PLC基本常识.doc

1、可编程控制器概述可编程控制器概述 可编程控制器的产生 可编程控制器（Programmable Logic Controller) 简称 PLC。 自 1969 年第一台 PLC 面世以来，已成为一种最重要、最普及、应用 场合最多的工业控制器。与机器人、CAD/CAM 并称为工业生产自动化的 三大支柱。 1968 年 美国通用汽车公司提出的替代继电器控制系统的新型控制 器的十项指标： 1）编程简单、现场可修改程序； 2）维护方便、采用插件式结构； 3）可靠性高于继电器控制系统； 4）体积小于继电器控制系统； 5）数据可以直接送入计算机； 6）成本可与继电器系统竞争； 7）输入可为市电； 8）输出

2、可为市电，能直接驱动电磁阀、交流接触器等； 9）通用性强、易于扩展； 10）用户存储器大于 4K。 国际电工委员会（IEC）PLC 的定义： 可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应 用而设计。它采用可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算， 顺序控制、定时、计数和算术运算等操作指令，并通过数字式和模拟式的 输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。 PLC 的特点 可靠性高，抗干扰能力强。 编程直观、简单。 环境要求低，适应性好。 功能完善，接口功能强。 PLC 的分类 按输入（INPUT）和输出（OUTPUT）点数多少，分为：超小型、小 型、中型、大型和超大型。

3、按结构形式，分为：整体式和模块式。 PLC 的应用和发展 早期的 PLC 改造原有的继电接触器控制系统。 广泛应用于各种控制系统中， 如各种顺序控制等。 主要用于有大量开 关量和少数模拟量的控制系统。 PLC 的发展趋势：1、小型化、专用化和低价格；2、大型、高速、 多功能和分布式全自动网络化。 小型 PLC 由整体结构向小型模块化结构发展，使配置更加灵活，为 了市场需要已开发了各种简易、经济的超小型微型 PLC，最小配置 的 I/O 点数为 816 点，以适应单机及小型自动控制的需要。 大型化是指大中型 PLC 向大容量、智能化和网络化发展，使之能与 计算机组成集成控制系统， 对大规模、 复

4、杂系统进行综合性的自动控 制。现已有 I/O 点数达 14336 点的超大型 PLC，其使用 32 位微处理 器，多 CPU 并行工作和大容量存储器，功能强高性能、高速度、大 容量发展 为了提高 PLC 的处理能力，要求 PLC 具有更好的响应速度和更大的 存储容量。目前，有的 PLC 的扫描速度可达 0.1ms/k 步左右。PLC 的扫描速度已成为很重要的一个性能指标。 在存储容量方面，有的 PLC 最高可达几十兆字节。为了扩大存储容 量，有的公司已使用了磁泡存储器或硬盘。 增强外部故障的检测与处理能力 据统计资料表明：在 PLC 控制系统的故障中，CPU 占 5%，I/O 接口占 15%，

5、输入设备占 45%，输出设备占 30%，线路占 5%。 前二项共 20%故障属于 PLC 的内部故障，它可通过 PLC 本身的 软、硬件实现检测、处理。 而其余 80%的故障属于 PLC 的外部故障。PLC 生产厂家都致力 于研制、 发展用于检测外部故障的专用智能模块， 进一步提高系统的 可靠性。 大力开发智能模块，加强联网与通信能力 为满足各种控制系统的要求，不断开发出许多功能模块，如高速 计数模块、温度控制模块、远程 I/O 模块、通信和人机接口模块等。 PLC 的联网与通信有两类： PLC 之间联网通信，各 PLC 生产 厂家都有自己的专有联网手段； PLC 与计算机之间的联网通信。 为

6、了加强联网与和通信能力， PLC 生产厂家也在协商制订通用的 通信标准，以构成更大的网络系统。 编程语言多样化 在 PLC 系统结构不断发展的同时，PLC 的编程语言也越来越丰 富，功能也不断提高。 除了大多数 PLC 使用的梯形图、语句表语言外，为了适应各种 控制要求， 出现了面向顺序控制的步进编程语言、 面向过程控制的流 程图语言、与计算机兼容的高级语言（BASIC、C 语言等）等。多种 编程语言并存、互补与发展是 PLC 进步的一种趋势。 PLC 品牌介绍 1、 西门子， 在全世界有高达 70-80的占有率， 尤其在冶金行业， 基本接近于 100； 西门子 PLC 2、ABB PLC 品

7、牌，在石油领域，应用很广，基本可以超越西门子； ABB PLC 3、 霍尼韦尔、 A-B 罗克韦尔这两款在市场占有率不高， 一方面因为性能较西门子、 ABB 差些，另外就是价格高； A-B罗克韦尔 霍尼韦尔 4、施耐德 PLC 性能一般，不过施耐德的高低压电器质量好，性价比超高； 施耐德 PLC 5、日本的一些 PLC 品牌了，比如三菱、欧姆龙、松下等； 三菱 PLC 欧姆龙 PLC 6、国产的和利时在国产 PLC 中排名应该是第一，好多中国工厂的 DCS 系统选择了和 利时，其次就是台达了； 和利时 PLC 台达 PLC 其它像深圳亿维是高仿西门子的，而且还和西门子的模块相兼容，还有信捷等这

8、 些小型低端的 PLC。 目前小型 PLC，西门子在小型 PLC 市场占据第一位，份额略超过 30%。三菱仅随 其后，约为 25%。欧姆龙略超过 11%，台达则略超过 8%。 中型 PLC 领域是以西门子为一支独秀，在全球份额中占主导地位。中国市场中， 西门子占中型 PLC 的 65%的市场份额，主导地位明显。本土的例如和利时、台达也 在加速发展。 大型 PLC：西门子、罗克韦尔、施耐德在大型 PLC 市场三分天下。罗克韦尔大型 PLC 业务在 2011 年的市场占有率为 33.63%，施耐德作为大型 PLC 的老牌供应商， 在大型 PLC 市场依旧占有一席之地，2011 年的市场占有率为 2

9、3.53%;西门子大型 PLC 在 2011 年市场占有为 21.70%。 下面看一看 PLC 系统的具体应用 在这家污水处理厂能看到三级处理流程，如图 1-1 所示。一级处理是 预处理，包括格栅、沉砂池、初沉池等构筑物，以去除粗大颗粒和悬浮物 为目的；二级处理是生物处理，污水中的污染物在微生物的作用下被降解 和转化为污泥；三级处理是污水的深度处理，它将经过二级处理的水进行 脱氮、脱磷处理，用活性炭吸附法或反渗透法等去除水中的剩余污染物。 图 1-1 污水处理厂工艺流程图 全厂控制系统通常分为水厂调度系统、 加药间 （加氯间） PLC 控制站、 过滤站 PLC 控制站、送水泵房 PLC 控制站

10、等。各个控制站相对独立工 作，通过有线（或无线）网络进行通信，将所有的数据信息送到水厂调度 室进行处理， 或通过调度系统送到城市的调度中心， 全厂系统配置如图 1-2 所示。 图 1-2 典型系统配置 过滤站包括了过滤控制和反洗控制。 其中， 核心的电气控制系统由 PLC 主站、变频器、提升泵、反冲洗泵、鼓风机、液位计、电动阀门和触摸屏 （HMI）等组成，上位监控系统具有在线远程操作、数据采集、动态画面 显示、参数设置、历史数据、报警等功能；在现场的控制柜上也安装了触 摸屏，也可以在现场操作。 PLC 基本常识基本常识 一、PLC 控制与继电器控制的比较 PLC 控制系统的输入、输出部分与传统

11、的继电器控制系统基本相同， 其差别仅在于其控制部分。继电器控制系统是用硬接线将许多继电器按一 定方式连接起来完成逻辑功能，所以其逻辑功能不能灵活改变，并且接线 复杂，故障点多。而 PLC 控制系统是通过存放在存储器中的用户程序来完 成控制功能，由用户程序代替了继电器控制电路，使其不仅能实现逻辑运 算，还具有数值运算及过程控制等复杂控制功能。由于 PLC 采用软件实现 控制功能，因此可以灵活、方便的通过用户程序的改变来实现控制功能的 改变。 下面以接触器控制电动机单向旋转控制电路为例来进一步体会上述两 种系统的不同。图 4-1a 为其主电路，图 4-1b 为其控制电路图。要实现控 制功能需按图接

12、线，若改变功能必须改动接线。图 4-1c 为采用 PLC 完成 同样功能需进行的接线。由图可知，将起动按钮 SB2、停止按钮 SB1、热 继电器 FR 接入 PLC 的输入端子， 将接触器 KM 线圈接于 PLC 的输出端子 便完成了接线，具体的控制功能是靠输入 PLC 的用户程序来实现的。不仅 接线简单，当变动控制功能时不用改动接线，只要改变程序即可，非常方 便。 为了进一步理解 PLC 控制系统和继电器控制系统的关系，必须了解 PLC 的等效电路。 二、PLC 的等效电路 PLC 的等效电路由三部分组成： 收集被控设备(开关、 按钮、 传感器等) 的信息或操作命令的输入部分（I） ；运算、

13、处理来自输入部分信息的内部 控制电路（用户程序） ；驱动外部负载的输出部分（O） 。 图 4-2 为图 4-1 PLC 控制系统的等效电路图。图中 X400、X401、X402 为 PLC 输入继电器，Y430 为 PLC 输出继电器。注意图中的继电器不是实 际的继电器， 它实质上是存储器中的每一位触发器。 该位触发器为 “1” 态， 相当于继电器接通；该位触发器为“0”态，相当于该继电器断开。因此， 这些继电器在 PLC 中也称“软继电器” 。在用户程序中，其线圈触点图形 符号均有规定。 三、可编程序控制器的工作方式 可编程序控制器采用循环扫描的方式周期性地进行工作，每一周期可分 为三个阶段

14、： （1）输入采样阶段 在输入采样阶段， PLC 以扫描方式依次地读入所有输入状态和数据， 并将它们存入 I/O 映象区中的相应得单元内。输入采样结束后，转入用户 程序执行和输出刷新阶段。在这两个阶段中，即使输入状态和数据发生变 化，I/O 映象区中的相应单元的状态和数据也不会改变。因此，如果输入是 脉冲信号，则该脉冲信号的宽度必须大于一个扫描周期，才能保证在任何 情况下，该输入均能被读入。 （2）程序执行阶段 在用户程序执行阶段， PLC 总是按由上而下的顺序依次地扫描用户程 序(梯形图)。在扫描每一条梯形图时，又总是先扫描梯形图左边的由各触 点构成的控制线路，并按先左后右、先上后下的顺序对

15、由触点构成的控制 线路进行逻辑运算，然后根据逻辑运算的结果，刷新该逻辑线圈在系统 RAM 存储区中对应位的状态； 或者刷新该输出线圈在 I/O 映象区中对应位 的状态；或者确定是否要执行该梯形图所规定的特殊功能指令。即，在用 户程序执行过程中，只有输入点在 I/O 映象区内的状态和数据不会发生变 化， 而其他输出点和软设备在 I/O 映象区或系统 RAM 存储区内的状态和数 据都有可能发生变化，而且排在上面的梯形图，其程序执行结果会对排在 下面的凡是用到这些线圈或数据的梯形图起作用；相反，排在下面的梯形 图，其被刷新的逻辑线圈的状态或数据只能到下一个扫描周期才能对排在 其上面的程序起作用。 (

16、3) 输出刷新阶段 当扫描用户程序结束后， PLC 就进入输出刷新阶段。在此期间，CPU 按照 I/O 映象区内对应的状态和数据刷新所有的输出锁存电路，再经输出 电路驱动相应的外设。这时，才是 PLC 的真正输出。 从上述可知， PLC 在一个扫描周期中， 对输入状态的扫描只是在输入 采样阶段进行。当 PLC 进入程序执行阶段后，输入端将被封锁，直到下一 个扫描周期的输入采样阶段才对输入状态进行新的扫描，这就是所谓集中 采样输入，也就是 PLC 在一个扫描周期内，集中对输入状态扫描。 在一个扫描周期内， 只是在输出刷新阶段将输出状态从输出映像寄存器 中送出去，而在其他阶段，输出值一直保存在输出

17、映像寄存器中，这就是 集中输出方式。 可编程序控制器的硬件组成可编程序控制器的硬件组成 可编程序控制器种类繁多，但其基本结构和工作原理基本相同。PLC 的基本结构由中央处理器(CPU)，存储器，输入、输出接口，电源，扩展接 口，通信接门，编程工具，智能 IO 接口，智能单元等组成，如图 4-3 所示。 1微处理器 CPU 微处理器是 PLC 的核心部分，它负责指挥与协调 PLC 工作。CPU 是 指中央控制单元，一般由控制器、运算器和寄存器等组成，并将它们制作 在集成芯片上。 CPU 的主要功能是： (1)处理与运行用户程序； (2)连续监控 PLC 工作； (3)逻辑判断输入、输出的全部信号

18、状态； (4)按需使各个状态的变化决定输出部分。 2存储器 存储器是具有记忆功能的半导体电路，用来存储系统程序和用户程序 等。 (1)系统存储器 存储系统管理和监控程序。它由生产厂家提供，用户 只能读出信息，而不能写入信息。其中的监控程序用于管理 PLC 的运行， 编译程序用于将用户程序翻译成机器语言， 诊断程序用于确定 PLC 的故障 内容。 (2)用户存储器 用来存放编程器(PRG)或磁带输入的程序，即用户编 制的程序。 3输入、输出(IO)单元 输入、输出单元是 PLC 与现场外围设备相连接的组件。用户送入 PLC 的各种开关量、模拟量信号，通过输入单元的光电隔离器件，将各种信号 转换成

19、微处理器能够接受的电平信号。输出单元将微处理器送出的信号转 换成现场需要的信号，最后驱动继电器、接触器、电磁阀等执行元件。 输入/输出单元通常也称 I/O 单元或 I/O 模块，是 PLC 与工业生产现场 之间的连接部件。 PLC 通过输入接口可以检测被控对象的各种数据， 以这 些数据作为 PLC 对被控制对象进行控制的依据；同时 PLC 又通过输出接 口将处理结果送给被控制对象，以实现控制目的。 由于外部输入设备和输出设备所需的信号电平是多种多样的，而 PLC 内部 CPU 的处理的信息只能是标准电平，所以 I/O 接口要实现这种转换。 I/O 接口一般都具有光电隔离和滤波功能，以提高 PL

20、C 的抗干扰能力。另 外，I/O 接口上通常还有状态指示，工作状况直观，便于维护。 PLC 提供了多种操作电平和驱动能力的 I/O 接口，有各种各样功能的 I/O 接口供用户选用。I/O 接口的主要类型有：数字量（开关量）输入、数 字量（开关量）输出、模拟量输入、模拟量输出等。 常用的开关量输入接口输入接口按其使用的电源不同有三种类型：直流输入接直流输入接 口口、交流输入接口和交/直流输入接口，其基本原理电路如图 4-8 所示。 常用的开关量输出接口输出接口按输出开关器件不同有三种类型： 是继电器输继电器输 出、晶体管输出出、晶体管输出和双向晶闸管输出，其基本原理电路如图 4-5 所示。继电

21、器输出接口可驱动交流或直流负载，但其响应时间长，动作频率低；而晶 体管输出和双向晶闸管输出接口的响应速度快，动作频率高，但前者只能 用于驱动直流负载，后者只能用于交流负载。 PLC 的 I/O 接口所能接受的输入信号个数和输出信号个数称为 PLC 输入/ 输出（I/O）点数。I/O 点数是选择 PLC 的重要依据之一。当系统的 I/O 点数不够时，可通过 PLC 的 I/O 扩展接口对系统进行扩展 4通信接口 PLC 配有各种通信 接口，这些通信接口一 般都带有通信处理器。 PLC 通过这些通信接口 可与监视器、打印机、 其它 PLC、计算机等设 备实现通信。PLC 与打 印机连接，可将过程信

22、 息、系统参数等输出打 印；与监视器连接，可 将控制过程图像显示出 来；与其它 PLC 连接， 可组成多机系统或连成 网络，实现更大规模控 制。 与计算机连接，可 组成多级分布式控制系 统，实现控制与管理相 结合。 远程 I/O 系统也必 须配备相应的通信接口 模块。 5智能接口模块 智能接口模块是一 独立的计算机系统，它有自己的 CPU、系统程序、存储器以及与 PLC 系统 总线相连的接口。它作为 PLC 系统的一个模块，通过总线与 PLC 相连， 进行数据交换，并在 PLC 的协调管理下独立地进行工作。 PLC 的智能接口模块种类很多，如：高速计数模块、闭环控制模块、 运动控制模块、中断控

23、制模块等。 6编程器 编程器的主要功能是用于用户程序的编制、编辑、修改、调试和监视。 用户程序通过它才能输入 PLC，实现人机对话。 简易编程器由功能键、数字键和编辑键组成控制部分，由发光二极管 与数码管组成显示部分。 7计算机 主要功能是与 PLC 通信，可进行用户程序的编制、编辑、修改、传送、 调试和监视，实现人机对话。 8电源单元 电源单元是将工业交流电转换成直流电，供 PLC 各单元工作。一般均 用开关电源。 9.其它外部设备 除了以上所述的部件和设备外，PLC 还有许多外部设备，如 EPROM 写入器、外存储器、人/机接口装置等。 EPROM写入器是用来将用户程序固化到EPROM存储

24、器中的一种PLC 外部设备。 为了使调试好用户程序不易丢失， 经常用 EPROM 写入器将 PLC 内 RAM 保存到 EPROM 中。 PLC 内部的半导体存储器称为内存储器。有时可用外部的磁带、磁盘 和用半导体存储器作成的存储盒等来存储 PLC 的用户程序， 这些存储器件 称为外存储器。外存储器一般是通过编程器或其它智能模块提供的接口， 实现与内存储器之间相互传送用户程序。 人/机接口装置是用来实现操作人员与 PLC 控制系统的对话。最简单、 最普遍的人/机接口装置由安装在控制台上的按钮、转换开关、拨码开关、 指示灯、LED 显示器、声光报警器等器件构成。对于 PLC 系统，还可采用 半智

25、能型 CRT 人/机接口装置和智能型终端人/机接口装置。半智能型 CRT 人/机接口装置可长期安装在控制台上， 通过通信接口接收来自 PLC 的信息 并在 CRT 上显示出来；而智能型终端人/机接口装置有自己的微处理器和 存储器，能够与操作人员快速交换信息，并通过通信接口与 PLC 相连，也 可作为独立的节点接入 PLC 网络。 可编程序控制器的软件组成可编程序控制器的软件组成 PLC 为用户提供了完整的编程语言， 以适应编制用户程序的需要。 PLC 提供的编程语言通常有三种：梯形图(LAD)、指令表(STL)和顺序功能流程 图(SFC)。下面以 FX2N 系列 PLC 为例来介绍这三种编程语

26、言。 (一)梯形图(LAD)编程 梯形图(LAD)编程语言是从继电器控制系统原理图的基础上演变而来 的。 他的许多图形符号与继电器控制系统电路图有对应关系如图 4-6 所示。 这种编程语言继承传统继电器控制系统中使用的框架结构、逻辑运算方式 和输入输出形式，使得程序直观易读，具有形象实用的特点，因此应用最 为广泛。 PLC 的梯形图与继电器控制系统电路图的基础思想是一致的，具体表 达方式有一定区别。只是 PLC 在编程中使用的继电器、定时器、计数器等 的功能都是由软件实现的。图 4-7 是典型的梯形图示意图。左右两垂直的 线称作母线(右母线可省略)。在左右两母线之间是触点的逻辑连接和线 圈的输

27、出，这些触点和线圈，都是 PLC 的一定的存储单元，而且是“软元 件” 。 PLC 梯形图的一个关键概念是“能流” ，是一种假想的“能量流” 。如 图 4-11 中， 把左边的母线假设为电源 “火线” ， 而把右边的母线(虚线所示) 假想为电源“零线” 。如果有“能流”从左至右流向线圈，则线圈被激励。 如没有“能流”则线圈未被激励。 “能流” 可以通过被激励(ON)的常开接点和未被激励(OFF)的常闭接点 自左向右流，也可以通过并联接点中的一个接点流向右边。 “能流”在任何 时候都不会通过接点自右向左流。图 4-7 中，当 A、B、C 接点都接通后， 线圈 Y1 才能接通(被激励)， 只要一个

28、接点不接通， 线圈就不会接通； 而 D、 E、F 接点中任何一个接通，线圈 Y2 就被激励。 要强调的是，引入“能流”概念，仅仅是为了和继电接触器控制系统 相比较，告诉人们如何来理解梯形图各输出点的动作，实际上并不存在这 种“能流” 。 梯形图语言简单明了，易于理解，往往是编程语言的首选。 (二)指令表(STL)编程 可编程序控制器 FX2 系列 PLC 的基本指令包括“与” 、 “或” 、 “非”以 及定时器、计数器等。图 4-8 是指令表编程的例子，图 4-8a 是梯形图， 图 4-8b 为相应的指令表。图中 LD 指令为常开触点与左侧母线相连接， AND 指令为常开触点与其他程序段相串联

29、，OR 指令为常开触点与其他程 序段相并联，LDI 指令为常闭触点与左侧母线相连接，ANI 指令为常闭触 点与其他程序段相串联， OUT 指令为将运算结果输出到某个继电器， X400、 X401、X402、X403、X404 中 X 为输入继电器，后面数字为编号，Y430、 Y431、Y432 中 Y 为输出继电器， 后面数字为编号，M100 中 M 为内部标 志位，也称位存储区，类似于继电接触器系统中的中间继电器。 (三)逻辑图语言 逻辑图是一种类似于数字逻辑电路结构的编程语言，由与门、或门、 非门、定时器、计数器、触发器等逻辑符号组成。有数字电路基础的电气 技术人员较容易掌握，如图 4-9

30、 所示。 (四)功能表图语言 功能表图语言（SFC 语言）是一种较新的编程方法，又称状态转移图 语言。它将一个完整的控制过程分为若干阶段，各阶段具有不同的动作， 阶段间有一定的转换条件，转换条件满足就实现阶段转移，上一阶段动作 结束，下一阶段动作开始。是用功能表图的方式来表达一个控制过程，对 于顺序控制系统特别适用。 (五)高级语言 随着 PLC 技术的发展，为了增强 PLC 的运算、数据处理及通信等功 能，以上编程语言无法很好地满足要求。近年来推出的 PLC，尤其是大型 PLC，都可用高级语言，如 BASIC 语言、C 语言、PASCAL 语言等进行编 程。采用高级语言后，用户可以像使用普通

31、微型计算机一样操作 PLC，使 PLC 的各种功能得到更好的发挥。 PLC 在控制系统的应用中，外部硬件接线部分较为简单，对被控对象 的控制作用，都体现在 PLC 的程序上。因此，PLC 程序设计得质量，直接 影响控制系统的性能。 三菱三菱 FX2N系列系列 PLC 的构成及其性能的构成及其性能 1. 基本结构 一、PLC 型号标注 FX2N- - 输入输出总点数 表示单元类型（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） 输出形式（R-继电器输出 T-晶体管输出 S-双向晶闸管输出） 特殊类型 二、基本单元外形 2主机的面板结构 上图是三

32、菱 FX2N系列主机的面板结构。下面介绍主机面板的布置及各 个接线端子和接口的作用。 (1) 电源输入端子 电源输入端子用来接入电源。AC 电源型的主机。其电源电压为 AC100V240V，DC 电源型的主机，其电源电压为 DC24V。 (2) 保护接地端子 为了防止触电，保护接地端子务必接地。它和功能接地端子可连在一起 接地，但不可与其他设备接地线或建筑物金属结构连在一起，接地电阻应 100。 (3) 输出 DC24V 电源端子 DC24V 电源端子(仅 AC 电源型)对外部提供 DC24V 电源。可作为输入 设备或现场传感器的服务电源。 (4) 输入端子 输入端子用于连接输入设备。 (5)

33、 输出端子 输出端子用于连接输出设备。 (6) 工作状态显示 LED 主机面板的中部有 5 个工作状态显示 LED，其作用分别是： POWER(绿)：电源的接通或断开指示。电源接通时亮，电源断开时灭。 RUN(绿)：PLC 的工作状态指示。PLC 处在运行或监控状态时亮，处 在编程状态或运行异常时灭。 BATT.V： 电池电压下降指示 PROG.E：警告性错误指示。PLC 出现警告性错误时，LED 闪烁，但 PLC 继续执行程序；运行正常时该 LED 灭。 CUP.E：CUP 出错指示 (7) 输入/输出点显示 LED 每个输入点都对应一个 LED；当某个输入点的 LED 亮时，表示该点的 状

34、态为 ON。 每个输出点都对应一个 LED，当某个输出点的 LED 亮时，表示该点的 状态为 ON。 I/O 点的 LED 指示为调试程序、检查运行状态提供了方便。 (8) 外设端口 通过外设端口可以连接编程器等外部设备，也可以通过 RS232C 或 RS422 通信适配器连接其他 PLC 或上位计算机以构成网络。 FX2N系列系列 PLC 内部元器件及格式内部元器件及格式 一、元器件分类及编号 1输入继电器输入继电器 X0X177(八进制)共 128 点 由于 PLC 投入运行后只 是在输入采样阶段才依次读入各输入状态和数据，在输出刷新阶段才将输 出的状态和数据送到相应的外设。因而需要有一定

35、数量的读写存储单元 (RAM)以供存放 IO 的状态和数据， 并将这些存储单元称为 IO 映像区。 输入继电器 X0X177 是一种位元件(状态量)， 每个输入状态与开关量 IO 映像区中 8 个 16 位寄存器的一位的位状态相对应。专用于接收和存 储外部开关量信号，能提供无数对常开、常闭接点用于内部编程。每个输 入继电器线圈通过输入接口与一个输入端了相连。 输入继电器确两个特点即：其一：状态只能由外部信号驱动，无法用程 序驱动。因此在梯形图中只见其接点而不会出现其线圈符号；其二：是输 入继电器接点只能用于内部编程，无法驱动外部负载。其输入响应时间为 10ms。 2输出继电器输出继电器 Y0Y

36、177(八进制八进制)共共 128 点点 它也是位元件，其输出状 态与 IO 映像区中 8 个 16 位寄存器每一位的位状态相对应。输出继电器 有两个作用：一是能提供无数对常开、常闭接点用于内部编程，二是能提 供一对常开接点驱动外部负载，其输出响应时间为 10ms。输出继电器状态 只能程序驱动，外部信号无法直接改变其状态。 应用及指令简介应用及指令简介 3辅助继电器辅助继电器 M0M1023，M8000M8255(十进制十进制)共 1280 点 它 是一种位元件，每个辅助继电器状态与系统 RAM 的软器件存储区中 80 个 16 位寄存器每一位的位状态相对应。其作用相当于继电器控制系统的中间

37、继电器，用于信号中继、中间量寄存、建立标志等，并能提供无数对常开、 常闭接点用于内部编程。和输出继电器样其状态只能由程序驱动，但不能 驱动外部负载。 上述 1280 个辅助继电器可分为三种类型： (1) 普通型 M0M499 共 500 点。 其特点是一旦 PLC 停止运行或失电， 其状态无法保持，一律呈断开状态。 (2) 保持型 M500M1023 共 524 点。 在锂电池支持下能实现失电保持 功能，一旦失电或 PLC 停止运行能保持该瞬间特有状态。 (3) 特殊用途型 M8000M8255 共 256 点。这 256 个辅助继电器可分 为两类： 1) PLC 运行中一类特殊型 M 的通断

38、状态由系统程序驱动， 在编制用户 程序时，只能调用其接点状态，而不得使用其逻辑线圈。例如 M8000 在 PLC 投入运行立即自动接通， 可用于 PLC 运行显示； M8002 仅在程序运行 的第一个周期产生一个脉冲输出，用于初始化处理；M8013 用于产生 1s 时钟脉冲等。 2) 另一类特殊型 M 的通断状态是由用户程序驱动，当其线圈被接通 时，由其接点动作来实现某一特殊功能。例如 M8033 在满足一定条件下， 当 PLC 停止运行时可使输出状态保持不变； M8034 当发生某些情况如电源 故障、压力或温度过高等其状态可使 PLC 输出全部禁止。 应用及指令简介应用及指令简介 4状态器

39、S0S999(十进制)共 1000 点 状态器是 SFC 编程语言的 专用编程器件，用于步进指令和顺序控制。它提供无数对常开常闭接点用 于内部编程，当不用于步进指令时也可当作一般辅助继电器来使用。它也 是种位元件，只能由程序驱动。 上述 1000 个状态器可分为 5 种类型： 1) 初始状态器 S0S9 共 10 点。 2) 回零状态器 S10S19 共 10 点。 3) 普通状态器 S20S499 共 480 点。 4) 保持状态器 S500S899 共 400 点 5) 故障诊断和报警状态器 S900S999 共 100 点(具有失电保持功能)。 5常数 K/H 常数也作为一种软器件处理，

40、而且是一种字元件，因 为无沦在程序中或 PLC 内部存储器中它都占有一定的存储空问。 十进制常 数用 K 表示，如常数 345 表示成 K345，十六进制用 H 表示，如常数 345 表示成 H159。 6定时器定时器 T0T255(十进十进制)共 256 点 PLC 中的定时器作用相当于继电器控制系统中的时间继电器，用于定 时控制，它是种字元件，又具位控作用。上述 256 个定时器可分为两种类 型： (1) 普通型定时器 T0T245，又称为非积算型定时器。它的当前值寄 存器采用普通型 16 位数据寄存器，一旦定时器停止工作，当前值寄存器清 零根据计时分辨率不同，又分为两种： 1) T0T1

41、99 共共 200 点，计时分辨率为点，计时分辨率为 100ms s，计时时间设定范围为 0. l3276. 7s。 2) T200T245 共 46 点，计时分辨率为 10 ms，计时时间设定范围为 0.01327. 67s。 应用及指令简介应用及指令简介 (2) 保持型定时器 T246T255，又称为积算型定时器。其当前值寄存 器采用保持型 16 位数据寄存器。当定时器计时条件满足，计时位置“l” 定时器开始计时，若未达到设定计时值前定时器停止工作，其当前值能保 持，在该定时器再次恢复工作时，当前值寄存器在原有数值基础上累积计 时。根据计时分辨率也可分为两种： l) T246T249共4点

42、。 计时分辨率为1ms， 计时时间设定范围为0.001 32.767s。 2) T250T255 共 6 点。计时分辨率为 100 ms ，计时时间设定范围为 0.l3276. 7s。 在程序设计中，使用定时器时应注意其定时时间设定范围，计时分辨率 不同其定时时间范围也不同。同时注意在定时器输出线圈后紧跟设定值 K 。K 值等于定时时间值(单位为 s) 除以该定时器的计时分辨率。 7计数器 C0C255(十进制)共 256 点 计数器主要用于计数控制。 上述 256 个计数器可分为两大类： (1)内部信号计数器 在执行扫描操作时，对内部软器件(X、Y、M、S、T、 C)的位信号(通断)进行汁数

43、的计数器。为保证计数准确，要求位信号的 接通与断开时间要大于一个扫描周期。 这类计数器有 C0C234 共 235 点， 有四种不同类型： 1) C0C99 为普通型 16 位加计数器，共 100 点。 2) C100C199 为保持型 16 位加计数器，共 100 点。 这两种计数器设定值都在 K1K32767 范围内， 其中 K0 与 K1 含义相 同，即在第一次计数时，其输出接点动作。 计数器与定时器的设定值除了可用常数 K 设定外， (在规定设定范围内) 也可间接通过指定数据寄存器来设定，其设定值可超出规定范围。 、例如将 一个大于规定最大设定值的数用 MOV 指令送入指定数据寄存器，

44、当计数 或计时输入达到指定数据寄存器的设定值时，逻辑线圈置位产生输出。 3) C200C219 为普通型 32 位双向(加减)计数器，共 20 点。 4) C220C234 为保持型 32 位双向计数器，共 15 点。 以上 35 个计数器计数值设定范同为-2147483648+2147483647。 计数 值也有两种设定方法： 直接设定：用常数 K 在上述设定范围内任意设定。 间接设定：指定某两个地址号紧连在一起的数据寄存器 D 的内容为设 定值 32 位计数器又可当作 32 位数据寄存器使用， 但不能用于 16 位指令中 的操作元件。 应用及指令简介应用及指令简介 使用说明如下： 1) 1

45、6 位加计数器：C0-C99 通用型，C100-C199 断电保持型；设定值 范围 1-32767，复位优先。 2) 32 位双向计数器：C200-C219 通用型，C220-C234 断电保持型；设 定值范围-2147483648-+2147483647，其计数方向由 M8200-M8234 设定。 (2)外部信号高速计数器 C235C255 共 21 点。 由于内部信号计数器的计数频率不高(与程序扫描周期的长短相关， 一 般为几十到几百赫)，因此 FX2N 系列 PLC 内部配置自 21 个外部信号高速 计数器，其最高计数频率可达 10kHz。外部计数信号是由高速输入端口 X0X5 输入。

46、每个输入端子只能接一个信号，因此最多只能同时使用 6 个高速计数器。其输入响应时间可通过程序设定(最小 5S)。 以上 21 个高速计数器可分为四种类型： 1) 无启动与复位输入的单相高速计数器 C235C240 共 6 点。 2) 具有启动与复位输入的单相高速计数器 C24lC245 共 5 点。 3) 双向计数高速计数器 C246C250 共 5 点。 4) AB 相高速计数器 C251C256 共 5 点。 8数据寄存器数据寄存器 D0D2999、D8000D8255 共 3256 点数据寄存器是 一种字元件，用以存储各种数据，每个数据寄存器在系统 RAM 区中占用 一个存储单元(16

47、位)，也可用两个地址相邻的字元件串联使用，构成 32 位 数据寄存器 以上 3256 个数据寄存器可分为以下四种类型： (1) 普通型数据寄存器 D0D199 共 200 点 它无失电保持功能。 但在 特殊辅助继电器 M8033 置 l 情况下，PLC 停止运行时能保持其中数据。 (2) 保持型数据寄存器 D200D999 共 800 点 它具有失电保持功 能。无论电源是否接通或 PLC 运行与否，其储存内容不会改变。 (3) 文件寄存器 D1000D2999 共 2000 点 它占用户程序 RAM 区， 用以存放用户专用数据以生成用户数据区。例如存放采集数据、统计计算 数据、多组控制数据(如

48、多种原料配方)等。以 500 点为一组，可用编程器 进行数据的设置或修改， 也可用编程软件进行读、 写操作。 在 PLC 运行中， 不能改写其内容， 但可用 BMOV 指令将其内容送到指定的普通数据寄存器 中。 (4) 特殊用途数据寄存器D80008255共256点 这些数据寄存器内 的数据具有特定含义，在 PLC 运行中有专用用途。与特殊用途辅助继电器 类似，可分为以下两类： 1) 一类特殊用途数据寄存器的内容是由系统程序写入， 用户只能视作 源操作数使用，只能读取而不能改写，例如 D8061D8067 在 PLC 运行中 用于存放出错代码供用户读取，以了解 PLC 的故障原因。 2) 另一

49、类特殊用途数据寄存器的内容是由用户程序写入， 在编制用户 程序时，用户不得将它视作源操作数使用，只能视作目的操作数使用，例 如 D8039 内数据表示恒定扫描周期长短，该值是由用户程序写入(利用 MOV 指令)，当 M8039 状态位 1 时 PLC 就自动将该数据作为恒定扫描周 期来扫描用户程序。 9变址寄存器 V/Z 实际上它是一种 16 位特殊用途数据寄存器。用 于用户程序采用变址寻址方式时存放地址修正量， V、 Z 数据寄存器可以串 联使用，以构成 32 位他数据寄存器，V 为高 16 位，Z 为低 16 位。 10地址指针寄存器 PI P 指针为分支用指针、I 指针为中断用指针。 1

50、) P0P127共128点 作为一种标号用于跳转指令CJ或子程序调用 指令 CALL 的跳转或调用的地址指针。 2) I0I8 共 9 点用于中断服务子程序的地址指针。采用中断技术的用 户程序，在开中断(EI 指令后 DI 指令前)期间，一旦中断响应就停止执行主 程序，直至遇到 IRET 指令再回到原卞程序继续执行下去。FX2系列 PLC 提供两类中断源：一类是外部请求信号的中断源， I0I5 共 6 点，是这 6 个外部中断源的中断指针标号。中断请求信号由高速输入端 X0X5 输入 并要求信号脉冲宽度大于 200S，同时由 CPU 将 X0X7 的输入滤波时 间自动设置在 50S。另一类是以