第三章 PLC的语言与基本组件,3.1PLC的编程语言 3.1.1PLC的编程语言的国际标准（IEC61131-3）顺序功能图（SFC）梯形图(LD)功能块图(FBD)指令表(IL)结构文本(ST),顺序功能图（Sequential function chart）,顺序功能图又叫状态转移图，提供了一种组织程序的图形方法，由工步、转换条件和动作组成。,功能块图（Function block diagram）,功能块图是一种类似于数字逻辑电路的编程语言，熟悉数字电路的人比较容易掌握。该编程语言用类似与门、或门的方框来表示逻辑运算关系，方框的左侧为逻辑运算的输入变量，右侧为输出变量，输入端、输出端的小圆点表示“非”运算，信号自左向右流动。就像电路图一样，它们被“导线”连接在一起，如下图所示。,结构文本（Structured text）,结构文本语言是用结构化的描述语句来描述程序的一种程序设计语言，类似于高级语言的程序设计语言。采用计算机的描述语句来描述系统中各种变量之间的各种运算关系，完成所需的功能或操作。 随着PLC技术的飞速发展，如果许多高级功能还使用梯形图来表示，会很不方便。为了增强PLC的数学运算、数据处理、图表显示、报表打印等功能，方便用户的使用，许多大中型PLC都配备了PASCAL、BASIC、C等高级编程语言。这种编程方式叫结构文本。与梯形图相比，结构文本有两个很大的优点，其一是能实现复杂的数学运算，其二是非常简洁和紧凑，用结构文本编制极其复杂的数学运算程序可能只占一页纸。结构文本用来编制逻辑运算程序也很容易。,梯形图（Ladder diagram）,梯形图是用梯形图的图形符号来描述程序的一种程序设计语言，是使用最广泛的PLC图形编程语言，是从继电接触器控制电路演变过来的。,指令表（Instruction list）,PLC的指令是一种与微机的汇编语言中的指令相似的助记符表达式。,3.1.2梯形图 梯形图是在传统的电器控制系统电路图的基础上演变而来，在形式上类似于电气控制电路，由触点、线圈和用方框表示的功能块等组成。触点：代表逻辑输入条件，如外部的开关、按钮和内部条件线圈：代表逻辑输出结果，用来控制外部的负载或内部的输出条件功能块：用来表示计数器、计时器或者数学运算等功能,Y1,电气控制电路图,梯形图的编程规则1,梯形图按照“从上到下，从左到右”的顺序绘制。每一行的开始是触点群组成的“工作条件”，最后是线圈表达的“工作结果”。,触点,左母线,右母线（可省略）,线圈,梯形图的编程规则2,触点画在水平线上，不能画在垂直分支线上。不包含触点的支路应该放在垂直方向，不应放在水平方向。,正确的,梯形图的编程规则3,梯形图中串联电路多的电路写在上方，并联电路多的写在左方。,x1,x2,x3,x1,x2,x3,x1,x2,x3,x1,x2,x3,Y0,Y0,Y0,Y0,梯形图的编程规则4,梯形图的输出线圈、内部继电器及运算处理框必须写在一行的最右端，他们的右边不许再有任何的触点存在。,FX2N系列PLC编程软元件一览表 （1）,3.2 PLC梯形图中的编程元件,FX2N系列PLC编程软元件一览表（2）,FX2N系列PLC编程软元件一览表（3）,3.2.1输入继电器和输出继电器 输入继电器和输出继电器的元件号用八进制表示1.输入继电器（X） 输入端子是PLC接收外部输入的开关量信号的窗口。输入继电器是与输入端子相连的光绝缘电子继电器。在梯形图中可以多次使用输入继电器的常开触点和常闭触点。2.输出继电器（Y） 输出端子是PLC向外部负载发送信号的窗口。输出继电器的外部输出用触点（继电器触点，可控硅，晶体管等输出元件）与输出端子相连。输出继电器用来将PLC的输出信号传送给输出模块。再由后者驱动外部负载，,3.2.2辅助继电器,辅助继电器用软件实现，不能接收外部的信号，也不能直接驱动外部负载，是一种内部的状态标志，相当于中间继电器。1.通用辅助继电器 没有掉电保持功能，如果PLC在运行时电源突然断电，输出继电器和辅助继电器全部变为OFF，电源再次接通时，仍为OFF状态。 FX2n：M0M499 (500点),2.停电保持用辅助继电器 当PLC断电并再次通电之后，这些继电器会保持断点之前的状态。 应用场合：某些控制系统要求记忆电源中断瞬时的状态，重新通电后再现其状态。仅在PLC重新通电后的第一个扫描周期保持断电瞬时的状态。,M500通过Y0控制外部的电动机，如果电源中断时M500为1状态，因为电路的记忆作用，重新通电后M500将保持为1状态，使Y0继续为ON，电动机重新开始运行。,特殊辅助继电器,触点利用型,M8000 运行标志,M8001初始脉冲,M8002初始脉冲,线圈驱动型,M8012 100ms脉冲,M8013 1s时钟脉冲,M8030 电池欠压,M8033 输出保持,M8034 禁止输出,线圈由PLC自行驱动，用户只能利用其触点,用户程序驱动线圈后，PLC作特定动作,3.特殊辅助继电器,3.2.3状态继电器,状态S用于编制顺序控制程序的一种编程元件，与步进指令STL一起使用。状态与辅助继电器一样，有无数的常开和常闭触点，在顺序程序内可随意使用状态不用于步进指令时，可以与辅助继电器M一样在一般顺序控制中使用。,3.2.4定时器,功能： 定时器累计可编程控制器内的1ms，10ms，100ms等的时钟脉冲，当达到所定的设定值时输出触点动作。 采用程序存储器的常数（K）作为设定值，也用数据寄存器（D）的内容间接指定。 分类： 通用型定时器 累积型定时器,通用型定时器 100ms定时器T0T199，共200点 设定值0.1秒3276.7秒 10ms定时器T200T245，共46点 设定值0.01秒327.67秒,K123,X000,T200用当前值计数器累计10ms的时钟脉冲，如果该值等于设定值K123时，定时器的输出触点动作。驱动输入X000断开或停电，定时器复位，输出触点复位。,累积型定时器 1ms累积定时器 T246T249，共4点 设定值：0.00132.767秒； 100 ms积算定时器T250T255，共6点 设定值：0.13276.7秒；,定时器线圈T250的驱动输入X001接通时，T250的当前值计数器对100 ms的时钟脉冲进行累积计数，当该值与设定值K345相等时，定时器的输出触点动作。在计数过程中，即使输入X001断开或停电时，再次启动后，计数继续进行，其累积时间为34.5s（100 ms*345=34.5s）时触点动作。当复位输入X002接通 ，定时器就复位，输出触点也复位。,3.2.5计数器,16位增量计数器 计数器的功能是对指定输入端子上的输入脉冲或其它继电器的逻辑组合的脉冲进行计数。 它是在计数信号的上升沿进行计数，达到计数的设定计数值时计数器的触点动作。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K1K32767范围内有效。 通用计数器：C0 C99，共100点 断电保持用计数器：C100C199，共100点,计数X011输入一次每驱动线圈C0一次，计数器的当前值就增加，在执行第十次线圈指令时，输出触点动作。以后计数输入X011再动作，计数器当前值不变。如果复位输入X010为ON，则执行RST指令，计数器的当前值为0，输出触点复位。,32位双向计数器 32位的2进制加计数/减计数：C200C234。 设定值有效范围为 -2 147 483 648+2147 483 647（10进制常数）。(C200C219是通用计数器，C220C234是断电保持式的计数器) 利用特殊的辅助继电器M8200M8234指定加计数/减计数的方向，如果对C 驱动M8 ，则为减计数，不驱动时，则为加计数，默认的情况下是加计数。 根据常数K或数据寄存器D的内容，设定值可正可负。将连号的数据寄存器的内容视为一对，作为32位的数据处理。,利用计数输入X014驱动C200线圈时，可加计数或减计数在计数器的当前值由-6 -5增加时，输出触点置位。在有-5 -6减少时，输出输出触点复位。当前值在最大值+2 147 483 647时加1，变为最小值-2 147 483 648，类似的，当前值在最小值-2 147 483 648减1，将变为最大值+2 147 483 647（环形计数）如果复位输入X013位ON，则执行RST指令，计数器的当前值为0，输出触点复位。,16位和32位计数器的特点比较表,3.2.6 高速计数器,高速计数器是指那些能对频率高于执行程序的扫描周期的输入脉冲进行计数的计数器。 C235C255，21个 允许高速脉冲信号输入的输入端子：X0、X1、X2、 X3、X4、X5 4种高速计数器（P30表4-5） 单相无启动/复位端 6 C235C240 单相有启动/复位端 5 C241C245 双相 5 C246C255 鉴相式 5 C251C255,单个输入端子能够处理的最高频率:X0:10KHzX1:7KHzX2:10KHzX3:10KHzX4:7KHzX5:7KHz全部输入脉冲频率的总和要小于20KHz。所有的高速计数器都是双向的，由M82XX来控制其计数方向。,3.2.7寄存器,数据寄存器D是存储数值数据的软元件。FX2N中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）。 D1D0表示32位，其中D1表示高16位，D0表示16低位 通用数据寄存器 停电保持用寄存器 特殊寄存器 文件寄存器,通用数据寄存器 通用数据寄存器 通道分配 D 0D199，共200点。 只要不写入其他数据，已写入的数据不会变化。但是RUNSTOP时，全部数据均清零。（若特殊辅助竧电器M8033已被驱动，则数据不被清零）。停电保持用寄存器,通道分配 D200D511，共312点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， D490D509被用作通信操作,特殊用途数据寄存器 通用数据寄存器 通道分配 D 8000D8255，共256点。 这些寄存器的内容反映了PLC中各个元件的工作状态，尤其在调试的过程中，可通过读取这些寄存器的内容来监控PLC的当前状态。文件寄存器,通道分配 D1000D2999，共2000点。文件寄存器的功能是存储用户程序中用到的数据文件，只能用编程器写入，不能用程序指令写入。但是可以用指令将文件寄存器中的内容读到普通的数据寄存器中。,