电气控制与组态设计优质课件

plc,第一级,第二级,2021/1/29,#,2024/11/27,1,可编程序控制器问世于,1969,年。是美国汽车制造工业激烈竞争的结果。更新汽车型号必然要求加工生产线改变。正是从汽车制造业开始了对传统继电器控制的挑战。,1968,年美国,General Motors,公司，要求制造商为其装配线提供一种新型的通用程序控制器，并提出,10,项招标指标。这就是著名的,GM 10,条。,第一章 可编程控制器的基本知识,第一节 可编程控制器的产生和发展,一、可编程控制器的产生,2024/11/27,2,编程简单，可在现场修改程序,；,可靠性高于继电器控制柜；,体积小于继电器控制柜；,维护方便，最好是插件式；,可将数据直接送入管理计算机,；,在成本上可与继电器控制柜竞争；,输入可以是交流,115V,；,输出为交流,115V,、,2A,以上，能直接驱动电磁阀等；,在扩展时，原系统只需很小变更；,用户程序存贮器容量至少能扩展到,4K,。,GM10,条是可编程序控制器出现的直接原因：,2024/11/27,3,可编程控制器的发展及定义,1969,年，美国数据设备公司,(DEC),研制出世界上第一台可编程控制器，并成功地应用在,GM,公司的生产线上。这一时期它,主要用于顺序控制，只能进行逻辑运算，故称为可编程逻辑控制器，简称,PLC(Programmable Logic Controller),。,70,年代后期，随着微电子技术和计算机技术的迅猛发展，使,PLC,从开关量的逻辑控制扩展到数字控制及生产过程控制领域，,真正成为一种电子计算机工业控制装置,，,故称为可编程控制器，简称,PC(Programmable Controller),。但由于,PC,容易和个人计算机,(Personal Computer),相混淆，故人们仍,习惯地,用,PLC,作为可编程控制器的缩写。,2024/11/27,4,1985,年,1,月,国际电工委员会的定义,：,“可编程序控制器是一种数字运算的电子系统，,专为工业环境下应用而设计,。,它采用可编程序的存储器，用来在内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字式、模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程序控制器及其有关设备，都应按,易于与工业控制系统联成一个整体，易于扩充的原则设计,”。,2024/11/27,5,PLC,与传统的继电器逻辑相比,可靠性高、逻辑功能强、体积小。,在需要大量中间继电器、时间继电器及计数继电器的场合，,PLC,无需增加硬设备。,随着要求的变更,PLC,对程序修改方便。继电器线路要想改变控制功能，必须变更硬接线，灵活性差。,具有网络通讯功能，可附加高性能模块对模拟量进行处理，实现各种复杂控制功能。,2024/11/27,6,PLC,与工业控制计算机相比,PLC,继承了继电器系统的基本格式和习惯,，,对于有继电器系统方面知识和经验的人来说，尤其是现场的技术人员，学习起来十分方便。,PLC,一般是由电气控制器的制造厂家研制生产，,各厂家的产品不通用。,工业控制机,是由通用计算机推广应用发展起来的，一般由微机厂、芯片及板卡制造厂开发生产。它在硬件结构方面的突出优点是,总线标准化程度高，产品兼容性强。,PLC,的运行方式与工业控制机不同，,微机的许多软件不能直接使用。,工业控制机可使用通用微机的各种编程语言，对要求快速、实时性强、模型复杂的工业对象的控制占有优势。但它要求使用者具有一定的计算机专业知识。,2024/11/27,7,PLC,和工业控制机都是专为工业现场应用环境而设计的。,都具有很高的可靠性。,PLC,一般具有模块结构，,可以针对不同的对象进行组合和扩展。,2024/11/27,8,第二节 可编程控制器的基本结构,PLC,的系统结构,2024/11/27,9,PLC,各部分的作用,CPU,诊断,PLC,电源、内部电路的工作状态及编制程序中的语法错误。,采集现场的状态或数据，并送人,PLC,的寄存器中。,逐条读取指令，完成各种运算和操作。,将处理结果送至输出端。,响应各种外部设备的工作请求。,2024/11/27,10,PLC,各部分的作用,存储器,系统程序存储器,：用以存放系统管理程序、监控程序及系统内部数据。,PLC,出厂前已将其固化在只读存储器,ROM,或,PROM,中，用户不能更改。,用户存储器：,包括用户程序存储区及工作数据存储区。这类存储器一般由低功耗的,CMOS-RAM,构成，其中的存储内容可读出并更改。,注意：,PLC,产品手册中给出的,“,存储器类型,”,和,“,程序容量,”,是针对用户程序存储器而言的。,2024/11/27,11,PLC,各部分的作用,输入输出接口电路,输入接口电路,：,采用光电耦合电路，将限位开关、手动开关、编码器等现场输入设备的,控制信号转换,成,CPU,所能接受和处理的,数字信号,。,PLC,的输入接口电路（直流输入型）,2024/11/27,12,PLC,各部分的作用,输出接口电路：,采用光电耦合电路，,将,CPU,处理过的信号转换成现场需要的强电信号输出，,以驱动接触器、电磁阀等外部设备的通断电。,有三种类型,：,继电器输出型,继电器输出型,：,为有触点输出方式，用于接通或断开,开关频率较低的,直流负载,或,交流负载,回路,。,2024/11/27,13,（,b,） 晶闸管输出型,（,c,） 晶体管输出型,（,NPN,集电极开路,）,（,d,）,晶体管输出型,（,PNP,集电极开路,）,晶体管输出型,：,为无触点输出方式，用于接通或断开,开关频率较高的,直流,电源负载。,晶闸管输出型：,为无触点输出方式，用于接通或断开,开关频率较高的,交流,电源负载。,2024/11/27,14,电源,PLC,的电源,是指将外部输入的交流电处理后转换成满足,PLC,的,CPU,、存储器、输人输出接口等内部电路工作需要的,直流电源电路或电源模块,。,许多,PLC,的直流电源采用直流开关稳压电源，不仅可提供多路独立的电压,供内部电路使用,，,而且,还可为输入设备提供标准电源。,2024/11/27,15,手持编程器,手持编程器采用,助记符语言编程,，具有编辑、检索、修改程序、进行系统设置、内存监控等功能。可一机多用，具有使用方便、价格低廉的特点。,缺点：,不够直观,可通过,PLC,的,RS232,外设通讯口,(,或,RS422,口配以适配器,),与计算机联机，,利用专用工具软件,（,NPST,GR,、,FPSOFT,、,FPWIN,GR,）,对,PLC,进行编程和监控,。,利用计算机进行编程和监控比手持编程工具更加直观和方便。,2024/11/27,16,输入输出,I,0,扩展接口,若主机单元的,I,O,点数不能满足需要时,，,可通过此接口用扁平电缆线将,I,O,扩展单元与主机相连，以,增加,I,O,点数,。,PLC,的最大扩展能力主要受,CPU,寻址能力和主机驱动能力,的限制。,实时数据库（DB）：是数据处理的核心，构建分布式应用系统的基础。,另外，触发信号的概念在这部分经常用到，实际上与前文提到的控制信号是一样的，可以是一个触点，也可以是多个触点的组合，用于控制(触发)相关程序的执行。,当比较指令中比较结果相同，或是算术运算结果为0时，R900B接通一个扫描周期。,置位、复位指令：SET、RST,项目中双击“数据库组态”启, F106 BSL, D ：寄存器D中的4位十六进制数左移1位，相当于左移二进制的4bits，移出的高4bits数据送到特殊数据寄存器DT9014的低4bits，同时D的低4bits变为0。,在Draw导航器中双击“实时,网络通信程序（NetClient/NetServer）：网络通信程序采用TCP/IP通信协议，可利用Intranet/Internet实现不同网络结点上力控之间的数据通信。,用于输入X或WX触点。,电梯的外部共分五层，每层都应该有呼叫按钮、呼叫指示灯、上升和下降指示灯，以及楼层显示器。,这一功能只有晶体管输出方式的PLC才具有，且需配合脉冲输出控制指令F164(SPD0)使用。,poiwinTB=1：显示退币框，,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。,如果电梯停在某一层，按下该层的外部呼叫也会输出R200或R201，电梯门也会打开。,对于F6(DGT)，在n的定义上有所不同，一是数据操作的最小单位为十六进制的1位，即1digit，相当于二进制的4bits；,4数据交换指令：F15(XCH)、F16(DXCH)、F17(SWAP),而且，在电梯内部也应有控制电梯开门、关门的按钮，使乘客可以在电梯停下时随时地控制电梯的开门与关门。,功能：刷新指定的部分I/O点。,8) Ctrl+F1,进行程序转换，然后保存文件即可。,锅炉点火过程控制程序,2024/11/27,17,第三节 可编程控制器的原理及,技术性能,PLC,的基本工作原理,微机：,等待命令,的工作方式,PLC,：,循环扫描,的工作方式,CPU,从第一条指令开始按指令步序号作周期性的循环扫描，如果,无跳转指令,则从第一条指令开始逐条顺序执行用户程序，直至遇到结束符后又返回第一条指令,，,周而复始不断循环，每一个循环称为,一个扫描周期。,2024/11/27,18,一个扫描周期主要分为三个阶段：,输入刷新阶段,程序执行阶段,输出刷新阶段,输入刷新,程序执行,输出刷新,一个扫描周期,输入刷新,PLC,的扫描工作过程,用,户,输,出,设,备,输,入,端,子,输,入,锁,存,器,输,入,映,象,寄,存,器,输,出,映,象,寄,存,器,输,出,锁,存,器,输,出,端,子,程序,执行,用,户,输,入,设,备,写,读,读,2024/11/27,19,PLC,的基本工作原理,由于输入刷新阶段是紧接输出刷新阶段后马上进行的，所以亦将这,两个阶段统称为,I,O,刷新阶段。,实际上，除了执行程序和,I,O,刷新外，,PLC,还要进行各种错误检测,(,自诊断功能,),并与编程工具通讯，这些操作统称为“监视服务”。一般在程序执行后进行。,扫描周期的长短主要取决于程序的长短。,由于每一个扫描周期只进行一次,I,0,刷新，故使系统,存在输入、输出滞后现象。,这对于一般的开关量控制系统不但不会造成影响，,反而可以,增强系统的抗干扰能力。,但对于控制时间要求较严格、响应速度要求较快的系统，就需要精心编制程序，必要时采用一些特殊功能，以减少因扫描周期造成的响应滞后。,2024/11/27,20,PLC,的主要技术指标,输入输出点数（,I/O,点数）,内存容量,注意：,“,内存容量”实际是指用户程序容量，不包括系统程序存储器的容量。,扫描速度,(,单位：,ms,k,或,s/,步。,),指令条数,内部继电器和寄存器数目,编程语言及编程手段,高级模块,主控模块可实现基本控制功能，,高级模块可实现一些特殊的专门功能。,如,A,D,和,D,A,转换模块等 。,2024/11/27,21,PLC,的内存分配及,I,O,点数,I,0,继电器区：,I,0,区的寄存器,可直接与,PLC,外部的输入、输出端子传递信息，,具有“继电器”的功能，有自己的“线圈”和“触点”。故常称为“,I,0,继电器区”。,内部通用继电器区：,只能在,PLC,内部使用，,其作用与中间继电器相似，在程序控制中可存放中间变量。,数据寄存器区,：,只能按字使用,，不能按位使用。一般只用来,存放各种数据,。,特殊继电器、寄存器区,：,被系统内部占用,，,专门用于某些特殊目的，一般,不能由用户任意占用,。,系统寄存器区：,用来,存放各种重要信息和参数。,通过用户程序，不能读取和修改系统寄存器的内容。,2024/11/27,22,第四节,PLC,的分类及功能,PLC,的分类,按结构形式分类,整体式,模块式,按功能分类,低档机,中档机,高档机,分 类,I,0,点数,程序容量,超小型机,64,点以内,256,1000,字节,小型机,64,256,1,3.6K,字节,中型机,256,2048,3.6,13K,字节,大型机,2048,以上,13K,字节以上,3.,按,I,O,点数和程序容量分类,2024/11/27,23,PLC,的主要功能,条件控制功能,定时计数控制功能,数据处理功能,步进控制功能,A,D,与,D,A,转换功能,运动控制功能,过程控制功能,扩展功能,远程,I,0,功能,通信联网功能,监控功能,2024/11/27,24,第五节,PLC,的特点、应用场合和发展趋势,PLC,的主要特点,可靠性高、抗干扰能力强。,主要有以下几个方面：,隔离,(,采用光电耦合器,),滤波,对,PLC,的内部电源采取了屏蔽、稳压、保护等措施。,设置了连锁、环境检测与诊断、,Watchdog,等电路。,利用系统软件定期进行系统状态、用户程序、工作环境和故障检测。,对用户程序及动态工作数据进行电池备份。,采用密封、防尘、抗振的外壳封装结构。,以集成电路为基本元件，内部处理过程不依赖于机械触点。,采用循环扫描的工作方式,，,也提高了抗干扰能力。,2024/11/27,25,可实现三电一体化,将电控,(,逻辑控制,),、电仪,(,过程控制,),和电结,(,运动控制,),集于一体，可以方便、灵活地组合成各种不同规模和要求的控制系统。,编程简单、使用方便、柔性好,体积小、重量轻、功耗低,2024/11/27,26,PLC,的应用场合,逻辑控制,：可取代传统继电器系统和顺序控制器。如各种机床、自动电梯、装配生产线、电镀流水线、运输和检测等的控制。,运动控制,：可用于精密金属切削机床、机械手、机器人等设备的控制。,过程控制,：通过配用,A,D,、,D,A,转换模块及智能,PID,模块实现对生产过程中的温度、压力、流量、速度等连续变化的模拟量进行闭环调节控制。,数据处理,多级控制,：,利用,PLC,的网络通信功能模块及远程,I,O,控制模块实现多台,PLC,之间、,PLC,与上位计算机的链接，以完成较大规模的复杂控制。,定义钱币个数：双击十元硬币个数字符“a”，出现“动画连接”画面，选择“数值输出”中的“模拟”项，作下图的定义。,FP1系列PLC的IO点数共有416点（输入X0X12F共208点，输出Y0Y12F也是208点），但受外部接线端子和主机驱动能力的限制，最多可扩展152点（C72型），其余的可作内部寄存器使用。,当X0断开时，不调用子程序，继续执行主程序。,在数据库中定义了上述5个点后，下面将建立一个I/O设备PLC，上述定义好的5个点的值将取自PLC。,将一个16位二进制数的任意指定位，拷贝到另一个16位二进制数据中的任意指定位中去。,自动售货机可退币10元、5元、1元、5角、1角硬币；,逻辑控制 ：可取代传统继电器系统和顺序控制器。,定义表示硬币个数的变量只用一位数即可。,而且，在电梯内部也应有控制电梯开门、关门的按钮，使乘客可以在电梯停下时随时地控制电梯的开门与关门。,D1：移位区内首地址寄存器；,ICTL指令应和DF指令配合使用。,由于X0、X1和X2三个触点并联，X2与X0同为常开触点，所以X2和X0具有同样的性质；,KP保持使输出为ON，并保持。,值得注意的是，这里有个“循环”的概念，即如果目的区位数不够，自动回到最小位，再进行拷贝。,插座是FP编程器与PLC、PC机或调制解调器相连接的接口。,格式： F140 STC 、 F141 CLC ,一般只用来存放各种数据。,此外，需要指出的是，该指令的操作数只能用内部字继电器WR，n为WR继电器的编号。,先在工具箱中点击“选择子图项”，在子图库中找到仪表中的数码管，放在显示屏中，作为投入显示，再复制两个，分别作为消费显示、余额显示。,二、FP1指令系统分类,2024/11/27,27,可编程控制器的发展趋势,在系统构成规模上,向大、小两个方向发展,；,功能不断增强，各种应用模块不断推出 ；,产品更加,规范化、标准化 。,2024/11/27,28,第六节,PLC,的几种编程语言,不采用微机的编程语言，采用梯形图语言、指令助记符语言、控制系统流程图语言、布尔代数语言等。其中,梯形图、指令助记符语言最为常用。,PLC,的设计和生产至今尚无国际统一标准，,不同厂家所用语言和符号也不尽相同。,但它们的梯形图语言的基本结构和功能是,大同小异,的。,2024/11/27,29,梯形图语言,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。,注意,：,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”。,常开触点 ：,常闭触点：,线圈：,注意：,它们并非是物理实体，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。,2024/11/27,30,指令助记符语言,助记符语言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。,助记符语言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。,2024/11/27,31,FP1,是一种功能很强的小型机，它的某些技术性能是一些同档次机型的小型机所不具备的。,具有通常只在大型,PLC,中才具备的功能。,通过主机上配有的,RS422,或,RS232,接口，可实现,PLC,与,PC,机之间的通信，将,PC,机上的梯形图程序直接传送到可编程控制器中去。,有近,200,条的指令。,数据处理功能比一般小型机强。,第二章,松下电工可编程控制器产品,FP1,介绍,2024/11/27,32,第一节,FP1,系列产品及技术性能,FP1,系列产品类型及构成,在,FP,系列产品中，,FP1,属于小型,PLC,产品。,该产品系列有,C14,、,C16,、,C24,、,C40,、,C56,和,C72,型等多种规格。扩展单元有,E8,E40,四种规格。,以,C,字母开头代表主控单元,(,或称主机,),，以,E,字母开头代表扩展单元,(,或称扩展机,),。后面跟的数字代表,I/O,点数,。,例如,C24,表示输入和输出点数之和为,24,。,2024/11/27,33,表,2-1 FP1,系列,PLC,主要产品规格简表,品名,类型,I,O,点数,内部寄存器,工作电压,输出形式,C14,标准型,8,6,EEPROM,DC24V,或,AC100,240V,继电器、晶体管（,NPN,、,PNP,）,C16,标准型,8,8,C24,C24C,标准型,带,RS232,口和时钟日历,16,8,RAM,C40,C40C,标准型,带,RS232,口和时钟日历,24,16,C56,C56C,标准型,带,RS232,口和时钟日历,32,24,C72,C72C,标准型,带,RS232,口和时钟日历,40,32,E8,8,0,4,4,0,8,继电器、晶体管（,NPN,、,PNP,）,E16,16,0,8,8,0,16,E24,16,8,DC24V,或,AC100,240V,E40,24,16,2024/11/27,34,RS232,口,电,池座,电源输入端子,输出端子,直流电源输出端子,输入端子,I/O,状态指示灯,扩展插座,方式选择开关,运行监视指示灯,电位器（,V0,、,V1,）,波特率选择开关,编程工具连接插座,FP1,系列,C24,型,PLC,控制单元的外形图,2024/11/27,35,RS232,口,只有,C24,、,C40,、,C56,和,C72,的,C,型机才配有。,该口能与,PC,机通讯编程，也可连接其它外围设备。,运行监视指示灯,当运行程序时，,“,RUN”,指示灯亮；,当控制单元中止执行程序时，,“,PROG”,指示灯亮；,当发生自诊断错误时，,“,ERR”,指示灯亮；,当检测到异常的情况时或出现“,Watchdog”,定时故障时，,“,ALARM”,指示灯亮。,电池座,电源输入端子,FP1,型主机有交、直流电源两种类型，交流型接,100,240V,交流电源，直流型接,24V,直流电源。,2024/11/27,36,工作方式选择开关,有三个工作方式档位，即,“,RUN”,、“,REMOTE,”,和,“,PROG”,。,输出端子,该端子板为两头带螺丝可拆卸的板。,带,“,”,标记的端子不能作为输出端子使用。,直流电源输出端子,在,FP1,系列,主机内部均配有一个供输入端使用的,24V,直流电源。,输人端子,该端子板为两头带螺丝可拆卸的板。输入电压范围为直流,12,24V,。,带,“,”,标记的端子不能作为输入端子使用。,跳转标记数(LBL)个数,/ 指令为逻辑取反指令，可单独使用，但是一般都是与其它指令组合形成新指令使用，如ST/。,当控制触点X0断开时，跳转指令不起作用，JP1与LBL1中间的指令正常执行，与没有跳转指令一样；,3) F17(SWAP)：16位数据的高低字节互换。,第五章 FP1的特殊功能及高级模块,PV=1; 释放鼠标时,TR$100.,AD与DA转换功能,易拉罐生产数量计数控制梯形图如下：,TuiBiok.,6和松下编程软件FPWIN-GR。,当运算结果溢出或由移位指令将其置1时，R9009接通一个扫描周期。,不能在子程序或中断程序与主程序之间跳转；,使用高级指令可使程序更加简单。,即三个开关中的任意一个开关状态的变化，都会引起输出Y0由“1”变到“0”，或由“0”变到“1”。,优点：可滤掉高频干扰，增强抗干扰能力。,PSHS 推入堆栈存储该指令处的操作结果。, F0 MV, S, DT9052 ：高速计数器控制指令。,(b) 在功能键栏中输入F5时，将显示定时器/计数器指令(TM/CT)。,表3-5 基本功能指令的操作数,从这个程序中不难发现其编程规律，并能很容易地把它扩展到四地、五地甚至更多地点的控制。,2024/11/27,37,编程工具连接插座,(RS422,口,),可用此插座经专用外设电缆连接编程工具。,波特率选择开关,电位器,(V0,、,V1),这两个电位器可用螺丝刀进行手动调节，实现外部设定。,当调节该电位器时，,PLC,内部对应的特殊数据寄存器,DT9040,和,DT9041,的内容在,0,255,之间变化，相当于输入外部可调的模拟量。,I,O,状态指示灯,用来指示输人,/,输出的通断状态。,I,O,扩展单元接口插座,用于连接,FP1,扩展单元及,A,D,、,D,A,转换单元、链接单元。,2024/11/27,38,FP1,系列可编程控制器的技术性能,可编程控制器的功能是否强大，很大程度上取决于它的技术性能。,表,2-2 FP1,系列,PLC,控制单元技术性能一览表,项 目,C14,C16,C24,C40,C56,C72,主机,I,O,点数,8,6,8,8,16,8,24,16,32,24,40,32,最大,I,O,点数,54,56,104,120,136,152,运行速度,1.6s,步,程序容量,900,步,2720,步,5000,步,程序存储器类型,EEPROM(,无电池,),RAM,（备用电池）和,EPROM,指令数,基本,41,80,8l,高级,85,111,111,内部继电器,(R),256,点,1008,点,特殊内部继电器,(R),64,点,64,点,2024/11/27,39,项 目,C14,C16,C24,C40,C56,C72,定时器计数器,(T,C),128,点,144,点,数据寄存器,(DT),256,字,1660,字,6144,字,特殊数据寄存器,(DT),70,字,70,字,索引寄存器,(,、,IY),2,字,2,字,主控指令（,MC,MCE,）点数,16,点,32,点,跳转标记数,(LBL),个数,（用于,JMP,、,LOOP,指令）,32,点,64,点,微分点数,(DF,或,DF,),点数不限制,步进数,64,级,128,级,子程序个数,8,个,16,个,中断个数,9,个程序,输入滤波时间,1,128ms,自诊断功能,看门狗定时器，电池检测，程序检测,特殊功能,高速计数,X0,X1,为计数输入，可加减计数。单相输入时计数最高频率为,10KHZ,，两路两相输入时最高频率为,5KHZ,。,X2,为复位输入,手动拨盘寄存器,1,点,2,点,4,点,脉冲捕捉输入,4,点,共,8,点,中断输入,共,8,点,定时中断,10ms,30s,间隔,脉冲输出,1,点,(Y7),2,点,(Y6,、,Y7),脉冲输出频率：,45HZ,4.9KHZ,固定扫描,2.5ms ,设定值,(160ms,或更小,),2024/11/27,40,第二节,FP1,的内部寄存器及,I,O,配置,在使用,FP1,的,PLC,之前，了解,PLC,的,I,O,分配 以及内部寄存器的功能和配置是十分重要的。,X,、,WX,为,I,O,区的输入继电器,，,可直接与输入端子传递信息。,Y,、,WY,为,I,0,区的输出继电器，,可向输出端子传递信息。,2024/11/27,41,表,2-3 FP1,系列,PLC,内部寄存器配置表,名 称,符号,(,位宇,),编 号,C14,、,C16,C24,、,C40,C56,、,C72,输入继电器,X(bit),208,点：,X0,X12F,WX(word),13,字：,WX0,WXl2,输出继电器,Y(bit),208,点：,Y0,Y12F,WY(word),13,字：,WY0,WYl2,内部继电器,R(bit),256,点：,R0,R15F,1008,点：,R0,R62F,WR(word),16,字：,WR0,WRl5,63,字：,WR0,WR62,特殊内部继电器,R(bit),64,点：,R9000,R903F,WR(word),4,字：,WR900,WR903,定时器,T(bit),100,点：,T0,T99,计数器,C(bit),28,点：,C100,C127,44,点：,C100,C143,定时器计数器设定值寄存器,SV(word),128,字：,SV0,SVl27,144,字：,SV0,SVl43,定时器计数器经过值寄存器,EV(word),128,字：,EV0,EVl27,144,字：,EV0,EVl43,通用数据寄存器,DT(word),256,字：,DT0,DT255,1660,字：,DT0,DTl659,6144,宇：,DT0,DT6143,特殊数据寄存器,DT(word),70,字：,DT9000,DT9069,系统寄存器,(word),No.0,No.418,索引寄存器,IX(word),IX,、,IY,各一个,IY(word),十进制常数寄存器,K,16,位常数,(,字,),：,K,32768,K32767,32,位常数,(,双字,),：,K,2147483648,K2147483647,十六进制常数寄存器,H,16,位常数,(,字,),：,H0,HFFFF,32,位常数（双字）：,H0,HFFFFFFFF,2024/11/27,42,X,和,Y,是按位寻址的，而,WX,和,WY,只能按,“,字,”,寻址。,X,与的地址编号规则完全相同，下面以,X,为例说明如下,：,如：,X110,表示寄存器,WXl1,中的第,0,位，,X11F,表示寄存器,WXl1,中的第,F,号位。图示如下：,WX11,：,X11F,X110,注意：,字地址为,0,时可省略字地址数字，只给位地址 即可。,例：若,X4,为“,ON”,，则,WX0,的第四位为“,1”,。,若,WY1=5,，则表明,Y10,和,Y12,两个触点“,ON”,。,表中,R,和,WR,的编号规则与,X,、,WX,和,Y,、,WY,相同。,F,E,D,C,B,A,9,8,7,6,5,4,3,2,1,0,位址（用十六进制表示）,寄存器地址（用十进制表示）,X,2024/11/27,43,输入继电器,输入继电器的作用是将外部开关信号或传感器的信号输入到,PLC,。,注意：,输入继电器只能由外部信号来驱动，而不能由内部指令来驱动，其触点也不能直接输出去驱动执行元件。,输出继电器,输出继电器的作用是将,PLC,的执行结果向外输出，驱动外设,(,如接触器、电磁阀,),动作。,注意：,输出继电器必须是由,PLC,控制程序执行的结果来驱动。,内部继电器,PLC,的内部寄存器供用户存放中间变量，,其作用与继电器,接触器控制系统中的中间继电器相似，,因此称为内部继电器,(,软继电器,),。,2024/11/27,44,特殊内部继电器,R9000,R903F,为特殊内部继电器，均有专门的用途，用户不能占用。这些继电器,不能用于输出，只能做内部触点用。,其主要功能是：,标志继电器,特殊控制继电器,：,例如，初始闭合继电器,R9013,，它的功能是只在运行中第一次扫描时闭合，从第二次扫描开始断开并保持打开状态。,信号源继电器,定时器计数器（,T,C,）,定时器,(T),触点的通断由定时器指令,(TM),的输出决定。,如果定时器指令定时时间到，则与其同号的触点动作。,计数器,(C),的触点是计数器指令,(CT),的输出。,如果计数器指令计数完毕，则与其同号的触点动作。,2024/11/27,45,定时器计数器的设定值寄存器（,SV,） 与经过值寄存器（,EV,）,SV,是存储定时器计数器指令,预置值,的寄存器；,EV,是存贮定时器计数器,经过值,的寄存器。,EV,的值随着程序的运行而递减变化，,当它的内容变为,0,时，定时器计数器的触点动作。,每个定时器计数器的编号都有一组,SV,和,EV,与之相对应,(,表,2-4),表,2-4 T,C,与,SV,、,EV,对应示意表,定时器计数器编号,设定值寄存器,SV,经过值寄存器,EV,T0,T99,C100,C143,SV0,SV99,SV100,SV143,EV0,EV99,EV100,EV143,2024/11/27,46,通用数据寄存器,(DT),和特殊数据寄存器,(DT),通用数据寄存器用来存储各种数据。,它是纯粹的寄存器，不带任何触点。,特殊数据寄存器是具有特殊用途的寄存器。每个数据寄存器由一个字,(16-bit),组成。,索引寄存器,(,、,IY),在,FPl,系列的,PLC,内部有两个,16,位的索引寄存器,和,IY,。其作用有以下两类：,1.,作数据寄存器使用,作为数据寄存器使用时，可作为,16-bit,寄存器单独使用；,当用作,32-bit,寄存器时，,作低,16-bit,，,IY,作高,16-bit,；,作为,32-bit,操作数编程时，如果指定,为低,16-bit,，则高,16-bit,自动指定为,IY,。,选择菜单命令“点/新建”或在右侧的点表上双击任一空白行，出现“指定区域和点类型”对话框，如图所示。,CNDE：条件结束指令，当控制触点闭合时，可编程控制器不再继续执行程序，结束当前扫描周期，返回起始地址；,在程序中，对微分指令的使用次数无限制。,每个定时器计数器的编号都有一组SV和EV与之相对应(表2-4),格式： F147 PR S, D ,“查找/上箭头” 键,利用数字电路中组合逻辑电路的设计方法，使编程者有章可循。,FP1的指令按照功能可分为两大类,输出端子 该端子板为两头带螺丝可拆卸的板。, F106 BSL, D ：寄存器D中的4位十六进制数左移1位，相当于左移二进制的4bits，移出的高4bits数据送到特殊数据寄存器DT9014的低4bits，同时D的低4bits变为0。,格式： F149 MSG S ,所以，当听到蜂鸣器响两声时，须重新输入正确的数值。,列表框中已经存在了一个数据源：“本地数据库（DB）”。,电机初步正转控制电路,表5-1 系统寄存器No.,从这个程序中不难发现其编程规律，并能很容易地把它扩展到四地、五地甚至更多地点的控制。,从这个程序中不难发现其编程规律，并能很容易地把它扩展到四地、五地甚至更多地点的控制。,表3-1 FP1系列可编程控制器指令统计表,R9009：进位、借位或溢出标志。,当X2、X3接通且X4接通时，Y0接通，对应图中第3段接通情况。,2024/11/27,47,索引寄存器,(,、,IY),2.,其它操作数的修正值,地址修正值功能,(,适用于,WX,、,WY,、,WR,、,SV,、,EV,和,DT),例,：有指令为,FO MV,，,DT1,，,IXDTl00,，执行后的结果为：,当,K30,时，,DT1,中的数据被传送至,DTl30,。,当,K50,时，,DT1,中的数据被传送至,DTl50,。,常数修正值功能,(,对,K,和,H,),例,：有指令为,FO MV,，,IXK30,，,DTl00,，执行后的结果为：,当,K20,时，传送至,DT100,内容为,K50,。,当,K50,时，传送至,DT100,内容为,K80,注意,：,索引寄存器不能用索引寄存器来修正；当索引寄存器用作地址修正值时，要确保修正后的地址不要超出有效范围；当索引寄存器用作常数修正值时，修正后的值可能上溢或下溢。,2024/11/27,48,常数寄存器（,K,、,H,）,常数寄存器主要用来存放,PLC,输入数据，,十进制常数以数据前加字头,K,来表示，十六进制常数用数据前加字头,H,来表示。,控制单元、初级扩展单元、次级扩展单元、,I,O,链接单元和智能单元,(A,D,转换单元和,D,A,转换单元,),的,I,0,分配是固定的。,FP1,系列,PLC,的,I,O,点数共有,416,点（输入,X0,X12F,共,208,点，输出,Y0,Y12F,也是,208,点），但受外部接线端子和主机驱动能力的限制，,最多可扩展,152,点（,C72,型），其余的可作内部寄存器使用。,2024/11/27,49,表,2-5 FP1,的,I,O,地址分配表,品 种,型 号,输入端编号,输出端编号,控制单元,C14,X0,X7,Y0,Y4,，,Y7,C16,XO,X7,Y0,Y7,C24,X0,XF,Y0,Y7,C40,X0,XF,，,X10,X17,Y0,YF,C56,X0,XF,，,X10,X1F,Y0,YF,，,Y10,Y17,C72,X0,XF,，,X10,X1F,X20,X27,Y0,YF,，,Y10,Y1F,初级扩展单元,E8,输入类型,X30,X37,/,I,O,类型,X30,X33,Y30,Y33,输出类型,/,Y30,Y37,E16,输入类型,X30,X3F,/,I,O,类型,X30,X37,Y30,Y37,输出类型,/,Y30,Y3F,E24,I,O,类型,X30,X3F,Y30,Y37,E40,I,O,类型,X30,X3F,，,X40,X47,Y30,Y3F,2024/11/27,50,续上表,品 种,型 号,输入端编号,输出端编号,次级扩展单元,E8,输入类型,X50,X57,/,I,O,类型,K50,X53,Y50,Y53,输出类型,/,Y50,Y57,E16,输入类型,X50,X5F,/,I,O,类型,X50,X57,Y50,Y57,输出类型,/,Y50,Y5F,E24,I,O,类型,X50,X5F,Y50,Y57,E40,I,O,类型,X50,X5F,，,X60,K67,Y50,Y5F,I,O,链接单元,X70,X7F(WX7),X80,X8F(WX8),Y70,Y7F(WY7),Y80,Y8F(WY8),A,D,转换单元,通道,0,X90,X9F(WX9),/,通道,1,X100,X10F(WXl0),/,通道,2,X110,X11F(WX11),/,通道,3,X120,X12F(WXl2),/,D,A,转换单元,单元号,0,通道,0,/,Y90,Y9F(WY9),通道,1,/,Y100,Y10F(WYl0),单元号,l,通道,0,/,Y110,Y11F(WY11),通道,1,/,Y120,Y12F(WYl2),2024/11/27,51,第三章,FP1,的指令系统,第一节 概述,2024/11/27,52,一、继电器系统与,PLC,指令系统,可编程控制器来源于继电器系统和计算机系统，可以将其理解为计算机化的继电器系统。继电器在控制系统中主要起两种作用：,1,）逻辑运算。,运用继电器触点的串、并联接等完成逻辑与、或、非等功能，从而可完成较复杂的逻辑运算。,2,）弱电控制强电。,即通过有关的触点的通断，控制继电器的电磁线圈，从而来控制强电的断通。,对于简单控制功能的完成，采用继电器控制系统具有简单、可靠、方便等特点，因此，继电器控制系统得到了广泛应用。,2024/11/27,53,注意：,PLC,内部的硬件资源多数是以继电器的概念出现的。注意，只是概念上的继电器，并非物理继电器。这里所指的继电器均为软继电器，是由,PLC,内部的存储单元构成的。,2024/11/27,54,二、,FP1,指令系统分类,表,3-1 FP1,系列可编程控制器指令统计表,分类名称,C14/C16,C24/C40,C56/C72,基本指令,顺序指令,19,19,19,功能指令,7,7,8,控制指令,15,18,18,条件比较指令,0,36,36,高级指令,数据传输指令,11,11,1l,数据运算及比较指令,36,41,41,数据转换指令,16,26,26,数据位移指令,14,14,14,位操作指令,6,6,6,特殊功能指令,7,18,19,总计,131,196,198,2024/11/27,55,基本指令,高级指令,键盘指令。,可以直接在键盘上输入的指令（即各种指令在手持编程器上有相应的按键）。,非键盘指令。,键盘上找不到，输入时需借助于“,SC”,和“,HELP”,键，指令方可输入。,扩展功能指令。,也是键盘上找不到的，但可通过输入其功能号将其输入，即用“,FN”,键加上数字键输入该类指令。这类指令在指令表中都各自带有功能编号，在显示器上显示为“,FN ”,，其中,N,是功能编号，,是指令的助记符。输入功能编号后，助记符可自动显示，不必由用户输入。,按照在手持编程器上的,输入方式,可为三种,FP1,的指令按照,功能,可分为两大类,2024/11/27,56,第三章,FP1,的指令系统,第二节,FP1,的基本指令系统,(d) 在功能键栏中输入F6、SHIFT+F6或SHIFT+F9时，将显示高级指令列表。,通用数据寄存器(DT) 和特殊数据寄存器(DT),索引寄存器(、IY),显示当前正在输入的回路。,MC和MCE在程序中应成对出现，每对编号相同，编号范围为0 31之间的整数。,FPSOFT软件是早期开发的，它的出现开创了Windows环境的PLC编程软件的先河。,要求S1和S2应为同一类型的寄存器，且S2S1。,一种方法是直接通过FP1的RS232口与PC进行串行通讯。,表2-4 TC与SV、EV对应示意表,首先，应该做上位机与下位机之间的任务分工：,2) F91 SEGT S, D ：位数据七段解码指令。,这里要注意的是，为了便于理解，也可将一次移动n位的过程理解成移动n次，每次移动1位，实际上指令是一次完成移位的。,针对例3-3，在下面的图中，分别从程序和逻辑关系表达式两方面对此加以具体说明。,AND扩展电路，Y0接受块1和块2,从PLC中读取指令、继电器状态或寄存器值。,INT和IRET指令必须成对使用。,RS232C所采用的电路是单端接收电路，数据传输速率最高为20kbps，电缆最长为15m。,在执行该指令时，将每4bit二进制码译成7位的七段显示码，数码的前面补0变成8位，因此，译码结果使数据位扩大了一倍。,当K50时，DT1中的数据被传送至DTl50。,PV与PLC程序中的R20F对应。,2024/11/27,57,基本指令可分为四大类，即,基本顺序指令：,主要执行以位,(bit),为单位的逻辑操作，是继电器控制电路的基础。,基本功能指令：,有定时器、计数器和移位寄存器指令。,控制指令：,可根据条件判断，来决定程序执行顺序和流程的指令。,比较指令：,主要进行数据比较。,基本指令多数是构成继电器顺序控制电路的基础，所以借用继电器的线圈和触点来表示。同时，该类指令还是可编程控制器使用中最常见、也是用得最多的指令，因此，属于必须熟练掌握和运用的内容。,2024/11/27,58,一、基本顺序指令,基本顺序指令主要是对继电器和继电器触点进行逻辑操作的指令。,FP1,的指令表达式比较简单，由操作码和操作数构成，格式为：,地址操作码 操作数,其中，操作码规定了,CPU,所执行的功能。,例如：,AN X0,，表示对,X0,进行与操作,操作数包含了操作数的地址、性质和内容。操作数可以没有，也可以是一个、两个、三个甚至四个，随不同的指令而不同。如,/,指令就没有操作数。,2024/11/27,59,指令助记符,继电器,定时,/,计数器触点,X,Y,R,T,C,ST,、,ST/,OT,AN,、,AN/,OR,、,OR/,SET,、,RST,KP,表,3-3,基本顺序指令的操作数,表中对应项目为“,”,表示该项不可用，为空则表示可用。,例如：,OT,指令对应继电器,X,项为“,”,，说明,OT,指令的操作数不能为,X,继电器。,2024/11/27,60,1.,输入输出指令：,ST,、,ST/,、,OT,ST,加载 用,A,类触点,(,常开触点,),开始逻辑运算的指令。,ST/,加载非 用,B,类触点,(,常闭触点,),开始逻辑运算的指令。,OT,输出 输出运算结果到指定的输出端，是继电器线,圈的驱动指令。,/,非 将该指令处的运算结果取反。,其中，,ST,和,ST/,用于开始一个新的逻辑行。,2024/11/27,61,例,3-1,2024/11/27,62,当,X0,接通时，,Y0,接通；当,X0,断开时，,Y1,接通、,Y2,接通。,由例中可见，,Y0,和,Y1,都受控于,X0,，但是因为,Y1,前面有非指令，因此与,Y0,的状态正好相反，这与继电器系统明显不同，在继电器系统中，,X0,断开，,Y1,回路就不可能导通。,此外，对于输出,Y2,，也是当输入触点,X0,断开时，,Y2,接通，与,Y1,的控制方式一样。可见，常闭触点的功能可以用上述两种方式实现，这在时序图中可以更为直观地看到。,例题说明：,2024/11/27,63,/,指令为逻辑取反指令，可单独使用，但是一般都是与其它指令组合形成新指令使用，如,ST/,。,OT,不能直接从左母线开始，但是必须以右母线结束。,OT,指令可以连续使用，构成并联输出，也属于分支的一种，可参见堆栈指令。,一般情况下，对于某个输出继电器只能用一次,OT,指令，否则，可编程控制器按照出错对待。,注意事项,2024/11/27,64,2.,逻辑操作指令：,AN,、,AN/,、,OR,、,OR/,AN,与串联一个,A,类,(,常开,),触点。,AN/,与非串联一个,B,类,(,常闭,),触点。,OR,或并联一个,A,类,(,常开,),触点。,OR/,或非并联一个,B,类,(,常闭,),触点。,2024/11/27,65,例,3-2,2024/11/27,66,注意事项,例题说明：,当,X0,、,X4,接通且,X3,断开时，,R0,接通；,R0,同时又是,Y0,的控制触点，,R0,接通时,Y0,也接通。,由于,X0,、,X1,和,X2,三个触点并联，,X2,与,X0,同为常开触点，所以,X2,和,X0,具有同样的性质；而,X1,为常闭触点，与,X0,的性质正好相反。,X2,和,X1,的时序图也与,X0,相同或相反，故这里略去。,AN,、,AN/,、,OR,、,OR/,可连续使用。,2024/11/27,67,3.,块逻辑操作指令：,ANS,、,ORS,ANS,组与执行多指令块的与操作，即实现多个逻辑块相串联。,ORS,组或执行多指令块的或操作，即实现多个逻辑块相并联。,2024/11/27,68,例,3-3,2024/11/27,69,例题说明：,当,X0,、,X1,接通且,X4,接通时，,Y0,接通，对应图中第,1,段接通情况。,当,X0,、,X1,接通且,X5,接通时，,Y0,接通，对应图中第,2,段接通情况。,当,X2,、,X3,接通且,X4,接通时，,Y0,接通，对应图中第,3,段接通情况。,当,X2,、,X3,接通且,X5,接通时，,Y0,接通，对应图中第,4,段接通情况。,从时序图上看，该例的逻辑关系显得比较复杂，但是仔细分析就可发现,Y0,有四个接通段，分别代表了该例子的四种有效组合。,2024/11/27,70,注意事项,掌握,ANS,、,ORS,的关键主要有两点：一是要理解好串、并联关系，二是要形成块的观念。针对例,3-3,，在下面的图中，分别从程序和逻辑关系表达式两方面对此加以具体说明。,从图中可见，,X0,和,X1,串联后组成逻辑块,1,，,X2,和,X3,串联后组