1、.模塊一PLC 基本指令的應(yīng)用模塊要點： 1. 掌握 PLC的分類、結(jié)構(gòu)及工作原理；2.掌握 PLC基本邏輯指令的應(yīng)用、 I/O 分配及外部接線方法；掌握 PLC定時器、計數(shù)器的類型及應(yīng)用；能采用經(jīng)驗編程法進(jìn)行較復(fù)雜 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計；掌握 PLC狀態(tài)軟元件及步進(jìn)順控指令的應(yīng)用；掌握單流程、選擇性分支、并行性分支狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖的編程方法；任務(wù)一 PLC 基礎(chǔ)一、任務(wù)引入如圖 1.1 1 所示，利用接觸器可以實現(xiàn)三相異步電動機的起?？刂?。合上開關(guān)QF，按下起動按鈕 SB1，接觸器線圈 KM 得電并自鎖，接觸器的主觸點和輔助觸點閉合，三相電動機起動；按下停止按鈕 SB，接觸器 KM 線圈失電，三相電

2、動機停止。若改變電動機的控制要求，如按下起動按鈕 5S 后，再讓電動機起動，這時就需要再加一個通電延時時間繼電器，并且要改變圖 1 1 所示的控制電路的接線方式才可以實現(xiàn)。圖 1.1-1用交流接觸器實現(xiàn)電動機起停自鎖控制電路.從上面的例子可以看到繼電器控制系統(tǒng)采用硬件接線安裝而成，一旦控制要求改變，控制系統(tǒng)就必須重新配線安裝，對于復(fù)雜的控制系統(tǒng)，改動線路的工作量大、周期長，再加之繼電器的機械觸點容易損壞，因而系統(tǒng)的可靠性差檢修工作困難。若采用PLC 實現(xiàn)上述控制功能，工作將變得簡單、可靠。采用PLC 控制，電機接線主電路不變，只需將起動按鈕 SB1、停止按鈕SB、熱繼電器觸點FR 接到 PLC

3、 的輸入端口， 將接觸器線圈KM 接到 PLC的輸出端口上，再編入程序，就可以用PLC 實現(xiàn)電動機的起?？刂屏恕LC 控制接線如圖1.1 2 所示。圖 1.1-2電動機的PLC 控制硬件接線圖在如圖 1.1 3 所示，起動按鈕SB1、停止按鈕SB 分別接 PLC 的輸入端子X0 和 X1 ，交流接觸器線圈KM 接 PLC 的輸出端子Y0 。編寫的PLC 程序?qū)ζ饎?、停止按鈕的狀態(tài)進(jìn)行邏輯運算，運算的結(jié)果決定了輸出端Y0 是接通還是斷開接觸器線圈的電源，從而控制電動機的工作狀態(tài)。.圖 1.1-3 電動機起動的 PLC 程序如按下起動按鈕，5S 后電動機起動的交流接觸器控制電路接線如圖1.1 4

4、 所示：圖 1.1-4 延時 5S 起動電機接觸器控制接線圖如果用 PLC 控制，硬件接線圖與圖1.1 2 相同，只是程序不同。.圖 1.1-5 電動機延時5S 起動的 PLC 程序比較圖1.1 1 和 1.12，可以得出，它們的控制方式不同。繼電接觸控制系統(tǒng)屬于硬件連線控制方式，按下起動按鈕， 通過繼電器連線控制邏輯決定接觸器線圈是否得電，從而控制電動機的工作狀態(tài)。PLC 控制屬于存儲程序控制方式，如圖13 所示，按鈕下達(dá)指令后，通過PLC 程序控制邏輯決定接觸器線圈是否得電，從而控制電動機的工作狀態(tài)。PLC利用程序中的“軟繼電器”取代傳統(tǒng)的物理繼電器，使控制系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)大大簡化，具有體積

5、小、 價格便宜、 維護(hù)方便、 編程簡單、 控制功能強、 可靠性高、 控制靈活等一系列優(yōu)點。因此，目前PLC 控制系統(tǒng)在各個行業(yè)機械設(shè)備的電氣控制中得到廣泛的應(yīng)用。那么，PLC是一個什么樣的控制裝置，它又是如何實現(xiàn)對機械設(shè)備的控制的呢？二、關(guān)鍵知識（一） PLC的產(chǎn)生及定義在 PLC 誕生之前，繼電器控制系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的各個領(lǐng)域，起著不可替代的作用。隨著生產(chǎn)規(guī)模的逐步擴大，繼電器控制系統(tǒng)已越來越難以適應(yīng)現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的要求。繼電器控制系統(tǒng)通常是針對某一固定的動作順序或生產(chǎn)工藝而設(shè)計，他的控制功能也局限于邏輯控制、 定時、計數(shù)等一些簡單的控制，一旦動作順序或生產(chǎn)工藝發(fā)生變化，就必須重新進(jìn)行

6、設(shè)計、布線、裝配和調(diào)試，造成時間和資金的嚴(yán)重浪費。繼電器控制系統(tǒng)體積大、耗電多、可靠性差、壽命短、運行速度慢、適應(yīng)性差。為了改變這一現(xiàn)狀，1968 年美國最大的汽車制造商通用汽車公司（GM），為了適應(yīng)汽車型號不斷更新的需求，并能在競爭激烈的汽車工業(yè)中占有優(yōu)勢，提出要研制一種新型的工業(yè)控制裝置來取代繼電器控制裝置，為此， 擬定了 10 項公開招標(biāo)的技術(shù)要求，即：編程簡單，可在現(xiàn)場修改程序；維護(hù)方便，最好是插件式；可靠性高于繼電器控制柜；體積小于繼電器控制柜；可將數(shù)據(jù)直接送入管理計算機；在成本上可與繼電器控制柜競爭；輸入可以是交流 115V；輸出可以是交流 115V，2A 以上，可直接驅(qū)動電磁閥等

7、；在擴展時，原有系統(tǒng)只需要做很小變更；用戶程序存儲器容量至少能擴展到4K。根據(jù)招標(biāo)的技術(shù)要求，第二年，美國數(shù)字設(shè)備公司（DEC）研制出了世界上第一臺PLC，并在通用汽車公司自動裝配線上試用成功。這種新型的工控裝置，以其體積小、可變性好、可靠性高、 使用壽命長、 簡單易懂、 操作維護(hù)方便等一系列優(yōu)點，很快就在美國的許多行業(yè).里得到推廣應(yīng)用，也受到了世界上許多國家的高度重視。1987 年 2 月，國際電工委員會(IEC) 對 PLC作出如下定義： 可編程序控制器是一種數(shù)字運算操作電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計。它采用了可編程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和算術(shù)

8、運算等操作的指令，并通過數(shù)字的，模擬的輸入和輸出， 控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。 可編程序控制器及其有關(guān)的外圍設(shè)備，都應(yīng)按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體、易于擴充其功能的原則設(shè)計。由該定義可知： PLC是一種由“事先存貯的程序”來確定控制功能的工控類計算機。PLC是計算機（ Computer ）技術(shù)、控制（ Control ）技術(shù)、通信（ Communication ）技術(shù)（簡稱 3C 技術(shù)）的綜合體。它能適應(yīng)工廠環(huán)境要求，工作可靠，體積小，功能強，而且用戶通常只要“修改PLC的設(shè)置參數(shù)”或者“更換PLC的控制程序”就可以改變PLC的用途，是當(dāng)前自動公領(lǐng)域三大支柱技術(shù)（可編程控制器、機器人、

9、（ CAD/CAM）之一。（二） PLC的應(yīng)用及分類1.PLC 的應(yīng)用（ 1）開關(guān)量邏輯控制。開關(guān)量邏輯控制是現(xiàn)今PLC應(yīng)用最廣泛的領(lǐng)域，可以取代傳統(tǒng)繼電接觸控制系統(tǒng)，實現(xiàn)邏輯控制和順序控制。 PLC可用于單機、多機群控制以及生產(chǎn)線的自動化控制。2）模擬量過程控制。 PLC 配上特殊模塊后，可對溫度、壓力、流量、液面高度等連續(xù)變化的模擬量進(jìn)行閉環(huán)過程控制。3）運動控制。 PLC 可采用專用的運動控制模塊對伺服電機和步進(jìn)電機的速度與位置進(jìn)行控制，從而實現(xiàn)對各種機械的運動控制，如金屬切削機床、工業(yè)機器人等。4）現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集處理。目前 PLC都具有數(shù)據(jù)處理指令、數(shù)據(jù)傳送指令、算術(shù)與邏輯運算指令和循環(huán)

10、移位與移位指令， 所以由 PLC構(gòu)成的監(jiān)控系統(tǒng)， 可以方便地對生產(chǎn)現(xiàn)場數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、 分析和加工處理。數(shù)據(jù)處理常用于柔性制造系統(tǒng)、機器人和機械手的大、中型控制系統(tǒng)中。（ 5）通信聯(lián)網(wǎng)、多級控制。 PLC通過網(wǎng)絡(luò)通信模塊及運程 I/O 控制模塊，實現(xiàn) PLC 與 PLC 之間、 PLC 與上位機之間、 PLC 與其他智能設(shè)備（如觸摸屏、變頻器等）之間的通信功能，還能實現(xiàn) PLC 分散控制、計算機集中管理的集散控制，這樣可以增加系統(tǒng)的控制規(guī)模，甚至可以使整個工廠實現(xiàn)生產(chǎn)自動化。2.PLC 的分類（ 1）按結(jié)構(gòu)形式分類。PLC按結(jié)構(gòu)形式分類可分為整體式和模塊式兩類。將電源、 CPU、存儲器及I/O

11、等各個功能集成在一個機殼內(nèi)的PLC是整體式PLC，其特點是結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、價格低，小型PLC 多采用這種結(jié)構(gòu)，如三菱FX 系列的 PLC。整體式 PLC一般配有許多專用的特殊功能模塊，如模擬量I/O 模塊、通信模塊等。將電源模塊、CPU模塊、 I/O 模塊作為單獨的模塊安裝在同一底板或框架上的PLC是模塊式 PLC。其特點是配置靈活、 裝配維護(hù)方便， 大、中型 PLC多采用這種結(jié)構(gòu)， 如西門子S7-300系列的 PLC。（ 2）按 I/O 點數(shù)和存儲容量分類。小型 PLC： I/O 點數(shù)在 256 點以下，存儲器容量2K 步；中型 PLC： I/O 點數(shù)在 256 2048 點之間，存儲器容

12、量2 8K 步；大型 PLC： I/O 點數(shù)在 2048 點以上，存儲器容量8K 步以上。（三） PLC的組成PLC 主要由CPU（中央處理器） 、存儲器、輸入/ 輸出（ I/O ）接口電路、電源、外設(shè)接口、 I/O （輸入 / 輸出）擴展接口組成，如圖1.1 6 所示。1.CPU.RAM存儲信息，一般用鋰電池作為備用電源供電。.CPU是 PLC的邏輯運算和控制指揮中心，協(xié)調(diào)工作。存儲器存儲器主要用來存放系統(tǒng)程序、 用戶程序和數(shù)據(jù)。 PLC的存儲器 ROM中固化著系統(tǒng)程序，用戶不能直接存取、 修改。 存儲器 RAM中存放用戶程序和工作數(shù)據(jù)， 使用者可對用戶程序進(jìn)行修改。為保證掉電時不會丟失圖

13、1.1-6 PLC 硬件結(jié)構(gòu)實物圖圖 1.1 7 PLC 硬件結(jié)構(gòu)示意圖.輸入 / 輸出接口電路1）輸入接口電路。輸入接口是連接 PLC與其他外設(shè)之間的橋梁。生產(chǎn)設(shè)備的控制信號通過輸入接口傳送給 CPU。開關(guān)量輸入接口用于連接按鈕、選擇開關(guān)、 行程開關(guān)、 接近開關(guān)和各類傳感器傳來的信號， PLC 輸入電路中有光電耦合器隔離，并設(shè)有RC濾波器，用以消除輸入觸點的抖動和外部噪聲干擾。 當(dāng)輸入開關(guān)閉合時，一次電路中流過電流，輸入指示燈亮， 光電耦合器被激勵，三極管從截止?fàn)顟B(tài)變?yōu)轱柡蠈?dǎo)通狀態(tài)，這是一個數(shù)據(jù)輸入過程。圖1.1 8 所示給出了直流及交流兩類輸入接口的電路圖， 圖中虛線框內(nèi)的部分為 PLC內(nèi)

14、部電路， 框外為用戶接線。 在一般整體式 PLC中，直流輸入接口都使用 PLC本機的直流電源供電，不再需要外接電源。圖 1.1 8（ a）直流輸入單元圖 1.1 8（ b）交流輸入單元（ 2）輸出接口電路。輸出接口用于連接繼電器、接觸器、電磁閥線圈，是PLC的主要輸出口，是連接 PLC與外部執(zhí)行元件的橋梁。 PLC有 3 種輸出方式：繼電器輸出、晶體管輸出、晶閘管輸出，如圖 1.1 9 所示。其中繼電器輸出型為有觸點輸出方式，可用于直流或低頻交流負(fù)載； 晶體管輸出型和晶閘管輸出型都是無觸點輸出方式，前者適用于高速、小功率直流負(fù)載，后者適用于高速、大功率負(fù)載。.圖 1.1 9 PLC 輸出電路4

15、. 電源PLC一般采用AC220V電源，經(jīng)整流、 濾波、 穩(wěn)壓后可變換成供PLC的 CPU、存儲器等電路工作所需的直流電壓，有的 PLC也采用 DC24V電源供電。 為保證 PLC工作可靠， 大都采用開關(guān)型穩(wěn)壓電源。有的PLC還向外部提供24V 直流電尖。外設(shè)接口外設(shè)接口是在主機外殼上與外部設(shè)備配接的插座，通過電纜線可配接編程器、計算機、打印機、 EPROM寫入器、觸摸屏等。6.I/O擴展接口I/O 擴展接口是用來擴展輸入、輸出點數(shù)的。 當(dāng)用戶輸入、 輸出點數(shù)超過主機的范圍時，可通過 I/O 擴展接口與I/O 擴展單元相接，以擴充I/O 點數(shù)。 A/D 和 D/A 單元以及鏈接單元一般也通過該

16、接口與主機連接。（四） PLC的工作原理1. 工作模式PLC有運行（ RUN）與停止（ STOP）兩種基本的工作模式。當(dāng)處于停止工作模式時， PLC 只進(jìn)行內(nèi)部處理和通信服務(wù)等內(nèi)容。當(dāng)處于運行工作模式時，PLC 要進(jìn)行從內(nèi)部處理、通信服務(wù)、輸入處理、程序處理、輸出處理，然后按上述過程循環(huán)掃描工作。在運行模式下， PLC 通過反復(fù)執(zhí)行反映控制要求的用戶程序來實現(xiàn)控制功能，為了使PLC的輸出能及時地響應(yīng)隨時變化的輸入信號，用戶程序不是只執(zhí)行一次，而是不斷地重復(fù)執(zhí)行，直至 PLC 停機或切換到STOP工作模式。除了執(zhí)行用戶程序之外，在每次循環(huán)過程中，PLC 還要完成內(nèi)部處理、通信服務(wù)等工作， 一次循

17、環(huán)可分為5 個階段如圖 1.1 10 所示。 PLC這種周而復(fù)始的循環(huán)工作方式稱為掃描工作方式。由于PLC執(zhí)圖 1.1 10 掃描過程.行指令的速度極高，從外部輸入/ 輸出關(guān)系來看，處理過程似乎是同時完成的。掃描工作方式PLC在確定工作任務(wù)，裝入專用程序后成為一種專用機，它采用循環(huán)掃描工作方式。其工作過程大致分為 5 個階段：內(nèi)部處理、通信服務(wù)、輸入采樣、程序執(zhí)行和輸出刷新。（ 1）內(nèi)部處理階段在內(nèi)部處理階段， PLC檢查 CPU內(nèi)部的硬件是否正常，將監(jiān)控定時器復(fù)位，以及完成一些其他內(nèi)部工作。（ 2）通信服務(wù)階段在通信服務(wù)階段，PLC與其他的智能裝置通信，響應(yīng)編程器鍵入的命令，更新編程器的顯示

18、內(nèi)容。 當(dāng) PLC處于停止模式時， 只執(zhí)行以上兩個操作；當(dāng) PLC處于運行模式時，還要完成另外 3 個階段的操作。（ 3）輸入采樣處理在輸入采樣階段，PLC的 CPU讀取每個輸入端口的狀態(tài)，采樣結(jié)束后，存入輸入映像寄存器中， 作為程序執(zhí)行的條件。在程序執(zhí)行階段和輸出刷新階段，輸入映像寄存器與外界隔離，無論輸入信號如何變化其內(nèi)容保持不變， 直到下一個掃描周期的輸入采樣階段才重新寫入輸入端的新內(nèi)容。這種輸入工作方式稱為集中輸入方式。（ 4）程序執(zhí)行處理根據(jù) PLC梯形圖程序掃描原則，PLC按先左后右，先上后下的步序逐句掃描程序。當(dāng)指令中涉及輸入、輸出狀態(tài)時，PLC就從輸入映像寄存器“讀入”上一階段

19、采入的對應(yīng)輸入端子狀態(tài)，從元件映像寄存器“讀入”對應(yīng)元件（軟件繼電器）的當(dāng)前狀態(tài)。然后進(jìn)行相應(yīng)的運算，并將運算結(jié)果存入輸出映像寄存器中。（ 5）輸出刷新處理在所有指令執(zhí)行完畢且已進(jìn)入到輸出刷新階段時，PLC才將輸出映像寄存器中所有輸出繼電器的狀態(tài) （接通 / 斷開）轉(zhuǎn)存到輸出鎖存器中，然后通過一定方式輸出以驅(qū)動外部負(fù)載。這種輸出工作方式稱為集中輸出方式。PLC的輸入處理、 程序處理和輸出處理的工作過程如圖1.1 11 所示。PLC的掃描既可以按固定的順序執(zhí)行，也可按用戶程序所指定的可變順序進(jìn)行。這不僅因為有程序不需每個掃描周期都執(zhí)行一次，而且也因為在一些大系統(tǒng)中需要處理的I/O點數(shù)多，通過安排

20、不同的組織模塊，采用分時分批掃描的執(zhí)行方法，可縮短循環(huán)掃描的周期和提高控制的實時響應(yīng)性。循環(huán)掃描的工作方式是PLC 的一大特點，也可以說PLC 是“串行”工作的，這和傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)“并行”工作有質(zhì)的區(qū)別，PLC的串行工作方式避免了繼電器控制系統(tǒng)中觸點競爭和時序失配的問題。由于 PLC是循環(huán)掃描工作的，在程序處理圖 1.1 11 PLC的循環(huán)掃描工作過程階段， 即輸入信號的狀態(tài)發(fā)生了變化， 輸入映像寄存器的內(nèi)容也不會變化， 要等到下一周期的輸入處理階段才能改變。暫存在輸出映像寄存器中的輸出信號要等到一個循環(huán)周期結(jié)束，.CPU集中將這些輸出信號全部輸送給輸出鎖存器。由此可以看出， 全部輸入輸

21、出狀態(tài)的改變，需要一個掃描周期。換言之，輸入/ 輸出的狀態(tài)保持一個掃描周期。3. 掃描周期PLC在 RUN工作模式時，執(zhí)行一次如圖1 10 所示的掃描操作所需的時間稱為掃描周期，其典型值約為1ms 100ms。掃描周期與用戶程序的長短、指令的種類和CPU執(zhí)行指令的速度有很大的關(guān)系。 當(dāng)用戶程序較長時， 指令執(zhí)行時間在掃描周期中占相當(dāng)大的比例。 有的編程軟件或編程器可以提供掃描周期的當(dāng)前值，有的還可以提供掃描周期的最大值和最小值。輸入 / 輸出滯后時間輸入 / 輸出滯后時間又稱系統(tǒng)響應(yīng)時間，是指PLC的外部輸入信號發(fā)生變化的時刻至它控制的有關(guān)外部輸出信號發(fā)生變化的時刻之間的時間間隔，它由輸入電路

22、濾波時間、輸出電路的滯后時間和因掃描工作方式產(chǎn)生的滯后時間這三部分組成。輸入單元的RC濾波電路用來濾除由輸入端子引入的干擾噪聲，消除因外接輸入觸點動作時產(chǎn)生的抖動引起的不良影響，濾波電路的時間常數(shù)決定了輸入濾波時間的長短，其典型值為 10ms左右。輸出單元的滯后時間與輸出單元的類型有關(guān)，繼電器輸出電路的滯后時間一般在 10ms 左右；雙向晶閘管型輸出電路在負(fù)載通電時的滯后時間約為1ms，負(fù)載由通電到斷電時的最大滯后時間為10ms；晶體管型輸出電路的滯后時間一般在1ms以下。由掃描工作方式引起的滯后時間最長可達(dá)兩個掃描周期。PLC總的響應(yīng)延時一般只有幾十毫秒，對于一般的系統(tǒng)是無關(guān)緊要的。要求輸入

23、輸出信號之間的滯后時間盡量短的系統(tǒng)，可以選用掃描速度快的PLC或采取其他措施。因此，影響輸入 / 輸出滯后的主要原因有：輸入濾波器的慣性；輸出繼電器接點的慣性；程序執(zhí)行的時間；程序設(shè)計不當(dāng)?shù)母郊佑绊懙?。對于用戶來說，選擇了一個PLC，合理的編制程序是縮短響應(yīng)的關(guān)鍵。三、任務(wù)實施（一） FX系列 PLC的型號FX 系列 PLC型號名稱的含義如下：FX(2) (3) (4) (5)1）子系列序號：如 1S， 1N， 2N 等；2） I/O 總點數(shù)： FX2N系列 PLC的最大輸入輸出點數(shù)為 256；3）單元類型： M為基本單元， E 為 I/O 混合擴展單元與擴展模塊， EX 為輸入專用擴展模塊，

24、 EY為輸出專用擴展模塊；4）輸出形式： R 為繼電器輸出， T 為晶體管輸出， S 為雙向晶閘管輸出；（ 5）電源的形式：D 為 DC24V電源， 24VDC輸入；無標(biāo)記為AC電源或 24V 直流輸入。例如：型號為FX2N 40MR D 的 PLC，屬于 FX2N系列，是有40 個 I/O 點的基本單元，繼電器輸出型，使用DC24V電源。（二） FX2N系列 PLC的基本構(gòu)成FX2N系列 PLC是 FX 家族中最先進(jìn)的PLC系列，它由基本單元、擴展單元、擴展模塊入特殊功能單元構(gòu)成?；締卧慕Y(jié)構(gòu)如圖1.1 6 所示。擴展單元用于增加PLC的 I/O 點數(shù)，內(nèi)部設(shè)有電源。 擴展模塊用于增加PL

25、C的 I/O 點數(shù)，內(nèi)部無電源， 所用電源由基本單元或擴展單元供給。因擴展單元及擴展模塊無CPU，必須與基本單元一起使用。特殊功能單元是一些專門用途的裝置，如模擬量I/O 單元、高速計數(shù)單元、位置控制單元、通信單元等。FX2N基本單元有16/32/48/64/80/128點，6 個基本 FX2N單元中的每個單元都可以通過.I/O 擴展單元擴充為256 個 I/O 點，其基本單元見表1.1 1。表 1.1-1 FX2N 系列基本單元AC電源， DC24V輸入輸入點數(shù)輸出點數(shù)擴展模塊可繼電器輸出晶閘管輸出晶體管輸出用點數(shù)FX2N-16MR-001FX2N-16MT882432FX2N-32MR-0

26、01 FX2N-32MS-001FX2N-32MT16162432FX2N-48MR-001 FX2N-48MS-001FX2N-48MT24244864FX2N-64MR-001FX2N-64MS-001FX2N-64MT32324864FX2N-80MR-001FX2N-80MS-001FX2N-80MT40404864FX2N-128MR-001FX2N-128MT64644864FX2N具有豐富的元件資源，有 3072 點輔助繼電器；提供了多種特殊功能模塊，可實現(xiàn)過程控制、位置控制。 FX2N有多種（ RS-232C/RS-422/RS-485 ）串行通信模塊或功能擴展板支持網(wǎng)絡(luò)通信。

27、 FX2N具有較強的數(shù)學(xué)指令集，使用 32 位處理浮點數(shù)；具有方根和三解幾何指令，滿足數(shù)學(xué)功能要求很高的數(shù)據(jù)處理。（三） FX2N系列 PLC年外觀及其特征FX2N系列 PLC外觀如圖1.1 12 所示。外部端子部分外部端子包括PLC電源端子（ L、 N）、直流 24V 電源端子（ 24+、 COM）、輸入端子（ X）、輸出端子（ Y）等。其主要完成電源、輸入信號和輸出信號的連接。其中， 24+、 COM是機器為輸入提供的直流 24V 電源，為了減少接線， 其正極在機器內(nèi)已經(jīng)與輸入回路連接， 當(dāng)某輸入點需要加輸入信號時， 只需將 COM通過輸入設(shè)備接至對應(yīng)的輸入點， 一旦 COM與輸入點接通，

28、該點就為“ ON”，此時對應(yīng)輸入指示燈就點亮。指示部分指示部分包括各 I/O 點的狀態(tài)指示、 PLC電源（ POWER）指示、 PLC運行（ RUN）指示、用戶程序存儲器后備電池（ BATT.V）狀態(tài)指示及程序出錯（ PROG-E）、CPU出錯（ CPU-E）指示等，用于反映 I/O 點及 PLC機器的狀態(tài)。接口部分接口部分主要包括編程器、擴展單元、 擴展模塊、 特殊模塊及存儲卡盒等外部設(shè)備的接口，其作用是完成基本單元同上述外部設(shè)備的連接。在編程器接口旁邊，還設(shè)置了一個PLC運行模式轉(zhuǎn)換開關(guān) SW1，它有 RUN和 STOP兩個運行模式， RUN模式能使 PLC處于運行狀態(tài)（RUN指示燈亮），

29、 STOP模式能使 PLC處于停止?fàn)顟B(tài)（ RUN指示燈滅），此時， PLC可進(jìn)行用戶程序的錄入、編輯和修改。（四） PLC的安裝及接線PLC的安裝固定常用兩種方式，一是直接利用機器上的安裝孔，用螺釘將機箱固定在控制柜的背板或面板上； 二是利用 DIN 導(dǎo)軌安裝， 這需先將 DIN 導(dǎo)軌固定好， 再將 PLC的基本單元、 擴展單元、 特殊模塊等安裝在 DIN 導(dǎo)軌上。 安裝時還要注意在 PLC 周圍留足散熱及接線空間。.電源的接線PLC基本單元的供電通常有兩種情況，一是直接使用工頻交流電，通過交流輸入端子連接，對電壓的要求比較寬松， 100 250V 均可使用；二是采用外部直流開關(guān)電源供電，一般

30、配有直流 24V 輸入端子。采用交流供電的 PLC，機內(nèi)自帶直流 24V 內(nèi)部電源，為輸入器件及擴展單元供電。 FX 系列 PLC大多為 AC電源， DC輸入形式。輸入接口器件的接線PLC的輸入接口連接輸入信號，器件主要有開關(guān)、按鈕及各種傳感器，如圖1.1 13 所示，這些都是觸點類型的器件。在接入 PLC時，每個觸點兩個接頭分別連接一個輸入點（ X）及輸入公共端 （COM）。由如圖 1.1 12 所示可知 PLC的開關(guān)量輸入接線點都是螺釘接入方式，每一位信號占用一個螺釘。圖1.1 12 所示上部為輸入端子， COM端為公共端，輸入公共端在某些 PLC中是分組隔離的，在FX2N機型是連通的。圖

31、1.1 13 所示中開關(guān)、按鈕等器件都是無源器件， PLC內(nèi)部電源能為每個輸入點大約提供7mA作電流，這也就限制了線路的長度。 PLC與三線傳感器之間的連接如圖1.1 14 所示，三線傳感器由 PLC的 24+端子供電，也可以由外部電源供電； PLC與兩線傳感器之間的連接如圖1.1 15 所示，兩線傳感器由 PLC的內(nèi)部供電。.圖 1.1-13 PLC 的輸入輸出元器件圖 1.1-14 PLC與三線傳感器的連接圖 1.1-15 PLC與兩線傳感器的連接3. 輸出接口器件的接線PLC的輸出接口上連接的器件主要是繼電器、接觸器、 電磁閥的線圈、 指示燈、 蜂鳴器，如圖 1.1 16 所示。這些器件

32、均采用PLC機外的專用電源供電，PLC內(nèi)部不過是提供一組開關(guān)接點。接入時線圈的一端接輸出點螺釘，一端經(jīng)電源接輸出公共端。圖1.1 16 所示是PLC輸出器件的接線圖。由于輸出端口連接線圈種類多，所需的電源種類及電壓不同，輸出端口公共端常分為許多組，一般4 點為一組，而且組間是隔離的。PLC輸出端口的電流定額一般為 2A，大電流的執(zhí)行器件需配裝中間繼電器。.圖 1.1-16 PLC 輸出器件接線圖通信線的連接PLC一般設(shè)有專用的通信口，通常為 RS485口或 RS422口，F(xiàn)X2N型 PLC為 RS422口。與通信口的接線常采用專用的接插件連接。四、知識鏈接PLC的產(chǎn)品種類和規(guī)格繁多，制造商也很

33、多，其產(chǎn)品各有千秋，但總體而言，所有PLC的結(jié)構(gòu)組成和工作原理是基本相同的，使用方法、 基本指令和一些常用的功能指令也基本相同，只在表達(dá)方式上略有差別。當(dāng)掌握了一種PLC的功能和應(yīng)用之后，學(xué)習(xí)其它PLC是非常容易的。目前，世界上PLC 主要生產(chǎn)廠商集中在歐美及日本。美國與歐洲一些國家的PLC是在互相封閉的情況下發(fā)展起來的，產(chǎn)品有比較大差異，日本則是在引進(jìn)美國技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。 在中國工業(yè)控制設(shè)備市場上，歐美國家的大型PLC較多，而日本的則以高性價比的小型機居多。（一）歐洲PLC產(chǎn)品德國西門子（ SIEMENS）公司、 AEG公司和法國的TE 公司是歐洲著名的PLC制造商。德國西門子的電子

34、產(chǎn)品以性能優(yōu)良面久負(fù)盛名。在大、中型 PLC產(chǎn)品領(lǐng)域與美國的A-B 公司齊名。西門子 PLC主要產(chǎn)品有S5 及 S7 系列，其中S7 系列是近年來開發(fā)的代替S5 的新產(chǎn)品。S7 含有 S7-200 、S7-300 及 S7-400 系列。其中 S7-200 是微型機， S7-300 是中、小型機，S7-400是大型機。 S7 系列機性價比比較高，近年來在中國市場的占有份額有不斷上升之勢。.（二）美國PLC產(chǎn)品美國有 100 多家 PLC廠商，著名的有A-B 公司、通用電氣 （ GE）公司、莫迪康（ MODICON）公司、德州儀器（ TI ）公司、西屋公司等。其中A-B 公司是美國最大的PLC制

35、造商，產(chǎn)品約占美國 PLC市場的一半。 A-B 公司的主要產(chǎn)品為大、中機型。如PLC-5 系列為模塊式結(jié)構(gòu)，CPU有 PLC-5/10 、PLC-5/12 、PLC-5/15 、PLC-5/125 、PLC-5/11 、PLC-5/20 、PLC-5/30 、PLC-5/40 、PLC-5/60 等種類，最多可配置 5000 個 I/O點。 A-B 公司的小型機產(chǎn)品有SLC500系列等。GE公司的代表產(chǎn)品是 GE-、 GE-、 GE-等系列，分別為小型機、中型機及大型機，GE- /P 最多可配置4000 個 I/O點。德州儀器公司的小型機產(chǎn)品有510、520 等，中型機有5TI 等，大型 PL

36、C產(chǎn)品有 PM550、530、 560、565 等系列。莫迪康公司生產(chǎn)M84系列小型機，M484txgq 中型機， M584系列大型機。M884是增強型中型機，具有小型機的結(jié)構(gòu)，大型機的控制功能。（三）日本 PLC產(chǎn)品日本 PLC產(chǎn)品在小型機領(lǐng)域頗具盛名。某些用歐美中型或大型機才能實現(xiàn)的控制，日本小型機就可以解決。 日本有許多 PLC 制造商， 如三菱、 歐姆龍、 松下、 富士、日立、 東芝等，在世界小型機市場上，日本產(chǎn)品約占70%的份額。歐姆龍（ OMRON）公司的 PLC產(chǎn)品，大、中、小微型機規(guī)格齊全。微型機以SP系列為代表，小型機有 P 型、 H 型、 CPM1A、CPM2A系列及 CPM2C、COM1等。中型機有 C200H、C200HS、C200HX、C200HG、C200HE及 CS1等系列。 松下公司的產(chǎn)品中FP0 為微型機， FP1為整體式小型機， FP3為中型機， FP5/FP10、 FP10S、 FP20 為大型機。三菱公司的 PLC進(jìn)入中國市場較早，其中小型、超小型PLC有 F、 F1、 F2、FX2、 FX1、FX2C、 FX0、 FX0N、 FX0S、 FX2NC等系