《可编程控制器原理与应用》图文课件-第3章.ppt

单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第,3,章,三菱,FX,2N,系列,PLC,的基本指令系统,了解三菱,PLC,的大致分类，了解三菱,FX,2N,系列,PLC,的硬件,系统配置；掌握三菱,FX,2N,系列,PLC,内部编程元件及其功能,掌握三菱,FX,2N,系列,PLC,的基本逻辑指令,会用基本逻辑指令完成简单控制程序的编制,教学目的和要求,三菱,FX,2N,系列,PLC,的硬件系统配置,三菱,FX,2N,系列,PLC,内部编程元件及其功能,三菱,FX,2N,系列,PLC,的基本逻辑指令,三菱,FX,2N,系列,PLC,内部编程元件及其功能,三菱,FX,2N,系列PLC,的基本逻辑指令的使用方法,教学内容摘要,三菱,FX,2N,系列,PLC,内部编程元件、功能及其基,本逻辑指令的使用方法。,教学重点、难点,教学方法和使用教具,讲授、现场教学、课件,10,学时,教学时数,3.1,三菱可编程控制器概述,三菱公司是日本生产可编程控制器的主要厂家之一，其,PLC,产品也较早进入我国市场。,FX,系列,PLC,是由三菱公司近年来推出的高性能小型可编程控制器，以逐步替代三菱公司原,F,、,F1,、,F2,系列,PLC,产品。其中,FX2,系列是,1991,年推出的产品，,FX0,系列是在,FX2,系列之后推出的超小型,PLC,。近几年来又连续推出了将众多功能集合在超小型机壳内的,FX,0S,、,FX,1S,、,FX,0N,、,FX,1N,、,FX,2N,、,FX,2NC,等系列,PLC,产品。这些,PLC,产品具有较高的性价比，且应用广泛。,3.1.1,三菱可编程控制器分类,1.,超小型,PLC,超小型,PLC,均为整体式结构，体积小，价格便宜。该系列有,24,点、,40,点、,60,点三种基本单元，,40,点扩展单元，以及,8,点、,16,点扩展模块。,I/O,点数最大可达,128,点。,2.,小型,PLC,小型,PLC,主要有,FX,2,系列，该系列为整体式结构，由基本单元、扩展单元、扩展模块、通信适配器和特殊模块组成。在基本单元上连接扩展单元或扩展模块，可增加输入、输出点数，从而灵活地改变系统的,I/O,点数比例。,FX,2N,系列是,FX,系列中功能最强、速度最高的微型,PLC,。,3.,中型,PLC,中型,PLC,常用的是,AnS/QnAS,系列。该系列为模块式结构，有,10,种型号的,CPU,模块、配置齐全的,I/O,模块和多达,50,种的特殊功能模块。其,I/O,点数一般在,2561 024,点。该系列,PLC,的指令系统丰富，可提供,PID,、浮点运算、三角函数等高级应用指令，具有较强的网络功能。,4.,大型,PLC,大型,PLC,主要有,AnA/QnA,系列。该系列为模块式结构，有,12,种型号的,CPU,模块、配置齐全的,I/O,模块和大量的特殊功能模块。其,I/O,点数最大可达,4 096,点。,3.1.2,三菱,FX,2N,系列,PLC,的硬件系统配置,1.,系统配置与扩展,三菱,FX,2N,系列,PLC,由基本单元、扩展单元、扩展模块和特殊功能模块组成。基本单元是,PLC,的核心部分，由,CPU,、存储器、,I/O,电路和电源等组成。该系列,PLC,的基本单元可独立使用，也可将基本单元与扩展单元、扩展模块组合使用，以增加,I/O,点数。,2.,输入电路与输出电路的连接,输入电路的连接是将公共端,COM,通过具体的输入设备（如按钮、转换开关、行程开关、传感器等）连接到对应的输入端子上，并通过输入点将信号送到,PLC,内部。,输出电路就是,PLC,的负载电路，,PLC,仅提供输出端子，通过输出端子将负载和负载电源连接成一个电路，这样负载的状态就由,PLC,的输出端子进行控制，输出端子动作，则负载通电。,3.2,三菱,FX,2N,系列,PLC,内部编程元件及其功能,三菱,FX,2N,系列,PLC,内部的编程元件是支持该系列,PLC,编程语言的软元件，分别称为继电器、定时器、计数器等。如编程用的继电器元件，它的工作线圈没有工作电压等级、功耗大小和电磁惯性等问题；触点没有数量限制、机械磨损和电蚀等问题；在不同的指令操作下，它的工作状态可以无记忆也可以有记忆，甚至还可以作脉冲数字元件使用。,3.2.1三菱,FX,2N,系列,PLC,内部各编程元件,表,3-1,三菱,FX,2N,系列,PLC,内部所有编程元件及其地址编号,输入继电器,X,FX,2N,-16M,X0,X7,8,点,FX,2N,-32M,X0,X17,16,点,FX,2N,-48M,X0,X27,24,点,FX,2N,-64M,X0,X37,32,点,FX,2N,-80M,X0,X47,40,点,FX,2N,-128M,X0,X77,64,点,带扩展,X0,X267,184,点,输出继电器,Y,FX,2N,-16M,Y0,Y7,8,点,FX,2N,-32M,Y0,Y17,16,点,FX,2N,-48M,Y0,Y27,24,点,FX,2N,-64M,Y0,Y37,32,点,FX,2N,-80M,Y0,Y47,40,点,FX,2N,-128M,Y0,Y77,64,点,带扩展,Y0,Y267,184,点,辅助继电器,M,通用,M0,M499,500,点,保持,M500,M3071,2572,点,特殊,M8000,M8255,256,点,状态继电器,S,初始化,S0,S9,10,点,回零,S10,S19,10,点,通用,S20,S499,480,点,断电保持,S500,S899,400,点,信号报警,S900,S999,100,点,三菱,FX,2N,系列,PLC,内部所有编程元件及其地址编号见表,3-2,所示。,定时器,TT0,T199,时基,100ms,200,点,T200,T245,时基,10ms,46,点,T246,T249,时基,1ms,积算,4,点,T250,T255,时基,100ms,积算,6,点,计数器,C,16,位通用,C0,C99,100,点,16,位断电保持,C100,C199,100,点,32,位通用,C200,C219,20,点,32,位断电保持,C220,C234,15,点,高速,C235,C255,21,点,数据寄存器,D,通用,D0,D199,200,点,断电保持,D200,D7999,7800,点,特殊,D8000,D8255,只能用,256,点,文件,D1000,D7999,7000,点,变址寄存器,V/Z,V0,V7,8,点,Z0,Z7,8,点,指针,P/I,分支用,P0,P127,128,点,中断用,I00,I50(,输入中断,),、,I6,I8,（定时器中断）、,I010,I060(,计数器中断,),15,点,常数,K/H,十进制,K,16,位,:-32 768,+32 767,32,位,:-2 147 483 648,[phone],十六进制,H,16,位,:0,FFFF,32,位,:0,FFFFFFFF,3.2.2,三菱,FX,2N,系列,PLC,内部各编程元件的功能,1.,输入继电器,输入继电器,X,直接接收输入给,PLC,的物理信号，其编号与接线端子的编号一致。输入继电器,X,的状态由,PLC,输入端子所连接的外部设备的状态（由外部信号来驱动）决定，其程序无法改变。,2.,输出继电器,输出继电器,Y,直接传送,PLC,输出的物理信号，其编号与输出端子的编号一致。,3.,辅助继电器,辅助继电器,M,可以分成通用辅助继电器、断电保持辅助继电器和特殊辅助继电器。无论是哪一种的辅助继电器，都属于是一种“位元件”。,1,）通用辅助继电器,通用辅助继电器和,PLC,的外部无任何联系，其线圈受内部程序控制，常开、常闭触点只供内部编程使用，不能直接输出给外部设备。,2,）断电保持辅助继电器,断电保持辅助继电器可记忆控制系统电源中断的瞬时状态它的功能与通用辅助继电器相同，它们的区别在于当,PLC,在运行过程中，不管什么原因使电源断电，断电保持辅助继电器仍能保持原来的状态。,3,）特殊辅助继电器,特殊辅助继电器也是内部使用的继电器，与通用辅助继电器的本质区别在于特殊辅助继电器是用于监测,PLC,工作状态，提供时钟脉冲，给出错误标志，或者用于步进顺控、禁止中断以及设定计数器是加计数还是减计数等。,4.,状态继电器,状态继电器,S,是用于编写顺序控制程序的一种编程元件，与步进指令组合使用。当状态继电器,S,不与步进指令组合使用时，可作为辅助继电器使用，且具有断电保持功能。,5.,定时器,定时器,T,相当于继电器控制系统中的时间继电器。它有一个设定值寄存器、一个当前值寄存器和一个用来储存输出触点状态的映像寄存器，这三个存储单元使用同一个元件号。定时器,T,即可用常数,K,来设定，又可用数据寄存器,D,的内容来设定。,6.,计数器,计数器,C,是用来对,PLC,的内部映像寄存器,X,、,Y,、,M,、,S,提供信号计数，计数脉冲接通或断开的持续时间，应大于,PLC,的扫描周期，其响应速度通常小于数十赫兹。具体分为：,1,）内部计数器,编号为,C0,C99,的为,16,位通用型递加计数器；编号为,C100,C199,的为,16,位断电保持型递加计数器，即使在计数过程中断电，计数值也能保持；编号为,C200,C219,的为,32,位通用型双向计数器；编号为,C220,C234,的为,32,位断电保持型双向计数器。,2,）高速计数器,编号为,C235,C255,的为高速计数器，其共用,PLC,的,8,个高速计数器输入端,X0,X7,，且一输入端同时只能供一个高速计数器使用。,7.,数据寄存器,数据寄存器,D,在模拟量的检测、控制以及位置控制等场合用来储存数据 和参数，是,PLC,必不可少的元件。具体分为：,1,）通用数据寄存器,通用数据寄存器,D0D199,为,16,位，用于存放,16,位二进制数或一个字等各种数据。两个数据寄存器合并起来可以存放,32,位数据（双字），在通用数据寄存器,D0,和,D1,组成的双字中，,D0,存放低,16,位，,D1,存放高,16,位。字或双字的最高位为符号位，该位为,0,时数据为正，为,1,时数据为负。,2,）断电保持数据寄存器,断电保持数据寄存器,D200,D7999,的数据寄存器具有断电保持的功能，即当,PLC,从接通状态进入断开状态时，以上编号的数据寄存器的值保持不变。利用参数设定，可改变电池保持的数据寄存器的范围。,3,）特殊数据寄存器,特殊数据寄存器,D8000,D8255,可用来控制和监视,PLC,内部的各种工作方式和元件，如电池电压、扫描时间和正在动作的状态的编号等。,PLC,通电时，特殊数据寄存器均被写入默认的值。,4,）文件数据寄存器,文件数据寄存器,D1000D7999,以,500,点为单位，可被外部设备存取。它实际上被设置为,PLC,的参数区，与断电保持数据寄存器是重叠的，可保证数据不会丢失，并且可通过块传送指令改写。,8.,变址寄存器,三菱,FX,2N,系列,PLC,有,16,个变址寄存器,V,和,Z,。它们均为,16,位的寄存器，里面存放的是偏移量，用于改变编程元件的地址编号，实现变址寻址，即以变址的方式求得数据单元的地址。,9.,指针,1,）分支用指针,分支用指针,P0,P127,在使用时，要与相应的条件跳转指令相结合。,2,）中断用指针,中断用指针,I,是指明某一中断源的中断程序入口指针，执行到中断返回指令时返回主程序。中断指针应在主程序结束指令之后使用。具体分为：,（,1,）输入中断用指针,（,2,）定时器中断用指针,（,3,）计数器中断用指针,10.,常数,常数,K,用来表示十进制常数，常数,H,用来表示十六进制常数。,3.3,三菱,FX,2N,系列,PLC,的基本逻辑指令,基本逻辑指令是,PLC,中最基础的编程语言，用于为输出指令、功能指令等建立逻辑条件，掌握了它也就初步掌握了,PLC,的使用方法。各种型号的,PLC,的基本逻辑指令都大同小异，掌握三菱,FX2N,系列,PLC,指令为其他系列指令的学习奠定了基础。,3.3.1,取、取反和输出指令,取指令,LD,和取反指令,LDI,均为起始指令，用在每一个梯级的开始。如果梯级开始是常开触点，就使用,LD,指令；如果梯级开始是常闭触点，就使用,LDI,指令。,LD,和,LDI,指令均可用于输入继电器,X,、输出继电器,Y,、辅助继电器,M,、状态继电器,S,、定时器,T,和计数器,C,。输出指令,OUT,为驱动线圈的输出指令，可以用于输出继电器,Y,、辅助继电器,M,、状态继电器,S,、定时器,T,和计数器,C,。,3.3.2,逻辑与和逻辑或指令,逻辑与指令,AND,、,ANI,和逻辑或指令,OR,、,ORI,分别用于处理对应触点的串联与并联。,AND,、,ANI,和,OR,、,ORI,指令均可以用于输入继电器,X,、输出继电器,Y,、辅助继电器,M,、状态继电器,S,、定时器,T,和计数器,C,。,1.,逻辑与指令,单个触点与左边的电路串联时，使用,AND,和,ANI,指令，串联一个常开触点用,AND,指令，串联一个常闭触点用,ANI,指令，串联触点的个数没有限制，可连续使用。,2.,逻辑或指令,OR,和,ORI,指令用于单个触点与前面电路的并联，并联一个常开触点用,OR,指令，并联一个常闭触点用,ORI,指令。并联触点的左端接到该指令所在的电路块的起始点上，右端与前一条指令对应的触点的右端相连。,3.3.3,块或和块与指令,1.,块或指令,块或指令,ORB,用来处理两个触点组的并联。当两个程序块并联时，每个触点都以起始指令开始单独编程，然后用,ORB,指令将两个程序块并联起来。,图,3-14 ORB,指令的梯形图和语句表,2.,块与指令,块与指令,ANB,用来处理两个触点组的串联。触点组就是若干个触点的组合，也称程序块。,ANB,指令相当于两个程序块之间的串联连线，该连线上所对应的触点可视为它右边的程序块的,LD,点。要串联的程序块的起始触点使用,LD,或,LDI,指令，完成了两个程序块的内部连接后，用,ANB,指令将它与前面的程序串联。,图,3-15 ANB,指令的梯形图和语句表,3.3.5,微分指令,上升沿微分指令,PLS,的功能是逻辑条件从断开到接通时，产生一个扫描周期的脉冲。下降沿微分指令,PLF,的功能是逻辑条件从接通到断开时，产生一个扫描周期的脉冲。,PLS,与,PLF,指令的梯形图及语句表如下图所示。,3.3.4,置位和复位指令,置位指令,SET,是使操作保持接通的指令；复位指令,RST,是使操作保持断开的指令。它们的功能类似于电子电路的,R-S,触发器。,SET,和,RST,指令的梯形图和语句表如下图所示。,1.,上升沿微分指令,上升沿微分指令,PLS,的功能是逻辑条件从断开到接通时，产生一个扫描周期的脉冲。,PLS,指令的梯形图及语句表，如图,3-18,所示。,图,3-18 PLS,指令的梯形图和语句表,辅助继电器,M0,仅在输入继电器,X0,的常开触点由断开变为闭合（即,X0,的上升沿）后的一个扫描周期内接通。,PLS,指令的时序图，如图,3-19,所示,图,3-19 PLS,指令的时序图,2.,下降沿微分指令,下降沿微分指令,PLF,的功能是逻辑条件从接通到断开时，产生一个扫描周期的脉冲。,PLF,指令的梯形图及语句表，如图,3-20,所示。,辅助继电器,M100,仅在输入继电器,X0,的常开触点由闭合变为断开（即,X0,的下降沿）后的一个扫描周期内接通。,PLF,指令的时序图，如图,3-21,所示。,图,3-21 PLF,指令的时序图,图,3-20 PLF,指令的梯形图和语句表,3.3.6,进栈、读栈和出栈指令,进栈指令,MPS,、读栈指令,MRD,和出栈指令,MPP,用于多重输出电路其中，,MPS,指令用于存储电路中分支处的逻辑运算结果，以便后面处理有线圈的支路时可以调用该运算结果。,MRD,指令用于读取存储在堆栈最上层的电路中分支点处的运算结果，将下一触点强制性地连接在该点，读数后堆栈内的数据不会上移或下移。,MPP,指令用于将存储在电路中分支点的运算结果弹出（调用并去掉），将下一触点连接在该点后，从堆栈中去掉该点的运算结果。如图,3-22,所示为栈存储器。图,3-23,所示为使用一层栈的梯形图和语句表。,图,3-22,栈存储器,图,3-23,使用一层栈的梯形图和语句表,3.3.7,主控和主控复位指令,在编程时，经常会遇到许多线圈同时受一个或一组触点控制的情况，如果在每个线圈的控制电路中都串入同样的触点，将占用很多存储单元，,MC,指令可以解决这一问题。使用,MC,指令的触点称为主控触点，它在梯形图中与一般的触点垂直。主控触点是控制一组电路的总开关。主控指令,MC,用于表示主控区的开始。,MC,指令只能用于输出继电器,Y,和辅助继电器,M,（不包括特殊辅助继电器）。主控复位指令,MCR,用来表示主控区的结束。,MC,和,MCR,指令的执行流程如图,3-24,所示。,图,3-24 MC,和,MCR,指令的执行流程,MC,和,MCR,指令的梯形图和语句表如图,3-25,所示。,图,3-25 MC,和,MCR,指令的梯形图和语句表,2.,空操作指令,空操作指令,NOP,可使该步作空操作。执行完清除用户存储器的操作后，用户,存储器的内容将全部变为,NOP,指令。,3.3.8,取反与空操作指令,1.,取反指令,取反指令,INV,在梯形图中用一条,45,的短斜线来表示，它对该指令之前的运算结果取反，运算结果为,0,它变为,1,，运算结果为,1,它为,0,，如图,3-26,所示。,图,3-26 INV,指令的梯形图和语句表,3.3.9,程序结束指令,程序结束指令,END,可强制结束当前的扫描执行过程。若不写,END,指令，将从用户程序存储器的第一步执行到最后一步。如果,END,指令放在程序结束处，只执行第一步至,END,指令这一步之间的程序。使用,END,指令可以缩短扫描周期。,