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类型FX2N系列PLC的硬件与编程元件的认识.ppt

  • 上传人:精品资料
  • 文档编号:11319714
  • 上传时间:2020-03-17
  • 格式:PPT
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    FX2N系列PLC的硬件与编程元件的认识.ppt
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    1、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FX2N PLC的硬件组成。 2熟悉三菱FX2NPLC的外部接线。 3了解三菱FX2N PLC的编程元件并掌握其应用。,任务目标,DDC电源 AAC电源 S独立端子(无公共端)扩展模块 H大电流输出扩展模块 V立式端子排的扩展模块 C接插口输入输出方式 F输入滤波器1ms 扩展模块 LTTL输入扩展模块,R继电器输出 T晶体管输出 S晶闸管输出,M基本单元 E输入输出混合扩展单元及扩展模块 EX输入专用扩展模块 EY输出专用扩展模块,10256点,1S,1N,1NC,2N,2NC,3U,3UC,FX系列PLC

    2、型号名称可按如下格式定义:,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/输出混合扩展单元或扩展模块,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,横式端子排,继电器输出为2A/点,晶体管输出为0.5A/点,晶闸管输出

    3、0.3A/点。,FX2N是FX系列中功能最强、速度最高的微型可编程控制器。它的基本指令执行时间高达0.08s,远远超过了很多大型可编程控制器。用户存储器容量可扩展到16K步,最大可以扩展到256个I/O点,有5种模拟量输入/输出模块、高速计数器模块、脉冲输出模块、4种位置控制模块、多种RS-232C/RS-422/RS-485串行通信模块或功能扩展板,以及模拟定时器功能扩展板,使用特殊功能模块和功能扩展板,可以实现模拟量控制、位置控制和联网通信等功能 。,清华大学出版社,LOGO,FX2N系列PLC的硬件结构系统可以分为基本单元、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

    4、列PLC的基本构成,3)PLC与上位机的通信 PLC与上位机通信接口 PLC通信主要采用串行异步通信,其常用的串行通信接口标准有RS-232C、RS-422A和RS-485等。 RS-232C是美国电子工业协会EIA于1969年公布的通信协议,它的全称是“数据终端设备(DTE)和数据通信设备(DCE)之间串行二进制数据交换接口技术标准”。RS-232C接口标准是目前计算机和PLC中最常用的一种串行通信接口。,解释特殊适配器:(1),RS-232C只能进行一对一的通信,RS-232C可使用9针或25针的D型连接器,表6-1列出了RS-232C接口各引脚信号的定义以及9针与25针引脚的对应关系。,

    5、(2),PLC与上位机的通信模块 PC与PLC的通讯方式一般采用为三菱PLC配备的专用通讯模块,如FX2N-232-BD、FX-232ADP、FX2N-232IF。,(3),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1-2 FX2N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

    6、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 P56,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: 模拟量输入/输出模块, 例如FX2N-3A、FX2N-2AD、FX2N-2DA、FX2N-4AD-PT等。 数据通信模块,例如FX2N-232-DB、FX2N-422-DB、FX2N

    7、-485-DB、FX2N-16CCL-M等。 高速计数器模块, 例如FX2N-1HC。 运动控制模块,例如FX2N-1PG-E、FX2N-10GM等。,4特殊功能模块,4特殊功能模块,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。,(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的外观及其特征 p75,输入端子,输出端子,输入指示,输出指示,动作指示,接口部分,电源端

    8、子,外围设备接口,内置RUN/STOP开关,编程口,锂电池,外部接线端子 指示部分 接口部分,存储卡接口,扩展板安装插座,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,PLC的硬件接线,开关量输入单元的接线方式说明,PLC的输入端用于连接按钮开关及各类传感器。这些器件的功率消耗都很小,一般可以采用PLC内部电源为其供电,也可以由外部设备供电。下图是FX系列PLC的输入/输出端开关量信号的接线示意图,PLC开关量输入端的接线说明如下所述。

    9、(1)图中表示空端子,勿接线。 (2)图(b)中的X0和X1接入传感器信号,X0端的传感器采用PLC内部的24VDC工作电源供电,X1端的传感器采用外部电源供电。,图1 PLC的输入/输出端开关量信号的接线图,输入接口电路接线图 多种辅助电源类型:AC电源DC24V输入DC电源DC24V输入DC电源DC12V输入 接收开关量及数字量信号(数字量输入单元); 接收模拟量信号(模拟量输入单元); 接收按钮或开关命令(数字量输入单元); 接收传感器输出信号。,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

    10、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p96,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,PLC的源型与漏型这是一种可构造方法,只要改变S/S端的接法,就能使PLC与两种极性的传感器相接,即使其成为

    11、源型或漏型的PLC。,2020/3/17,31,3漏型输出和源型输出p105,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,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。 2FX2N-48MR型PLC的输入端接入一个按钮、一个限位开关,还有

    12、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。,本节结束,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

    13、) (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M8000M82

    14、55。,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

    15、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

    16、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

    17、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I0I8,共9点。,(9)指针(P/I),常数也作为编程元件对待,它在

    18、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, 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。 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)

    19、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。 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MOV D5V D10Z,当V=5,Z=6时,其意义是将存储单元D10中的数据传送到D16中去

    20、。,(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0000 0100 0001 0101;十进制数-1047,在PLC内部的存储形式为二进制数1111 1011 1110 1011。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。 2FX2N-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。 3FX2N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? 5FX2N系列PLC有哪几种寻址方式?各有什么特点?,

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