三菱plc学习教程doc.doc
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1、三菱 PLC 基础学习(1) 输出接口电路的隔离方式 (2) 输出接口电路的主要技术参数a.响应时间 响应时间是指 PLC 从 ON 状态转变成 OFF 状态或从 OFF 状态转变成 ON 状态所需要的时间。继电器输出型响应时间平均约为 10ms;晶闸管输出型响应时间为 1ms 以下;晶体管输出型在 0.2ms 以下为最快。b.输出电流 继电器输出型具有较大的输出电流,AC250V 以下的电路电压可驱动纯电阻负载 2A/1 点、感性负载 80VA 以下(AC100V 或 AC200V)及灯负载 100W 以下(AC100V 或 200V)的负载;Y0、Y1 以外每输出 1 点的输出电流是 0.
2、5A,但是由于温度上升的原因,每输出 4 合计为 0.8A 的电流,输出晶体管的 ON 电压约为 1.5V,因此驱动半导体元件时,请注意元件的输入电压特性。Y0、Y1 每输出 1 点的输出电流是 0.3A,但是对 Y0、Y1 使用定位指令时需要高速响应,因此使用 10100mA 的输出电流;晶闸管输出电流也比较小,FX1S无晶闸管输出型。c.开路漏电流 开路漏电流是指输出处于 OFF 状态时,输出回路中的电流。继电器输出型输出接点 OFF 是无漏电流;晶体管输出型漏电流在 0.1mA 以下;晶闸管较大漏电流,主要由内部 RC 电路引起,需在设计系统时注意。(3) 输出公共端(COM) 公共端与
3、输出各组之间形成回路,从而驱动负载。FX1S 有 1 点或 4 点一个公共端输出型,因此各公共端单元可以驱动不同电源电压系统的负载。5电源 PLC 的电源在整个系统中起着十分重要得作用。如果没有一个良好的、可靠得电源系统是无法正常工作的,因此 PLC 的制造商对电源的设计和制造也十分重视。一般交流电压波动在+10%(+15%)范围内,可以不采取其它措施而将 PLC 直接连接到交流电网上去。如 FX1S 额定电压 AC100V240V,而电压允许范围在 AC85V264V 之间。允许瞬时停电在 10ms 以下,能继续工作。一般小型 PLC 的电源输出分为两部分:一部分供 PLC 内部电路工作;一
4、部分向外提供给现场传感器等的工作电源。因此 PLC 对电源的基本要求:1) 能有效地控制、消除电网电源带来的各种干扰;2) 电源发生故障不会导致其它部分产生故障;3) 允许较宽的电压范围;4) 电源本身的功耗低,发热量小;5) 内部电源与外部电源完全隔离;6) 有较强的自保护功能。 一、一、PLC 的工作原理的工作原理由于 PLC 以微处理器为核心,故具有微机的许多特点,但它的工作方式却与微机有很大不同。微机一般采用等待命令的工作方式,如常见的键盘扫描方式或 I/O 扫描方,若有键按下或有 I/O 变化,则转入相应的子程序,若无则继续扫描等待。PLC 则是采用循环扫描的工作方式。对每个程序,C
5、PU 从第一条指令开始执行,按指令步序号做周期性的程序循环扫描,如果无跳转指令,则从第一条指令开始逐条执行用户程序,直至遇到结束符后又返回第一条指令,如此周而复始不断循环,每一个循环称为一个扫描周期。扫描周期的长短主要取决于以下几个因素:一是 CPU 执行指令的速度;二是执行每条指令占用的时间;三是程序中指令条数的多少。一个扫描周期主要可分为 3 个阶段。1输入刷新阶段在输入刷新阶段,CPU 扫描全部输入端口,读取其状态并写入输入状态寄存器。完成输入端刷新工作后,将关闭输入端口,转入程序执行阶段。在程序执行期间即使输入端状态发生变化,输入状态寄存器的内容也不会改变,而这些变化必须等到下一工作周
6、期的输入刷新阶段才能被读入。2程序执行阶段 在程序执行阶段,根据用户输入的控制程序,从第一条开始逐步执行,并将相应的逻辑运算结果存入对应的内部辅助寄存器和输出状态寄存器。当最后一条控制程序执行完毕后,即转入输入(出?)刷新阶段。3输出刷新阶段当所有指令执行完毕后,将输出状态寄存器中的内容,依次送到输出锁存电路(输出映像寄存器) ,并通过一定输出方式输出,驱动外部相应执行元件工作,这才形成 PLC 的实际输出。由此可见,输入刷新、程序执行和输出刷新三个阶段构成 PLC 一个工作周期,由此循环往复,因此称为循环扫描工作方式。由于输入刷新阶段是紧接输出刷新阶段后马上进行的,所以亦将这两个阶段统称为
7、I/O 刷新阶段。实际上,除了执行程序和 I/O刷新外,PLC 还要进行各种错误检测(自诊断功能)并与编程工具通讯,这些操作统称为“监视服务” ,一般在程序执行之后进行。综上述,PLC 的扫描工作过程如图 14 所示。显然扫描周期的长短主要取决于程序的长短。扫描周期越长,响应速度越慢。由于每个扫描周期只进行一次 I/O 刷新,即每一个扫描周期 PLC 只对输入、输出状态寄存器更新一次,所以系统存在输入输出滞后现象,这在一定程度上降低了系统的响应速度。但是由于其对 I/O 的变化每个周期只输出刷新一次,并且只对有变化的进行刷新,这对一般的开关量控制系统来说是完全允许的,不但不会造成影响,还会提高
8、抗干扰能力。这是因为输入采样阶段仅在输入刷新阶段进行,PLC 在一个工作周期的大部分时间是与外设隔离的,而工业现场的干扰常常是脉冲、短时间的,误动作将大大减小。但是在快速响应系统中就会造成响应滞后现象,这个一般 PLC 都会采取高速模块。总之,PLC 采用扫描的工作方式,是区别于其他设备的最大特点之一,我们在学习和使用 PLC 当中都应加强注意。第二节第二节FX1S 的性能指标的性能指标Fx 系列 PLC 个部分含义:若特殊品种缺省,通常指 AC 电源、DC 输入、横式端子排,其中继电器输出:2A/1点;晶体管输出: 0。5A/1 点;晶闸管输出:0。3A/1 点。例如 FX2N-40MRD,
9、其参数含义为三菱 FX2N PLC,有 40 个 I/O 点的基本单元,继电器输出型,使用 DC24V 电源。FX1s 性能规格:项目规格备注运转控制方法通过储存的程序周期运转I/O 控制方法批次处理方法(当执行 END 指令时)I/O 指令可以刷新运转处理方法基本指令:0.55 至 0.7s 应用指令:3.7 至几百 s编程语言逻辑梯形图和指令清单使用步进梯形图能生成 SFC 类型程序程式容量内置 2K 步 EEPROM存储盒(FX1nEEPROM8L)可选 指令数目基本顺序指令:27 步进梯形指令:2 应用指令:85最大可用 167 条应用指令,包括所有的变化I/O 配置最大总 I/O 由
10、主处理单元设置一般384 点M0 到 M383锁定128 点(子系统)M384 至 M511辅助继电器 (M 线圈)特殊256 点M8000 至 8255一般128 点S0 至 S127状态继电器(S 线圈)初始10 点(子系统)S0 至 S9100 毫秒范围:0 至 3276.7 秒 63 点T0 至 T5510 毫秒范围:0 至 3276.7 秒 31 点当特殊 M 线圈工作时 T32 到 T62定时器 (T)1 毫秒范围:0.001 至 32.767 秒 1 点T163一般范围:1 至 32767 数 16 点C0 至 C15 类型:16 位增计数器计数器(C)锁定范围:1 至 3276
11、7 数 16 点C16 至 C31 类型:16 位增计数器单相C235 至 C238 4 点(注意 C235 被锁定)单相 c/w 起 始 停止输入C241(锁定上)C242 和 C244(锁定)3 点高速计数器 (C)双相范围:- 2147483648+2147483648 数 Fxo:选择多达 4 个单相计 数器,组合计数频率不 大于 5KHz.或选择一个比 相或 A/B 相计数器,组合 计数频率不大于 2KHz. FXos:当使用多个单相计C241、C247 和 C249(都锁定)3 点A/B 相数器时,频率和必须不 大于 14KHz.只允许单.双 相高速计数器同时使 用。当使用双相计数
12、器时, 最大遍数速度必须不 大于 14KHz,计算为(遍 数边数为 5 时,2ph 计数 器速度)+1ph 计数器速 度。C251、C252 和 C254(都锁定)3 点一般128 点D0 至 D127 类型:32 位元件的 16 位数据存储寄存器锁定128 点D128 至 255 类型:32 位元件的 16 位数据存储寄存器外部调节范围:0 至 255 2 点 通过外部设置电位计间接输入 D8013 或 D80303) 当继电器的常开触点或常闭触点与其他继电器的触点组成的电路块串联时,也使 用 AND 指令或 ANI 指令。 电路块:就是由几个触点按一定的方式连接的梯形图。由两个或两个以上的
13、触点串联 而成的电路块,称为串联电路块;由两个或两个以上的触点并联连接而成的电路块, 称为并联电路块;触点的混联就称为混联电路块。 三、三、OR、ORI 指令指令符号名称功能操作元件OR 或常开触点并联连接X、Y、M、S、T、CORI 或非常闭触点并联连接X、Y、M、S、T、C1 程序举例:2 例题解释:1)当 X0 或 X3 接通时 Y1 接通;2)当 X2 断开或 X4 接通时 Y3 接通;3)当 X4 接通或 X1 断开时 Y0 接通;4)当 X3 或 X2 断开时 Y6 接通。 3 指令说明: 1)OR、ORI 指令用作 1 个触点的并联连接指令。 2)OR、ORI 指令可以连续使用,
14、并且不受使用次数的限制;3)OR、ORI 指令是从该指令的步开始,与前面的 LD、LDI 指令步进行并联连接。 4)当继电器的常开触点或常闭触点与其他继电器的触点组成的混联电路块并联时,也可 以用这两个指令。四、四、串联电路块并联指令串联电路块并联指令ORB、并联电路块串联指令、并联电路块串联指令 ANB 1程序举例:2例题解释:1)X0 与 X1、X2 与 X3、X4 与 X5 任一电路块接通,Y1 接通;2)X0 或 X1 接通,X2 与 X3 接通或 X4 接通,Y0 都可以接通; 3指令说明: 1)ORB、ANB 无操作软元件 2)2 个以上的触点串联连接的电路称为串联电路块; 3)将
15、串联电路并联连接时,分支开始用 LD、LDI 指令,分支结束用 ORB 指令; 4)ORB、ANB 指令,是无操作元件的独立指令,它们只描述电路的串并联关系; 5)有多个串联电路时,若对每个电路块使用 ORB 指令,则串联电路没有限制,如上举 例程序; 6)若多个并联电路块按顺序和前面的电路串联连接时,则 ANB 指令的使用次数没有限 制;7)使用 ORB、ANB 指令编程时,也可以采取 ORB、ANB 指令连续使用的方法;但只能 连续使用不超过 8 次,在此建议不使用此法。五、分支多重输出五、分支多重输出 MPS、MRD、MPP 指令指令 MPS 指令:将逻辑运算结果存入栈存储器; MRD
16、指令:读出栈 1 号存储器结果 MPP 指令:取出栈存储器结果并清除; 用于多重输出电路;FX 的 PLC 有 11 个栈存储器,用来存放运算中间结果的存储区域 称为堆栈存储器。使用一次 MPS 就将此刻的运算结果送入堆栈的第一段,而将原来的第一层存储的数据移到堆栈的下一段。 MRD 只用来读出堆栈最上段的最新数据,此时堆栈内的数据不移动。 使用 MPP 指令,各数据向上一段移动,最上段的数据被读出,同时这个数据就从堆栈 中清除。 1 程序举例:2 例题解释:1)当公共条件 X0 闭合时,X1 闭合则 Y0 接通;X2 接通则 Y1 接通; Y2 接通;X3 接通则 Y3 接通。 2)上述程序
17、举例中可以用两种不同的指令形式,这个地方应给学生明确解释。 3 指令说明: 1) MPS、MRD、MPP 无操作软元件 2) MPS、MPP 指令可以重复使用,但是连续使用不能超过 11 次,且两者必须成对 使用缺一不可,MRD 指令有时可以不用; 3) MRD 指令可多次使用,但在打印等方面有 24 行限制; 4) 最终输出电路以 MPP 代替 MRD 指令,读出存储并复位清零; 5) MPS、MRD、MPP 指令之后若有单个常开或常闭触点串联,则应该使用 AND 或 ANI 指令; 6) MPS、MRD、MPP 指令之后若有触点组成的电路块串联,则应该使用 ANB 指令;(上述步骤中,第
18、19 步 ANB 直接把第 17、18 步结果与出栈数据进行并联?- zhrj) 7) MPS、MRD、MPP 指令之后若无触点串联,直接驱动线圈,则应该使用 OUT 指 令; 8) 指令使用可以有多层堆栈。 编程例一,一层堆栈:编程例二,两层堆栈:编程例三,四层堆栈:上面编程例三可以使用纵接输出的形式就可以不采用 MPS 指令了,请授课人员补充。 六、主控指令六、主控指令 MC、MCR 在程序中常常会有这样的情况,多个线圈受一个或多个触点控制,要是在每个线圈的 控制电路中都要串入同样的触点,将占用多个存储单元,应用主控指令就可以解决这一问 题,如下图。1 程序举例:2 例题解释:1)当 X0
19、 接通时,执行主控指令 MC 到 MCR 的程序;2)MC 至 MCR 之间的程序只有在 X0 接通后才能执行。 3 指令说明: 1) MC 指令的操作软元件 N、M 2) 在上述程序中,输入 X0 接通时,直接执行从 MC 到 MCR 之间的程序;如果 X0 输入 为断开状态,则根据不同的情况形成不同的形式: 保持当前状态:积算定时器(T63) 、计数器、SET/RST 指令驱动的软元件; 断开状态:非积算定时器、用 OUT 指令驱动的软元件。 3) 主控指令(MC)后,母线(LD、LDI)临时移到主控触点后,MCR 为其将临时母线 返回原母线的位置的指令。 4) MC 指令的操作元件可以是
20、继电器 Y 或辅助继电器 M(特殊继电器除外) ; 5) MC 指令后,必须用 MCR 指令使临时左母线返回原来位置; 6) MC/MCR 指令可以嵌套使用,即 MC 指令内可以再使用 MC 指令,但是必须使嵌套级编号从 N0 到 N7 安顺序增加,顺序不能颠倒;而主控返回则嵌套级标号必须从大到小,即 按 N7 到 N0 的顺序返回,不能颠倒,最后一定是 MCR N0 指令; 无嵌套:上述程序为无嵌套程序,操作元件 N 编程,且 N 在 N0N7 之间任意使用没有限制; 有嵌套结构时,嵌套级 N 的地址号增序使用,即 N0N7。 有嵌套一:有嵌套二:七、七、置置 1 指令指令 SET、复、复
21、0 指令指令 RST 在前面的学习中我们了解到了自锁,自锁可以使动作保持。那么下面我们要学习的指 令也可以做到自锁控制,并且在 PLC 控制系统中经常用到的一个比较方便的指令。 SET 指令称为置 1 指令:功能为驱动线圈输出,使动作保持,具有自锁功能。 RST 指令称为复 0 指令:功能为清除保持的动作,以及寄存器的清零。 1 程序举例:2 例题解释:1)当 X0 接通时,Y0 接通并自保持接通;2)当 X1 接通时,Y0 清除保持。 3 指令说明: 1) 在上述程序中,X0 如果接通,即使断开,Y0 也保持接通,X1 接通,即使断开,Y0 也不接通。 2) 用 SET 指令使软元件接通后,
22、必须要用 RST 指令才能使其断开。 3) 如果二者对同一软元件操作的执行条件同时满足,则复 0 优先。 4) 对数据寄存器 D、变址寄存器 V 和 Z 的内容清零时,也可使用 RST 指令。5) 积算定时器 T63 的当前值复 0 和触点复位也可用 RST。八八、上升沿微分脉冲指令上升沿微分脉冲指令 PLS、下降沿微分脉冲指令、下降沿微分脉冲指令 PLF脉冲微分指令主要作为信号变化的检测,即从断开到接通的上升沿和从接通到断开的 下降沿信号的检测,如果条件满足,则被驱动的软元件产生一个扫描周期的脉冲信号。 PLS 指令:上升沿微分脉冲指令,当检测到逻辑关系的结果为上升沿信号时,驱动的 操作软元
23、件产生一个脉冲宽度为一个扫描周期的脉冲信号。 PLF 指令: 下降沿微分脉冲指令,当检测到逻辑关系的结果为下降沿信号时,驱动的 操作软元件产生一个脉冲宽度为一个扫描周期的脉冲信号。 1 程序举例:2 例题解释:1) 当检测到 X0 的上升沿时,PLS 的操作软元件 M0 产生一个扫描 周期的脉冲,Y0 接通一个扫描周期。2) 当检测到 X1 的上升沿时,PLF 的操作软元件 M1 产生一个扫描周期的脉冲, Y1 接通一个扫描周期。 3 指令说明: 1) PLS 指令驱动的软元件只在逻辑输入结果由 OFF 到 ON 时动作一个扫描周期; 2) PLF 指令驱动的软元件只在逻辑输入结果由 ON 到
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