《電氣可編程控制原理與應(yīng)用》課件

第3章PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理3.1PLC的組成3.1.1概述3.1.2初步認(rèn)識可編程控制器（PLC）3.2PLC的基本工作原理3.2.1PLC的等效電路3.2.2PLC的工作過程3.2.3PLC的接線圖和梯形圖的繪制方法3.2.4串行工作方式對梯形圖控制結(jié)果的影響3.3PLC的輸入輸出接口電路3.3.1開關(guān)量輸入接口模塊3.3.2開關(guān)量輸出接口模塊3.4FX2N型PLC的配制3.4.1FX2N型PLC的主要種類及型號3.4.2FX2N型PLC的產(chǎn)品規(guī)格3.5PLC中的軟元件3.5.1輸入、輸出繼電器（X、Y）3.5.2輔助繼電器（M）3.5.3狀態(tài)繼電器（S）3.5.4定時器（T）3.5.5計(jì)數(shù)器（C）3.5.6數(shù)據(jù)寄存器（D）3.5.7指針（P）、（I）習(xí)題2/3/20231第三章PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理3.1PLC的組成3.1.1概述可編程序控制器(ProgrammableController)，簡稱PC，為了與個人計(jì)算機(jī)(PersonalComputer)的PC相區(qū)別，又稱可編程邏輯控制器(ProgrammableLogicController)，簡稱PLC。在國內(nèi)市場上，歐洲的代表是西門子公司，日本的代表是三菱和歐姆龍公司，美國的代表是AB與GE公司。本書主要介紹三菱公司生產(chǎn)的FX2N型PLC的基本組成，原理與應(yīng)用。在了解PLC工作原理與特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)介紹小型PLC的應(yīng)用技術(shù)。包括小型PLC的硬件與系統(tǒng)構(gòu)成、基本性能、指令與編程方法、控制系統(tǒng)的硬件與軟件的設(shè)計(jì)方法、系統(tǒng)的安裝與調(diào)試等。PLC實(shí)質(zhì)上是一種工業(yè)控制計(jì)算機(jī)。在初次學(xué)習(xí)PLC的控制原理時，可以先不必從計(jì)算機(jī)的角度上去理解它，而把它當(dāng)作一個由各種控制功能的繼電器、開關(guān)等控制元件組成的控制裝置來看待。2/3/20232第三章PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理3.1.2初步認(rèn)識可編程控制器(PLC)輸入端子輸入信號燈輸出端子輸出信號燈編程電纜運(yùn)行開關(guān)電源指示燈運(yùn)行指示燈電池指示燈出錯指示燈擴(kuò)展端口鋰電池FX2N型PLC外觀圖3-1FX2N型PLC的外形2/3/20233第三章PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理各種類型的PLC2/3/20234第三章PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理中、大型PLC的結(jié)構(gòu)外型中、大型PLC的結(jié)構(gòu)外型，它通常采用積木式結(jié)構(gòu)，可以根據(jù)需要將各種標(biāo)準(zhǔn)模塊進(jìn)行搭接，常用的模塊有電源模塊、CPU模塊、輸入模塊、輸出模塊以及各種特殊模塊。圖3-2中、大型PLC的結(jié)構(gòu)外型2/3/20235第三章PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理3.2PLC的基本工作原理3.2.1PLC的等效電路在PLC中有大量的、各種各樣的繼電器，如輸入繼電器(X)、輸出繼電器(Y)、輔助繼電器(M)、定時器(T)、計(jì)數(shù)器(C)等。不過這些繼電器不是真正的繼電器，而是用計(jì)算機(jī)中的存儲器來模擬的，我們把它叫作軟繼電器。存儲器中的某一位就可以表示一個繼電器，這種繼電器也叫位繼電器。儲器中的一位有兩種狀態(tài)：“0”和“1”。我們用0表示繼電器失電，用1表示繼電器得電。把“0”或“1”寫入存儲器中的某一位就表示對應(yīng)的繼電器線圈失電或得電。讀出該存儲器某位的值為0時，表示對應(yīng)繼電器的常開接點(diǎn)斷開；為1時，表示對應(yīng)繼電器的常開接點(diǎn)閉合。而常閉接點(diǎn)的值是對存儲器位的取反。讀存儲器的次數(shù)是不受限制的，所以一個位繼電器的接點(diǎn)從理論上講是無窮多的。2/3/20236第三章PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理為了區(qū)別常規(guī)控制電路和PLC控制電路(通常叫梯形圖)，PLC一般用專用圖形符號來表示，如表3-1所示，其中可編程序控制器的繼電器線圈可有多種畫法?？删幊绦蚩刂破鲌D形符號表3-1常規(guī)電器和可編程序控制器的圖形符號對照2/3/20237第三章PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理輸入部分元件熱繼電器FR、停止按鈕SB1、起動按鈕SB2；中間邏輯部分元件中間繼電器KA、時間繼電器KT；輸出執(zhí)行部分元件接觸器KM1、KM2。電動機(jī)降壓起動控制圖3-3圖2-16自耦變壓器降壓起動控制電路2/3/20238第三章PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理用PLC控制電動機(jī)降壓起動控制用PLC控制電動機(jī)降壓起動控制等效電路圖圖3-4PLC等效控制電路2/3/20239第三章PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理3.2.2ＰLC的工作過程圖3-5PLC等效電路工作過程示意圖2/3/202310第三章PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理梯形圖的過程可分為以下三個階段：輸入采樣階段程序處理階段輸出刷新結(jié)果輸出階段PLC完成上述3個階段稱為一個掃描周期。PLC反復(fù)不斷地執(zhí)行上述過程。掃描周期的長短和PLC的運(yùn)算速度和工作方式有關(guān)，但主要和梯形圖的長度及指令的種類有關(guān)，一個掃描周期的時間大約在幾毫秒到幾百毫秒之間。

PLC執(zhí)行梯形圖(讀程序)是一步一步進(jìn)行的，所以它的邏輯結(jié)果也是由前到后逐步產(chǎn)生的，為串行工作方式。常規(guī)電器的控制電路中所有的控制電器都是同時工作的，在通電和得電順序上不存在先后的問題，為并行工作方式。3.2.2ＰLC的工作過程2/3/202311第三章PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理3.2.3PLC的接線圖和梯形圖的繪制方法梯形圖采用水平布置畫法，梯形圖最左邊的豎線叫作左母線，右邊的豎線叫作右母線，右母線可以省略不畫，左右母線相當(dāng)于電源線。畫梯形圖時應(yīng)注意：1梯形圖中的連接線(相當(dāng)于導(dǎo)線)不能相互交叉，并且只能水平或垂直繪制，2梯形圖中的接點(diǎn)一般只能水平繪制，不能垂直繪制，3各種繼電器線圈只能與右母線連接，不能與左母線連接，4接點(diǎn)不能與右母線連接，5接點(diǎn)中的“電流”只的從左向右單方向流動，不能出現(xiàn)反向流動的現(xiàn)象。2/3/202312第三章PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理圖3-6PLC的接線圖和梯形圖2/3/202313第三章PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理3.2.4串行工作方式對梯形圖控制結(jié)果的影響梯形圖中繼電器線圈的接點(diǎn)在線圈之前和在線圈之后，對它的控制結(jié)果可能是有影響的。圖3-7接點(diǎn)前后順序?qū)μ菪螆D控制的影響2/3/202314第三章PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理點(diǎn)動控制的電路圖和梯形圖圖3-8點(diǎn)動控制的電路圖和梯形圖圖3-9接點(diǎn)順序的調(diào)整2/3/202315第三章PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理3.3PLC的輸入輸出接口電路PLC的輸入輸出接口電路是與外部控制電路聯(lián)絡(luò)的主要通道。。輸入輸出接口模塊在設(shè)計(jì)時采取了光電隔離、濾波等抗干擾措施，以提高PLC工作的可靠性，對各種型號的輸入輸出接口模塊，我們可以把它們以不同形式進(jìn)行歸類。按照信號的種類歸類有直流信號輸入、輸出，交流信號的輸入、輸出；按照信號的輸入、輸出形式分有數(shù)字量輸入、輸出，開關(guān)量輸入、輸出，模擬量輸入／輸出。下面通過開關(guān)量輸入、輸出模塊來說明外部設(shè)備與CPU的連接方式。2/3/202316第三章PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理3.3.1開關(guān)量輸入接口模塊輸入形式有兩種：源型(公共端COM接＋極)和漏型(公共端COM接－極)。我國一般采用漏型輸入形式。開關(guān)量輸入設(shè)備也有兩種型式：一種是無源開關(guān)，如各種按鈕、繼電器接點(diǎn)、控制開關(guān)等；一種是有源開關(guān)，如各種接近開關(guān)、傳感器、編碼器、光電開關(guān)等。圖3-10PLC的開關(guān)量輸入接口電路2/3/202317第三章PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理PLC漏型輸入的外部接線圖3-11PLC漏型輸入的外部接線2/3/202318第三章PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理3.3.2開關(guān)量輸出接口模塊開關(guān)量輸出模塊通常有三種形式：繼電器輸出可驅(qū)動直流30V或交流250V負(fù)載，驅(qū)動負(fù)載大，但響應(yīng)時間慢。常用于各種電動機(jī)、電磁閥、信號燈等負(fù)載的控制。晶體管輸出屬直流輸出，能驅(qū)動5～30V直流負(fù)載，驅(qū)動負(fù)載較小，但響應(yīng)時間快。多用于電子線路的控制。雙向晶閘管輸出為交流輸出。能驅(qū)動85～240V交流負(fù)載。驅(qū)動負(fù)載較大，響應(yīng)時間較慢。繼電器輸出晶體管輸出雙向晶閘管輸出2/3/202319第三章PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理3.3.2開關(guān)量輸出接口模塊圖3-12PLC的開關(guān)量繼電器輸出接口電路2/3/202320第三章PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理3.4FX2N型PLC的配制3.4.1FX2N型PLC的主要種類及型號1、FX2N型PLC的主要種類FX2N型PLC按品種可分為：1

基本單元由內(nèi)部電源、內(nèi)部輸入輸出、內(nèi)部CPU和內(nèi)部存儲器組成，只有基本單元可以單獨(dú)使用，當(dāng)輸入輸出點(diǎn)數(shù)不足時可以進(jìn)行擴(kuò)展。2

擴(kuò)展單元由內(nèi)部電源、內(nèi)部輸入輸出組成，需要和基本單元一起使用。3擴(kuò)展模塊由內(nèi)部輸入輸出組成，自身不帶電源，由基本單元、擴(kuò)展單元供電，需要和基本單元一起使用。4特殊擴(kuò)展設(shè)備可分為三類：特殊功能板用于通信、連接和模擬量設(shè)定等，特殊模塊主要有模擬量輸入輸出、高速計(jì)數(shù)、脈沖輸出、接口等模塊，特殊單元用于定位脈沖輸出。2/3/202321第三章PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理2、FX2N型PLC的型號FX2N型PLC的型號可表示如下：FX2N－128

M

R－001①②③④⑤①PLC系列名稱，②輸入和輸出點(diǎn)數(shù)總和，128為64點(diǎn)輸入和64點(diǎn)輸出，③單元種類：M－基本單元，E－輸入輸出混合擴(kuò)展模塊及擴(kuò)展單元，EX－輸入專用擴(kuò)展模塊，EY－輸出專用擴(kuò)展模塊，④輸出型式：R－繼電器輸出，S－晶閘管輸出，T－晶體管輸出，⑤其它區(qū)分：001－專為中國推出的產(chǎn)品。2/3/202322第三章PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理3.4.2FX2N型PLC的產(chǎn)品規(guī)格表3-4基本單元一覽表輸入輸出點(diǎn)數(shù)輸入點(diǎn)數(shù)輸出點(diǎn)數(shù)FX2N型PLCAC電源，DC輸入繼電器輸出晶閘管輸出晶體管輸出1688FX2N－16MR－001FX2N－16MS－001FX2N－16MT－001321616FX2N－32MR－001FX2N－32MS－001FX2N－32MT－001482424FX2N－48MR－001FX2N－48MS－001FX2N－48MT－001643232FX2N－64MR－001FX2N－64MS－001FX2N－64MT－001804040FX2N－80MR－001FX2N－80MS－001FX2N－80MT－0011286464FX2N－128MR－001－FX2N－128MT－0012/3/202323第三章PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理3.4.2FX2N型PLC的產(chǎn)品規(guī)格表3-5擴(kuò)展單元一覽表輸入輸出點(diǎn)數(shù)輸入點(diǎn)數(shù)輸出點(diǎn)數(shù)AC電源，DC輸入繼電器輸出晶閘管輸出晶體管輸出321616FX2N－32ERFX2N－32ESFX2N－32ET482424FX2N－48ERFX2N－48ET2/3/202324第三章PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理3.4.2FX2N型PLC的產(chǎn)品規(guī)格表3-6擴(kuò)展模塊一覽表輸入輸出點(diǎn)數(shù)輸入點(diǎn)數(shù)輸出點(diǎn)數(shù)輸入繼電器輸出晶閘管輸出晶體管輸出輸入信號電壓連接形式8(16)4(8)4(8)FX0N-8ERDC24V橫端子臺880FX0N-8EXDC24V橫端子臺808FX0N-8EYRFX0N-8EYT橫端子臺16160FX0N-16EXDC24V橫端子臺16016FX0N-16EYRFX0N-16EYT橫端子臺16160FX2N-16EXDC24V橫端子臺16016FX2N-16EYRFX2N-16EYTFX2N-16EYS橫端子臺注：()中的數(shù)字為擴(kuò)展設(shè)備占用點(diǎn)數(shù)，控制電源(DC5V)由由基本單元或擴(kuò)展單元供電。2/3/202325第三章PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理3.5PLC中的軟元件在PLC中軟元件有三種類型。第一種為位元件，PLC中的輸入繼電器X、輸出繼電器Y、輔助繼電器M和狀態(tài)繼電器S為位元件。存儲單元中的一位表示一個繼電器，其值為“0”或“1”，“0”表示繼電器失電，“1”表示繼電器得電。第二種為字元件，最典型的字元件為數(shù)據(jù)寄存器D，一個數(shù)據(jù)寄存器可以存放16位二進(jìn)制數(shù)，兩個數(shù)據(jù)寄存器可以存放32位二進(jìn)制數(shù)，在PLC控制中用于數(shù)據(jù)處理。定時器T和計(jì)數(shù)器C也可以作為數(shù)據(jù)寄存器來使用。第三種為位與字混合元件，如定時器T和計(jì)數(shù)器C，它們的線圈和接點(diǎn)是位元件，它們的設(shè)定值寄存器和當(dāng)前值寄存器為字元件。2/3/202326第三章PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理3.5.1輸入、輸出繼電器(X、Y)表3-9輸入繼電器和輸出繼電器元件分配表型號FX2N－16MFX2N－32MFX2N－48MFX2N－64MFX2N－80MFX2N－128M擴(kuò)展時輸入繼電器X0～X78點(diǎn)X0～X1716點(diǎn)X0～X2724點(diǎn)X0～X3732點(diǎn)X0～X4740點(diǎn)X0～X7764點(diǎn)X0～X267184點(diǎn)輸出繼電器Y0～Y78點(diǎn)Y0～Y1716點(diǎn)Y0～Y2724點(diǎn)Y0～Y3732點(diǎn)Y0～Y4740點(diǎn)Y0～Y7764點(diǎn)Y0～Y267184點(diǎn)輸入繼電器(X)和輸出繼電器(Y)在PLC中各有184點(diǎn)，采用八進(jìn)制編號。輸入繼電器編號為：X0～X7、X10～X17、X20～X27……X267。輸出繼電器編號為：Y0～Y7、Y10～Y17、Y20～Y27……Y267。但輸入繼電器和輸出繼電器點(diǎn)數(shù)之和不得超過256，如接入特殊單元、特殊模塊時，每個占8點(diǎn)，應(yīng)從256點(diǎn)中扣除。2/3/202327第三章PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理例3-1用PLC控制一個電熱水箱，如圖3-13所示，電熱水箱用3KW電加熱器燒水，用2個水位開關(guān)檢測水位。控制要求：首先進(jìn)水電磁閥得電打開，進(jìn)水，當(dāng)水位高于水位開關(guān)1時，加熱器得電開始加熱，當(dāng)水位高于水位開關(guān)2時，進(jìn)水電磁閥失電關(guān)閉，當(dāng)加熱器加熱到100度時停止，放水電磁閥得電將放水閥打開，水龍頭可以放水。當(dāng)水位低于水位開關(guān)1時，加熱器不得加熱，進(jìn)水電磁閥重新得電開始進(jìn)水。進(jìn)水時放水電磁閥關(guān)閉。圖3-13電熱水箱示意圖2/3/202328第三章PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理電熱水箱PLC的控制圖3-14電熱水箱的控制2/3/202329第三章PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理3.5.2輔助繼電器(M)輔助繼電器(M)相當(dāng)于中間繼電器，它只能在內(nèi)部程序(梯形圖)中使用，不能對外驅(qū)動外部負(fù)載，在梯形圖用于邏輯變換和邏輯記憶作用。輔助繼電器有通用輔助繼電器、斷電保持輔助繼電器和特殊輔助繼電器。1、通用輔助繼電器通用輔助繼電器的元件編號為M0～M499，共500點(diǎn)。它和普通的中間繼電器功能一樣，運(yùn)行時如果通用輔助繼電器線圈得電，當(dāng)電源突然中斷時線圈失電，若電源再次接通時，線圈仍失電?？赏ㄟ^參數(shù)設(shè)定將其改為斷電保持輔助繼電器。2、斷電保持輔助繼電器斷電保持輔助繼電器的元件編號為M500～M3071其中M500～M1023共524點(diǎn)，可通過參數(shù)設(shè)定將其改為通用輔助繼電器。M1024～M3071共2048點(diǎn)，為專用斷電保持輔助繼電器。其中M2800～M3071用于上升沿，下降沿指令的接點(diǎn)時，有一種特殊性。2/3/202330第三章PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理例3-2用傳送帶運(yùn)送產(chǎn)品。傳送帶由三相鼠籠型電動機(jī)控制，在傳送帶末端安裝一個限位開關(guān)SQ，工人在傳送帶首端放好產(chǎn)品，按下起動按鈕，傳送帶開始運(yùn)行。當(dāng)產(chǎn)品到達(dá)傳送帶末端并超過限位開關(guān)（即產(chǎn)品全部離開傳送帶）時，皮帶停止。圖3-15傳送帶示意圖2/3/202331第三章PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理傳送帶PLC控制接線圖和梯形圖圖3-16傳送帶PLC控制接線圖和梯形圖例3-3

在例3-2用傳送帶傳運(yùn)送產(chǎn)品控制中，在停電之后再來電時傳送帶不會自行起動?，F(xiàn)要求停電之后再來電時傳送帶能夠繼續(xù)工作，試畫出對應(yīng)的梯形圖。圖3-17傳送帶PLC控制梯形圖2/3/202332第三章PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理例3-4一輛小車在一條線路上運(yùn)行，如圖3-18所示。線路上有1＃~5＃共5個站點(diǎn)，每個站點(diǎn)各設(shè)一個行程開關(guān)和一個呼叫按鈕。要求無論小車在哪個站點(diǎn)，當(dāng)某一個站點(diǎn)按下按鈕后，小車將自動行進(jìn)到呼叫點(diǎn)。試用PLC對小車進(jìn)行控制。圖3-18小車行走示意圖2/3/202333第三章PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理小車行走PLC控制圖圖3-19小車行走PLC控制圖2/3/202334第三章PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理小車行走PLC控制圖圖3-19小車行走PLC控制圖2/3/202335第三章PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理3、特殊輔助繼電器特殊輔助繼電器的元件編號為M8000—M8255，共有256點(diǎn)。特殊輔助繼電器通常分為兩大類。

(1)接點(diǎn)型(只讀型)特殊輔助繼電器此類輔助繼電器的接點(diǎn)由PLC定義，在用戶程序中只可直接使用其觸點(diǎn)。下面介紹幾種常用的接點(diǎn)型特殊輔助繼電器的定義和應(yīng)用實(shí)例。M8000：運(yùn)行監(jiān)控。常開接點(diǎn)，PLC在運(yùn)行(RUN)時接點(diǎn)閉合。M8002：初始化脈沖。常開接點(diǎn)，僅在PLC運(yùn)行開始時接通一個掃描周期。M8005：鋰電池電壓降低。鋰電池電壓下降至規(guī)定值時接點(diǎn)閉合，可以用它的觸點(diǎn)和輸出繼電器驅(qū)動外部指示燈，以提醒工作人員更換鋰電池。M8011～M8014分別為10mS、100mS、1S、1min時鐘脈沖。占空比均為0.5。例M8013為1秒鐘時鐘脈沖，該接點(diǎn)為0.5秒接通，0.5秒斷開。圖3-20接點(diǎn)型特殊輔助繼電器應(yīng)用舉例2/3/202336第三章PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理(2)線圈型(可讀可寫型)特殊輔助繼電器這類特殊輔助繼電器由用戶程序控制其線圈，當(dāng)其線圈得電時能執(zhí)行某種特定的操作。如：M8033、M8034的線圈等。M8030：M8030的線圈得電時，PLC面板上的鋰電池電壓降低指示燈熄滅。M8033：M8033的線圈得電時，在PLC停止(STOP)時，元件映象寄存器中(Y、M、C、T、D等)的數(shù)據(jù)仍保持。M8034：線圈得電時．全部輸出繼電器失電不輸出。M8035：強(qiáng)制運(yùn)行(RUN)模式。M8036：強(qiáng)制運(yùn)行(RUN)指令。M8037：強(qiáng)制停止(STOP)指令。M8039：線圈得電時，PLC以D8039中指定的掃描時間工作。這類繼電器不僅可以用其線圈，也可以用其接點(diǎn)。圖3-21線圈型特殊輔助繼電器應(yīng)用舉例2/3/202337第三章PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理用特殊輔助繼電器控制PLC的運(yùn)行和停止圖3-22用特殊輔助繼電器控制PLC的運(yùn)行和停止2/3/202338第三章PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理3.5.3狀態(tài)繼電器(S)狀態(tài)繼電器(S)主要用于步進(jìn)順序控制。狀態(tài)繼電器有3種類型。元件編號范圍為S0～S999。1、通用型狀態(tài)繼電器：S0～S499共500點(diǎn)，其中S0～S9共10點(diǎn)用于初始狀態(tài)，S10～S19共10點(diǎn)用于回零狀態(tài)。通用型狀態(tài)繼電器沒有失電保持功能。2、失電保持型狀態(tài)繼電器：S500～S899共４00點(diǎn)，在失電時能保持原來的狀態(tài)不變。3、報警型狀態(tài)繼電器：S900～S999共100點(diǎn)，失電保持型，它和功能指令A(yù)NS、ANR等配合可以組成各種故障診斷電路，并發(fā)出報警信號。利用外部設(shè)備（如編程軟件或編程器）進(jìn)行參數(shù)設(shè)定，可改變其狀態(tài)繼電器的失電保持的范圍。狀態(tài)繼電器如果不用于步進(jìn)指令編程，也可以當(dāng)作輔助繼電器使用，使用方法和輔助繼電器一樣。2/3/202339第三章PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理3.5.4定時器(T)定時器相當(dāng)于通電延時型時間繼電器，在梯形圖中起時間控制作用。

FX2N系列PLC給用戶提供了256個定時器，其編號為T0～T255。定時器按時鐘脈沖分有1ms、10ms、100ms三擋。表3-10定時器的類型16位定時器（設(shè)定值K0～K32767）（共256點(diǎn)）通用定時器T0～T199（共200點(diǎn)）100ms時鐘脈沖（Tl92—T199中斷用）T200～T245（共46點(diǎn)）10ms時鐘脈沖，積算定時器T246～T249(共4點(diǎn))1ms時鐘脈沖(執(zhí)行中斷電池備用)T250～T255(共6點(diǎn))100ms時鐘脈沖(電池備用)2/3/202340第三章PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理1、定時器的基本用法圖3-23通用定時器圖3-24積算定時器2/3/202341第三章PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理2、定時器設(shè)定值的設(shè)定方法(1)常數(shù)設(shè)定方法：用于固定延時的定時器，如圖3-23和圖3-24的設(shè)定值均為十進(jìn)制常數(shù)設(shè)定。(2)間接設(shè)定方法：一般用數(shù)據(jù)寄存器D存放設(shè)定值，數(shù)據(jù)寄存器D中的值可以是常數(shù)，也可以是用外部輸入開關(guān)或數(shù)字開關(guān)輸入的變量，間接設(shè)定方法靈活方便，但是一般需要占用一定數(shù)量的輸入量。。(3)機(jī)能擴(kuò)充板設(shè)定方法：用FX2N-8AV-D型機(jī)能擴(kuò)充板，安裝在PLC基本單元上，擴(kuò)充板上有8個可變電阻旋鈕可以輸入8點(diǎn)模擬量，并把模擬量轉(zhuǎn)換成8位二進(jìn)制數(shù)(0～255)。當(dāng)設(shè)定值大于255時，可以用乘法指令(MUL)乘以一個常數(shù)使之變大作為定時器的設(shè)定值。編程方法詳見功能指令VRRD。2/3/202342第三章PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理定時器設(shè)定方式圖3-25定時器設(shè)定方式2/3/202343第三章PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理3、定時器的誤差圖3-26定時器的誤差2/3/202344第三章PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理定時器的誤差定時器的誤差可以表示如下：T＋2T0T0：掃描周期

α：與1mS、10mS、100mS定時器對應(yīng)，分別是1.5mS、15mS、150mS

－αT：定時器設(shè)定值在子程序與中斷程序中應(yīng)采用T192～T199定時器。如果在子程序與中斷程序中采用1mS型累積定時器T246～T249，當(dāng)線圈得電時，采用中斷工作方式對1mS時鐘脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，當(dāng)達(dá)到設(shè)定值時，在執(zhí)行最初線圈指令時接點(diǎn)動作。2/3/202345第三章PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理4、典型定時器應(yīng)用梯形圖(1)斷電延時型定時器(2)通斷電均延時型定時器圖3-27斷電延時型定時器圖3-28通斷電均延時型定時器2/3/202346第三章PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理4、典型定時器應(yīng)用梯形圖(3)定時脈沖電路(4)震蕩電路圖3-29定時脈沖電路圖3-30震蕩電路2/3/202347第三章PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理4、典型定時器應(yīng)用梯形圖(5)占空比可調(diào)震蕩電路(6)上升沿單穩(wěn)態(tài)電路圖3-31占空比可調(diào)震蕩電路圖3-32上升沿單穩(wěn)態(tài)電路2/3/202348第三章PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理4、典型定時器應(yīng)用梯形圖(7)下降沿單穩(wěn)態(tài)電路圖3-33下降沿單穩(wěn)態(tài)電路2/3/202349第三章PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理例3-5為了保證運(yùn)行安全，許多大型生產(chǎn)機(jī)械在運(yùn)行起動之前需用電鈴或蜂鳴器發(fā)出報警信號，預(yù)示機(jī)器即將起動，警告人們迅速退出危險地段。試設(shè)計(jì)PLC控制接線圖和梯形圖。圖3-34起動報警控制電路2/3/202350第三章PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理例3-6用按鈕控制三臺電動機(jī)，為了避免三臺電動機(jī)同時起動，起動電流過大，要求每隔5秒起動一臺，試設(shè)計(jì)PLC控制梯形圖。圖3-35三臺電動機(jī)順序起動控制2/3/202351第三章PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理3.5.5計(jì)數(shù)器(C)計(jì)數(shù)器用于對各種軟元件接點(diǎn)的閉合次數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)。計(jì)數(shù)器可分為兩大類：內(nèi)部信號計(jì)數(shù)器和外部信號計(jì)數(shù)器(即高速計(jì)數(shù)器)。

1.內(nèi)部信號計(jì)數(shù)器內(nèi)部信號計(jì)數(shù)器用于對PLC中的內(nèi)部軟元件(如X、Y、M、S、T、C)的信號進(jìn)行計(jì)數(shù)。可分為16位加計(jì)數(shù)器（共200點(diǎn)）和32位加／減計(jì)數(shù)器（共35點(diǎn)）。表3-11內(nèi)部信號計(jì)數(shù)器通用型斷電保持型16位加計(jì)數(shù)器（共200點(diǎn)）設(shè)定值1～32767C0～C99（共100點(diǎn)）C100～C199（共100點(diǎn)）32位加／減計(jì)數(shù)器（共35點(diǎn)）設(shè)定值-2147483648～+2147483647C200～C219（共20點(diǎn)）加減控制（M8200～M8219）C220～C234（共15點(diǎn)）加減控制（M8220～M8234）2/3/202352第三章PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理(1)16位加計(jì)數(shù)器l6位加計(jì)數(shù)器的元件編號為C0～C199。其中C0～C99為通用型，C100～C199為斷電保持型。設(shè)定值為K1～K32767。圖3-3616位加計(jì)數(shù)器的工作過程示意圖2/3/202353第三章PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理(2)32位加／減計(jì)數(shù)器32位加／減計(jì)數(shù)器C200～C234可以加計(jì)數(shù)，也可以減計(jì)數(shù)，其加／減計(jì)數(shù)方式由特殊輔助繼電器M8200～M8234設(shè)定。如表3-12所示。當(dāng)特殊輔助繼電器為1時，對應(yīng)的計(jì)數(shù)器為減計(jì)數(shù)，反之為0時為加計(jì)數(shù)。計(jì)數(shù)器編號加減方式計(jì)數(shù)器編號加減方式計(jì)數(shù)器編號加減方式計(jì)數(shù)器編號加減方式C200M8200C209M8209C218M8218C227M8227C201M8201C210M8210C219M8219C228M8228C202M8202C211M8211C220M8220C229M8229C203M8203C212M8212C221M8221C230M8230C204M8204C213M8213C222M8222C231M8231C205M8205C214M8214C223M8223C232M8232C206M8206C215M8215C224M8224C233M8233C207M8207C216M8216C225M8225C234M8234C208M8208C217M8217C226M8226表3-1232位加/減計(jì)數(shù)器的加減方式控制用的特殊輔助繼電器2/3/202354第三章PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理(2)32位加／減計(jì)數(shù)器圖3-3732位加減計(jì)數(shù)器的工作過程示意圖2/3/202355第三章PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理2、典型計(jì)數(shù)器應(yīng)用梯形圖(1)循環(huán)計(jì)數(shù)器(2)長延時定時器圖3-40長延時定時器圖3-39循環(huán)計(jì)數(shù)器2/3/202356第三章PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理（3）365天定時器圖3-41365天定時器2/3/202357第三章PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理(4)單按鈕控制電動機(jī)起動停止圖3-42單按鈕控制電動機(jī)起動停止2/3/202358第三章PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理例3-7用PLC控制一個圓盤，圓盤的旋轉(zhuǎn)由電動機(jī)控制。要求按下起動按鈕后每轉(zhuǎn)1圈后停止3秒，轉(zhuǎn)5圈后停止。圖3-43圓盤旋轉(zhuǎn)控制2/3/202359第三章PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理3、高速計(jì)數(shù)器高速計(jì)數(shù)器采用中斷工作方式，和掃描周期無關(guān)，可以對高頻率的輸入信號計(jì)數(shù)。高速計(jì)數(shù)器只對固定的輸入繼電器(X0～X5)進(jìn)行計(jì)數(shù)。高速計(jì)數(shù)器都具有停電保持功能，也可以利用參數(shù)設(shè)定變?yōu)榉峭ｋ姳３中汀Ｈ绻蛔鳛楦咚儆?jì)數(shù)器使用時也可作為32位數(shù)據(jù)寄存器使用。一相一計(jì)數(shù)輸入一相二計(jì)數(shù)輸入AB相計(jì)數(shù)輸入C235C236C237C238C239C240C241C242C243C244C245C246C247C248C249C250C251C252C253C254C255X0U/DU/DU/DUUUAAAX1U/DRRDDDBBBX2U/DU/DU/DRRRRX3U/DRRUUAAX4U/DU/DDDBBX5U/DRRRRRX6SSSX7SSS1型2型3型1型2型3型1型2型3型表3-14高速計(jì)數(shù)器U：加計(jì)數(shù)輸入，D：減計(jì)數(shù)輸入，R：復(fù)位輸入，S：起動輸入，A：A相輸入，B：B相輸入。2/3/202360第三章PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理高速計(jì)數(shù)器一相一計(jì)數(shù)輸入型高速計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器編號C235C236C237C238C239C240C241C242C243C244C245指定減計(jì)數(shù)特殊輔助繼電器M8235M8236M8237M8238M8239M8240M8241M8242M8243M8244M8245一相二計(jì)數(shù)輸入型高速計(jì)數(shù)器AB相計(jì)數(shù)輸入型高速計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器編號C246C247C248C249C250C251C252C253C254C255減計(jì)數(shù)特殊輔助繼電器接點(diǎn)M8246M8247M8248M8249M8250M8251M8252M8253M8254M8255表3-15高速計(jì)數(shù)器對應(yīng)的特殊輔助繼電器2/3/202361第三章PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理各種高速計(jì)數(shù)器的使用方法(1)一相一計(jì)數(shù)輸入高速計(jì)數(shù)器一相一計(jì)數(shù)輸入高速計(jì)數(shù)器的編號為C235～C245，共有11點(diǎn)。圖3-44一相一計(jì)數(shù)輸入高速計(jì)數(shù)器2/3/202362第三章PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理(2)一相二計(jì)數(shù)輸入高速計(jì)數(shù)器一相二計(jì)數(shù)輸入高速計(jì)數(shù)器的編號為C246～C250。圖3-45一相二計(jì)數(shù)輸入高速計(jì)數(shù)器2/3/202363第三章PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理(3)AB相計(jì)數(shù)輸入高速計(jì)數(shù)器AB相高速計(jì)數(shù)器的編號為C251～C255，共5點(diǎn)。AB相高速計(jì)數(shù)器的兩個脈沖輸入端子是同時工作的，其計(jì)數(shù)方向的控制方式由A、B兩相脈沖間的相位決定。圖3-46AB相計(jì)數(shù)輸入高速計(jì)數(shù)器2/3/202364第三章PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理(4)高速計(jì)數(shù)器的使用頻率C235、C236、C246和C251四個高速計(jì)數(shù)器為硬件計(jì)數(shù)器。單相輸入的C235、C236、C246最高頻率為60KHZ，雙相輸入的C235最高頻率為30KHZ。如果硬件計(jì)數(shù)器采用高速計(jì)數(shù)器專用比較指令［FNC53（DHSCS）、FNC54（DHSCR）、FNC55（DHSZ）］就變成了軟件計(jì)數(shù)器。其它高速計(jì)數(shù)器為軟件計(jì)數(shù)器，C237～C245、C247～C250(單相)/FNC56(SPD)最高頻率為10KHZ，C252～C255(雙相)最高頻率為5KHZ。在程序中采用高速計(jì)數(shù)器專用比較指令FNC53（DHSCS）、FNC54（DHSCR）時：單相計(jì)數(shù)器：最高頻率為10KHZ，雙相計(jì)數(shù)器：C251最高頻率為5KHZ，C252～C255最高頻率為4KHZ。采用FNC55（DHSZ）時：單相計(jì)數(shù)器：最高頻率為5.5KHZ，雙相計(jì)數(shù)器：最高頻率為4KHZ。多個高速計(jì)數(shù)器同時使用，或高速計(jì)數(shù)器和FNC56（SPD）、FNC57（PLSY）、FNC59（PLSR）同時使用時，其頻率數(shù)總計(jì)不得超過表3-16中的頻率數(shù)總計(jì)。注意，作為硬件計(jì)數(shù)器的不算其內(nèi)。例如在一個程序中同時使用了如表3-17所示的計(jì)數(shù)器和功能指令。2/3/202365第三章PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理3.5.6數(shù)據(jù)寄存器器(D)普通用停電保持用停電保持專用特殊用變址用D0～D199(200點(diǎn))①D200～D511(312點(diǎn))②供鏈路用：主站→從站D490～D499從站→主站D500～D509D512～D7999(7488點(diǎn))③文件用：D1000～D7999可500點(diǎn)為一組作文件數(shù)據(jù)寄存器D8000～D8255(256點(diǎn))V0～V7Z0～Z7(16點(diǎn))表3-18數(shù)據(jù)寄存器分類及元件號①非停電保持型，但可利用參數(shù)設(shè)定變?yōu)橥ｋ姳３中?。②停電保持型，但可利用參?shù)設(shè)定變?yōu)榉峭ｋ姳３中?。③不能利用參?shù)設(shè)定變?yōu)榉峭ｋ姳３中汀?/3/202366第三章PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理數(shù)據(jù)寄存器圖3-47數(shù)據(jù)寄存器的數(shù)據(jù)表示方法數(shù)據(jù)寄存器都是16位的，最高位為正負(fù)符號位，可存放16位二進(jìn)制數(shù)。也可將2個數(shù)據(jù)寄存器組合，可存