为在工业环境下应用而设计”；,l,蓝领计算机，“面向用户的操作指令”。,11,l,发展,1,）,20,世纪,70,年代中期,实用化,*,8,位微处理器，,8,位单片机,*,数值运算,*,速度加快，规模扩大,*,与计算机网络接口,PLC,集散控制,2,）,20,世纪,70,年代末期,成熟,*,16,位微处理器，,8/16,位单片机，协处理器,*,系列化,*,分布网络,*,梯形图语言,*,外部设备（编程器、通信接口,.,）,3,）,20,世纪,80,年代中末期,广泛应用,12,1.2.2,特点,1,）高可靠性，强抗干扰性,*,影响可靠性因素,外因：电磁、辐射干扰。,I/0,、电源线干扰，环境（湿度、温度、粉尘、 振动、冲击）,内因：器件失效、老化，存储器信息丢失、错误，程序分支错误。,13,* PLC,的措施,硬件：全部,I/0,光隔,模拟,/,数字滤波,电磁屏蔽,开关电源,元器件筛选、老化、环境试验,软件：,Watchdog,自检,操作系统,在线监控,设计、生产,专业人员设计,规模化生产,严格工艺质量保证,14,2,）编程简单，使用方便，适用性强,*,梯形图接近实际电路图,蓝领计算机,*,编程集中于设计思想，编程只是一个简单的手段,*,现场调试、维护、扩展方便,3,）适用于工业等运行现场环境,温度、温度、振动、干扰,.,15,4),与其它装置接口方便,*,接口种类：,数字,I/0,、模拟,I/0,各种通信接口（,RS232,、,RS422,、,RS485,以太网，现场总线）,*,模块系列化、标准化、通用化,*,接口符合国际标准,*,特殊接口：数显、触摸屏、声音、打印、位置控制,.,自动控制产品选用,15,个因素排序,可靠性、性能、维护、工作环境、使用方便、使用效果、编程方便与原有设备兼容，扩展能力、诊断、接口容量、价格、特殊性能、联网能力运算速度,单片机、,STD,总线、,PLC,几个里程碑。,数控、工业机器人、,PLC,机械工业自动化三大支柱,新一代工人的蓝领计算机,计算机技术，自动控制技术，通信技术完善结合。,16,第二章,可编程控制器硬件构成,2.0,基于计算机的控制系统,2.1,可编程控制器的构成及原理,2.2 PC,分类及主要系列简介,2.3 CPU,单元（模块）,2.4,开关量输入,/,输出,2.5,特殊模块,2.6,通信系统,2.7,编程设备,2.8,微型,PLC FX0,2.9 FX2n,特殊模块,2.10 FX2N,硬件配置,17,2.0,基于计算机的控制系统,2.0.1,微型计算机工作原理,2.0.2,基于微机的应用系统,2.0.3,微机控制系统的难点,18,2.0.1,微型计算机工作原理,冯,诺依曼原理：,以电子器件为硬件基础；,以二进制编码为软件基础；,程序存储原理；,程序控制原理。,l,什么是指令？,l,指令和程序是如何自动执行的？,19,1,）指令,指令是规定机器完成某一操作的约定代码。,即：事先约定一种机器能够识别的代码描述形式，规定某个具体代码对应机器的某种具体操作。那么，任何时候，给机器一个指令代码，机器将完成代码所约定的操作。,电子线路的实现：,加法电路,可控加法电路,加法,减法电路,可控减法电路 集成为,减法,可控左移位电路,左移,可控右移位电路,右移,20,若约定控制线为高电平,(1),时，选中集成电路中相应的功能电路，那,么有：,1000,电路将执行加法运算；,0100,电路将执行减法运算；,0010,电路将执行左移位运算；,0001,电路将执行右移位运算；,上述,01,代码即是指令。,注意：原理理解与工程技术的差别，实际芯片尚需考虑更多的细节，如：考虑电路的合并、译码策略、执行时序等；商用,CPU,中为什么只有少数几个寄存器（特别是累加器）具有丰富的操作功能。,21,2,）指令程序的自动执行,CPU,自动执行程序（一定顺序的若干条指令的集合）的关键在于,CPU,内部的程序计数器（,PC, Program Counter,）。,程序记数器的计数值作为,CPU,从存储器中取指令的依据，即：程,序计数器的计数值标识,CPU,将要执行指令所在存储器单元的地址。,程序计数器有两个功能：能够被赋予初始值，即计数起点可以设,定；一条指令执行完后，在内部时序电路的控制下程序计数器,的数字加,1,。,通过对程序记数器的控制，可以让,CPU,完成程序的顺序执行，,可以根据需要完成各种分支、跳转、调用。,一般来说，对程序计数器的控制是,CPU,制造商预先规定的，如：,CPU,上电或复位，程序计数器清,0,；,中断入口有固定入口和矢量方式；,子程序调用、跳转指令等。,22,2.0.2,基于微机的应用系统,1),微机系统的原理构成,CPU,DB/AB/CB,RAM/ROM,微机,I/O,口,微机系统,I/O,设备,23,2),调速系统（调速器部分）,l,硬件,I/O,口：,A/D,，,D/A,，开关量输入,/,输出,l,软件及其运行方式,主控程序以一定周期运行；,扫描输入：键盘,/,按钮、开关位置、模拟量,(,频率,/,接力器行程,/,导叶开,度等,),采集；,控制策略：根据当前状况计算控制量；,输出：,D/A,转换（接力器行程指令）、工作状态的显示。,频率采样程序则以中断方式运行。,24,3),单板机,l,硬件,I/O,口：开关量输入,/,输出。,l,软件及其运行方式,主控程序以一定周期运行；,扫描输入：键盘,/,按钮,控制策略：根据当前状况及键盘,/,按钮状态进行相应操作,编辑指令、运行程序、等待等；,输出：工作状态的显示。,复位程序则以中断方式运行。,异同点：所有系统均包含微机的核心部分，硬件上差异在,I/O,部分；,程序运行框架大同小异，一般以定时方式启动，完成输入,/,处理,/,输出。,25,2.0.3,微机控制系统的难点,1,）系统开发的快捷,2,）,保证系统的可靠运行,硬件缺点：很难形成工业化生产，线路设计没有优化，元器件,没有严格筛选，抗干扰措施不够。,软件缺点：没有统一标准，技术文档缺失，缺乏后续改进和维护。,3,）,系统维护的简便,系统维护人员需要有对计算机硬件和软件有深入详细的掌握。,26,2.1,可编程控制器的构成及原理,2.1.1 PC(PLC),硬件框图,编,程,器,编程接口,扩展接口,输出接口,电源、后备电池,通信接口,输入接口,智能接口,CPU,模块,ROM,、,RAM,27,* CPU,模块：,CPU,操作系统、用户程序存储器总结控制、计数器、定时器、继电器,*,数字开关量输入,/,输出（,I/0,）,*,模拟量,*,通信：人,机、机,机,*,智能,I/0,：自带,CPU,、独立工作（模拟、定位、声音、通信、,PIC,）,*,扩展,I/0,：,*,编程,28,2.1.2,原理,自 检,输入处理,执行用户程序,输出处理,特殊处理,顺序执行？,定时到,?,29,2.2 PC,分类及主要系列简介,2.2.1 PC,分类,1),按规模分类,30,性能 机型,微型,小型,中型,大型,CPU,单,CPU8/16,位,单,CPU8/16,位,双,CPU16/32,多,CPU16/32,I/0,量,80,点,2048,点,速度,2050ms/k,字,1020ms/k,字,510ms/k,字,13ms/k,字,存储量,1k,字,64k,字,指令,少,多,多,多,编程语言,梯形图、流程图、功能块图、高级语言,特殊模块,A/D,、,D/A,、,通信,A/D,、,D/A,、,定位、通信、触摸屏,A/D,、,D/A,、,通信、定位、触摸屏,A/D,、,D/A,、,通信、定位、触摸屏、声音,31,2,）按结构分类,*,单元型（整体型）,.,微型,硬件（,CPU,、,I/0,、电源）一体，可扩展,简单,*,模块型,大、中型,模块化、标准化,灵活、扩展组合方便,*,混合型,小型,基本单元、扩展单元,+,扩展模块,兼具以上两种优点,32,2.2.2 PC,主要生产厂家,1,德国西门子（,SIEMENS,）,SIMATIC S7,200,，,S7,300,，,S7,400,2,美国,GE,GE90,20,，,GE90,30,3,美国,A-B,（,ALLEN,BRADLEY,）,PLC-5/XX,（,10,、,12,、,15,、,25,、,40,、,60,、,250,）,SLC,4,施耐德公司（,SCHNE1DER,）,ModiconTSX MICRO, Modicon TSX 984,5,日本欧姆龙,（,OMRON,）,SYSMAC CVMI/CV CLOOH, C200HX/HG/HE,CQM1/CV,33,6,日本三菱（,MITSUBISHI,）电气公司,FX0S,，,FX0N,，,FX2n, AnS, MELSEC-Q, FX1N, FX1Z, FX,2NC,7,罗克威尔（,ROCKWELL,）公司,SLC 500,，,Micrologix 1000,8,日本松下（,Natiomal,）公司,FP3,9,日本光洋（,KOYO,）公司,SG-8,10,日本富士（,FUJ1,）公司,FLEX-PC,11,日本东芝（,TOSH1BA,）公司,EX100,34,2.3 CPU,单元（模块）,2.3.1,微处理器（,CPU,）,1,处理器,总线控制、自诊断、输入,/,输出、字节指令、计数,/,定时,2,位处理器,位指令、语言转换（梯形图,机器语言）,3,协处理器,运算、超越，,2.3.2,存储器,ROM,RAM,备用得电池,E,2,PROM,35,2.3.3,操作、显示,运行、停机,电源、后备电池，,CPU,出错,2.3.4,编程器接口,RS232C,，,RS422,36,2.4,开关量输入,/,输出,2.4.1,开关量输入模块,2.4.2,开关量输出模块,37,2.4.1,开关量输入模块,1,直流输入模块,源入（,source,）,漏入（,sink,）,源入：电流由输入点流入。,38,39,漏入：电流由输入点流出。,40,*,限流：,不同,PC,输入电流（,7-10,）,mA,。,* 滤波,* 过压保护,* 光电隔离,* 输入显示,* 电源可由外接，也可由,PC,提供,41,2,交流输入模块,* 滤波,* 电流,* 光隔,* 电源一般由外,部,供给,* 输入显示,42,43,2.4.2,开关量输出模块,1,直流输出模块,继电器输出模块,*,光电隔离,*,电接点输出,*,接点间并压敏电阻,*,输出显示,44,45,源出：电流由输出点流出。,46,漏出：电流由输出点流入。,47,输入与输出的配合,a,漏出,/,漏入。,b.,源出,/,源入,48,2,交流输出,* 滤波电容,* 压敏电阻,* 光电隔离,* 输出指示,49,2.5.,特殊模块：,2.5.1,、 模拟量输出模块,（,D/A,）,2.5.2,、 模拟量输入模块（,A/D,）,2.5.3.,定位模块,FX2N-1PG,2.5.4,、 位置控制模块：,2.5.5.,通信,2.5.6,、 模拟控制模块：,A84AD,2.5.7,、,CRT/LCD,模块,2.5.8,、,ASC,码显示单元,A6FD,2.5.9,、 音频输出模块,A11VC,2.5.10,、,PID,控制模块,A8ICPU,2.5.11,、存贮器卡与并行接口模块,AD59,2.5.12,、中断输入模块,AI61,2.5.13,、多路,A/D,，,D/A,转换模块,50,2.5.1,、模拟量输出模块,（,D/A,）,51,使用,FROM TO,指令。,占用,8,点,I/O,，但不影响正常入、出地址，只影响总,I/O,点数。,*,-10,+10V,0,20MA,*,光隔,*,内,部,提供,15V,、,5V,电源。（,24V,直流,DC/DC,）,*,方式，偏移（,0,点）、增益开关。,*,分辨率,5mV,（,10V,满程。,1/2000,）。,精度,+/-1%,*,转换时间,2.5mS,10mS,* 5V,，,30mA,；,24V,，,130mA,。,*,占用,I/0,点，,8,点。,52,1,缓冲存贮器：,32,个,16,位存贮器,0#,31#BFM,*,模似输出模式（电流,/,电压）,*,通道,1/,通道,2,输出数据,*,最后一个数据复位,*,偏移,/,增益整定,*,偏移数据,数字是,0,时的输出值,*,增益数据,数字是,1000,时的输出值,*,错误状态,*,识别码（,K3010,）,53,2 FNC 79 16,进制,00010000,54,3,偏移和增益调整,.,用开关调整,三个选择开关,一个增减开关,一方方式开关, 用程序调整,H10BFM#0,K1BFM#21,KXBFM#123(offset),K2000BFM#24(gaim),KXBFM#22,（,offset/gain set,）,FX-2DA A62DA,（,2ch,，,32,点。,2000,。,10V,，,+4,20mA,AOJ2-A2DA,（,2ch,，,64,点）。,55,2.5.2,、模拟量输入模块（,A/D,）,56,使用,FROM,，,TO,指令,占用,8,个,I/O,点,*,-10V,+10V,+4,+20mA,-20mA,+20mA,*,光隔,*,由,内部,提供,15V,电源,*,方式偏移，增益开关,*,分辨率：,5mV,（,10V,满量程）,精度：,+/-1%,*,转换时间：,15mS/,延长,*,5V,，,30mA,，,24V,，,50mA,*,占用,I/O,点：,8,点,57,1,缓冲存贮器,BFM#0,#31,*,逻辑初始化,0 -10V,+10V,* CH1,平均采样数（,1,4096,）,H0000 1 +4,+20mA,CH2,平均采样数,2 -20,+20mA,CH3,平均采样数,3 OFF,CH4,平均采样数,*,CH1,平均值,CH2,平均值,H3310,CH3,平均值,CH1 -10V,+10V,CH4,平均值,CH2 +4,+20mA,* CH1,现行值,OFF,CH2,现行值,OFF,CH3,现行值,CH4,现行值,*,偏移，增益调整,*,错误状态,*,识别码（,K2010,）,58,2 FNC 79,59,3,偏移，增益调整。, 用开关。, 用程序,H0000 BFM#0,K1BFM#21,K0BFM#23,K2500 BFM#24,K3BFM#22,60,2.5.3.,定位模块,FX2N-1PG,* 1,轴,*,最大输出脉冲数,10PPS-100KPPS,*,定位单位,0.001,0.01,0.1,1mm,或,1,，,10,，,100,，,1000PLS,*,最大指令值,999.999,*,指定位置,相对或绝对,*,原点返回,手控式或自动,*,占用,I/O,点,8,点,*,输出,FP,正转脉冲,RP,反转脉冲,CLR,偏差计数清空,61,62,2.5.4,、位置控制模块：,1,脉冲串输出：（,AD71,，,ADJ2-D71,）,*,具有线性内释功能的,2-,轴位置模块（双座标）,AD71,用于,A1,、,A2,、,A3,；,AOJ2-D71,用于,AOJ2,。,*,广泛的位置范围,1,16252928,高速：,10,200000,脉冲,/,秒,10,120000,毫米,/,分,1,12000,英时,/,分,1,12000,度,/,分,齿隙游移校正，错误校正,定零点，慢进给操作，手握脉冲发生器慢速移动,63,*,占用,I/O,点数：,AD71,（,32,点）,HOJ2-D71,（,64,点）,数据容量：,400,点,/,每轴。,定位方法：,绝对,/,增量。,加,/,减速时间：,64,4999mS,自动梯形加速,/,减速。,电源（外接）：,5/12/24VDC,，,150mA,64,65,2.5.5.,通信,1 RS422,FX2N-422-BD 50,米,2 RS232,FX2N-232-BD FX2N-232IF,非绝缘,光电隔离,15,米,数据位,7,位，,8,位,奇偶校验,无，奇，偶,停止位,1,或,2,分辨率,300/600/1200/2400/4800/9600/19200BPS,66,3 RS485,FX2N-485-BD 50,米,4,电压输出：（,AD72,）,*,电压输出：,2-,轴定位模块，具有线性内释动能。能用于闭环精密位控回路的伺服马达控制。,*,占用点数：,48,点,控制轴：,双轴（,2-,轴）,定位数据容量：,400,点,/,每轴,定位方法：,绝对,/,增量,定位范围：,1,16252928,脉冲,0.1UM,162M,10,英时,16200,英时,10,度,16200,度,67,定位速度：,10,200000,脉冲,/,秒,10,120000,毫米,/,分,1,12000,英时,/,分,1,12000,度,/,分,校正：齿隙游移校正，错误校正,加,/,减速：,64,4999MS,，自动梯形加,/,减速。,定零点：慢进给操作，手控脉冲发生器低速移动。,模似输出：,3,10V,（可源）,电,源：,5/12/24V,，,150MA,。,偏码方式：,OC,，,TTL,，（最大,50K/,秒）。,68,69,2.5.6,、模拟控制模块：,A84AD,* 4,个通道的模拟控制模块，可直接连接,PT100,，热电偶或半导体型的温度传感器。无需设置前置放大器，也无需进行线性处理。,*,偏差和增益精度调整，瞬时值,/,平均值。,*,占用,I/O,点数：,48,点。,通道数：,4,数字,I/O,：,0,2074,或,-1024,+1023,转换速度：,温度传送：,10MS/,延长,模拟输入：,5mS/,延长,模似输出：,0.8mS,电,源；,24V,，,0.53A,。,70,2.5.7,、,CRT/LCD,模块,廉价的图示照视系统，,CRT,，等离子显示器,LCD,专用输入键盘、专用显示器（单色）。,AD57,、,AD57,（,SI,）,AD58,、,AD57-KeyBoard,A6CRT-E,。,AD57 AD57,（,SI,）,AD58,占用点：,64 6464,联,接：,彩显、单显、等离子,彩显、等离子异常,LCD,显示结构：标,80,字符,20,行,（,8,20,点,/,每个字符）,准,40,字符,20,行,（,16,20,点,/,每个字符）,加,40,字符,10,行（,8,20,点,/,每个字符）,大,20,字符,10,行（,16,20,点,/,每个字符）,71,可输入的画面数据：,标,准：,8,屏幕,扩,大：,22,屏幕,输入点数：,64,输出点数；,16,外,部,电源：,24V,、,0.16A,字符发生器,ROM,数据,ROM,：,16KHROM,，（,16KROM,不能用！）,72,73,2.5.8,、,ASC,码显示单元,A6FD,* LED,显示,*,16,个字符,/,标，最大字符,17mm,。,5,7,点,/,字符,16,个字符,/,行,*,占用输出点：,10,，用晶体管输出控制,8,数据,1,脉冲迭送,1,共用（地）,12/24V,（,4/10mA,）,74,2.5.9,、音频输出模块,A11VC,*,程序选择,60,个预先记录的一个声音信息输出,*,专用话筒录音,*,占用,I/O,点：,16,点,*,音频合成方式：自适应三角形调制,*,总记录时间：,32/64,秒,*,信息记录通道数：,60,（,1,60,）,*,每通道记录时间：,1,，,2,，,4,，,8,秒可送,*,音频输出：内,部扬,声器,8,，,0.3W,内,部,放大器,8,，,5W,外,部,放大器输出,600,，,1V,*,音频频率特性：,100H,2500H,*,存贮器：,16KRAM,或,16KROM,*,外接电源：,24V DC,，,0.06A,75,2.5.10,、,PID,控制模块,A8ICPU,*,含量程,PID,，,64,个回路,*,具有实时时钟功能，同时使用,CRT,模块,AD5791,可在,CRT,显示,PID,状态。,*,可与,A68AD,，,A6DA,连接,*,占用点数：,128,点,*,程序数：,32,（,250,步,/,程序）,*,采样周期：,0.01,99.99,秒,*,参数范围：,KP,：,0.01,100.0,KI,：,1,32767,秒,KD,：,0,200.00,秒,滤波常数：,0,1.00,*,设备数：,I/O,：,512,点,内部继电器：,1024,计时器：,128,数据寄存器：,1024,76,2.5.11,、存贮器卡与并行接口模块,AD59,*,占用点：,32,*,标准：,contronics,* FIFO,存贮器：,1024,字节,*,隔离：光隔,*,电平：,TTL,*,存贮容量：,32K,字（,CMOS,，固态,RAM,）,电池供电,RAM,：,5,年,77,2.5.12,、中断输入模块,AI61,*,占用点数：,32,点,*,中断输入点数：,16,*,隔离方式：光隔,*,输入电压：,12/24V DC,输入电阻：,2.4K,输入电流：,6/14mA,*,最大同时接送点数：,100%,（,16,点同时）,*,响应时间：断,通,0.2mS,通,断,0.2mS,*,中断号：上升沿,/,下降沿,78,2.5.13,、多路,A/D,，,D/A,转换模块：,1 A616AD 16,路,A/D,*,占用,32I/O,点,*,-10V,+10V,，,-20MA,+20MA,* -48,4047/-2048,+2047,* 1/400,，,0.3%,*,转换时间：,0.6mS/,通道,79,2 16,路,D/A,A616DAIA616DAV,占用点：,32,通道数,16,输,入：,0,4096,-4096,+4096,输,出：,0,20mA,-10V,+10V,精,度：,0.5%,分辨率：,2.64mA,1.3mV/0.65mV,速 度：,0.5mS/,通道,80,3,多路开关,A60MX,A60MXR,占用点：,16,16,通道数：,16,16,多路元件：半导体开关,（,CMOS,）,水银继电器（湿度）,通送间绝缘：不能能,精度：,0.2%,0.2%,模拟输入：,-10,+10V-10,+10V,-20,+20mA-20,+20mA,模拟输出：,-10,+10V-10,+10V,81,2,6,通信系统,1,、概述,2,、,MELSEC NET,数据通信系统,3,、,MEL9EC NET/MINI,数据通信系统,4,、与计算机通信的接口模块,82,1,、概述,*,当前工厂自动化（,FA,）和柔性制造系统（,FMS,）时代,高质量、高性能。,新思路、新控制策略任务在系统中。,* 工厂自动化一般分成三级,数据管理级,计算机系统,数据控制级,PLC,或计算机,顺序控制，连续控制,PLC,*,通信,同一级或不同级间的通信和工具和接口。,83,2,、,MELSEC NET,数据通信系统,1,特点：,多层（最多分三层）数据通信系统，每层可达,64,从站或远程,I/O,站，或两者混合。,可用的噪光导行系统电系统，也可用经济的同轴电系统。,速度可高达,1.25MBPS,（位,/,秒）,标准系统备,RS232C,和,RS422,计算和运行接口，还可自装入,RS422,接口构成,1:32,多点通信。,84,2,环路通信结构,若某一段主环、副环均坏。可有回送功能，即主环发（收），由同一路程副环收（发）。,网络中有,1024,位通信继电路和,1024516,位通信寄存器被所有的站适当地加以使用。,85,3,网络用模块,空站：,光站,：,AJ71P32,双绞：,AJ71T32,*,可联,64,个远程,I/O,站,* 通信点数：输入,（,x,）,512,点,输出,（,y,）,512,点,刷新时间：,3,4mS,，,1.5MBPS,环形：站间距离,50M,。,86,87,3,、,MEL9EC NET/MINI,数据通信系统,MINI,网络：,将常规远程,I/O,系统加以扩展，把小型,PLC,（,F1,、,F2,、,Fx,）。,交流电和变频调速装置。,* 快速,I/O,刷新：空站与远程,I/O,站之间，,512,点只需,3,4ms,。,* 最多控制,512 I/O,点。,* 可与,MEL9EC NET,网组合。,88,4,、与计算机通信的接口模块：,计算机通信功能,：,AJ71C24,（,-S3,）,AD51E,AO52-C214,AJ71C24-S3AO52-C214AD51E,接口：,RS232C 1 1 2,RS422 1 1 2,传输速度：,300,，,600,，,1200 300,，,600,，,1200 300,，,600,，,1200,BPS2400,，,4800 2400,，,4800 2400,，,4800,，,9600,9600,，,19200 9600 19200,89,向主站,CPU,存取数据能力：所有内,部,软元件，参数、程序、特殊功能模块缓冲存贮器,可联站数：,RS232C 1:1 1:1 1:1,RS422 1:32 1:32 1:32,multidvop link,90,2.7,编程设备,1,、手持编程器：,A7PU,* 2,个,RS422,接口,与,PC,相连，与远程装置相连,1,个音频接口,音频磁带存贮器程序和数据,*,LCD,显示,2,、便携式多功能等离子图形编程器,A6PHPE,便携式多功能,LCD,图形编程器,A6HGPE,* 1,个,3.5,英寸驱动器,*,1,个,RS232C,接口,1,个,RS422,接口,*,可与,ROM,容入器,A6WV,相连。,91,3,、智能编程器,A6GPPE,*,强有力的检错和编程功能，可与,MELSEC NET,从站通信。,*,打印功能,具有,RS232C,接口的打印机。,*,2,个,3.5,英寸软驱动器（,FLOPPY DESK DRIVES,）,FDD,* P-ROM,容入器功能,2716,，,2732,，,2746,，,27128,，,27256,。,*,存贮卡接口功能,*,丰富的各种软件包。,4,、,IBM-PC/XT,软件,*,A6GPPE,所有功能均可在,IBM-PC/XT,上实现,*,RS422/RS232C,接口转换,*,MEDOC,软件,92,2.8,微型,PLC FX0,（,1992,、,6,）,1,、基本规格,入,/,出（继电器）,1,交流供电,FX0-14MR-ES 8 6 100,80,75,FX0-20MR-ES 12 8 130,80,75,FX0-30MR-ES 16 14 170,80,75,2,直流,24V FX0-14MR-DS 8 6 100,80,75,供电,FX0-24MR-DS 12 8 130,80,75,FX0-30MR-DS 16 14 170,80,75,晶体管输出,FX0-14MT-DSS 8 6 100,80,75,FX0-20MT-DSS 12 8 130,80,75,FX0-30MT-DSS 16 14 170,80,75,93,2,、特性,执行速度,1.6,3.6mS/,基本指令，几百,mS/,应用指令,程,序,800Step EEPROM,指,令,顺序,20,，步进,2,，应用,35,辅助继电器,运用：,M0-M495,（,496,点）,锁存：,M496-M511,（,16,点）,特殊：,M8000-M8255,（,56,点）,状,态,初始,S0-S9,（,10,点）,运用,S10-S63,（,54,点）,定时,100ms 0.1,3276.7,T0-755,（,56,点）,10mS 0.01,327.67,T32-755,（,24,点,）,模,拟,0,25.5,D8013,（,1,点）,94,16,位计数器,运用,C0-C13,（,14,点）,电池,C14-C15,（,2,点）,高速,C235-C249,（,4,点）,C251-C254,（,1,点）,寄,存,器,D0-D29,（,30,）,D30-D31,（,2,）,D8000-D8069,（,27,）,指,针,P0-P63,常,数,I0,-I8,95,2.9 FX2n,特殊模块,2.9.1 FX2n-4AD/2AD,2.9.2 FX2n,4DA/2DA,2.9.3,通信模板,2.9.4,定位模块,FX2N,1PG,96,2.9.1 FX2n-4AD/2AD,1,特性,项目,电压输入,电流输入,根据是电流输入还是电压输入，使用端子有所不同,模拟量输入范围,DC-10V,+10V(,输入电阻,200K,，绝对最大输入,15V),DC-20,+20mA(,输入电阻,250,欧姆，绝对最大输入,32mA),数字输出范围,带符号位的,12,位二进制（有效数值,11,位）,2047,以上固定为,2047,，,2048,以下固定为,2048,分辨率,5mV,（,10VX1/2000,）,20uA,（,20mA 1X1/2000,）,综合精确度,1,（相对于最大值）,转换速度,15msX,（,1,4,）通道（高速转换方式为,6msX,（,1,4,）通道）,隔离方式,光电隔离及采用,DC/DC,转换器使输入和,PLC,电源间隔离（各输入端子间不隔离）,模拟量用电源,DC24V,10% 55mA,输入输出占有点数,程序上为,8,点（计输入或输出点均可）由,PLC,供电的消耗功率为,5V,，,30mA,97,2,内部,RAM,及编程,98,2.9.2 FX2n,4DA/2DA,1,特性,项目,电压输出,电流输出,根据是电流输出还是电压输出，使用端子有所不同,模拟量输出范围,DC-10V,+10V(,外部负载电阻,1K,1M),DC4,+20mA(,外部负载电阻,500,欧姆以下,),数字输入范围,带符号位的,12,位二进制但有效数值为,11,位（,-2048, ,2047,）电流输出（,0,2047,）,分辨率,5mV,（,10VX1/2000,）,20uA,（,20mA 1X1/2000,）,综合精确度,1,（相对于最大值）,转换速度,15ms,（,4,通道）,隔离方式,光电隔离及采用,DC/DC,转换器使输入和,PLC,电源间隔离（各输入端子间不隔离）,模拟量用电源,DC24V,10% 130mA,输入输出占有点数,程序上为,8,点（计输入或输出点均可）由,PLC,供电的消耗功率为,5V,，,30mA,99,2,内部,RAM,及编程,100,2.9.3,通信模板,1 FX2n,422-BD,规格,内容,型号,FX2N-422-BD,适用,PLC,系列,FX2N,系列,传送规格,RS422,绝缘方式,非绝缘,传送距离,50m,消耗电流,30mA/DC5V(,由,PLC,供电,),通信协议和程序,专用，编程规定,主要连接设备,DU,GOT,及编程工具,附属件,螺钉（,2,个）,101,2 FX2N,232,BD,规格,内容,型号,FX2N-232-BD,适用,PLC,系列,FX2N,系列,传送规格,RS232C,绝缘方式,非绝缘,传送距离,15m,消耗电流,30mA/DC5V(,由,PLC,供电,),通信方式,半二重双向,/,全二重,数据长度,7,位或,8,位,奇偶校验,无，奇数，偶数,停止位,1,位或,2,位,波特率,300/600/1200/2400/4800/9600/,19200b/s,主要可连接机器,各种,RS232C,机器,附属件,螺钉（,2,个）,102,3FX2N,485,BD,规格,内容,型号,FX,2N,-485-BD,适用,PLC,系列,FX,2N,系列,传送规格,RS485/RS422,绝缘方式,非绝缘,传送距离,50m,消耗电流,60mA/DC5V(,由,PLC,供电,),通信方式,半二重通信,数据长度,7,位或,8,位,奇偶校验,无，奇数，偶数,停止位,1,位或,2,位,波特率,300/600/1200/2400/4800/9600/19200b/s,标题,没有，或任意数据,控制线,没有，硬件，调制解调器方式,和数校验,附加和码，不附加和码,结束符号,没有，或任意数据,协议和步骤,专用协议（形式,1,或,4,）,主要可连接机器,计算机连接，并列连接，简易,PLC,间连接,附属件,螺钉（,2,个）,103,2.9.4,定位模块,FX2N,1PG,项目,规格,控制轴数,1,轴（对应,1,台,PLC,，最多可接,8,台）不能做插补控制,输入,/,输出占有点数,每台占有,PLC,的输入或输出,8,点,脉冲输出方式,开式连接器，晶体管输出,DC5,24V 20mA,以下,控制输入,操作系统：,STOP,，机械系统：,DOG,（近点信号），支持系统：,PGO(,零点信号,),，正转界限，逆转界限等，其它输入接在,PLC,上,控制输出,支持系统：,FP,（正转脉冲），,RP,（反转脉冲），,CLR,（偏差计数器清零）,104,2.10 FX2N,硬件配置,2.10.1,基本单元,（,17,种）,1,规格：,16/32/48/64/80/128,2,电源,100,240V=24V,3 MS,可控硅输出,MT,晶体管输出,MR,继电器输出,FX2N,64MT,，,FX2N,128MR,2.10.2,扩充单元（,5,种）,1,规格：,32/48,2,电源：,100,240V=24V,3,型号：,ES ET ER,2.10.3,扩展模块（,7,种）,1,规格,16,2,型号,EX,输入,EYR,继电器输出,EYS,可控硅输出,YET,晶体管输出,105,2.10.4,主要特殊模块,FX,2N,4AD,FX,2N,4DA,FX,2N,4AD,PT,FX,2N,4AD,PC,FX,2N,1HC,FX,2N,1PG,FX,2N,232,I,F,FX,2N,232,BD,FX,2N,422,BD,FX,2N,485,BD,FX,2N,(,现场总线,FB),2.10.5,主要外设,F940 GOT,彩色,F940 GOT,黑白,106,第三章,PC,（,PLC,）软件,3.1,硬件,/,软件结构关系,3.2 FX,2N,基本性能和软元件,3.3,编程语言和软件基本概念,3.4,基本逻辑指令（以,FX2,为例）,3.5,步进顺控指令,状态转移图,3.6,应用指令（功能指令）,107,3.1,硬件,/,软件结构关系,操作系统：,PLC,微处理器,存储器管理,输入,/,输出管理,通信管理,语言转换,控制应用（用户）程序执行,108,3.2 FX,2N,基本性能和软元件,3.2.1,性能,3.2.2,软元件,109,3.2.1,性能,1,速度：基本指令,0.08mS/,命令,应用指令,数,1.52ms,数,100ms/,命令,2,程序容量：内附,8k,步,RAM,，可装,RAM,。,EPROM,，,E,2,PROM,存储 卡盒最多达,16k,步。,3,指令数：基本、顺序：,27+2,应用：,128,种,298,个,110,3.2.2,软元件,1,输入继电器：,X0,X267 184,点,2,输出继电器：,y0,y267 184,点,但输入点数,+,输出点数,=256,点,3,辅助继电器：一般,M0,499,，,500,点,锁存,M500,M3071,，,2572,点,特殊,M8000,M8255,，,256,点,4,状态继电器：初始化,S0,S9 , 10,点,一般,S10,S499, 490,点,锁存,S500,S899,，,400,点,报警,S900,S999,，,100,点,111,5,定时器,100ms T0,T199,，,100,点,10mS T200,T245,，,46,点,1ms(,积算,) T246,T249 4,点,100ms,（积算）,T250,T255 6,点,模拟,1,点,6,计数器,增计数,一般,C0,C99,，,100,点,锁存,C100,C199,，,100,点,增,/,减计数,一般,C200,C219,，,20,点,锁,存,C220,C234,，,15,点,高,速,1,相,60KHZ 2,点,C235C246,2,相,30KHZ 1,点,112,7,数据存储器,通用,一般,D0,D199 200,个字,锁存,D200,D7999 7800,个字,特殊,D8000,D8255,，,256,个字,变址,V0,V7,，,Z0,Z7,，,16,个字,文件,D1000,D1499,8,指针,转移,P0,P127 128,点,中断,I0,I8,15,点,9,嵌套,N0,N7 8,点,10,常数,十进制,K -32768,+32767,-2147483648,+2147483647,十六进制,H 0,FFFF,（,H,）,0,FFFFFFFF,（,H,）,113,3.3,编程语言和软件基本概念,3.3.1,编程语言,1,梯形图,*,逻辑关系清晰,*,编程简单、可靠,*,更改、维护方便,*,一般用计算机软件编制,2,指令语言,(,助记符语言,),类似于汇编语言,0 LD X0,1 OR Y0,2 ANI X2,3 OUT Y0,4 END,3,流程图语言,(,机械制造的工艺流程等常用,),能表示过程中动态变量与信号的相互连接，分支、判断等一目了然。,4,其它：现正探索采用,FORTRAN,、,C,和,PASCAL,等高级语言。,114,3.3.2,基本概念,1,步序号、操作码、操作数、变量、常数,步序号,指令执行的序号,操作码,指令名称,操作数,数据,变量,位元件，字元件,常数,K,，,H,2,编程通则,(1),形式,MEAN FNC 45,取平均值指令,(2),数据长度,D,双倍字运算,(3),执行方式,P,脉冲执行,115,(4),位元件字操作,*,X,、,Y,、,M,、,S,位元件,T,、,C,、,D,字元件,*,位元件组合,4,个位一组,K2M0,表示,K4,例如：,MOV X0 D100,意思是把,X33,X30,。,X03,X00,存到,D100,（,5,）程序流控制,子程序,CALL,，,SRET,中断,中断返回,IRE