PLC梯形圖中的編程元件

1、本文格式為Word版，下載可任意編輯PLC梯形圖中的編程元件 1、plc 的基本數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 三菱FX 系列 PLC 內(nèi)部的編程元件從物理實(shí)質(zhì)上來說是電子電路及存儲器，按通俗叫法分別稱為輸入繼電器、輸出繼電器、幫助繼電器、定時器、計(jì)數(shù)器等，鑒于它們的物理屬性，稱之為軟繼電器或軟元件， 它們與真實(shí)元件之間有很大的差別。這些編程用的繼電器的工作線圈沒有工作電壓等級、功耗大小和電磁慣性等問題，觸點(diǎn)也沒有數(shù)量限制、機(jī)械磨損和電蝕等問題。在不同的指令操作下，其工作狀態(tài)可以無記憶，也可以有記憶，還可以作脈沖數(shù)字元件使用。一般狀況下，這些編程元件分為位元件和字元件兩種。 1. 位元件 FX 系列 PLC 有 4

2、 種基本編程位元件，為了辨別各種編程位元件，給它們指定了專用的字母符號： X ：代表輸入繼電器，用于直接輸入給 PLC 的物理信號。 Y ：代表輸出繼電器，用于從 PLC 直接輸出物理信號。 M （幫助繼電器）和 S （狀態(tài)繼電器）： PLC 內(nèi)部的運(yùn)算標(biāo)志。 上述的各 種元件稱為 “ 位（ bit ）元件 ” ，它們只有兩種不同的狀態(tài)，即 ON 和 OFF ，可以分別用二進(jìn)制 1 和 0 來表示這兩種狀態(tài)。 2. 字元件 8 個連續(xù)的位組成一個字節(jié)（ byte ）， 16 個連續(xù)的位組成一個字（ word ）， 32 個連續(xù)的位組成一個雙字（ double word ）。定時器和計(jì)數(shù)器的當(dāng)前

3、值和設(shè)定值均為有符號字，最高位（第十五位）為符號位，正數(shù)的符號位為 0 ，負(fù)數(shù)的符號位為 1 。 2、輸入繼電器（X）與輸出繼電器（Y） 1. 輸入繼電器（ X ） PLC 的輸入端子是從外部開關(guān)接受信號的窗口， PLC 內(nèi)部與輸入端子連接的輸入繼電器（ X ） 是光電隔離的電子繼電器，它通常采納八進(jìn)制編碼， 線圈的吸合或釋放只取決于 PLC 外部觸點(diǎn)的狀態(tài) 。內(nèi)部有常開/常閉兩種觸點(diǎn)供編程時隨時使用，且使用次數(shù)不限。各基本單元都是八進(jìn)制輸入的地址，輸入為 X000 X007 ， X010 X017 ， X020 X027 ，最多 128 點(diǎn)，它們一般位于機(jī)器的上端。 圖 為 PLC 系統(tǒng)輸入

4、繼電器與輸出繼電器示意圖。 2. 輸出繼電器（ Y ） PLC 的輸出端子是向外部負(fù)載輸出信號的窗口。輸出繼電器的線圈由程序掌握，且其外部輸出主觸點(diǎn)接到 PLC 的輸出端子上供外部負(fù)載使用，而其余常開 / 常閉觸點(diǎn)供內(nèi)部程序使用。輸出繼電器常開 / 常閉觸點(diǎn)的使用次數(shù)不限。各基本單元都是按八進(jìn)制編碼輸出，輸出為 Y000 Y007 ， Y010 Y017 ， Y020 Y027 ，最多 128 點(diǎn)，它們一般位于機(jī)器的下端。 圖 輸入繼電器與輸出繼電器示意圖 3、幫助繼電器（M） PLC 內(nèi)部有許多幫助繼電器，其動作原理與輸出繼電器一樣，只能由程序驅(qū)動。幫助繼電器也稱中間繼電器，它沒有向外的任何

5、聯(lián)系，只供內(nèi)部編程使用，且其常開 / 常閉觸點(diǎn)使用次數(shù)不受限制。幫助繼電器不能直接驅(qū)動外部負(fù)載，外部負(fù)載的驅(qū)動必需通過輸出繼電器來實(shí)現(xiàn)。幫助繼電器主要包含以下 3 類： 1 通用幫助繼電器 在 FX 系列 PLC 中，除了輸入繼電器和輸出繼電器的元件號采納八進(jìn)制編碼外，其它編程元件的元件號均采納十進(jìn)制編碼。 通用幫助繼電器的線圈由用戶程序驅(qū)動，若 PLC 在運(yùn)行過程中突然斷電，輸出繼電器和通用幫助繼電器將全部變?yōu)?OFF 。若電源再次接通，除了因外部輸入信號而變?yōu)?ON 的以外，其余的仍將保持為 OFF 。 FX 2N 的 PLC 內(nèi)部共有通用幫助繼電器 500 點(diǎn)，從 M0 M499 。 2

6、. 鎖存（斷電保持）幫助繼電器 某些掌握系統(tǒng)要求記憶電源中斷瞬間時的狀態(tài)，重新通電后再現(xiàn)其狀態(tài)，鎖存幫助繼電器就可以用于這種場合。 FX 2N 的 PLC 內(nèi)部共有鎖存繼電器 2572 點(diǎn)，從 M500 M3071 。 在電源中斷時， PLC 用鋰電池保持 RAM 中寄存器的內(nèi)容，它們只是在 PLC 重新上電后的第一個掃描周期保持?jǐn)嚯娝矔r的狀態(tài)。為了利用它們的斷電記憶功能，可以采納有記憶功能的電路。設(shè)圖 中的 X0 和 X1 分別是起動按鈕和停止按鈕， M600 通過 Y0 掌握外部的電動機(jī)，若電源中斷時 M600 為 ON 狀態(tài)，由于電路的記憶作用，重新通電后 M600 將保持 ON 狀態(tài)，

7、從而使 Y0 連續(xù)為 ON ，電動機(jī)重新開頭運(yùn)行。這時若斷開 X1 ，則 M600 失電， Y0 為 OFF 。 圖 鎖存幫助繼電器的保持功能 3 特別幫助繼電器 幫助繼電器中 M8000 M8255 共 256 點(diǎn)為特別幫助繼電器，它們用來表示 PLC 的某些狀態(tài)，供應(yīng)時鐘脈沖和標(biāo)志（如進(jìn)位、借位標(biāo)志），設(shè)定 PLC 的運(yùn)行方式，或用于步進(jìn)順控、禁止中斷、設(shè)定計(jì)數(shù)器是加計(jì)數(shù)器或是減計(jì)數(shù)器等。特別幫助繼電器可分為以下兩類： （ 1 ）觸點(diǎn)利用型 由 PLC 的系統(tǒng)程序來驅(qū)動特別幫助繼電器的線圈，在用戶程序中直接使用其觸點(diǎn)，但是不能消失它們的線圈，例如： M8000 （運(yùn)行監(jiān)視）：當(dāng) PLC 執(zhí)

8、行用戶程序時 M8000 為 ON ，停止執(zhí)行時 M8000 為 OFF ，如圖 所示。 M8002( 初始化脈沖 ) ： M8002 僅在 M8000 由 OFF 變?yōu)?ON 狀態(tài)時的一個掃描周期內(nèi)為 ON ，如圖 6.10 所示，可以用 M8002 的常開觸點(diǎn)來使有斷電愛護(hù)功能的元件復(fù)位或給它們置初始值。 圖 時序圖 M8011 M8014 分別是 10ms 、 100ms 、 1s 和 1min 時鐘脈沖，見圖 6.10 。 M8005 （鋰電池電壓降低時用）：電池電壓下降至規(guī)定值時變?yōu)?ON ，可以用它的觸點(diǎn)驅(qū)動輸出繼電器和外部指示燈，從而提示工作人員更換鋰電池。 （ 2 ） 線圈驅(qū)動

9、型 由用戶程序驅(qū)動其線圈，從而使 PLC 執(zhí)行特定的操作，因此用戶并不使用它們的觸點(diǎn)。例如： M8030 的線圈 “ 通電 ” 后， “ 電池電壓降低 ” 發(fā)光二極管熄滅； M8033 的線圈 “ 通電 ” 后， PLC 進(jìn)入 STOP 狀態(tài)后，全部輸出繼電器的狀態(tài)保持不變； M8034 的線圈 “ 通電 ” 后，禁止全部的輸出； M8039 的線圈 “ 通電 ” 后， PLC 以 D8039 中指定的 掃描時間工作。 4、狀態(tài)繼電器（S） 狀態(tài)繼電器是用于編制挨次掌握程序的一種編程元件（狀態(tài)標(biāo)志），常與 STL 指令（步進(jìn)梯形指令）協(xié)作使用，主要用于編程過程中順控狀態(tài)的描述和初始化。它與 S

10、TL 指令組合使用，簡單編制出易懂的順控程序。當(dāng)不對狀態(tài)繼電器使用步進(jìn)梯形指令時，可以把它們當(dāng)作一般幫助繼電器（ M ）使用，其地址碼按十進(jìn)制編碼。 FX 2N 系列 PLC 的狀態(tài)繼電器通常分為以下幾類： 初始化用： S0 S9 （ 10 點(diǎn)）； 返回原點(diǎn)狀態(tài)器： S10 S19 （ 10 點(diǎn)）； 通用型： S20 S499 （ 480 點(diǎn)）； 斷電保持型： S500 S899 （ 400 點(diǎn)）； 報(bào)警型： S900 S999 （ 100 點(diǎn)）。 5、定時器（T）與計(jì)數(shù)器（C） FX 1N 、 FX 2N 系列 PLC 內(nèi)部可供應(yīng) 256 個定時器和 256 個計(jì)數(shù)器，定時器的編號為 T00

11、0 T255 ，計(jì)數(shù)器的編號為 C000 C255 。定時器和計(jì)數(shù)器不能直接產(chǎn)生輸出，必需通過輸出繼電器才能輸出。 1. 定時器（ T ） 定時器在 PLC 中的作用相當(dāng)于一個時間繼電器， PLC 內(nèi)的定時器是依據(jù)時鐘脈沖的累積形式，將 PLC 內(nèi)的 1ms 、 10ms 、 100ms 等時鐘脈沖進(jìn)行加法計(jì)數(shù)，當(dāng)所計(jì)時間達(dá)到規(guī)定的設(shè)定值時，其輸出觸點(diǎn)動作，定時范圍為 0.001 3276.7s 。定時器可以用用戶程序存儲器內(nèi)的常數(shù) K 作為設(shè)定值，也可以用數(shù)據(jù)寄存器（ D ）的內(nèi)容作為設(shè)定值。定時器的元件號及其設(shè)定值如下： （ 1 ） 100ms 定時器 T0 T199 ，共 200 點(diǎn)，計(jì)

12、時范圍： 0.1 3276.7 秒； （ 2 ） 10ms 定時器 T200 T245 ，共 46 點(diǎn)，計(jì)時范圍： 0.01 327.67 秒； （ 3 ） 1ms 積算定時器 T246 T249 ，共 4 點(diǎn)，計(jì)時范圍： 0.001 32.767 秒； （ 4 ） 100ms 積算定時器 T250 T255 ，共 6 點(diǎn)，計(jì)時范圍： 0.1 3276.7 秒。 定時器的定時值設(shè)定值×時鐘，定時器指令符號和時序圖如下圖所示。 在上圖中，當(dāng)定時器線圈 T0 的驅(qū)動輸入 X0 接通時， T0 的當(dāng)前值計(jì)數(shù)器對 100ms 的時鐘脈沖每隔 100ms 加 1 ，當(dāng)該值與設(shè)定值 K100 相

13、等時，定時器的輸出觸點(diǎn)動作，即輸出觸點(diǎn)是在驅(qū)動線圈后的 10 秒（ 100 × 100ms=10s ）時才動作， T0 的常開觸點(diǎn)閉合后， Y0 就有輸出。當(dāng)驅(qū)動輸入 X0 斷開或發(fā)生停電時，定時器就復(fù)位，輸出觸點(diǎn)也復(fù)位。 在 FX 1N 、 FX 2N 系列 PLC 中，積算定時器一共有 10 點(diǎn)， 1ms 積算定時器有 4 點(diǎn)，從 T246 T249 ； 100ms 積算定時器有 6 點(diǎn)，從 T250 T255 。 積算定時器的指令形式和時序圖如下圖所示。該圖中，定時器線圈 T250 的驅(qū)動輸入 X0 接通時， T250 的當(dāng)前值計(jì)數(shù)器開頭對 100ms 的時鐘脈沖進(jìn)行累積計(jì)數(shù)，

14、當(dāng)該值與設(shè)定值 K100 相等時，定時器的輸出觸點(diǎn)動作。在計(jì)數(shù)過程中，即使輸入 X0 斷電，它也會把當(dāng)前值（如圖中的 6s ）保持下來，當(dāng) X0 通電時，再連續(xù)累積 4s ，當(dāng)累積時間為 10s （ 100 × 100 ms =10s ）時觸點(diǎn)動作， Y0 閉合。由于積算定時器的線圈斷電時不會復(fù)位，所以需要用復(fù)位指令 RST 使其強(qiáng)制復(fù)位，如下圖，當(dāng)復(fù)位輸入 X1 接通時，定時器就復(fù)位，輸出觸點(diǎn)也復(fù)位。 2. 計(jì)數(shù)器（ C ） FX 2N 系列 PLC 的計(jì)數(shù)器是在執(zhí)行掃描操作時對內(nèi)部元件 X 、 Y 、 M 、 S 、 T 、 C 的觸點(diǎn)通斷次數(shù)進(jìn)行積算式定時方式計(jì)數(shù)。當(dāng)計(jì)數(shù)次數(shù)達(dá)

15、到計(jì)數(shù)器的設(shè)定值時，計(jì)數(shù)器觸點(diǎn)動作，使掌握系統(tǒng)完成相應(yīng)的掌握作用。計(jì)數(shù)器的設(shè)定值可由常數(shù) K 設(shè)定，也可以由指定的數(shù)據(jù)寄存器 D 的存儲數(shù)據(jù)來設(shè)定。 計(jì)數(shù)器分為如下 5 類： （ 1 ） 16 位通用加計(jì)數(shù)器 C0 C99 ，共 100 點(diǎn)，設(shè)定值： 1 32767 ， 16 位是指其設(shè)定值寄存器為 16 位。 （ 2 ） 16 位鎖存加計(jì)數(shù)器 C100 C199 ，共 100 點(diǎn)，設(shè)定值： 1 32767 。 （ 3 ） 32 位通用加 / 減雙向計(jì)數(shù)器 C200 C219 ，共 20 點(diǎn)，設(shè)定值： 2147483648 +2147483647 ， 32 位是指其設(shè)定值寄存器為 32 位，。

16、 （ 4 ） 32 位鎖存加 / 減雙向計(jì)數(shù)器 C220 C234 ，共 15 點(diǎn)，設(shè)定值： 2147483648 +2147483647 。 （ 5 ） 32 位加 / 減雙向高速計(jì)數(shù)器 C235 C255 ，共 21 點(diǎn)，設(shè)定值： 2147483648 +2147483647 。 C200 C255 以上加 / 減雙向計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)方向由特別幫助繼電器 M8200 M8255 設(shè)定，對應(yīng)的特別幫助繼電器為 ON 時，為減計(jì)數(shù)器，反之為加計(jì)數(shù)器。 如下圖所示，當(dāng) X3 為 OFF 時， M8200 為 OFF ，此時由 M8200 將計(jì)數(shù)器 C200 設(shè)定為加計(jì)數(shù)器。計(jì)數(shù)輸 入X0 每次驅(qū)動

17、C200 線圈時，計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值加 1 ，當(dāng)?shù)?5 次執(zhí)行線圈指令時，計(jì)數(shù)器 C200 的輸出常開觸點(diǎn)閉合， Y0 為 ON ，之后即使計(jì)數(shù)器輸入 X0 再給計(jì)數(shù)器線圈送信號，計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值也保持不變。當(dāng)復(fù)位輸入 X1 接通（ ON ）時，執(zhí)行 RST 指令，計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值為 0 ，輸出接點(diǎn) C200 也復(fù)位， Y0 為 OFF 。應(yīng)留意的是，對于計(jì)數(shù)器 C100 C199 ，即使 PLC 斷電，當(dāng)前值與輸出觸點(diǎn)的動作狀 態(tài)或復(fù)位狀態(tài)也能保持。 6、數(shù)據(jù)寄存器（D） 數(shù)據(jù)寄存器主要用來存儲參數(shù)及工作數(shù)據(jù)，包括模擬量掌握、位置掌握、數(shù)據(jù)輸入 / 輸出等工作中所用到的數(shù)據(jù)。 FX 系列中每一個數(shù)據(jù)

18、寄存器都是 16 位（最高位為符號位）二進(jìn)制數(shù)或一個字，可以用兩個相鄰數(shù)據(jù)寄存器合并起來存儲 32 位（最高位為符號位）二進(jìn)制數(shù)或兩個字。數(shù)據(jù)寄存器分為 4 種類型： 1. 通用數(shù)據(jù)寄存器 FX 2N 可編程掌握器中的 D0 D199 是通用數(shù)據(jù)寄存器，共 200 點(diǎn)。 數(shù)據(jù)寄存器中數(shù)據(jù)的寫入一般采納傳送指令，只要不往通用數(shù)據(jù)寄存器寫入新數(shù)據(jù)，已寫入的數(shù)據(jù)就不會變化。但是， PLC 運(yùn)行狀態(tài)由 RUN STOP 時，全部數(shù)據(jù)均清零。（若特別幫助繼電器 M8033 已被驅(qū)動，則數(shù)據(jù)不被清零。）2. 鎖存數(shù)據(jù)寄存器 FX 2N 可編程掌握器中的 D200 D7999 為鎖存數(shù)據(jù)寄存器，共 7800

19、 點(diǎn)（不同機(jī)型，該點(diǎn)數(shù)不同）。 鎖存數(shù)據(jù)寄存器有斷電保持功能， PLC 由 RUN 狀態(tài)進(jìn)入 STOP 狀態(tài)時，鎖存數(shù)據(jù)寄存器中的值保持不變。3. 文件寄存器 FX 2N 可編程掌握器中的 D1000 D7999 為文件寄存器，共 7000 點(diǎn)。 文件寄存器是用戶程序存儲器（ RAM 、 EEPROM 、 EPROM ）內(nèi)的一個存儲區(qū)，以 500 點(diǎn)為一個單位，最多可在參數(shù)設(shè)置時達(dá)到 7000 點(diǎn)。它只能用外部設(shè)備進(jìn)行寫入操作，在 PLC 運(yùn)行時，可用 BMOV 指令將其讀到通用數(shù)據(jù)寄存器中，但是不能用指令將數(shù)據(jù)寫入文件寄存器。用 BMOV 將數(shù)據(jù)寫入 RAM 后，再從 RAM 中讀出。將數(shù)據(jù)

20、寫入 EEPROM 盒時，需要花費(fèi)肯定的時間，請務(wù)必留意。 4. 特別數(shù)據(jù)寄存器 FX 2N 可編程掌握器中的 D8000 D8255 為特別數(shù)據(jù)寄存器，共 256 點(diǎn)。 特別數(shù)據(jù)寄存器用來監(jiān)控 PLC 內(nèi)部的各種工作方式和元件，例如電池電壓、掃描時間等。其內(nèi)容是在 PLC 上電時，寫入的初始化值（一般先清零，然后由系統(tǒng) ROM 來寫入）。如 D8000 用來存放警戒監(jiān)視時鐘，其時間是由系統(tǒng) ROM 設(shè)定的。若需要轉(zhuǎn)變，應(yīng)用傳送指令將目的時間送入 D8000 。該值在由運(yùn)行轉(zhuǎn)為停止時，保持不變。 此外， FX 系列 PLC 內(nèi)部的編程元件還有變址寄存器（ V 、 Z ）。 變址寄存器（ V 、

21、 Z ）除了和一般的數(shù)據(jù)寄存器有相同的使用方法外，還常用于修改器件的地址編號。變址寄存器由 V0 V7 及 Z0 Z7 共 16 點(diǎn) 16 位的數(shù)據(jù)寄存器構(gòu)成，可進(jìn)行數(shù)據(jù)的讀寫，當(dāng)進(jìn)行 32 位操作時，將 V 和 Z 合并，其中 Z 為低 16 位。 7、內(nèi)部 指針與常數(shù) 內(nèi)部指針（ P/I ）包括分支和子程序用的指針（ P ）和中斷用的指針（ I ）。在梯形圖中，指針放在左側(cè)母線的左邊。 內(nèi)部指針（ P/I ）是在程序執(zhí)行到內(nèi)部時用來轉(zhuǎn)變執(zhí)行流向的元件。分支指令有 P0 P127 ，它們可用來指定條件跳轉(zhuǎn)、子程序調(diào)用等，其中 P63 表示跳轉(zhuǎn)結(jié)束。中斷指令有 I0 I8 ，輸入中斷 I 0

22、，表示輸入號，取值范圍為 0 5 ， =0 表示下降沿中斷， =1 表示上升沿中斷，每個輸入只能用一次，以接受來自對應(yīng)的輸入編號（ X0 X5 ）的輸入信號。定時器中斷 I ，表示定時器中斷號，取值范圍為 6 8 ，表示定時時間，取值范圍為 10 99ms ，中斷指令依據(jù) IRET 指令返回。 常數(shù) K 用來表示十進(jìn)制常數(shù)， 16 位常數(shù)的范圍為 32768 32768 ， 32 位常數(shù)的范圍為 2147483648 2147483647 。 常數(shù) H 用來表示十六進(jìn)制常數(shù)， 16 位常數(shù)的范圍為 0 FFFF ， 32 位常數(shù)的范圍為 0 FFFFFFFF 。 PLC 內(nèi)部的編程元件都有確定的地址編號，不同廠家，不同型號的 PLC ，其編程元件的數(shù)量、種類、地址編號都不一樣，這對編程者是很重要的，下表 以 FX 2N 系列 PLC 為例，列出了其相關(guān)的編程元件。 表 FX 2N 系列 PLC 內(nèi)部各繼電器的編號 元件名稱 符號 元件編號 點(diǎn)數(shù) 輸入繼電器 X X000 X177( 八進(jìn)制 ) 128 點(diǎn) 輸出繼電器