14-PLC软元件

案例1：三相异步电动机星三角启动PLC控制
——编程元件
一.案例说明
二.解决方案
任务1：确定输入/输出元件分配表
输入端输出端
名称代号输入编号名称代号输出编号过载保护FR X000 主交流接触器KM1 Y001 停止按钮SB1 X001 型交流接触器KM2 Y002 启动按钮SB2 X002 Y型交流接触器KM3 Y003 任务2：系统设计
三.知识进阶
1、编程元件的定义
编程元件是可编程控制器内部设置的具有各种功能的、能方便执行控制过程中各种逻辑关系的元器件。

PLC的编程软元件实质上是存储器单元，每个单元都有惟一的地址。

为了满足不同的功用，存储器单元作了分区，因此，也就有了不同类型的编程软元件。

各种软元件有其不同的功能、有其固定的地址。

元件的数量是由监控程序规定的，它的多少就决定了可编程控制器整个系统的规模及数据处理能力。

每一种可编程控制器的元件数都是有限的。

2、编程元件的使用
使用编程元件时，认为编程元件具有线圈和常开常闭触点，并且和继电接触器相同，触点由线圈控制：即线圈接通（得电）时，其常开触点闭合，常闭触点断开（区别于接触器触点动作，同时动作无先后）；线圈断开（失电）时，常开常闭同时恢复回到常态。

PLC的编程元件名称由两部分组成：前面代表元件性质类型的英文字母，后面是代表元件序号的数字。

如X000、Y000等。

X代表输入继电器，Y代表输出继电器。

3、输入继电器
输入继电器X0~X267（八进制）184点PLC的输入端子是从外部开关接收信号的窗口，与输入端子连接的输入继电器（X）是光电隔离的电子继电器，其常开触点和常闭触点的使用次数不限，这些触点在PLC内可以自由使用。

输入继电器只能利用其触点，其线圈不能用程序驱动。

4、输出继电器
输出继电器Y0~Y267（八进制）184点PLC的输出端子是向外部负载
输出信号的窗口。

输出继电器的外部输出触点（继电器触点，双向可控硅SSR，晶体管等输出元件）接到PLC的输出端子上。

输出继电器的电子常开和常闭触点使用次数不限，其线圈由程序驱动，然而其外部输出触点（输出元件）与内部触点的动作有所不同。

输入/输出继电器的功能如下图所示。

输入／输出继电器
5、辅助继电器的线圈与输出继电器一样，由程序驱动。

辅助继电器的电子常开和常闭触点使用次数不限，在PLC 内可以自由使用。

但是，这些触点不能直接驱动外部负载，外部负载必须由输出继电器驱动。

在逻辑运算中经常需要一些中间继电器作为辅助运算用。

这些元件不直接对外输入、输出，经常用作状态暂存、移动运算等，它的数量常比X 、Y 多。

另外，在辅助继电器中还有一类特殊辅助继电器，它有各种特殊的功能，如定时时钟，进／借位标志，启动／停止，单步运行，通讯状态，出错标志等，这类元件数量的多少，在某种程度上反映了可编程控制器功能的强弱，能对编程提供许多方便。

（1）通用型辅助继电器M0 ~M499（500点）
通用辅助继电器有500点，其元件号按十进制编号（MO～M499 )。

注意：除输人／输出继电器X / Y 外，其它所有的软元件元件号均按十进制编号。

（2）掉电保持型辅助继电器M500 ~M1023 （524点）
PLC 在运行中若发生停电，输出继电器和通用辅助继电器全部成为断开状态。

再运行时，除去PLC 运行时就接通（ON ）的以外，其他仍断开。

但是，根据不同的控制对象，有的需要保存停电前的状态，并在再运行时再现该状态的情形。

停电保持用辅助继电器（又名保持继电器）就是用于这种目的的。

停电保持由PLC 内装的后备电池支持。

下图所示的是具有停电保持功能的辅助继电器的例子。

在此电路中，X0
接通后，M500动作，其后即使X0再断开，
M500 的状态也能保持。

因此，若因停电且X0
断开，再运行时M500 也能保持动作。

但是，
Xl 的常闭触点若断开，M500 就复位。

SET 、RST 指令可通过瞬时动作（脉冲）使继电器状态保持。

辅助辅助继电器有无穷多个触点，可在PLC中自由使用。

这些触点不能直接驱动外部负载。

外部负载应由输出继电器驱动。

（3）特殊辅助继电器M8000 ~M8255 （256点）
特殊辅助继电器共256点，它们用来表示可编程控制器的某些状态，提供时钟脉冲和标志（如进位、借位标志），设定可编程序控制器的运行方式，或者用于步进顺控、禁止中断、设定计数器是加计数或是减计数等。

1）触点利用型用户程序中只使用其触点，不能出现它们的线圈。

M8000（运行监视)：PLC运行标志，当可编程控制器执行用户程序时，M8000为ON；停止执行时，M8000为OFF
M8002：初始脉冲，M8002仅在M8000由OFF变为ON状态时的一个扫描周期内为ON（如下图）,可以用M8002的常开触点来使有断电保持功能的元件初始化复位和清零。

M8005：锂电池电压降低指示，电池电压下降至规定值时变为ON，可以用它的触点驱动输出继电器和外部指示灯，提醒工作人员更换锂电池。

M8011~M8014：10ms，100ms，1ms和1min时钟脉冲2）线圈驱动型由用户程序驱动其线圈，使PLC执行特定的操作，用户不使用它们的触点。

M8030：线圈通电后，“电池电压降低”发光二极管熄灭
M8033：线圈通电时，PLC由RUN进入STOP状态后，映像寄存器与数据寄存器中的内容保持不变
M8034：线圈通电时，禁止所有输出
M8039：线圈通电时，PLC以D8039中指定的扫描时间工作
6、定时器T
常数K可以作为定时器的设定值，也可以用数摒寄存器（D）的内容来设定。

例如外部数字开关输入的数据可以存入数据寄存器，作为定时器的役定值。

T0~T199 (200点) 100ms定时器定时范围0.1~3276.7s
T200~T245 (46点) 10ms定时器定时范围0.01s~327.67s T246~T249 (4点) 1ms积算定时器定时范围0.001s~32.767s T250~T255 （6点）100ms积算定时器定时范围0.1s~3276.7s （1）定时器的使用
它有一个设定值寄存器（一个字长）、一个当前值寄存器（一个字长）和一个用来储存其输出触点状态的映像寄存器（占二进制的一位）。

这3个存储单元使用同一个元件号。

FX系列可编程控制器的定时器分为通用定时器和积算定时器。

（2）通用定时器（T0～T245）
T0～T199为100ms定时器，定时范围为0.1～3276.7s，其中T192～TI99
为子程序和中断服务程序专用的定时器；
T200～T245为10ms定时器（共46点），定
时范围为0．01～327.67s。

下图中X0的常开
触点接通时，T200的当前值计数器从零开始，
对10ms时钟脉冲进行累加计数。

当前值等于
设定值123时，定时器的常开触点接通，常
闭触点断开，即T200的输出触点在其线圈被
驱动1.23s后动作。

XO的常开触点断开后，
定时器被复位。

它的常开触点断开，常闭触
点接通，当前值恢复为零。

如果需要在定时器的线圈“通电”时
就动作的瞬动触点，可以在定时器线圈两
端并联一个辅助继电器的线圈，并使用它
的触点。

通用定时器没有保持功能，在输入电
路断开或停电时复位。

（3）积算定时器（T246～T255）
1ms积算定时器T246～T249的定时
范围为0.001～32.767s，100ms积算定时
器T250～T255的设定范围为0.1～
3276.7s。

X1的常开触点接通时（见右图），
T250的当前值计数器对100ms时钟脉冲
进行累加计数。

当前值等于设定值345时，
定时器的常开触点接通，常闭触点断开。

X1的常开触点断开或停电时停止计时，当前值保持不变。

X1的常开触点再次接通或复电时继续计时，累计
对问（21t t +）为34.5s 时，T250的触点动作。

X2的常开触点接通时T250复位。

定时器只能提供其线圈“通电”后延迟动作的触点，如果需要在它的线圈“断电”后延迟动作，可以使用下图所示的电路。

（4）定时器的定时精度
考虑定时器精度问题，通常将其线圈放在触点之前定义，定时器的最大误差约为0T +〔0T 为扫描周期〕和α-。

对于1s ，10ms 和100ms 定时器，α分别为1ms ，10ms 和l00ms
7、计数器C
三菱FX2N 系列PLC 计数器分内部计数器和外部计数器两种，这介绍内部计数器。

它用于对机内元件（X 、Y 、M 、S ）提供的信号计数，因为机内信号频率低于扫描频率，故内部计数器也是低速计数器。

（1）16位增计数器（设定值：1~32767）
通用型：C0~C99(100点) 掉电保持型：C100~C199(100点) 不管是通用型还是掉电保持型，都需要通过执行RST 指令，使当前值复位。

所以说每个计数器的应用程序中，必须对应一条RST 指令。

16位增计数器的工作过程
（2）32位增/减计数器（设定值：-2147483648 ~ +2147483647）通用型：C200~C219(20点) 断电保持型：C220~C234(15点) 32位加／减计数器C200～C234的加／减计数方向由特殊辅助继电器M8200～M8234设定，对应的特殊辅肋继电器为ON时，为减计数；反之为加计数。

32位增/减计数器的工作过程
32位指其设定值寄存器为32位，其首位为符号位。

设定值的最大绝对
值为31位二进制数所表示的十进制数。

即为-2147483648～+2147483647。

设定值可直接用常数或间接用数据寄存器D的内容。

间接设定时，要用元件号紧连在一起的两个数据寄存器。

如果指定的是D0，则设定值存放在D1和D0中。

32位加／减计数器的设定值可正可负。

图3-4-4中C200的设定值为5，在加计数时，若什数器的当前值由4变5，计数器的输出触点ON，当前值≥5时，输出触点仍为ON。

当前值由5变4时，输出触点OFF，当前值≤4时，输出触点仍为OFF。

复位输入X13的常开触点接通时，C200被复位，其常开触点断开，常闭触点接通，当前值被置为0。

如果使用断电保持计数器，在电源中断时，计数器停止计数，并保持计数当前值不变，电源再次接通后在当前值的基础上继续计数，因此断电保持计数器可累计计数。

四.本案例应用拓展。