電氣控制與PLC技術(shù)項(xiàng)目8

第6章三菱FX系列PLC6.1FX系列PLC簡(jiǎn)介三菱公司是日本生產(chǎn)PLC的主要廠家之一,先后推出的小型、超小型PLC有F1、F2、FX0、FX1、FX2、FX2C、FX0S、FX1S、FX0N、FX1N、FX2N、FX2NC等系列。其中FX0S、FX1S、FX0N、FX2N、FX2C等系列機(jī)設(shè)計(jì)合理,結(jié)構(gòu)緊湊,體積小,重量輕,具有很強(qiáng)的抗干擾能力和負(fù)載能力及優(yōu)良的性能價(jià)格比,在我國(guó)應(yīng)用較廣泛。FX系列PLCFX0SFX1SFX0NFX1NFX2N●FX系列家族成員

FX0FX2FX2CFX0SFX1SFX0NFX1NFX2NFX2NCFX2N(a)三菱FX2N-64MR主機(jī)外形圖

FX2N(b)FX2N-64MR輸入端子編號(hào)圖6—1三菱FX2N-64MR面板接線圖(c)FX2N-64MR輸出端子編號(hào)

6.2FX系列PLC的規(guī)格與性能6.2.1輸入輸出接點(diǎn)數(shù)

1、FX1S系列PLC

FX1S系列PLC是用于小規(guī)模系統(tǒng)的超小型PLC，它只有10～30個(gè)I/O點(diǎn)，而且不能擴(kuò)展，使用的電源有交流和直流電源兩種。

2、FX1N系列PLC

FX1N系列PLC是用于小規(guī)模系統(tǒng)的超小型PLC，它最大可構(gòu)成I/O點(diǎn)數(shù)為128點(diǎn)，能擴(kuò)展，使用的電源有交流和直流電源兩種。

3、FX2N系列PLC

FX2N系列PLC是用于系統(tǒng)的小型PLC，是FX系列中功能最強(qiáng)、運(yùn)行速度最快，用戶存貯器容量可擴(kuò)展到16K，I/O點(diǎn)數(shù)最大可擴(kuò)展到256點(diǎn)的PLC。6.2.2FX系列PLC的性能

1.FX0S、FX1S系列PLC的性能

內(nèi)置開(kāi)關(guān)RUN/STOP

內(nèi)置用于調(diào)整定時(shí)器設(shè)定時(shí)間的模擬電位器（其中FX0S1個(gè)、FX1S2個(gè)），F(xiàn)X1S系列PLC內(nèi)設(shè)置有時(shí)鐘功能，可進(jìn)行時(shí)間控制,如果裝上顯示模塊，還可進(jìn)行時(shí)間顯示與設(shè)定。

2、FX0N、FX1N系列PLC性能

FX1N可兼用FX0N所有特殊模塊與外圍設(shè)備，通過(guò)RS-232C/422/485接口與外部設(shè)備可實(shí)現(xiàn)通信，裝有8個(gè)選件板，通過(guò)模塊可進(jìn)行時(shí)間顯示與設(shè)定。

3.FX2N、FX2NC系列PLC的性能

FX2N有多種模擬量輸入輸出模塊、位置控制模塊、高速計(jì)數(shù)器模塊、串行通信模塊、脈沖輸出模塊或功能擴(kuò)展板、模擬定時(shí)器擴(kuò)展板等。使用這些特殊功能模塊和功能擴(kuò)展板，可以進(jìn)行模擬量控制、位置控制和聯(lián)網(wǎng)通信等功能。6.2.3輸入/輸出方式

1、輸入方式

PLC的輸入方式按輸入回路電流來(lái)分，有直流輸入、交流輸入、交流直流輸入方式三種。直流輸入線路如圖6-2所示，直流電源由PLC內(nèi)部提供。交流輸入線路如圖6-3所示,交流/直流輸入線路如圖6-4所示。

2.輸出方式

按負(fù)載使用的電源來(lái)分,有直流輸出、交流輸出和交直流輸出三種方式。按輸出開(kāi)關(guān)器件的種類來(lái)分,有繼電器、晶體管和晶閘管三種輸出方式。繼電器輸出線路如圖6-5所示,晶體管輸出線路如圖6-6所示。圖6—2直流輸入接口電路圖6—3交流輸入接口電路

圖6—4交流/直流輸入接口電路圖6—5繼電器輸出接口電路圖6—6晶體管輸出接口電路一、工程描述：行車上有一個(gè)鉤掛工件的掛鉤，裝有X0~X1兩個(gè)行程開(kāi)關(guān)，分別為掛鉤的上限和下限位置信號(hào)。行車帶著工件在工作臺(tái)、清水缸、回收缸1、回收缸2和鉻缸之間按圖示方向往復(fù)運(yùn)行。各個(gè)工位裝有行程開(kāi)關(guān)。其中，清水缸有兩個(gè)位置信號(hào)，X6為行車前進(jìn)時(shí)定位用，X5為行車后退時(shí)定位用。在工作臺(tái)、清水池、回收缸和鉻缸等5個(gè)位置均要求有一定的停留時(shí)間。同時(shí)在停車時(shí)要一個(gè)3秒左右的延時(shí)時(shí)間，等到行車穩(wěn)定后，工件才下降。二、系統(tǒng)硬件構(gòu)成

PLC的內(nèi)部繼電器有：輸入繼電器X、輸出繼電器Y、輔助繼電器M、狀態(tài)繼電器S、指針P/I、常數(shù)K/H、定時(shí)器T、計(jì)數(shù)器C、數(shù)據(jù)寄存器D和變址寄存器V/Z。必須熟悉所選用PLC的內(nèi)部繼電器功能和編號(hào)。6.3FX系列PLC內(nèi)部繼電器的編號(hào)及功能

6.3.1輸入繼電器（X）

輸入繼電器的代表符號(hào)是“X”。它有兩種狀態(tài):當(dāng)外接的開(kāi)關(guān)閉合時(shí)為ON狀態(tài);當(dāng)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)為0FF狀態(tài)。每個(gè)輸入繼電器的常開(kāi)與常閉接點(diǎn)可以反復(fù)使用，使用次數(shù)不受限制。

FX系列PLC的輸入繼電器以八進(jìn)制進(jìn)行編號(hào)，編號(hào)范圍為：

X000～X007、X010～X017、X020～X027、X030～X037、X040～X047等。

6.3.2輸出繼電器（Y）

輸出繼電器的代表符號(hào)是“Y”稱為輸出接點(diǎn)，可以無(wú)限次讀取和寫入。每個(gè)輸出繼電器，不管是常開(kāi)還是常閉接點(diǎn)都可以反復(fù)使用，使用次數(shù)不受限制。

FX系列PLC的輸出繼電器以八進(jìn)制進(jìn)行編號(hào)，范圍為：

Y000～Y007、Y010～Y017、Y020～Y027、Y030～Y037Y040～Y047等。

6.3.3輔助繼電器（M）

輔助繼電器的代表符號(hào)是“M”，其作用相當(dāng)于繼電器控制系統(tǒng)中的中間繼電器。輔助繼電器有常開(kāi)和常閉兩種接點(diǎn),只有ON和OFF兩種狀態(tài)，接點(diǎn)使用和輸入繼電器類似,當(dāng)在ON狀態(tài)下,常開(kāi)接點(diǎn)閉合,常閉接點(diǎn)斷開(kāi);在OFF狀態(tài)下,常開(kāi)接點(diǎn)斷開(kāi),常閉接點(diǎn)閉合。1、通用輔助繼電器編號(hào)（十進(jìn)制）(M0~M499)

通用輔助繼電器在通電之后,全部處于OFF狀態(tài)。無(wú)論程序是如何編制的,一旦斷電,再次通電之后,輔助繼電器都處于OFF狀態(tài)。2、保持輔助繼電器編號(hào)(M500~M3071)

保持用輔助繼電器，當(dāng)PLC斷電源后，這些繼電器會(huì)保持?jǐn)嚯娭暗乃查g狀態(tài)的功能，再次通電之后能保持?jǐn)嚯娗暗臓顟B(tài)。其他特性與通用輔助繼電器完全一樣。3、特殊輔助繼電器（M8000～M8255）

特殊輔助繼電器是具有某項(xiàng)特定功能的輔助繼電器，這種特殊功能輔助繼電器可分為兩大類，即：觸點(diǎn)型和線圈型。6.3.4狀態(tài)器（S）

狀態(tài)器在步進(jìn)順控類的控制程序中起著重要的作用，它與步進(jìn)指令STL配合使用。共分為5類。前4種狀態(tài)器S要與步進(jìn)指令STL配合使用。第5種狀態(tài)組件專為報(bào)警指示所編程序的錯(cuò)誤設(shè)置的。當(dāng)不用步進(jìn)順控指令時(shí),可以作為輔助繼電器M在程序中使用。狀態(tài)組件有初始用狀態(tài)器、返回原點(diǎn)用狀態(tài)器（FX2N）、普通狀態(tài)器、保持狀態(tài)器、報(bào)警用狀態(tài)器（FX2N）。6.3.5定時(shí)器（T）

定時(shí)器在PLC中的作用相當(dāng)于電器系統(tǒng)中的通電延時(shí)時(shí)間繼電器。定時(shí)器可提供無(wú)數(shù)對(duì)的常開(kāi)、常閉延時(shí)觸點(diǎn)供編程用。通常PLC中有幾十至數(shù)百個(gè)定時(shí)器T。定時(shí)器按特性的不同可分為通用定時(shí)器、積算定時(shí)器二種。

PLC定時(shí)器工作過(guò)程是：定時(shí)器是根據(jù)時(shí)鐘脈沖累積計(jì)數(shù)而達(dá)到定時(shí)的目的，時(shí)鐘脈沖有1ms、10ms、100ms三種，當(dāng)所計(jì)數(shù)達(dá)到規(guī)定值時(shí)，輸出接點(diǎn)動(dòng)作。定時(shí)器設(shè)規(guī)定值可用常數(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。1、通用定時(shí)器

通用定時(shí)器沒(méi)有斷電的保持功能，即當(dāng)輸入電路斷開(kāi)或停電時(shí)定時(shí)器復(fù)位。通用定時(shí)器有100ms和10ms兩種。

(1)100ms定時(shí)器：T0～T199共200點(diǎn)，每個(gè)定時(shí)器設(shè)定值范圍為0.1～3276.7S。

(2)10ms定時(shí)器：T200～T245，45點(diǎn)，定時(shí)范圍為0.01～327.67S。圖4-7是定時(shí)器的工作原理圖。當(dāng)驅(qū)動(dòng)輸入X000接通時(shí),定時(shí)器T200的當(dāng)前值計(jì)數(shù)器對(duì)10ms時(shí)鐘脈沖進(jìn)行累積計(jì)數(shù),當(dāng)設(shè)定值K123與該值相等時(shí),定時(shí)器的輸出接點(diǎn)接通,即輸出接點(diǎn)是在驅(qū)動(dòng)線圈后的123×0.01s時(shí)動(dòng)作。當(dāng)輸入X000斷開(kāi)或發(fā)生斷電時(shí),計(jì)數(shù)器復(fù)位,輸出接點(diǎn)也復(fù)位。定時(shí)器的工作過(guò)程如圖6-8所示。圖6-7定時(shí)器的工作原理圖圖6-8定時(shí)器的工作過(guò)程

2、積算定時(shí)器

積算定時(shí)器具有計(jì)數(shù)累積的功能。積算定時(shí)器有1ms累計(jì)定時(shí)器和100ms累計(jì)定時(shí)器兩種。如圖6—9所示。

（1）1ms積算定時(shí)器有4個(gè)1ms累計(jì)定時(shí)器,地址為T246～T249。對(duì)1ms時(shí)鐘脈沖進(jìn)行累積計(jì)數(shù)的，定時(shí)范圍為0.001～32767s。1ms累計(jì)定時(shí)器可以在子程序或中斷中使用。（

2）100ms積算定時(shí)器

100ms累計(jì)定時(shí)器共有6個(gè),地址為T250～T255。對(duì)100ms時(shí)鐘脈沖進(jìn)行累積計(jì)數(shù)的定時(shí)范圍為0.1～3276.7s，100ms累計(jì)定時(shí)器除了不能在中斷或子程序中使用和定時(shí)分辨率為0.1s外,其余特性與1ms累計(jì)定時(shí)器一樣。圖6—9積算定時(shí)器應(yīng)用

6.3.6計(jì)數(shù)器（C）

計(jì)數(shù)器的作用，就是對(duì)指定輸入端子上的輸入脈沖或其他繼電器邏輯組合的脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)。實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)的設(shè)定值時(shí),計(jì)數(shù)器的接點(diǎn)開(kāi)始動(dòng)作。不管是常開(kāi)還是常閉接點(diǎn)都可以反復(fù)使用，使用次數(shù)不受限制。

計(jì)數(shù)器按特性的不同可分為:增量通用計(jì)數(shù)器、斷電保持式增量通用計(jì)數(shù)器、通用雙向計(jì)數(shù)器、斷電保持式雙向計(jì)數(shù)器和高速計(jì)數(shù)器5種。

部分FX系列PLC16位增計(jì)數(shù)器編號(hào)如表4-12所示，16位加計(jì)數(shù)器(設(shè)定值:1-32767)有兩種16位加/減計(jì)數(shù)器。通用型:C0-C99共100點(diǎn)；斷電保持型:C100～C199共100點(diǎn)。其設(shè)定值K在1-32767之間。

部分FX系列PLC32位增/減可逆計(jì)數(shù)器編號(hào)如表4-13所示。32位雙向計(jì)數(shù)器(設(shè)定值:-2147483648-+2147483647)有兩種32位加/減計(jì)數(shù)器:

通用計(jì)數(shù)器:C200-C219共20點(diǎn)。保持計(jì)數(shù)器:C220-C234共15點(diǎn)。設(shè)定值范圍為-2147483648～+2147483647之間,加計(jì)數(shù)或減計(jì)數(shù)方向由特殊輔助繼電器M8200～M8234設(shè)定。

1.加計(jì)數(shù)器

圖4-10表示加計(jì)數(shù)器的動(dòng)作過(guò)程。X011為計(jì)數(shù)輸入,當(dāng)X011每接通一次時(shí),當(dāng)前值加1。當(dāng)計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值輸入達(dá)到第10次時(shí),CO的輸出接點(diǎn)接通。之后即使輸入X011再接通,計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值也保持不變。當(dāng)復(fù)位輸入X010接通,計(jì)數(shù)器當(dāng)前值為0,輸出觸點(diǎn)CO斷開(kāi)。圖6-10加計(jì)數(shù)器的動(dòng)作過(guò)程

2.加減計(jì)數(shù)器

圖4-11表示加減計(jì)數(shù)器的動(dòng)作過(guò)程。用X014作為計(jì)數(shù)輸入,驅(qū)動(dòng)C200線圈進(jìn)行加計(jì)數(shù)或減計(jì)數(shù)。

當(dāng)計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值由-6向-5(增加)時(shí),其接點(diǎn)接通(置1);由-5向-6(減少)時(shí),其接點(diǎn)斷開(kāi)(置0)。

當(dāng)前值的加減與輸出接點(diǎn)的動(dòng)作無(wú)關(guān),當(dāng)從+2147483647起再進(jìn)行加計(jì)數(shù)時(shí),當(dāng)前值就成為-2147483648。同樣從-2147483648起進(jìn)行減計(jì)數(shù),當(dāng)前值就成為+2147483647。當(dāng)復(fù)位輸入X013接通,計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值為0,輸出接點(diǎn)復(fù)位。圖4-11加減計(jì)數(shù)器的動(dòng)作過(guò)程

6.3.7數(shù)據(jù)寄存器（D）

數(shù)據(jù)寄存器有通用數(shù)據(jù)、斷電保持?jǐn)?shù)據(jù)寄存器、特殊數(shù)據(jù)寄存器、文件寄存器。

1.通用數(shù)據(jù)寄存器數(shù)據(jù)寄存器和普通微機(jī)的數(shù)據(jù)寄存器相同。當(dāng)對(duì)一個(gè)數(shù)據(jù)寄存器寫入數(shù)據(jù)時(shí),都將被后寫入的數(shù)據(jù)覆蓋掉該寄存器中原來(lái)存儲(chǔ)的內(nèi)容。

2.斷電保持?jǐn)?shù)據(jù)寄存器斷電保持?jǐn)?shù)據(jù)寄存器的所有特性都與通用數(shù)據(jù)寄存器完全相同,斷電保持?jǐn)?shù)據(jù)寄存器只要不改寫，原有數(shù)據(jù)就不會(huì)丟失。

3.特殊數(shù)據(jù)寄存器特殊數(shù)據(jù)寄存器用于PLC內(nèi)各種元件的運(yùn)行監(jiān)視。尤其在調(diào)試過(guò)程中,可通過(guò)讀取這些寄存器的內(nèi)容來(lái)監(jiān)控PLC的當(dāng)前狀態(tài)。這些寄存器有的可以讀寫,有的只能讀不能寫。未加定義的特殊數(shù)據(jù)寄存器，用戶不能使用。

4.文件寄存器文件寄存器的作用是存儲(chǔ)用戶的數(shù)據(jù)文件,是存放大量數(shù)據(jù)的專用數(shù)據(jù)寄存器，PLC運(yùn)行時(shí)，用戶的數(shù)據(jù)文件只能用編程器寫入,不能在程序中用指令寫入文件寄存器。

6.3.8變址寄存器（V/Z）

變址寄存器V/Z，實(shí)際上是一種特殊用途的數(shù)據(jù)寄存器，其作用相當(dāng)于微機(jī)中的變址寄存器，用于改變?cè)木幪?hào)（變址）。

V/Z都是16位的數(shù)據(jù)寄存器，與其