浅谈PLC的组成及工作原理

浅谈PLC的组成及工作原理 PLC的组成 PLC由三个基本部分组成:输入部分、逻辑处理部分、输出部分。基本结构示意图参见图2-1所示。 输入部分是指各类按钮、行程开关、传感器等接口电路,它收集并保存来自被控对象的各种开关量、模拟量信息和来自操作台的命令信息等。 逻辑处理部分用于处理输入部分取得的信息,按一定的逻辑关系进行运算,并把运算结果以某种形式输出。 输出部分是指驱动各种电磁线圈、交/ 直流接触器、信号指示灯等执行元件的接口电路,它向被控对象提供动作信息。 为了使用方便,PLC还常配套有编程器等外部设备,它们可以通过总线或 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 接口与PLC 连接,图2-2为一般PLC组成系统的原理框图。(由图2-2可看出,PLC的组成结构和计算机差不多,故PLC可看成用于工业控制的专用计算机) PLC主要部件功能 CPU CPU是PLC的核心部件之一,它的主要功能有: ①采集输入信号;②执行用户程序;③刷新系统输出; ④执行管理和诊断程序;⑤与外界通信。 PLC常用的CPU芯片主要有: 通用微处理器 如INTEL(8080、8085、8086、8088,80386、80486、80586)、Zilog(Z80、Z8000)、Motorola (6800、6809、68000)等。通用微处理器芯片的通用性强、价格便宜、货源充足。 单片微处理器 如INTEL(8031、8039、8049、8051、8089),单片微处理器又叫单片机,它将ROM、RAM、接口电路、时钟电路、串行口甚至A/D 都集成在一个很小的芯片上,自成一个小的微处理机系统;另外,单片机有大量的位寻址单元和丰富的位操作指令,它为PLC在位处理方面提供了最佳的功能和速度,所以特别适用于PLC;此外,单片机集成度高、体积小、通用性强、价格低、可扩充性好、货源足。 位片式微处理器 如AMD(2900、2901、2903、N8×300),位片式微处理器是独立于微型机的另一分支,因为它采用双极型 工艺 钢结构制作工艺流程车尿素生产工艺流程自动玻璃钢生产工艺2工艺纪律检查制度q345焊接工艺规程 ,所以比一般的MOS型微机处理器在速度上要快一个数量级。上述两种微处理器的字长、结构、指令系统是固定的,而位片机是具有CPU的一切必要附件(如寄存器、算术逻辑部件ALU等),位片的宽度有2、4、8位几种,用几个位片机级联,可组成任意字长的微处理器。还可通过改变微程序存储器的内容来改变机器的指令系统(即指令系统对用户开放);位片式结构可使用多个微处理器,将任务分成几个部分让其并行处理,即重叠操作,这样能更有效地发挥其快速的特点;其缺点是:集成度低,用的芯片较多,功耗也较大。 目前小型PLC一般采用8位CPU如:8080、8085、Z80、6800、MCS48、51系列,而大、中型PLC常采用位片式微处理器、16/32位通用微处理器。 存储器 存储器是保存系统程序、用户程序、中间运算结果的器件,据其在系统中的作用,可将它们分为下列4种:系统程序存储器、用户程序存储器、数据表存储器、高速暂存存储器。 系统程序存储器 系统程序存储器用来存放PLC的监控程序,可分为:系统管理程序、命令解释程序、故障检测、诊断程序、通信程序。系统程序由PLC厂家 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 ,并固化在ROM / PROM / EPROM 存储器中,用户不必对它作细致的了解,更不能改变它。 用户程序存储器 用户程序存储器用来存放用户编制的控制程序。PLC术语中讲的存储器容量及型式就是指的用户程序存储器。常用的用户存储器型式有:EPROM、E2ROM、带掉电保护的RAM等。EPROM作程序存储器的优点是:写入程序不会因停电而丢失,但其成本较高,主要体现在两个方面: 1)调试时仍要用RAM作程序存储器,而且最好用带电容/电池后备的RAM,这样用户实质上是购了两套用户程序存储器。 2)对许多PLC而言,往往还要另外配套购置专用的EPROM写入装置和擦除装置。 E2PROM是非易失性的且可电擦除的存储器,它兼有ROM的非易失性和RAM随机存取之优点,它的写入或擦除不需特殊装置,用它作用户程序存储器,在程序调试阶段,可用编程器直接修改程序,程序确定下来投入运行后。这是它的优越之处,不足的是,它的写入时间较长(约为ms 级),但对手工输入或修改程序而言,这点是不成问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 的。 一般而言,用户的控制程序必须经过多次的调试和修改才能确定下来,据此特点,在控制程序没确定以前,常先采用带掉电保护的RAM作用户程序存储器,待程序确定后,再由厂家提供的EPROM写入器将程序固化到EPROM中,并将该EPROM插入PLC中运行。EPROM 插入PLC后,PLC则运行EPROM中的用户程序,若没EPROM插入,PLC则运行RAM 区中的用户程序。许多用户用掉电保护的RAM作用户程序存储器,因为它比另两种价格便宜,一旦电源停电,靠后备电池/电容可以保存RAM中的程序数年/ 数十天,只要做到停电时间不超过这期限即可。这点对于一般的工矿企业而言是容易做到的。 例如:OMRON公司的C200H-MR431/831是全电池后备RAM存储器,C200H-MR431 / 831是电容后备RAM存储器,它们在25℃的坏境下,可以保存程序的时间分别是2~3年、20天。 数据表存储器(I/O映像存储器) 数据表存储器用来存放开关量I/O状态表,定时器、计算器的预置值表,模拟量I/O数值等。高速暂存储器 高速暂存储器主要存放运算的中间结果,统计数据、故障诊断的标志位等。其中,3、4两类存储器,常用RAM,这其中部分或全部有后备电源。 I/O部分 PLC的I/O部分,因用户的需求不同有各种不同的组合方式,通常以模块的形式供应,一般可分为: ①开关量I/O模块②模拟量I/O模块 ③数字量I/O模块(包括TTL电平I/0模块、拨码开关输入模块、 LED/LCD/CRT显示控制模块、打印机控制模块) ④高速计数模块⑤精确定时模块 ⑥快速响应模块⑦中断控制模块 ⑧PID模块⑨位置控制模块 ⑩轴向定位模块  ⑾通信模块。 1.开关量I/O模块(部分) 开关量输入模块(部分) 的作用是接收现场设备的状态信号、控制命令等,如限位开关、操作按钮等,并且将此开关量信号转换成CPU能接收和处理的数字量信号。 开关量输出模块(部分)的作用是将经过CPU处理过的结果转换成开关量信号送到被控设备的控制回路去,以驱动阀门执行器、电动机的启动器和灯光显示等设备。 开关量I/O模块(部分)的信号仅有通、断两种状态,各I/O点的通/断状态用发光二极管在面板上显示。输入电压等级通常有DC(5V、12V、24V、48V)或AC(24V、120V、220V)等。 每个模块可能有4、8、12、16、24、32、64点,外部引线连接在模块面板的接线端子上,有些模块使用插座型端子板,在不拆去外部连线的情况下,可迅速地更换模块,便于安装、检修。 (1)开关量输入模块 按与外部接线对电源的要求不同,开关量输入模块可分为AC输入,DC输入,无压接点输入,AC/DC输入等几种型式,参见图2-3。每个输入点均有滤波网络、LED显示器、光电隔离管。 从图2-3?中可以看出无压接点输入是开关触点直接接在公共点和输入端,不另外接电源,电源由内部电路提供(公共点有?、Θ之分,图2-3?中为Θ)。 输入模块的主要技术指标有: ①输入电压:指PLC外接电源的电压值。 ②输入点数:指输入模块开关量输入的个数。 ③AC频率:指输入电压的工作频率,一般为50~60Hz。 ④输入电流:指开关闭合时,流入模块内的电流。一般为5~10mA。 ⑤输入阻抗:指输入电路的等效阻抗。 ⑥ON电压:指逻辑“1”之电压值,开关接通时为“1”。 ⑦OFF电压:指逻辑“0”之电压值,开关断开时为“0”。 ⑧OFF→ON的响应时间,指开关由断→通时,导致内部逻辑电路由“0”→“1”的变化时间。 ⑨ON→OFF的响应时间,指开关由通→断时,导致内部逻辑电路由“1”→“0”的变化时间。 ⑩内部功耗:指整个模块所消耗的最大功率。 (2)开关量输出模块: 开关量输出通常有3种型式: ①继电器输出 ②晶体管输出 ③可控硅输出。 每个输出点均有LED发光管、隔离元件(光电管/ 继电器)、功率驱动元件和输出保护电路,见图2-4。 图a为继电器输出电路,继电器同时起隔离和功放的作用;与触点并联的R、C和压敏电阻在触点断开时起消弧作用。 图b为晶体管输出电路,大功率晶体管的饱和导通/ 截止相当于触点的通/ 断;稳压管用来抑制过电压,起保护晶体管作用。 图c为可控硅输出电路,光电可控硅,起隔离、功放作用;R、C和压敏电阻用来抑制SSR 关断时产生的过电压和外部浪涌电流。 输出模块最大通断电流的能力大小依次为继电器、可控硅、晶体管。而通断响应时间的快慢则刚好相反。使用时应据以上特性选择不同的输出型式。 输出模块的主要技术指标有: ①工作电压:指输出触点所能承受的外部负载电压。 ②最大通断能力:指输出触点在一定的电压下,能通过的最大电流,一般给出的电压等级有AC120V 、AC220V 、AC / DC24V 。 ③漏电流:指当输出点断开时(逻辑“O”),触点所流过的最大电流。此参数主要针对晶体管、可控硅型输出模块,无保护电路的继电器输出模块漏电流为0 ,有保护电路的继电器输出模块为1~2mA。 ④接通压降:指当输出点接通时(逻辑“1”),触点两端的压降。 ⑤回路数:等于公共点的个数。独立式模块,等于输出点数。 ⑥OFF→ON响应时间:同输入模块。 ⑦ON→OFF响应时间:同输入模块。 ⑧内部功耗  同输入模块。 输出模块按外部接线方式分有: ①汇点式:输出有1个公共点,各输出点属同一个回路,共用1个电源。 ②独立式:输出无公共点,各输出点回路不同,可以使用不同电压等级的电源。 2.模拟量I/O模块 模拟量I/O模块常用的有:A/D、D/A、热电偶/ 热电阻输入等几种模块。A/D模块是将传感器测量的电流或电压信号转换成数字量给PLC的CPU处理;D/A模块是将CPU处理得到的数字量转变为电流或电压信号;热电偶/ 热电阻输入模块,可以直接连接热电偶/ 热电阻等测温传感器,外部不需放大电路和线性化电路,能自动进行冷端补偿和调零,并且具有开路检查、输入越限报警功能,内部有A/D电路。 模拟量I/O模块的量程一般是IEC标准信号(0-5V、1-5 V 、0-10V、10mA、4-20mA等)。也有双极性信号(如±50mv、±5v、±10v、±10mv、±20mA等)。A/D、D/A的转换位数通常为8、10、12、16位,并且在数字量I/O处用光电管将PLC的内部核心电路与外围接口电路隔离。 3.数字量I/O模块 常用的有TTL电平I/O模块、拨码开关输入模块、LED/LCD/CRT显示控制模块、打印机控制模块等。 TTL电平I/O模块是将外围设备输入的TTL电平数据进行处理,或将处理的结果以TTL电平形式输出给外围设备进行控制、执行。 拨码开关输入模块是TTL电平输入,专用于BCD拨码开关的输入模块,用来输入若干组拨码开关的BCD码,有若干个输入地址选择信号输出,某位(十进制)选择信号有效时,读入相应位的BCD码信息。 LED / LCD / CRT显示控制模块是TTL电平输出,专用于LED / LCD / CRT等显示设备的输入模块,有相应的控制信号输入/ 输出,能直接驱动LED数码管、液晶显示器、CRT显示器等。 打印机控制模块是专用于通用打印机的接口模块,是TTL电平的并行接口,除并行输出的数据信息外还有相应的I/O控制信号(有的PLC采用串行接口或编程器上的接口与打印机连接)。 4.高速计数模块 高速计数模块是工控中最常用的智能模块之一,过程控制中有些脉冲变量(如旋转编码器、数字码盘、电子开关等输出的信号)的变化速度很高(可达几十KHZ、几MHZ),已小于PLC 的扫描周期,对这类脉冲信号若用程序中的计数器计数,因受扫描周期的限制,会丢失部分脉冲信号。因此使用智能的高速计数模块,可使计数过程脱离PLC而独立工作,这一过程与PLC的扫描过程无关,可准确计数。PLC可通过程序对它设定计数预置值,并可控制计数过程的启、停。计数器的当前值等于、大于预置值时,均有开关量输出给PLC,PLC得到此信号后便可进行相应的控制。 5.精确定时模块 精确定时模块是智能模块,能脱离PLC进行精确的定时,定时时间到后会给出信号让PLC 检测。例如:OMRON的模拟定时单元C200H- TM001提供4个精确定时器,可通过DIP 开关设定成0.1~1S、1~10S 10~60S 1~10mm,定时值可通过内/ 外可调电阻进行设定。 6.快速响应模块 PLC的输入/ 输出量之间存在着因扫描工作方式而引起的延迟,最大延迟时间可达2个扫描周期,这使PLC对很窄的输入脉冲难以监控。快速响应模块则可检测到窄脉冲,它的输出与PLC的扫描工作无关,而由输入信号直接控制,同时它的输出还受用户程序的控制。 7.中断控制模块 它适用于要求快速响应的控制系统,接收到中断信号后,暂停正在运行的PLC用户程序,运行相应的中断子程序,执行完后再返回来继续运行用户程序。 8.PID调节模块 过程控制常采用PID控制方式,PID调节模块是一种智能模块,它可脱离PLC独立执行PID 调节功能,实际上可看成1台或多台PID调节器,P、I、D参数可调。 通常的输入信号种类是:①直流电压(0-10v / 1-5v)、②直流电流(0-10mA / 4-20mA)、③热电偶/ 热电阻、④脉冲/ 频率以及有控制作用的开关量I/O。 9.位置控制模块 位置控制模块是用来控制物体的位置、速度、加速度的智能模块,可以控制直线运动(单轴)、平面运动(双轴)、甚至更复杂的运动(多轴)。 位置控制一般采用闭环控制,常用的驱动装置是伺服电机或步进电机、模块从参数传感器得到当前物体所处的位置,速度/加速度,并与设定值进行比较,比较的结果再用来控制驱动装置,使物体快进、慢进、快退,慢退、加速、减速、停止等,实现定位控制。 10.轴向定位模块 轴向定位模块是一种能准确地检测出高速旋转转轴的角度位置,并根据不同的角度位置控制开关ON/OFF(可以多个开关)。 例如:美国三菱公司的F2-32RM型凸轮控制器,它可准确检测出720度/转角位置信号,同时控制32个开关ON/OFF。允许最高转速是:1°方式时为830rpm,0.5°方式时为415 rpm。它实质上很象一种机械凸轮:共有32个凸轮盘,每轮可多至360齿。 11.通信模块 通信模块大多是带CPU的智能模块,用来实现PLC与上位机、下位机或同级的其它智能控制设备通信,常用通信接口标准有RS-232C 、RS422、RS-485、ProfiBus、以太网等几种。编程工具 编程工具是一种人机对话设备,用户用它来输入、检查、修改、调试PLC的用户程序,它还可用来监视PLC的运行情况。 PLC投入正常运行后,通常不要编程工具一起投入运行,因此,编程器都是独立设计的,而且是专用的,PLC生产厂家提供的专用编程器只能用在自己厂生产的某些型号的PLC。专用编程器分为简易编程器和图形编程器。 1.简易编程器 它类似于计算器,上面有命令键、数字键、功能键及LED显示器/ LCD显示屏。使用时可直接插在PLC的编程器插座上,也可用电缆与PLC相连。调试完毕后,或取下或将它安在PLC上一起投入运行。用简易的编程器输入程序时,先将梯形图程序转换为指令表程序,再用键盘将指令程序打入PLC。 2.图形编程器 常用的图形编程器是液晶显示图形编程器(手持式的),它有一个大型的点阵式液晶显示屏。除具有简易型的功能外,还具有可以直接打入和编辑梯形图程序,使用起来更方便,直观。但它的价格较高,操作也较复杂。也有用CRT作显示器的台式图形编程器,它实质是一台专用计算机,它的功能更强,使用更方便,但价格也十分昂贵。 3.用专用编程软件在个人计算机(PC)上实现编程功能 随着PC的日益普及,最新发展趋势是使用专用的编程软件,在通用的PC上实现图形编程器的功能。这一编程方法的最大特点是:充分利用PC机的软、硬件资源(如:硬盘、打印及各种功能软件),大大降低了编程器的成本,同时也大大增强了编程器的功能,使用十分方便。一般的PC添置一套专用的“编程软件”后就可进行编制、修改PLC的梯形图程序,存贮、打印程序文件(清单),与PLC联机调试及系统仿真等。并且用户程序可在PC、PLC 之间互传。具有以上功能后,PLC的程序(特别是大型程序)编程、调试就显得十分方便和轻松。 电源 电源是PLC最重要的部分之一,是正常工作的首要条件。当电网有强烈波动遭强干扰时,输出电压要保持平稳。因此在PLC的电源中要加入许多稳压抗扰措施,如浪涌吸收器、隔离变压器、开关电源技术等。 PLC的工作原理 与其它计算机系统一样,PLC的CPU以分时操作方式处理各项任务,程序要按指令逐条执行,PLC的输入、输出就有时差。整个PLC的程序执行时问有多长?输入/ 输出的响应时间有多大?我们要很好地应用PLC,就必须对这些有清楚的认识。 PLC的工作过程 PLC是采用循环扫描方式工作的,图2-6为一般PLC的工作流程框图: 其循环过程为:①内部处理②通迅服务 ③输入刷新④执行用户程序 ⑤输出刷新。 1.内部处理: CPU对PLC内部的硬件作故障检查,复位WDT等。 2.通信服务: 与外围设备、编程器、网络设备等进行通信。 3.输入刷新: 将接在输入端子上传感器、开关、按钮等输入元件状态读入,并保存在“输入状态表”(I/O 映像存储器)中,给本扫描周期用户程序运行时提供最新的输入信号。 4.执行用户程序: CPU逐条解释并执行用户程序。根据I/O状态表(属数据表状态存储器)中ON / OFF信息,按用户程序给定的逻辑关系运算,将运算结果写入I/O状态表。 注意:“I/O状态表”这个概念,用户程序中的部分输入、输出“元件”是它,但它当前的 状态值和与它对应I/O端子上的元件之状态不一定相同。(这点在学过I/O响应时间之后就明白了)。 5.输出刷新 将“输出状态表”(I/O映像存储器)中的内容输出到接口电路,以驱动输出端子上的输出元件,实现控制。“输出状态表”中的内容是本次扫描周期用户程序运行的结果。 现举例说明如下。若程序经前一扫描周期的运行的I/O点状态被刷新成如图2-7中所示 。 输入信号X00点的状态在后续的5个扫描周期中分别被刷新为1,1,0,0,0,试 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 输出点Y00—Y02的输出状况情况: 分析:已知,第0扫描周期中:I/O点状态被刷新为 X00(0)—0 Y00(0)—0 Y01(0)—0 Y02(0)—0 在每一扫描周期内,用户程序是按梯形图,从头开始由左→右,由上→下,逐条执行,直至程序结束。根据梯形图逻辑 每个周期程序执行的结果是: 表2-1 状态表 I/O 周期号 X00 Y00 Y01 Y02 1 1 1 1 2 1 1 1 1 3 1 4 5 Y00(N)=Y01(N-1) Y01(N)=X00(N) Y02(N)=Y01(N) 已知:X00(0)=1 X00(1)=1 X00(2)=1 X00(3)、(4)、(5)=0 所以:第一周期的结果是 Y00(1)—0 Y01(1)—1 Y02(1)—1 ( Y00(1)=Y01(0)=0; Y01(1)=X00(1)=1; Y02(1)=Y01(1)=1) 同理可得:第2--5周期的输出结果是: Y00(2)=1   Y01(2)=1 Y02(2)=1 Y00(3)=1 Y01(3)=0 Y02(3)=0 Y00(4)=0 Y01(4)=0 Y02(4)=0 Y00(5)=0 Y01(5)=0 Y02(5)=0 用状态表列出(见表2-1)。 扫描周期的计算方法 扫描周期的长短,对PLC系统的性能有一定的影响,例如较长的扫描时间对I/O响应时间,对系统运行的精确性均会产生不利的影响。见表2-2。 表2-2 PLC扫描时间对内部功能的影响 扫描时间ms 产生的不利影响 >10 内部0.01s时钟脉冲不起作用 >100 内部0.1s时钟脉冲不起作用 >200 内部0.2s时钟脉冲不起作用 >6500 超过WDT定时值,迫使CPU停机 扫描周期(T)的计算公式是: 扫描周期(T)= 内部处理时间+ 通信服务时间+ 输入刷新时间 + 用户程序时间+ 输出刷新时间 其中: ①内部处理时间:是固定的(例OMRON C200H为2.6ms) ②通信服务时间:若系统安装了外设、网络通信等模块,则有固定的时间(例OMRON C200H 为0.8ms(max) 、8ms(max)),否则为0。 ③输入刷新时间:将接在输入端子上元件的状态读入,并保存在“输入状态表”(I/O映像存储器)中所耗费的时间。(例OMRON C200H输入0.07ms/8点,三菱FX2N输入50μs/8点)。 ④用户程序执行时间:取决于程序的长度和指令的种类,一般PLC均提供各指令的执行时间表。(例OMRON C200H LD、OUT指令,其执行时间分别为0.75、1.13μs;三菱FX2N 基本指令0.08μs/条,应用指令1.52 ~ 数100μs/条) ⑤输出刷新时间:将“输出状态表”(I/O映像存储器)中的内容输出到接口电路中所耗费的时间。(例OMRON C200H输出0.04ms/8点) 【例1】.C200H PLC配置:4个8点输入模块+2个16点输入模块O、5个8点输出模块+2个16点输出模块、 程序5K个地址(且仅使用LD、OUT指令,其执行时间分别为0.75、1.13μs) 解:当编程器要在上面运行时: T = 2.6+0.8 + (0.75+1.13) / 2 × 5.120 + 0.07 × 8 + 0.04× 9 = 9.1 ms 没有外设:T = 2.6 + (0.75+1.13) / 2×5.120 + 0.07×8 + 0.04×9 = 8.3ms 系统响应时间 PLC系统的响应时间是指输入信号有效后,到输出元件动作所需要的时间。所以系统响应时间的长短与系统的扫描周期、输入响应时间、输出响应时间有关。 例如图2-8,如当SB接通有效后,直到与Y00对应的输出元件有效输出的时间即为该系统的响应时间 系统最小响应时间 若PLC在一次输入刷新前,输入点能建立起有效输入信号,现经扫描周期中程序的处理,经输出点输出,直到内部输出元件(J ,SSR, T)给出有效的输出为止(见图2-9 (a)),这种响应时间为系统最小响应时间。 最小响应时间= 输入响应时间+ 1个周期的扫描时间+ 输出响应时间 系统最大响应时间 若在输入刷新刚完成后,输入点才建立起有效的输入信号,则必须在下一周扫描周期的输入刷新时才能将这一信号写入I/O状态表。这种响应时间为系统的最大响应时间。(见图2-9 (b)) 最大响应时间= 输入响应时间+ 2个周期的扫描时间+ 输出响应时间 如:输入响应时间为1.5ms ;输出响应时间15ms ;扫描周期10ms 系统最小响应时间= 1.5+10+15 = 26.5 ms 系统最大响应时间= 1.5+2×10+15 = 36.5 ms 由以上分析表明:从外部输入触点动作有效到内部输出元件(继电器、晶体管、可控硅)的有 效输出,响应延迟时间可长达2个多扫描周期,可达几十ms,这点对一般的应用场合无关紧要。但在某些特殊应用场合,这么大的延时是不允许的,此时应考虑选用智能化的快速响应I/O模块或选用更高速的PLC机型。 三菱FX2N PLC简介及编程元件的地址 FX1、FX2、FX2C、FX2N系列是日本三菱公司近年来推出的高性能小型整体式PLC,FX0N、FX0系列微型PLC,它们间的关系如下图所示。 FX2N系列PLC名称体系、种类 基本单元 基本单元一览表: I/O 总点数 输入 点数 输出 点数 AC电源,DC输入(内部供电) 继电器输出 可控硅输出 晶体管输出 16 8 8 FX2N-16MR-001 FX2N-16MT-001 32 16 16 FX2N-32MR-001 FX2N-32MS-001 FX2N-32MT-001 48 24 24 FX2N-48MR-001 FX2N-48MS-001 FX2N-48MT-001 64 32 32 FX2N-64MR-001 FX2N-64MS-001 FX2N-64MT-001 80 40 40 FX2N-80MR-001 FX2N-80MS-001 FX2N-80MT-001 128 64 64 FX2N-128MR-001 FX2N-128MT-001 扩展单元 扩展单元一览表: I/O 总点数 输入 点数 输出 点数 AC电源,DC输入 继电器输出 可控硅输出 晶体管输出 32 16 16 FX2N-32ER FX2N-32ET 48 24 24 FX2N-48ER FX2N-48ET 扩展模块 扩展模块一览表: I/O 总点数 输入 点数 输出 点数 DC输入,电源由基本单元、扩展单元供 继电器输出 输入 晶体管输出 可控硅输出 输入电压 8 4 4 FX0N-8ER * DC24V 8 8 FX0N-8EX DC24V 8 8 FX0N-8EYR FX0N-8EYT 16 16 FX0N-16EX DC24V 16 8 FX0N-16EYR FX0N-16EYT 16 16 FX2N-16EX DC24V 16 16 FX2N-16EYR FX2N-16EYT FX2N-16EYS * 占有总点数16个、输入点数8个、输出点数8个 特殊扩展模块 特殊功能模块: FX2N-422-BD 422通讯板FX2N-8A V-BD 容量适配器 FX2N-485-BD 485通讯板  FX2N-CNV-BD FX0N用适配器连接板FX2N-232-BD 232通讯板 特殊扩展模块 FX0N-3A 2CH模拟输入,1CH模拟输出 FX0N-16NT M-NET/MINI用(双绞线) FX2N-4AD 4CH模拟输入 FX2N-4DA 4CH模拟输出 FX2N-4AD-PT 4CH温度传感器输入 FX2N-4AD-TC 4CH温度传感器输入(热电偶) FX2N-1HC 50kHz 2相高速计数器 FX2N-1PG 100kpps脉冲输出模块 FX2N-232IF RS232通讯接口 FX-16NP M-NET/MINI用(光纤) FX-16NT M-NET/MINI用(双绞线) FX-16NP-S3 M-NET/NINT-S3用(光纤) FX-16NT-S3 M-NET/NINT-S3用(双绞线) FX-2DA 2CH模拟输出 FX-4DA 4CH模拟输出 FX-4AD 4CH模拟输入 FX-2AD-PT 4CH温度传感器输入(PT-100) FX-4AD-TC 4CH温度传感器输入(热电偶) FX-1HC 50kHz 2相高速计数器 FX-1PG 100kpps脉冲输出模块 FX-1DIF 1DIF接口 FX-1GM 定位脉冲输出单元(1轴,100kpps) FX-10GM 定位脉冲输出单元(1轴,200kpps) FX-20GM 定位脉冲输出单元(2轴) FX-16NP M-NET/MINI用(光纤)开始时,使用这些模块时,须改换FX2N-CNV-IF型电缆扩展规则 基本单元的右侧A部可接FX2N系列用的扩展单元、扩展模块,此外,还可接FXON、FX1, FX2N系列等多台扩展设备。各个系列的扩展设备组合如下: a种扩展方式 b种扩展方式 FX2N基本单元的右侧,可以按“a种扩展方式”或“b种扩展方式”进行扩展。但是,用“b种扩展方式”时,一定须用FX2N-CNV-IF型转换电缆,且一旦用了“b种扩展方式”之后,就不能再用“a种扩展方式”的扩展设备了。 (在讲解指令之前,先介绍一下与用户编程有直接关系的PLC编程元件的地址分配问题。) FX2N 系列PLC性能规格 项目 FX2N系列 运算控制方式 存储程序反复运算方式(专用LSI)、中断命令 输入输出控制方式 批处理方式(执行END指令时),但是,有I/O刷新指令 程序语言 符号语言+ 梯形图(可用SFC表示) 程序存储器 最大存储容量 16K,(含注释文件寄存器最大16K),有键盘保护功能 程序存储器 内置存储器容量 8K步,RAM(内置锂电池后备) 电池寿命:约5年,使用RAM卡盒约3年(保修期1年) 可选存储卡盒 RAM 8K(也可自配16K)/ EEPROM 4K,8 K / 16K / EPROM 8k(也可匹配16K)步不能使用带有实时锁存功能存储卡盒 指令种类 顺控先进梯形图 顺控指令27条,步进梯形图指令2条 应用指令 128种298条 运算处理速度 基本指令 0.08μs/指令 应用指令 1.52 ~ 数100μs / 指令 I/O点数 输入点数(有扩展模块时) X000 ~ X267 184点(8进制编号) 输入点数(有扩展模块时) Y000 ~ Y267 184点(8进制编号) I/O总点数(有扩展模块时) 256点 辅助继电器 * 一般用 M 0 ~ M 499 500点 ** 保持用 M 500 ~ M1023 524点 *** 保持用 M1024 ~ M3071 2048点 特殊用 M8000 ~ M8255 156点 状态寄存器 初始化 S 0 ~ S 9 10点 * 一般用 S 10 ~ S 499 500点 ** 保持用 S500 ~ S 899 400点 *** 信号用 S900 ~ S 999 100点 定时器 (限时) 100ms T 0 ~ T 199 200点(0.1 ~ 3276.7 秒) 10ms T 200 ~ T 245 46点(0.01 ~ 327.67秒) *** lms乘法型 T 264 ~ T 249 4点(0.001 ~ 32.767秒) *** 100ms乘法型 T 250 ~ T 255 6点(0.1 ~ 3276.7秒) 计数器 * 16位向上 C 0 ~ C 99 100点(0 ~ 32767计数器) ** 16位向上 C 100 ~ C199 100点(0 ~ 32767计数器) * 32位双向 C 200 ~ C 219 20点(-2,147,483,648~+2,147,483,647计数器) ** 32位双向 C 220 ~ C 234 15点(-2,147,483,648~+2,147,483,647计数器) ** 32位高速双向 C235 ~ 255中的6点(响应频率参见5-3项) 数据寄存器 (使用1对时为32位) * 16位通用 D 0 ~ D199 200点 ** 16位保持用 D200 ~ 511 312点 *** 16位保持用 D512 ~ D7999 7488点(D1000以后可以500点为单位设置文件寄存器) 16位保持用 D8000 ~ D8159 106点 16位保持用 V0-V7,Z0-Z7 16点 指针 JAMP,CALL分支用 P 0 ~ P 127 128点 输入中断,计时中断 I0□□~ I8□□9点 计数中断 I010 ~ I060 6点 嵌套 主控 N 0 ~ N 7 8点 常数 10进制(K) 16位:-32,768 ~ +32,767 32位: -2,147,483,648 ~ +2,147,483,647 16进制(H) 16位:0-FFFF 32位:0-FFFFFFFF * 、非掉电保护区:通过参数设置可变为掉电保护区(电池)。 ** 、掉电保护区(电池):通过参数设置可以改为非掉电保护区。***、掉电保护固定区(电池):区域特性不可改变。 二、元件号的分配和功能概要 FX2N可编程控制器的一般元件种类和编号如下所示。 与FX0,FX0S-,FX0N,FX1,FX2系列PLC不一样,请注意。 FX2N-16M FX2N-32M FX2N-48M FX2N-64M FX2N-80M FX2N-128M 带扩展 输入继电器 X000 ~ X007 8点 X000 ~ X017 16点 X000 ~ X027 24点 X000 ~ X037 32点 X000 ~ X047 40点 X000 ~ X077 64点 X000 ~ X267(X177) 184点(128点) 输入输出合计256点 输出继电器 Y Y000 ~ Y007 8点 Y000 ~ Y017 16点 Y000 ~ Y027 24点 Y000 ~ Y037 32点 Y000 ~ Y047 40点 Y000 ~ Y077 64点 Y000 ~ Y267 (Y177) 184点(128点) 辅助继电器 M M 0 ~ M 499 500点 通用* 【M 500 ~ M1023】 524点 掉电保持** 继电器用----------- 主→从【M800~M899】 从→主【M900~M999】 【M1024 ~ M3071】 2048点 掉电保持*** M8000 ~ M8255 156点 特殊用 状态 S S 0 ~ S 499 --------------------------- 初始化用S 0 ~ S 9 返回原点用* S 10 ~ S 19 【S 500 ~ S 899】 400点 掉电保持** 【S 900 ~ S 999】 100点 警报用*** 定时器 T T 0 ~ T 199 200点100ms 子程序用--------------T 192~T 199 T 200 ~ T 245 46点10ms 【T 246 ~ T 249】 4点 1ms累积型*** 【S 250 ~ S 255】 6点 100ms累积型*** 计数器 C 16位向上 32位可逆 32位高速可逆计算最大6点 C 0 ~ C 99 100点 通用* 【S100~S 199】 100点 掉电保持** C200-C219 20点 通用* 【S220~S 234】 15点 掉电保持** 【S235~S 245】 1相单向 计数输入** 【S246~S250】 1相双向 计数输入** 【S 251~S255】 2相计数 输入** 数据寄存器 D,V,Z D 0 ~ D 199 200点 通用* 【D200 ~ D511】 312点 掉电保持** 【D512 ~ D7999】 7488点 掉电保持*** D8000 ~ D8159 256点 特殊用 V7 ~ V0 Z7 ~ Z0 16点 变址用 嵌套指针 N 0 ~ N 7 8点 主控用 P 0 ~ P 63 64点 跳转子程序用 分支指针 I00 ~ I50 ** 6点 输入中断指针 I6 ~ I8 *** 3点 定时中断指针 I010 ~ I060 6点 计数中断指针 常数 K 16位-32,768 ~ 32,767 32位-2,147,483,648 ~ 2,147,483,647 H 16位0 ~ FFFFH 32位0 ~ FFFFFFFFH 【】内的元件为掉电保护区(电池)。 * 、非掉电保护区:通过参数设置可变为掉电保护区(电池)。 ** 、掉电保护区(电池):通过参数设置可以改为非掉电保护区。 ***、掉电保护固定区(电池):区域特性不可改变。 输入(X),输出(Y)继电器 各基本单元按八进制数X000 ~ X007,X010 ~ X017……对输入继电器进行编号, 按八进制数Y000 ~ Y007,Y010 ~ Y017……对输出继电器进行编号。 扩展单元和扩展块的编号是接在基本单元后,按顺序往下排。 输入继电器X000~X017的输入滤波器上使用了数字滤波器,用程序可以将响应时间变更为0~60ms。但,使用目的用于高速采集时,请分配16点。(输入中断,高速计数器,脉冲捕捉,高速输入等各种应用指令等均为X000~X007)。 辅助继电器(M) 在PLC内部的继电器叫做辅助继电器。与输入输出继电器不同,它是一种内部继电器,因此不能读取外部输入,不能直接驱动外部负载。辅助继电器中有一部分具有掉电保持功能,即使PLC的电源断电,也还能储存其ON/OFF状态。 状态元件(S) 是一种步进梯形图或SFC表达工序号用的继电器。 不作工序号使用时,也当作与辅助继电器相同的接点/线圈来使用。也可作信号器,用作外部故障诊断。 定时器 定时器是将PLC内的1ms,10ms,100ms等时钟脉冲进行加法计数,当它达到设定值时,输出接点就动作。定时器的定时范围为0.001~3276.7秒。 T192~T199也可以用于子程序和中断子程序内。 T250~T255是100ms累积定时器,其当前值为累积数,所以,定时线圈的驱动输入为OFF 时,当前值被保持,作为累积操作使用。 计数器 计数器根据目的和用途可分为如下几种, 【内部计数用】通用/停电保持用16位计数器:向上计数用,计数范围为1~32,76732:向上/向下计数用,计数范围为-2,147,483,648~+2,147,483,647。 这些计数器是PLC的内部信号用的,其响应速度通常为数10Hz以下。 【高速计数器用】停电保持用 32位计数器:向上/向下,计数范围为-2,147,483,648~+2,147,483,647(1相1计数, 1相2计数,2相2计数),分配在输入继电器X000~X007。 高数计数器与PLC的运算速度无关,最高计数为60kHz。 数据寄存器(D) (V) (Z) 数据寄存器是存储数值数据的元件。FX PLC的数据寄存器全是16位的(最高位是正负符号位),用二个寄存器组合就可以处理32位(最高位为正负位)数值。(数值范围同上述的“计数器”一项)。与其它元件一样,数据寄存器有一般用和掉电保持用两种。 数据寄存器之中还有被称为寻址用的V、Z寄存器(V0~V7,Z0~Z7,共16点)。V、Z还可按下述,附加其它元件使用。 【V0,Z0=5时】D100V0=D105 C20Z0=C25←元件编号+V0或Z0值。 数据寄存器和寻址寄存器被用于定时器、计数器的设定值的间接指定、应用指令之中。 常数(K)(M) PLC使用的各种数值中,K为十进制整数,H为十六进制数。这些可用作定时器、计数器的设定值、当前值和应用指令的操作数。 指针(P)(I) 有分支用、中断用两种。分支用指针用于指定FNC00(CJ)条件跳转、或FNC01(CALL)子程序调入的地址。中断指针用于指定输入中断、定时中断、计数中断的中断子程序。 特殊元件 FX2N PLC的特殊元件种类及其功能如下表所述。 【M】、【D】这种带有【】的元件、末使用的元件以及末写入下表的末定义元件都不许在程序中进行写入操作。 编号 名称 备注 【M】8000 RUN监控a接点 RUN时为ON 【M】8001 RUN监控b接点 RUN时为OFF 【M】8002 初始脉冲a接点 RUN后第1个扫描周期为ON 【M】8003 初始脉冲b接点 RUN后第1个扫描周期为OFF 【M】8004 出错 M8086~M8067检测*8 【M】8005 电池电压降低 锂电池电压下降 【M】8006 电池电压降低锁存 保持降低信号 【M】8007 瞬停检测 【M】8008 停电检测 【M】8009 DC24V降低 检测24V电源异常