1-2FX2N系列PLC的硬件与编程元件的认识.ppt

任务二FX2N系列PLC的硬件与编程元件的认识,PLC基础,主要内容,1．学习并掌握FX2NPLC的硬件组成。2．熟悉三菱FX2NPLC的外部接线。3．了解三菱FX2NPLC的编程元件并掌握其应用。,任务目标,FX系列PLC型号名称可按如下格式定义,（1）子系列名称，如1S，1N，1NC，2N，2NC等。（2）输入/输出的总点数。（3）单元类型M为基本单元，E为输入/输出混合扩展单元与扩展模块，EX为输入专用扩展模块，EY为输出专用扩展模块。（4）输出形式R为继电器输出，T为晶体管输出，S为双向晶闸管输出（或称为可控硅输出）。（5）其他定义D表示DC电源，DC输入；UA1/UL表示AC电源，AC输入；001表示专为中国推出的产品。如果“其他定义”这一项无符号，则表示为AC电源、DC输入。,FX2N系列PLC的硬件结构系统可以分为硬件基本单元、扩展单元、扩展模块、特殊功能模块和相关辅助设备。,三菱FX2N系列PLC的硬件结构,基本单元即主机或本机。它包括CPU、存储器、基本输入/输出点和电源等，是PLC的主要部分。它实际上是一个完整的控制系统，可以独立完成一定的控制任务。FX2N基本单元有16/32/48/64/80/128个I/O点，见表1-2。这些基本单元可以通过采用扩展单元或模块扩充到256个I/O点。,1．基本单元,表1-2FX2N基本单元,扩展单元由内部电源、内部输入/输出电路组成，需要和基本单元一起使用。在基本单元的I/O点数不够时，可采用扩展单元来扩展I/O点数（总点数只有两种即32/48点）。,2．扩展单元,扩展模块由内部输入/输出电路组成，自身不带电源，由基本单元、扩展单元供电，需要和基本单元一起使用。在基本单元的I/O点数不够时，可采用扩展模块来扩展I/O点数（输入/输出点数只有16点的）。,3．扩展模块,FX2N系列PLC提供了各种特殊功能模块，当需要完成某些特殊功能的控制任务时，就需要用到特殊功能模块。这些特殊模块又分为①模拟量输入/输出模块，例如FX2N-3A、FX2N-2AD、FX2N-2DA、FX2N-4AD-PT等。②数据通信模块，例如FX2N-232-DB、FX2N-422-DB、FX2N-485-DB、FX2N-16CCL-M等。③高速计数器模块，例如FX2N-1HC。④运动控制模块，例如FX2N-1PG-E、FX2N-10GM等。,4．特殊功能模块,（1）专用编程器FX-10P-E和FX-20P-E（2）编程软件SWOPC-FXGP/WIN-C（3）显示模块FX-10DM-E（4）图形操作终端GOT-900系列图形操作终端,5．相关设备,FX2N系列PLC性能指标,在使用PLC的过程中，除了需要熟悉PLC的硬件结构，还应了解PLC的一些性能指标。包括FX2N的基本性能指标；FX2N的输入/输出技术指标。,FX2N系列PLC的基本性能指标,FX2N输入技术指标,FX2N的输出技术指标,PLC控制系统的设计中，虽然接线工作量的比重减小，但它是编程设计工作的基础。只有在正确无误地完成接线的前提下，才能确保编程设计工作的顺利进行。,三菱FX2N系列PLC的外部接线,1．端子排,FX2N-32MR的端子排列,2．漏型输入和源型输入,漏型输入和源型输入是针对直流输入的，对于FX2N系列PLC来说，DC电流从PLC公共端（COM端）流进，而从输入端流出，称为漏型输入。而源型输入电路的电流是从PLC的输入端流进，从公共端流出。三菱公司在中国销售的FX2N系列PLC只有漏型输入的型号。,输入接线,无电压触点输入接线图,2线式接近传感器输入接线图,3线式接近传感器输入接线图,3．漏型输出和源型输出,FX2N系列的PLC输出有漏型输出和源型输出两种类型，漏型输出是指负载电流流入输出端子，而从公共端子流出。源型输出是指负载电流从输出端子中流出，而从公共端子流入。,输出示例,漏型输出,源型输出,以FX2N-32MR型PLC为例，在PLC的输入端接入一个按钮、一个限位开关，还有一个接近开关；输出为一个220V的交流接触器和一个电磁阀。,4．外部接线实例,外部接线图,PLC的某些编程单元沿用了继电器这一名称，如输入继电器、输出继电器、内部辅助继电器等，但它们不是真实的物理继电器（即硬继电器），而是在软件中使用的编程单元，每一个编程单元与PLC的一个存储单元相对应，也称为软继电器。这些软继电器就是PLC的编程元件，这些编程元件在PLC内部有惟一的地址。,三菱FX2N系列PLC的编程元件,（1）输入继电器（X）（2）输出继电器（Y）（3）辅助继电器（M）（4）状态继电器（S）（5）定时器（T）（6）计数器（C）（7）高速计数器（HSC）（8）数据寄存器（D）（9）指针（P/I）（10）常数（K/H）,1．三菱FX2N系列PLC的编程元件,输入/输出继电器（X/Y）,FX2N系列PLC内部有很多辅助继电器，和输出继电器一样，只能由程序驱动，每个辅助继电器也有无数对常开、常闭触点供编程使用。辅助继电器的触点在PLC内部编程时可以任意使用，但它不能直接驱动负载，外部负载必须由输出继电器的输出触点来驱动。在逻辑运算中经常需要一些辅助继电器作为辅助运算用，这些器件往往用作状态暂存、移位等运算。另外一些辅助继电器还有一些特殊功能。以下是几种常用的辅助继电器一般辅助继电器M0M499;电池后备辅助继电器M500M3071；特殊辅助继电器M8000M8255。,辅助继电器（M）,PLC的常用特殊辅助继电器元件,初始状态继电器地址范围是从S0S9，共10个点。回零状态继电器地址范围是从S10S19，共10个点。通用状态继电器地址范围是从S20S499，共480个点。断电保持状态继电器地址范围是从S500S899，共400个点。报警用状态继电器地址范围是从S900S999，共100个点。,（4）状态继电器（S）,PLC提供的定时器相当于继电器控制系统中的时间继电器，是累计时间增量的编程元件，定时值由程序设置。定时器有个16位的当前值寄存器，当定时器的输入条件满足时开始计时，当前值从0开始按一定的时间单位增加，当定时器的当前值等于程序中的设定值时，定时时间到，定时器的触点动作。每个定时器提供的常开触点和常闭触点有无数个。定时器的定时精度分别为1ms，10ms和100ms三种，定时器的地址范围是T0T255，它们的定时精度和定时范围并不相同，用户可以根据所要定时的时间来选择定时器。,（5）定时器（T）,计数器用于累计计数输入端接收到的由断开到接通的脉冲个数，其设定计数值由程序设置。计数器的当前值是16位有符号整数，用于存储累计的脉冲个数，当计数器的当前值等于设定值时，计数器的触点动作。每个计数器提供的常开触点和常闭触点有无数个。计数器的地址范围是C0C234。,（6）计数器（C）,高速计数器的工作原理和普通计数器基本相同。不同的是普通计数器的计数频率受扫描周期的影响，因此计数的频率不能太高；而高速计数器用来累计比CPU扫描速率更快的高速脉冲。高速计数器的地址范围是C235C255。,（7）高速计数器（HSC）,在进行输入/输出处理、模拟量控制、位置控制时，需要许多变量或数据。这些变量或数据由数据寄存器来存储。数据寄存器是16位的寄存器，可存放16位二进制数，最高位为符号位；也可以用两个数据寄存器合并起来存放32位数据，最高位仍为符号位。数据寄存器可分为以下5个类型。,（8）数据寄存器（D）,通用数据寄存器D0D199，共200点。电池后备/锁存数据寄存器D200D7999，共7800个点，具有断电保护功能。特殊寄存器D8000D8255，用来控制和监视PLC内部的各种工作方式和元件。文件寄存器D1000D7999，共7000个点。文件寄存器是以500点为一个单位，用于外部设备的存取。文件寄存器实际上是被设置为PLC的参数区。变址寄存器FX2N系列PLC有16个变址寄存器，地址范围分别是V0V7、Z0Z7，当进行32位操作时，将V、Z合并使用，指定Z为低位，V为高位。,五种数据寄存器,指针（P/I）包括分支和子程序用的指针（P）及中断用的指针（I）。分支和子程序用的指针从P0P127，共128点。中断用的指针从I0□□I8□□，共9点。,（9）指针（P/I）,常数也作为编程元件对待，它在存储器中占有一定的空间，十进制数用K表示，十六进制常数用H表示。,（10）常数（K/H）,FX2N系列PLC将数据存于不同的存储单元（软继电器），每个存储单元都有自己惟一的地址，这就是寻址方式。PLC有两种寻址方式，分别是直接寻址和间接寻址。直接寻址方式是指直接找到元件的名称进行存储，而间接寻址则不直接通过元件名称来存储。取代继电器控制的数字控制系统，一般只用直接寻址。,2．三菱FX2N系列PLC的寻址方式,①位寻址格式对于X、Y、M、S、T、C按位寻址格式，就是直接指出存储器的类型和编号。②字寻址和双字寻址字寻址在字元件（数据存储器D）存储时使用。在双字寻址指令中，操作数地址的编号（低位）一般用偶数表示，地址加1编号（高位）的存数单元同时被占用。双字寻址时存储单元为32位，如（D11，D10）表示为32位存储单元，D11为高16位，D10为低16位。③位组合寻址为了使位元件（X、Y、M、S）联合起来存储数字，PLC提供了位组合寻址方式，4位为一组，用KnP来表示。P为位元件的首地址，n为组数（18）。如K2Y0表示由Y0Y7组成的2组8位存储单元。,（1）直接寻址位寻址格式、字寻址和双字寻址、位组合寻址,FX2N系列PLC利用变址寄存器V0V7和Z0Z7来进行间接寻址。例如，传送指令MOVD5VD10Z，当V5，Z6时，其意义是将存储单元D10中的数据传送到D16中去。,（2）间接寻址,在PLC中，数据以二进制补码的形式存储与运算，二进制补码的最高位为符号位，正数的符号位为0，负数的符号位为1。例如，十进制数1045，在PLC内部的存储形式为二进制数0000010000010101；十进制数-1047，在PLC内部的存储形式为二进制数1111101111101011。二进制数表达过于复杂，因此在PLC中数据可以用十六进制、BCD码、科学计数法、浮点数这些数据格式来表示。,3．三菱FX2N系列PLC的数据格式,,,思考与练习,1．说明FX2N-64MT型号中64、M、T的意义，并说出它的输入/输出点数。2．FX2N-48MR型PLC的输入端接入一个按钮、一个限位开关，还有一个接近开关；输出为一个220V的交流接触器和一个电磁阀，请画出它的外部接线图。3．FX2N系列PLC有几种基本编程元件输入继电器和输出继电器各有什么特点4．什么是位软元件什么是字软元件有什么区别位元件组K4Y0表示由哪些软元件组成5．FX2N系列PLC有哪几种寻址方式各有什么特点,