电器控制与可编程控制器应用技术 教学课件 作者 张迎辉 等 第3章　常用可编程序控制器及基本单元.ppt

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1、第3章　常用可编程序控制器及基本单元3.1　可编程序控制器概述3.2　三菱FX3U、FX2N系列PLC基本单元3.3　FX3U和FX2N系列PLC的软元件3.1　可编程序控制器概述3.1.1　可编程序控制器的分类及技术性能指标1.PLC的分类(1)按照输入/输出点数分　按照输入/输出点数分，PLC可以分为小型机、中性机和大型机。(2)按结构形式分　按照PLC结构形式的不同可以将PLC分为整体式、模块式和板式。2.PLC的主要技术性能指标(1)I/O点数　是指PLC外部I/O端子的总和，这是一个非常主要的技术指标，选择PLC时需要考虑PLC的输入和输出的点数，并留一定

2、裕量。3.1　可编程序控制器概述(2)扫描速度　即执行1步(或1000步)指令所需要的时间，FX2N系列PLC执行1步指令的时间是0.08μs，FX3U系列PLC执行1步指令的时间是0.065μs。(3)用户存储器容量　是指存储用户程序的存储器空间大小，一般的PLC的用户存储器为几K到几十K，大型PLC的容量在1M以上，这里所指的存储容量是按程序步来指定的，一个存储单位可以存放1个程序步，如8K容量的存储器可以存放8000步用户程序。(4)指令系统　PLC的指令系统是衡量其控制功能的主要指标。(5)内部软元件　内部软元件用于存放变量状态、运算中间结果和数据等，还有许

3、多的特殊功能软元件为用户提供特定的功能，因此软元件的配置情况是衡量PLC硬件功能的一个指标。3.1　可编程序控制器概述(6)特殊功能模块　PLC基本单元只能实现基本控制功能，为了实现一些特定的功能，还需要配置特殊功能模块，如A-D、D-A模块、高速计数模块、位置控制模块、温度控制模块、通信模块等，因此在配置基本单元的同时还应考虑基本单元是否支持这些特殊功能模块。3.1.2　可编程序控制器的基本原理PLC的工作原理与个人计算机的工作原理是一致的，PLC是在系统程序的管理下，通过运行用户程序实现控制功能，但是计算机与PLC的执行用户程序的方式有所不同，计算机是采用等待任

4、务的工作方式，而PLC则采用循环扫描的工作方式。3.1　可编程序控制器概述(1)内部处理　在内部处理阶段，PLC的CPU检查内部硬件是否正常，如果硬件出现异常，立即报警并停止执行用户程序，如果硬件没有异常，将监控定时器复位。(2)通信服务　在通信服务阶段，PLC能与其他的智能装置通信，响应编程命令等。(3)输入处理　在PLC输入处理阶段，PLC读入所有输入端子的通断状态，并将读入的状态存入内存中对应的输入映像寄存器中，此时，输入映像寄存器被刷新，然后进入程序执行阶段和输出处理阶段。(4)程序处理3.1　可编程序控制器概述图3-1　输入处理、程序处理和输出处理执行过程

5、(5)输出处理　在输出处理阶段，3.1　可编程序控制器概述PLC将输出映像寄存器的状态传送到输出锁存器中，并通过输出端子进行输出，用于控制外部设备的运行。3.1.3　PLC的编程语言可编程序控制器常用的编程语言主要有梯形图、指令表、顺序功能图、功能块图、结构文本等。手持编程器多采用指令表（助记符语言）；计算机软件编程采用梯形图语言、指令表也有采用顺序功能图、功能块图的，其中以梯形图最为常用。下面对梯形图和指令表作一简单介绍。1.梯形图3.1　可编程序控制器概述梯形图是一种以图形符号及其在图中的相互关系来表示控制关系的编程语言，梯形图的表达方式沿用了电气控制系统中的继

6、电器⁃接触器控制电路图的形式，二者的基本构思是一致的，只是使用符号和表达方式有所区别。梯形图直观易懂，易被电气工程人员掌握，特别适合于开关量的逻辑控制。2.指令表图3-2　PLC梯形图与指令表3.2　三菱FX3U、FX2N系列PLC基本单元3.2.1　FX3U基本单元FX3U基本单元包括十多种型号，其型号表现形式如下：表3-1　F基本单元选型3.2　三菱FX3U、FX2N系列PLC基本单元表3-1　F基本单元选型3.2.2　FX2N基本单元FX2N基本单元包括二十多种型号，其型号表现形式如下：表3-2　F基本单元选型3.2.3　基本单元的组成及结构FX系列PL

7、C基本单元为整体式结构，其外视图如图3⁃3所示。3.2　三菱FX3U、FX2N系列PLC基本单元图3-3　基本单元外视图3.2　三菱FX3U、FX2N系列PLC基本单元图3-?4　基本单元结构框图1.CPU3.2　三菱FX3U、FX2N系列PLC基本单元CPU是整个PLC系统的核心，指挥PLC有条不紊地进行各种工作。PLC中常用的CPU有8080、8086、80286、80386，以及单片机8031、8096，位片式微处理器AM2900、AM2901、AM2903等。三菱FX2N和FX3U使用的CPU（双CPU）是与该系列同名的32位处理器。1)故障诊断。2)检