三菱PLC基础知识.ppt

小型PLC及其指令系统 FX系列 江苏城市职业学院昆山校区机电工程系 可编程序控制器 PLC 应用技术 传统继电器接触器控制 Y 起动控制接线 传统继电器接触器控制控制电器 交流中间 继电器 传统继电器接触器控制控制电器 热继电器 时间继电器 交流接触器 熔断器 按钮 第1部分可编程控制器基础知识 1 1概述1 2PLC系统与继电器系统比较1 3PLC组成1 4PLC工作原理1 5PLC特点与分类1 6PLC发展趋势 PLC品种繁多 各有特色 本课主要以三菱公司的FX2N系列PLC为例进行讲授 1FX系列PLC及性能 2FX系列PLC内部软继电器及编号 3FX系列PLC的基本指令及应用 4FX系列PLC的功能指令简介 4 1FX系列PLC及性能 4 1FX系列PLC及性能4 1 1FX系列PLC概述 4 1FX系列PLC及性能4 1 1FX系列PLC概述 FX系列家族成员FX0FX2FX2CFX0SFX1SFX0NFX1NFX2NFX2NC 叠装式结构 4 1FX系列PLC及性能4 1 2FX系列PLC型号说明 FX 系列名 I O点数 单元类型 输出方式 特殊品种 如 0S1S0N1N2N等 4 2FX系列PLC内部软继电器及编号 PLC的内部软继电器 输入继电器输出继电器辅助继电器状态继电器定时器计数器数据寄存器变址寄存器指针常数 4 2FX系列PLC软继电器及编号 不同厂家 不同系列的PLC 其内部软继电器的功能和编号也不相同 因此用户在编制程序时 必须熟悉所选用PLC的软继电器功能和编号 FX系列PLC软继电器编号由字母和数字组成其中 输入继电器和输出继电器用八进制数字编号其它均采用十进制数字编号 4 2FX系列PLC软继电器及编号4 2 1输入继电器 X 输入继电器是PLC用来接收用户输入设备发来的输入信号 输入继电器线圈由外部输入信号所驱动 只有当外部信号接通时 对应的输入继电器才得电 不能用指令来驱动 在程序中绝对不可能出现输入继电器的线圈 只能出现输入继电器的触点 每个输入继电器的常开与常闭触点均可无数次使用 4 2FX系列PLC软继电器及编号4 2 1输入继电器 X FX系列PLC的输入继电器以八进制进行编号 FX0N输入继电器的编号范围为 X000 X007 X010 X017 X020 X027 X030 X037 X040 X047 X050 X057 注 基本单元输入继电器的编号是固定的 扩展单元和扩展模块是按与基本单元最靠近开始 顺序进行编号 基本单元FX0N 40MR 扩展单元FX0N 40ER 扩展模块FX0N 8EX X000 X027X030 X057X060 X067 4 2FX系列PLC软继电器及编号4 2 2输出继电器 Y 输出继电器是用来将PLC内部信号输出传送给外部负载 输出继电器线圈是由PLC内部程序驱动 其线圈状态传送给输出单元 再由输出单元对应的硬触点来驱动外部负载 每个输出继电器在输出单元中都对应有一个常开硬触点 但在程序中供编程的输出继电器 不管是常开还是常闭触点 都可以无数次使用 4 2FX系列PLC软继电器及编号4 2 2输出继电器 Y FX系列PLC的输出继电器也是八进制编号 FX0N编号范围为Y000 Y007 Y010 Y017 与输入继电器一样 基本单元的输出继电器编号是固定的 扩展单元和扩展模块的编号也是按与基本单元最靠近开始 顺序进行编号 实际使用中 输入 输出继电器的数量 要根据系统配置而定 基本单元FX0N 40MR 扩展单元FX0N 40ER 扩展模块FX0N 8EX X000 X017X020 X037 4 2FX系列PLC软继电器及编号4 2 3辅助继电器 M 辅助继电器是PLC中数量最多的一种继电器 其作用相当于继电器控制系统中的中间继电器 和输出继电器一样 其线圈由程序指令驱动 每个辅助继电器都有无限多对常开常闭触点 供编程使用 但是 其触点不能直接驱动外部负载 要通过输出继电器才能实现对外部负载的驱动 FX系列PLC的辅助继电器有 通用辅助继电器 三种 保持辅助继电器特殊辅助继电器 4 2 3辅助继电器 M 通用辅助继电器 通用辅助继电器和输出继电器一样 在PLC电源中断后 其状态将变为OFF 当电源恢复后 除因程序使其变为ON外 其它仍保持OFF X0 M0 M0 M0 4 2 3辅助继电器 M 通用辅助继电器 编号 FX0SFX1SFX0NFX1NFX2N FX2NC M0 M0 M0 M0 M0 M495M383M383M383M499 注 可通过程序设定 将它们变为保持辅助继电器 按十进制编号 4 2 3辅助继电器 M 保持用辅助继电器 保持用辅助继电器在PLC电源中断后 它具有保持断电前的瞬间状态的功能 并在恢复供电后继续断电前的状态 注 也可通过程序设定 将它们变为通用辅助继电器 编号 FX0SFX1SFX0NFX1NFX2N FX2NC M496 M384 M384 M384 M500 M511M511M511M1535M3071 4 2 3辅助继电器 M 特殊辅助继电器 M8000 M8255 特殊辅助继电器是具有某项特定功能的辅助继电器通常可分为两类 触点型和线圈型 触点型特殊辅助继电器的线圈由PLC自动驱动 用户只可以利用其触点 线圈型特殊辅助继电器的线圈由用户控制 其线圈得电后 PLC作出特定动作 4 2 3辅助继电器 M 特殊辅助继电器 触点型1 M8000 M8001 运行监视用特殊辅助继电器PLC运行时M8000得电 M8001断电 PLC停止时M8000失电 M8001得电 4 2 3辅助继电器 M 特殊辅助继电器 触点型2 M8002 M8003 初始脉冲特殊辅助继电器M8002 M8003 只在PLC开始运行的第一个扫描周期内得电 断电 其余时间均断电 得电 常用M8002的触点作为一些继电器的初始化复位信号 4 2 3辅助继电器 M 特殊辅助继电器 触点型3 M8011 M8012 M8013 M8014 分别为产生周期为10ms 100ms 1s 1min脉冲的特殊辅助继电器 PLCRUN 例如 4 2FX系列PLC软继电器及编号4 2 4状态器 S 状态器对在步进顺控类的控制程序中起着重要的作用 它与后述的步进指令STL组合使用 初始用状态器 返回原点用状态器 FX2N 普通状态器 保持状态器 报警用状态器 FX2N 不使用步进指令时 状态器也可当作辅助继电器使用 4 2FX系列PLC软继电器及编号4 2 5定时器 T PLC的定时器相当于电器系统中的通电延时时间继电器 定时器可提供无数对的常开 常闭延时触点供编程用 定时器中有一个设定值寄存器 一个当前值寄存器和一个用来存储其输出触点的映象寄存器 一个二进制位 这三个量使用同一地址编号 但使用场合不一样 意义也不同 定时器时可分为通用定时器 积算定时器二种 4 2FX系列PLC软继电器及编号4 2 5定时器 T PLC定时器工作原理 定时器是根据时钟脉冲累积计数而达到定时的目的 时钟脉冲有1ms 10ms 100ms 当所计数达到设定值时 其触点动作 设定值可用常数K或数据寄存器D的内容来设置 4 2 5定时器 T 通用定时器 通用定时器不具备断电的保持功能 即当输入电路断开或停电时定时器复位 通用定时器有100ms和10ms两种 设定值 常数K或数据寄存器D的内容 设定值的范围 1 32767 4 2 5定时器 T 通用定时器 编号 FX0SFX1SFX0NFX1NFX2N FX2NC 100msT0 T49T0 T62T0 T62T0 T199 10msT24 T49T32 T62T32 T62T200 T245 1ms T63 4 2 5定时器 T 通用定时器 100ms定时器定时范围为0 1 3276 7s 10ms定时器 除FX2N外 M8028 ON时 定时范围为0 01 327 67s 1ms定时器 FX0NT63 采用中断计数 定时范围为0 001 32 767s 4 2 5定时器 T 通用定时器 通用定时器 例 4 2 5定时器 T 积算定时器 积算定时器具有计数累积的功能 在定时过程中如果断电或定时器线圈OFF 积算定时器将保持当前的计数值 当前值 通电或定时器线圈ON后继续累积 即其当前值具有保持功能 只有将积算定时器复位 当前值才变为0 1ms积算定时器 对1ms时钟脉冲进行累积计数的 定时范围为0 001 32 767s 100ms积算定时器 对100ms时钟脉冲进行累积计数的定时范围为0 1 3276 7s 4 2 5定时器 T 积算定时器 编号 FX0SFX1SFX0NFX1NFX2N FX2NC 1ms T63 T246 T249 100ms T250 T255 4 2 5定时器 T 积算定时器 积算定时器 例 4 2 5定时器 T 误差分析 除了中断执行型的定时器外 在线圈驱动之后到定时器触点动作的误差范围为 T0 0 001s 1ms 0 01s 10ms 0 1s 100ms T0 扫描周期编程时 若定时器触点指令写在线圈指令之前 则最坏的情况下 定时器定时误差为2T0 1ms定时器为中断执行型定时器 是以中断方式对1ms时钟脉冲进行计数 定时精度高 4 2 5定时器 T 思考题 1 如何实现断电延时 如 当X0接通时 Y0马上得电 当X0断开时 Y0过20S后断电 2 当一个定时器的定时时间不够时 怎么办 如 当X0接通后 Y0过5000S后得电并保持 至到X1接通为止 3 如何实现如下图所示周期为50s的脉冲输出 4 2FX系列PLC软继电器及编号4 2 6计数器 C 内部计数器内部计数器是在执行扫描操作时对内部信号 如X Y M S T等 进行计数 内部输入信号的接通和断开时间应比PLC的扫描周期稍长 高速计数器采用中断方式进行计数 与PLC的扫描周期无关与内部计数器相比除允许输入频率高之外 应用也更为灵活 高速计数器均有断电保持功能 通过参数设定也可变成非断电保持 4 2 6计数器 C 内部计数器 计数器的设定值范围 1 32767 16位 214783648 214783647 32位 计数器的设定值可由常数K或间接通过指定的数据寄存器 D 来设定 内部计数器包括16位增计数器和32位可逆计数器 4 2 6计数器 C 内部计数器之一 16位增计数器 基本原理 注 16位增计数器分为通用型和保持型两种 4 2 6计数器 C 内部计数器之一 16位增计数器 FX0SFX1SFX0NFX1NFX2N FX2NC 普通C0 C13C0 C15C0 C15C0 C15C0 C99保持C14 C15C16 C31C16 C31C16 C199C100 C199 16位增计数器编号 4 2 6计数器 C 内部计数器之二 32位可逆计数器 这类计数器与16位增计数器除位数不同外 还在于它能通过控制实现加 减双向计数 限FX1N 2N 2NC 增 减计数由对应的特殊辅助继电器设定 对应的特殊辅助继电器被置为ON时为减计数 置为OFF时为增计数 例 C200 M8200当M8200为ON时 C200为减计数当M8200为OFF时 C200为增计数 4 2 6计数器 C 内部计数器之二 32位可逆计数器 FX0SFX1SFX0NFX1NFX2N FX2NC 普通 C200 C219保持 C220 C234 32位增 减可逆计数器编号 4 2 6计数器 C 高速计数器 高数计数器是采用中断方式进行高速计数的 与PLC的扫描周期无关 高数计数器是对特定的输入进行计数 如FX0N为X0 X3 高数计数器为32位增 减计数型 具有停电保持功能 设定值范围 2147483648 2147483647 什么是高速计数器 高数计数器的三种类型 单相单输入 单相双输入 双相 4 2 6计数器 C 高速计数器之一 单相单输入高速计数器 例 4 2 6计数器 C 高速计数器之二 单相双输入高速计数器 C246C247C249X000UUUX001DDDX002RRX003S增 减M8246M8247M8249 监视 4 2 6计数器 C 高速计数器之三 双相高速计数器 C251C252C254X000AAAX001BBBX002RRX003S增 减M8251M8252M8254 监视 增计数 减计数 4 2FX系列PLC软继电器及编号4 2 7数据寄存器 D PLC在进行输入输出处理 模拟量控制 位置控制时 需要许多数据寄存器以存储数据和参数 数据寄存器为16位 最高位为符号位 32位数据可用两个数据寄存器来存储 如D1D0 数据寄存器有 1 通用数据寄存器2 保持数据寄存器3 特殊数据寄存器4 文件寄存器 4 2FX系列PLC软继电器及编号4 2 8变址寄存器 V Z 变址寄存器V Z实际上是一种特殊用途的数据寄存器 变址寄存器V Z的作用 相当于微机中的变址寄存器 用于改变元件的编号 变址 V Z都是16位的数据寄存器 与其它寄存器一样读写 需要32位操作 可将V Z串联使用 Z为低位 V为高位 例 D0Z若Z 10 则为D10 4 4FX系列PLC的步进指令 步进指令 STL RET STL 步进触点指令 RET 步进返回指令 STL和RET指令只有与状态器S配合才能具有步进功能 例如 STLS200表示状态常开触点 称为STL触点 步进触点 它在梯形图中的符号为 它没有常闭触点 4 4FX系列PLC的步进指令 状态转移图图中每一步包含 驱动内容 转移条件 转换目标 4 4FX系列PLC的步进指令 步进指令的使用说明1 STL触点是与左侧母线相连的常开触点 STL触点接通 则对应的状态为活动步 2 与STL触点相连的触点用LD或LDI指令 执行完RET后返回左母线 3 STL触点可直接驱动或通过别的触点驱动Y M S T等元件的线圈 4 PLC只执行活动步对应的电路 所以使用STL指令时允许双线圈输出 5 STL触点驱动的电路块中不能使用MC和MCR指令 但可以用CJ指令 6 在中断程序和子程序内 不能使用STL指令 4 5FX系列PLC的功能指令4 5 1概述 功能指令的数据格式 位元件与字元件只处理ON OFF信息的软元件称为位元件 可处理数值的软元件则称为字元件 1个字元件由16位 位元件可以通过组合使用 4个位元件为一个单元 通用表示方法是由Kn加起始的软元件号组成 n为单元数 例如K2M0表示M0 M7组成两个位元件组 K2表示2个单元 它是一个8位数据 M0为最低位 2 5 2FX系列PLC常用功能指令介绍 1 程序流向控制类指令 FNC00 FN09 2 5 2FX系列PLC常用功能指令介绍 1 程序流向控制类指令 FNC00 FN09 条件跳转指令条件跳转指令CJ P 编号FNC00操作数为指针标号P0 P127其中P63为END所在步序 不需标记 指针标号允许用变址寄存器修改 CJ和CJP都占3个程序步 指针标号占1步 2 5 2FX系列PLC常用功能指令介绍 1 程序流向控制类指令 FNC00 FN09 子程序调用与子程序返回指令 子程序调用指令CALL编号FNC01操作数为P0 P127 占3个程序步 子程序返回指令SRET编号FNC02无操作数 占1个程序步 2 5 2FX系列PLC常用功能指令介绍 1 程序流向控制类指令 FNC00 FN09 子程序调用与子程序返回指令注意 1 转移标号不能重复 也不可与跳转指令的标号重复 2 子程序可以嵌套调用 最多可5级嵌套 2 5 2FX系列PLC常用功能指令介绍 1 程序流向控制类指令 FNC00 FN09 与中断有关的指令 中断返回指令IRET编号FNCO3 中断允许指令EI编号FNCO4 中断禁止DI编号FNC05它们均无操作数 各占1个程序步 2 5 2FX系列PLC常用功能指令介绍 1 程序流向控制类指令 FNC00 FN09 循环指令 循环区起点指令FOR编号FNC08 占3个程序步 无操作数 循环结束指令NEXT编号FNC09 占1个程序步 无操作数运行时 位于FOR NEXT间的程序反复执行n次后再继续执行后续程序 循环的次数n 1 32767 如果N 32767 0之间 则当作n 1处理 2 5 2FX系列PLC常用功能指令介绍 1 程序流向控制类指令 FNC00 FN09 循环指令 注意 1 FOR和NEXT必须成对使用 2 FX2N系列PLC可循环嵌套5层 3 在循环中可利用CJ指令在循环没结束时跳出循环体 4 FOR应放在NEXT之前 NEXT应在FEND和END之前 否则出错 2 5 2FX系列PLC常用功能指令介绍 2 传送与比较类指令 FNC10 FN19 2 5 2FX系列PLC常用功能指令介绍 2 传送与比较类指令 FNC10 FN19 比较指令比较指令CMP D CMP P 指令编号为FNC10将源操作数 S1 和源操作数 S2 的数据进行比较 比较结果用目标元件 D 的状态来表示 2 5 2FX系列PLC常用功能指令介绍 2 传送与比较类指令 FNC10 FN19 比较指令区间比较指令ZCP D ZCP P 指令编号为FNC11指令执行时源操作数 S 与 S1 和 S2 的内容进行比较 并比较结果送到目标操作数 D 中 2 5 2FX系列PLC常用功能指令介绍 2 传送与比较类指令 FNC10 FN19 比较指令使用比较指令CMP ZCP时应注意 1 S1 S2 可取任意数据格式 目标操作数 D 可取Y M和S 2 使用ZCP时 S2 的数值不能小于 S1 3 所有的源数据都被看成二进制值处理 2 5 2FX系列PLC常用功能指令介绍 2 传送与比较类指令 FNC10 FN19 传送类指令传送指令MOV D MOV P 指令编号为FNC12 该指令的功能是将源数据传送到指定的目标 使用应用MOV指令时应注意 1 源操作数可取所有数据类型 标操作数可以是KnY KnM KnS T C D V Z 2 16位运算时占5个程序步 32位运算时则占9个程序步 2 5 2FX系列PLC常用功能指令介绍 2 传送与比较类指令 FNC10 FN19 传送类指令移位传送指令SMOVSMOV P 指令编号为FNC13该指令的功能是将源数据 二进制 自动转换成4位BCD码 再进行移位传送 传送后的目标操作数元件的BCD码自动转换成二进制数 2 5 2FX系列PLC常用功能指令介绍 2 传送与比较类指令 FNC10 FN19 传送类指令块传送指令BMOVBMOV P 指令编号为FNC15是将源操作数指定元件开始的n个数据组成数据块传送到指定的目标 2 5 2FX系列PLC常用功能指令介绍 2 传送与比较类指令 FNC10 FN19 传送类指令块传送指令BMOVBMOV P 使用块传送指令时应注意 1 源操作数可取KnX KnY KnM KnS T C D和文件寄存器 目标操作数可取 KnT KnM KnS T C和D2 只有16位操作 占7个程序步 3 如果元件号超出允许范围 数据则仅传送到允许范围的元件 2 5 2FX系列PLC常用功能指令介绍 3 算术与逻辑运算类指令 FNC20 FN29 2 5 2FX系列PLC常用功能指令介绍 4 循环与移位类指令 FNC30 FN39 2 5 2FX系列PLC常用功能指令介绍 5 数据处理类指令 FNC40 FN49 2 5 2FX系列PLC常用功能指令介绍 6 高速处理类指令 FNC50 FN59 2 5 2FX系列PLC常用功能指令介绍 7 方便类指令 FNC60 FN69 2 5 2FX系列PLC常用功能指令介绍 8 外部I O设备类指令 FNC70 FN79 2 5 2FX系列PLC常用功能指令介绍 10 浮点数运算类指令 FNC110 FN132 2 5 2FX系列PLC常用功能指令介绍 11 高低字节交换 定位类指令 2 5 2FX系列PLC常用功能指令介绍 14 外围设备类指令 FNC170 FN177