电气控制与PLC实训教程第四章

第4章FX系列可编程控制器FX系列可编程控制器概述3.1FX系列可编程控制器的子系列3.2FX系列可编程控制器的基本组成3.3FX系列可编程控制器的软元件3.4FX系列可编程控制器的工作原理3.14.1FX系列可编程控制器概述4.1.1三菱小型PLC的发展历史4.1.2FX系列型号的含义FX系列PLC型号名称的含义如下：FX(1)(2)(3)(4)(5)（1）系列序号：如1S，1N，2N等；（2）I/O总点数：10～256；（3）单元类型：M为基本单元，E为I/O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；（5）电源的形式：4.1.3FX系列PLC的一般技术指标FX系列PLC的一般技术指标包括基本性能指标、输入技术指标及输出技术指标，其具体规定如表4-1、表4-2及表4-3所示。项目FX1SFX1NFX2N和FX2NC运算控制方式存储程序，反复运算I/O控制方式批处理方式（在执行END指令时），可以使用I/O刷新指令运算处理速度基本指令0.55微秒/指令～0.7微秒/指令0.08微秒/指令应用指令3.7微秒/指令～数百微秒/指令1.52微秒/指令～数百微秒/指令程序语言逻辑梯形图和指令表，可以用步进梯形指令来生成顺序控制指令程序容量（EEPROM）内置2KB步内置8KB步内置8KB步，用存储盒可达16KB步指令数量基本、步进基本指令27条，步进指令2条应用指令85条89条128条I/O设置最多30点最多128点最多256点表4-1FX系列PLC的基本性能指标输入电压DC24V±10%元件号X0～X7其他输入点输入信号电压DC24V±10%输入信号电流DC24V，7mADC24V，5mA输入开关电流OFF→ON4.5mA3.5mA输入开关电流ON→OFF1.5mA输入响应时间10ms可调节输入响应时间X0～X17为0～60mA（FX2N），其他系列0～15m输入信号形式无电压触点，或NPN集电极开路输出晶体管输入状态显示输入ON时LED灯亮表4-2FX系列PLC的输入技术指标项目继电器输出晶闸管输出（仅FX2N）晶体管输出外部电源最大AC240V或DC30VAC85～242VDC5～30V最大负载电阻负载2A/1点，8A/COM0.3A/1点，0.8A/COM0.5A/1点，0.8A/COM感性负载80VA，120/240VAC36VA/AC240V12W/24VDC灯负载100W30W0.9W/DC24V(FX1S)，其他系列1.5W/DC24V最小负载电压5VDC时2mA，电压24VDC时5mA（FX2N）2.3VA/240VAC---表4-3FX系列PLC的输出技术指标项目继电器输出晶闸管输出（仅FX2N）晶体管输出响应时间OFF→ON10ms1ms0.2ms；5ms（仅Y0，Y1）ON→OFF10ms10ms0.2ms；5ms（仅Y0，Y1）开路漏电流---2.4mA/240VAC0.1mA/30VDC电路隔离继电器隔离光电晶闸管隔离光耦合器隔离输出动作显示线圈通电时LED亮续表4.2FX系列可编程控制器的子系列4.2.1FX1S系列PLCAC电源，24V直流输入DC24V电源，24V直流输入输入点数(漏型)输出点数继电器输出晶体管输出继电器输出晶体管输出FX1S-10MR-001FX1S-10MT-001FX1S-10MR-DFX1S-10MT-D64FX1S-14MR-001FX1S-14MT-001FX1S-14MR-DFX1S-14MT-D86FX1S-20MR-001FX1S-20MT-001FX1S-20MR-DFX1S-20MT-D128FX1S-30MR-001FX1S-30MT-001FX1S-30MR-DFX1S-30MT-D1614表4-4FX1S系列的基本单元4.2.2FX1N系列PLCAC电源，24V直流输入DC电源，24V直流输入输入点数输出点数继电器输出晶体管输出继电器输出晶体管输出FX1N-24MR-001FX1N-24MT-001FX1N-24MR-DFX1N-24MT-D1410FX1N-40MR-001FX1N-40MT-001FX1N-40MR-DFX1N-40MT-D2416FX1N-60MR-001FX1N-60MT-001FX1N-60MR-DFX1N-60MT-D3624表4-5FX1N系列的基本单元4.2.3FX2N系列PLCAC电源，24V直流输入DC电源，24V直流输入输入点数输出点数继电器输出晶体管输出继电器输出晶体管输出FX2N-16MR-001FX2N-16MT-001-----------88FX2N-32MR-001FX2N-32MT-001FX2N-32MR-DFX2N-32MT-D1616FX2N-48MR-001FX2N-48MT-001FX2N-48MR-DFX2N-48MT-D2424FX2N-64MR-001FX2N-64MT-001FX2N-64MR-DFX2N-64MT-D3232FX2N-80MR-001FX2N-80MT-001FX2N-80MR-DFX2N-80MT-D4040FX2N-128MR-001FX2N-128MT-001------------6464表4-6FX2N系列的基本单元4.2.4FX2NC系列PLC4.2.5FX系列扩展单元、扩展模块DC电源，24V直流输入输入点数输出点数继电器输出晶体管输出FX2NC-16MR-TFX2NC-16MT88-------FX2NC-32MT1616-------FX2NC-64MT3232-------FX2NC-96MT4848表4-7FX2NC系列的基本单元4.3FX系列可编程控制器的基本组成4.3.1硬件PLC硬件主要由中央处理单元、存储器、输入单元、输出单元、电源单元、编程器、扩展接口、编程器接口和存储器接口组成，其结构框图如图4-1所示。图4-1FX系列PLC的结构框图4.3.2软件PLC是一种工业计算机，不光要有硬件，软件也必不可少。4.4FX系列可编程控制器的软元件4.4.1PLC的软元件概述PLC内部有许多具有不同功能的元件，实际上这些元件是由电子电路和存储器组成的。4.4.2FX2N的软元件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S5．定时器T6．计数器C7．数据寄存器（D）8．变址寄存器9．指针（P/I）指针（P/I）包括分支和子程序用的指针（P）以及中断用的指针（I）。10．常数常数K用来表示十进制常数，常数H用来表示十六进制常数。4.5FX系列可编程控制器的工作原理4.5.1扫描工作方式PLC有运行（RUN）与停止（STOP）两种基本的工作模式。1．内部处理阶段2．通信服务阶段3．输入处理阶段4．程序处理阶段5．输出处理阶段图4-13PLC的扫描工作过程外部负载断电，停止工作。PLC的输入处理、程序处理和输出处理的工作方式如图4-13所示。图4-13PLC的扫描工作过程循环扫描的工作方式是PLC的一大特点，也可以说PLC是“串行”工作的，这和传统的继电器控制系统“并行”工作有质的区别，PLC的串行工作方式避免了继电器控制系统中触点竞争和时序失配的问题。4.5.2扫描周期4.5.3输入/输出滞后时间输入/输出滞后时间又称系统响应时间，是指PLC的外部输入信号发生变化的时刻至它控制的有关外部输出信号发生变化的时刻之间的时间间隔，它由输入电路滤波时间、输出电路的滞后时间和因扫描工作方式产生的滞后时间这三部分组成。实训课题2FX系列PLC的硬件实训8FX-20P-E手持编程器的操作一、实训目的（1）了解手持式编程器的结构及作用；（2）掌握FX-20P-E手持编程器的操作。二、实训器材（1）可编程控制器1套（包括FX2N-48MR的PLC主机1个、FX-20P-E编程器1个、FX-20P-CAB型电缆1根）；（2）电工常用工具1套；（3）导线若干。三、实训指导1．编程器的概述写入、读出、插入、删除、修改、检查，也能对PLC的运行状况进行监视。2．FX-20P-E型手持式编程器的组成FX-20P-E型手持式编程器主要包括以下几个部件：（1）FX-20P-E型编程器；（2）FX-20P-CAB型电缆；（3）FX-20P-RWM型ROM写入器；（4）FX-20P-ADP型电源适配器；（5）FX-20P-E-FKIT型接口，用于对三菱的Fl、F2系列PLC编程。图4-17FX-20P-E型手持式编程器3．FX-20P-E型编程器的面板布置（1）LED显示屏（2）功能键4．编程器工作方式选择（1）编程器的工作方式FX-20P-E型编程器具有在线（ONLINE，或称连机）编程和离线（OFFLINE，或称脱机）编程两种工作方式。图4-19编程器上电后显示的内容（2）编程器的工作方式选择FX-20P-E型编程器上电后，其LED屏幕上显示的内容如图4-19所示。其中闪烁的符号“■”指明编程器目前所处的工作方式。可供选择的工作方式共有7种，它们依次是图4-19编程器上电后显示的内容①OFFLINEMODE：进入脱机编程方式。②PROGRAMCHCEK：程序检查。③DATATRANSFER；数据传送。④PARAMETER：对PLC的用户程序存储器容量进行设置，还可以对各种具有断电保持功能的软元件的范围以及文件寄存器的数量进行设置。⑤XYM．．NO．CONV．：修改X，Y，M的元件号。⑥BUZZERLEVEL：蜂鸣器的音量调节。⑦LATCHCLEAR：复位有断电保持功能的软元件。5．程序的写入在写入程序之前，一般要将PLC内部存储器的程序全部清除（简称清零）。清零框图如下图所示，RD/WRRD/WRNOPAGOGO写入功能NOP成批写入（1）基本指令的写入基本指令有3种情况：①是仅有指令助记符，不带元件；②是有指令助记符和一个元件；③是指令助记符带两个元件。写入上面3种基本指令的操作框图如图4-21所示。图4-21写入基本指令的操作例如，要将图4-22所示的梯形图程序写入到PLC中，可进行如下操作。图4-22梯形图之一（2）功能指令的写入写入功能指令时，按FNC键后再输入功能指令号，输入功能指令号有两种方法：一是直接输入指令号；二是借助于HELP键的功能，在所显示的指令一览表上检索指令编号后再输入。功能指令写入的基本操作如图4-23所示。图4-23功能指令输入的基本操作图4-24梯形图之二例如，写入功能指令MOVKlX10Z0D1，其键操作如下：（4）NOP的成批写入在指定范围内，将NOP成批写入的基本操作如图4-25所示。图4-25NOP成批写入的基本操作例如，在1014步到1024步范围内成批写入NOP的操作和显示如下：例1在连机方式下，输入下列指令，并观察其运行结果。LDX0，ORM0，ANIT1，OUTM0，OUTT0K5，OUTT1K10，LDM0，ANIT0，OUTY0，END。6．程序的读出把已写入到PLC中的程序读出这是常有的事。读出方式有根据步序号、指令、元件及指针等几种方式。（1）根据步序号读出指定步序号，从PLC用户程序存储器中读出并显示程序的基本操作如图4-26所示。图4-26根据步序号读出的基本操作例如，要读出第55步的程序，其操作步骤如下：（2）根据指令读出指定指令，从PLC用户程序存储器中读出并显示程序的基本操作如图4-27所示。图4-27根据指令读出的基本操作例如，要读出指令PLSM104的操作如下：（3）根据指针读出指定指针，从PLC的用户程序存储器中读出并显示程序的基本操作如图4-28所示。图4-28根据指针读出的基本操作例如，读出指针号为3的标号的操作如下：（4）根据元件读出指定元件符号和元件号，从PLC用户程序存储器中读出并显示程序的基本操作如图4-29所示。图4-29根据元件读出的基本操作例如，读出Y123的操作如下：例2在例1的基础上读出程序。7．程序的修改在指令输入过程中，若要修改