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2013 年至 2014 年 第 1 学期 第 5、6 周 星期 2、4 课题名称（含教材章节）： 第5章 FX2N系列PLC基本指令 教学目的和要求： 1、了解编程注意事项； 2、掌握PLC的编程元件、基本逻辑指令；并能够编程。 教学重点： PLC的编程元件、基本逻辑指令
教学难点： PLC的编程元件、基本逻辑指令
教 学 内 容 （ 要 点 ） 1、PLC的编程元件 2、基本逻辑指令 3、编程注意事项 4、编程举例
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第5章 FX2N系列PLC基本指令 一、FX2N系列可编程控制器基本组成 三菱公司是日本生产PLC的主要厂家之一。FX2N系列PLC由基本单元、扩展单元、扩展模块及特殊模块单元组成。 基本单元包括：CPU、存储器、输入输出口、及电源。扩展单元用于增加I/O点数的装置，内部有电源，无CPU，必须与基本单元一起使用。扩展模块用于增加I/O点数及改变I/O比例，内部无电源，无CPU，由基本单元或扩展单元供电，必须与基本单元一起使用。特殊功能单元是一些专门用途的装置，位置控制、模拟量控制、计算机通讯等。 扩展单元为E；扩展模块也是E，X表示输入；YR表示继电器输出；YS为双几晶闸管输出；YT为晶体管输出。 二、PLC的编程器件概述 PLC内部有许多具有不同功能的器件，实际上这些器件是由电子电路和存储器组成的。例如输人继电器X是由输人电路和映象输入接点的存储器组成；输出继电器Y是由输出电路和映象输出接点的存储器组成；定时器T、计数器C、辅助继电器M、状态器S、数据寄存器D、变址寄存器V／Z等都是由存储器组成的。为了把它们与通常的硬器件区分开，我们通常把上面的器件称为软组件，是等效概念抽象模拟的器件，并非实际的物理器件。 从工作过程看，我们只注重器件的功能，按器件的功能给名称，例如输人继电器X、输出继电器Y等，而且每个器件都有确定的地址编号，这对编程十分重要。 FX2N系列PLC软组件的编号分为两部分，第一部分用一个字母代表功能，如输人继电器用“X”，表示，输出继电器用“Y”表示，第二部分用数字表示该类软组件的序号，输入、输出继电器的序号为八进制，其余软组件序号为十过制。 从软组件的最大序号可以了解可编程控制器可能具有的某类器件的最大数量。例如表6—10中输入继电器的编号范围为X000—X267，为八进制编号，则可知道FX2N系列PLC的输人接点数最多可达到184点。这是以CPU所能接人的最大输入徐 州 工 程 学 院 教 案 纸
信号数量来表示的，并不是一台具体的基本单元或扩展单元所具有的输入接点的数量。 软组件的使用主要体现在程序中，一般可认为软组件和继电接触器类似，具有线困和常外常闭触点。触点的状态随线圈的状态而变化，当线圈通电时，常开触点闭合，常闭触点断开，当线圈断电时，常闭接通，常开断开。 与继电接触器不同的是： 一是软组件作为计算机的存储单元，从本质上来说，某个组件被选中，只是这个组件的存储单元置1，未被选中存储单元置0，且可以无限次地访问，可编程控制器的软组件可以有无数多个常开、常闭触点。 二是作为计算机的存储单元，每个单元是一位，称为位组件，可编程控制器的位组件可以组合使用，表示数据的位组合组件及字符件，例如K4Y000，表示Y000—Y017组合为一个16位的字符件。 三、FX27系列PLC编程器件 (一)输入输出继电器 输入与输出继电器的地址早是指基本单元的固有地址号和扩展单元分配的地址号，为八进制编号。其分配方法如表6—10所示。基本单元为X000——X077，可以扩展到X267。 输入继电器与PLC的输入端相连，是PLC接收外部开关信号的接口。与输入端子连接的输入继电器是光电隔离的电子继电器，其线圈、常开接点、常闭接点与传统硬继电器表示方法一样，如图2—6左边所示。这里常开接点、常闭接点的使用次数不限，这些接点在PLC内可以自由使用。 输出继电器的外部输出接点连接到PLC的输出端子上，输出继电器是PLC是用来传送信号到外部负载的元件，如图2—6右边所示。每一个输出继电器有一个外部输出的常开接点。而内部的软接点，不管是常开还是常闭，都可以无限次的自由使用。 可编程控制器在执行程序中，采用的是成批输入输出方式(也称刷新方式)。输入滤波器与输出元器件的驱动时间及运算时间会造成响应滞后，但可以调节。 1、输入处理 可编程控制器在执行程序前，将可编程控制器的整个输入端子的ON／OFF状态读人到输入元件映像寄存器中，在执行程序中，即使输入变化，输人数据存储器的内容也不变，而要在下一个周期的输入处理时，才读入这种变化。 从具有数字滤波器的输入端子(X000—X017)输入的信息，输入滤波器会造成响应滞后(约10ms)。(输入滤波器滤波时间可用可编程控制器的程序进行修改) 徐 州 工 程 学 院 教 案 纸
2、程序处理 可编程控制器根据程序存储器中的指令，从输人元件映像寄存器中读入输入继电器的值，从输出元件映像寄存器中读入输出继电器的值，从元件映像寄存器中读出其它软组件的数据存储器中读出ON／OFF状态，从0步起进行顺序运算，将结果写人数据存储器。 因此，各软组件的数据存储器会随着程序的执行逐步改变其内容。辅出继电器的内部触点根据输出数据存储器的内容执行动作。 3、输出处理 所有命令执行结束时，从输出映像寄存器读出输出继电器的值，向输出锁存存储器传送输出数据存储器的ON／OFF状态，再从锁存器传送到输出端口，作为可编程控制器的实际输出。 (二)辅助继电器 类似于中间继电器，用M表示。 PLC内部有很多辅助继电器，它的常开常闭接点在PLC内部编程时可以无限次的自由使用。辅助继电器线圈只能被可编程控制器内的各种软组件的触点驱动，但是这些接点不能直接驱动外部负载，外部负载必须由输出继电器的外部接点来驱动。 可编程控制器内有很多辅助继电器，可分为普通用途、停电保持用途及特殊用途辅助继电器三大类，其地址号(按十进制)分配如表6—11所示。 1、普通用途辅助继电器 普通用途辅助继电器按十进制地址编号MO～M499共500点。 2、停电保持辅助继电器 M500～M1023(524点)。 PLC在运行中若发生停电，输出继电器和普通用途辅助继电器全部成为断开状态。上电后，除了PLC运行时被外部输入信号接通的以外，其它仍断开。不少控制系统要求保持断电瞬间状态。断电保持辅助继电器就是用于此场合，断电保持是由PLC内装锂电池支持的。 3、特殊辅助继电器 M8000～M8255(256点) ①触点利用型特殊辅助继电器。线圈由PLC自动驱动，用户只可以利用其触点。例如： M8000为运行监控用，PLC运行时M8000接通。 M8002为仅在运行开始瞬间接通的初始脉冲特殊辅助继电器。 M8012为产生l00ms时钟脉冲的特殊辅助继电器。 徐 州 工 程 学 院 教 案 纸
②线圈驱动型特殊辅助继电器， 用户激励线圈后，PLC作特定动作，例如： M8030为锂电池电压指示灯特殊辅助继电器，当锂电池电压跌落时，M8030动作，指示灯亮，提醒PLC维修人员，需要赶快调换锂电池了。 M8033为PLC停止时输出保持特殊辅助继电器。 M8034为禁止全部输出特殊辅助继电器。 M8039为定时扫描特殊辅助继电器。 需要说明的是未定义的特殊辅助继电器不可在用户程序中使用。辅助继电器的常开常闭接点在PLC内部可无限次的自由使用 (三)状态器 状态器S是构成状态转移图的重要软器件，它与后述的步进顺控指令配合使用。通常状态器软器件有下面五种类型： 状态器的常开和常闭接点在PLC内可以自由使用，且使用次数不限。不用步进顺控指令时，状态器S可以作为辅助继电器M在程序中使用。 (四)定时器 T0～T255 定时器T在PLC中的作用相当于一个时间继电器，它有一个设定值寄存器(一个字长)，一个当前值寄存器(一个字长)以及无限个接点(一个位)。对于每一个定时器，这三个量使用同一地址编号名称，但使用场合不一样，其所指也不一样。通常在一个PLC中有几十至数百个定时器T。 1．定时器的动作及地址编号