第七章 PLC特殊功能模块的编程及应用资料
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PLC功能指令及其应用(西门子) PPT课件
4.3.1算术运算指令
1．数据类型 （1）数据类型、长度及范围 S7-200系列PLC数据类型可以是字节、字、双字和实数型，
实数采用32位来表示，数据类型、长度及范围见表4-10。
（2）常数
在S7-200系列PLC编程中经常使用到常数，CPU以二进制形 式存储所有常数，但使用常数可以用二进制、十进制、十 六进制、ASCII码或实数等多种形式。常数的表示形式见表 4-11。
电器第0个字节，共8位。其中第0位是最低位，第7位为 最高位。其表示格式如图4-1所示。
（1）位
位表示格式为：Q [字节地址].[位地址]。如Q0.0表示输出继 电器第0个字节的第0位
（2）字节
字节表示格式为：QB[起始字节地址]。如QB0表示输出继 电器第0个字节，共8位。其中第0位是最低位，第7位为最 高位。其表示格式如图4-4所示
如图4-26所示为LED组成的七段数码管外形和内部结 构，七段数码管分为共阴极结构和共阳极结构。以 共阴极数码管为例，当a、b、c、d、e、f段接高电 平发光，g段接低电平不发光时，显示数字“0”。当 七段均接高电平发光时，则显示数字“8”。
十进制数码 g
f
七段显示电平
e
d
c
b
a
16进制显示 代码
2. 加/减运算指令 加∕减运算指令是对符号数的加∕减、双整数加∕减运算
和实数加∕减运算。 （1）加∕减运算指令格式 加/减运算6种指令的梯形图指令格式如表4-12所示。
3．乘∕除运算指令
乘∕除运算是对符号数的乘法运算和除法运算。包括 有整数乘∕除运算，双整数乘∕除运算，整数乘∕除双整 数输出运算和实数乘∕除运算等。
4.2.1 跳转指令及应用
PLC第七章
2.根据I／O的点数或通道数进行选择
多数小型机为整体式，同一型号的整体式PLC，除 按点数分成许多挡以外，并配以不同点数的I／O扩 展单元，来满足对I／O点数的不同需求。例如S7200系列PLC提供4个不同的基本型号的8种CPU。 (1)CPU221型，集成6输入／4输出共10个数字量的 I／O点。无I／O扩展能力。6K字节程序和数据的存 储空间。4个独立的30kHz高速计数器，2路独立的 20kHz高速脉冲输出。1个RS-485通信／编程口， 具有PPI通信协议、MPI通信协议和自由方式通信能 力。其非常适合于小点数控制的微型控制器。
1．根据所需要的功能进行选择 基本的原则是需要什么功能，就选择具有什么样功能 的PLC，同时也适当地兼顾维修、备件的通用性以及 今后设备的改进和发展。 各种新型系列的PLC，从小型到中、大型已普遍可以 进行PLC与PLC、PLC与上位计算机的通信与联网， 具有进行数据处理和高级逻辑运算、模拟量控制等功 能。因此，在功能的选择方面，要着重注意的是对特 殊功能的需求。一方面，选择具有所需功能的PLC主 机(即CPU模块)；另一方面，根据需要选择相应的模 块(或扩展选用单元)。例如开关量的输入与输出模块、 模拟量的输入与输出模块、高速计数器模块、网络链 接模块等。
4、定时器的延时扩展环节
5、定时器构成的振荡电路
6、分频电路
7.3应用举例
7.3.1密码锁控制系统 密码锁控制系统有5个按键SBl～SB5。 1．控制要求 (1)SB1为起动键，按下SB1键，才可进行开锁工作。 (2)SB2、SB3为可按压键。开锁条件为：SB2设定按压 次数为3次时，SB3设定按压次数为2次。同时SB2、 SB3是有顺序的，先按SB2，后按SB3。如果按上述规 定按压，密码锁会自动打开。 (3)SB5为不可按压键，一旦按压，警报器就发出警报。 (4)SB4为复位键，按下SB4键后，可重新进行开锁作业。 如果按错键，则必须进行复位操作，所有的计数器都被 复位。
PLC编程及应用ppt课件
扩展设备 扩展单元 通讯模块 功能模块
为了规范事业单位聘用关系，建立和 完善适 应社会 主义市 场经济 体制的 事业单 位工作 人员聘 用制度 ，保障 用人单 位和职 工的合 法权益
2.CPU模块存储器
存储器系统包括：系统程序存储器和用户程序存储器。 系统程序是PLC的操作系统，存在ROM中。 用户程序是由用户编写的系统程序。
PLC的由来和历史
这些问题需要寻求一种新的控制装置来取代老式的继电器控制, 使得电器控制系统更加灵活,适应于工艺变动. (3)解决方案-PLC (创新) 能用在工业现场 ; 能改变其控制”逻辑”,而不需要改动组成他的元件和修改 内部接线;出现故障易于诊断和维护( 与IEC的标准定义相印证)
为了规范事业单位聘用关系，建立和 完善适 应社会 主义市 场经济 体制的 事业单 位工作 人员聘 用制度 ，保障 用人单 位和职 工的合 法权益
PLC的工作模式
PLC的工作模式；
RUN模式：执行用户程序； STOP模式：创建和编辑用户程序，设置PLC的硬件功 能，并将用户程序和硬件设置信息下载到PLC
改变工作模式的方法；
用模式开关改变工作方式； 用STEP7-Micro/WIN32软件改变工作方式；
在程序中改变工作模式；
为了规范事业单位聘用关系，建立和 完善适 应社会 主义市 场经济 体制的 事业单 位工作 人员聘 用制度 ，保障 用人单 位和职 工的合 法权益
为了规范事业单位聘用关系，建立和 完善适 应社会 主义市 场经济 体制的 事业单 位工作 人员聘 用制度 ，保障 用人单 位和职 工的合 法权益
PLC实现的两大类控制
逻辑变量-顺序控制(下图所示)
模拟量的调节(如PID)
➢ 如过程变量(如温度,流量,压力,液位) ➢ 广泛应用于冶金,化工,电力,食品…
为了规范事业单位聘用关系，建立和 完善适 应社会 主义市 场经济 体制的 事业单 位工作 人员聘 用制度 ，保障 用人单 位和职 工的合 法权益
2.CPU模块存储器
存储器系统包括：系统程序存储器和用户程序存储器。 系统程序是PLC的操作系统，存在ROM中。 用户程序是由用户编写的系统程序。
PLC的由来和历史
这些问题需要寻求一种新的控制装置来取代老式的继电器控制, 使得电器控制系统更加灵活,适应于工艺变动. (3)解决方案-PLC (创新) 能用在工业现场 ; 能改变其控制”逻辑”,而不需要改动组成他的元件和修改 内部接线;出现故障易于诊断和维护( 与IEC的标准定义相印证)
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PLC的工作模式
PLC的工作模式；
RUN模式：执行用户程序； STOP模式：创建和编辑用户程序，设置PLC的硬件功 能，并将用户程序和硬件设置信息下载到PLC
改变工作模式的方法；
用模式开关改变工作方式； 用STEP7-Micro/WIN32软件改变工作方式；
在程序中改变工作模式；
为了规范事业单位聘用关系，建立和 完善适 应社会 主义市 场经济 体制的 事业单 位工作 人员聘 用制度 ，保障 用人单 位和职 工的合 法权益
为了规范事业单位聘用关系，建立和 完善适 应社会 主义市 场经济 体制的 事业单 位工作 人员聘 用制度 ，保障 用人单 位和职 工的合 法权益
PLC实现的两大类控制
逻辑变量-顺序控制(下图所示)
模拟量的调节(如PID)
➢ 如过程变量(如温度,流量,压力,液位) ➢ 广泛应用于冶金,化工,电力,食品…
PLC的特殊功能IO模块课件
第23页/共90页
二、模拟量D/A转换输出模块FX-2DA 2通道、12位高精度 主要功能：输出的数字量→电压信号（-10V～+10V）或电 流信号（-20～+20mA） 模块中每个通道可以独立设置电压输出或电流输出方式 并且可以通过简易的调节或通过程序方便地改变模拟量的 输出范围。
1、FX-2DA地技术指标 如表4-5所示
分辨力 综合精确度
5mV(10V×1/2000) ±1%(相对于最大值)
20μA(20mA×1/1000)
转换速度 隔离方式 模拟量用电源
9ms×2通道（高速转换方式时，版本为V2.00以下时：3.5ms×2通道）
光电隔离及采用DC/DC转换器供输出和PLC电源间隔离（但各输出通道间 不隔离） DC24V（1±10％）130mA
表4-6 FX-2DA模块BFM分配表
BFM
*#0 *#1 *#2 #3～4 #5 #6～9 *#20
内容
模拟量输出方式（电流/电压）默认值＝H00 通道1输出数据 通道2输出数据 空置 输出保持或回零 默认值＝H00 空置 重置为默认设定值 默认设定值＝H0000
第27页/共90页
( 续上表 )
第16页/共90页
图4-3 增益值和零点值的调整
第17页/共90页
模块的零点与增益调整也可用模块上的增益和偏置调节按钮与选择开关。 无论采用何种方法设置前都必须先将H0001写入BFM＃21。
采用硬件设置的步骤是： 1)模块与PLC主机连接如并接上电源 2) 将FX-4AD方式开关旋至CH1 3)将输入模拟量与CH1相连，调节输入量到需要数值。 4) 按下偏置按钮（OFFSET）一次（偏置值的数字量就存入相应缓冲数据 寄存器） 5) 调节输入模拟量直至达到相应增益值。 6) 增益（GAIN）按钮一次（增益数字量就存入相应缓冲数据寄存器） 其他通道的增益偏置值设置可依上述步骤同样进行,各通道设置完毕将方 式开关旋至READY位置。
二、模拟量D/A转换输出模块FX-2DA 2通道、12位高精度 主要功能：输出的数字量→电压信号（-10V～+10V）或电 流信号（-20～+20mA） 模块中每个通道可以独立设置电压输出或电流输出方式 并且可以通过简易的调节或通过程序方便地改变模拟量的 输出范围。
1、FX-2DA地技术指标 如表4-5所示
分辨力 综合精确度
5mV(10V×1/2000) ±1%(相对于最大值)
20μA(20mA×1/1000)
转换速度 隔离方式 模拟量用电源
9ms×2通道（高速转换方式时，版本为V2.00以下时：3.5ms×2通道）
光电隔离及采用DC/DC转换器供输出和PLC电源间隔离（但各输出通道间 不隔离） DC24V（1±10％）130mA
表4-6 FX-2DA模块BFM分配表
BFM
*#0 *#1 *#2 #3～4 #5 #6～9 *#20
内容
模拟量输出方式（电流/电压）默认值＝H00 通道1输出数据 通道2输出数据 空置 输出保持或回零 默认值＝H00 空置 重置为默认设定值 默认设定值＝H0000
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( 续上表 )
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图4-3 增益值和零点值的调整
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模块的零点与增益调整也可用模块上的增益和偏置调节按钮与选择开关。 无论采用何种方法设置前都必须先将H0001写入BFM＃21。
采用硬件设置的步骤是： 1)模块与PLC主机连接如并接上电源 2) 将FX-4AD方式开关旋至CH1 3)将输入模拟量与CH1相连，调节输入量到需要数值。 4) 按下偏置按钮（OFFSET）一次（偏置值的数字量就存入相应缓冲数据 寄存器） 5) 调节输入模拟量直至达到相应增益值。 6) 增益（GAIN）按钮一次（增益数字量就存入相应缓冲数据寄存器） 其他通道的增益偏置值设置可依上述步骤同样进行,各通道设置完毕将方 式开关旋至READY位置。
第7章PLC特殊功能模块
图7-8 FX2N-2AD增益的调整 a) 出厂设定的电压I/O特性(DC0～10V) b) 调整后的电压I/O特性 (DC0～5V) c) 出厂设定的电流I/O特性(DC4～20mA)
第十一页，共116页。
第7章 PLC的特殊功能模块
4) 偏置的调整
增益调整后，再根据预设范围对偏置进行调整。偏置值可设置为任意数值，但为了
隔离方式 电流消耗 占用输入输出点数 适用PLC
质量
DC-10～+10V，（输入电阻200KΩ） 绝对最大输入：±15V
11位二进制+1位符号位
5mV（10V/2000），
DC4～20mA，DC-20mA～+20mA（输 入电阻250Ω） 绝对最大输入：±32mA
10位二进制+1位符号位
20μA（20mA/1000）
第7章 PLC的特殊功能模块
第7章 可编程控制器的特殊功能模块
7.1 特殊功能模块和功能扩展板与PLC的连接 7.2 模拟量输入/输出模块 7.3 高速计数器模块 7.4 通信接口模块与功能扩展板 7.5 人机界面GOT
第一页，共116页。
第7章 PLC的特殊功能模块
7.1 特殊功能模块和功能扩展板与PLC的连接
的模拟输入值。增益的校正线如图7-6a)所示。偏移的校正线如图7-6b)所示。
图7-6 增益和偏移的校正线
a) 增益校正线
b) 偏移校正线
(a)大增益 (b)零增益 (c)小增益 (d)负偏移 (e)零偏移 (f)正偏移
第九页，共116页。
第7章 PLC的特殊功能模块
2) 增益与偏置的调整方法和步骤
±1%（满量程-10V～+10V）
±1%（满量程-20mA～+20mA）
第7章-PLC的特殊功能模块
(1) 缓冲寄存器（BFM）编号
BFM *#0 *#1 *#2 *#3 *#4 #5 #6 CH1 CH2 CH3 CH4 CH1 CH2
表7.5 FX2N-4AD模块BFM分配表
内 容
通道初始化 缺省设定值＝H0000
平均值取样次数（取值范围1～4096） 默认值＝8
#7
#8 #9
CH3
CH4 CH1
第7章 FX2N系列PLC的特殊功能模块
【教学要求】 FX2N系列PLC除了常用机型和扩展单元外，还有 大量种类多、功能全的特殊功能模块，配合主机构 成各类不同功能的控制系统，满足各种控制设备和 生产过程的需要。这些模块包括：高速计数器模块、 定位控制模块、模拟量输入/输出模块、PID模块、 温度传感器输入/控制模块、可编程凸轮控制器模块 等。
指令格式
m1特殊功能模块号m1＝0～7
m2特殊功能模块的缓冲寄存器（BFM）首元件 编号m2＝0～31 [S· ] PLC中指定读取数据的首元件号 n指定特殊功能模块与PLC之间传送的字数：16 位操作时n＝1～32，32位操作时n＝1～16
7.2 模拟量输入模块
在工业生产过程中，除了有大量的通/断（开/关） 信号以外，还有大量的连续变化的信号，如温度、压 力、流量、湿度等。通常先用各种传感器将这些连续 变化的物理量变换成电压或电流信号，一般来说， PLC模拟量输入的电压范围为1～5V 或-10～+10V，电 流范围为4～20mA或-20～+20mA，然后再将这些信号 连接到适当的模拟量输入模块的接线端上，经过A/D功 能模块内的模数转换器，最后将数据传入PLC内。本 节主要以FX2N-4AD为例介绍模拟量输入模块。
表7.3 特殊功能模块写指令要素 操 作 数 程序步 m1 K、H m1＝0～ 7 m2 [S· ] n FROM 9步 （D） FROMl7步
FX2N4AD使用
第7章第10页
６、 BFM#29的状态信息设置含义
#29缓冲器位 b0：错误
b1：偏移量与增 益值错误 b2：电源不正常
ON
OFF
当b1~ b4为ON时，b0=ON，如果b2~ 无错误 b4任意一位为ON，通道停止
偏移量与增益值修正错误
偏移量与增益值 正常
24VDC错误
电源正常
b3：硬件错误 A/D或其它硬件错误
#16~#19 #20 #21 #22
#23 #24 #25~#28 #29 #30 #31
保留 复位到缺省值预设，缺省值为0。 禁止调整偏移量、增益值，缺省值为0。
偏移、增益调整： G4O4G3O3G2O2G1O1 偏移值，缺省值为0。 增益值，缺省值为5000。 保留 错误状态 识别码：K2010 不能使用
RS485通信接口的信号传送是用两根导线之间的电位差来表示逻 辑1和逻辑0的，这样， RS485接口仅需两根传输线就可完成信号的 接收和发送任务。
传输线也采用差动接收、差动发送的工作方式，而且输出阻抗
低、无接地回路问题，所以它的干扰抑制性很好，传输距离可达
1200m，传输Βιβλιοθήκη 率达l0Mbps。第7章第20页
第7章第18页
编辑课件
18
EXIT
7.2.2异步串行通信接口
RS232C是电子工业协会EIA(Electronics Industries Association)l962年公布的一种标准化接口。 它采用按位串行的方式，传递的波特率规定为19200、9600、 4800、2400、1200、 600、300等。 在通信距离较近，波特率要求不高的场合可以直接采用，既简单 又方便。但是，由于RS232C接口采用单端发送、单端接收，所 以，在使用中有数据通信速率低、通信距离近(15m)、抗共模干 扰能力差等缺点。
６、 BFM#29的状态信息设置含义
#29缓冲器位 b0：错误
b1：偏移量与增 益值错误 b2：电源不正常
ON
OFF
当b1~ b4为ON时，b0=ON，如果b2~ 无错误 b4任意一位为ON，通道停止
偏移量与增益值修正错误
偏移量与增益值 正常
24VDC错误
电源正常
b3：硬件错误 A/D或其它硬件错误
#16~#19 #20 #21 #22
#23 #24 #25~#28 #29 #30 #31
保留 复位到缺省值预设，缺省值为0。 禁止调整偏移量、增益值，缺省值为0。
偏移、增益调整： G4O4G3O3G2O2G1O1 偏移值，缺省值为0。 增益值，缺省值为5000。 保留 错误状态 识别码：K2010 不能使用
RS485通信接口的信号传送是用两根导线之间的电位差来表示逻 辑1和逻辑0的，这样， RS485接口仅需两根传输线就可完成信号的 接收和发送任务。
传输线也采用差动接收、差动发送的工作方式，而且输出阻抗
低、无接地回路问题，所以它的干扰抑制性很好，传输距离可达
1200m，传输Βιβλιοθήκη 率达l0Mbps。第7章第20页
第7章第18页
编辑课件
18
EXIT
7.2.2异步串行通信接口
RS232C是电子工业协会EIA(Electronics Industries Association)l962年公布的一种标准化接口。 它采用按位串行的方式，传递的波特率规定为19200、9600、 4800、2400、1200、 600、300等。 在通信距离较近，波特率要求不高的场合可以直接采用，既简单 又方便。但是，由于RS232C接口采用单端发送、单端接收，所 以，在使用中有数据通信速率低、通信距离近(15m)、抗共模干 扰能力差等缺点。
可编程控制器原理与应用课件：PLC的功能模块-
單位：mV或mA 例：採用輸出模式3時各通道 的初值：零點值＝0 增益值＝
X001
m1
m2
[S.]
n
FNC79 TO
H2
K10 D20
K2
圖8.3 TO指令格式
➢m1特殊功能模組號m1＝0～7
➢m2特殊功能模組的緩衝寄存器（BFM）首元件 編號m2＝0～31
➢[S·] PLC中指定讀取數據的首元件號
➢n指定特殊功能模組與PLC之間傳送的字數：16 位操作時n＝1～32，32位操作時n＝1～16
n
FNC78 FROM
K2
K10 D10
K6
圖8.2 FROM指令格式
➢m1特殊功能模組號m1＝0～7
➢m2特殊功能模組的緩衝寄存器（BFM）首元件 編號m2＝0～31 ➢[D·]指定存放在PLC中的數據寄存器首元件號
➢n指定特殊功能模組與PLC之間傳送的字數：16 位操作時n＝1～32，32位操作時n＝1～16
絕對最大輸入±32mA
數字量輸出範圍 帶符號位的16位二進位（有效數值11位）。數值範圍－2048～＋2047
解析度
5mV（10V×l/ 2000）
20A （20mA×l/1000）
綜合精確度
±1%（在－10～＋10V範圍） ±1%（在－20～＋20mA範圍）
轉換速度
每通道15mS（高速轉換方式時為每通道6mS）
V+ I+ VI+
பைடு நூலகம்
電壓輸入信號
電流輸入信號
圖8.4 FX2N-4AD接線圖
3. 緩衝寄存器及設置
(1) 緩衝寄存器（BFM）編號
BFM *#0 *#1 *#2 *#3 *#4 #5 #6 #7 #8 #9 #10 #1l #12
PLC特殊功能模块及其应用
12位 最大值+2047，最小值12位，最大值+2047，最小值-2048 +2047 5mV ±1% 15ms（6ms高速） 15ms（6ms高速） 高速 模数电路之间采用光电隔离 主单元提供5V/30mA直流，外部提供24V/55mA直流 主单元提供5V/30mA直流，外部提供24V/55mA直流 5V/30mA直流 24V/55mA 占用8 I/O点 占用8个I/O点，可分配为输入或输出 FX1N，FX2N，FX2NC 20μA ±1%
③ 如果使用电流输入，则须连接V+和I+端 如果使用电流输入，则须连接V 子。 如果存在过多的电气干扰， ④ 如果存在过多的电气干扰，需将电缆屏 蔽层与FG端连接 并连接到FX2N4AD的 端连接， 蔽层与FG端连接，并连接到FX2N4AD的 接地端。 接地端。 连接FX2N-4AD的接地端与主单元的接 ⑤ 连接FX2N-4AD的接地端与主单元的接 地端。可行的话，在主单元使用3级接地。 地端。可行的话，在主单元使用3级接地。
1．FX2N-4AD-PT概述 FX2N-4AD-PT概述
表8 - 4
项 传感器电流 补偿范围 数字输出 最小分辨率 整体精度 转换速度 电源 占用I/O 占用I/O点数 I/O点数 适用PLC 适用PLC 目
FX2N-4AD-PT的技术指标 FX2N-4AD-PT的技术指标
摄氏度℃ 摄氏度℃ PT100传感器 PT100传感器100 W时1mA 传感器100 W时 100～+600℃ 100～ 1000～+6000 1000～ 0.2～ 0.2～0.3℃ 满量程的± 满量程的±1% 15ms 主单元提供5V/30mA直流，外部提供24V/50mA 主单元提供5V/30mA直流，外部提供24V/50mA直流 5V/30mA直流 24V/50mA直流 占用8个点， 占用8个点，可分配为输入或输出 FX1N，FX2N，FX2NC 148～+1112℉ 148～ 1480～+11120 1480～ 0.36～0.54℉ 0.36～ 华氏度℉ 华氏度℉
第7章 PLC特殊功能模块及应用
32ASI-M）、RS-232通信模块（FX2N-232IF）、MNET/MINI通信模块（FX2N-16NT、FX2N-16NP）、内置式 RS-232通信扩展板（FX2N-232-BD）、内置式RS-485通信扩
展板（FX2N-485-BD）、内置式RS-422通信扩展板（FX2N422-BD）、特殊适配器（FX2N-CNV-BD）等。
（1）接线图 FX2N-4AD的接 线图如图7-2所示。
图7-2 FX2N-4AD的接线图
Programmable Controller—PLC
（2）注意事项 ① 通过双绞线屏蔽电缆来接收模拟输入信号，电缆应远离 电源线或其他可能产生电气干扰的电线。 ② 如果外部输入线路上有电压纹波或电气干扰，可以在电
块有高速计数模块（FX2N-1HC）、脉冲输出模块（FX2N1PG、FX2N-10PG）、单轴定位控制模块（FX2N-10GM、
FX2N-20GM）、转角检测模块（FX2N-1RM-E-SET）等。
Programmable Controller—PLC
联网通信与数据传输模块包括串行通信、远程I/O主站、 Ethernet网络连接、CC-Link网络等。FX2N系列PLC常用的 网络通信模块有CC-Link主站模块（FX2N-16CCL-M）、CCLink接口模块（FX2N-32CCL）、AS-i主站模块（FX2N-
Programmable Controller—PLC
第7章 PLC特殊功能模块及应用
Programmable Controller—PLC
本章主要内容
7.1 FX系列PLC特殊功能模块的分类 7.2 A/D输入模块 7.3 D/A输出模块 7.4 模拟量I/O模块 7.5 温度A/D输入模块
PLC功能指令及应用PPT课件
25.09.2020
自动化技术研究所 黄志昌
14
7.1 功能指令通则
由X4～X13组成的2位BCD码数转换成二 进制码送到D0
被组合的位元件的 首元件号可以是任 意的，但为避免混
以D1开始的数据寄存器串即是 指D1，D2，D3，…。用位元件 组合的字作为字串处理，其指定 格式如下：
乱建议采用以0结
25.09.2020
自动化技术研究所 黄志昌
11
7.1 功能指令通则
7.1.3 位元件和字元件
只处理ON／OFF状态的元件，称为位 元件。 例如X、Y、M和S
处理数字数据的元件，称为字元 件。 例如T、C和D，
位元件的组合
位元件组合成字元件。每四个位元件组合为一 个基本单元， KnM0中的n是组数。
16 bit数操作时为 K1～K4。 32 bit数操作时为 K1～K8。
25.09.2020
自动化技术研究所 黄志昌
12
7.1 功能指令通则
32 bit数操作时 为K1～K8。 K2M0：代表由M0～M7组成2个4 bit组
当一个16 bit的数据传送到K1M0、K2M0或 K3M0时，只传送相应的低bit数据，较高bit 的数据不传送，32 bit数据传送时也一样。
共250条指令 FUNC00~FUNC249
25.09.2020
自动化技术研究所 黄志昌
2
功能指令分类：
功能指令的组成：
助记符+操作数(元件)
25.09.2020
自动化技术研究所 黄志昌
3
7.1 功能指令通则
7.1.1 功能指令的表现形式 1、功能指令按功能号编排。
(FNC 00一FNC 246) 每条功能指令都有一助记符。
PLC编程及应用全套课程ppt课件
❖ 把外部供应的电源变换成系统内部各单元所需的电 源。
❖ 有的电源单元还向外提供24v隔离直流电源，可供 开关量输入单元连接的现场无源开关等使用。可编 程序控制器使用220V交流电源或24V直流电源。内 部的开关电源为各模块提供DC 5V、±12V、24V 等直流电源。
可编程序控制器的电源一般采用开关式电源，其特点是输入 电压范围宽、体积小、重量轻、效率高、抗干扰性能好。
❖ 定义强调了PLC是： ❖ 1 数字运算操作的电子系统——也是一种计算
机 ❖ 2 专为在工业环境下应用而设计 ❖ 3 面向用户指令——编程方便 ❖ 4 逻辑运算、顺序控制、定时计算和算术操作 ❖ 5 数字量或模拟量输入输出控制 ❖ 6 易与控制系统联成一体 ❖ 7 易于扩充
❖
❖ 1.2 PLC的分类
❖ 1968年．美国最大的汽车制造厂家——通用汽车 公司(GM)为了适应汽车型号不断更新的需要，提出了 十条技术指标在社会上公开招标，制造一种新型的工 业控制装置，提出了研制可编程序控制器的基本设想， 即
❖ (1)能用于工业现场。
❖ (2)能改变其控制“逻辑”，而不需要变动组成它的 元件和修改内部接线。
各种接口、高功能模块：便于扩展 小型机：一体机。有接口可扩展。
中、大型机：模块式。可根据需要在主板上随意组合。
电源模块
底板
CPU模块
Power in a Small Package!!
IO模块
5. 编程设备
编程设备可以是专用 的手持式的编程器；也可 以是安装了专门的编程通 讯软件的个人计算机。
（TOSHIBA）, ❖ 光洋（KOYO),松下电工（MEW）, ❖ 和泉（IDEC）,夏普(SHARP）, ❖ 安川等公司。
我国在 70年代末和 80年代初开始引进PLC。我 国早期独立研制PLC的单位有： ❖ 北京机械工业自动化研究所， ❖ 上海工业自动化仪表研究所， ❖ 大连组合机床研究所， ❖ 成都机床电器研究所， ❖ 中科院北京计算机所及自动化所， ❖ 长春一汽， ❖ 上海起重电器厂， ❖ 上海香岛机电公司， ❖ 上海自力电子设备厂等单位。 ❖ 以上诸单位都没有形成规模化生产
❖ 有的电源单元还向外提供24v隔离直流电源，可供 开关量输入单元连接的现场无源开关等使用。可编 程序控制器使用220V交流电源或24V直流电源。内 部的开关电源为各模块提供DC 5V、±12V、24V 等直流电源。
可编程序控制器的电源一般采用开关式电源，其特点是输入 电压范围宽、体积小、重量轻、效率高、抗干扰性能好。
❖ 定义强调了PLC是： ❖ 1 数字运算操作的电子系统——也是一种计算
机 ❖ 2 专为在工业环境下应用而设计 ❖ 3 面向用户指令——编程方便 ❖ 4 逻辑运算、顺序控制、定时计算和算术操作 ❖ 5 数字量或模拟量输入输出控制 ❖ 6 易与控制系统联成一体 ❖ 7 易于扩充
❖
❖ 1.2 PLC的分类
❖ 1968年．美国最大的汽车制造厂家——通用汽车 公司(GM)为了适应汽车型号不断更新的需要，提出了 十条技术指标在社会上公开招标，制造一种新型的工 业控制装置，提出了研制可编程序控制器的基本设想， 即
❖ (1)能用于工业现场。
❖ (2)能改变其控制“逻辑”，而不需要变动组成它的 元件和修改内部接线。
各种接口、高功能模块：便于扩展 小型机：一体机。有接口可扩展。
中、大型机：模块式。可根据需要在主板上随意组合。
电源模块
底板
CPU模块
Power in a Small Package!!
IO模块
5. 编程设备
编程设备可以是专用 的手持式的编程器；也可 以是安装了专门的编程通 讯软件的个人计算机。
（TOSHIBA）, ❖ 光洋（KOYO),松下电工（MEW）, ❖ 和泉（IDEC）,夏普(SHARP）, ❖ 安川等公司。
我国在 70年代末和 80年代初开始引进PLC。我 国早期独立研制PLC的单位有： ❖ 北京机械工业自动化研究所， ❖ 上海工业自动化仪表研究所， ❖ 大连组合机床研究所， ❖ 成都机床电器研究所， ❖ 中科院北京计算机所及自动化所， ❖ 长春一汽， ❖ 上海起重电器厂， ❖ 上海香岛机电公司， ❖ 上海自力电子设备厂等单位。 ❖ 以上诸单位都没有形成规模化生产
第七章PLC功能指令PPT课件
数据类型：整数加法时，输入输出
均 为INT；双整数加法时，输入 输 出均为 DINT；实数加法时，
5
输 入输出均为REAL。
第29页/共167页
减法指令
说明：减法指令（Subtract）是对有 符号数进行相减操作。它包括 整数减法，双整数减法和实数 减法。
指令格式：LAD及STL格式如图5-4 （b）所示。图中□处可为I、DI
指令格式:LAD及STL格式如图5-2 （e)所示
功能描述:该指令在梯形图中有3个 数 据 输 入 端 ： D ATA 为 数 值 输 入 ， 将该位的值移入移位寄存器； S_BIT为移位寄存器的最低位端； N指定移位寄存器的长度。
每次使能输出有效时，在每个扫
描周期内，整个移位寄存器移动
5
一位，所以要用边沿跳变指令来
MOVW VW110,VW210 送 VW210中
//字节VW110中的数据传 //到字
MOVD VD120,VD220
//双字VD120中的数据传 //送到双字VD220中
BMB VB130,VB230,4 到 单元中
//字节VB130开始的4个连 //续字节中的数据传送 //VB230开始的字节存储
在STL中，IN1×OUT=OUT。32位 运算
结果存储单元的低16位,运算前用于 存
MUL
图5-4（d）
放被乘数。
数据类型：输入为INT，输出为DINT。
第32页/共167页
除法指令
1.一般除法指令（Divide）
说明：一般除法指令是对有符号数进 行相除运算。它包括整数除法、双整
数除法和实数除法。
BIR IB1,VB270 //I1.0到I1.7的物理输入 状态立即送到VB270中, 影响
FX系列PLC的特殊功能板和模块使用说明
15ms×（1～4）通道
光电隔离，输入电路与PLC电源隔离，各输 入端子间不隔离。
DC（24V±2.4V），50mA
39
输入/输出特性(默认)
数字量 2000
-10V
0 模拟量 10V
1000
-2000
数字量 1000
-20mA
0 模拟量 20mA
-1000
数字量
0 4mA 模拟量 20mA 40
0
模拟量 10V 0 4mA 模拟量 20mA
26
成都理工大学
偏移和增益的调节 出厂默认为0～4000/0～10V和0～4000/4～20mA。
需要其它I/O特性，可按以下方法调节改变。
DC
电压源
DC
电流源
+ V -
+A-
VIN FX2N-2AD
IIN
COM
OFFSET 调节旋钮
VIN
读取缓冲
IIN
PLC
V+ I+
VI-
0.1～0.47u/25V
FG
V+ I+
VI-
FG
24V
24+
24-
41
成都理工大学
缓冲存储器的功能 有32个16位缓冲存储器，编号为＃0～＃31。
➢ 10个用于初始化设置，用[TO]指令写入设置数据。 ➢ 10个用于存放A/D转换数据，用[FROM]指令读取。 ➢ 12个空置不用。
X010 [ TO
m1 m2 [S∙] n
K1 K17 D0 K1 ]
K1表示对编号为1的功能模块进行读写操作
FROM ：
BFM#1 →
D20
BFM#2 →
特殊功能模块的编程及应用
➢RS-485通信用适配器与通信用功能扩展板
• FX-485是绝缘型通信适配器，一台FX系列PLC可安装一 个FX- 485 -ADP，
• FX- 485 –BD是RS-485通信用功能扩展板， o 传输距离为50m，最大传输速率为19200bit/s， o 一台FX系列PLC可安装一块FX-485-BD， o 除与PC通信外，通过FX-485-BD还可在两台FX间实现并
• FROM指令： H2110
0号模块的BFM 0#地址
从特殊功能单元的BFM中读出数据。
指令 模块号 BFM地址号 目标数据 传送个数
D10
0号模块的BFM 29#地 址
特殊功能单元（FX2N-4DA）
• FX2N-4DA转换特性（电压）： +10V
（出厂设定，用户可调整。）
• FX2N-4DA使用程序例：
个FX0N-4AD模块。 2、模块编号 从最靠近基本单元的那一个开始顺次编号0~7。 3、缓冲寄存器（BFM）的分配 BFM区由32个16位的寄存器组成，编号为#0~#31。 4、瞬时值和设定值的读出和写入用TO/FROM指令。
FX-4AD的BFM：
（1） BFM#0，写入十六进制4位数字H0000，使 各通道初始化，最低位数字控制通道1，最高位 控制通道4；各位数字意义：
• PLC输入/输出间存在着因扫描工作方式引起的延迟，可 达到两个扫描周期的延迟。但快速模块可快速地响应输 入脉冲，或监控很窄的输入脉冲。
• 模块的输出与PLC扫描过程无关，由输入量直接控制， 输出量同时还受到用户程序的控制。
二、高速计数模块
➢ PLC梯形图程序中计数器的最高工作频率受扫描周期的限 制，只有几十Hz；
• 模块带有微处理器，控制运动物体的位置、速度 和加速度，可控制直线运动或旋转运动，单轴或 多轴运动。
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二、模拟量输出模块FX-2DA
2、模块编号 从最靠近基本单元的那一个开始顺次编号0~7。 3、缓冲寄存器（BFM）的分配 BFM区由32个16位的寄存器组成，编号为#0~#31。 4、瞬时值和设定值的读出和写入用FROM/TO指令。
三、FX-4AD和FX-2DA的使用
• 每一个I/O模块，都要掌握其BFM的分配 • 再用FROM/TO对各BFM寄存器进行读写
• 模拟量I/O，每块可能有2,4,8,16个通道， 有的模块有输入通道和输出通道。 • A/D,D/A转换器的二进制位数反映了它们的 分辨率，位数越多，分辨率越高，如8位 A/D转换器分辨率为1/28＝0.38%； • 另一个重要指标是转换时间； • 各模块都是用光电耦合器和DC/DC转换器 来隔离输入/输出信号和PLC的电源。
几种模拟量输入输出模块：
• • • • • 模拟量输入输出模块FX-3A 模拟量输入模块FX-4AD 模拟量输出模块FX-2DA 温度传感器模拟量输入模块FX-2AD-PT 热电偶温度传感器模拟量输入模块FX4AD-TC
一、模拟量输入模块FX-4AD
1、基本技术指标 • 4通道12位模拟量输入模块 • 各通道可指定为电流输入（-20mA~+20mA）或电压输入 （-10V~+10V）， • 分辨率为20μA，5mA，综合精度为1%， • 转换速度最高为6ms/通道， • 在程序中，占用8个输入输出点，一台FX0N最多可连接8 个FX0N-4AD模块。
分类： 模拟量输入输出模块 PID过程控制模块
中断输入模块与快速响应模块
高速计数模块
运动控制模块
通信模块 模拟量设定功能扩展板 数据处理与控制模块
第一节 模拟量输入输出模块
工业控制中，某些输入量（如压力、温度、 流量、转速等）是模拟量，某些执行机构 （如伺服电动机、调节阀、记录仪等）要 求PLC输出模拟量信号，而PLC的CPU只 能处理数字量； 传感器和变送器的模拟量为标准的电流或 电压，如4~20mA,1~5V,0~10V，PLC可有 A/D转换器将模拟量转换为数字量； 带正负号的电流或电压信号在A/D转换后用 器可将PLC的数字输出量转换为模拟量 电压或电流信号，去控制执行机构。 模拟量I/O模块的主要任务是完成A/D转换和D/ A转换的， • 可以是单独的A/D转换或在D/ A转换（只有输入 通道或输出通道），如模拟量输入模块FX2N－ 4AD，模拟量输出模块FX2N－4DA； • 也可以是模拟量输入输出模块（每块模块有输 入通道和输出通道），如FXoN－3A；
•带*号的BFM中的数 据可通过TO指令改 写，改变模块的运行 参数； •从指定的模拟量输 入模块读入数据前应 先写入设定值，否则 按缺省设定值执行。 •用FROM指令将不 带*号的BFM内数据 读入。
FX-4AD的BFM：
（1） BFM#0，写入十六进制4位数字H0000，使各 通道初始化，最低位数字控制通道1，最高位控制 通道4；各位数字意义： 0：设定输入范围-10~+10V； 1：设定输入范围+4~+20mA; 2：设定输入范围-20~+20mA; 3：关闭该通道。 如：BFM#0=H3310，则4个输入通道，CH1：设定 输入范围-10~+10V ；CH2：设定输入范围 +4~+20mA ；CH3，CH4：关闭。 （2）输入的当前值送到BFM#9~12，输入的平均值 送到BFM#5~8。 （3）各通道平均值取样次数分别由BFM#1~4指定， 取样次数范围1~4096，若设定值超范围，按缺省 值8次处理。
例如：加热炉的温度用热电偶或热电阻检 测，温度变送器将温度信号转换为标准电 流（如4~20mA)或标准电压（如1~5V）后 送给模拟量输入模块，经A/D转换后得到温 度成比例的数字量，CPU将它与温度设定 值比较，并按某种控制规律对差值进行运 算，将结果（数字量）送给输出模块，经 D/A转换后变为电流或电压信号，用来控制 电动调节阀的开度，通过控制天然气的流 量实现对温度的闭环控制。
如果，用PLC的温度检测模块（如FX2N－ 4AD－TC，FX2N－4AD－PT），温度传 感器（热电偶或热电阻）与它们直接相连， 可省去温度变送器。
FX系列PLC的一般性能指标： • 小型PLC一般没有模拟量I/O模块或只有通道数 有限的8位A/D或D/A模块； • 大中型PLC可配置成百上千个模拟量通道，且 一般是12位的； • 模拟量输入、输出信号可以是电压或电流信号； 可以是单极性信号，如 0~5V,0~10V,1~5V,4~20mA；也可以是双极性 信号，如±50mV, ±5V, ±10V, ±20mA,可以 输入多种量程的电压或电流。
第七章 特殊功能模块
• 现代工业控制许多新课题，仅仅靠通用I/O 模块来解决，一方面在硬件方面的费用高， 软件编程方面麻烦，另一方面有些控制任 务甚至无法用通用I/O来完成。 • 各厂家开发出来的品种繁多的特殊I/O，增 强了PLC的功能，扩大了应用范围，也为 PLC的智能化，网络化，专业化提供了基 础。
一、模拟量输入模块FX-4AD
2、模块编号 从最靠近基本单元的那一个开始顺次编号0~7。 3、缓冲寄存器（BFM）的分配 BFM区由32个16位的寄存器组成，编号为#0~#31。 4、瞬时值和设定值的读出和写入用FROM/TO指令。
二、模拟量输出模块FX-2DA
1、基本技术指标 • 2通道12位模拟量输出模块 • 各通道可指定为电流输出（4mA~+20mA）或电压输出 （-10V~+10V）， • 分辨率为20μA，5mA，综合精度为1%， • 转换速度最高为9ms/通道， • 在程序中，占用8个输入输出点，一台FX0N最多可连接8 个FX0N-2DA模块。
（5）若BFM#21的b1b0=10,则增益和零点的设定 值禁止改动。若b1b0=01，允许改动零点和增益 的设定值， 零点：数字量输出为0时的输入值； 增益：数字量输出为+1000时的输入值。 （6）BFM#23，#24内的增益和零点设定值会被送 到指定输入通道的增益和零点寄存器中，而需要 调整的输入通道由BFM#22的G，O（增益-零点） 位的状态来指定。 如：BFM#22内G1O1（b1b0）=11,则BFM#23， 24的设定值送入通道1的增益和零点寄存器。 各通道的增益和零点可统一调整，也可单独调整。