5、FX編程元件及指令.ppt

1、第5章 FX系列編程元件及指令,5.2：FX系列可編程控制器的子系列,5.3：FX系列可編程控制器的基本組成,5.4：FX系列可編程控制器的軟元件,主要內(nèi)容： 1、FX系列型號概述 2、FX系列編程軟元件 3、FX系列27條基本指令 重難點： FX系列型號的含義 X Y M T C S V Z P I 軟元件 T定時器，C計數(shù)器 LD OUT AND OR 等基本指令,1 、 FX系列可編程控制器概述,1.1、 FX系列型號的含義 FX系列PLC型號名稱的含義如下：,舉例：FX2N-32MRD,（1）系列序號：0, 0S, 0N, 1, 2, 2C, 1S, 2N, 2NC 等9個序列； （2

2、）I/O總點數(shù)：10256； （3）單元類型：M為基本單元，E為I/O混合擴(kuò)展單元與 擴(kuò)展模塊，EX為輸入專用擴(kuò)展模塊，EY為輸出專 用擴(kuò)展模塊； （4）輸出形式：R為繼電器輸出，T為晶體管輸出，S為雙 向晶閘管輸出； （5）電源的形式：,1.2、 FX系列PLC的一般技術(shù)指標(biāo) FX系列PLC的一般技術(shù)指標(biāo)包括基本性能指標(biāo)、輸入技術(shù)指標(biāo)及輸出技術(shù)指標(biāo)，其具體規(guī)定如表5-1、表5-2及表5-3所示。,表5-1,FX系列PLC的基本性能指標(biāo),表5-2,FX系列PLC的輸入技術(shù)指標(biāo),表5-3,FX系列PLC的輸出技術(shù)指標(biāo),續(xù)表5-3,這本書我們一起學(xué)習(xí)FX2N系列PLC,表4-6,5.2 FX系列可

3、編程控制器的軟元件,5.2.1PLC的軟元件概述 PLC內(nèi)部有許多具有不同功能的元件， 實際上這些元件是由電子電路和存儲 器組成的。,3、 M 輔助繼電器 4、 S 狀態(tài)繼電器 5、 T 定時器 6、 C 計數(shù)器 7、 D 數(shù)據(jù)寄存器 8、 V/Z 變址寄存器 9、 P/I 指針 10、K表示十進(jìn)制 H表示十六進(jìn)制,5.2.1FX2N的軟元件 1、 X 輸入繼電器 2、 Y 輸出繼電器,位元件，只有ON與OFF狀態(tài),字元件，8個位組成一個字節(jié)byte，16個位組成字word，32個位組成雙字。,1、X 輸入繼電器,1、X是輸入繼電器，接受外部開關(guān)量的信號0，或1. 2、當(dāng)X端子外接入的開關(guān)信號

4、為1時，X得電。 X的常開觸點閉合，常閉觸點斷開。 3、X采用八進(jìn)制進(jìn)行編號，X1,X2,X3-X7 X10, X11-X17 4、X只有觸點，沒有線圈。 觸點有常開和常閉觸點。 常開觸點 常閉觸點,X,PLC 外部接線圖,2、Y 輸出繼電器,1、Y是輸出繼電器, Y端口接燈泡，接觸器線圈等 2、 Y采用八進(jìn)制進(jìn)行編號，Y1,Y2,Y3-Y7 Y10, Y11-Y17 3、Y有觸點，有線圈，Y0的觸點受Y0的線圈控制。 觸點有常開和常閉觸點。 常開觸點 常閉觸點 4、當(dāng)Y的線圈得電時，Y的觸點動作, 常開閉合。 常閉斷開。,Y,3、M 輔助繼電器（十進(jìn)制編號） M是只供內(nèi)部編程使用，不能直接驅(qū)

5、動負(fù)載，是內(nèi)部的狀態(tài)標(biāo)志。 通用輔助繼電器 M分類 鎖存輔助繼電器 特殊輔助繼電器 1）通用輔助繼電器（ M0-M499）（有線圈有觸動，觸點受線圈控制） 線圈由程序驅(qū)動，若PLC在運(yùn)行中突然斷電，M的線圈與觸點 都將變?yōu)镺FF。恢復(fù)供電，除因外部輸入信號接通而變?yōu)镺N, 其余的都將變?yōu)镺FF。即斷電不保持。 2）鎖存輔助繼電器（ M500-M3071）（有線圈有觸動，觸點受線圈控制） 即PLC斷電后再次得電，M將保持原先的狀態(tài)。,觸點利用型 M8000等（只有觸點，沒有線圈） 線圈驅(qū)動型 M8033等（只有線圈，沒有觸點）,4、S 狀態(tài)繼電器（第7章學(xué)）,5、T 定時器（十進(jìn)制編號）（有線圈

6、有觸動，觸點受線圈控制） 定時器累計PLC內(nèi)部的1ms，10ms，100ms等時鐘脈沖。當(dāng)達(dá)到 所設(shè)定值時，線圈得電，輸出觸頭動作。,通用定時器 T0-T245 積算定時器 T246-T255,通用定時器（即斷電不保持）,100ms T0 - T199 10ms T200-T245,T0,K100,?,T201,K100,?,積算定時器（斷電保持型）,1ms T246 T249 100ms T250-T255,T0,T246,K50,K50,T252,?,?,注意：積算定時器只能用RST復(fù)位。,分類,6、 C計數(shù)器 (計數(shù)器只能用RST復(fù)位) （十進(jìn)制編號） （有線圈有觸動，觸點受線圈控制）,

7、計數(shù)器對觸發(fā)信號的個數(shù)進(jìn)行計數(shù)，當(dāng)達(dá)到設(shè)定值是計數(shù)器線圈得電， 其常開觸電閉合，常閉觸電斷開。,內(nèi)部計數(shù)器 高速計數(shù)器,16位遞加計數(shù)器 32位雙向計數(shù)器,C0-C99為通用型 C100-C199為斷電保持型,計數(shù)器,7、 D 數(shù)據(jù)寄存器 8、 V/Z 變址寄存器 9、 P/I 指針 10、 K表示十進(jìn)制 H表示十六進(jìn)制,5.3 基本邏輯指令及其應(yīng)用,1、基本邏輯指令,2、梯形圖的基本規(guī)則,3、基本電路的編程,4、梯形圖程序設(shè)計的技巧,本章以三菱FX2N系列PLC基本邏輯指令（共27條）為例,一：PLC元件和基本指令總結(jié) 1：PLC編程的軟元件 X Y M T C S,2: 梯形圖繪圖元件,3

8、：PLC的指令分類 1）基本指令 2）步進(jìn)指令 3）功能指令 4：基本指令 1） LD LDI OUT AND ANI OR ORI 2) LDP ANDP ORP LDF ANDF ORF 3) ANB ORB 4) PLS PLF 5) SET RST 6) MPS MRD MPP 7) MC MCR 8) END INV NOP,5.3 基本邏輯指令,1、邏輯取及驅(qū)動線圈指令LD/LDI/OU 邏輯取及驅(qū)動線圈指令如表5-1所示。,表5-1,邏輯取及驅(qū)動線圈指令表,2、觸點串、并聯(lián)指令A(yù)ND/ANI/OR/ORI 觸點串、并聯(lián)指令如表5-2所示。,表5-2,觸點串、并聯(lián)指令表,1用法示例

9、,圖5-3 觸點串、并聯(lián)指令用法圖,如圖5-4（a）所示，OUT M1指令之后通過X1的觸點去驅(qū)動Y4，稱為連續(xù)輸出,3、電路塊連接指令ORB/ANB,表5-3,電路塊連接指令表,1用法示例 電路塊連接指令的應(yīng)用如圖5-5和圖5-6所示。,圖5-5 串聯(lián)電路塊并聯(lián),圖5-6 并聯(lián)電路塊串聯(lián),4、脈沖輸出指令PLS/PLF 脈沖輸出指令如表5-6所示。 1用法示例 2使用注意事項,5、脈沖式觸點指令 LDP/LDF/ANDP/ANDF/ORP/ORF 脈沖式觸點指令如表5-7所示。 1用法示例 2使用注意事項,表5-7,脈沖式觸點指令表,6、多重輸出電路指令MPS/MRD/MPP 多重輸出電路指

10、令如表5-4所示。,表5-4,多重輸出指令表,1用法示例 多重輸出電路指令的應(yīng)用如圖5-7和圖5-8所示。,圖5-7 簡單1層棧,2使用注意事項,圖5-8 復(fù)雜1層棧,7、主控觸點指令MC/MCR,8、置位與復(fù)位指令SET/RST 置位與復(fù)位指令如表5-5所示。,表5-5,置位與復(fù)位指令表,圖5-9 SET、RST的使用,9、邏輯運(yùn)算結(jié)果取反指令I(lǐng)NV 邏輯運(yùn)算結(jié)果取反指令如表5-9所示。,表5-9,邏輯運(yùn)算結(jié)果取反指令表,10、空操作和程序結(jié)束指令 NOP/END 空操作和程序結(jié)束指令如表5-10所示。 1空操作指令NOP 2程序結(jié)束指令END PLC按照循環(huán)掃描的工作方式，首先進(jìn)行輸入處理

11、， 然后進(jìn)行程序處理，當(dāng)處理到END指令時，即進(jìn)行 輸出處理。,表5-10,空操作和程序結(jié)束指令表,5.4 梯形圖的基本規(guī)則,1線圈右邊無觸點,圖5-15 線圈右邊無觸點的梯形圖,2觸點可串可并無限制 3線圈不能重復(fù)使用 4觸點水平不垂直 5觸點多上并左 6順序不同結(jié)果不同,5.3 基本電路的編程,1、電動機(jī)的起保停電路 （1）控制要求 按下起動按鈕SB1，電動機(jī)起動運(yùn)行，按下停止按鈕SB2， 電動機(jī)停止運(yùn)行。 （2）輸入/輸出（I/O）分配 X0：SB1 X1：SB2（常開） Y0：電動機(jī)（接觸器） （3）梯形圖方案設(shè)計,圖5-20 電動機(jī)的起保停梯形圖,優(yōu)先意思是同時按下啟動與停止按鈕，啟

12、動亮就說明是啟動優(yōu)先。停止反之。,2單臺電動機(jī)的兩地控制 （1）控制要求 按下地點1的起動按鈕SB1或地點2的起動按鈕SB2均可起動電動機(jī)；按下地點1的停止按鈕SB3或地點2的停止按鈕SB4均可停止電動機(jī)運(yùn)行。,（2）輸入/輸出分配 X0：SB1，X1：SB2，X2：SB3（常開），X3：SB4（常開），Y0：電動機(jī)（接觸器）。 （3）梯形圖方案設(shè)計,圖5-22 單臺電動機(jī)的兩地控制梯形圖,3兩臺電動機(jī)的順序聯(lián)動控制 （1）控制要求 電動機(jī)M1先起動（SB1），電動機(jī)M2才能起動（SB2）。,（2）輸入/輸出分配 X0：電動機(jī)M1起動（SB1），X1：電動機(jī)M2起動（SB2），X2：電動機(jī)M1

13、停止（SB3），X3：電動機(jī)M2停止（SB4）；Y0：電動機(jī)M1（接觸器1），Y1：電動機(jī)M2（接觸器2）。 （3）梯形圖方案設(shè)計,圖5-23 兩臺電動機(jī)的順序聯(lián)動控制梯形圖,4定時器的應(yīng)用 （1）得電延時合（如圖5-24所示）,說明：X0 得電2s后，Y0動作。 圖5-24 得電延時合梯形圖及時序圖,（2）失電延時斷（如圖5-25所示）,圖5-25 失電延時斷梯形圖及時序圖,（3）3臺電動機(jī)順序起動 控制要求。電動機(jī)M1起動5s后電動機(jī)M2起動, 電動機(jī)M2起動5s后電動機(jī)M3起動；按下停止按鈕時，電動機(jī)無條件全部停止運(yùn)行。, 輸入/輸出分配。X1：起動按鈕，X0:停止按鈕，Y1：電動機(jī)M1

14、，Y2：電動機(jī)M2，Y3：電動機(jī)M3。 梯形圖方案設(shè)計。,圖5-26 3臺電動機(jī)順序起動梯形圖,5計數(shù)器C的應(yīng)用（如圖5-27所示）,圖5-27 計數(shù)器C的應(yīng)用梯形圖及時序圖,6振蕩電路 振蕩電路可以產(chǎn)生特定的通斷時序脈沖，它應(yīng)用在脈沖信號源或閃光報警電路中。 （1）定時器組成的振蕩電路一（如圖5-28所示）,圖5-28 振蕩電路一梯形圖及輸出波形圖,7振蕩電路的應(yīng)用 8定時器的延時擴(kuò)展 9兩計數(shù)器接力計數(shù) 10單觸點的起動/停止控制,5.4 梯形圖程序設(shè)計的技巧,5.4.1 轉(zhuǎn)換法 轉(zhuǎn)換法就是將繼電器電路圖轉(zhuǎn)換成與原有功能相同的PLC內(nèi)部的梯形圖。 1基本方法 根據(jù)繼電器電路圖來設(shè)計PLC的

15、梯形圖時，關(guān)鍵是要抓住它們的一一對應(yīng)關(guān)系，即控制功能的對應(yīng)、邏輯功能的對應(yīng)以及繼電器硬件元件和PLC軟件元件的對應(yīng)。,2轉(zhuǎn)換設(shè)計的步驟 （1）了解和熟悉被控設(shè)備的工藝過程和機(jī)械的動作情況，根據(jù)繼電器電路圖分析和掌握控制系統(tǒng)的工作原理，這樣才能在設(shè)計和調(diào)試系統(tǒng)時心中有數(shù)。 （2）確定PLC的輸入信號和輸出信號，畫出PLC的外部接線圖。,（3）確定PLC梯形圖中的輔助繼電器（M）和定時器（T）的元件號。 （4）根據(jù)上述對應(yīng)關(guān)系畫出PLC的梯形圖。,（5）根據(jù)被控設(shè)備的工藝過程和機(jī)械的動作情況以及梯形圖編程的基本規(guī)則，優(yōu)化梯形圖，使梯形圖既符合控制要求，又具有合理性、條理性和可靠性。 （6）根據(jù)梯形

16、圖寫出其對應(yīng)的指令表程序。,3轉(zhuǎn)換法的應(yīng)用 例1 圖5-35是三相異步電動機(jī)正反轉(zhuǎn)控制的繼電器電路圖，試將該繼電器電路圖轉(zhuǎn)換為功能相同的PLC的外部接線圖和梯形圖。,圖5-35 三相異步電動機(jī)正反轉(zhuǎn)控制的繼電器電路圖,解：（1）分析動作原理 （2）確定輸入/輸出信號 （3）畫出PLC的外部接線圖 （4）畫對應(yīng)的梯形圖 （5）畫優(yōu)化梯形圖,圖5-36 電動機(jī)正反轉(zhuǎn)的外部接線圖,圖5-37 電動機(jī)正反轉(zhuǎn)的繼電器電路圖所對應(yīng)的梯形圖,圖5-38 電動機(jī)正反轉(zhuǎn)的優(yōu)化梯形圖,5.4.2邏輯法 1基本方法 用邏輯法設(shè)計梯形圖，必須在邏輯函數(shù)表達(dá)式與梯形圖之間建立一種一一對應(yīng)關(guān)系，即梯形圖中常開觸點用原變量

17、（元件）表示，常閉觸點用反變量（元件上加一小橫線）表示。,表5-11,邏輯函數(shù)表達(dá)式與梯形圖的對應(yīng)關(guān)系,2設(shè)計的步驟 （1）通過分析控制要求，明確控制任務(wù)和控制內(nèi)容； （2）確定PLC的軟元件（輸入信號、輸出信號、輔助繼電器M和定時器T），畫出PLC的外部接線圖；,（3）將控制任務(wù)、要求轉(zhuǎn)換為邏輯函數(shù)（線圈）和邏輯變量（觸點），分析觸點與線圈的邏輯關(guān)系，列出真值表； （4）寫出邏輯函數(shù)表達(dá)式； （5）根據(jù)邏輯函數(shù)表達(dá)式畫出梯形圖； （6）優(yōu)化梯形圖。,3邏輯法的應(yīng)用 用邏輯法設(shè)計三相異步電動機(jī)Y/降壓起動 控制的梯形圖。 解：（1）明確控制任務(wù)和控制內(nèi)容 （2）確定PLC的軟元件，畫出PLC的

18、外部接線圖 （3）列出真值表 真值表怎么列，如何根據(jù)真值表編寫 梯形圖？,表5-12,電動機(jī)Y/降壓起動真值表,（4）列出邏輯函數(shù)表達(dá)式 （5）畫出梯形圖 （6）優(yōu)化梯形圖,圖5-43 電動機(jī)Y/降壓起動梯形圖,圖5-44 電動機(jī)Y/降壓起動優(yōu)化梯形圖,5.4.3經(jīng)驗法 經(jīng)驗法是用設(shè)計繼電器電路圖的方法來設(shè)計比較簡單的開關(guān)量控制系統(tǒng)的梯形圖。,1基本方法 經(jīng)驗法是在一些典型電路的基礎(chǔ)上，根據(jù)控制系統(tǒng)的具體要求，經(jīng)過多次反復(fù)地調(diào)試、修改和完善，最后才能得到一個較為滿意的結(jié)果。用經(jīng)驗法設(shè)計時，可以參考一些基本電路的梯形圖或以往的一些編程經(jīng)驗。,2設(shè)計步驟 （1）在準(zhǔn)確了解控制要求后，合理地為控制系

19、統(tǒng)中的信號分配I/O接口，并畫出I/O分配圖。,（2）對于一些控制要求比較簡單的輸出信號，可直接寫出它們的控制條件，依起保停電路的編程方法完成相應(yīng)輸出信號的編程；對于控制條件較復(fù)雜的輸出信號，可借助輔助繼電器來編程。,（3）對于較復(fù)雜的控制，要正確分析控制要求，確定各輸出信號的關(guān)鍵控制點。在以空間位置為主的控制中，關(guān)鍵點為引起輸出信號狀態(tài)改變的位置點；在以時間為主的控制中，關(guān)鍵點為引起輸出信號狀態(tài)改變的時間點。,（4）確定了關(guān)鍵點后，用起保停電路的編程方法或基本電路的梯形圖，畫出各輸出信號的梯形圖。 （5）在完成關(guān)鍵點梯形圖的基礎(chǔ)上，針對系統(tǒng)的控制要求，畫出其他輸出信號的梯形圖。,（6）在此基

20、礎(chǔ)上，審查以上梯形圖，更正錯誤，補(bǔ)充遺漏的功能，進(jìn)行最后的優(yōu)化。 3經(jīng)驗法的應(yīng)用 例5 用經(jīng)驗法設(shè)計三相異步電動機(jī)正反轉(zhuǎn)控制的梯形圖?？刂埔鬄椋喝舭凑D(zhuǎn)按鈕SB1，正轉(zhuǎn)接觸器KM1得電，電動機(jī)正轉(zhuǎn)；,若按反轉(zhuǎn)按鈕SB2，反轉(zhuǎn)接觸器KM2得電，電動機(jī)反轉(zhuǎn)；若按停止按鈕SB或熱繼電器動作，正轉(zhuǎn)接觸器KM1或反轉(zhuǎn)接觸器KM2失電，電動機(jī)停止；只有電氣互鎖，沒有按鈕互鎖。,解：（1）根據(jù)以上控制要求，可畫出其I/O分配圖，如圖5-36所示。圖5-49 電動機(jī)正反轉(zhuǎn)控制梯形圖 （2）根據(jù)以上控制要求可知：正轉(zhuǎn)接觸器KM1得電的條件為按下正轉(zhuǎn)按鈕SB1，正轉(zhuǎn)接觸器KM1失電的條件為按下停止按鈕SB或熱繼

21、電器動作；,反轉(zhuǎn)接觸器KM2得電的條件為按下反轉(zhuǎn)按鈕SB2，反轉(zhuǎn)接觸器KM2失電的條件為按下停止按鈕SB或熱繼電器動作。因此，可用兩個起保停電路疊加，在此基礎(chǔ)上再在線圈前增加對方的常閉觸點作電氣軟互鎖，如圖5-38所示。,另外，可用SET、RST指令進(jìn)行編程，若按正轉(zhuǎn)按鈕X1，正轉(zhuǎn)接觸器Y1置位并自保持；若按反轉(zhuǎn)按鈕X2，反轉(zhuǎn)接觸器Y2置位并自保持；,若按停止按鈕X0或熱繼電器X3動作，正轉(zhuǎn)接觸器Y1和反轉(zhuǎn)接觸器Y2復(fù)位并自保持；在此基礎(chǔ)上再增加對方的常閉觸點作電氣軟互鎖，如圖5-49所示。,圖5-49 電動機(jī)正反轉(zhuǎn)控制梯形圖,實訓(xùn)課題4 電動機(jī)的PLC控制,實訓(xùn)10 電動機(jī)循環(huán)正反轉(zhuǎn)的PLC

22、控制 一、實訓(xùn)目的 （1）掌握PLC的基本邏輯指令； （2）掌握PLC編程的基本方法和技巧； （3）掌握編程軟件的基本操作； （4）掌握電動機(jī)循環(huán)正反轉(zhuǎn)的PLC外部接線及操作。,二、實訓(xùn)器材 （1）可編程控制器1臺（FX2N-48MR）； （2）交流接觸器2個（40A）； （3）熱繼電器1個（40A）； （4）按鈕開關(guān)3個（常開，其中1個用來代替熱繼電器的常開觸頭）； （5）熔斷器2個（0.5A）；,（6）實訓(xùn)控制臺1個； （7）電動機(jī)1臺； （8）電工常用工具1套； （9）計算機(jī)1臺（已安裝GX Developer或GPP軟件）； （10）連接導(dǎo)線若干。,三、實訓(xùn)要求 設(shè)計一個用PLC的基本邏輯指令來控制電動機(jī)循環(huán)正反轉(zhuǎn)的控制系統(tǒng)，并在此基礎(chǔ)上練習(xí)編程軟件的各種功能。其控制要求如下：,（1）按下起動按鈕，電動機(jī)正轉(zhuǎn)3s，停2s，反轉(zhuǎn)3s，停2s，如此循環(huán)5個周期，然后自動停止。 （2）運(yùn)行中，可按停止按鈕停止，熱繼電器動作也應(yīng)停止。,四、軟件程序 1