PLC的基本性能指标和内部编程元件省公开课一等奖全国示范课微课金奖课件

第三章PLC基本性能指标和内部编程软元件FX系列PLCFX系列PLC编程软元件4/13/20241华南农业大学工程学院第1页第一节FX系列PLC型号命名格式FX家族基本组成主要性能指标4/13/20242华南农业大学工程学院第2页一、型号及意义特殊品种输出形式单元类型I/O总点数系列序号D—DC电源A1—AC电源H—大电流输出扩展模块V—立式端子排扩展模块C—接插口输入输出方式F—输入滤波器1ms扩展模块L—TTL输入扩展模块S—独立端子（无公共端）扩展模块R—继电器输出T—晶体管输出S—晶闸管输出M—基本单元E—输入输出混合扩展单元及扩展模块EX—输入专用扩展模块EY—输出专用扩展模块16~256点0、2、ON、2C、2N型号命名方式第二节PLC组成4/13/20243华南农业大学工程学院第3页基本组成FX系列PLC是由基本单元、扩展单元、扩展模块和特殊功效单元组成基本单元既能独立使用，又可与扩展单元、扩展模块组合使用，包含：CPU、存放器、I/O电路、内置电源，是PLC关键部分。扩展单元、扩展模块用于扩展基本单元I/O点数，或扩展不一样种类I/O点数。扩展单元有内置电源，扩展模块无内置电源。特殊功效单元是一些特殊用途单元。如FX0N-3A（模拟量2路输入1路输出）、FX-2DA（2CH模拟量输出）、FX-2AD-PT（2CH温度输入）、FX-1HC（50HZ2相高速计数器）、FX-1GH（定位脉冲输出单元—1轴）。每台基本单元最多连接2台扩展单元，每台基本单元或扩展单元最多连接2台扩展模块（或特殊功效模块）。输入/输出总点数不能超出128点。外接特殊单元/模块数量，最多不超出8台（模块编号0~7），按距基本单元最近处次序分配编号，接特殊单元、特殊模块时，每台占8点（不分配I/O序号），从最大点数中扣除。4/13/20244华南农业大学工程学院第4页I/O扩展接口——采取并行通讯方式扩展I/O模块；扩展位置控制模块（如F2-30GM）；扩展通讯模块（如FX-232AW等）；扩展模拟量控制模块（如FX-2DA、FX-4AD等）。4/13/20245华南农业大学工程学院第5页主要性能指标PLC主要性能指标是衡量和选取PLC依据，由两大部分组成：

硬件指标与软件指标。(一)硬件指标包含：普通指标、输入/输出特征。PLC对环境要求很低，普通工业现场都能满足要求。普通指标(见P21表2-9)；输入/输出特征(见P7表2-1，P9表2-2)4/13/20246华南农业大学工程学院第6页主要性能指标(二)软件指标包含：运行方式、速度、程序容量、元件种类/数量、指令类型等。软件指标高低反应PLC运算规模，机型不一样软件指标相差很大。指令类型是一个主要软件指标，PLC各种运算功效上这类指令种类和功效决定。FX系列PLC各项软件指标(见P22表3-10)4/13/20247华南农业大学工程学院第7页第二节FX系列PLC编程元件数据结构及软元件概念各种编程软元件介绍4/13/20248华南农业大学工程学院第8页数据结构PLC内部结构和用户应用程序中使用着大量数据。其数据形式有：十进制数二进制数八进制数十六进制数常数K、H4/13/20249华南农业大学工程学院第9页十进制数：在PLC中又称字数据；主要存在于定时器和计数器设定值K；辅助继电器、定时器、计数器、状态继电器等编号；定时器和计数器当前值等区域。二进制数：十进制数、八进制数、十六进制数、BCD码在PLC内部均是以二进制数形态存在。但在用外围设备进行系统运行监控显示时，会还原成原来数制。一位二进制数在PLC中又称位数据。主要存在于各类继电器、定时器、计数器触点及线圈。八进制数：FX系列输入继电器、输出继电器地址编号采取八进制。十六进制数：用于指定应用指令中操作数或指定动作。BCD码：以4位二进制数表示0~9方法。PLC中十进制数常以BCD码形态出现，并惯用于BCD输出形式数字式开关或七段码显示器控制等方面。常数K、H：十进制常数K，十六进制常数H，是PLC内部定时器、计数器、应用指令不可分割一部分。是定时器、计数器设定值；也是应用指令操作数。4/13/202410华南农业大学工程学院第10页软元件(或软继电器)软元件不是物理意义上实物继电器，而是一定存放单元与程序结合产物。软元件数量及类别是由PLC监控程序要求，它规模决定着PLC整体功效及数据处理能力。4/13/202411华南农业大学工程学院第11页PLC编程语言梯形图中编程元件沿用了继电器这一名称，不过“软继电器”，每一编程元件与PLC存放器中元件映像存放器一个存放单元相对应，元件“1”状态，对应“接通”（ON），“0”状态，对应“断开”（OFF）梯形图两侧垂直公共线称为公共母线（Busbar）,执行用户程序逻辑运算次序是从左向右。依据梯形图中各触点状态和逻辑关系，求出与图中各线圈对应编程元件状态，称为梯形图逻辑解算。逻辑解算是从上到下，从左至右次序进行，解算结果马上可被后面解算利用梯形图中线圈和其它输出类指令应放在最右边梯形图中各编程元件常开触点和常闭触点均可无限次使用。4/13/202412华南农业大学工程学院第12页软元件(或软继电器)每一个“软继电器”有一个线圈和无数个“常开/常闭”接点，供用户编程使用。每一个编程元件都由：元件型号+元件号，进行确定。输入继电器（X0~X177）输出继电器（Y0~Y177）内部辅助继电器（M0~M499，500点；M500~M1023，524点；M8000~M8256，256点）状态元件（S0~S999，1000点）定时器（T0~T255，256点）计数器（C0~C255，256点）数据存放器（D0~511，512点；D8000~D8255，256点；D1000~D2999，点）指针（P0~63，64点；I0××~I8××，9点）变址存放器（V/Z）4/13/202413华南农业大学工程学院第13页输入继电器（X0~177）输入继电器采取八进制地址编号，最多可到达128点。与PLC输入端子相连，是PLC接收外部开关信号接口。与输入端子连接输入继电器是光电隔离电子继电器，其线圈、常开接点、常闭接点与传统物理继电器表示方法一样。输入继电器必须由外部信号驱动，不能用程序驱动。在梯形图中决不能出现输入继电器线圈。而输入继电器常开、常闭触点能够无限制使用。4/13/202414华南农业大学工程学院第14页输出继电器（Y0~177）采取八进制编号，最多可达128点。其外部输出接点连接到PLC输出端子上，是PLC用来传送信号到外部负载元件。每一个输出继电器只有一个外部输出常开接点，无数个内部软接点。扩展单元和扩展模块输入/输出元件号接着其紧靠单元开始按八进制编号。输入、输出即使各自最多可达128点，但总I/O点数不能超出128点。4/13/202415华南农业大学工程学院第15页4/13/202416华南农业大学工程学院第16页内部辅助继电器（M）作为中间继电器，用于状态暂存、移位等运算，是用软件实现，其接点不能直接驱动外部负载，外部负载只能由输出继电器外部接点驱动，也不能直接接收外部输入信号。地址编号用十进制表示。通用辅助继电器（M0~499，500点）断电保持辅助继电器（M500~1023，524点）特殊辅助继电器（M8000~8255，256点）4/13/202417华南农业大学工程学院第17页通用辅助继电器（M0~499）PLC运行时，发生停电，输出继电器和通用辅助继电器全变成OFF状态；上电后，停电时状态不再出现，除了因外部输入信号变为ON以外，全部线圈仍处于OFF状态。4/13/202418华南农业大学工程学院第18页断电保持辅助继电器（M500~M1023）若PLC在运行中发生停电，系统能保持继电器在断电时状态，并在再次上电时再现出来。断电保持是由PLC内装锂电池支持。4/13/202419华南农业大学工程学院第19页特殊辅助继电器（M8000~M8255）可驱动线圈型特殊辅助继电器，用户驱动其线圈后，PLC作特定动作。分两大类：一类是只能利用其特殊辅助继电器触点，其线圈由PLC自动驱动，用户只能利用其触点；如M8000(运行监控)、M8002(初始脉冲)、M8012(100ms时钟脉冲)；4/13/202420华南农业大学工程学院第20页一类是可驱动线圈型特殊辅助继电器，用户驱动其线圈后，PLC作特定动作；如

M8030（电池欠压LED灯灭）：当M8030接通后即使电池电压再低，PLC面板上LED也不亮。M8033（存放器保持）：当M8033线圈通电时，PLC由RNU到STOP状态后，映象存放器与数据存放器中内容保持不变。M8034（禁止全部输出）：当M8034线圈通电时，禁止输出，即使外部输出端全为OFF，但PLC中程序及映象存放器仍在运行。未定义特殊辅助继电器不可在程序中使用。4/13/202421华南农业大学工程学院第21页状态元件（S）是步进顺控程序中主要软元件，与步进顺控指令STL组合使用。有五种类型：初始状态（S0~S9，10点）回零（S10~S19，10点）通用（S20~S499，480点）保持（S500~899，400点）报警（S900~S999，100点）不用步进顺控指令时，S可作辅助继电器在程序中使用。其常开常闭接点可在程序中自由使用。4/13/202422华南农业大学工程学院第22页定时器（T）其作用相当于一个时间继电器由一个设定值存放器（16位，一个字长），一个当前值存放器（一个字长），无数个接点（一位）组成。每一个定时器，其存放器和接点使用同一地址编号。设定值（1）可用常数K，（2）也可用数据存放器（D）内容来设定。比如：外部数字开关输入数据能够存入数据存放器，作为定时器设定值。定时器分为：常要求时器：T0~199，200点，时钟脉冲为100ms，设定值为1~32767，定时时间为0.1~3276.7sT200~245,46点,时钟脉冲10ms,定时时间为0.1~3276.7s积算定时器：T246~249,4点,时钟脉冲1ms,定时时间为0.001~32.767sT250~255,6点,时钟脉冲100ms,定时时间为0.1~3276.7s4/13/202423华南农业大学工程学院第23页通用定时器动作（1）当X0为ON，T200当前值计数器从0开始，对10ms时钟脉冲进行累加计数。当前值=123时，定时器常开触点接通，常闭触点断开，T200输出触点在线圈被驱动1.23s后动作，（2）X0常开触点断开后，定时器被复位，常开触点断开，常闭触点接通，当前值恢复为0（3）假如要在定时器线圈ON瞬时动作触点，可在定时器线圈两端并联一个辅助继电器线圈，并使用它触点。（4）通用定时器没有保持功效，在输入电路断开或停电时复位。4/13/202424华南农业大学工程学院第24页加法计数器设定值K、H或D触点动作TxTx时钟脉冲驱动T10K123X0T10Y1相等比较器普通定时器工作原理T104/13/202425华南农业大学工程学院第25页积算定时器（1）X1为ON时，T250当前值计数器对100ms时钟脉冲进行累加计数，当前值=345时，定时器常开触点接通，常闭触点断开。（2）X1为OFF或停电时停顿定时，当前值保持不变。X1常开触点再次接通或复电时继续定时，累计时间（t1+t2）=34.5s时，T250触点动作，（3）X2常开触点接通时T250复位。4/13/202426华南农业大学工程学院第26页T250设定值K计数器1100ms时钟脉冲X2X1触点动作Tx相等比较器积算定时器工作原理RSTT250K345X1X2T250Y1T2504/13/202427华南农业大学工程学院第27页NOTE：定时器只能提供其线圈通电后延迟动作触点，如需在它线圈断电后，延迟动作，怎样写程序？4/13/202428华南农业大学工程学院第28页计数器（C）由一个设定值存放器（16位，一个字长），一个当前值存放器（一个字长），无数个接点（一位）组成。计数器设定值，可由常数K设定，或经过指定数据存放器（D）内容来设定。计数器分为：内部计数器：内部计数器用来对PLC内部信号X，Y，M，S等计数，其响应速度只有几十HZ。内部计数器输入信号接通或断开连续时间，应大于PLC扫描周期。16位加计数器：设定值1~32767，通用：C0~99（100点），断电保持：C100~199（100点）②32位加/减计数器：设定值为-231~+231，通用：C200~219（20点），断电保持：C220~234（15点）高速计数器：C235~255（21点）4/13/202429华南农业大学工程学院第29页16位增计数器动作过程：（1）X11是计数输入，每接通一次，计数器当前值增1。（2）当计数器当前值10，即计数器C0输出接点接（ON）。之后，即使X11再接通，计数器当前值保持不变。（3）复位输入X10接通时,执行RST复位指令,计数器当前值复位为0,输出接点断开(OFF)。4/13/202430华南农业大学工程学院第30页16位加计数器通用型：C0~C99共100点断电保持型：C100~C199共100点16位计数器工作过程示意图4/13/202431华南农业大学工程学院第31页32位增减计数器（C200~234）增减计数方向由特殊辅助继电器M8200~8234设定，当特定M为ON时，对应C为减计数器；当M为OFF时，C为增计数。设定值（1）可用常数K，（2）或数据存放器内容设定。间接设定时，要用元件号紧连在一起两个数据存放器，如：D10，11；4/13/202432华南农业大学工程学院第32页32位增减计数器32位加/减计数器工作过程示意图X12=ON，减计数，=OFF，增计数。复位输入X13接通时，计数器当前值为0，输出接点也复位。。X14为计数输入，驱动C200线圈进行计数操作。当计数器当前值由-6→-5（增加）时，其接点接通置1。当计数器当前值由由-5→-6（降低）时，其接点断开置0。4/13/202433华南农业大学工程学院第33页高速计数器（C235~255）高速计数器输入端子X0~5（6点），最多只有6个高速计数器同时工作，若某个输入端被某个高速计数器占用了，就不能再用于其它高速计数器（或其它输入）。——输入端不可共用。高速计数器以中止标准运行，独立于扫描周期，所以选定计数器线圈应以连续方式驱动，表示该计数器连续有效，其它计数不可再用其输入端子。高速计数器选择取决于所需计数器类型及高速输入端子。高速计数器类型（32位增减计数器）：1相无开启/复位端子C235~2401相带开启/复位端子C241~2451相2输入（双向）C246~2502相输入（A-B相型）C251~2554/13/202434华南农业大学工程学院第34页高速计数器（C235~255）4/13/202435华南农业大学工程学院第35页动作过程：（1）X20为ON时，选中C235，其对应输入端为X0（计数脉冲应连接到X0），（2）X20断开时，线圈C235断开，同时C236接通，选中C236，其计数脉冲输入端为X1。高速计数器4/13/202436华南农业大学工程学院第36页高速计数器1、1相1输入无开启/复位端高速计数器(C235~240）动作过程（1）X10为ON，M8235置位，C235作减计数，为OFF，作增计数；（2）X12为ON，C235被选中，C235对X0输入脉冲（OFF

ON）计数。（3）X11为ON，C235复位为0，其接点断开。计数方式与接点动作与普通32位计数器相同。作增计数器时，当计数值到达设定值，接点动作并保持；作减计数器时，到达计数值则复位。计数方向取决于其对应标志M8235~8240，每个计数器各有一个计数输入端。4/13/202437华南农业大学工程学院第37页高速计数器2、1相带开启/复位高速计数器（C241~245）动作过程（1）M8245为ON，C245作减计数，为OFF，作增计数，（2）X14为ON，C245复位，或外部输入X3复位，（3）外部输入X7开启，C245开始计数，X7为OFF，停顿计数，（4）X15选通C245时，对输入端X2脉冲计数。计数方式与接点动作与普通32位计数器相同。计数方向取决于其对应标志M8241~8245,C241~245各有一个计数输入和复位输入，C244和C245另有一个开启输入。4/13/202438华南农业大学工程学院第38页高速计数器3、1相2输入高速计数器（C246~250）1相2输入动作过程（1）X10为ON，C246复位，（2）X0，X1分别为C246增/减计数脉冲信号输入端，（3）X11为ON时，选中C246，X0，X1输入才有效，X0由OFF→ON时，增1，X1由OFF→ON时，减1。①计数方式与接点动作与普通32位计数器相同②有两个输入端，一个增计数，一个减计数，有还含有复位（R）和开启（S）输入。4/13/202439华南农业大学工程学院第39页高速计数器1相2输入带复位/开启端动作过程（1）X5，X7为C250复位和开启输入端，C250可由外部输入X5复位，或用RST指令复位；（2）X13为ON时，选通C250，开启输入X7为ON时，C250开始计数，X7为OFF时，停顿计数。（3）X3为OFF

ON时，增1，X4为OFF

ON时，减1。4/13/202440华南农业大学工程学院第40页高速计数器4、2相输入（A-B相）高速计数器（C251~255）动作过程（1）X11为ON时，C251对输入端X0（A相）、X1（B相）ON/OFF事件计数，（2）X13为ON时，X7为ON，C255马上开始计数，计数输入端X3（A相），X4（B相）（3）X5为ON时，C255复位，或虚线指令X12为ON，C255复位。①计数方式与接点动作与普通32位计数器相同②计数方向由A相和B相输入信号决定，当A相为ON时，B相信号由OFF→ON时，增计数，由ON→OFF时，减计数。③有还含有复位（R）和开启（S）输入。4/13/202441华南农业大学工程学院第41页高速计数器5、计数频率：①影响最高计数频率两个原因：一是受硬件影响，各输入端响应速度；二是全部高速计数器处理时间，是主要原因。②高速计数器采取中止方式，使用计数器越少，可计数频率越高；③同时工作各个高速计数器最大信号频率总和＜20KHZ。4/13/202442华南农业大学工程学院第42页指针（P/I）分支指令用指针P0~63，64点用于指定分支指令（如CJ、CALL等）跳转目标。编程时编号不能重复使用。P63表示跳转至END指令步。4/13/202443华南农业大学工程学院第43页指针（P/I）中止用指针I0□□~I8□□，9点1、I□0□输入中止

如，I001表示输入X0从OFF→ON时，执行该指针作为标号后面中止程序，并由IRET指令返回。0：下降沿中止1：上升沿中止输入号（0~5），每个输入只能用一次4/13/202444华南农业大学工程学院第44页指针（P/I）2、I□□□定时器中止10~99ms定时器中止号（6~8），每个定时器只能用一次如，I610为每隔1