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1、Date:2023/1/28 Page:1第六章 PLC的基本原理及组成第一第一第一第一节节PLCPLCPLCPLC的基本原理的基本原理的基本原理的基本原理第二第二第二第二节节PLCPLCPLCPLC的的的的组组成成成成Date:2023/1/28 Page:2一、工作方式一、工作方式周期循周期循环扫描描二二、工工作作过程程自自诊断断、输入入采采样、程程序序扫描描、输出出刷刷新新几几个外个外阶段。段。三、三、扫描周期描周期 TT=自自检时间+读入入一一点点时间输入入点点数数+程程序序步步数数运运算速度算速度+输出一点出一点时间输出点数。出点数。第一节第一节 PLC PLC的基本原理的基本原理D
2、ate:2023/1/28 Page:3PLC的工作的工作过程示意程示意图Date:2023/1/28 Page:4一、型号及意义一、型号及意义特殊品种特殊品种输出形式出形式单元元类型型I/O总点数点数系列序号系列序号DDCDDC电源源A1ACA1AC电源源HH大大电流流输出出扩展模展模块VV立式端子排的立式端子排的扩展模展模块CC接插口接插口输入入输出方式出方式FF输入入滤波器波器1ms1ms扩展模展模块LTTLLTTL输入入扩展模展模块SS独立端子（无公共端）独立端子（无公共端）扩展模展模块R继电器输出T晶体管输出S晶闸管输出M 基本基本单元元E 输入入输出混合出混合扩展展单元元及及扩展模
3、展模块EX 输入入专用用扩展模展模块EY 输出出专用用扩展模展模块16256点点0、2、ON、2C、2Nv型号的命名方式型号的命名方式第二节第二节 PLC PLC的组成的组成Date:2023/1/28 Page:5一、型号及意义一、型号及意义vvI/OI/O点数：点数：点数：点数：16256点点vv单单元元元元类类型型型型M M表示基本表示基本单元元E E表示表示扩展展单元及元及扩展展 模模块EXEX扩展展输入入单元元EYEY扩展展输出出单元元Date:2023/1/28 Page:6一、型号及意义一、型号及意义vv型号型号型号型号变变化化化化DSDS24VDC24VDC，世界型世界型ESE
4、S世界型（晶体管型世界型（晶体管型为漏漏输出）出）ESSESS世界型（晶体管型世界型（晶体管型为源源输出）出）v输出形式出形式R R继电器器输出出T T晶体管晶体管输出出S S晶晶闸管管输出出Date:2023/1/28 Page:7二、二、PLC硬件系统组成硬件系统组成外部设备现场用户输出设备微处理器（CPU）运算器控制器输出部件输入部件系统存储器用户存储器I/O扩展接口通讯及编程接口编程设备计算机打印机等传感器按钮、开关现场信号电磁阀中间继电器执行器现场用户输入设备扩展设备扩展单元通讯模块功能模块电源变换器110V/220V市电PLC基本单元基本单元PLC系统结构示意图系统结构示意图Dat
5、e:2023/1/28 Page:8FX 系列系列PLC的硬件配置的硬件配置图Date:2023/1/28 Page:9FX 系列系列PLC的网的网络通信能力通信能力Date:2023/1/28 Page:10v微微处理器（理器（CPUCPU）接收并存接收并存储用用户程序和数据；程序和数据；诊断断电源、源、PLCPLC工作状工作状态及及编程的程的语法法错误；接收接收输入信号，送入数据寄存器并保存；入信号，送入数据寄存器并保存；运行运行时顺序序读取、解取、解释、执行用行用户程序，完成用程序，完成用户 程序的各种操作；程序的各种操作；将用将用户程序的程序的执行行结果送至果送至输出端。出端。二、二、
6、PLC硬件系统组成硬件系统组成Date:2023/1/28 Page:11v系系统存存储器器系系统程序存程序存储器器+系系统数据存数据存储器器存放系存放系统工作程序（工作程序（监控程序）；控程序）；存放模存放模块化化应用功能子程序；用功能子程序；存放命令解存放命令解释程序；程序；存放功能子程序的存放功能子程序的调用管理程序；用管理程序；存放存存放存储系系统参数。参数。二、二、PLC硬件系统组成硬件系统组成Date:2023/1/28 Page:12v用用户存存储器器RAM/EPROM/EEPROM存放用存放用户工作程序工作程序；存放工作数据。存放工作数据。二、二、PLC硬件系统组成硬件系统组成
7、Date:2023/1/28 Page:13v输入入单元元带光光电隔离隔离电路路多种多种辅助助电源源类型：型：ACAC电源源DC24VDC24V输入入DCDC电源源DC24VDC24V输入入DCDC电源源DC12VDC12V输入入接收开关量及数字量信号（数字量接收开关量及数字量信号（数字量输入入单元）；元）；接收模接收模拟量信号（模量信号（模拟量量输入入单元）元）；接收按接收按钮或开关命令（数字量或开关命令（数字量输入入单元）；元）；接收接收传感器感器输出信号。出信号。Date:2023/1/28 Page:14v输出出单元元带光光电隔离器及隔离器及滤波器波器多种多种输出方式出方式：晶体管：晶
8、体管晶晶闸管管继电器器驱动直流直流负载（晶体管（晶体管输出出单元）；元）；驱动非非频繁繁动作的交作的交/直流直流负载（继电器器输出出单元）；元）；驱动频繁繁动作的交作的交/直流直流负载（晶（晶闸管管输出出单元）。元）。Date:2023/1/28 Page:15v通通讯及及编程接口程接口采用采用RS-485RS-485或或RS-422RS-422串行串行总线连接接专用用编程器（程器（FX-20PFX-20P、FX-10PFX-10P）；连接个人接个人电脑（PCPC），），实现编程及在程及在线监控；控；连接工控机接工控机，实现编程及在程及在线监控；控；连接网接网络设备（如（如调制解制解调器），器
9、），实现远程通程通讯；连接打印机等接打印机等计算机外算机外设。二、二、PLC硬件系统组成硬件系统组成Date:2023/1/28 Page:16vI/OI/O扩展接口展接口采用并行通采用并行通讯方式方式扩展展I/OI/O模模块；扩展位置控制模展位置控制模块（如（如F2-30GMF2-30GM）；）；扩展通展通讯模模块（如（如FX-232AWFX-232AW等）；等）；扩展模展模拟量控制模量控制模块（如（如FX-2DAFX-2DA、FX-4ADFX-4AD等）。等）。Date:2023/1/28 Page:17三、三、PLC软件系统组成软件系统组成系系统监控程序控程序 运行管理运行管理 生成用生
10、成用户元件元件系系统内部自内部自检管理程序管理程序 解解释程序程序标准程序模准程序模块、系、系统调用用用用户程序程序自自动化系化系统控制程序控制程序数据表格数据表格软件系件系统Date:2023/1/28 Page:18四、数据结构四、数据结构v十十进制数（制数（DEC:DECimal number），），常用于：常用于：定定时器器/计数器的数器的设定定值；辅助助继电器器（M）、定定时器器（T）、计数数器器（C）、状状态（S）等等软元件的地址号；元件的地址号；应用指令的数用指令的数值型操作数及指令型操作数及指令动作常数（作常数（K）。）。v十六十六进制数（制数（HEX:HEXdecimal n
11、umber）与与十十进制制数数一一样，用用于于指指定定应用用指指令令的的数数值型型操操作作数数及指令及指令动作常数（作常数（H）。）。Date:2023/1/28 Page:19四、数据结构四、数据结构v二二进制数（制数（BIN:BINary number）PLC内内部部数数据据类型型，通通过外外设进行行监视时，各各软元元件件的数的数值自自动变换为十十进制数或十六制数或十六进制数。制数。v八八进制制数数（OCT:OCTal number）用用于于输入入继电器器和和输出出继电器的器的软元件元件编号。号。输入入继电器器用用X00X07、X10X17、X20X27等等八八进制制格式格式进行行编号；号
12、；输出出继电器器用用Y00Y07、Y10Y17、Y20Y27等等八八进制制格式格式进行行编号。号。Date:2023/1/28 Page:20四、数据结构四、数据结构vBCD码（BCD:BINary Code Decimal）用用二二进制制形形式表示的十式表示的十进制数，常采用制数，常采用8421BCD码。常用常用BCD码编码开关开关将将BCD码数据送入数据送入PLC；PLC常以常以BCD码格式将格式将输出数据送数出数据送数码显示器示器显示。示。v浮点数据（浮点数据（标绘值）二二进制浮点数常用于高精度浮点运算；制浮点数常用于高精度浮点运算；十十进制浮点数用于制浮点数用于实施施监视。Date:2
13、023/1/28 Page:21v输入入继电器（器（X）在在PLCPLC内部，与内部，与输入端子相入端子相连的的输入入继电器是光器是光电隔离的隔离的电子子继电器，采用器，采用八八进制制编号，用无数个常开和常号，用无数个常开和常闭触点。触点。输入入继电器不能用程序器不能用程序驱动。五、软元件（逻辑元件）五、软元件（逻辑元件）Date:2023/1/28 Page:22v输出出继电器（器（Y）输出出继电器器采采用用八八进制制编号号，有有内内部部触触点点和和外外部部输出出触触点点（继电器器触触点点、双双向向可可控控硅硅、晶晶体体管管等等输出出元元件件）之之分，由程序分，由程序驱动。在在PLCPLC内
14、内部部，外外部部输出出触触点点与与输出出端端子子相相连，向向外外部部负载输出出信信号号，且且一一个个输出出继电器器只只有有一一个个常常开开型型外外部部输出触点。出触点。输出出继电器器有有无无数数个个内内部部常常开开和和常常闭触触点点，编程程时可可随随意使用。意使用。五、软元件（逻辑元件）五、软元件（逻辑元件）Date:2023/1/28 Page:23v辅助助继电器（器（M）由内部由内部软元件的触点元件的触点驱动,常开和常常开和常闭触点使用次数不触点使用次数不限，但不能直接限，但不能直接驱动外部外部负载,采用采用十十进制制编号。号。通用通用辅助助继电器器M0M0M499M499（500500点
15、）点）掉掉电保持保持辅助助继电器器M500M500M1023M1023（524524点）点）特殊特殊辅助助继电器器M8000M8000M8255M8255（256256点）点）只能利用其触点的特殊只能利用其触点的特殊辅助助继电器器可可驱动线圈的特殊圈的特殊辅助助继电器器通用辅助继电器与掉电保持用辅助继电器的比例，可通过外设设定参数进行调整。五、软元件（逻辑元件）五、软元件（逻辑元件）Date:2023/1/28 Page:24&只能利用其触点的特殊只能利用其触点的特殊辅助助继电器器1M8000M8000：运行运行监控用，控用，PLCPLC运行运行时M8000M8000接通。接通。1M8002M
16、8002：仅在在运运行行开开始始瞬瞬间接接通通的的初初始始脉脉冲冲特特殊殊辅助助继电器。器。1M8012M8012：产生生100100msms时钟脉冲的特殊脉冲的特殊辅助助继电器。器。&可可驱动线圈的特殊圈的特殊辅助助继电器器1M8030M8030：锂电池池电压指示灯特殊指示灯特殊继电器。器。1M8033M8033：PLCPLC停止停止时输出保持特殊出保持特殊辅助助继电器。器。1M8034M8034：止全部止全部输出特殊出特殊辅助助继电器。器。1M8039M8039：时扫描特殊描特殊辅助助继电器。器。Date:2023/1/28 Page:25v状状态（S）状状态是是对工工序序步步进型型控控制
17、制进行行简易易编程程的的内内部部软元元件件，采用采用十十进制制编号。与步号。与步进指令指令STLSTL配合使用；配合使用；状状态有无数个常开触点与常有无数个常开触点与常闭触点，触点，编程程时可随意使用；可随意使用；状状态不用于步不用于步进阶梯指令梯指令时，可作，可作辅助助继电器使用。器使用。状状态同同样有有通通用用状状态和和掉掉电保保持持用用状状态，其其比比例例分分配配可可由外由外设设定。定。五、软元件（逻辑元件）五、软元件（逻辑元件）Date:2023/1/28 Page:26v状状态（S）状状态有有五种五种类型：型：初始状初始状态S0S0S9S9共共1010点点回零状回零状态S10S10S
18、19S19共共1010点点通用状通用状态S20S20S499S499共共480480点点保持状保持状态S500S500S899S899共共400400点点报警用状警用状态S900S900S999S999共共100100点点五、软元件（逻辑元件）五、软元件（逻辑元件）Date:2023/1/28 Page:271.定定时器（器（T）1.1.定定时器器实际是是内内部部脉脉冲冲计数数器器，可可对内内部部1 1msms、10ms10ms和和100100msms时钟脉冲脉冲进行加行加计数，当达到用数，当达到用户设定定值时，触点，触点动作。作。2.2.定定时器器可可以以用用用用户程程序序存存储器器内内的的
19、常常数数k k或或H H作作为设定定值，也也可以用数据寄存器可以用数据寄存器D D的内容作的内容作为设定定值。3.3.普通定普通定时器（器（T0T0T245T245）1.1.100ms100ms定定时器器T0T0T199T199共共200200点，点，设定范定范围0.10.13276.73276.7s s；2.2.10ms10ms定定时器器T200T200T245T245共共4646点，点，设定范定范围0.010.01327.67327.67s s。4.4.积算定算定时器（器（T246T246T255T255）1.1.1ms1ms定定时器器T246T246T249T249共共4 4点，点，设定
20、范定范围0.0010.00132.76732.767s s；2.2.100ms100ms定定时器器T250T250T255T255共共6 6点，点，设定范定范围为0.10.13276.73276.7s s。五、软元件（逻辑元件）五、软元件（逻辑元件）Date:2023/1/28 Page:28加法计数器加法计数器设定值设定值K、H或或D触点动作触点动作TxTx时钟脉冲时钟脉冲驱动驱动T10K123X0T10Y1相等相等比较器比较器普通定普通定时器的工作原理器的工作原理T10T10Date:2023/1/28 Page:29T250T250设定值K计数器计数器1100ms时钟脉冲X2X1触点动作
21、触点动作Tx相等相等比较器比较器积算定算定时器的工作原理器的工作原理RSTT250K345X1X2T250Y1T250Date:2023/1/28 Page:30v计数器（数器（C）计数器可分数器可分为通用通用计数器和高速数器和高速计数器。数器。16位位通通用用加加计数数器器，C0C199共共200点点，设定定值：132767。设定定值K0与与K1含含义相相同同，即即在在第第一一次次计数数时，其其输出触点出触点动作。作。32位位通通用用加加/减减计数数器器，C200C234共共135点点，设定定值：-2147483648+2147483647。高高速速计数数器器C235C255共共21点点，共
22、共享享PLC上上6个个高高速速计数数器器输入入（X000X005）。高高速速计数数器器按按中中断断原原则运运行。行。五、软元件（逻辑元件）五、软元件（逻辑元件）Date:2023/1/28 Page:31&16位加位加计数器数器1通用型：通用型：C0C99共共100点点 1断断电保持型：保持型：C100C199共共100点点 16位计数器工作过程示意图位计数器工作过程示意图Date:2023/1/28 Page:32&3232位双向位双向计数器数器1有有两两种种32位位加加/减减计数数器器，设定定值：-2147483648+2147483647。通用通用计数器：数器：C200C219共共20点
23、点保持保持计数器：数器：C220C234共共15点点 1计数方向由特殊数方向由特殊辅助助继电器器M8200M8234设定。定。1加加减减计数数方方式式设定定：对于于C，当当M8接接通通（置置1）时，为减减计数数器器，断断开开（置置0）时，为加加计数器。数器。1计数数值设定定：直直接接用用常常数数K或或间接接用用数数据据寄寄存存器器D的的内内容容作作为计数数值。间接接设定定时，要要用用元元件件号号紧连在在一起的两个数据寄存器。一起的两个数据寄存器。Date:2023/1/28 Page:3332位加位加/减计数器工作过程示意图减计数器工作过程示意图Date:2023/1/28 Page:34v数
24、据寄存器（数据寄存器（D）通用数据寄存器通用数据寄存器D0D199共共200点。点。只要不写入其它只要不写入其它数据，已写入的数据不会数据，已写入的数据不会变化。但是化。但是PLC状状态由运由运行行停止停止时，全部数据均清零。，全部数据均清零。断断电保持数据寄存器保持数据寄存器D200D511共共312点，只要不改点，只要不改写，原有数据不会写，原有数据不会丢失。失。特殊数据寄存器特殊数据寄存器D8000D8255共共256点点 这些数据寄存些数据寄存器供器供监视PLC中各种元件的运行方式用。中各种元件的运行方式用。文件寄存器文件寄存器D1000D2999共共2000点。点。五、软元件（逻辑元
25、件）五、软元件（逻辑元件）Date:2023/1/28 Page:35v变址寄存器（址寄存器（V/Z）变址寄存器的作用址寄存器的作用类似于一般微似于一般微处理器中的理器中的变址寄址寄存器（如存器（如Z80中的中的IX、IY），），通常用于修改元件的通常用于修改元件的编号。号。V0V7、Z0Z7共共16点点16位位变址数据寄存器。址数据寄存器。进行行32位位运算运算时，与指定，与指定Z0Z7的的V0V7组合，分合，分别成成为（V0、Z0），（），（V1、Z1）（V7、Z7）。）。五、软元件（逻辑元件）五、软元件（逻辑元件）Date:2023/1/28 Page:36本章小结 本本章章主主要要介介绍了了PLC的的基基本本原原理理、FX系系列列PLC型型号号命命名名、PLC的的组成成。说明明了了FX系系列列PLC内内部部各各类软元元件件资源源，如如输入入继电器、器、输出出继电器、定器、定时器、器、计数器、数器、辅助助继电器等。器等。Date:2023/1/28 Page:37