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控制要求

  实现PLC与外部设备的读写操作。

  相关知识

  FX系列PLC除基本单元之外，还有扩展单元、扩展模块和特殊功能模块。扩展单元、扩展模块和特殊功能模块必须与基本单元连接才能使用。扩展单元和扩展模块用于扩展I/O点数，前者带CPU，后者不含。特殊功能模块是用来实现一些特殊功能的模块，包括模拟量输入/输出模块、定位控制模块、数据通信模块、高速计数模块、PID过程控制模块等。特殊功能模块与PLC基本单元的扩展总线直接相连，与基本单元统一编号，按连接顺序从0到7编号。

  PLC的输入输出与外部设备进行数据交换需要功能指令。特殊功能模块的读指令FROM表示：PLC基本单元从指定的特殊功能模块指定的缓冲寄存器BFM里将数据读出，存入PLC基本单元的指定位置。特殊功能模块的写指令TO表示将PLC基本单元的指定位置内容写入指定的特殊功能模块指定的BFM里。缓冲寄存器BFM是特殊功能模块内含的32个16位的RAM存储器，其具体的定义及内容根据各模块的控制目的而设定。

  辅助继电器M分为通用辅助继电器MO～M499和断电保持辅助继电器M500～M3071，以及一些特殊辅助继电器M8000~M8255。PLC内的特殊辅助继电器各自具有特定的功能。一类为只能利用其触点的特殊辅助继电器，线圈由PLC驱动，用户只利用其触点。例如M8000，PLC运行时M8000接通，用于运行监控；M8002，仅在运行开始瞬间接通的初始脉冲的特殊辅助继电器；M8012，产生100ms时钟脉冲的特殊辅助继电器。另一类为可驱动线圈型特殊继电器，驱动线圈后PLC作特定动作。例如：M8030，锂电池电压指示灯的特殊继电器；M8033，PLC停止时输出保持的特殊辅助继电器；M8034，禁止全部输出特殊辅助继电器；M8039，按M8039中指定的扫描时间工作的特殊辅助继电器。

  数据寄存器D分为：通用数据寄存器，D0～D199共200点；断电保持数据寄存器，D200～D511共312点，只要不改写，原有数据不会丢失；特殊数据寄存器，D8000～D8255 共256点，这些数据寄存器供监视PLC中各种元件的运行方式用。此外，还有文件寄存器，D1000～D2999共2000点，用于存储大量的数据，外部设备可对其进行读写操作。

  控制方案

  (1)接线图

  特殊功能模块读写的PLC控制接线图如图2-45所示。

  (2)I/O分配表

  特殊功能模块读写的PLC控制I/O分配表见表2-24。

  表2-24 特殊功能模块读写的PLC控制I/O分配表

  (3)梯形图

  特殊功能模块读写的PLC控制梯形图如图2-46所示。

  图2-46 特殊功能模块读写的PLC控制梯形图

  (4)控制过程分析

  PLC处于运行状态时，将PLC的X0～X17输入端的状态写到编号0的特殊功能模块的BFM#0和BFM#1中，将Y0～Y17输出端的状态写到编号0的特殊功能模块的BFM#2 和BFM#3中，将M0～M15辅助继电器的状态写到编号0的特殊功能模块的BFM#4中，将S20～S35状态器的状态写到编号0的特殊功能模块的BFM#5中，将D1000～D1004数据寄存器的值写到编号0的特殊功能模块的BFM#8～#12中，将D0～D9数据寄存器的值写到编号0的特殊功能模块的BFM#11～#20中。将编号0的特殊功能模块的BFM#0的数据写入PLC的M500～M515里，将编号0的特殊功能模块的BFM#1的数据写人PLC 的M600～M615里。若辅助继电器M600和M601由OFF变为ON时，特殊辅助继电器M8037置位，强制停止PLC。若辅助继电器M600和M601由OFF变为ON时，特殊辅助继电器M8034置位，禁止PLC全部输出。若M500由OFF变为ON时，Y0持续输出，M501得电时，Y0停止输出。将X0~X1Z的状态通过外部设备传递给M500~M515。

选择序列的编程方法

  如果某一转换与并行序列的分支、合并无关，站在该转换的立场上看，它只有一个前级步和一个后续步(见图5-20)，需要复位、置位的存储器位也只有一个，因此与选择序列的分支、合并有关的转换的编程方法实际上与单序列的完全相同。

  图5-20所示的顺序功能图中，除了10.3与10.6对应的转换以外，其余的转换均与并行序列的分支、合并无关，I0.0~I0.2对应的转换与选择序列的分支、合并有关，它们都只有一个前级步和一个后续步。与并行序列无关的转换对应的梯形图是非常标准的，每一个控制置位、复位的电路块都由一个前级步对应的存储器位和转换条件对应的触点组成的串联电路、对一个后续步的置位指令和对一个前级步的复位指令组成。图5-20中的程序见随书光盘中的例程“复杂顺控”。OB100的程序与例程“动力滑台顺控”的相同。

  并行序列的编程方法

  图5-20中步M0.2之后有一个并行序列的分支，当M0.2是活动步，并且转换条件I0.3 满足时，步M0.3与步M0.5应同时变为活动步，这是用M0.2和I0.3的常开触点组成的串联电路使M0.3和M0.5同时置位来实现的与此同时，步M0.2应变为不活动步，这是用复位指令来实现的。

  I0.6 对应的转换之前有一个并行序列的合并，该转换实现的条件是所有的前级步(即步M0.4和M0.6)都是活动步和转换条件I0.6满足。由此可知，应将M0.4、M0.6和I0.6 的常开触点串联，作为使后续步M0.0置位和使前级步M0.4、M0.6复位的条件。

PLC的应用分类介绍

目前，PLC在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业，随着其性能价格比的不断提高，应用的范围还在不断扩大，PLC的应用大致可归纳为以下几类。

    1)、开关量的逻辑控制

    这是PLC基本、广泛的应用领域。PLC的逻辑控制取代传统的继电系统控制电路，实现逻辑控制、顺序控制，既可用于单机控制，也可用于多机及自动化生产线的控制等。如机床电气控制、装配生产线、电梯控制、冶金系统的高炉上料系统以及各种生产线的控制。   

    2)、运动控制

    PLC可以用于圆周运动或直线运动的控制。目前，大多数的PLC制造商都提供拖动步进电机或伺服电机的单轴或多轴位置控制模块，这一功能可广泛用于各种机械，如金属切削机床、金属成型机床、机器人、电梯等。

    3)、过程控制

     过程控制是指对温度、压力、流量、速度等连续变化的模拟量的闭环控制。PLC采用相应的A/D和D/A转换模块及各种各样的控制算法程序来处理模拟量，完成闭环控制。PID调节是一般闭环控制系统中用得较多的一种调节方法。过程控制在冶金、化工、热处理、锅炉控制等场合有非常广泛的应用。现代的大、中型PLC一般都有闭环PID控制模块，这一功能可以用PID子程序来实现，而更多的是使用PID模块来实现。

    4)、数据处理

    PLC具有数学运算（含矩阵运算、函数运算、逻辑运算）、数据传送、数据转换、排序、查表、位操作等功能，可以完成数据的采集、分析及处理。这些数据可以通过通信接口传送到的智能装置进行处理，或将它们打印备用。数据处理一般用于大型控制系统，如造纸、冶金、食品工业中的一些大型控制系统。

    5）、通信及联网

    PLC通信括PLC相互之间、PLC与上位机、PLC与其它智能设备间的通信。PLC与其它智能控制设备一起，可以构成“集中管理、分散控制”的分布式控制系统，满足工厂自动化系统发展的需要。

● PLC控制系统与继电器控制系统的区别 ：

    ⑴ 组成器件不同：继电器控制线路是许多真正的硬件继电器组成，而梯形图则由许多所谓“软继电器”组成。

    ⑵ 触点数量不同：硬继电器的触点数量有限，用于控制的继电器的触 点数一般只有4～8对；而梯形图中每个“软继电器”供编程使用的触点数有无限对。

    ⑶ 实施控制的方法不同：在继电器控制线路中，实现某种控制是通过各种继电器之间硬接线解决的。而PLC控制是通过梯形图即软件编 程解决的。

    ⑷ 工作方式不同：在继电器控制线路中，采用并行工作方式；而在梯形图的控制线路中，采用串行工作方式。