第2章 三菱PLC简介.ppt
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1、可编程控制器及应用第二讲上一讲回顾上一讲回顾uu可编程控制器的产生可编程控制器的产生 可编程控制器(可编程控制器(可编程控制器(可编程控制器(Programmable Logic Programmable Logic Controller)Controller)简称简称简称简称PLCPLC。自自自自19691969年第一台年第一台年第一台年第一台PLCPLC面世以来,已成为一面世以来,已成为一面世以来,已成为一面世以来,已成为一种最重要、最普及、应用场合最多的工业控种最重要、最普及、应用场合最多的工业控种最重要、最普及、应用场合最多的工业控种最重要、最普及、应用场合最多的工业控制器。与机器人、
2、制器。与机器人、制器。与机器人、制器。与机器人、CAD/CAMCAD/CAM并称为工业生并称为工业生并称为工业生并称为工业生产自动化的三大支柱。产自动化的三大支柱。产自动化的三大支柱。产自动化的三大支柱。1968年年 美国通用汽车公司提出的美国通用汽车公司提出的替代继替代继电器电器控制系统的新型控制器的控制系统的新型控制器的十项指标十项指标:1 1)编程简单、现场编程简单、现场编程简单、现场编程简单、现场可可可可修改程序;修改程序;修改程序;修改程序;2 2)维护方便、采用插)维护方便、采用插)维护方便、采用插)维护方便、采用插件式结构;件式结构;件式结构;件式结构;3 3)可靠性高于继电器)
3、可靠性高于继电器)可靠性高于继电器)可靠性高于继电器控制系统;控制系统;控制系统;控制系统;4 4)体积小于继电器控)体积小于继电器控)体积小于继电器控)体积小于继电器控制系统;制系统;制系统;制系统;5 5)数据可以直接送入)数据可以直接送入)数据可以直接送入)数据可以直接送入计算机;计算机;计算机;计算机;6 6)成本可与继电器系)成本可与继电器系)成本可与继电器系)成本可与继电器系统竞争;统竞争;统竞争;统竞争;7 7)输入可为市电;)输入可为市电;)输入可为市电;)输入可为市电;8 8)输出可为市电,能)输出可为市电,能)输出可为市电,能)输出可为市电,能直接驱动电磁阀、交直接驱动电磁
4、阀、交直接驱动电磁阀、交直接驱动电磁阀、交流接触器等;流接触器等;流接触器等;流接触器等;9 9)通用性强、易于扩)通用性强、易于扩)通用性强、易于扩)通用性强、易于扩展;展;展;展;1010)用户存储器大于)用户存储器大于)用户存储器大于)用户存储器大于4 4KK。国际电工委员会(国际电工委员会(IEC)PLC的定义:的定义:uu可编程控制器是一种数字运算操作的电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。子系统,专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存储器,用来在其内它采用可编程序的存储器,用来在其内部存储执行逻辑运算,顺序控制、定时、部存储执行逻辑运算,顺
5、序控制、定时、计数和算术运算等操作指令,并通过数计数和算术运算等操作指令,并通过数字式和模拟式的输入和输出,控制各种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。类型的机械或生产过程。PLC的特点的特点 uu可靠性高,抗干扰能力强。可靠性高,抗干扰能力强。uu编程直观、简单。编程直观、简单。uu环境要求低,适应性好。环境要求低,适应性好。uu功能完善,接口功能强。功能完善,接口功能强。PLC、继电器控制系统、微机控制系统之继电器控制系统、微机控制系统之比较,见比较,见P2 表表1-1PLC的分类的分类uu按输入(按输入(INPUT)和输出(和输出(OUTPUT)点数多少,分为:超小型
6、、小型、中型、点数多少,分为:超小型、小型、中型、大型和超大型。大型和超大型。uu按结构形式,分为:整体式和模块式。按结构形式,分为:整体式和模块式。PLC的应用和发展的应用和发展uu早期的早期的PLC 改造原有的继电接触器控制系改造原有的继电接触器控制系统。统。uu广泛应用于各种控制系统中,如各种顺序广泛应用于各种控制系统中,如各种顺序控制等。主要用于有大量开关量和少数模控制等。主要用于有大量开关量和少数模拟量的控制系统。拟量的控制系统。uuPLC的发展趋势:的发展趋势:1、小型化、专用化和低、小型化、专用化和低价格;价格;2、大型、高速、多功能和分布式全、大型、高速、多功能和分布式全自动网
7、络化。自动网络化。PLC的组成与工作原理的组成与工作原理组成:组成:组成:组成:uu中央处理单元中央处理单元中央处理单元中央处理单元(CPUCPU)uu存储器存储器存储器存储器uu输入输出单元输入输出单元输入输出单元输入输出单元(I/OI/O单元)单元)单元)单元)uu电源单元电源单元电源单元电源单元uu编程器编程器编程器编程器uu2-12-1外形的样子外形的样子uuPLC PLC uu编程器编程器编程器编程器uu中央处理单元中央处理单元(CPU)uu通用微处理器;通用微处理器;uuFX2系列采用系列采用可编程控制器使可编程控制器使用的微处理器是用的微处理器是16位的位的8096单片机。单片机
8、。uu存储器:存储器:包括包括系统存储器和用系统存储器和用户存储器。户存储器。uu系统存储器存系统存储器存放系统管理程序。放系统管理程序。uu用户存储器存用户存储器存放用户编制的控放用户编制的控制程序制程序。输入输出单元(输入输出单元(I/O):):是是PLC与被控对与被控对象间传递输入输出信号的接口部件。输入象间传递输入输出信号的接口部件。输入部件是开关、按钮、传感器等。输出部件部件是开关、按钮、传感器等。输出部件是电磁阀、接触器、继电器。是电磁阀、接触器、继电器。uu输入接口电路输入接口电路uu2-22-2输出接口电路输出接口电路uu继电器输出继电器输出*uu晶体管输出晶体管输出uu晶闸管
9、输出晶闸管输出uu2-3uu电源电源电源电源uu一般市电(一般市电(一般市电(一般市电(220220)uu直流直流直流直流24V24VuuPLCPLC有有有有24V24V(DCDC直直直直流)输出流)输出流)输出流)输出。uu编程器编程器编程器编程器uu外围设备外围设备外围设备外围设备uu利用编程器将用户程利用编程器将用户程利用编程器将用户程利用编程器将用户程序送入序送入序送入序送入PLCPLC的存储的存储的存储的存储器,检查程序。器,检查程序。器,检查程序。器,检查程序。PLC工作原理工作原理工作原理工作原理工作原理工作原理 PLC PLC采用循环扫描的工采用循环扫描的工采用循环扫描的工采用
10、循环扫描的工作方式,包括作方式,包括作方式,包括作方式,包括内部处理、内部处理、内部处理、内部处理、通讯操作、输入处理、程通讯操作、输入处理、程通讯操作、输入处理、程通讯操作、输入处理、程序执行、输出处理序执行、输出处理序执行、输出处理序执行、输出处理几个阶几个阶几个阶几个阶段。全过程扫描一次所需段。全过程扫描一次所需段。全过程扫描一次所需段。全过程扫描一次所需的时间称为扫描周期。的时间称为扫描周期。的时间称为扫描周期。的时间称为扫描周期。当处于当处于当处于当处于RUNRUN状态时,上状态时,上状态时,上状态时,上述扫描周期不断循环。述扫描周期不断循环。述扫描周期不断循环。述扫描周期不断循环。
11、扫扫扫扫描过程描过程描过程描过程。uu图图图图2-192-19PLC 扫描工作过程扫描工作过程uu输入处理输入处理输入处理输入处理uu程序执行程序执行程序执行程序执行uu输出处理输出处理输出处理输出处理uu2-202-20本次课程要点uuFX2N系列PLC介绍uu编程器和编程软件介绍2.4 三菱公司的FX系列PLC一、三菱公司FX系列PLC概况是中国内地销量最多的小型PLC。三菱公司PLC产品有以下几个系列:Q系列 AnS系列 QnA系列 A系列 FX系列硬件结构为模块式硬件结构为整体式(单元式)FX1SFX1NFX2NFX2NCFX1NCFX2N可编程序控制器uFX2N系列可编程控制器是日本
12、三菱公司小型系列可编程控制器是日本三菱公司小型PLC的代表产品之一。本章主要介绍的代表产品之一。本章主要介绍FX2N系列可编程控系列可编程控制器的系统特点、型号说明、技术指标、硬件配置制器的系统特点、型号说明、技术指标、硬件配置及其等效元件等基本内容,是学习及其等效元件等基本内容,是学习FX2N系列系列PLC的的基础基础 uFX2N系列可编程控制器控制系统由基本单元(主机)系列可编程控制器控制系统由基本单元(主机)、扩展单元、扩展模块和特殊功能模块等组成。、扩展单元、扩展模块和特殊功能模块等组成。二、二、FX2N的系统特点及配置的系统特点及配置2.1 FX2N的技术特点的技术特点FX2N系列系
13、列PLC有以下技术特点:有以下技术特点:(2)FX2N是是FX系列中功能最强、运行速度最快的系列中功能最强、运行速度最快的PLC。FX2N基本指令执行时间高达基本指令执行时间高达0.08s,比,比FX2大大4倍,超过了许多大、中型倍,超过了许多大、中型PLC(1)FX2N系列系列PLC采用一体化箱体结构,其基本单元采用一体化箱体结构,其基本单元将将CPU、存储器、输入输出接口及电源等都集成在一个、存储器、输入输出接口及电源等都集成在一个模块内,结构紧凑,体积小巧,成本低,安装方便模块内,结构紧凑,体积小巧,成本低,安装方便(3)FX2N的用户存贮器容量可扩展到的用户存贮器容量可扩展到16K,其
14、,其I/O点数最大可扩展到点数最大可扩展到256点点(4)FX2N有多种特殊功能模块,如模拟量输入输出模块、有多种特殊功能模块,如模拟量输入输出模块、高速计数器模块、脉冲输出模块、位置控制模块、高速计数器模块、脉冲输出模块、位置控制模块、RS-232C/RS-422/RS-485串行通信模块或功能扩展板、模拟定串行通信模块或功能扩展板、模拟定时器扩展板等时器扩展板等(5)FX2N有有3000多点辅助继电器、多点辅助继电器、1000点状态继电器、点状态继电器、200多点定时器、多点定时器、200点点16位加计数器、位加计数器、35点点32位加位加/减计减计数器、数器、8000多点多点16位数据寄
15、存器、位数据寄存器、128点跳步指针、点跳步指针、15点点中断指针中断指针(6)FX2N有有128种功能指令,具有中断输入处理、修改输种功能指令,具有中断输入处理、修改输入滤波器常数、数学运算、浮点数运算、数据检索、数据入滤波器常数、数学运算、浮点数运算、数据检索、数据排序、排序、PID运算、开平方、三角函数运算、脉冲输出、脉运算、开平方、三角函数运算、脉冲输出、脉宽调制、宽调制、ACL码输出、串行数据传送、校验码、比较触点码输出、串行数据传送、校验码、比较触点等功能指令等功能指令(7)FX2N还有矩阵输入、还有矩阵输入、10键输入、键输入、16键输入、数字开键输入、数字开关、方向开关、关、方
16、向开关、7段显示器扫描显示等方便指令段显示器扫描显示等方便指令 2.2 FX2N的型号说明FX系列系列PLC型号命名的基本格式如下:型号命名的基本格式如下:(1)系列序号:)系列序号:如如0、2、0N、2C、1S、1N、2N、1NC、2NC(2)I/O点数:点数:10256点点(3)单元类型:)单元类型:lM基本单元基本单元lE扩展单元(输入输出混合)扩展单元(输入输出混合)lEX扩展输入单元(模块)扩展输入单元(模块)lEY扩展输出单元(模块)扩展输出单元(模块)(5)特殊品种区别:)特殊品种区别:(4)输出形式:)输出形式:R继电器输出继电器输出T晶体管输出晶体管输出S晶闸管输出晶闸管输出
17、DDC电源,电源,DC输入输入AAC电源,电源,AC输入输入H大电流输出扩展单元大电流输出扩展单元V立式端子排的扩展单元立式端子排的扩展单元C接插口输入输出方式接插口输入输出方式F输入滤波器输入滤波器1ms的扩展单元的扩展单元LTFL输入型扩展单元输入型扩展单元S独立端子(无公共端)扩展单元独立端子(无公共端)扩展单元三、三、FX2N 系统的硬件配置系统的硬件配置 uFX2N系列系列PLC吸取了整体式和模块式吸取了整体式和模块式PLC的优的优点,各单元间采用叠装式连接。根据它们与基本点,各单元间采用叠装式连接。根据它们与基本单元的距离,对每个模块按的顺序编号,单元的距离,对每个模块按的顺序编号
18、,最多可连接个特殊功能模块。模块连接如图最多可连接个特殊功能模块。模块连接如图3.1所示所示 uFX2N系列系列PLC的硬件包括基本单元、扩展单元、的硬件包括基本单元、扩展单元、扩展模块、模拟量输入输出模块、各种特殊功能扩展模块、模拟量输入输出模块、各种特殊功能模块及外部设备等模块及外部设备等 图图1 FX2N模块连接图模块连接图1基本单元基本单元表表1 FX2N系列的基本单元系列的基本单元型号型号输入输入点数点数输出输出点数点数扩展模块可用点扩展模块可用点数数继电器输出继电器输出继电器输出继电器输出可控硅输出可控硅输出可控硅输出可控硅输出晶体管输出晶体管输出晶体管输出晶体管输出FXFX2N2
19、N-16MR-16MR-001001FXFX2N2N-16MS-16MSFXFX2N2N-16MT-16MT8 88 824243232FXFX2N2N-32MR-32MR-001001FXFX2N2N-32MS-32MSFXFX2N2N-32MT-32MT1616161624243232FXFX2N2N-48MR-48MR-001001FXFX2N2N-48MS-48MSFXFX2N2N-48MT-48MT2424242448486464FXFX2N2N-64MR-64MR-001001FXFX2N2N-64MS-64MSFXFX2N2N-64MT-64MT3232323248486464F
20、XFX2N2N-80MR-80MR-001001FXFX2N2N-80MS-80MSFXFX2N2N-80MT-80MT4040404048486464FXFX2N2N-128MR-128MR-001001FXFX2N2N-128MT128MT64646464484864642I/O扩展单元和扩展模块扩展单元和扩展模块表表2 FX2N的扩展单元的扩展单元型号型号总总I/OI/O数目数目输入输入输出输出数目数目电压电压类型类型数目数目类型类型FXFX2N2N-32ER-32ER3232161624V24V直流直流漏型漏型1616继电继电器器FXFX2N2N-32ET-32ET3232161624
21、V24V直流直流漏型漏型1616晶体管晶体管FXFX2N2N-48ER-48ER4848242424V24V直流直流漏型漏型2424继电继电器器FXFX2N2N-48ET-48ET4848242424V24V直流直流漏型漏型2424晶体管晶体管FXFX2N2N-48ER-D-48ER-D4848242424V24V直流直流漏型漏型2424继电继电器器(直流直流)FXFX2N2N-48ET-D-48ET-D4848242424V24V直流直流漏型漏型2424继电继电器(直流)器(直流)表表3 FX2N的扩展模块的扩展模块型号型号型号型号总总总总I/OI/O数目数目数目数目输入输入输入输入输出输出
22、输出输出数目数目数目数目电压电压电压电压类型类型类型类型数目数目数目数目类型类型类型类型FXFX2N2N-16EX-16EX1616161624V24V直流直流直流直流漏型漏型漏型漏型FXFX2N2N-16EYT16EYT16161616晶体管晶体管晶体管晶体管FXFX2N2N-16EYR16EYR16161616继电继电继电继电器器器器3特殊功能单元特殊功能单元特殊功能单元是一些专门用途的装置。如模拟量特殊功能单元是一些专门用途的装置。如模拟量I/O单单元、高速计数单元、位置控制单元、通讯单元等元、高速计数单元、位置控制单元、通讯单元等。常用常用特殊功能单元的型号及功能如表特殊功能单元的型号
23、及功能如表3.5所示所示 表表4 FX2N的特殊功能单元的型号及功能的特殊功能单元的型号及功能型型型型 号号号号功功功功 能能能能 说说说说 明明明明FXFX2N2N-4AD-4AD4 4通道通道通道通道1212位模位模位模位模拟拟拟拟量量量量输输输输入模入模入模入模块块块块FXFX2N2N-4AD-PT-4AD-PT供供供供PT-100PT-100温度温度温度温度传传传传感器用的感器用的感器用的感器用的4 4通道通道通道通道1212位模位模位模位模拟拟拟拟量量量量输输输输入入入入FXFX2N2N-4AD-TC-4AD-TC供供供供热电热电热电热电偶温度偶温度偶温度偶温度传传传传感器用的感器用
24、的感器用的感器用的4 4通道通道通道通道1212位模位模位模位模拟拟拟拟量量量量输输输输入入入入FXFX2N2N-4DA-4DA4 4通道通道通道通道1212位模位模位模位模拟拟拟拟量量量量输输输输出模出模出模出模块块块块FXFX2N2N-3A-3A2 2通道通道通道通道输输输输入、入、入、入、1 1通道通道通道通道输输输输出的出的出的出的8 8位模位模位模位模拟拟拟拟量模量模量模量模块块块块FXFX2N2N-1HC-1HC2 2相相相相50HZ50HZ的的的的1 1通道高速通道高速通道高速通道高速计计计计数器数器数器数器FXFX2N2N-1PG-1PG脉冲脉冲脉冲脉冲输输输输出模出模出模出模
25、块块块块FXFX2N2N-10GM-10GM有有有有4 4点通用点通用点通用点通用输输输输入、入、入、入、6 6点通用点通用点通用点通用输输输输出的出的出的出的1 1轴轴轴轴定位定位定位定位单单单单元元元元FX-20GMFX-20GM和和和和E E-20GM-20GM2 2轴轴轴轴定位定位定位定位单单单单元,内置元,内置元,内置元,内置EEPROMEEPROMFXFX2N2N-1RM-SET-1RM-SET可可可可编编编编程凸程凸程凸程凸轮轮轮轮控制控制控制控制单单单单元元元元FXFX2N2N-232-BD-232-BDRS-232CRS-232C通信用功能通信用功能通信用功能通信用功能扩扩扩
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