可编程控制器概述.ppt

第一章可编程控制器概述,第一节可编程控制器的产生第二节可编程控制器的特点第三节可编程控制器的分类第四节可编程控制器的应用和发展,第一节可编程控制器的产生,可编程控制器是60年代末在美国首先出现的，当时叫可编程逻辑控制器PLCProgrammableLogicCnntr011er，目的是用来取代继电器，以执行逻辑判断、计时、计数等J顺序控制功能。提出PLC概念的是美国通用汽车公司。当时，根据汽车制造生产线的需要，希望用电子化的新型控制器替代继电器控制柜，以减少汽车改型时，重新设计制造继电器控制盘的成本和时间。通用汽车公司对新型控制器提出l0点具体要求,①编程简单，可在现场修改程序；②维护方便，采用插件式结构；③可靠性高于继电器控制柜；④体积小于继电器控制柜；⑤成本可与继电器控制柜竞争；⑥可将数据直接送入计算机；⑦可直接用115V交流输入；⑧输出采用交流115V，能直接驱动电磁阀、交流接触器等；⑨通用性强，扩展时很方便；⑩程序要能存储，存储器容量可扩展到4K字节。,,,这10点要求几乎成为当时各自动化仪表厂商生产PLC的基本规范。概括起来，PLC的基本设计思想是把计算机功能完善、灵活、通用等优点相继电器控制系统的简单易懂、操作方便、价格便宜等优点结合起来，控制器的硬件是标准的、通用的。根据实际应用对象，将控制内容编成软件写入控制器的用户程序存储器内。控制器和被控对象连接方便。,,随着半导体技术，尤其是微处理器和微型计算机技术的发展，到70年代中期以后，PLC已广泛地使用微处理器作为中央处理器，输入输出模块和外围电路也都采用了中、大规模甚至超大规模的集成电路，这时的PLC已不再是仅有逻辑Logic判断功能，还同时具有数据处理、PID调节和数据通信功能。,,国际电工委员会1EC颁布的可编程控制器标准草案中对可编程控制器作了如下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。它采用了可编程序的存储器，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的指令，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。可编程控制器及其有关外围设备，易丁与工业控制系统联成一个整体，易于扩充其功能的设计。,,可编程控制器对用户来说，是一种无触点设备，改变程序即可改变生产工艺，因此可在初步设计阶段选用可编程控制器，在实施阶段再确定工艺过程。另一方面，从制造生产可编程控制器的厂商角度看，在制造阶段不需要根据用户的订货要求专门设计控制器，适合批量生产。由于这些特点，可编程控制器问世以后很快受到工业控制界的欢迎，并得到迅速的发展。目前，可编程控制器已成为工厂自动化的强有力工具，得到了广泛的普及推广应用。,第二节可编程控制器的特点,可编程控制器是面向用户的专用工业控制计算机，具有许多明显的特点。可靠性高，抗干扰能力强可编程控制器是专为工业控制而设计的，除了对器件的严格筛选和老化外，在硬件和软件两个方面还采用了屏蔽、滤波、隔离、故障论断和自动恢复等措施，使可编程控制器具有很强的抗干扰能力，使其平均无故障时间达到3～5l04h以上。,,编程直观、简单可编程控制器是面向用户、面向现场，考虑到大多数电气技术人员熟悉电气控制线路的特点，它没有采用微机控制中常用的汇编语言，而是采用了一种面向控制过程的梯形图语言。梯形图语言与继电器原理图相类似，形象直观，易学易懂。电气工程师和具有一定知识的电工、工艺人员都可以在短时间内学会，使用起来得心应手。计算机技术和传统的继电器控制技术之间的隔阂在可编程控制器上完全不存在。世界上许多国家的公司生产的可编程控制器把梯形图语言作为第一用户语言。,,适应性好可编程控制器是通过程序实现控制的。当控制要求发生改变时，只要修改程序即可。由于可编程控制器产品已标准化，系列化、模块化，因此能灵活方便地进行系统配置，组成规模不同、功能不同的控制系统，适应能力非常强，故既可控制一台单机，一条生产线，又可控制个复杂的群控系统，既可以现场控制，又可以远距离控制。,,功能完善，接口功能强目前的可编程控制器具有数字量和模拟量的输人输出、逻辑和算术运算、定时、计数、顺序控制、通信、人机对话、自检、记录和显示等功能，使设备控制水平大大提高。接口功率驱动极大地方便了用户，常用的数字量输入输出接口，就电源而言有110V、220V交流和5V、24V、48V直流等多种；负载能力可在0.5～5A的范围内变化；模拟量的输入输出有50mV、l0V和0～10mA、4～20mA等多种规格。可以很方便地将可编程控制器与各种不同的现场控制设备顺利连接，组成应用系统。例如，输人接口可直接与各种开关量和传感器进行连接，输出接口在多数情况下也可直接与各种传统的继电器、接触器及电磁阀等相连接。,第三节可编程控制器的分类,目前市场上能买到的可编程控制器，按照输入和输出Output简称I／O点数多少可分为表l-2所示的五种类型。这个分类界线不是固定不变的。它会随可编程控制器的发展而改变。,例皮带传输机顺控图,,可编程控制器按结构形式分类可分为整体式和模块式两种。整体式又称单元式或箱体式。整体式可编程控制器是将电源、CPU、I／O部件都集中装在一个机箱内，其结构紧凑，体积小价格低。一般小型可编程控制器采用这种结构，它由不同I／O点数的基本单元和扩展单元组成。基本单元内有CPU、1／O和电源，扩展单元内只有I／O和电源。基本单元和扩展单元之间一般用扁平电缆连接。整体式可编程控制器一般配备有特殊功能单元，如模拟量单元、位置控制单元等，使机器的功能得以加强。,,模块式结构是将可编程控制器各部分分成若干个单独的模块，如CPU模块、I／O模块、电源模块和各种功能模块。模块式可编程控制器由框架和各种模块组成，模块插在框架的插座上。有的可编程控制器没有框架，各种模块安装在底板上。模块式结构，其配置灵活，装配方便，便于扩展和维修。一般大中型可编程控制器都采用模块式结构，有的小型可编程控制器也采用这种结构。,,有的可编程控制器将整体式和模块式结合起来，称为叠装式可编程控制器。它除基本单元和扩展单元外，还有扩展模块和特殊功能模块，配置更加灵活。,第四节可编程控制器的应用和发展,可编程控制器在国内外已广泛应用于钢铁、石化、机械制造、汽车装配、电力、轻纺等各行各业。目前典型的PLC功能有下面几点。,,顺序控制这是可编程控制器最广泛应用的领域，取代了传统的继电器顺序控制，例如注塑机、印刷机械、订书机械，切纸机、组合机床、磨床、装配生产线，包装生产线，电镀流水线及电梯控制等。,,过程控制在工业生产过程中，有许多连续变化的量，如温度、压力、流量、液位、速度、电流和电压等，称为模拟量。可编程控制器有A／D和D／A转换模块，这样，可编程控制器可以作模拟量控制用于过程控制。,,数据处理一般可编程控制器都设有四则运算指令，可以很方便地对生产过程中的数据进行处理。用PLC可以构成监控系统，进行数据采集和处理、监控生产过程。较高档次的可编程控制器都有位置控制模块，用于控制步进电动机或伺服电动机，实现对各种机械的位置控制。,,通信联网和显示打印某些控制系统需要多台PLC连接起来使用或者由一台计算机与多台PLC组成分布式控制系统。可编程控制器的通信模块可以满足这些通信联网要求。可编程控制器还可以连接显示终端和打印机等外围设备，从而实现显示和打印功能。,,可编程控制器的更新很快可编程控制器的技术发展特点为高速度、大容量、系列化、模块化、多品种。可编程控制器的编程语言、编程工具多样化，通信联网能力越来越强。可编程控制器的联网和通信可分为两类一类是可编程控制器之间的联网通信，各制造厂商都有自己的专有联网手段；另一类是可编程控制器与计算机之间的联网通信，一般可编程控制器都有通信模块用于与计算机通信。在网络中要有通用的通信标准，否则在一个网络中不能连接许多厂商的产品。美国通用汽车公司在U83年提出的制造自动化协议MAP-ManufactureAutomationProtocol是众多通信标准中发展最快的一个。MAP的主要特点是提供以开放性为基础的局部网络，使来自许多厂商的设备可以通过相同的通信协议而相互连接。由于MAP的出现，推动了通信标准化的进程。,习题及思考题,1-1可编程控制器是怎样诞生的1-2可编程控制器的定义是什么为什么说可编程控制器是一种数字运算的电子系统1-3可编程控制器的特点是什么1-4试对可编程控制器、继电器控制系统、微机控制进行比较。1-5可编程控制器的规模一般是如何分类的1-6可编程控制器有哪几方面的应用,可编程控制器的组成与工作原理,可编程控制器的结构多种多样，但其组成的一般原理基本相同，都是以微处理器为核心的结构，其功能的实现不仅基于硬件的作用，更要靠软件的支持，实际上可编程控制器就是一种新型的工业控制计算机。第一节可编程控制器的组成第二节可编程控制器的编程语言第三节可编程控制器的工作原理,第一节可编程控制器的组成,可编程控制器主要由中央处理单元CPU、存储器RAM、ROM、输入输出单元I/O、电源和编程器等几部分组成，其结构框图如图2-l所示。,一、中央处理单元CPU,可编程控制器中常用的CPU主要采用通用微处理器、单片机和双极型位片式微处理器三种类型。通用微处理器如8080、8086、80286、80386等、单片机如8031、8096等、位片式微处理器如AM2900、AM2901、AM2903等。可编程控制器的档次越高，CPU的位数也越多，运算速度也越快，功能指令越强，FX2系列可编程控制器使用的微处理器是l6位的8096单片机。,二、存储器,可编程控制器配有两种存储器系统存储器利用户存储器。系统存储器存放系统管理程序。用户存储器存放用户编制的控制程序。小型可编程控制器的存储器容量一般在8K字节以下。,,常用的存储器有CMOSRAM和EPROM、EEPROM。CMOSRAM是一种可进行读写操作的随机存储器存放用户程序，生成用户数据区，存放在RAM中的用户程序可方便地修改CMOSRAM存储器是一种高密度、低功耗、价格便宜的半导体存储器，可用锂电池作备用电源。掉电时，可以有效地保持存储的信息。锂电池的寿命一般为5～10年，若经常带负载可维持（2～5）年。EPROM、EEPOM都是只读存储器。往往用这些类型存储器固化系统管理程序和用户程序。EKPROM存储器又可写成E2PROM，它是一种电可擦除可编程的只读存储器，既可按字节进行擦除，又有可整片擦除的功能。,三、输入输出单元I／O单元,实际生产过程中的信号电平是多种多样的，外部执行机构所需的电平也是干差万别的，而可编程控制器的CPU所处理的信号只能是标准电平，正是通过输入输出单元实现了这些信号电平的转换。I/O单元实际上是PLC与被控对象间传递输入输出信号的接口部件。I／O单元有良好的电隔离和滤波作用。接到PLC输入接口的输入器件是各种开关、按钮、传感器等。PLC的各种输出控制器件往往是电磁阀、接触器、继电器，而继电器有交流型和直流型，高电压型和低电压型、电压型和电流型之分。,,一输入接口电路各种PLC的输入电路大都相同，通常有三种类型一种是直流12～24V输入，另一种是交流100～120V、200～240V输入，第三种是交直流12～24V输入。外界输入器件可以是无源触点或者有源传感器的集电极开路的晶体管，这些外部输入器件是通过门工输入端子与PLC相连的。PLC输人电路中有光锅合器隔离，并设有RC滤波器，用以消除输入触点的抖动和外部噪声干扰。当输入开关闭合时，一次电路中流过电流，输入指示灯亮．光精合器被激励，三极管从截止状态变为饱和导通状态，这是一个数据输入过程。图2-2是一个直流输入端内部接线图。,,图2-2直流输入端内部接线图,,二输出接口电路PLC的输出有三种形式继电器输出、晶体管输出、晶闸管输出。图2-3给出了PLC的输出电路图。继电器输出型最常用。当CPU有输出时．接通或断开输出电路中继电器的线圈，继电器的接点闭合或断开，通过该接点控制外部负载电路的通断。很显然，继电器输出是利用了继电器的接点和线圈将PLC的内部电路与外部负载电路进行了电气隔离。晶体管输出型是通过光锅合使晶体管截止或饱和以控制外部负载电路、并同时对PLC内部电路和输出晶体管电路进行了电气隔离。第三种是双向晶间管输出型，采用了光触发型双向晶闸管。三种输出形式以继电器型响应最慢。,,图2-3PLC的输出电路图a继电器输出b晶体管输出晶闸管输出,,输出电路的负载电源由外部提供。负载电流一般不超过2A。实际应用中，输出电流额定值与负载性质有关。例如FX2型PLC继电器输出的负载能力，电源电压在250VAC以下时，对电阻负载为2A／点；对感性负载为80VA；对灯负载为l00W。通常，PLC的制造厂商为用户提供多种用途的I／O单元。从数据类型上看有开关量和模拟量从电压等级上看有直流和交流；从速度上看有低速和高速，从点数上看有多种类型；从距离上看可分为本地I／O和远程I/O。远程I／O单元通电电缆与CPU单元连接，可放在距离CPU单元数百米远的地方。,四、电源单元,PLC的供电电源是一般市电，也有用直流24V供电的。PLC对电源稳定度要求不高，一般允许电源电压额定值在10％～l5％的范围内波动。PLC内有一个稳压电源用于对PLC的CPU单元和I／O单元供电，小型PLC电源往往和CPU单元合为一体，中大型PLC都有专门电源单元。有些PLC电源部分还有24VDC输出、用于对外部传感器供电，但电流往往是毫安级。,五、编程器,编程器是PLC的最重要外围设备。利用编程器将用户程序送人PLC的存储器，还可以用编程器检查程序。修改程序；利用编程器还可以监视PLC的工作状态。编程器一般分简易型编程器和智能型编程器。小型PLC常用简易型编程器，大中型PLC多用智能型CRT编程器。除此以外，在个人计算机上添加适当的硬件接口和软件包，即可用个人计算机对PLC编程,利用微机作为编程器，可以直接编制并显示梯形图。,第二节可编程控制器的编程语言,PLC是一种工业控制计算机，不光有硬件，软件也必不可少，提到软件就必然和编程语言相联系。不同厂家，甚至不同型号的PLC的编程语言只能适应自己的产品。目的PLC常用的编程语言有四种，梯形图编程语言、指令语句表编程语言、功能图编程语言、高级编程功能语言。梯形图编程语言形象直观，类似电气控制系统中继电器控制电路图，逻辑关系明显；指令语句表编程语言虽然不如梯形图编程语言直观，但有键入方便的优点；功能图编程语言和高级编程语言需要比较多的硬件设备。,一、梯形图编程语言,该语言习惯上叫梯形图。梯形图沿袭了继电器控制电路的形式，也可以说，梯形图编程语言是在电气控制系统中常用的继电器、接触器逻辑控制基础上简化了符号演变而来的，形象、直观、实用，电气技术人员容易接受，是目前用得最多的一种PLC编程语言。继电器接触器电气控制电路图和PLC梯形图示于图2-4中，由图可见两种控制电路图逻辑含义是一样的，但具体表达方法却有本质区别，PLC梯形图中的继电器、计数器不是物理继电器、物理定时器、物理计数器，这些器件实际上是存储器中的存储位，因此称为软器件。相应位为“1”状态，表示继电器线圈通电或常开接点闭合或常闭接点断开。,,图2-4两种控制图a电器控制电路图bPLC梯形图,,PLC的梯形图是形象化的编程语言，梯形图左右两端的母线是不接任何电源的。梯形图中并没有真实的物理电流流动，而仅仅是概念电流虚电流，或称为假想电流。把PLC梯形中左边母线假想为电源相线，而把右边母线假想为电源地线。假想电流只能从左向右流动，层次改变只能先上后下。假想电流是执行用户程序时满足输出执行条件的形象理解。,,PLC梯形图中每个网络由多个梯级组成，每个梯级由一个或多个支路组成，并由一个输出元件构成，但右边的元件必须是输出元件。例如图2-4b中梯形图由两个梯级组成，梯级①中有4个编程元件X1、X2、Y1和Y1，最右边的Y1是输出元件。梯形图中每个编程元件应按一定的规则加标字母数字串，不同编程元件常用不同的字母符号和一定的数字串来表示，不同厂家的PLC使用的符号和数字串往往是不一样的。,二、指令语句表编程语言,这种编程语言是一种与计算机汇编语言相类似的助记符编程方式，用一系列操作指令组成的语句表将控制流程描述出来，并通过编程器送到PLC中去。需要指出的是，不同厂家的PLC指令语句表使用的助记符并不相同，因此，一个相同功能的梯形图，书写的语句表并不相同。表2-1是三菱电机公司FX型PLC指令语句完成图2-4b功能编写的程序。,,指令语句表是由若干条语句组成的程序。语句是程序的最小独立单元。每个操作功能由一条或几条语句来执行。PLC的语句表达形式与微机的语句表达式相类似，也是由操作码和操作数两部分组成。操作码用助记符表示如LD表示取、OR表示或等，用来执行要执行的功能，告诉CPU该进行什么操作，例如逻辑运算的与、或、非；算术运算的加、减、乘、除；时间或条件控制中的计时、计数、移位等功能。操作数一般由标识符和参数组成。标识符表示操作数的类别，例如表明是输入继电器、输出继电器、定时器、计数器、数据寄存器等。参数表明操作数的地址或一个顶先设定值。,三、功能图编程语言,这是一种较新的编程方法。它是用像控制系统流程图一样的功能图表达一个控制过程，目前国际电工协会IEC正在实施发展这种新式的编程标准。不同厂家的PLC对这种编程语言所用的符号和名称也不一样。三菱PLC叫功能图编程语言，而西门子PLC叫控制系统流程图编程语言。图2-5是一个先“与”后“或”操作的功能图编程语言图。,,,四、高级语言编程,近几年推出的PLC，尤其是大型PLC，已开始用高级语言进行编程。有的PLC采用类似PASCAL语言的专用语言，系统软件具有这种专用语言的自动编译程序。采用高级语言编程后，用户可以像使用普通微型计算机一样操作PLC。除了完成逻辑功能外，还可以进行PID调节、数据采集和处理以及与上位机通信等。,第三节可编程控制器的工作原理,,一、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。例如输入继电器X是由输入电路和映像输入接点的存储器组成；输出继电器Y是由输出电路和映像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器件，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。,,需要特别指出的是，不同厂家、甚至同一厂家的不问型号的PLC编程器件的数量和种类都不一样，下面我们以FX2小型PLC为蓝本，介绍编程器件。,二、FX2系列PLC编程器件,一输入继电器X0～X177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。与输人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。FX2型PLC输入继电器采用八进制地址编号，X0～X177最多可达128点。输人继电器必须有外部信号来驱动。不能用程序驱动。,一输入继电器X0～X177,,二输出继电器Y0～Y177,二输出继电器Y0～Y177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。输出继电器的地址编号也是八进制，YO～Y177、最多可达l28点。,,三辅助继电器M,三辅助继电器MPLC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。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。在逻辑运算中经常需要-些中间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，辅助继电器还具有一些特殊功能。下面是几种常见的辅助继电器。,1.通用辅助继电器M0～M499,1.通用辅助继电器M0～M499通用辅助继电器按十进制地址编号M0～M499共500点在FX型PLC中除了输入输出继电器外，其它所有器件都是十进制编号。,2.断电保持辅助继电器M500～M1023524点,2.断电保持辅助继电器M500～M1023524点PLC在运行中若发生停电，输出继电器和通用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M8000～8255256点,3.特殊辅助继电器M8000～8255256点PLC内有256个特殊辅助继电器，这些特殊辅助继电器各自具有特定的功能。通常分为下面两大类。,,①只能利用其接点的特殊辅助继电器。线圈由PLC自动驱动，用户只可以利用其接点。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100ms时钟脉冲的特殊辅助继电器。,,②可驱动线圈型特殊辅助继电器，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,四状态器S,状态器S是构成状态转移图的重要软器件，它与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①初始状态器So～S9共10点。②回零状态器S10～S19共10点。③通用状态器S20～S499共480点。④保持状态器S500～S899共400点。⑤报警用状态器S900～S999共l00点。这100个状态器器件可用作外部故障诊断输出。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5可以作为辅助继电器M在程序中使用。,（五定时器T,定时器在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,1.定时器的动作及地址编号在PLC内定时器是根据时钟脉冲累积计时的，时钟脉冲有1ms、10ms、l00ms三档，当所计时间到达设定值时，输出接点动作。定时器可以用用户程序存储器内的常数K作为设定值。这里使用的数据寄存器应有断电功能。定时器的地址编号、设定值是这样规定的,,1常规定时器T0-T245100ms定时器TO～Tl99共200点，每个设定值范围为0.1～3276.7为10ms定时器T200～T245共46点，每个设定值范围O.O1～327.67s。图2-7是定时器的工作原理图。当驱动输人X0接通时，地址编号为T200的当前值计数器对10ms时钟脉冲进行累积计数，当该值与设定值K123相等时，定时器的输出接点就接通，即输出接点是在驱动线圈后驱动线圈后的l230.01＝1.23s时动作。驱动输入X0断开或发生断电时，计数器就复位，输出接点也复位。,,,2积算定时器丁246～T2551ms积算定时器T246～T249共4点，每点设定值范围为0.00l～32.767s；100ms积算定时器T250～T255共6点，每点没定值范围O.1～3276.7s。图2-8是积算定时器工作原理图。当定时器线圈250的驱动输入X1接通时，T250的当前值计数器开始累积l00ms的时钟脉冲的个数，当该值与设定值K345相等时，定时器的输出接点接通。当计数中间驱动输入X1断开或停电时，当前值可保持。输入X1再接通或复电时，计数继续进行，当累积时间为0.1345s＝34.5s时。输出接点动作。当复位输入X2接通时，计数器就复位，输出接点也复位。,,2.接点的动作时序,2.接点的动作时序接点动作次序如图2-9所示。定时器在其线圈被驱动后开始计时，到达设定值后，在执行第一个线圈指令时，其输出接点动作。从驱动定时器线圈到其接点动作称为定时器接点动作精度时间t式中，T为定时器设市时间。单位为s；T0为扫描周期，单位为s；α为定时器的时钟周期，1ms、10ms、100ms的定时器对应为队0.001，0.01，0.1，单位为s。,,,,如果编程时定时器接点指令写在线圈指令之前，在最坏的情况下，定时器输出接点动作误差为2T0。当定时器的设走值为零时，在下一扫描周期执行线圈指令时输出接点动作。另外，1ms定时器在执行线圈指今后，以中断方式对1ms时钟脉冲计数,六计数器C,1.内部信号计数器内部信号计数器是在执行扫描操作时对内部器件如X、Y、M、S、T和C的信号进行计数的计数器，其接通时间和断开时间应比PLC的扫描周期稍长。,,①l6位递加计数器，设定值为1-32767。其中，C0-C99共100点是通用型，C100-C199共100点是断电保持型。图2-l0表示了递加计数器的动作过程。图2-10a是梯形图，图2-10b是时序表。X11是计数输入，每当X11接通一次，计数器当前值加1。当计数器的当前为10时也就是说计数输入达到第十次时、计数器C0的输出接点接通。之后即使输入X11再接通，计数器的当前值也保持不变。当复位输入X10接通时，执行RST复位指令，计数器当前值复位为0，输出接点也断开。计数器的设定值，除了可由常数K设定外，还可间接通过指定数据寄存器来设定。,,,②32位双向计数器，设定值为-2l47483648～2l47483647，其中C200～C2l9共20点是通用型，C220～C234共15点是断电保持型计数器。32位双向计数器是递加型还是递减型计数由特殊辅助继电器M8200-M8234设定。特殊辅助继电器接通置1时，为递减计数；特殊辅助继电器断开置0时，为递加计数。与16位计数器一样，可直接用常数K或间接用数据寄存器D的内容作为设定值。间接设定时，要用器件号紧连在一起的两个数据寄存器。图2-11示出了递加，递减计数器的动作原理。用X14作为计数输入，驱动C200计数器线图进行计数操作。当计数器的当前值由-6→-5增大时，其接点接通置1；当计数器的当前值由-5→-6减小时，其接点断开置0。,,,当复位输入X13接通时，计数器的当前值就为0，输出接点也复位。使用断电保持计数器，其当前值和输出接点均能保持断电时的状态。32位计数器可当作32位数据寄存器使用，但不能用作16位指令中的操作目标器件。,2.高速计数器,高速计数器共2l点，地址编号C235～C255。但适用高速计数器输入的PLC输入端只有6点X0～X5。如果这6个输人端中的一个已被某个高速计数器占用，它就不能再用于其它高速计数器或其它用途。也就是说，由于只有6个高速计数输入端，最多只能用6个高速计数器同时工作。,,高速计数器的选择并不是任意的，它取决于所需计数器的类型及高速输入端子。高速计数器的类型如下1相无启动／复位端子高速计数器C235～C240l相带启动／复位端子高速计数器C241～C2451相2输入双向高速计数器C246～C2502相输入A-B相型高速计数器C251～C25；上面所列计数器均为32位递增／递减型计数器。表2-2给出了各个高速计数器对应输入端子的名称,,X6和X7也是高速输人，但只能用作启动信号而不能用于高速计数。不同类型的计数器可同时使用，但它们的输入不能共用。,,高速计数器是按中断原则运行的，因而它独立于扫描周期，选定计数器的线圈应以连续方式驱动，以表示这个计数器及其有关输入连续有效，其它高速处理不能再用其输入端子。图2-12表明了高速计数器的输入。当X20接通时，选中高速计数器C235，而由表2-2中可查出，C235对应的计数器输入端为X0，计数器输入脉冲应为XO而不是X20。当X20断开时，线圈C235断开，同时C236接通，选中计数器C236，其计数脉冲输入端为X1。特别注意，不要用计数器输入端接点作计数器线圈的驱动接点，下面分别对4类高速计数器加以说明。,,1l相l输入无启动／复位端高速计数器C235～C240,计数方式及接点动作与前述普通32位计数器相同。递加计数器时，当计数值达到设定值时，接点动作并保持；作递减计数时，到达计数值则复位。1相1输入计数方向取决于其对应标志M8为对应的计数器地址号，C235～C240高速计数器各有一个计数输入端，如图2-13所示。现以C235为例说明此类计数器的动作过程。X10接通，方向标志M8235置位，计数器C235递减计数；反之递加计数。当X11接通，C235复位为0，接点C235断开。当X12接通，C235选中，从表2-2可知。对应计数器C235的输入为X0，C235对X0输入的脉冲信号进行计数。,,21相带启动／复位高速计数器C241～C245,计数器各有一个计数输入和一个复位输入。计数器C244和C245还有一个启动输入。现以图2-l4所示的C245为例说明此类高速计数器的动作过程。当方向标志M8245为通时，C245递减计数；M8245为断时，C245递加计数。当X14接通，C245高速计数器像普通32位计数器样复位。从表2-2中可知，C245还能由外部输入X3复位。计数器C245还有外部启动输入端X7。X7接通，C245开始计数；X7断开，C245停止计数。当X15选通C245，对X2输入端的脉冲进行计数。需要说明的是对C245设置D0，实际上是设置D0D1，因为计数器为32位。而外部控制启动X7和复位X3是立即响应的，它不受程序扫描周期的影响。,,3l相2输入双向高速计数器C246～C250,这5个高速计数器有两个输入端，一个递加、一个递减。有的还具有复位和启动输入。现以C246为例，用图2-l5说明它们的计数动作过程。当X10接通，C246像普通32位加／减计数器一样的方式复位。从表2-2可知，对C246，XO为递加计数端，X1为递减计数端。X11接通时，选中C246，使X0、X1输入有效。Xo由FF-ON，C246加1；X1由OFF→ON，C246减l。,,图2-16是以C250为例说明带复位和启动端的1相2输入高速计数器的动作过程。查表2-2可知，对C250，X5为复位输入，X7为启动输入，因此可由外部复位，而不必用RSTC250指令。要选通C250，必须接通X13，启动输入X7接通时开始计数，X7断开时停止计数。递加计数输入为X3，递减计数输入为X4。而计数方向由特殊辅助继电器M8决定为计数器地址编号。M8为ON，表示递减计数，M8X为OFF时，表示递加计数。,42相输入A-B相计数器C251～C255,在2相输入计数器中，最多可有两个2相32位二进制递加／递减计数器，其计数的动作过程与前面所讲的普通型32位递加递减型相同，对这些计数器，只有表2-2中所示的输入端可用于计数。A相和B相信号决定计数器是加计数还是减计数。当A相为ON状态时，B相输人为OFF→0N，为递加计数，而B相输入ON→OFF，为递减计数。图2-17为以C251和C255为例的此类计数器的计数过程。,,在X11接通时，C251对输入XOA相、X1B相的ON／OFF过程计数。选通信号X13接通时，一旦X7接通，C255立即开始计数，计数输入为X3A相和X4B相。X5接通，C255复位，在程序中编人虚线所示指令，则X12接通时也能使C255复位。检查对应的特殊辅助继电器M8可知道计数器是加计数还是减计数。,5计数频率,计数器最高计数频率受两个因素限制。一是各个输人端的响应速度，主要是受硬件的限制，其中X0、X2、X3最高频率为10kHz，而X1、X4、X5最高频率为7kHz。二是全部高速计数器的处理时间，这是高速计数器计数额率受限制的主要因素。因为高速计数器操作是采用中断方式，故计数器用的越少，则可计数频率就需高。如果某些计数器用比较低的频率计数，则其它计数器可用较高的频率计数。,七指针（P/I）,分支指令用指针P0～P63，共64点。指针P0～P63作为标号，用来指定条件跳转，子程序调用等分支指令的跳转目标。,,例如，I001为输入X0从OFF→ON变化时，执行由该指针作为标号后面的中断程序，并根据IRET指令返回。例如，I610，即为每隔10ms就执行标号为I610后面的中断程序，并根据IRET指令返回。,八常数K／H,常数也作为器件对待，它在存储器中占有一定的空间，十进制常数用K表示，如18，表示为K18；十六制常数用H表示，如18表示为H12。,九数据寄存器D,在进行输入输出处理、模拟量控制、位置控制时，需要许多数据寄存器存储数据和参数。数据寄存器为16位，最高位为符号位，可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。数据寄存器也分成下面几类,1.通用数据寄存器D0～D199共200点,当PLC由运行到停止时，该类数据寄存器的数据均为零但是当特殊辅助继电器M803l置1，PLC由运行转向停止时，数据可以保持。,2.断电保持数据寄存器D200～D5ll共312点,只要不改写，原有数据就不会丢失。电源接通与否，PLC运行与否，都不会改变寄存器的内容。在两台PLC作点对点的通信时，D490～D509用作通信。,3.特殊数据寄存器D8000～D8255共256点,这些数据寄存器供监视PLC中器件运行方式用，未定义的特殊数据寄存器，用户不能用。,4.文件数据寄存器D1000～D2999共2000点,文件寄存器实际上是一类专用数据寄存器，用于存储大量的数据，例如采集数据、统计计算数据、多组控制数据等。文件数据寄存器占用用户程序存储器RAM、EPROM及EEPROM内的一个存储区，以500点为一个单位，在参数设置时，最多可设置2000点，用编程器进行写操作。,十变址寄存器V／Z,顾名思义，变址寄存器通常用于修改器件的地址编号。V和Z都是l6位的寄存器，可进行数据的读与写，当进行32位操作时，将V、Z合并使用，指定Z为低位。图2-l8是FX2型PLC存储器的分配图。标有B／U标号的存储区间有后备电池。,,三、PLC的工作原理,PLC采用循环扫描的工作方式，其扫描过程如图2-l9所示。,,这个工作过程分为内部处理、通信操作、程序输入处理、程序执行、程序输出几个阶段。全过程扫描一次所需的时间称为扫描周期。内部处理阶段，PLC检查CPU模块的硬件是否正常，复位监视定时器等。在通信操作服务阶段，PLC与一些智能模块通信、响应编程器键人的命令，更新编程器的显示内容等，当PLC处于停STOP状态时，只进行内部处理和通信操作服务等内PLC处于运行RUN状态时，从内部处理、通信操作、程序输入、程序执行、程序输出，一直循环扫描工作。,一输入处理,输入处理也叫输入采样。在此阶段，顺序读人所有输入端子的通断状态，并将读人的信息存人内存中所对应的映像寄存器。在此输入映像寄存器被刷新。接着进入程序执行阶段。在程序执行时，输入映像寄存器与外界隔离，即使输入信号发生变化，其映像寄存器的内容也不会发生变化，只有在下一