FX2N系列PLC硬件系統(tǒng)配置

FX2N系列PLC硬件系統(tǒng)配置第一頁，共36頁。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)與制造第二頁，共36頁。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)。為滿足不斷發(fā)展的大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)柔性控制的要求而逐步發(fā)展起來的。最早用于取代繼電器控制線路其功能基本限于開關(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)的飛速發(fā)展，ＰＬＣ的功能已大大超出了原先的邏輯運(yùn)算。第三頁，共36頁?？删幊炭刂破魇且环N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?？删幊炭刂破骷捌溆嘘P(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)充其功能的原則設(shè)計(jì)。第4章FX2N系列PLC的硬件系統(tǒng)配置第四頁，共36頁。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。它的基本指令執(zhí)行速度高達(dá)0.08s，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種位置控制控制模塊、多數(shù)RS–232C/RS–422/RS–485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。第五頁，共36頁。4.1PLC的基本結(jié)構(gòu)第六頁，共36頁。4.1PLC的基本結(jié)構(gòu)中央處理單元（CPU）存儲(chǔ)器輸入、輸出（I/O）單元電源第七頁，共36頁。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)備的請求第八頁，共36頁。2.存儲(chǔ)器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)用程序及各種暫存數(shù)據(jù)、中間結(jié)果。第九頁，共36頁。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ＰＬＣ內(nèi)部處理的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)第十頁，共36頁。直流輸入單元PLC輸入端,開關(guān)類元件工作電流流向第十一頁，共36頁。交流輸入單元上“＋”下“－”下“＋”上“－”第十二頁，共36頁。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ＰＬＣ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)第十三頁，共36頁。繼電器輸出方式PLC繼電器負(fù)載COMＰＬＣ內(nèi)部電路ＰＬＣ外圍電路繼電器型輸出接口用于交/直流兩種電源,但接通斷開頻率低第十四頁，共36頁。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)場合第十五頁，共36頁。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)展單元與基本單元（即主機(jī)）聯(lián)接在一起。第十六頁，共36頁。4.電源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。第十七頁，共36頁。4.2FX2N系列的內(nèi)部寄存器配置

輸入／輸出（I/O）繼電器

輔助繼電器（M）狀態(tài)寄存器（S）

定時(shí)器（T）

計(jì)數(shù)器（C）數(shù)據(jù)寄存器（D）

指針（P、I）

第十八頁，共36頁。4.2.1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

第十九頁，共36頁。4.2.1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)供編程使用輸出繼電器的線圈只能使用一次

第二十頁，共36頁。4.2.2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)第二十一頁，共36頁。4.2.2輔助繼電器（M）通用輔助繼電器M0～M499（500點(diǎn)）掉電保持輔助繼電器M500～M1023（524點(diǎn)）特殊輔助繼電器M8000～M8255（256點(diǎn)）第二十二頁，共36頁。4.2.2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)寄存器內(nèi)容。M8034：將PLC的輸出全部禁止。M8039：PLC按D8039中指定的掃描時(shí)間工作第二十三頁，共36頁。4.2.3狀態(tài)寄存器（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)寄存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)寄存器不與步進(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S0～S499設(shè)置為有斷電保持功能的狀態(tài)器第二十四頁，共36頁。4.2.3狀態(tài)寄存器（S）狀態(tài)有五種類型：初始狀態(tài)S0～S9共10點(diǎn)回零狀態(tài)S10～S19共10點(diǎn)通用狀態(tài)S20～S499共480點(diǎn)保持狀態(tài)S500～S899共400點(diǎn)報(bào)警用狀態(tài)S900～S999共100點(diǎn)第二十五頁，共36頁。4.2.4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1ms、10ms和100ms時(shí)鐘脈沖進(jìn)行加計(jì)數(shù)，當(dāng)達(dá)到用戶設(shè)定值時(shí)，觸點(diǎn)動(dòng)作。第二十六頁，共36頁。4.2.4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（T0～T245）100ms定時(shí)器T0～T199共200點(diǎn)，設(shè)定范圍0.1～3276.7s10ms定時(shí)器T200～T245共46點(diǎn)，設(shè)定范圍0.01～327.67s。第二十七頁，共36頁。4.2.4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（T246～T255）1ms定時(shí)器T246～T249共4點(diǎn)，設(shè)定范圍0.001～32.767s100ms定時(shí)器T250～T255共6點(diǎn)，設(shè)定范圍為0.1～3276.7s第二十八頁，共36頁。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，則當(dāng)前計(jì)數(shù)值保留。電源接通并使X0再次接通后，T253從保留的當(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)值達(dá)到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345×0.1s=34.5s。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。第二十九頁，共36頁。4.2.5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（C0～C199）共200點(diǎn)，其中C0～C99為通用型，C100～C199共100點(diǎn)為斷電保持型32位增/減計(jì)數(shù)器（C200～C234）共有35點(diǎn)，其中C200～C219（共20點(diǎn)）為通用型，C220～C234（共15點(diǎn)）為斷電保持型。第三十頁，共36頁。4.2.5計(jì)數(shù)器（C）16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。若計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)設(shè)定為10，則計(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。第三十一頁，共36頁。4.2.5計(jì)數(shù)器（C）X10控制M8200實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)方式選擇，若X10閉合，為減計(jì)數(shù)方式。X12為計(jì)數(shù)輸入，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

第三十二頁，共36頁。4.2.5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

第三十三頁，共36頁。4.2.6數(shù)據(jù)寄存器（D）通用數(shù)據(jù)寄存器（D0～D199）

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)寄存器（D200～D7999）

只要不改寫，原有數(shù)據(jù)不會(huì)丟