三菱PLC原理及應(yīng)用

1、廣州頂津保全專業(yè)訓(xùn)練系列教材廣州頂津保全專業(yè)訓(xùn)練系列教材-電氣類電氣類一、可編程控制器概況二、PLC的結(jié)構(gòu)及基本配置三、FX2N系列的基本邏輯指令和梯形圖 的設(shè)計(jì)與編程四、用PLC控制電機(jī)正反轉(zhuǎn)實(shí)例五、GPP軟件簡(jiǎn)介1、可編程控制器（PROGRAMMABLE CONTROLLER，簡(jiǎn)稱PC）。與個(gè)人計(jì)算機(jī)的PC相區(qū)別，用PLC表示。2、PLC具有通用性強(qiáng)、使用方便、適應(yīng)面廣、可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、編程簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。3、目的是用來取代繼電器、執(zhí)行邏輯、記時(shí)、計(jì)數(shù)等順序控制功能。4、PLC程序既有生產(chǎn)廠家的系統(tǒng)程序，又有用戶自己開發(fā)的應(yīng)用程序，系統(tǒng)程序提供運(yùn)行平臺(tái)，同時(shí)，還為PLC程序可靠運(yùn)行及信

2、息與信息轉(zhuǎn)換進(jìn)行必要的公共處理。用戶程序由用戶按控制要求設(shè)計(jì)。1、PLC分為箱體式和模塊式兩種 2、組成由：CPU模塊、I/O模塊、電源模塊、底板或機(jī)架、外設(shè)。3、基本結(jié)構(gòu)框圖如下：輸輸 入入 接接 口口 部部 件件中央處理單元中央處理單元 CPU板板 電電 源源 部部 件件接接 口口 部部 件件 輸輸 出出接收現(xiàn)場(chǎng)信息驅(qū)動(dòng)受控元件1、 PLC中的CPU是PLC的核心，每臺(tái)PLC至少有一個(gè)CPU。2、用掃描的方式采集狀態(tài)或數(shù)據(jù)，并存入規(guī)定的寄存器中。3、診斷電源和PLC內(nèi)部電路的工作狀態(tài)和編程過程中的語法錯(cuò)誤等。4、進(jìn)入運(yùn)行后，從用戶程序存貯器中逐條讀取指令，去指揮有關(guān)的控制電路， 5、內(nèi)存主

3、要用于存儲(chǔ)程序及數(shù)據(jù)，是PLC不可缺少的組成單元。1、PLC的對(duì)外功能，主要是通過各種I/O接口模塊與外界聯(lián)系的2、I/O模塊可多可少，受最大的底板或機(jī)架槽數(shù)限制。3、I/O模塊集成了PLC的I/O電路，其輸入暫存器反映輸入信號(hào)狀態(tài)，輸出點(diǎn)反映輸出鎖存器狀態(tài)。1、主要用途是為PLC各模塊的集成電路提供工作電源。2、有的還為輸入電路提供24V的工作電源。3、電源以其輸入類型有：交流電源，加的為交流220VAC或110VAC，直流電源，加的為直流電壓，常用的為24V。 大多數(shù)模塊式PLC使用底板或機(jī)架，其作用是：1、電氣上，實(shí)現(xiàn)各模塊間的聯(lián)系，使CPU能訪問底板上的所有模塊。2、機(jī)械上，實(shí)現(xiàn)各模塊

4、間的連接，使各模塊構(gòu)成一個(gè)整體。1、編程設(shè)備2、監(jiān)控設(shè)備3、存儲(chǔ)設(shè)備：有存儲(chǔ)卡、存儲(chǔ)磁帶、軟磁盤或只讀存儲(chǔ)器，用于永久性地存儲(chǔ)用戶數(shù)據(jù)，使用戶程序不丟失，如EPROM、EEPROM寫入器等。4、輸入輸出設(shè)備1、梯形圖是通過連線把PLC指令的梯形圖符號(hào)連接在一起的連通圖2、它與電氣原理圖很相似。它的連線有兩種：一為母線，是用來連接指令組的另一為內(nèi)部橫豎線。3、指令組一般總是從裝載（LD）指令開始，最后為輸出類指令。 下圖是三菱公司的FX2N系列產(chǎn)品的最簡(jiǎn)單的梯形圖例：ENDX000X010X001Y0001、它有兩組，第一組用以實(shí)現(xiàn)啟動(dòng)、停止控制。第二組END指令結(jié)束程序。 2、梯形圖與助記符的

5、對(duì)應(yīng)關(guān)系： 助記符指令與梯形圖指令有嚴(yán)格的對(duì)應(yīng)關(guān)系，而梯形圖的連線順序：先輸入，后輸出；先上，后下；先左，后右。有了梯形圖就可將其翻譯成助記符程序。上圖的助記符程序?yàn)椋?地址 指令 變量 0000 LD X000 0001 OR X010 0002 AND NOT X001 0003 OUT Y000 0004 END 3、根據(jù)助記符，也可畫出與其對(duì)應(yīng)的梯形圖。1、FX系列產(chǎn)品，它內(nèi)部的編程元件，按通俗叫法分別稱為繼電器、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器等，2、它們與真實(shí)元件有很大的差別，一般稱它們?yōu)椤败浝^電器”。3、這些編程用的繼電器，它的工作線圈沒有工作電壓等級(jí)、功耗大小和電磁慣性等問題4、觸點(diǎn)沒有數(shù)量限制

6、、沒有機(jī)械磨損和電蝕等問題5、它在不同的指令操作下，其工作狀態(tài)可以無記憶，也可以有記憶，還可以作脈沖數(shù)字元件使用。6、X代表輸入繼電器，Y代表輸出繼器，M代表輔助繼電器，T代表定時(shí)器，C代表計(jì)數(shù)器，S代表狀態(tài)繼電器，D代表數(shù)據(jù)寄存器，MOV代表傳輸?shù)?PLC的輸入端子是從外部開關(guān)接受信號(hào)的，它們的編號(hào)與接線端子編號(hào)一致（按八進(jìn)制輸入），。內(nèi)部有常開/常閉兩種觸點(diǎn)供編程時(shí)隨時(shí)使用，且使用次數(shù)不限。輸入電路的時(shí)間常數(shù)一般小于10ms。各基本單元都是八進(jìn)制輸入的地址，輸入為X000 X007，X010 X017，X020 X027 。 PLC的輸出端子是向外部負(fù)載輸出信號(hào)的。輸出繼電器的線圈由程序控

7、制，輸出繼電器的外部輸出主觸點(diǎn)接到PLC的輸出端子上供外部負(fù)載使用，其余常開/常閉觸點(diǎn)供內(nèi)部程序使用。輸出繼電器的電子常開/常閉觸點(diǎn)使用次數(shù)不限。輸出電路的時(shí)間常數(shù)是固定的 。各基本單元都是八進(jìn)制輸出，輸出為Y000 Y007，Y010Y017，Y020Y027 。它們一般位于機(jī)器的下端。1、PLC輔助繼電器也稱中間繼電器，它沒有向外的任何聯(lián)系，只供內(nèi)部編程使用。2、它的電子常開/常閉觸點(diǎn)使用次數(shù)不受限制。3、這些觸點(diǎn)不能直接驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載，外部負(fù)載的驅(qū)動(dòng)必須通過輸出繼電器來實(shí)現(xiàn)。如下圖中X000M300X001M300在PLC內(nèi)的定時(shí)器是根據(jù)時(shí)鐘脈沖的累積形式，當(dāng)所計(jì)時(shí)間達(dá)到設(shè)定值時(shí)，其輸出觸

8、點(diǎn)動(dòng)作，時(shí)鐘脈沖有1ms、10ms、100ms。定時(shí)器可以用用戶程序存儲(chǔ)器內(nèi)的常數(shù)K作為設(shè)定值，也可以用數(shù)據(jù)寄存器（D）的內(nèi)容作為設(shè)定值。在后一種情況下，一般使用有掉電保護(hù)功能的數(shù)據(jù)寄存器。即使如此，若備用電池電壓降低時(shí)，定時(shí)器或計(jì)數(shù)器往往會(huì)發(fā)生誤動(dòng)作。 定時(shí)器通道范圍如下：1、 100 ms定時(shí)器T0T199， 共200點(diǎn)，設(shè)定值：0.1 3276.7秒；2、 10 ms定時(shí)器T200TT245，共46點(diǎn)，設(shè)定值：0.01327.67秒；3、 1 ms積算定時(shí)器 T245T249，共4點(diǎn)，設(shè)定值：0.00132.767秒；4、 100 ms積算定時(shí)器T250T255，共6點(diǎn)，設(shè)定值：0.13

9、276.7秒； T200ENDY000K123X000T200設(shè)定植（累計(jì)值）當(dāng)定時(shí)器線圈T200的驅(qū)動(dòng)輸入X000接通時(shí)，T200的當(dāng)前值計(jì)數(shù)器對(duì)10 ms的時(shí)鐘脈沖進(jìn)行累積計(jì)數(shù)，當(dāng)前值與設(shè)定值K123相等時(shí)，定時(shí)器的輸出接點(diǎn)動(dòng)作，即輸出觸點(diǎn)是在驅(qū)動(dòng)線圈后的1.23秒（10 * 123ms = 1.23s）時(shí)才動(dòng)作，當(dāng)T200觸點(diǎn)吸合后，Y000就有輸出。當(dāng)驅(qū)動(dòng)輸入X000斷開或發(fā)生停電時(shí)，定時(shí)器就復(fù)位，輸出觸點(diǎn)也復(fù)位。 如果是積算定時(shí)器，如：定時(shí)器線圈T250的驅(qū)動(dòng)輸入X001接通時(shí)，T250的當(dāng)前值計(jì)數(shù)器對(duì)100 ms的時(shí)鐘脈沖進(jìn)行累積計(jì)數(shù)，當(dāng)該值與設(shè)定值K345相等時(shí)，定時(shí)器的輸出觸點(diǎn)

10、動(dòng)作。在計(jì)數(shù)過程中，即使輸入X001在接通或復(fù)電時(shí)，計(jì)數(shù)繼續(xù)進(jìn)行，其累積時(shí)間為34.5s（100 ms*345=34.5s）時(shí)觸點(diǎn)動(dòng)作。當(dāng)復(fù)位輸入X002接通 ，定時(shí)器就復(fù)位，輸出觸點(diǎn)也復(fù)位。1、FX2N中的16位增計(jì)數(shù)器，是16位二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器，它是在計(jì)數(shù)信號(hào)的上升沿進(jìn)行計(jì)數(shù)2、它有兩個(gè)輸入，一個(gè)用于復(fù)位，一個(gè)用于計(jì)數(shù)。每一個(gè)計(jì)數(shù)脈沖上升沿使原來的數(shù)值減1，當(dāng)現(xiàn)時(shí)值減到零時(shí)停止計(jì)數(shù)，同時(shí)觸點(diǎn)閉合。直到復(fù)位控制信號(hào)的上升沿輸入時(shí)，觸點(diǎn)才斷開，3、其設(shè)定值在K1K32767范圍內(nèi)有效。4、設(shè)定值K0與K1含義相同，即在第一次計(jì)數(shù)時(shí)，其輸出觸點(diǎn)就動(dòng)作。 通用計(jì)數(shù)器的通道號(hào)：C0 C99，共100

11、點(diǎn)。 保持用計(jì)數(shù)器的通道號(hào)：C100C199，共100點(diǎn)。 通用與掉電保持用的計(jì)數(shù)器點(diǎn)數(shù)分配，可由參數(shù)設(shè)置而隨意更改。 舉個(gè)例子： 數(shù)據(jù)寄存器是，用于存放各種數(shù)據(jù)。FX2N中每一個(gè)數(shù)據(jù)寄存器都是16bit，也可用兩個(gè)數(shù)據(jù)寄存器合并起來存儲(chǔ)32 bit數(shù)據(jù) 1、通用數(shù)據(jù)寄存器D 通道分配 D 0D199，共200點(diǎn)，只要不寫入其他數(shù)據(jù)，已寫入的數(shù)據(jù)不會(huì)變化。但是，由RUNSTOP時(shí)，全部數(shù)據(jù)均清零。（若特殊輔助繼電器M8033已被驅(qū)動(dòng)，則數(shù)據(jù)不被清零）。2、停電保持用寄存器 通道分配 D200D511，共312點(diǎn)，或D200D999，共800點(diǎn)除非改寫，否則原有數(shù)據(jù)不會(huì)丟失，不論電源接通與否，P

12、LC運(yùn)行與否，其內(nèi)容也不變化。3、文件寄存器 通道分配 D1000D2999，共2000點(diǎn)。4、文件寄存器是在用戶程序存儲(chǔ)器（RAM、EEPROM、EPROM）內(nèi)的一個(gè)存儲(chǔ)區(qū)， 4、RAM文件寄存器 通道分配 D6000D7999，共2000點(diǎn)。5）特殊用寄存器 通道分配 D8000D8255，共256點(diǎn)。 1、 每個(gè)繼電器的線圈和它的觸點(diǎn)均用同一編號(hào)，每個(gè)元件的觸點(diǎn)使用時(shí)沒有數(shù)量限制。2、 梯形圖每一行都是從左邊開始，線圈接在最右邊（線圈右邊不允許再有接觸點(diǎn)）3、線圈不能直接接在左邊母線上。4、在一個(gè)程序中，同一編號(hào)的線圈如果使用兩次，稱為雙線圈輸出，它很容易引起誤操作，應(yīng)盡量避免。5、在梯

13、形圖中沒有真實(shí)的電流流動(dòng)，為了便于分析PLC的周期掃描原理和邏輯上的因果關(guān)系，假定在梯形圖中有“電流”流動(dòng)，這個(gè)“電流”只能在梯形圖中單方向流動(dòng)即從左向右流動(dòng)，層次的改變只能從上向下。 一、基本概況SW7D5C-GPPW-C是三菱電氣公司開發(fā)的用于可編程控制器的編程軟件,可在Windows 下運(yùn)行，該程序可在串行系統(tǒng)中可與可編程控制器進(jìn)行通訊,文件傳送,操作監(jiān)控以及各種測(cè)試功能。在GPP軟件中,你可通過線路符號(hào),助記符來創(chuàng)建順控指令程序,建立注釋數(shù)據(jù)及設(shè)置寄存器數(shù)據(jù)，并可將其存儲(chǔ)為文件,用打印機(jī)打印。在PLC與PC之間必須有接口單元及纜線。 GPP軟件使用時(shí)只要進(jìn)入程序，,打開GX-DEVEL

14、OPER圖標(biāo)，選中新建，出現(xiàn)如下圖畫面先在PLC系列中選出你所使用的程控器的CPU系列，我們用FX2N系列，所以選中FX2N（C）。 如你要在某處輸入X000，只要把蘭色光標(biāo)移動(dòng)到你所需要寫的地方，然后在菜單上選中 觸點(diǎn)，出現(xiàn)如下圖畫面：再輸入X000，即可完成寫入X000。 如要輸入一個(gè)定時(shí)器,先選中線圈，再輸入一些數(shù)據(jù)，圖顯示了其操作過程。 對(duì)于計(jì)數(shù)器，因?yàn)樗袝r(shí)要用到兩個(gè)輸入端，所以在操作上既要輸入線圈部分，又要輸入復(fù)位部分，其操作過程如圖所示。 當(dāng)你寫完梯形圖，最后寫上END語句后，必須進(jìn)行程序轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換功能鍵有兩種，在下圖的箭頭所示位置。 在程序的轉(zhuǎn)換過程中，如果程序有錯(cuò)，它會(huì)顯示，

15、也可通過菜單“工具”，查詢程序的正確性。 只有當(dāng)梯形圖轉(zhuǎn)換完畢后，才能進(jìn)行程序的傳送,傳送前，必須將FX2N面板上的開關(guān)撥向STOP狀態(tài)，再打開“在線”菜單，進(jìn)行傳送設(shè)置 寫完梯形圖后，在菜單上還是選擇“在線”，選中“寫入PLC（W）”，就出現(xiàn)如圖計(jì)數(shù)器編程實(shí)例:1、計(jì)數(shù)復(fù)位2、強(qiáng)制計(jì)數(shù)3、計(jì)數(shù)到達(dá)設(shè)定值，有輸出4、上升沿復(fù)位計(jì)數(shù)器編程計(jì)數(shù)器編程從圖上可看出，在執(zhí)行讀取及寫入前必須先選中MAIN、PLC參數(shù)，否則，不能執(zhí)行對(duì)程序的讀取、寫入，然后點(diǎn)擊“開始執(zhí)行”即可。 1、找到螺桿啟動(dòng)對(duì)應(yīng)點(diǎn)2、分析程序2、進(jìn)入寫模式3、修改4、觀察效果 如：電機(jī)作正、反兩個(gè)方向的旋轉(zhuǎn)。由如：電機(jī)作正、反兩個(gè)方向的旋轉(zhuǎn)。由異步電動(dòng)機(jī)的工作原理可知，要使電動(dòng)異步電動(dòng)機(jī)的工作原理可知，要使電動(dòng)機(jī)反向旋轉(zhuǎn)，需對(duì)調(diào)三根電源線中的兩機(jī)反向旋轉(zhuǎn)，需對(duì)調(diào)三根電源線中的兩根以改變定子電流的相序。因此實(shí)現(xiàn)電根以改變定子電流的相序。因此實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的正、反轉(zhuǎn)需要兩個(gè)