編程元件的認(rèn)識(shí)模塊

編程元件的認(rèn)識(shí)模塊【案例1】多地共用一臺(tái)電機(jī)

——編程元件及編程元件X、Y的引出一.問題提出：在生產(chǎn)實(shí)際中，對有些生產(chǎn)機(jī)械，特別是大型的，為了操作方便，往往需要在多個(gè)地點(diǎn)進(jìn)行控制。比如，某工廠的第一、二、三車間在生產(chǎn)中根據(jù)需要，均可對一臺(tái)型號為Y112S—6的三相異步電動(dòng)機(jī)進(jìn)行啟動(dòng)，這個(gè)案例該怎樣解決呢？2二.解決方案任務(wù)1電動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)的啟、停開關(guān)的表示方法選定X1、X2、X3分別表示三個(gè)裝在不同地點(diǎn)的啟動(dòng)開關(guān)，X0表示總停開關(guān)；用Y0表示這臺(tái)電動(dòng)機(jī)。3任務(wù)2分析設(shè)計(jì)X0、1、2、3和Y0之間的控制關(guān)系圖3－1－1多地共用一臺(tái)電機(jī)的實(shí)現(xiàn)方案4任務(wù)3模擬圖2-1-1的信號波形圖5三.知識(shí)提煉1．軟元件(繼電器)概念軟元件簡稱元件。PLC的輸入輸出端子及內(nèi)部存儲(chǔ)器的每一個(gè)存儲(chǔ)單元均稱為元件。當(dāng)元件產(chǎn)生的是繼電器功能時(shí)，稱這類元件為軟繼電器，簡稱繼電器。其它各類繼電器、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器、指針均為此類軟元件。6輸入繼電器是PLC中專門用來接收系統(tǒng)輸入信號的內(nèi)部虛擬繼電器。它由PLC工作原理來完成繼電器的功能。它在PLC內(nèi)部與輸入端子相連，它有無數(shù)的常開觸點(diǎn)和常閉觸點(diǎn)，這些動(dòng)合、動(dòng)斷觸點(diǎn)可在PLC編程時(shí)隨意使用。這種輸入繼電器不能用程序驅(qū)動(dòng)，只能由輸入信號驅(qū)動(dòng)。FX系列PLC的輸入繼電器采用八進(jìn)制編號。FX2N系列PLC帶擴(kuò)展時(shí)最多可達(dá)184點(diǎn)輸入繼電器，其編號為X0～X267。2、輸入繼電器(X)7輸出繼電器是PLC中專門用來將運(yùn)算結(jié)果信號經(jīng)輸出接口電路及輸出端子，送達(dá)并控制外部負(fù)載的虛擬繼電器。它在PLC內(nèi)部直接與輸出接口電路相連，它有無數(shù)的動(dòng)合觸點(diǎn)與動(dòng)斷觸點(diǎn)，這些動(dòng)合與動(dòng)斷觸點(diǎn)可在PLC編程時(shí)隨意使用。外部無法直接驅(qū)動(dòng)繼電器，它只能用程序驅(qū)動(dòng)。3、輸出繼電器(Y)8四.本案例應(yīng)用拓展輸入繼電器和輸出繼電器在PLC編程中的配合使用（分析：優(yōu)先邏輯控制？）圖3-1-4輸入繼電器、輸出繼電器的使用拓展9【案例2】夜間照明燈的持續(xù)接通控制

——編程元件M的引出一．問題提出：現(xiàn)有一照明燈，每天晚上7點(diǎn)工作人員準(zhǔn)時(shí)打開，到次日早晨7點(diǎn)工作人員將其熄滅。在照明燈夜間工作期間，常面臨臨時(shí)停電的問題，因此本案例要求設(shè)計(jì)一個(gè)電路，保證照明燈在停電后再來電時(shí)，能自行保持照亮，而無須工作人員的操作。10二．解決方案任務(wù)1解決照明燈自行保持照亮的問題三菱FX2N系列PLC提供的輔助繼電器種類較多，本案例選擇具有掉電保持功能的通用型輔助繼電器，以解決照明燈自行保持照亮的問題。11任務(wù)2確定編程元件，完成程序設(shè)計(jì)開燈和關(guān)燈是本案例的兩個(gè)條件，分別用輸入繼電器X0、X1表示本案例只有1個(gè)控制對象即照明燈，用輸出繼電器Y0表示兩者中間用“任務(wù)1”中確定的輔助繼電器M500聯(lián)系起來12任務(wù)3PLC的端子分配根據(jù)圖3-2-1，實(shí)現(xiàn)本案例共需要輸入元件2個(gè)，輸出元件1個(gè)，而輔助繼電器M500由PLC機(jī)器內(nèi)部提供，在接線圖上不作安排。13內(nèi)部輔助繼電器(M)在邏輯運(yùn)算中經(jīng)常需要一些中間繼電器作為輔助運(yùn)算用。這些元件不直接對外輸入、輸出，但經(jīng)常用作狀態(tài)暫存移動(dòng)運(yùn)算等它的數(shù)量常比軟元件X、Y多，這就是輔助繼電器。輔助繼電器的動(dòng)合和動(dòng)斷觸點(diǎn)使用次數(shù)不限，在PLC內(nèi)可以自由使用。但是，這些觸點(diǎn)不能直接驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載，外部負(fù)載的驅(qū)動(dòng)必須由輸出繼電器實(shí)行。三、知識(shí)提煉：14

1．通用輔助繼電器M0～M499(500點(diǎn))通用輔助繼電器元件編號是按十進(jìn)制進(jìn)行的，F(xiàn)X2N系列PLC為500點(diǎn)，其編號為M0～M499。圖3-2-3輔助繼電器的使用2．?dāng)嚯姳３州o助繼電器M500～M1023(524點(diǎn))用于保存停電前的狀態(tài)，并在運(yùn)行時(shí)再現(xiàn)該狀態(tài)的情形。停電保持內(nèi)裝的后備電池支持。153．特殊輔助繼電器M8000～M8255(256點(diǎn))分為兩大類：一類是只能利用其特殊輔助驗(yàn)電器觸點(diǎn)，這類繼電器的線圈由PLC自動(dòng)驅(qū)動(dòng)，用戶只能利用其觸點(diǎn)。另一類是可驅(qū)動(dòng)線圈型特殊輔助繼電器，用戶驅(qū)動(dòng)線圈后，PLC作特定的動(dòng)作。例如：M8033指PLC停止時(shí)輸出保持，M8034指PLC全部輸出，M8039指PLC定時(shí)掃描。16四.案例應(yīng)用拓展1．通用型輔助繼電器使用拓展圖3-2-4輔助繼電器的使用拓展1172．特殊型輔助繼電器使用拓展圖3-2-6輔助繼電器的使用拓展218【案例3】走廊樓道燈光的延時(shí)熄滅

——定時(shí)器的使用一.問題提出：在現(xiàn)實(shí)生活中，我們常常需要對走廊的樓道燈光進(jìn)行控制。比如，我們在夜間外出時(shí)，若先對樓道燈的開關(guān)進(jìn)行操作，但并不是希望電燈馬上熄滅，而是經(jīng)過一段時(shí)間后（例如10s）再自行熄滅，以方便我們的夜間行走。這是用可編程控制器實(shí)現(xiàn)對時(shí)間控制的最基本常見的一種。這個(gè)案例該怎樣解決呢？19二．解決方案

任務(wù)1確定表示延時(shí)10s的PLC元件本案例關(guān)鍵的一點(diǎn)，就是能夠?qū)崿F(xiàn)10s時(shí)間關(guān)系的器件，即三菱FX2N系列PLC提供的一個(gè)主要編程元件——定時(shí)器，在此用T0表示。20任務(wù)2分析設(shè)計(jì)X0、Y0、T0之間

的控制關(guān)系本案例由X0來控制Y0的接通與斷開，為了與實(shí)際情況相吻合，可以取出門前（X0動(dòng)作前，包括X0動(dòng)作達(dá)到10s時(shí)間之前），Y0一直是接通的，Y0=1；當(dāng)X0動(dòng)作時(shí)間達(dá)到10s后，電燈熄滅Y0斷開，Y0=0。由此可見，X0和Y0的通、斷狀態(tài)應(yīng)該正好相反，而非相同！（除去10s的時(shí)間間隔外）為了準(zhǔn)確方便地實(shí)現(xiàn)X0和Y0之間“狀態(tài)相反”，即邏輯非的關(guān)系，考慮用X0控制T0，再用控制Y0。21圖3-3-1走廊樓道燈光的延時(shí)熄滅實(shí)現(xiàn)方案22任務(wù)3分析X0與Y0的時(shí)序波形圖圖3-3-2本案例時(shí)序波形圖23定時(shí)器在可編程控制器中的作用相當(dāng)于一個(gè)時(shí)間繼電器，它有一個(gè)設(shè)定值寄存器(字)、一個(gè)當(dāng)前寄存器(字)以及無數(shù)個(gè)觸點(diǎn)(位)。對于每一個(gè)定時(shí)器，這三個(gè)量使用同一名稱，但使用場合不一樣，其所指也不一樣。通常在一個(gè)可編程控制器中有幾十至數(shù)百個(gè)定時(shí)器，可用于定時(shí)操作。在PLC內(nèi)部，定時(shí)器是通過對某一脈沖累積個(gè)數(shù)來完成的。常用脈沖有三類，即1、10、100ms脈沖，當(dāng)用戶需要不同定時(shí)時(shí)間時(shí)，可通過設(shè)定脈沖的個(gè)數(shù)來完成，當(dāng)定時(shí)器到達(dá)設(shè)定值時(shí)，輸出觸點(diǎn)動(dòng)作。三、知識(shí)提煉：241．普通定時(shí)器(T0～T245)2．積算定時(shí)器(T246～T255)100s定時(shí)器T0～T199(200點(diǎn))設(shè)定值0.1～3276.7s10ms定時(shí)器T200～T245(46點(diǎn))設(shè)定值0.01～327.67s1ms積算定時(shí)器T246～T249(4點(diǎn))設(shè)定值0.001～32.767s中斷動(dòng)作100ms積算定時(shí)器T250～T255(6點(diǎn))設(shè)定值0.1～3276.7s中斷動(dòng)作25四．本案例應(yīng)用拓展圖3-3-4閃爍電路（提示)：Y0的通電與斷電時(shí)間分別由T0和T1決定。閃爍電路的實(shí)質(zhì)是一個(gè)具有正反饋的振蕩電路。26思考討論：請?jiān)O(shè)計(jì)一延時(shí)接通延時(shí)斷開電路要求：Y0由X0來控制，（1）當(dāng)X0接通時(shí)，Y0經(jīng)過5s后才接通；（2）當(dāng)X0從接通變?yōu)閿嚅_，Y0經(jīng)過5s后才斷開。27【案例4】倉庫貨物的數(shù)量統(tǒng)計(jì)

——計(jì)數(shù)器的使用一.問題提出：一小型倉庫，需要對每天存放進(jìn)來的貨物進(jìn)行統(tǒng)計(jì)：當(dāng)貨物數(shù)量達(dá)到100件時(shí)，倉庫監(jiān)控室的綠燈亮；當(dāng)貨物數(shù)量達(dá)到200件時(shí)，倉庫監(jiān)控室的紅燈報(bào)警，以提醒管理員注意。28二.解決方案任務(wù)1確定表示數(shù)量關(guān)系的PLC元件本案例要求對貨物進(jìn)行計(jì)數(shù)，每進(jìn)來一件貨物，使對應(yīng)的某一個(gè)控制元件的數(shù)值加“1”。在此，介紹PLC中用作計(jì)數(shù)控制的編程元件——計(jì)數(shù)器。三菱FX2N系列PLC的計(jì)數(shù)器用字母C表示，C0~C99（共100點(diǎn)）是通用型的16位增計(jì)數(shù)器，可以實(shí)現(xiàn)本案例的要求。29任務(wù)2分析設(shè)計(jì)本案例控制關(guān)系圖3-4-1倉庫貨物的數(shù)量統(tǒng)計(jì)實(shí)現(xiàn)方案30任務(wù)3工作過程分析說明圖3-4-2每日進(jìn)入倉庫的貨物數(shù)量情況模擬311．低速計(jì)數(shù)器(四類):16位通用增計(jì)數(shù)器：C0～C99(100點(diǎn))；設(shè)定值區(qū)間為K1～K3276716位停電保持增計(jì)數(shù)器：C100～C199(100點(diǎn))；設(shè)定區(qū)間為K1～K3276732位通用增/減雙向計(jì)數(shù)器：C200～C219(20點(diǎn))；設(shè)定值區(qū)間為K－2147483648～＋21478364832位停電保持增/減雙向計(jì)數(shù)器：C220～C234(15點(diǎn))；設(shè)定值區(qū)間為K－2147483648～＋214783648三、知識(shí)提煉：322．內(nèi)部高速計(jì)數(shù)器（C）

高速計(jì)數(shù)器編號為C235～C255共21點(diǎn)，均為32位增/減雙向計(jì)數(shù)器，其增計(jì)數(shù)還是減計(jì)數(shù)由指定的特殊輔助繼電器決定或由指定的輸入端子決定，其設(shè)定區(qū)間為K－2147483648～＋214783648。高速計(jì)數(shù)器一般按四類分別命名：1相無啟動(dòng)/復(fù)位端子：C235～C240；1相帶啟動(dòng)/復(fù)位端子：C241～C245；1相雙向：C246～C250；2相A－B相型：C251～C255；33說明： 作增計(jì)數(shù)器時(shí)，當(dāng)計(jì)數(shù)值達(dá)到設(shè)定值時(shí)，觸點(diǎn)動(dòng)作并保持；作減計(jì)數(shù)時(shí)，到達(dá)計(jì)數(shù)值則復(fù)位。1相計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)方向取決于其對應(yīng)標(biāo)志M8□□□，□□□為對應(yīng)計(jì)數(shù)器號C235～C245。（2）1相雙向高速計(jì)數(shù)器C246～C2501相雙向計(jì)數(shù)器具有一個(gè)輸入端用于增計(jì)數(shù)，另一個(gè)輸入端用于減計(jì)數(shù)。需增還是需減要從不同輸入端上安排，而不是再運(yùn)用特殊輔助繼電器約定。某些計(jì)數(shù)器還具有復(fù)位和啟動(dòng)輸入。（1）1相型高速計(jì)數(shù)器C235～C24034（3）2相A－B相型高速計(jì)數(shù)器：C251～C255

2相2輸入（C251～C255，1個(gè)或2個(gè)，電池后備）最多可有2個(gè)2相32位二進(jìn)制增/減計(jì)數(shù)器。它是采用中斷方式計(jì)數(shù)，與掃描周期無關(guān)。這些計(jì)數(shù)器還有一些獨(dú)立于邏輯操作的執(zhí)行比較和輸出操作的應(yīng)用指令。選定計(jì)數(shù)器元件后，對應(yīng)的啟動(dòng)、復(fù)位及輸入信號就能使用。A相和B相信號決定了計(jì)數(shù)器是增計(jì)數(shù)還是減計(jì)數(shù)。如：當(dāng)A相波形為ON狀態(tài)時(shí)：B相輸入OFF→ON：增計(jì)數(shù)B相輸入ON→OFF：減計(jì)數(shù)35四.本案例應(yīng)用拓展注意：在采用雙向計(jì)數(shù)器時(shí)（比如C201），同時(shí)要考慮到M8201的取值36FX系列PLC的編程軟元件(一)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及軟元件(繼電器)概念(二)輸入繼電器(X)(四)內(nèi)部輔助繼電器(M)(六)內(nèi)部定時(shí)器(T)(三)輸出繼電器(Y)(五)內(nèi)部狀態(tài)繼電器(S)(七)內(nèi)部計(jì)數(shù)器(C)(八)數(shù)據(jù)寄存器(D)37狀態(tài)繼電器是PLC在步進(jìn)順控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)控制的重要內(nèi)部元件。它與步進(jìn)順控指令STL組合使用，運(yùn)用狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖，編制高效易懂的程序。狀態(tài)繼電器一般分為四類，其編號及點(diǎn)數(shù)如下：初始狀態(tài)：S0～S9(10點(diǎn))；回零：S10～S19(10點(diǎn))；通用：S20～S499(480點(diǎn))；保持：S500～S899(400點(diǎn))；報(bào)警：S900～S999(100點(diǎn))；(五)內(nèi)部狀態(tài)繼電器(S)38

用于存儲(chǔ)模擬量控制、位置量控制、數(shù)據(jù)I/O所需的數(shù)據(jù)及工作參數(shù)。每個(gè)寄存器都是16位（最高位為符號位），可以用兩個(gè)數(shù)據(jù)寄存器合并起來存放32位數(shù)據(jù)（最高位為符號位）。1．用數(shù)據(jù)寄存器D0～D199（200點(diǎn)）只要不寫入其他數(shù)據(jù)，則已寫入的數(shù)據(jù)不會(huì)變化。但是，PLC狀態(tài)由運(yùn)行（RUN）→停止（STOP）時(shí)全部數(shù)據(jù)均清零。注：若特殊輔助繼電器M8033置1，在PLC由RUN轉(zhuǎn)為STOP時(shí)，數(shù)據(jù)可以保持。(八)數(shù)據(jù)寄存器(D)39

2．停電保持?jǐn)?shù)據(jù)寄存器D200～D511（312點(diǎn)）

除非改寫，否則原有數(shù)據(jù)不會(huì)丟失。否認(rèn)電源接通與否，PLC運(yùn)行與否，其內(nèi)容也不會(huì)變化。在二臺(tái)PLC作點(diǎn)對點(diǎn)通信時(shí)，D490～D509被用作通信操作。

3．特殊數(shù)據(jù)寄存器D8000～D8255（256點(diǎn)）

這些數(shù)據(jù)寄存器供監(jiān)控PLC中各種元件運(yùn)行方式之用，其內(nèi)容