FX2N系列PLC的硬件系統(tǒng)配置 《電氣控制與PLC應(yīng)用技術(shù)》 電子教案 教學(xué)課件

1、?電氣控制與PLC應(yīng)用技術(shù)?電子教案主 編 伍金浩 曾慶樂中等職業(yè)教育機(jī)電技術(shù)應(yīng)用專業(yè)規(guī)劃教材叢書主編 李乃夫第4章 FX2N系列PLC的硬件系統(tǒng)配置現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化三大支柱 機(jī)器人PLC計(jì)算機(jī)輔設(shè)計(jì)與制造第4章 FX2N系列PLC的硬件系統(tǒng)配置PLC 是一種專門用于工業(yè)控制的計(jì)算機(jī)。為滿足不斷開展的大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)柔性控制的要求而逐步開展起來的。最早用于取代繼電器控制線路 其功能根本限于開關(guān)量邏輯控制，僅執(zhí)行邏輯運(yùn)算、定時(shí)、計(jì)數(shù)等順序控制功能。但隨著微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速開展，的功能已大大超出了原先的邏輯運(yùn)算。 可編程控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)。它采

2、用可編程序的存儲(chǔ)器，用來在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過數(shù)字的、模擬的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。可編程控制器及其有關(guān)設(shè)備，都應(yīng)按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體、易于擴(kuò)充其功能的原那么設(shè)計(jì)。 第4章 FX2N系列PLC的硬件系統(tǒng)配置第4章 FX2N系列PLC的硬件系統(tǒng)配置FX2N是 FX 系列中功能最強(qiáng)、速度最高的微型可編程控制器。它的根本指令執(zhí)行速度高達(dá) ，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了很多大型可編程控制器，用戶儲(chǔ)存容量可擴(kuò)展到 16K 步，最大可以擴(kuò)展到 256 個(gè) I/O 點(diǎn)，有 5 種模擬量輸入/輸出模塊、高速計(jì)數(shù)器模塊、脈沖輸出模塊、4 種位置控

3、制控制模塊、多數(shù) RS232C/RS422/RS485 串行通信模塊或功能擴(kuò)展板，以及模擬定時(shí)器功能擴(kuò)展板。使用特殊功能模塊和功能擴(kuò)展板，可以實(shí)現(xiàn)模擬量控制、位置控制和聯(lián)網(wǎng)通信等功能。 4.1 PLC的根本結(jié)構(gòu)4.1 PLC的根本結(jié)構(gòu)中央處理單元CPU存儲(chǔ)器輸入、輸出I/O單元 電源1.中央處理單元CPU將各種輸入信號(hào)取入存儲(chǔ)器。編譯、執(zhí)行指令。 把結(jié)果送到輸出端。響應(yīng)各種外部設(shè)備的請求PLC 內(nèi)部存儲(chǔ)器系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器用戶程序及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器：主要存放系統(tǒng)管理和監(jiān)控程序及對用戶程序作編譯處理的程序。系統(tǒng)程序已由廠家固定，用戶不能更改。 用戶程序及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器：主要存放用戶編制的應(yīng)用程

4、序及各種暫存數(shù)據(jù)、中間結(jié)果。3.輸入、輸出I/O單元 開關(guān)量輸入接口 直流輸入單元 交流輸入單元 作用：把現(xiàn)場的開關(guān)量信號(hào)變成內(nèi)部處理的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)直流輸入單元 PLC輸入端,開關(guān)類元件工作電流流向交流輸入單元 上“下“下“上“開關(guān)量輸出口 開關(guān)量輸出接口繼電器輸出方式晶體管輸出方式晶閘管輸出方式作用：把內(nèi)部的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)轉(zhuǎn)換成現(xiàn)場執(zhí)行機(jī)構(gòu)所需的開關(guān)量信號(hào)繼電器輸出方式PLC繼電器負(fù)載COM內(nèi)部電路外圍電路繼電器型輸出接口用于交/直流兩種電源,但接通斷開頻率低晶體管輸出方式PLC負(fù)載COM24V晶體管輸出方式有較高的接通斷開頻率,但只適于直流驅(qū)動(dòng)場合輸入輸出擴(kuò)展接口用于將擴(kuò)充外部輸入/輸出端子數(shù)擴(kuò)展單

5、元與根本單元即主機(jī)聯(lián)接在一起。PLC一般采用高質(zhì)量的開關(guān)式穩(wěn)壓電源為內(nèi)部電路供電，向CPU、存儲(chǔ)器及輸入輸出接口提供各自所需的直流電壓。電源的性能將直接影響PLC的功能和工作的可靠性。 系列的內(nèi)部存放器配置 輸入輸出I/O繼電器 輔助繼電器M狀態(tài)存放器S 定時(shí)器T 計(jì)數(shù)器C數(shù)據(jù)存放器D 指針P、I 輸入輸出I/O繼電器輸入繼電器X作用是將用戶輸入設(shè)備發(fā)來的開關(guān)信號(hào)輸入PLC 編號(hào)采用八進(jìn)制數(shù)表示 觸點(diǎn)數(shù)在編程時(shí)沒有限制，即有無數(shù)對動(dòng)合和動(dòng)斷觸點(diǎn)供編程使用 輸入輸出I/O繼電器 輸出繼電器Y 作用是將PLC程序的結(jié)果輸出傳給負(fù)載只能由內(nèi)部程序指令來驅(qū)動(dòng)，不能由外部信號(hào)驅(qū)動(dòng) 有無數(shù)對動(dòng)合和動(dòng)斷觸點(diǎn)

6、供編程使用 輸出繼電器的線圈只能使用一次 輔助繼電器M 輔助繼電器不能直接驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載，供內(nèi)部編程使用觸點(diǎn)在PLC內(nèi)部編程時(shí)可無限次使用線圈在一個(gè)程序中只能使用一次 采用十進(jìn)制編號(hào)輔助繼電器M通用輔助繼電器M0M499500點(diǎn)掉電保持輔助繼電器M500M1023524點(diǎn)特殊輔助繼電器M8000M8255256點(diǎn)輔助繼電器M特殊輔助繼電器觸點(diǎn)型特殊輔助繼電器M8000：運(yùn)行監(jiān)視器在PLC運(yùn)行中接通 M8002：初始脈沖僅在運(yùn)行開始時(shí)瞬間接通 M8011：產(chǎn)生10ms時(shí)鐘脈沖的特殊輔助繼電器。線圈型特殊輔助繼電器M8033：PLC停止時(shí)保持輸出映像存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存放器內(nèi)容。M8034：將PLC的輸出

7、全部禁止。M8039：PLC按D8039中指定的掃描時(shí)間工作狀態(tài)存放器S 它用來記錄系統(tǒng)運(yùn)行中的狀態(tài)，與步進(jìn)順控指令STL配合應(yīng)用 狀態(tài)存放器與輔助繼電器一樣有無數(shù)的動(dòng)合和動(dòng)斷觸點(diǎn)狀態(tài)存放器不與步進(jìn)順控指令STL配合使用時(shí)，可作為輔助繼電器M使用FX2N系列可通過程序設(shè)定將S0S499設(shè)置為有斷電保持功能的狀態(tài)器 狀態(tài)存放器S狀態(tài)有五種類型：初始狀態(tài)S0S9共10點(diǎn)回零狀態(tài)S10S19共10點(diǎn)通用狀態(tài)S20S499共480點(diǎn)保持狀態(tài)S500S899共400點(diǎn)報(bào)警用狀態(tài)S900S999共100點(diǎn)定時(shí)器T FX2N系列中定時(shí)器時(shí)可分為通用定時(shí)器和積算定時(shí)器。定時(shí)器實(shí)際是內(nèi)部脈沖計(jì)數(shù)器，可對內(nèi)部1m

8、s、10ms和100ms時(shí)鐘脈沖進(jìn)行加計(jì)數(shù)，當(dāng)?shù)竭_(dá)用戶設(shè)定值時(shí)，觸點(diǎn)動(dòng)作。定時(shí)器T通用定時(shí)器的特點(diǎn)是不具備斷電保持功能，即當(dāng)輸入電路斷開或停電時(shí)定時(shí)器復(fù)位。通用定時(shí)器T0T245100ms定時(shí)器T0T199共200點(diǎn)，設(shè)定范圍10ms定時(shí)器T200T245共46點(diǎn)，設(shè)定范圍。定時(shí)器T積算定時(shí)器具有計(jì)數(shù)累積功能在定時(shí)過程中如果斷電或定時(shí)器線圈OFF，積算定時(shí)器將保持當(dāng)前的計(jì)數(shù)值當(dāng)前值，通電或定時(shí)器線圈ON后繼續(xù)累積，即其當(dāng)前值具有保持功能，只有將積算定時(shí)器復(fù)位，當(dāng)前值才變?yōu)?。積算定時(shí)器T246T255 1ms定時(shí)器T246T249共4點(diǎn)，設(shè)定范圍 100ms定時(shí)器T250T255共6點(diǎn)，設(shè)定范

9、圍為4.2.4 定時(shí)器T 積算定時(shí)器當(dāng)X0接通時(shí)，T253當(dāng)前值計(jì)數(shù)器開始累積100ms時(shí)鐘脈沖的個(gè)數(shù)。當(dāng)PLC電源經(jīng)t0后斷開，而T253尚未計(jì)數(shù)到設(shè)定值K345，那么當(dāng)前計(jì)數(shù)值保存。電源接通并使X0再次接通后，T253從保存的當(dāng)前計(jì)數(shù)值開始繼續(xù)累積。經(jīng)過t1時(shí)間，當(dāng)前計(jì)數(shù)值到達(dá)K345時(shí)，定時(shí)器的常開觸頭T253接通，使線圈Y0接通。累積總時(shí)間為。當(dāng)復(fù)位輸入X1接通時(shí)，定時(shí)器才復(fù)位，當(dāng)前值變?yōu)?，常開觸頭也隨之復(fù)位。計(jì)數(shù)器C FX2N系列計(jì)數(shù)器分為內(nèi)部計(jì)數(shù)器和高速計(jì)數(shù)器兩類 內(nèi)部計(jì)數(shù)器是在執(zhí)行掃描操作時(shí)對內(nèi)部信號(hào)如X、Y、M、S、T等進(jìn)行計(jì)數(shù) 16位增計(jì)數(shù)器C0C199 共200點(diǎn) ，其中

10、C0C99為通用型，C100C199共100點(diǎn)為斷電保持型 32位增/減計(jì)數(shù)器C200C234 共有35點(diǎn)，其中C200C219共20點(diǎn)為通用型，C220C234共15點(diǎn)為斷電保持型。 計(jì)數(shù)器C16位增計(jì)數(shù)器 X0為復(fù)位信號(hào)，當(dāng)X0為0N時(shí)C0復(fù)位為零開始進(jìn)入計(jì)數(shù)狀態(tài)。Xl是計(jì)數(shù)輸入，每當(dāng)X1接通一次計(jì)數(shù)器當(dāng)前值增加1。假設(shè)計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)設(shè)定為10，那么計(jì)數(shù)當(dāng)前值到達(dá)10后計(jì)數(shù)器C0的常開觸頭接通，使線圈Y0接通。即使輸入X1再接通，計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值也保持不變直至復(fù)位輸入X0再次接通，執(zhí)行RST復(fù)位指令為止。計(jì)數(shù)器CX10控制M8200實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)方式選擇，假設(shè)X10閉合，為減計(jì)數(shù)方式。X12為計(jì)數(shù)輸入

11、，C210的設(shè)定值為5。X10斷開，控制M8200為OFF，置為加計(jì)數(shù)方式。當(dāng)X12計(jì)數(shù)輸入累加至5時(shí)，計(jì)數(shù)器的常開觸頭C200接通，輸出繼電器線圈Y0通電。 32位增/減計(jì)數(shù)器 計(jì)數(shù)器C當(dāng)前值大于5時(shí)計(jì)數(shù)器仍為ON狀態(tài)，只有當(dāng)前值由減至4時(shí)，計(jì)數(shù)器才變?yōu)镺FF，輸出保持為OFF狀態(tài)。復(fù)位輸入X11接通時(shí)，計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值為0，輸出觸點(diǎn)也隨之復(fù)位。 32位增/減計(jì)數(shù)器 數(shù)據(jù)存放器D通用數(shù)據(jù)存放器D0D199只要不寫入其它數(shù)據(jù)，已寫入的數(shù)據(jù)不會(huì)變化。但是PLC狀態(tài)由運(yùn)行停止時(shí)，全部數(shù)據(jù)均清零。斷電保持?jǐn)?shù)據(jù)存放器D200D7999只要不改寫，原有數(shù)據(jù)不會(huì)喪失。 特殊數(shù)據(jù)存放器D8000D8255這些數(shù)據(jù)存放器供監(jiān)視PLC中各種元件的運(yùn)行方式用變址存放器V/Z 用于改變元件的編號(hào)變址。變址存放器可以像其它數(shù)據(jù)存放器