第三章 三菱小型可編程序控制器

課程：可編程控制器單位：電氣工程及自動化學(xué)院制作：包建華第一節(jié)

三菱小型可編程序控制器概述

第二節(jié)

三菱小型可編程序控制器的編程元件第三章三菱小型可編程序控制器3/12/2024第一節(jié)

三菱小型可編程序控制器概述

輸入/輸出點數(shù)反映控制系統(tǒng)規(guī)模

應(yīng)用程序的存儲容量1K字＝1024步

掃描速度衡量PLC的主要性能指標(biāo)

一、三菱PLC概況

FX系列PLC是三菱電機的小型PLC，F(xiàn)X2N是三菱具有代表性的小型PLC。A系列(A1、A2、A3)和Q系列(Q4AR、QnAS、QnA)是三菱電機公司的中大型機。3/12/2024二、三菱小型PLC的型號命名方式FX系列序號I/O總點數(shù)單元類型輸出形式其它區(qū)分系列序號：0、2、0N、2C、1S、1N、2N、2NC、3UI/O總點數(shù)：10-256單元類型：M－基本單元；E－擴展單元；EX－擴展輸入單元(模塊)；EY－擴展輸出單元(模塊)輸出形式：R－繼電器輸出；T－晶體管輸出；S－晶閘管輸出3/12/2024三、FX2N型PLC的系統(tǒng)構(gòu)成由基本單元(主機)、擴展單元、擴展模塊、特殊功能模塊和編程器等構(gòu)成。FX2N系列PLC的基本構(gòu)成電源與接地

FX2N采用AC120V/240V和DC24V供電兩種形式。通用交流電源的PLC，其內(nèi)部配有一個穩(wěn)壓開關(guān)電源，用于對CPU、I/O等內(nèi)部電子電路供電。此外，還向外部提供一組DC24V穩(wěn)壓電源，用于對外部傳感器供電。3/12/2024I/O與外部接線PLC的輸入、輸出信號有開關(guān)量、數(shù)字量和模擬量等。

輸入接線：各輸入端子與公共端子(COM)之間可接無源開關(guān)或NPN型集電極開路輸出方式的傳感器。輸入電流由PLC內(nèi)部穩(wěn)壓電源提供(每點DC24V/7mA,只能用于弱電流小型輸入器件)。3/12/2024

輸出接線：(1)PLC有三種輸出方式；(2)PLC輸出的公共端子(COM)有兩種設(shè)置方式。分隔式：輸出端各自獨立；分組式：4點或8點為一組，每一組共用一個COM端子。3/12/20243/12/2024第二節(jié)

三菱小型可編程序控制器的編程器件

PLC在軟件設(shè)計中需要各種各樣的邏輯器件和運算器件，稱之為編程器件，以完成PLC程序所賦予的邏輯運算、算術(shù)運算、定時、計數(shù)等功能。這些器件有著與硬件繼電器等類似的功能，為了區(qū)別，通常稱PLC編程器件為軟器件。編程器件實質(zhì)上是由PLC內(nèi)部的電子電路和系統(tǒng)RAM存儲區(qū)中一個存儲單元構(gòu)成的,存儲單元地址與它們的編號相對應(yīng)。3/12/2024

FX2N系列PLC編程器件的分類及編號

代表功能的字母。如輸入繼電器用“X”表示、輸出繼電器用“Y”表示。數(shù)字。數(shù)字為該類器件的序號。FX2N系列PLC中輸入、輸出繼電器的序號為八進制，其余為十進制。

編程器件的基本特征

編程器件與繼電接觸器類似,具有線圈和常開、常閉觸點。當(dāng)線圈被驅(qū)動時，常開觸點閉合，常閉觸點斷開，當(dāng)線圈斷開時，常閉觸點接通，常開觸點斷開。

可編程序控制器的編程元件可以有無數(shù)多個常開、常閉觸點。

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編程器件的功能和作用

輸入繼電器的作用是專門用于接收和存儲(記憶對應(yīng)輸入映像寄存器的某一位)外部開關(guān)量信號，它能提供無數(shù)對常開、常閉觸點用于內(nèi)部編程。每個輸入繼電器線圈與PLC的一個輸入端子相連。輸入繼電器的狀態(tài)只能由外部信號驅(qū)動改變，而無法用程序驅(qū)動。

輸入輸出繼電器

（FX2N系列輸入、輸出繼電器總點數(shù)不能超過256點）輸出繼電器有兩個作用：第一是提供無數(shù)對常開、常閉觸點用于內(nèi)部編程；第二是能提供一副常開觸點驅(qū)動外部負載。輸出繼電器線圈狀態(tài)由程序驅(qū)動。3/12/2024型號FX2N-16MFX2N-32MFX2N-48MFX2N-64MFX2N-80MFX2N-128M擴展時輸入X000～X0078點X000～X01716點X000～X02724點X000～X03732點X000～X04740點X000～X07764點X000～X267184點輸出Y000～Y0078點Y000～Y01716點Y000～Y02724點Y000～Y03732點Y000～Y04740點Y000～Y07764點Y000～Y267184點輸入端子是PLC從外部開關(guān)接受信號的窗口

輸出端子是PLC向外部負載發(fā)送信號的窗口

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數(shù)值的處理

十進制數(shù)(K)

1)定時器和計數(shù)器的設(shè)定值（K常數(shù)）。

2)輔助繼電器（M）、定時器（T）、計數(shù)器（C）、狀態(tài)器等的編號（軟元件編號）。

3)指定應(yīng)用指令操作數(shù)中的數(shù)值與指令動作。十六進制數(shù)（H）同十進制數(shù)一樣，用于指定應(yīng)用指令操作數(shù)中的數(shù)值與指令動作。

二進制數(shù)（B）PLC內(nèi)部，這些數(shù)字都是用二進制處理的。

八進制數(shù)（O）FX2N系列的輸入繼電器、輸出繼電器的軟元件編號。以八進制數(shù)值進行分配。

BCD碼

用于數(shù)字式開關(guān)或七段碼的顯示器控制等。

浮點數(shù)FX2N系列具有可進行高精度的浮點運算功能。

數(shù)值也作為一種軟器件處理，因為無論在程序中或在PLC內(nèi)部存儲器中，它都占有一定的存儲空間。3/12/2024

輔助繼電器

輔助繼電器的線圈與輸出繼電器一樣有無數(shù)對常開、常閉觸點。該觸點不能直接驅(qū)動外部負載，外部負載的驅(qū)動要通過輸出繼電器進行。如果在PLC運行過程中停電，輸出繼電器及一般用輔助繼電器都斷開。再運行時，除了輸入條件為ON（接通）的情況以外，都為斷開狀態(tài)。分為一般用（M0～M499）、停電保持用（M500～M3071）和特殊用途（M8000～M8255）輔助繼電器。特殊輔助繼電器分為觸點利用型特殊輔助繼電器和線圈驅(qū)動型特殊輔助繼電器。3/12/2024一般用（S0～S499）停電保持用（S500～S899）報警器用（

S900～S999）

S0～S9一般用于步進梯形圖的初始狀態(tài)，S10～S19一般用作返回原點的狀態(tài)

狀態(tài)器

狀態(tài)器S是構(gòu)成狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖的重要器件，用于步進順序控制。狀態(tài)器供編程作用，使用次數(shù)不受限制，當(dāng)狀態(tài)器不用于步進控制時，狀態(tài)器S也可以作為輔助繼電器使用。

定時器

定時器相當(dāng)于繼電器系統(tǒng)中的時間繼電器，可在程序中用于延時控制。定時器累計PLC內(nèi)1ms、10ms、100ms時鐘脈沖，當(dāng)達到所定的設(shè)定值時，輸出觸點動作。

3/12/2024FX2N系列PLC的定時器（T）有以下4種類型：100ms定時器：

T0～T199，200點。定時范圍：0.1～3276.7s；10ms定時器：T200～T245，46點。定時范圍：0.01～327.67s；1ms累積型定時器：T246～T249，4點。定時范圍：0.001～32.767s；100ms累積型定時器：T250～T255，6點。定時范圍：0.1～3276.7s

FX2N系列PLC定時器設(shè)定值可以采用存儲器內(nèi)的常數(shù)（K）直接指定，也可以用數(shù)據(jù)寄存器（D）的內(nèi)容間接指定。使用數(shù)據(jù)寄存器設(shè)定定時器設(shè)定值時，一般使用具有掉電保持功能的數(shù)據(jù)寄存器，這樣在斷電時不會丟失數(shù)據(jù)。

3/12/2024圖b為累積型定時器如果X001為ON,則T250用當(dāng)前值計數(shù)器累計100ms的時鐘脈沖。當(dāng)達到設(shè)定值K345時，定時器的輸出觸點動作。在累計過程中，即使輸入X001斷開或停電時，再起動時，繼續(xù)累計，其累計時間為34.5s。如果復(fù)位輸入X002為ON，定時器復(fù)位，輸出觸點也復(fù)位。

圖a為非累積型定時器如果X000為ON，T200開始計時，當(dāng)脈沖數(shù)等于設(shè)定值K123時，定時器的輸出觸點動作，也就是說輸出觸點在線圈驅(qū)動1.23s后動作。X000斷開或停電，定時器復(fù)位，輸出觸點復(fù)位。3/12/2024

計數(shù)器（C）

內(nèi)部信號計數(shù)器：是對機內(nèi)元件的信號(通/斷)計數(shù)，也稱普通計數(shù)器。

外部信號計數(shù)器：對機器的外部信號進行計數(shù)。

16位增計數(shù)器（一般用：C0～C99；停電保持用：C100～C199）16位計數(shù)器其設(shè)定值在K1～K32767范圍內(nèi)有效。設(shè)定值K0與K1意義相同，均在第一次計數(shù)時，其觸點動作。如果PLC斷電，恢復(fù)電源后，停電保持用計數(shù)器可按上一次數(shù)值累計計數(shù)。

3/12/2024如上圖所示，當(dāng)在執(zhí)行第十次的線圈指令時，輸出觸點動作。如果復(fù)位輸入X010為ON，則執(zhí)行RST指令，計數(shù)器的當(dāng)前值為0，輸出觸點復(fù)位。計數(shù)器的設(shè)定值，除用常數(shù)K設(shè)定外，還可由數(shù)據(jù)寄存器指定。

32位增/減雙向計數(shù)器（普通用：C200～C219；停電保持用：C220～C234）32位增/減雙向計數(shù)器值的有效范圍-2147483648～+2147483647。

3/12/2024利用計數(shù)輸入X014驅(qū)動C200線圈，可增計數(shù)或減計數(shù)。（增減可由特殊輔助繼電器設(shè)置）計數(shù)器當(dāng)前值從2147483647開始增計數(shù)，則成為-2147483648，同樣從-2147483648減計數(shù)，當(dāng)前值變成2147483647，形成循環(huán)計數(shù)。如果復(fù)位輸入X013為ON，則執(zhí)行RST指令，計數(shù)器當(dāng)前值變?yōu)?，輸出觸點也復(fù)位。在計數(shù)器的當(dāng)前值由-6→-5增加時，輸出觸點置位；在由-5→-6減少時，輸出觸點復(fù)位。

3/12/2024U表示增計數(shù)輸入；D表示減計數(shù)輸入；A表示A相輸入；B表示B相輸入；R表示復(fù)位輸入；S表示啟動輸入。高速計數(shù)器通過對特定的輸入作中斷處理來進行計數(shù)，與掃描周期無關(guān),可以執(zhí)行數(shù)KHz的計數(shù)。根據(jù)不同增/減計數(shù)切換及控制的方法，分為1相1計數(shù)輸入、1相2計數(shù)輸入以及2相2計數(shù)輸入三種類型。內(nèi)置高速計數(shù)器3/12/2024下圖為FX2N系列PLC內(nèi)置1相1計數(shù)輸入高速計數(shù)器的應(yīng)用。

在X012為ON時，利用計數(shù)輸入X000，通過中斷，C235按X010設(shè)定的方式增計數(shù)或減計數(shù)。計數(shù)器的當(dāng)前值由-6→-5增加時，輸出觸點被置位，由-5→-6減少時，輸出觸點被復(fù)位。如果復(fù)位輸入X011為ON，則執(zhí)行RST指令，計數(shù)器當(dāng)前值變?yōu)?，輸出觸點也復(fù)位。3/12/2024

數(shù)據(jù)寄存器

類型：一般用：D0～D199，200點，通過參數(shù)設(shè)定可以變更為停電保持型。停電保持用：D200～D511，312點，通過參數(shù)設(shè)定可以變?yōu)榉峭ｋ姳３中汀Ｍｋ姳３謱Ｓ茫篋512～D7999，7488點，無法變更其停電保持特性。根據(jù)參數(shù)設(shè)定可以將D1000以后的數(shù)據(jù)寄存器以500點為單位設(shè)置為文件寄存器。

PLC在進行輸入輸出處理、模擬量控制、數(shù)字控制時，需要用許多數(shù)據(jù)寄存器存儲各種數(shù)據(jù)，每個數(shù)據(jù)寄存器都是16位(而最高位為符號位)，用兩個數(shù)據(jù)寄存器串聯(lián)即可存儲32位數(shù)據(jù)。3/12/2024特殊用：D8000～D8255，256點。用于PLC內(nèi)各種器件的運行監(jiān)視，如