维修电工与实训第九章.pptx

现代控制器件的应用与调试现代控制器件的应用与调试第九章第九章现代控制器件的应用与调试现代控制器件的应用与调试9.1 9.1 可编程序控制器可编程序控制器 9.2 9.2 通用变频器通用变频器通用变频器通用变频器9.1 可编程序控制器可编程序控制器9.1.1 9.1.1 中小型中小型PLCPLC的结构与编程语言概述的结构与编程语言概述 可编程序控制器简称PLC是70年代以来，在集成电路，计算机技术基础上发展起来的一种新型工业控制设备。由于其通用性好、可靠性高、编程简单，使用方便、扩充方便，组合灵活、环境适应性好、抗干扰能力强、价格适中，在近30多年来得到了迅猛的发展，至今已成为工业生产自动化三大技术支柱（机器人技术，CAD/CAM技术）之一。目前，国外的生产厂商正不断地开发PLC，使PLC的应用面越来越广。近几年，国内在PLC开发应用方面的发展也很快，除许多从国外引进的设备，自动化生产线外，国产的机床设备已越来越多地采用PLC控制系统。国产化的小型PLC也基本达到国外同类产品的技术指标。因此，作为一个机床维修的电气工程技术人员，必须掌握PLC及其应技术，以适应当前电气控制技术发展的需要。9.1 可编程序控制器可编程序控制器9.1.1.1 9.1.1.1 PLCPLC的主要功能的主要功能 1.1.条件控制条件控制 可编程序控制器设置了与（AND）、或（OR）、非（NOT）等逻辑指令，能处理继电器触点的串联、并联、串并联等各种连接。因此，它可以代替继电器进行开关控制。2.2.定时计数控制定时计数控制 可编程序控制器为用户提供了若干个定时器/计数器，并设置了定时/计数控制指令。定时器/计数器的定时值/计数值可在运行中被读出或修改，使用灵活，操作方便。程序投入运行后PLC将根据用户设定的定时值/计数值对某个操作进行定时/计数控制，以满足生产工艺的要求。9.1 可编程序控制器可编程序控制器 3.3.步进控制步进控制 PLC提供了若干个移位寄存器，可用于步进控制，即在上道工序完成后，再进行下一道工序。目前，有些型号的PLC，还专门设置了用于步进控制的步进指令和鼓形控制器操作指令，编程和使用极为方便。因此，更容易实现步进控制的要求。4.4.D/A、A/D转换转换 目前大多数PLC均具有D/A、A/D转换功能，以实现对模拟量的控制和调节。9.1 可编程序控制器可编程序控制器 5.5.数据处理数据处理 目前有些PLC具有数据处理功能，它具有并行运算指令，能进行数据并行传送，BCD码的加、减、乘、除等运算，能进行字与、字或、求反、逻辑移位、算术移位、检索数据、比较、数字转换、编码、译码等操作，还可以对数据存储器进行间接寻址，有些PLC通过接口还可与打印机相连，打印出程序和有关数据及梯形图。9.1 可编程序控制器可编程序控制器 6.6.通讯联网通讯联网 目前，有些PLC采用了通讯技术，可以进行远程的I/O控制，多台PLC之间可以进行同位链接，PLC还可以与上位计算机进行链接，接受计算机的指令，并将执行结果通知计算机。由一台计算机和若干台PLC即可构成“集中管理、分散控制”的分布式控制系统，以完成较大规模的复杂控制。PLC在通讯系统中，一般采用RS-232或RS-422接口。7.7.监控监控 PLC配置了较强的监控功能。它能记忆某些异常情况，或在发生异常情况下自动中止运行。在控制系统中，操作人员通过监控命令可以监视有关部分的运行状态。9.1 可编程序控制器可编程序控制器9.1.1.2 9.1.1.2 应用场合应用场合 1.1.开关量逻辑控制开关量逻辑控制 开关量逻辑控制是PLC最基本的控制，利用PLC取代常规的继电器逻辑控制和二极管矩阵式顺序控制器已是非常广泛的一种控制。如机床、电梯、起重机、皮带运输机、布袋除尘器等。它既可实现单机控制，也可用于多机控制。9.1 可编程序控制器可编程序控制器 2.2.闭环过程控制闭环过程控制 PLC由于是具有数值运算的能力和处理模拟信号量的功能，因此就有可能设计出各种PID控制器，所以PLC可以应用于具有连续控制的闭环控制系统。随着PLC规模的扩大，PLC可控制的回路数已从几个增加到几十个甚至几百个，因此可以用于复杂的闭环控制系统。例如在锅炉的运行控制，自动焊机控制，连轧机中的速度和位置控制等都是闭环过程控制的典型应用场合。3.3.数字控制数字控制 PLC能和机械加工中的数字控制（）及计算机数控（）组成一体，以实现数值控制。随着PLC技术的迅速发展，今后的计算机数控系统变成以PLC为主体的控制和管理系统。9.1 可编程序控制器可编程序控制器 4.4.机器人控制机器人控制 机器人是工业生产自动线中不可缺少的重要设备，已成为未来工业生产自动化的三大支柱之一。由于人工视觉等高科技技术逐渐完善，各种高性能的机器人也相继问世。现在不少机器人制造公司也选用PLC作为机器人的控制器。例如西门子公司制造的机器人就采用了该公司的16位可编程序SIMATICS5-130W和RCW1，系统可对具有轴的机器人进行控制，自动处理各种机械动作。又如美国的JEEP公司焊接自动线上使用的29个机器人，每个机器人均由PLC一台控制。5.5.多级控制系统多级控制系统 高功能的PLC具有较强的通讯联网能力，PLC之间、PLC与远程的I/O、PLC与上位计算机之间均可通讯、从而形成多级控制系统。9.1 可编程序控制器可编程序控制器9.1.1.3 9.1.1.3 PLC的硬件系统的硬件系统 PLC本质上是一台用于控制的专用计算机。PLC的主要特点是与控制对象有更强的接口能力，它的基本结构主要围绕着适宜于过程控制（即过程中资料的采集和控制信号的输出，以及资料的处理）的要求来进行设计的。通用PLC的主要结构如图9-1所示。9.1 可编程序控制器可编程序控制器图9-1 PLC的结构框图9.1 可编程序控制器可编程序控制器 1.1.中央处理模板（中央处理模板（CPU）中央处理模板（Central Processing Unit，简称CPU）是可编程控器的核心部件，它的主要任务是按一定的规律或要求读入被控对象的各种工作状态，然后根据用户所编制的应用程序的要求去处理有关数据，最后再向被控制对象送出相应的控制（驱动）信号。它与被控制对象之间的联系是通过I/O（Input/Output）接口实现的。具体地说，PLC的CPU模板主要完成下述各项工作：接收并存贮从编程器输入的用户程序和数据；用扫描的方式接收现场输入设备的状态或数据，并存入输入映像寄存器或数据寄存器中；诊断电源、PLC内部电路工作状态的编程过程中的语法错误；执行用户程序，完成各种数据的处理、传输和存储等功能；根据数据处理的结果，刷新有关标志位的状态和输出映像寄存器的内容，再由输出映像寄存器的位状态或数据寄存器的有关内容，实现输出的控制、制表、打印或数据通讯等功能。9.1 可编程序控制器可编程序控制器 2.2.内存内存 PLC配备有系统程序存储器和用户程序存储器、前者用以存放系统工作程序（监控程序）、模块化应用功能子程序、命令解释、功能子程序的调用管理以及按一一对应关系定义的（/、内部继电器、定时器/计数器、移位寄存器等）存储系统参数。而后者用以存放用户程序，即用户编制的梯形图程序及控制算法系数。9.1 可编程序控制器可编程序控制器 由于系统程序关系到PLC的性能，一般不能由用户直接存取，因此，PLC产品资料中所提的存储器形式及容量，均是指用户程序存储器。PLC的用户存储器通常以字（16位/字）为单位来表示存储器的容量。考虑实用性，用户存储器一般用低功耗的CMOSRAM及备用锂电池供电，只要有关程序及数据送入内存，即使电源发生故障或临时断电，也能保留执行程序，直至用户需要改变为止。9.1 可编程序控制器可编程序控制器 3.3.输入输入/输出（输出（/O）模块模块 输入/输出模块是CPU与现场/O装置或其它外部设备之间的连接部件，PLC提供了各种操作电平与驱动能力的/模块和各种用途的/O功能模块供用户选用。（1）数字/O接口 数字/O接口主要实现CPU模板与/装置和外设之间的数字信号（开关量）的联系，它完成电平转换、电气隔离、串/并行数据转换，码字错误检测以及提供具有足够驱动能力的各种数字驱动信号等工作，有时还可提供各种中断和通讯等方面的控制信号。数字/O模板通常配有相应的LED或（LCD）状态显示器、以利于操作人员的监测。9.1 可编程序控制器可编程序控制器 数字/的输入信号常来自按钮、开关和继电器等实际开关量，也可以是各种外设或被控制对象送来的数字量。它的数字输出信号主要是以继电器触点或与TTL电平兼容的数字电平形式提供的。（2）模拟/O接口 模拟/O接口实现PLC与/O装置之间的模拟信号的连接。其中输入部分主要完成阻抗匹配、/V转换、小信号放大、信号滤波以及A/D转换等功能，以实现被控对象送出的模拟量转换成PLC易于处理的数字量的作用。输出部分主要完成阻抗匹配、功率放大和波形校正等功能，以便向被控对象提供正常工作所需要的模拟控制（驱动）信号。9.1 可编程序控制器可编程序控制器 在一些高精度和高抗干扰的PLC系统中，模拟/O接口也需要有光电隔离措施。由于模拟信号的隔离问题远比数字信号隔离困难，因此常在模拟/O接口板配置若干具有隔离措施的端口，以降低系统的复杂度和成本。需要指出的是：在模拟I/O接口中，模拟信号一般不能用光电耦合器作隔离，因为它不能保证良好的线性度，因此往往采用成本较高的隔离放大器来实现隔离。模拟/O接口中的数字逻辑部分可以采用光电隔离器来隔离。无论是数字/O接口，还是模拟I/O接口，通常均应根据实际控制的要求和有关的技术指标来配置和选择不同型号的I/O接口。9.1 可编程序控制器可编程序控制器 （3）智能/接口 智能I/O接口进一步扩充/O的功能，以满足控制过程中的特殊要求，同时可减少CPU模板的工作量。智能/O接口板上多设有自己的微处理器和控制软件，因此可以独自工作。目前在PLC的外围接口板中，以智能模板品种最多。常见的有高速计数板，可以满足计数频率高达100KHz以上的计数（定时）要求；具有快速PID调节器的闭环控制模板，可以“硬件”方式对控制系统作闭环控制；带有微处理器的通讯模板，可适应多台PLC联网或与外部设备快速进行交换信息的需求；以8085微处理器为核心的ASCII/BASIC转换模块可使PLC在高级语言GE/BASIC的控制下实现与/O作信息传输和读写用户程序等。对于一些极特殊的用户需求，用户也可根据PLC提供的总线信号和用户具体要求设计专用的智能模板。9.1 可编程序控制器可编程序控制器 （4）通信接口 通信接口是专用数据通信的一种智能模块，在PLC中使用普遍，因此常单列为一种接口。它主要用于实现人机对话（例如在通信接口可连接专用键盘、打印机或显示器等），在一个具有多台PLC的复杂系统中，也可利用通信接口互连起来，以构成多机局部网络控制系统，或在计算机与PLC之间可使用通信接口，实现多级分布式控制系统。通信接口常有串行接口和并行接口两种，它们都是在专用系统软件的控制下，遵循国际上多种规范的协议来进行工作的，因此用户应根据不同的设备要求，分别选择相应的通信方式和配置合适的通信接口模板。9.1 可编程序控制器可编程序控制器（5）扩展接口 扩展接口有两个含义：一是单纯的/O（数字I/O或模拟/O）功能的扩展，它是为弥补原系统中/O口有限而设置的；另一个含义是CPU模板的扩充，它是在原系统中只有一块CPU模板而无法满足系统工作要求时使用的。这个接口功能是实现扩充CPU模板与系统原CPU以及扩充CPU模板之间（多个CPU模板扩充）的相互控制和信息交换。9.1 可编程序控制器可编程序控制器 4.4.编程器编程器编程器是专门用于用户程序的编制、编辑、调试检查和监视，还可以通过键盘去调用和显示PLC的一些内部状态和系统参数。它通过通信接口与PLC联系，完成人机对话连接。编程器上有供编程用的各种功能键和显示器，以及编程、监控转换开关。编程器的键盘采用梯形图语言符键或命令语言助记符键，也可以采用软件指定的功能键，通过屏幕对话方式进行编程。9.1 可编程序控制器可编程序控制器 5.5.电源电源 PLC中的电源系统一般有三类：第一类是供PLC中TTL芯片和集成运放使用的基本电源（+5V和15V直流电源）。第二类电源是供输出接口使用的高压大电流的功率电源。第三类是锂电池及其充电电源。考虑到系统的可靠性及光电隔离器的使用，不同类电源具有不同的地线。此外，根据PLC的规模及所允许扩展的接口板数，各种PLC的电源种类和容量往往是不同的，用户使用和维修时必须注意到这一点。9.1 可编程序控制器可编程序控制器 6.6.总线总线 总线是沟通PLC中各功能模板的信息通道。它的含义并不单是各模板插脚之间的联线，还包括驱动总线的驱动器及其可保证总线正常工作的控制逻辑电路。对于一种型号的PLC而言，总线上每一只脚都有特定的功能和含义。但对不同型号的PLC而言，总线上各引脚的含义不完全相同（即至今没有国际统一的标准）。总线上的数据都是以并行方式传送的，传送的速度和驱动能力随CPU模板上的驱动器不同而异。9.1 可编程序控制器可编程序控制器 7.7.外部设备外部设备 一般PLC都配有盒式录音机、打印机、EPROM写入器以及高分辨大屏幕彩色图形监控系统等外部设备，有些PLC还可通过通讯接口与其它PLC或上位计算机连接，以实现通讯联网的功能。9.1 可编程序控制器可编程序控制器9.1.1.4 9.1.1.4 PLC的软件系统的软件系统 PLC的硬件系统和软件系统是相辅相成的，它们共同构成PLC系统，缺一不可。没有软件的PLC系统称为裸机系统，是没有什么用途的，同样，没有硬件系统，软件系统也就无立足之地。PLC的软件系统指PLC所使用的各种程序的集合。它包括系统程序和用户程序。1.1.系统程序系统程序 系统程序包括监控程序、编译程序。标准程序及系统调用等组成。9.1 可编程序控制器可编程序控制器（1）监控程序 监控程序是系统程序中最重要的部分，整个可编程控制器的运行都由它管理，它又可分为运行管理、生成用户环境及内部自检之部分。运行管理程序，是用以控制可编程序控制器何时输入、何时输出、何时运算、何时自检、何时通讯等等，进行时间上的分配管理。生成用户环境程序用以存贮空间的管理，由它规定各种参数，程序的存放地址，将用户使用的数据参数存贮地址转化为实际的资料格式及物理存放地址，它将有限的资源变为用户可直接使用的很方便的组件。内部自检程序即系统自检程序，包括各种系统出错检验、用户程序语法检验，句法检验，警戒时钟运行等。9.1 可编程序控制器可编程序控制器（2）编译程序 我们知道，任何计算机最终都是根据机器语言来执行的，而机制语言的编制又相当麻烦，因此，在可编程控制器中采用了人们最易掌握的梯形图进行编程，然后由编译程序将梯形图程序逐条翻译成机器能懂的机器语言程序，从而使可编程序控制实现所要求的控制功能，事实上，为了节省内存，提高编译速度，用户程序是以内码形式存储在可编程控制器中的。（3）标准程序模块及系统调用 标准程序模块及系统调用是由许多独立的程序组成的，各自能完成不同的功能，有些用以输入、输出、有些用以特殊运算等。可编程序控制器各种具体工作都是由这部分程序完成的，这部分程序的多少，就决定了可编程序控制器性能的强弱。9.1 可编程序控制器可编程序控制器 2.2.用户程序用户程序 用户程序是可编程序控制器的使用者编制的针对控制问题的程序，它是用梯形图或某种可编程序控制器指令的助记符编制而成，其助记符形式随PLC型号的不同而略有不同。用户程序线性地存储在监控程序指定的存储区间内，它的最大容量也由监控程序限制。9.1 可编程序控制器可编程序控制器9.1.1.5 9.1.1.5 PLC的基本控制原理的基本控制原理 通过电气控制技术的各章学习，已使我们了解，任何一种继电器控制系统都是由三个基本部分组成：即输入部分、逻辑部分和输出部分。其中，输入部分是指各类按钮、开关类主令电器，逻辑部分是由各种继电器及其触点组成的实现一定逻辑功能的控制线路，而输出部分则是包括各种电磁阀线圈、接通电动机的各种接触器，信号指示灯等执行电器。9.1 可编程序控制器可编程序控制器 根据操作台上的操作命令，按下按钮或板动开关或来自被控对象上的各种开关信息，如限位开关，光电管信号去推动逻辑电路。它是一种按被控对象实际需要的动作要求而设计，并由许多继电器按某种固定方式接好的控制线路。程序固定在线路中，不能灵活变更，由逻辑电路动作结果去驱动执行电器。与继电器系统类似，PLC也是由输入部分，逻辑部分和输出部分组成如图9-2所示9.1 可编程序控制器可编程序控制器图9-2 PLC工作系统 9.1 可编程序控制器可编程序控制器 各部分的主要作用是：1.1.输入部分输入部分：收集并保存被控对象实际运行的资料。2.2.逻辑部分逻辑部分：处理输入部份所取得的信息，并判断哪些功能需做出输出反应。3.3.输出部分输出部分：提供正在被控的许多装置中，哪几个设备需要实时操作处理。其中，输入部分基本上仍与继电器控制系统相同，但为了将不同的电压或电流形成的信号源转换成微处理器所能接收的低电平信号，输出部分也需加变换器。9.1 可编程序控制器可编程序控制器 PLC采用由大规模集成电路构成的微处理器和内存来组成逻辑部分。对于大型PLC，还具有数值运算、过程控制等各种复杂功能。尽管逻辑部分的作用与继电器控制系统类似，但其组成、工作原理、运行方式与接触器控制电路截然不同的。通过编程，可以灵活地改变其控制程序，相当于改变了继电器控制的硬接线线路，这就是所谓的“可编程序”。程序由编程器送入微处理器中的内存，也可以方便地读出、检查与修改。用户根据某一具体的控制要求，编制好程序后，用编程器键入或使用编程软件下载到PLC的用户程序存储器。9.1 可编程序控制器可编程序控制器 当PLC运行时，用户程序中有众多的操作需要去执行，但CPU是不能同时去执行多个操作的，而是按分时操作原理每一时刻执行一个操作。由于CPU的运算速度很高，使得外部出现的结果从宏观上来看似乎是同时完成的。这种分时操作的过程称为CPU对程序的扫描。从0000号存储地址所存放的第一条用户程序开始执行，在无中断或跳转控制的情况下，按存贮地址号递增的方向顺序逐条扫描用户程序，直到程序结束。每扫描完一次程序就构成一个扫描周期。然后再从头开始扫描，并周而复始地重复。9.1 可编程序控制器可编程序控制器 顺序扫描的工作方式简单直观。它简化了程序的设计，并为PLC的可靠运行提供了非常有用的保证。一方面，所扫描到的指令被执行后，其结果马上就可以被将要扫描到的指令所利用；另一方面，还可以通过CPU设置的定时器来监视每次扫描是否超过规定的时间，从而避免了由于CPU内部故障使程序执行进入死循环造成故障的影响。9.1 可编程序控制器可编程序控制器9.1.1.6 9.1.1.6 系统的工作过程和信息处理规则系统的工作过程和信息处理规则 1.1.PLC的工作过程的工作过程 PLC的工作过程，简单地说，是周期循环扫描工作的过程。图9-3是PLC系统的工作原理图。图9-3 PLC的工作原理图9.1 可编程序控制器可编程序控制器 用户程序通过编程器或其它输入设备，输入存放在CPU的用户内存中。当PLC开始运行时，CPU根据系统程序规定的顺序，通过扫描，可完成各输入点的状态采集或输入数据采集、用户程序（梯形图）逻辑运算、各输出点的状态更新、编程器键入响应和显示更新、CPU自检和复位扫描监视用定时、响应调试用强迫/O的键入等功能。PLC的扫描既可按固定顺序进行，也可按用户程序规定的可变顺序进行，这不仅仅因为有的程序不需要每扫描一次，执行一次，也因为在一个大控制系统中，需要处理的/点数较多，通过不同的组织模板的安排，分时分批扫描执行的办法，可缩短扫描周期和提高控制的响应速度。9.1 可编程序控制器可编程序控制器 PLC工作的另一个特点是采用集中采样、集中输出的工作方式，从而减少了外界干扰的影响。对用户程序的循环扫描，一般分为三个阶段进行，即输入采样阶段、程序执行阶段和输出刷新阶段，如图9-4所示。图9-4 用户程序执行的三个过程 9.1 可编程序控制器可编程序控制器 三个阶段的工作过程如下：（1）在输入采样阶段，PLC以扫描方式按顺序将所有输入端的输入信号状态（开或关即ON或OFF、“1”或“0”）读入到输入映像寄存器中寄存起来，称为对输入信号的采样。此时输入映像寄器被刷新。接着转入程序执行阶段，在程序执行期间，输入映像寄存器与外界隔离，无论输入状态如何变化，输入映像寄存器中的内容也不会改变。输入状态的变化只能在下一扫描周期的输入采样阶段才被重新读入；9.1 可编程序控制器可编程序控制器 （）根据PLC梯形图程序扫描原则，PLC按先上后下，从左到右的顺序逐句扫描用户程序的指令，一旦遇到程序跳转指令，则根据跳转条件是否满足来决定程序跳转的地址。当指令涉及到输入、输出状态时，PLC分别从输入映像寄存器中读入上一阶段采入的对应输出端子状态，从输出映像寄存器中“读入”对应输出映像寄存器的当前状态，然后进行相应的运算，运算结果将再次存入元件映像寄存器中。也就是说，对于每一个元件的状态会随着程序执行的过程而变化；9.1 可编程序控制器可编程序控制器 （）在执行完用户所有程序后，PLC将输出映像区中的内容同时送入到输出锁存器中（称为输出刷新），然后由锁存器去驱动继电器的线圈，最后导致输出端子上的信号变为本次工作周期运行结果的实际输出。上述三个过程构成了PLC工作的一个工作周期，PLC按工作周期方式周而复始的循环工作，完成对被控对象的控制作用。另外，一个工作周期还包括下述四个过程。9.1 可编程序控制器可编程序控制器 （）系统自监测：检查watchdog是否超时（即查程序执行是否正确），如果超时则停止中央处理器工作。（）与编程器交换信息：这在使用编程器输入和调试程序时才执行。（）与数字处理器交换信息：这只有在PLC中配置有专用数字处理器时才执行。（）网络通信：当PLC配置有网络通信模块时，应与通信对象（如磁带机、编程器和其它PLC或计算机等）作数据交换。9.1 可编程序控制器可编程序控制器 2.2.PLC对输入对输入/输出的处理规则输出的处理规则 总结上面分析的程序执行过程，可得出PLC对输入/输出的处理规则如下：（）输入映像寄存器的数据，取决于输入端子在上一个工作周期的输入采样阶段所刷新的状态。（）输出映像寄存器（包含在元件映像寄存器中）的状态。由程序中输出指令的执行结果决定。（）输出锁存电路中的数据，由上一个工作周期的输出刷新阶段存入到输出锁存电路中的数据来确定。（）输出端子上的输出状态，由输出锁存电路中的数据来确定。（）程序执行中所需的输入、输出状态（数据），由输入映像寄存器和输出映像寄存器读出。9.1 可编程序控制器可编程序控制器9.1.2 9.1.2 编程器的结构与使用编程器的结构与使用 编程器是用来对PLC进行编程以及对其工作进行监视的重要设备。FX系列PLC的编程设备有手持式简易编程器(FX-20P-E)、图形编程器(GP-80FX-E)及编程软件包MELSEC-MEDOC，FX-PCS/WIN-C。本节重点介绍FX-20P-E编程器及其使用。9.1 可编程序控制器可编程序控制器9.1.2.1 9.1.2.1 FX-20-20P-E编程器的结构编程器的结构 1.1.编程方式编程方式 FX-20P-E手持式编程器有联机(在线)和脱机(离线)两种编程方式。(1)联机方式(Online)。HPP和PLC直接相连，由HPP对PLC的用户程序存储器直接进行操作(存取)。(2)脱机方式(Offline)。编制的程序先写入HPP内部的RAM，再成批地传送到PLC的存储器中;也可以在HPP和ROM写入器之间进行程序传送。9.1 可编程序控制器可编程序控制器 2.2.HPP的组成与操作面板的组成与操作面板 （l）HPP的组成。HPP由液晶显示屏(16字符4行，带后照明)，ROM写入器模块的接口，存储器卡盒的接口以及键盘(功能键、指令键、元件符号键、数字键)组成。HPP配有FX-20P-CAB电缆(适用于FX2)或FX-20P-CAB0电缆（适用于FX0），用于与PLC连接。还有系统存储卡盒，用于存放系统软件（在修改系统软件版本时，更换此系统存储卡盒）。其他如ROM写入器模块和PLC存储器卡盒等，均为选用件。（2）HPP的操作面板。HPP的操作面板如图95所示。键盘上的各键的作用说明如下:9.1 可编程序控制器可编程序控制器图9-5手持编程器面板9.1 可编程序控制器可编程序控制器 1）功能键RD/WR(读出/写入)，INS/DEL(插入/删除)，MNT/TEST(监视/测试)。各功能键交替起作用，按一次时选择键左上方表示的功能;再按一次，则选择右下方表示的功能。2）其他键OTHER。在任何状态下按此键，显示方式项目单(菜单)。安装ROM写入模块时，在脱机方式项目单上进行项目选择。3）清除键CLEAR。如在按 GO键前(即确认前)按此键，则清除键入的数据。此键也可用于清除显示屏上的错误信息或恢复原来的画面。4）帮助键HELP。显示功能指令一览表。在监视时，进行十进制数和十六进制数的转换。5）空格键SP。在输入时，用此键指定元件号和常数。6）步序键STEP：设定步序号时按此键。9.1 可编程序控制器可编程序控制器 两个光标键、：用该键移动光标和提示符，指定已指定元件前一个或后一个地址号的元件，作行滚动。指定键、元件符号键、数字键：这些都是复用键。每个键的上面为指令符号，下面为元件符号或者数字。上、下的功能是根据当所执行的操作自动进行切换，其中下面的元件符号Z/V、K/H、P/I又是交替起作用，反复按键时，互相切换。指令键共有26个，操作起来方便、直观。9.1 可编程序控制器可编程序控制器（3）液晶显示屏 FX-20P-E简易编程器的液晶显示屏很小，能同时显示4行，每行16个字符，在编程操作时，显示屏上显示的画面如图96所示。液晶显示屏左上角的黑三角提示符是功能方式说明，下面分别予以介绍。功能方式显示的含义:R(Read)读出；W(Write)写入；I(Insert)插入；D(Delete)删除；M(Monitor)监视；T(Test)测试。9.1 可编程序控制器可编程序控制器图96液晶显示屏 9.1 可编程序控制器可编程序控制器9.1.2.2 9.1.2.2 简易编程器的使用简易编程器的使用 打开PLC主机上部的插座盖板，用电缆把主机和编程器连接起来，为编程做准备。简易编程器本身不带电源，由PLC供电。1.1.使用编程器的编程过程使用编程器的编程过程简易编程器的操作步骤如图97所示；9.1 可编程序控制器可编程序控制器图97简易编程器的操作步骤 9.1 可编程序控制器可编程序控制器 操作准备:主要是指连接。方式选择:连接好以后接通PLC的电源，在编程器显示屏上出现图9-8第一框画面。显示2秒后转入下一个画面，根据光标的指示选择联机方式或脱机方式，然后再进行功能选择。编程:将PLC内部用户存储器的程序全部清除(在指定范围内成批写入NOP指令)，然后用键盘编程。监控:监视元件动作和控制状态，对指定元件强制ON/OFF及常数修改。图98方式选择 9.1 可编程序控制器可编程序控制器2.2.编程操作编程操作 编程操作按下述步骤进行。联机方式与脱机方式的基本编程操作相同。（1）程序写入 在写入程序之前，要将PLC内部存储器的程序全部清除(简称清零)。清零框图如图99所示。清除程序的框图中每个框表示按一次对应键。清零后即可进行程序写入操作。写入操作有写入基本指令22条(包括步进指令)、功能指令等。图99清零操作 9.1 可编程序控制器可编程序控制器 1)基本指令的写入 基本指令有三种情况:一是仅有指令助记符，不带元件;二是有指令助记符和一个元件;三是指令助记符带两个元件。写入上面三种基本指令的操作框图如图9-10所示。图910写入指令的基本操作 9.1 可编程序控制器可编程序控制器 例如要将图911所示的梯形图程序写入到PLC中，可进行如下键操作。这时FX-20P-E简易编程器的液晶显示器显示如下画面在指令输入过程中，若要修改，可按图7-7所示的操作进行。图911梯形图与写入例 9.1 可编程序控制器可编程序控制器图912修改程序的操作 9.1 可编程序控制器可编程序控制器例如：输入指令OUT T0 K10，确认前(按 GO键前)，欲将K10改为D9，其操作如图913。按指令键，输入第1元件和第2元件。为取消第2元件，按1次CLEAR键。键入修改后的第2元件。按GO键，指令写入完毕。图913修改程序例一 9.1 可编程序控制器可编程序控制器若确认后(已按GO键)，上例的修改操作如图914所示：按指令键，写入第1元件、第2元件。按GO键，的内容输入完毕。将行光标移到K10的位置上。键入修改后的第2元件。按GO键，指令写入完毕。图914修改程序例二 9.1 可编程序控制器可编程序控制器 2）功能指令的写入 写入功能指令时，按FNC键后再输入功能指令号。这里不 要 像 输 入 基 本 指 令 那 样，使 用 元 件 符 号 键。输入功能指令号有两种方法:一是直接输入指令号;二是借助于HELP键的功能，在所显示的指令一览表上检索指令编号后再输入。功能指令写入的基本操作如图915所示。9.1 可编程序控制器可编程序控制器图915功能指令的基本操作 9.1 可编程序控制器可编程序控制器 例如:写入功能指令(D)MOV(P)D0 D2，其键操作与显示屏如图916所示:其中指定32位指令时，在键入指令号之前或之后，按D键；在指定脉冲指令时，键入指令号后按P键。图916功能指令的基本操作例 9.1 可编程序控制器可编程序控制器3)元件的写入 在基本指令和功能指令的输入中，往往要涉及元件的写入。例如输入图917中的梯形图程序，元件写入的方法如该图上部。图917梯形图操作例二 9.1 可编程序控制器可编程序控制器 例如，写入功能指令MOV K2 X10 ZD1，其键操作如图918。其中，进行位数指定时，K1表示4个二进制位。KlK4用于16位指令，KlK8用于32位指令；变址寄存器Z、V附加在元件号上一起使用。图918写入功能指令作例 9.1 可编程序控制器可编程序控制器 4)标号的输入 在程序中P(指针)、I(中断指针)作为标号使用时，其输入方法和指令相同。即按P或I键，再键入标号编号，最后按GO键。5)程序的改写 在指定的步序上改写指令。例如，在50步上写入指令OUT T50 K123，其键操作如图919:9.1 可编程序控制器可编程序控制器图919程序的改写作例 如需改写在读出步数附近的指令，将光标直接移到指定处。只需改写指令的操作数这一操作。9.1 可编程序控制器可编程序控制器 6)NOP的成批写入在指定范围内，将NOP成批写入的基本操作如图920所示。图920NOP成批写入的基本操作9.1 可编程序控制器可编程序控制器 例如在1014步到1024步范围内成批写入NOP的键操作和显示如图921所示：图921NOP成批写入操作例 9.1 可编程序控制器可编程序控制器 （2）读出程序 把已写入到PLC中的程序读出这是常有的事。读出方式有根据步序号、指令、元件及指针等几种方式。在联机方式时，PLC状态在运行中要读出指令时，只能根据步序号读出;若PLC状态为停止时，还可以根据指令、元件以及指针读出。在脱机方式中，无论PLC处于何种状态，四种读出方式均可。9.1 可编程序控制器可编程序控制器 1)根据步序号读出 指定步序号，从PLC用户程序存储器中读出并显示程序的基本操作如图922所示。图922根据步序号读出的基本操作 9.1 可编程序控制器可编程序控制器 例如要读出第55步的程序，其键操作步骤表示如下:RDSTEP55GO。2)根据指令读出指定指令；在PLC处于STOP状态下，从PLC中用户程序存储器读出并显示程序时，例如要读出指令PLS M104，其操作过程如下；RDPLSM104GO。3)根据指针读出指定指针，从PLC的用户程序存储器读出并显示程序(PLC处于STOP状态)的基本操作如图923所示。9.1 可编程序控制器可编程序控制器图923根据指针读出的操作 例如读出指针号为3的标号的键操作过程为：RDP3GO。9.1 可编程序控制器可编程序控制器 4)根据元件读出指定元件符号和元件号，从PLC中用户程序存储器读出并显示程序(PLC处于STOP状态)的基本操作如图924所示。图924根据元件读出的操作 例如读出Y123的键操作过程为:RDSPY123GO。9.1 可编程序控制器可编程序控制器 （3）插入程序 插入程序操作是根据步序号读出程序，在指定的位置上插入指令或指针，其操作如图925所示。图925插入的基本操作 9.1 可编程序控制器可编程序控制器 例如，在200步前插入指令AND M5的键操作如下:读出第200步程序INSANDM5GO。即：根据步序号读出相应的程序，按INS键。在行光标指定步处进行插入。无步序号的行不能插入；键入指令、元件符号和元件号(或指针符号及指针号)；按GO键后就可把指令或指针插入。9.1 可编程序控制器可编程序控制器（4）删除程序 删除程序分为逐条删除、指定范围删除和NOP式的成批删除几种方式。1)逐条删除 读出程序，逐条删除用光标指定的指令或指针，按GO键后，删除了行光标所指定的指针或指令，而且以后各步的步序号向前提。其基本操作如图926所示。例如要删除第n步的ANI指令其操作为:读第n步程序INSDELGO。图926逐条删除的基本操作 9.1 可编程序控制器可编程序控制器 2)指定范围的删除 从指定的起始步序号到终止步序号之间的程序成批删除的操作如图927所示。3)NOP式的成批删除 将程序中所有的NOP一起删除的键操作如下:INSDELNOPGO。图927指定范围删除的基本操作 9.1 可编程序控制器可编程序控制器 3.3.监控操作监控操作 监控功能可分为监视与测控。监视功能是通过简易编程器的显示屏监视和确认在联机方式下PLC的动作和控制状态。它包括元件的监视、导通检查和动作状态的监视等内容。测控 功能主要是指编程器对PLC的位元件的触点和线圈进行强制置位和复位，以及对常数的修改。这里包括强制置位、复位和修改T、C、Z、V的当前值和T、C的设定值，文件寄存器的写人等内容。监控操作可分为准备、启动系统、设定联机方式、监控操作等步序，前几步与编程操作一样。下面仅为监控操作进行说明。9.1 可编程序控制器可编程序控制器 （1）元件监视 所谓元件监视是指监视指定元件的ON/OFF状态、设定值及当前值。元件监视的基本操作如图928所示。图928元件监视的基本操作 9.1 可编程序控制器可编程序控制器 例如依次监视X0及其以后的元件的操作和显示如图929所示。即按 MNT键后，再按SP键，键入元件符号及元件号；按GO键，根据有无标记，监视所键入元件的ON/OFF状态；通过按、键，监视前后元件的ON/OFF状态。图929监视X0等元件的操作及显示左图键操作右图为显示界面 9.1 可编程序控制器可编程序控制器 （2）导通检查 根据步序号或指令读出程序，监视元件触点的导通及线圈动作，基本操作如图930所示。例如：读出126步作导通检查的键操作如下：MNTSTEP126GO。此时读出以指定步序号为首的4行指令，利用显示在元件左侧的标记监视触点导通和线圈动作的状态。利用、键进行行滚动。图930导通检查的基本操作 9.1 可编程序控制器可编程序控制器 （3）动作状态的监视 利用步进指令，监视S的动作状态(状态号从小到大，最多为8点)的键操作表示如下:（4）强制ON/OFF 进行元件的强制ON/OFF的监控，先进行元件监视，然后进行测试功能。强制ON/OFF操作只在一个运算周期内有效。基本操作如图931所示。图931强制ON/OFF的基本操作 9.1 可编程序控制器可编程序控制器 例如对Y100进行ON/OFF强制操作的键操作如图93