【文章內(nèi)容簡介】 C 基本工作原理 任何一種繼電器控制系統(tǒng)均由三個基本部分組成，即輸入部分，邏輯控制部分和輸出部分。其中輸入部分是指各種按鈕，開關(guān)等；邏輯控制部分是由各種繼電器及接觸器及接觸器觸點組成的實現(xiàn)一定邏輯功能的控制電路；而輸出部分則是各種電磁閥線圈、接同電動機的各種接觸器線圈和信號指示燈等。 例如一個啟動、停止和控制線路，如圖 31 所示。其中啟動按鈕 SB1 和停止按鈕 SB2為輸入部分；由 SB SB2 及接觸器 KM 的觸點組成邏輯控制部分；而 KM 的線圈作為 輸出部分。 圖 31 啟動、停止控制線路 采用 PC 控制的啟動、停止控制線路，如圖 32 所示。和繼電器系統(tǒng)類似，也由輸入部分，輸出部分，邏輯控制部分和輸出部分組成。其中 SB SB2為輸入部分；圖 (b)的梯形圖為邏輯控制部分；而接觸器 KM的線圈為輸出部分。 8 圖 32 PC 控制啟動、停止控制線路 各部分的主要作用是： 收集并保存被空對象實際運行的數(shù)據(jù) 處理輸入部分所取得的信號，并判斷哪些 功能需作出輸出響應(yīng) 提供正在被控制的許多設(shè)備中，哪幾個設(shè)備需要這時操作處理。 由于 PC 專為工業(yè)控制需要而設(shè)計，因而對使用者來說編程時完全可以不考慮其內(nèi)部的復(fù)雜構(gòu)造，也不必使用各種計算機使用的語言，而把 PC 內(nèi)部看做許多“軟繼電器”組成，給使用者提供一種按設(shè)計繼電器控制線路方式的編程方法，突出了計算機可編程的優(yōu)點，即使對計算機不大了解的電氣技術(shù)人員及操作人員，也能得心應(yīng)手地使用 PC，從而受到廣大用戶的歡迎。 PC 的輸出部分與繼電器控制系統(tǒng)類似，程序執(zhí)行結(jié)果提供一系列需要的輸出信號，直接按要求的方式工 作，去控制執(zhí)行元件。 PC 的基本結(jié)構(gòu) PC一般由中央處理器，儲存器，輸入輸出組件、編程器及電源五部分組成，圖 33是其內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖。下面分別介紹各部分作用。 9 圖 33 PC 結(jié)構(gòu)框圖 1. 中央處理器 中央處理器簡稱 CPU，是 PC 的核心部分，其主要用途是對系統(tǒng)進(jìn)行管理，如自診斷、查錯、信息傳送時鐘、計數(shù)刷新等，同時根據(jù)用戶程序執(zhí)行輸入輸出操作、程序解釋及執(zhí)行操作等。 主要用于存放系統(tǒng)管理和監(jiān)控程序及系統(tǒng)工作區(qū)間，并用于生成用戶環(huán)境。 輸入 /輸出組件即 I/O 模塊，是 CPU與現(xiàn)場 I/O 裝置或者其他外部設(shè)備之間的連接部件。PC提供了各種操作電平與驅(qū)動能力的 I/O模塊和各種用途 I/O組件，供用戶選用。 編程器是用于用戶程序的編制、編輯、調(diào)試、檢查和監(jiān)視。還可以通過鍵盤去調(diào)用和顯示 PC的一些內(nèi)部狀態(tài)和系統(tǒng)參數(shù)。 根據(jù) PC的設(shè)計特點，它對電源并無特殊要求，無需要校正和維護(hù)，可使用一般工業(yè)控制電源，其內(nèi)部的鋰電池作停電時的后備電源。 三菱 FX2 系列 PC 中使用的各種元件 PC的每一個輸入、輸出端及內(nèi) 部的每一個儲存單元都成為元件。各種元件有不同的功能和其固定的地址，元件的數(shù)量是由監(jiān)控程序規(guī)定的，它的多少決定了 PC 整個系統(tǒng)的規(guī) 10 模和數(shù)據(jù)處理能力。每一個可編程控制器的元件數(shù)量是有限的。下面介紹 FX2 系列 PC 中部分元件的功能 X 輸入繼電器是 PC 接收來自外部開關(guān)信號的“窗口”，它與 PC 的輸入端子相連接，并帶有無限個常開和常閉觸點供編程使用。圖 24 表示編號為 X0 的輸入繼電器電路。輸入繼電器只能由外部信號來驅(qū)動，不能被程序指令來驅(qū)動，其常開、常閉觸點也不能直接輸出帶動負(fù)載。 圖 34 輸入繼電器電路 輸入繼電器編號按 PC型號而定， FX2系列 PC輸入繼電器的數(shù)量與編號見表 31 表 31 輸入繼電器數(shù)量與編號 FX264MR FX280MR FX2128MR 輸入繼電器（ X） （ 24V DC） X0～ X7 X10～ X17 X20～ X27(共 32點 ) X30～ X37 X0～ X7 X10～ X17 X20～ X27(共 40點 ) X30～ X37 X40～ X47 X0～ X7 X10～ X17 X20～ X27 X30～ X37(共 64點 ) X40～ X47 X50～ X57 X60～ X67 X70～ X77 Y 輸出繼電器是 PC 用來傳遞信號到外部負(fù)載，并具有一定的帶負(fù)載能力。輸出繼電器內(nèi)部具有無限個常開、常閉觸點供編程使用，但外部僅有一個常開的輸出觸點可直接帶動負(fù)載。根據(jù)輸出負(fù)載類型和用戶要求，輸出繼電器有三種類型：繼電器（ R）輸出、晶體管（ T）輸出和晶閘管（ S）輸出。輸出繼電器 Y0 的電路如圖 35所示 11 圖 35 輸出繼電器電路 FX2系列 PC輸出繼電器數(shù)量及編號見表 32 表 32 輸出繼電 器數(shù)量及編號 FX264M FX280M FX2128M 輸出繼電器 Y Y0～ Y7 Y10～ Y17 Y20～ Y27（共 32 點） Y30～ Y37 Y0～ Y7 Y10～ Y17 Y20～ Y27（共 40 點） Y30～ Y37 Y40～Ｙ 47 Y0～ Y7 Y10～ Y17 Y20～ Y27 Y30～ Y37（共 64 點） Y40～Ｙ 47 Y50～ Y57 Y60～ Y67 Y70～ Y77 M PC內(nèi)部除輸入、輸出繼電器之外，還有許多輔助繼電器。它和輸出繼電器一樣，只能由 PC 內(nèi)各元件的觸點來驅(qū)動。 每一個輔助繼電器具有無數(shù)對常開、常閉觸點，供編程時使用。其作用相當(dāng)于繼電器控制線路中的中間繼電器，但它的觸點不能直接帶負(fù)載，輔助繼電器有兩種，即通用型和掉電保持型。 （ 1）通用輔助繼電器 通用輔助繼電器共有 500 個，其編號為 M0～ M499。圖 36 為通用輔助繼電器 M0 的電路。 12 圖 36 通用輔助繼電器 （ 2）掉電保持輔助繼電器 掉電保持輔助繼電器共 524點，其編號為 M500～ M1023 PC在運行中若發(fā)生掉店，輸出繼電器和通用輔助繼電器全部為斷開狀態(tài)。再運行時，除 了 PC 運行時就接通外，其他仍處于斷開狀態(tài)。但是根據(jù)不同的對象，有的需要保存掉電前的狀態(tài)。并在再運行時再現(xiàn)該狀態(tài)的情形，掉電保持輔助繼電器正是用于這種目的，采用鋰電池作為 PC掉電保持的后備電源。如圖 37所示 圖 37 掉電保持輔助繼電器電路及動作序圖 FX2系列 PC輔助繼電器的數(shù)量及編號見表 33 表 33 輔助繼電器數(shù)量及編號 FX264M FX280M FX2128M 輔助繼電器M M0～ M499（共 1024點） M500～ M1023 M0～ M499（共 1024點） M500～ M1023 M0～ M499（共 1024點） M500～ M1023 13 T 定時器在 PC 中的作用相當(dāng)于一個時間繼電器，它可以提供無數(shù)對常開、常閉延時觸點，供編程使用。 在 PC 內(nèi)部定時器是根據(jù)時鐘脈沖累積計時的，時鐘脈沖有 1ms,10ms,100ms，當(dāng)所計的時間到達(dá)設(shè)定值時，其輸出觸點動作，定時器可以用用戶程序儲存器內(nèi)的常數(shù) K作為設(shè)定值。也可將后敘的數(shù)據(jù)寄存器的內(nèi)容用作設(shè)定值。在后一種情況下，一般使用有掉電保持功能的數(shù)據(jù)寄存器。即使如此，若鋰電池電壓降低，定時器、計 數(shù)器均可能發(fā)生誤動作、應(yīng)加注意。定時器的元件編號及設(shè)定值和動作時序如下： （ 1） 定時器 時鐘脈沖為 100ms 的定時器編號為 T0～ T199（共 200點），設(shè)定值為 ～ ；時鐘脈沖為 10ms的定時器編號為 T200～ T245（共 46點），設(shè)定值為 ～ 。 圖 38為延時接通定時器電路和動作時序圖。定時器線圈 T100的驅(qū)動輸入 X0接通時，T100 延時 秒后，其輸出觸點就接通，去控制輸出繼電器 Y0 的動作。這時候 Y0 要比X0延時 。若驅(qū)動輸入 X0斷開或發(fā)生掉電時，定時 器的輸出觸點也復(fù)位。 圖 38 延時接通定時器電路和動作時序圖 （ 2）積算定時器 時鐘脈沖為 1ms 的積算定時器編號是 T246～ T249（ 4 點），設(shè)定值為 ～ 秒，時鐘脈沖為 100ms 的積算定時器編號是 T250～ T255（ 6 點），設(shè)定值為 ～ 秒。 圖 39 為積算定時器電路，定時器線圈 T250 的驅(qū)動輸入 X1 接通時， T250 延時 秒后，其輸出觸點動作，若計數(shù)中途發(fā)生掉電或 X1 斷開，積算定時器可保留當(dāng)前值，等X1 再接通或復(fù)電 時，計數(shù)繼續(xù)進(jìn)行，知道累計時間為 秒后觸點才動作。當(dāng)復(fù)位輸入X2接通時，積算定時器的輸出觸點也復(fù)位。 14 圖 39 積算定時器電路 FX2系列 PC定時器的數(shù)量及編號見表 34 表 34 定時器數(shù)量及編號 FX248M FX264M FX280M 定時器 T T0～ T199（共 246點） T200～ T245 T0～ T199 T200～ T245（共 250點） T246～ T249 T0～ T199 T200～ T245（共 250點） T246～ T249 T250～ T255 C （ 1） 16bit加計數(shù)器 這種計數(shù)器有兩種類型：一種是通用型，其編號為 C0～ C99（ 100點）；另一種是掉電保持型，其編號為 C100～ C199，即掉電時，當(dāng)前值和輸出觸點的置位 /復(fù)位狀態(tài)也能保持。 圖３ 10為加計數(shù)繼電器。 X11為計數(shù)輸入，每次 X11接通時，計數(shù)器 C0 從當(dāng)前值開始增加。當(dāng)計數(shù)器的當(dāng)前值為 10，即計數(shù)輸入達(dá)到第 10次時， C0的輸出觸點接通，之后即使輸入 X11再接通，計數(shù)器的當(dāng)前值仍保持不變。當(dāng)復(fù)位輸入 X10接同時，計數(shù)器當(dāng)前值復(fù)位 0，輸出觸點也斷開。 圖 310 加計數(shù)器電路 （ 2） 32bit可逆計數(shù)器 32bit 可逆計數(shù)器也有兩種類型：一種是通用型，其編號為 C200～ C219（ 20 點）；另 15 一種是掉電保持型，其編號為 C220～ C234（ 15點）。其設(shè)定值為 2147483648～ +2147483647，計數(shù)器的方向（加計數(shù)或減計數(shù)）由特殊輔助繼電器 M8200～ M8234 來設(shè)定。即 M8xxx 接通時做減計數(shù)，當(dāng) M8xxx 斷開時做加計數(shù)，設(shè)定值可直接用常數(shù) K來設(shè)定。 圖 311為加 /減計數(shù)器，用 X14作為計數(shù)輸入，驅(qū)動 C200線圈進(jìn)行加 /減計數(shù)。當(dāng) X12斷開時，計數(shù)器作加計數(shù)。在計算器的當(dāng)前值由 6→ 5時，其觸點斷開。當(dāng)復(fù)位輸入 X13接通時，計數(shù)器當(dāng)前值置 0，輸出觸點也復(fù)位。 圖 311 加 /減計數(shù)器 FX2系列 PC計數(shù)器的數(shù)量及編號見表 35 表 35 計數(shù)器數(shù)量及編號 FX248M FX264M FX280M 計數(shù)器 C C0～ C199（共 235點） C200～Ｃ 234 C0～ C199（共 246點） C200～Ｃ 245 C0～ C199（共 251點） C200～ Ｃ 250 D PC用于模擬量控制、位置控制、數(shù)據(jù) I/O時，需要許多數(shù)據(jù)寄存器，存貯參數(shù)及工作數(shù)據(jù)。這類寄存器數(shù)量隨機型的不同而不同，較簡單的只能進(jìn)行邏輯控制的機器沒有這種寄存器，而高檔機中，可達(dá)數(shù)千個。 （ 1）通用數(shù)據(jù)寄存器 通