一、理论知识
1、什么是PLC的软元件?
软元件(内部继电器) 简称元件。PLC内部的编程元件,也就是支持该机型编程语言的软元件,按通俗叫法分别称为继电器、定时器、计数器等,但它们与真实元件有很大的差别,一般称它们为“软继电器”。这些编程用的继电器,它的工作线圈没有工作电压等级、功耗大小和电磁惯性等问题;触点没有数量限制、没有机械磨损和电蚀等问题。它在不同的指令操作下,其工作状态可以无记忆,也可以有记忆,还可以作脉冲数字元件使用。一般情况下,X代表输入继电器,Y代表输出继电器,M代表辅助继电器,SPM代表专用辅助继电器,T代表定时器,C代表计数器,S代表状态继电器,D代表数据寄存器,MOV代表传输等。不同厂家、不同系列的PLC,其内部软继电器(编程元件)的功能和编号也不相同,因此用户在编制程序时,必须熟悉所选用PLC的每条指令涉及编程元件的功能和编号。
FX系列中几种常用型号PLC的编程元件及编号如表所示。FX系列PLC编程元件的编号由字母和数字组成,其中输入继电器和输出继电器用八进制数字编号,其它均采用十进制数字编号。为了能全面了解FX系列PLC的内部软继电器,本节以FX2N为背景进行介绍。见表1-2-1
图1
图22
⑴ 输入继电器 (X)
PLC的输入端子是从外部开关接受信号的窗口,PLC 内部与输入端子连接的输入继电器X是用光电隔离的电子继电器,它们的编号与接线端子编号一致(按八进制输入),线圈的吸合或释放只取决于PLC外部触点的状态。内部有常开/常闭两种触点供编程时随时使用,且使用次数不限。输入电路的时间常数一般小于10ms。各基本单元都是八进制输入的地址,输入为X000 ~ X007,X010 ~X017,X020 ~X027 。它们一般位于机器的上端。
符号:
图3
⑶ 辅助继电器(M)
PLC内有很多的辅助继电器,其线圈与输出继电器一样,由PLC内各软元件的触点驱动。辅助继电器也称中间继电器,它没有向外的任何联系,只供内部编程使用。它的电子常开/常闭触点使用次数不受限制。但是,这些触点不能直接驱动外部负载,外部负载的驱动必须通过输出继电器来实现。如下图中的M300,它只起到一个自锁的功能。在FX2N中普遍途采用M0~M499,共500点辅助继电器,其地址号按十进制编号。辅助继电器中还有一些特殊的辅助继电器,如掉电继电器、保持继电器等,在这里就不一一介绍了。
图4
⑶ 定时器(T)
在PLC内的定时器是根据时钟脉冲的累积形式,当所计时间达到设定值时,其输出触点动作,时钟脉冲有1ms、10ms、100ms。定时器可以用用户程序存储器内的常数K作为设定值,也可以用数据寄存器(D)的内容作为设定值。在后一种情况下,一般使用有掉电保护功能的数据寄存器。即使如此,若备用电池电压降低时,定时器或计数器往往会发生误动作。
定时器通道范围如下:
100 ms定时器T0~T199, 共200点,设定值:0.1~ 3276.7秒;
10 ms定时器T200~TT[p1] 245,共46点,设定值:0.01~327.67秒;
1 ms积算定时器 T246~T249,共4点,设定值:0.001~32.767秒;
100 ms积算定时器T250~T255,共6点,设定值:0.1~3276.7秒;
⑷ 计数器(C)
FX2N中的16位增计数器,是16位二进制加法计数器,它是在计数信号的上升沿进行计数,它有两个输入,一个用于复位,一个用于计数。每一个计数脉冲上升沿使原来的数值减1,当现时值减到零时停止计数,同时触点闭合。直到复位控制信号的上升沿输入时,触点才断开,设定值又写入,再又进入计数状态。
其设定值在K1~K32767范围内有效。
设定值K0与K1含义相同,即在第一次计数时,其输出触点就动作。
通用计数器的通道号:C0 ~C99,共100点。
保持用计数器的通道号:C100~C199,共100点。
通用与掉电保持用的计数器点数分配,可由参数设置而随意更改。
⑸ 数据寄存器
数据寄存器是计算机必不可少的元件,用于存放各种数据。FX2N中每一个数据寄存器都是16bit(最高位为正、负符号位),也可用两个数据寄存器合并起来存储32 bit数据(最高位为正、负符号位)。
1) 通用数据寄存器D 通道分配 D 0~D199,共200点。
只要不写入其他数据,已写入的数据不会变化。但是,由RUN→STOP时,全部数据均清零。(若特殊辅助继电器M8033已被驱动,则数据不被清零)。
2) 停电保持用寄存器 通道分配 D200~D511,共312点,或D200~D999,共800点(由机器的具体型号定)。
基本上同通用数据寄存器。除非改写,否则原有数据不会丢失,不论电源接通与否,PLC运行与否,其内容也不变化。然而在二台PLC作点对的通信时, D490~D509被用作通信操作。
3) 文件寄存器 通道分配 D1000~D2999,共2000点。
文件寄存器是在用户程序存储器(RAM、EEPROM、EPROM)内的一个存储区,以500点为一个单位,最多可在参数设置时到2000点。用外部设备口进行写入操作。在PLC运行时,可用BMOV指令读到通用数据寄存器中,但是不能用指令将数据写入文件寄存器。用BMOV将 数据写入RAM后,再从RAM中读出。将数据写入EEPROM盒时,需要花费一定的时间,务必请注意。
4) RAM文件寄存器 通道分配 D6000~D7999,共2000点。
驱动特殊辅助继电器M8074,由于采用扫描被禁止,上述的数据寄存 器可作为文件寄存器处理,用BMOV指令传送数据(写入或读出)。
5)特殊用寄存器 通道分配 D8000~D8255,共256点。
是写入特定目的的数据或已经写入数据寄存器,其内容在电源接通时,写入初始化值(一般先清零,然后由系统ROM来写入)。
2、参照例题把下例的电气原理图,写出I/O分配表、画出I/O接线图,并转换成梯形图;并根据I/O接线图接好线。
图5
图6