1、2022-5-4第三章 PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理1第3章 PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理3.1 PLC的組成 3.1.1 概述 3.1.2 初步認識可編程控制器（PLC）3.2 PLC的基本工作原理 3.2.1 PLC的等效電路 3.2.2 PLC的工作過程 3.2.3 PLC的接線圖和梯形圖的繪制方法 3.2.4 串行工作方式對梯形圖控制結(jié)果的影響3.3 PLC的輸入輸出接口電路 3.3.1 開關(guān)量輸入接口模塊 3.3.2 開關(guān)量輸出接口模塊3.4 FX2N型PLC的配制 3.4.1 FX2N型PLC的主要種類及型號 3.4.2 FX2N型PLC的產(chǎn)品規(guī)格3.5 PLC中的軟元件 3.5.1

2、輸入、輸出繼電器（X、Y） 3.5.2 輔助繼電器（M） 3.5.3 狀態(tài)繼電器（S） 3.5.4 定時器（T） 3.5.5 計數(shù)器（C） 3.5.6 數(shù)據(jù)寄存器（D） 3.5.7 指針（P）、（I）習題 2022-5-4第三章 PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理23.1 PLC的組成的組成3.1.1 概述概述可編程序控制器(Programmable Controller)，簡稱PC，為了與個人計算機(Personal Computer)的PC相區(qū)別，又稱可編程邏輯控制器(Programmable Logic Controller) ，簡稱PLC。在國內(nèi)市場上，歐洲的代表是西門子公司，日本的代表是三菱

3、和歐姆龍公司，美國的代表是AB與GE公司。本書主要介紹三菱公司生產(chǎn)的FX2N型PLC的基本組成，原理與應(yīng)用。在了解PLC工作原理與特點的基礎(chǔ)上，重點介紹小型PLC的應(yīng)用技術(shù)。包括小型PLC的硬件與系統(tǒng)構(gòu)成、基本性能、指令與編程方法、控制系統(tǒng)的硬件與軟件的設(shè)計方法、系統(tǒng)的安裝與調(diào)試等 。PLC實質(zhì)上是一種工業(yè)控制計算機 。在初次學(xué)習PLC的控制原理時，可以先不必從計算機的角度上去理解它，而把它當作一個由各種控制功能的繼電器、開關(guān)等控制元件組成的控制裝置來看待。 3.1.2 初步認識可編程控制器初步認識可編程控制器(PLC)輸入端子輸入信號燈輸出端子輸出信號燈編程電纜運行開關(guān)電源指示燈運行指示燈電

4、池指示燈出錯指示燈擴展端口鋰電池FX2N型型PLC外觀外觀圖3- 1 FX2N型PLC的外形2022-5-4第三章 PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理4各種類型的PLC2022-5-4第三章 PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理5中、大型PLC的結(jié)構(gòu)外型中、大型PLC的結(jié)構(gòu)外型，它通常采用積木式結(jié)構(gòu)，可以根據(jù)需要將各種標準模塊進行搭接，常用的模塊有電源模塊、CPU模塊、輸入模塊、輸出模塊以及各種特殊模塊。 圖3- 2中、大型PLC的結(jié)構(gòu)外型2022-5-4第三章 PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理63.2 PLC的基本工作原理 3.2.1 PLC的等效電路在PLC中有大量的、各種各樣的繼電器，如輸入繼電器(X)、輸出繼

5、電器(Y)、輔助繼電器(M)、定時器(T)、計數(shù)器(C)等。不過這些繼電器不是真正的繼電器，而是用計算機中的存儲器來模擬的，我們把它叫作軟繼電器。存儲器中的某一位就可以表示一個繼電器，這種繼電器也叫位繼電器。儲器中的一位有兩種狀態(tài)：“0”和“1”。我們用0表示繼電器失電，用1表示繼電器得電。把“0”或 “1”寫入存儲器中的某一位就表示對應(yīng)的繼電器線圈失電或得電。讀出該存儲器某位的值為0時，表示對應(yīng)繼電器的常開接點斷開；為1時，表示對應(yīng)繼電器的常開接點閉合。而常閉接點的值是對存儲器位的取反。讀存儲器的次數(shù)是不受限制的，所以一個位繼電器的接點從理論上講是無窮多的。2022-5-4第三章 PLC的基

6、本結(jié)構(gòu)和工作原理7為了區(qū)別常規(guī)控制電路和PLC控制電路(通常叫梯形圖)，PLC一般用專用圖形符號來表示，如表3-1所示，其中可編程序控制器的繼電器線圈可有多種畫法。常開接點常閉接點繼電器線圈常規(guī)電器可編程序控制器可編程序控制器圖形符號可編程序控制器圖形符號表3- 1常規(guī)電器和可編程序控制器的圖形符號對照 2022-5-4第三章 PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理8輸入部分元件熱繼電器FR、停止按鈕SB1、起動按鈕SB2；中間邏輯部分元件中間繼電器KA、時間繼電器KT；輸出執(zhí)行部分元件接觸器KM1、KM2。電動機降壓電動機降壓起動控制動控制圖3- 3 圖2-16自耦變壓器降壓起動控制電路UVWML1 L

7、2 L3KM1KM2QSFUFRKM2TSB1SB2KM1KAKTKM1 KM2KTFRKM1 KAKA2022-5-4第三章 PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理9用用PLC控制電動機降壓控制電動機降壓起動控制動控制X0X1X2Y0Y1Y0Y0T0K50T0M0M0M0X0X1X2FRSB1SB2 24V COM 梯形圖X0X1X2Y0Y1COM1220VKM1KM2+-輸入量輸出量邏輯部分電路可編程控制器輸入部分電路輸出部分電路Y0Y1圖3- 4 PLC等效控制電路2022-5-4第三章 PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理103.2.2 LC的工作過程圖3- 5 PLC等效電路工作過程示意圖X0X1X2Y0

8、Y1Y0Y0T0K50T0M0M0M0X0X1X2X3X4X27X25X26FRSB1SB224VCOM 輸入映像寄存器輸出鎖存器元件映像寄存器輸出繼電器輔助繼電器狀態(tài)繼電器定時器計數(shù)器Y0Y1Y2Y3Y267 M8255 S999 T255 C256M0M1M2M3S0S1S2S3T0T1T2T3C0C1C2C3Y0Y1Y2Y3Y0Y1Y2Y3Y27輸出（驅(qū)動）繼電器輸出繼電器接點Y27123456789101112COM1220VKM1KM2梯形圖可編程控制器內(nèi)部等效電路輸入端接線輸出端接線X0X1X2X3X4X27X25X26輸入采樣程序處理結(jié)果輸出Y4COM2 END一個掃描周期202

9、2-5-4第三章 PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理11梯形圖的過程可分為以下三個階段：輸入采樣階段 程序處理階段輸出刷新結(jié)果輸出階段PLC完成上述3個階段稱為一個掃描周期。PLC反復(fù)不斷地執(zhí)行上述過程。掃描周期的長短和PLC的運算速度和工作方式有關(guān)，但主要和梯形圖的長度及指令的種類有關(guān)，一個掃描周期的時間大約在幾毫秒到幾百毫秒之間。 PLC執(zhí)行梯形圖 (讀程序) 是一步一步進行的，所以它的邏輯結(jié)果也是由前到后逐步產(chǎn)生的，為串行工作方式。常規(guī)電器的控制電路中所有的控制電器都是同時工作的，在通電和得電順序上不存在先后的問題，為并行工作方式。3.2.2 LC的工作過程2022-5-4第三章 PLC的基本結(jié)

10、構(gòu)和工作原理123.2.3 PLC的接線圖和梯形圖的繪制方法梯形圖采用水平布置畫法，梯形圖最左邊的豎線叫作左母線，右邊的豎線叫作右母線，右母線可以省略不畫，左右母線相當于電源線。畫梯形圖時應(yīng)注意 ：1 梯形圖中的連接線(相當于導(dǎo)線)不能相互交叉，并且只能 水平或垂直繪制，2 梯形圖中的接點一般只能水平繪制，不能垂直繪制，3 各種繼電器線圈只能與右母線連接，不能與左母線連接，4 接點不能與右母線連接，5 接點中的“電流”只的從左向右單方向流動，不能出現(xiàn)反向流動的現(xiàn)象。2022-5-4第三章 PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理13圖3- 6 PLC的接線圖和梯形圖X0X1X2Y0Y1Y0Y0T0K50T0

11、M0M0M0Y2Y3Y4Y0Y1Y0Y1FRSB1SB2COM X0X1X2COM1220VKM1KM2Y0Y1Y2Y3Y4COM2KM1KM2HL1HL2HL36V(b)PLC接線圖(c)PLC控制梯形圖UVWML1L2L3KM1KM2QSFUFRKM2T(a)主電路圖2022-5-4第三章 PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理143.2.4 串行工作方式對梯形圖控制結(jié)果的影響梯形圖中繼電器線圈的接點在線圈之前和在線圈之后，對它的控制結(jié)果可能是有影響的。X1X2X1Y0Y1Y0Y1X1X2X1Y0Y1Y0Y1(a)(b)先執(zhí)行先執(zhí)行后執(zhí)行后執(zhí)行圖3- 7 接點前后順序?qū)μ菪螆D控制的影響2022-5-4

12、第三章 PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理15點動控制的電路圖和梯形圖KMKMSB1SB2SB3(a)點動控制電路圖(b)點動控制梯形圖X1X2X3Y0X3Y0圖3- 8 點動控制的電路圖和梯形圖X1X2M0Y0X3Y0X3M0圖3- 9 接點順序的調(diào)整 2022-5-4第三章 PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理163.3 PLC的輸入輸出接口電路 PLC的輸入輸出接口電路是與外部控制電路聯(lián)絡(luò)的主要通道。輸入輸出接口模塊在設(shè)計時采取了光電隔離、濾波等抗干擾措施，以提高PLC工作的可靠性，對各種型號的輸入輸出接口模塊，我們可以把它們以不同形式進行歸類。按照信號的種類歸類有直流信號輸入、輸出，交流信號的輸入、輸出

13、；按照信號的輸入、輸出形式分有數(shù)字量輸入、輸出，開關(guān)量輸入、輸出，模擬量輸入輸出。下面通過開關(guān)量輸入、輸出模塊來說明外部設(shè)備與CPU的連接方式。2022-5-4第三章 PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理173.3.1 開關(guān)量輸入接口模塊輸入形式有兩種：源型(公共端COM接極)和漏型(公共端COM接極)。我國一般采用漏型輸入形式。開關(guān)量輸入設(shè)備也有兩種型式：一種是無源開關(guān)，如各種按鈕、繼電器接點、控制開關(guān)等；一種是有源開關(guān)，如各種接近開關(guān)、傳感器、編碼器、光電開關(guān)等。圖3- 10 PLC的開關(guān)量輸入接口電路 5V24V()3.3KX0X1同上COM光電耦合器濾波器X27信號燈24VPLC輸入繼電器X0的

14、內(nèi)部電路輸入繼電器X1的內(nèi)部電路24V()S1S2S3R1R2R3R4R5R6CHN2022-5-4第三章 PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理18PLC漏型輸入的外部接線圖3- 11 PLC漏型輸入的外部接線X0X1COMX324VX23.3K24V輸入繼電器X的內(nèi)部簡化電路X4接近開關(guān)接近開關(guān)限位開關(guān)按鈕繼電器接點3.3K3.3K3.3K3.3K2022-5-4第三章 PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理193.3.2 開關(guān)量輸出接口模塊開關(guān)量輸出模塊通常有三種形式：繼電器輸出可驅(qū)動直流30V或交流250V負載，驅(qū)動負載大，但響應(yīng)時間慢。常用于各種電動機、電磁閥、信號燈等負載的控制。晶體管輸出屬直流輸出，能驅(qū)

15、動530V直流負載，驅(qū)動負載較小，但響應(yīng)時間快。多用于電子線路的控制。雙向晶閘管輸出為交流輸出。能驅(qū)動85240V交流負載。驅(qū)動負載較大，響應(yīng)時間較慢。COM1Y0Y1Y2Y3PLC負載電源FUCOM1Y0Y1Y2Y3PLC負載電源FUCOM1Y0Y1Y2Y3PLC負載電源FU+-繼電器輸出晶體管輸出雙向晶閘管輸出2022-5-4第三章 PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理203.3.2 開關(guān)量輸出接口模塊光電耦合器R1R2R3R4V1V2KAY0COM1輸出鎖存器+24VH信號燈圖3- 12 PLC的開關(guān)量繼電器輸出接口電路2022-5-4第三章 PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理213.4 FX2N型PLC

16、的配制 3.4.1 FX2N型PLC的主要種類及型號1、FX2N型PLC的主要種類FX2N型PLC按品種可分為： 基本單元由內(nèi)部電源、內(nèi)部輸入輸出、內(nèi)部CPU和內(nèi)部存儲器組成，只有基本單元可以單獨使用，當輸入輸出點數(shù)不足時可以進行擴展。 擴展單元由內(nèi)部電源、內(nèi)部輸入輸出組成，需要和基本單元一起使用。擴展模塊由內(nèi)部輸入輸出組成，自身不帶電源，由基本單元、擴展單元供電，需要和基本單元一起使用。特殊擴展設(shè)備可分為三類： 特殊功能板用于通信、連接和模擬量設(shè)定等， 特殊模塊主要有模擬量輸入輸出、高速計數(shù)、脈沖輸出、接口等模塊， 特殊單元用于定位脈沖輸出。2022-5-4第三章 PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理

17、222、FX2N型PLC的型號FX2N型PLC的型號可表示如下：FX2N128 M R001 PLC系列名稱， 輸入和輸出點數(shù)總和，128為64點輸入和64點輸出， 單元種類：M基本單元，E輸入輸出混合擴展模塊及擴展單元，EX輸入專用擴展模塊，EY輸出專用擴展模塊， 輸出型式：R繼電器輸出，S晶閘管輸出，T晶體管輸出， 其它區(qū)分：001專為中國推出的產(chǎn)品。2022-5-4第三章 PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理233.4.2 FX2N型PLC的產(chǎn)品規(guī)格表3- 4基本單元一覽表輸入輸出點數(shù)輸入點數(shù)輸出點數(shù)FX2N型PLCAC電源，DC輸入繼電器輸出晶閘管輸出晶體管輸出1688FX2N16MR001FX

18、2N16MS001FX2N16MT001321616FX2N32MR001FX2N32MS001FX2N32MT001482424FX2N48MR001FX2N48MS001FX2N48MT001643232FX2N64MR001FX2N64MS001FX2N64MT001804040FX2N80MR001FX2N80MS001FX2N80MT0011286464FX2N128MR001FX2N128MT0012022-5-4第三章 PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理243.4.2 FX2N型PLC的產(chǎn)品規(guī)格表3- 5擴展單元一覽表輸入輸出點數(shù)輸入點數(shù)輸出點數(shù)AC電源，DC輸入繼電器輸出晶閘管輸出晶體

19、管輸出321616FX2N32ERFX2N32ESFX2N32ET482424FX2N48ERFX2N48ET2022-5-4第三章 PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理253.4.2 FX2N型PLC的產(chǎn)品規(guī)格表3- 6擴展模塊一覽表輸入輸出點數(shù)輸入點數(shù)輸出點數(shù)輸入繼電器輸出晶閘管輸出晶體管輸出輸入信號電壓連接形式8(16)4(8)4(8)FX0N-8ERDC24V橫端子臺880FX0N-8EXDC24V橫端子臺808FX0N-8EYRFX0N-8EYT橫端子臺16160FX0N-16EXDC24V橫端子臺16016FX0N-16EYRFX0N-16EYT橫端子臺16160FX2N-16EXDC24V

20、橫端子臺16016FX2N-16EYRFX2N-16EYTFX2N-16EYS橫端子臺注：( )中的數(shù)字為擴展設(shè)備占用點數(shù)， 控制電源(DC5V)由由基本單元或擴展單元供電。2022-5-4第三章 PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理263.5 PLC中的軟元件 在PLC中軟元件有三種類型。第一種為位元件，PLC中的輸入繼電器X、輸出繼電器Y、輔助繼電器M和狀態(tài)繼電器S為位元件。存儲單元中的一位表示一個繼電器，其值為“0”或“1”，“0”表示繼電器失電，“1”表示繼電器得電。第二種為字元件，最典型的字元件為數(shù)據(jù)寄存器D，一個數(shù)據(jù)寄存器可以存放16位二進制數(shù)，兩個數(shù)據(jù)寄存器可以存放32位二進制數(shù)，在PLC

21、控制中用于數(shù)據(jù)處理。定時器T和計數(shù)器C也可以作為數(shù)據(jù)寄存器來使用。第三種為位與字混合元件，如定時器T和計數(shù)器C，它們的線圈和接點是位元件，它們的設(shè)定值寄存器和當前值寄存器為字元件。2022-5-4第三章 PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理273.5.1 輸入、輸出繼電器(X、Y)表3- 9 輸入繼電器和輸出繼電器元件分配表型號FX2N16MFX2N32MFX2N48MFX2N64MFX2N80MFX2N128M擴展時輸入繼電器X0X78點X0X1716點X0X2724點X0X3732點X0X4740點X0X7764點X0X267184點輸出繼電器Y0Y78點Y0Y1716點Y0Y2724點Y0Y373

22、2點Y0Y4740點Y0Y7764點Y0Y267184點輸入繼電器(X)和輸出繼電器(Y) 在PLC中各有184點，采用八進制編號。輸入繼電器編號為：X0X7、X10X17、X20X27X267。輸出繼電器編號為：Y0Y7、Y10Y17、Y20Y27Y267。但輸入繼電器和輸出繼電器點數(shù)之和不得超過256，如接入特殊單元、特殊模塊時，每個占8點，應(yīng)從256點中扣除。2022-5-4第三章 PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理28例例3-1用PLC控制一個電熱水箱，如圖3-13所示，電熱水箱用3KW電加熱器燒水，用2個水位開關(guān)檢測水位。控制要求：首先進水電磁閥得電打開，進水，當水位高于水位開關(guān)1時，加熱器

23、得電開始加熱，當水位高于水位開關(guān)2時，進水電磁閥失電關(guān)閉，當加熱器加熱到100度時停止，放水電磁閥得電將放水閥打開，水龍頭可以放水。當水位低于水位開關(guān)1時，加熱器不得加熱，進水電磁閥重新得電開始進水。進水時放水電磁閥關(guān)閉。水溫開關(guān)加熱器水位開關(guān)1水位開關(guān)2進水電磁閥放水電磁閥水龍頭水箱圖3- 13 電熱水箱示意圖2022-5-4第三章 PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理29電熱水箱PLC的控制UX0X1X2Y0Y1Y2COMCOM1PLCSL1SL2STYV1YV2KM水溫開關(guān)水位開關(guān)1水位開關(guān)2進水電磁閥放水電磁閥HL加熱接觸器放水信號燈(a) PLC接線圖Y0Y1Y2X0X1X1X0Y0Y0進水電

24、磁閥放水電磁閥加熱接觸器放水信號燈水溫開關(guān)水位開關(guān)1水位開關(guān)2(b) 梯形圖X2水位開關(guān)1圖3- 14電熱水箱的控制2022-5-4第三章 PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理303.5.2 輔助繼電器(M)輔助繼電器(M)相當于中間繼電器，它只能在內(nèi)部程序(梯形圖)中使用，不能對外驅(qū)動外部負載，在梯形圖用于邏輯變換和邏輯記憶作用。輔助繼電器有通用輔助繼電器、斷電保持輔助繼電器和特殊輔助繼電器。 通用輔助繼電器的元件編號為M0M499，共500點。它和普通的中間繼電器功能一樣，運行時如果通用輔助繼電器線圈得電，當電源突然中斷時線圈失電，若電源再次接通時，線圈仍失電。可通過參數(shù)設(shè)定將其改為斷電保持輔助繼電

25、器。斷電保持輔助繼電器的元件編號為M500M3071其中M500M1023共524點，可通過參數(shù)設(shè)定將其改為通用輔助繼電器。M1024M3071共2048點，為專用斷電保持輔助繼電器。其中M2800M3071用于上升沿，下降沿指令的接點時，有一種特殊性。 2022-5-4第三章 PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理31例例3-2用傳送帶運送產(chǎn)品。傳送帶由三相鼠籠型電動機控制，在傳送帶末端安裝一個限位開關(guān)SQ，工人在傳送帶首端放好產(chǎn)品，按下起動按鈕，傳送帶開始運行。當產(chǎn)品到達傳送帶末端并超過限位開關(guān)（即產(chǎn)品全部離開傳送帶）時，皮帶停止。電動機產(chǎn)品SQM傳送帶限位開關(guān)圖3- 15 傳送帶示意圖2022-5-

26、4第三章 PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理32傳送帶PLC控制接線圖和梯形圖圖3- 16 傳送帶PLC控制接線圖和梯形圖例例3-3 在例3-2用傳送帶傳運送產(chǎn)品控制中，在停電之后再來電時傳送帶不會自行起動。現(xiàn)要求停電之后再來電時傳送帶能夠繼續(xù)工作，試畫出對應(yīng)的梯形圖。圖3- 17傳送帶PLC控制梯形圖 M0X1Y0X2X0M0Y0COM1KMUX0X1X2SB1SB2SQX2Y0起動停止限位開關(guān)COM電動機(a)PLC接線圖(b)梯形圖M0X1M500X2X0M0X2M500Y0M5002022-5-4第三章 PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理33例例3-4一輛小車在一條線路上運行，如圖3-18所示。線路上

27、有15共5個站點，每個站點各設(shè)一個行程開關(guān)和一個呼叫按鈕。要求無論小車在哪個站點，當某一個站點按下按鈕后，小車將自動行進到呼叫點。試用PLC對小車進行控制。 圖3- 18 小車行走示意圖SB1SB2SB3SB4SB5SQ1SQ2SQ3SQ4SQ5呼叫按鈕行程開關(guān)小車X1X2X3X4X5X11X12X13X14X152022-5-4第三章 PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理34小車行走PLC控制圖 圖3- 19 小車行走PLC控制圖 Y1Y0KM1KM2COM1X1X2X3X4X5X11X12X13X14X15PLCSB1SB2SB3SB4SB5SQ1SQ2SQ3SQ4SQ5(b) 小車呼叫PLC接線圖

28、后退前進站點1站點2站點3站點4站點5呼叫按鈕1呼叫按鈕2呼叫按鈕3呼叫按鈕4呼叫按鈕5KM1KM2UUVWML1 L2 L3KM1KM2QSFUFR(a)主電路LNFU1FRCOM2022-5-4第三章 PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理35小車行走PLC控制圖 圖3- 19 小車行走PLC控制圖 Y0Y0Y1ENDX14X13X12X11Y1X15X14X13X12M4M3M2M1M5M4M3M2X15X14X5X4M5M4M3X13X3M2X12X2M1M5M4M3M2M1X11X1(c)梯形圖后退前進2022-5-4第三章 PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理363、特殊輔助繼電器特殊輔助繼電器的元件編

29、號為M8000M8255，共有256點。特殊輔助繼電器通常分為兩大類。 (1)接點型(只讀型)特殊輔助繼電器此類輔助繼電器的接點由PLC定義，在用戶程序中只可直接使用其觸點。下面介紹幾種常用的接點型特殊輔助繼電器的定義和應(yīng)用實例。M8000：運行監(jiān)控。常開接點，PLC在運行(RUN)時接點閉合。M8002：初始化脈沖。常開接點，僅在PLC運行開始時接通一個掃描周期。M8005：鋰電池電壓降低。鋰電池電壓下降至規(guī)定值時接點閉合，可以用它的觸點和輸出繼電器驅(qū)動外部指示燈，以提醒工作人員更換鋰電池。M8011M8014分別為10 mS、100 mS、1 S、1min時鐘脈沖。占空比均為0.5。例M8

30、013為1秒鐘時鐘脈沖，該接點為0.5秒接通，0.5秒斷開。 Y0M8000Y1M8013M8005M500M8002X2M500PLC運行時信號燈亮鋰電池沒電時信號燈閃亮PLC運行時斷開M500圖3- 20接點型特殊輔助繼電器應(yīng)用舉例2022-5-4第三章 PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理37(2)線圈型(可讀可寫型)特殊輔助繼電器這類特殊輔助繼電器由用戶程序控制其線圈，當其線圈得電時能執(zhí)行某種特定的操作。如：M8033、M8034的線圈等。M8030：M8030的線圈得電時，PLC面板上的鋰電池電壓降低指示燈熄滅。M8033：M8033的線圈得電時，在PLC停止(STOP)時，元件映象寄存器中(

31、Y、M、C、T、D等)的數(shù)據(jù)仍保持。M8034：線圈得電時全部輸出繼電器失電不輸出。M8035：強制運行(RUN)模式。M8036：強制運行(RUN)指令。M8037：強制停止(STOP)指令。M8039：線圈得電時，PLC以D8039中指定的掃描時間工作。這類繼電器不僅可以用其線圈，也可以用其接點。M8030M8000Y0X1X2Y0PLC停止運行時電動機Y0仍正常工作電動機M8034X0X3M8034當X0動作時M8034得電自鎖全部輸出繼電器Y不輸出鋰電池沒電時面板的信號燈不亮M8033圖3- 21線圈型特殊輔助繼電器應(yīng)用舉例2022-5-4第三章 PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理38用特殊輔

32、助繼電器控制PLC的運行和停止M8035M8036PLCCOMX0RUN/SROPRUNSROPM8035M8036PLCCOMX0M8037X0M8000X1X1SB1SB2(b)用開關(guān)控制PLC的運行和停止(a)用按鈕控制PLC的運行和停止SA圖3- 22 用特殊輔助繼電器控制PLC的運行和停止2022-5-4第三章 PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理393.5.3 狀態(tài)繼電器(S)狀態(tài)繼電器(S)主要用于步進順序控制。狀態(tài)繼電器有3種類型。元件編號范圍為S0S 999。1、通用型狀態(tài)繼電器：S0S 499共500點，其中S0S9共10點用于初始狀態(tài)，S10S19共10點用于回零狀態(tài)。通用型狀態(tài)繼

33、電器沒有失電保持功能。2、失電保持型狀態(tài)繼電器：S500S899共00點，在失電時能保持原來的狀態(tài)不變。3、報警型狀態(tài)繼電器：S900S999共100點，失電保持型，它和功能指令A(yù)NS、ANR等配合可以組成各種故障診斷電路，并發(fā)出報警信號。利用外部設(shè)備（如編程軟件或編程器）進行參數(shù)設(shè)定，可改變其狀態(tài)繼電器的失電保持的范圍。狀態(tài)繼電器如果不用于步進指令編程，也可以當作輔助繼電器使用，使用方法和輔助繼電器一樣。2022-5-4第三章 PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理403.5.4 定時器(T)定時器相當于通電延時型時間繼電器，在梯形圖中起時間控制作用。 FX2N系列PLC給用戶提供了256個定時器，其編

34、號為T0T255。定時器按時鐘脈沖分有1ms、10 ms、100 ms三擋。表3- 10 定時器的類型16位定時器（設(shè)定值K0K32767）（共256點）通用定時器T0T199（共200點）100 ms 時鐘脈沖（Tl 92T199中斷用）T200T245（共46點）10 ms時鐘脈沖，積算定時器T246T249(共4點)1 ms時鐘脈沖(執(zhí)行中斷電池備用)T250T255(共6點)100ms時鐘脈沖(電池備用)2022-5-4第三章 PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理411、定時器的基本用法、定時器的基本用法T200K123Y0X0T2001.23秒Y0X0T200通用型定時器圖3- 23 通用定時

35、器T250K123Y0X0T25012.3秒Y0X0T250RSTT250X1X1積算型定時器圖3- 24 積算定時器2022-5-4第三章 PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理422、定時器設(shè)定值的設(shè)定方法、定時器設(shè)定值的設(shè)定方法(1) 常數(shù)設(shè)定方法：用于固定延時的定時器，如圖3- 23 和圖3- 24的設(shè)定值均為十進制常數(shù)設(shè)定。(2) 間接設(shè)定方法：一般用數(shù)據(jù)寄存器D存放設(shè)定值，數(shù)據(jù)寄存器D中的值可以是常數(shù)，也可以是用外部輸入開關(guān)或數(shù)字開關(guān)輸入的變量，間接設(shè)定方法靈活方便，但是一般需要占用一定數(shù)量的輸入量。(3) 機能擴充板設(shè)定方法：用FX2N-8AV-D型機能擴充板，安裝在PLC基本單元上，擴充板

36、上有8個可變電阻旋鈕可以輸入8點模擬量，并把模擬量轉(zhuǎn)換成8位二進制數(shù)(0255)。當設(shè)定值大于255時，可以用乘法指令(MUL)乘以一個常數(shù)使之變大作為定時器的設(shè)定值。編程方法詳見功能指令VRRD。2022-5-4第三章 PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理43定時器設(shè)定方式MOVK100D5MOVK500D5T10X0X1D5X1VRRDK0D2T5X0D2X1(b)輸入間接設(shè)定(c)機能擴充板設(shè)定T100K20X0(a)直接設(shè)定圖3- 25 定時器設(shè)定方式2022-5-4第三章 PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理443、定時器的誤差、定時器的誤差圖3- 26定時器的誤差ENDT0T0T0123n掃描周期T0

37、到2.4秒到2.4秒K24X1100msT0計時開始T0第1次計數(shù)點n+1 n+2abb1b2a1a2計時值刷新點T0第2次計數(shù)點（a）梯形圖（b）掃描周期誤差（c）計數(shù)脈沖誤差2022-5-4第三章 PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理45定時器的誤差定時器的誤差可以表示如下：T 2T0 T0：掃描周期 ：與1mS、10mS、100mS定時器對應(yīng)，分別是1.5mS、15mS、150mS T：定時器設(shè)定值在子程序與中斷程序中應(yīng)采用T192T199定時器。如果在子程序與中斷程序中采用1 mS型累積定時器T246T249，當線圈得電時，采用中斷工作方式對1 mS時鐘脈沖進行計數(shù)，當達到設(shè)定值時，在執(zhí)行最初線

38、圈指令時接點動作。2022-5-4第三章 PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理464、典型定時器應(yīng)用梯形圖、典型定時器應(yīng)用梯形圖(1) 斷電延時型定時器 (2) 通斷電均延時型定時器 X0Y0T0X0Y0TOK50X0Y05S圖3- 27斷電延時型定時器T0K20X0Y0T1T1K30T0X0Y03S2SX0Y0圖3- 28通斷電均延時型定時器2022-5-4第三章 PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理474、典型定時器應(yīng)用梯形圖、典型定時器應(yīng)用梯形圖(3) 定時脈沖電路(4)震蕩電路T0T0K40M0T0T0K40M0T04S4S4S定時脈沖電路1定時脈沖電路2圖3- 29定時脈沖電路Y0Y0T0T0Y0T0T

39、0K10Y01S1S1S1SX0X0T0圖3- 30 震蕩電路2022-5-4第三章 PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理484、典型定時器應(yīng)用梯形圖、典型定時器應(yīng)用梯形圖(5) 占空比可調(diào)震蕩電路(6) 上升沿單穩(wěn)態(tài)電路T1T0T0K20T1T1T0K20T1K50K302S3S2S3S震蕩電路1震蕩電路2T0圖3- 31占空比可調(diào)震蕩電路Y0T0K10T0X0Y01SX0Y01S圖3- 32 上升沿單穩(wěn)態(tài)電路2022-5-4第三章 PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理494、典型定時器應(yīng)用梯形圖、典型定時器應(yīng)用梯形圖(7) 下降沿單穩(wěn)態(tài)電路XOYO1S1SX0Y0T0K10T0Y0M0M0X0圖3- 33 下

40、降沿單穩(wěn)態(tài)電路2022-5-4第三章 PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理50例例3-5為了保證運行安全，許多大型生產(chǎn)機械在運行起動之前需用電鈴或蜂鳴器發(fā)出報警信號，預(yù)示機器即將起動，警告人們迅速退出危險地段。試設(shè)計PLC控制接線圖和梯形圖。圖3- 34起動報警控制電路SB1SB2X1X0Y1Y0COMCOM1KM電鈴X1Y1Y0X0T0T0X1Y1Y0X0運行預(yù)警TO Y1Y0電動機HA起動停止起動停止電動機K30(a) PLC接線圖(b)梯形圖（c）波形圖2022-5-4第三章 PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理51例例3-6用按鈕控制三臺電動機，為了避免三臺電動機同時起動，起動電流過大，要求每隔5秒起動一

41、臺，試設(shè)計PLC控制梯形圖。Y2Y1Y0X0X1X0X1Y0T0T0Y1Y2Y2T0T0Y1Y0Y1Y0K505S5S（b）波形圖(a)順序定時起動同時停止梯形圖 起動起動停止停止第一臺第二臺第三臺第一臺第二臺第三臺圖3- 35 三臺電動機順序起動控制2022-5-4第三章 PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理523.5.5 計數(shù)器(C)計數(shù)器用于對各種軟元件接點的閉合次數(shù)進行計數(shù)。計數(shù)器可分為兩大類：內(nèi)部信號計數(shù)器和外部信號計數(shù)器(即高速計數(shù)器)。 1. 內(nèi)部信號計數(shù)器內(nèi)部信號計數(shù)器內(nèi)部信號計數(shù)器用于對PLC中的內(nèi)部軟元件 (如X、Y、M、S、T、C)的信號進行計數(shù)。可分為16位加計數(shù)器（共200點）

42、和32位加減計數(shù)器（共35點）。表3- 11 內(nèi)部信號計數(shù)器 通用型斷電保持型16位加計數(shù)器（共200點）設(shè)定值132767C0C99（共100點）C100C199（共100點）32位加減計數(shù)器（共35點）設(shè)定值-2147483648+2147483647C200C219（共20點）加減控制（M8200M8219）C220C234（共15點）加減控制（M8220M8234）2022-5-4第三章 PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理53(1) 16位加計數(shù)器l6位加計數(shù)器的元件編號為C0C199。其中C0C99為通用型，C100C199為斷電保持型。設(shè)定值為K1K32767。X10X11RSTC0C0C

43、0Y0K6123456060X10X11C0Y0圖3- 36 16位加計數(shù)器的工作過程示意圖2022-5-4第三章 PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理54(2) 32位加減計數(shù)器32位加減計數(shù)器C200C234可以加計數(shù)，也可以減計數(shù)，其加減計數(shù)方式由特殊輔助繼電器M8200M8234設(shè)定。如表3-12所示。當特殊輔助繼電器為1時，對應(yīng)的計數(shù)器為減計數(shù)，反之為0時為加計數(shù)。計數(shù)器編號加減方式計數(shù)器編號加減方式計數(shù)器編號加減方式計數(shù)器編號加減方式C200M8200C209M8209C218M8218C227M8227C201M8201C210M8210C219M8219C228M8228C202M820

44、2C211M8211C220M8220C229M8229C203M8203C212M8212C221M8221C230M8230C204M8204C213M8213C222M8222C231M8231C205M8205C214M8214C223M8223C232M8232C206M8206C215M8215C224M8224C233M8233C207M8207C216M8216C225M8225C234M8234C208M8208C217M8217C226M8226表3- 12 32位加/減計數(shù)器的加減方式控制用的特殊輔助繼電器2022-5-4第三章 PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理55(2) 32

45、位加減計數(shù)器X12X13X14RSTM8200C200C200C200Y1K-512345001234-1234567834567加計數(shù)加計數(shù)減計數(shù)X12X13X14C200Y10復(fù)位當前值設(shè)定值圖3- 37 32位加減計數(shù)器的工作過程示意圖2022-5-4第三章 PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理562、典型計數(shù)器應(yīng)用梯形圖、典型計數(shù)器應(yīng)用梯形圖(1) 循環(huán)計數(shù)器(2) 長延時定時器C0X0C0C0K10RSTC0Y0循環(huán)計數(shù)器X01 2 3 4 5 6 7 8 9 10111213141516171819202122Y0012345678910012345678910012C0X0X0M8013C

46、0C0K28800RSTX0X0M8014C0C0K14400RSTC0Y0C0Y0(a)8小時定時器(b)24小時定時器圖3- 40長延時定時器圖3- 39循環(huán)計數(shù)器2022-5-4第三章 PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理57（3）365天定時器 X0X0T0C0C0K10000RSTT0T0C0Y0K31536(a)365天定時器之一C0X0M8012C0C0K10000RSTC1C1C0Y0K31536X0C1RSTX0(c)365天定時器之三X0X0M8013C200C200K31536000RSTC200Y0(b)365天定時器之二圖3- 41 365天定時器2022-5-4第三章 PLC

47、的基本結(jié)構(gòu)和工作原理58(4) 單按鈕控制電動機起動停止X0X0M0C0C0K1RSTY0M0C0Y0X0Y0起動起動停止停止圖3- 42單按鈕控制電動機起動停止2022-5-4第三章 PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理59例例3-7用PLC控制一個圓盤，圓盤的旋轉(zhuǎn)由電動機控制。要求按下起動按鈕后每轉(zhuǎn)1圈后停止3秒，轉(zhuǎn)5圈后停止。 SQ(a)圓盤示意圖X0X1X2Y0M0T0C0X1Y0T0C0X0K5M0T0C0RSTK30END旋轉(zhuǎn)起動按鈕限位開關(guān)停止按鈕X1限位開關(guān)(b)圓盤控制梯形圖X0X2M1M1M1Y0圖3- 43圓盤旋轉(zhuǎn)控制2022-5-4第三章 PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理603、高速計

48、數(shù)器、高速計數(shù)器高速計數(shù)器采用中斷工作方式，和掃描周期無關(guān)，可以對高頻率的輸入信號計數(shù)。高速計數(shù)器只對固定的輸入繼電器(X0X5)進行計數(shù)。高速計數(shù)器都具有停電保持功能，也可以利用參數(shù)設(shè)定變?yōu)榉峭ｋ姳３中汀Ｈ绻蛔鳛楦咚儆嫈?shù)器使用時也可作為32位數(shù)據(jù)寄存器使用。一相一計數(shù)輸入一相二計數(shù)輸入AB相計數(shù)輸入C235 C236 C237 C238 C239 C240 C241 C242 C243 C244 C245 C246 C247 C248 C249 C250 C251 C252 C253 C254 C255X0U/ DU/DU/DUUUAAAX1U/DRRDDDBBBX2U/DU/DU/DRR

49、RRX3U/DRRUUAAX4U/DU/DDDBBX5U/DRRRRRX6SSSX7SSS1型2型3型1型2型3型1型2型3型表3- 14 高速計數(shù)器 U：加計數(shù)輸入， D：減計數(shù)輸入， R ：復(fù)位輸入，S：起動輸入， A：A相輸入，B：B相輸入。2022-5-4第三章 PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理61高速計數(shù)器一相一計數(shù)輸入型高速計數(shù)器計數(shù)器編號C235C236C237C238C239C240C241C242C243C244C245指定減計數(shù)特殊輔助繼電器M8235 M8236 M8237 M8238M8239 M8240 M8241 M8242M8243M8244 M8245一相二計數(shù)輸入型

50、高速計數(shù)器AB相計數(shù)輸入型高速計數(shù)器計數(shù)器編號C246C247C248C249C250C251C252C253C254C255減計數(shù)特殊輔助繼電器接點M8246 M8247 M8248M8249M8250M8251M8252M8253M8254M8255表3- 15 高速計數(shù)器對應(yīng)的特殊輔助繼電器2022-5-4第三章 PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理62各種高速計數(shù)器的使用方法 (1) 一相一計數(shù)輸入高速計數(shù)器一相一計數(shù)輸入高速計數(shù)器的編號為C235C245，共有11點。 X10X11X12X13X14M8000M8235RST RST C235C235C245C245M8245計數(shù)輸入X0計數(shù)輸

51、入X2復(fù)位 X3啟動 X7可不用減計數(shù)減計數(shù)K12347K12348(a)1型(b)3型圖3- 44 一相一計數(shù)輸入高速計數(shù)器2022-5-4第三章 PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理63(2) 一相二計數(shù)輸入高速計數(shù)器一相二計數(shù)輸入高速計數(shù)器的編號為C246C250。X11X12RST C246C246加計數(shù)輸入X0減計數(shù)輸入X1M8246減計數(shù)時M8246=1M8000C250加計數(shù)輸入X3減計數(shù)輸入X4M8250減計數(shù)時M8250=1復(fù)位 X5啟動 X7K12345K12346(a)1型(b)3型圖3- 45 一相二計數(shù)輸入高速計數(shù)器2022-5-4第三章 PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理64(3)

52、AB相計數(shù)輸入高速計數(shù)器AB相高速計數(shù)器的編號為C251C255，共5點。AB相高速計數(shù)器的兩個脈沖輸入端子是同時工作的，其計數(shù)方向的控制方式由A、B兩相脈沖間的相位決定。X11X12RST C251C251A相計數(shù)輸入X0B相計數(shù)輸入X1M8251減計數(shù)時M8251=1K12346M8000C255A相計數(shù)輸入X0B相計數(shù)輸入X1M8255減計數(shù)時M8255=1 K12346復(fù)位 X5啟動 X7A相 X0B相 X1M8251加計數(shù)減計數(shù)(a)1型(b)3型(C)AB相計數(shù)時序圖圖3- 46 AB相計數(shù)輸入高速計數(shù)器2022-5-4第三章 PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理65(4) 高速計數(shù)器的使用

53、頻率C235、C236、C246和C251四個高速計數(shù)器為硬件計數(shù)器。單相輸入的C235、C236、C246最高頻率為60KHZ，雙相輸入的C235最高頻率為30KHZ。如果硬件計數(shù)器采用高速計數(shù)器專用比較指令FNC53（DHSCS）、FNC54（DHSCR）、FNC55（DHSZ）就變成了軟件計數(shù)器。其它高速計數(shù)器為軟件計數(shù)器，C237C245、C247C250(單相)/FNC56(SPD) 最高頻率為10KHZ，C252C255(雙相) 最高頻率為5KHZ。在程序中采用高速計數(shù)器專用比較指令FNC53（DHSCS）、FNC54（DHSCR）時：單相計數(shù)器：最高頻率為10KHZ，雙相計數(shù)器：

54、C251最高頻率為5KHZ，C252C255最高頻率為4KHZ。采用FNC55（DHSZ）時：單相計數(shù)器：最高頻率為5.5KHZ，雙相計數(shù)器：最高頻率為4KHZ。 多個高速計數(shù)器同時使用，或高速計數(shù)器和FNC56（SPD）、FNC57（PLSY）、FNC59（PLSR）同時使用時，其頻率數(shù)總計不得超過表3-16中的頻率數(shù)總計。注意，作為硬件計數(shù)器的不算其內(nèi)。例如在一個程序中同時使用了如表3-17所示的計數(shù)器和功能指令。2022-5-4第三章 PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理663.5.6 數(shù)據(jù)寄存器器(D)普通用停電保持用停電保持專用特殊用變址用D0D199(200點)D200D511(312點)供

55、鏈路用：主站從站D490D499從站主站D500D509D512D7999(7488點)文件用：D1000D7999可500點為一組作文件數(shù)據(jù)寄存器D8000D8255(256點)V0V7Z0Z7(16點) 表3- 18數(shù)據(jù)寄存器分類及元件號 非停電保持型，但可利用參數(shù)設(shè)定變?yōu)橥ｋ姳３中汀Ｍｋ姳３中停衫脜?shù)設(shè)定變?yōu)榉峭ｋ姳３中汀２荒芾脜?shù)設(shè)定變?yōu)榉峭ｋ姳３中汀?022-5-4第三章 PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理67數(shù)據(jù)寄存器b0b1b2b3b4b5b6b7b8b9b10b11b12b13b14b15符號位0：正數(shù)1：負數(shù)0101010101010101124816326412825651

56、2102420484096819216384數(shù)據(jù)寄存器D0（16位）高位低位數(shù)據(jù)寄存器中的數(shù)據(jù)為二進制補碼b0b1b2b3b4b5b6b7b8b9b10b11b12b13b14b1501010101010101011248163264128256512102420484096819216384數(shù)據(jù)寄存器D0（低16位）高位低位符號位0：正數(shù)1：負數(shù)010101010101010132768655361310725242881048576209715241943048388608167772163355443267108864134217728268435456536870912262144數(shù)據(jù)寄存器D1（高16位）b16b