項(xiàng)目1水塔水位的PLC控制課件

1、30 七月 2022項(xiàng)目1水塔水位的PLC控制本模塊介紹三菱FX2N系列PLC常用的功能指令及其編程方法。要求達(dá)到以下學(xué)習(xí)目標(biāo)： 掌握功能指令的識(shí)讀方法； 掌握常用的功能指令及應(yīng)用； 進(jìn)一步熟悉PLC的編程方法； 進(jìn)一步掌握PLC解決實(shí)際問題的方法。模塊學(xué)習(xí)目標(biāo)項(xiàng)目1 水塔水位的PLC控制項(xiàng)目2 運(yùn)料小車的PLC控制項(xiàng)目3 數(shù)碼管顯示時(shí)間的交通燈PLC控制項(xiàng)目4 密碼鎖的PLC控制模塊項(xiàng)目本模塊包括九個(gè)項(xiàng)目：項(xiàng)目1 水塔水位的PLC控制 某高層住宅的消防供水系統(tǒng)，因供水水壓無法滿足樓層較高住戶消防用水需求，為此，采用通過屋頂水塔保持固定水位來解決，如圖3-1-1所示。樓頂水塔利用用水位開關(guān)K1

2、、K2監(jiān)測(cè)水塔水位的高、低；通過水泵M從蓄水池抽水向樓頂水塔供水；蓄水池利用水位開關(guān)K3、K4監(jiān)測(cè)水池水位的高低；通過電磁閥YA由外部供水系統(tǒng)向蓄水池注水。系統(tǒng)有自動(dòng)和手動(dòng)兩種控制方式，由切換開關(guān)SA5進(jìn)行切換，SA5為OFF時(shí)，為自動(dòng)方式；SA5為ON時(shí)，為手動(dòng)方式。項(xiàng)目描述項(xiàng)目1 水塔水位的PLC控制圖3-1-1 水塔水位的系統(tǒng)控制示意圖項(xiàng)目1 水塔水位的PLC控制項(xiàng)目描述1自動(dòng)控制方式（1）水位開關(guān)的動(dòng)作：水位高于設(shè)定水位時(shí)，開關(guān)動(dòng)作（ON），水位低于設(shè)定水位時(shí)，開關(guān)復(fù)位（OFF）。（2）水塔水位的控制：當(dāng)水塔水位達(dá)到高水位，K1為ON時(shí)，水泵M停止抽水；當(dāng)水塔水位達(dá)到低水位，K2為OF

3、F時(shí)，水泵M工作抽水。（3）蓄水池水位的控制：當(dāng)蓄水池水位達(dá)到高水位，K3為ON時(shí)，電磁閥YA停止向蓄水池注水；當(dāng)蓄水池水位達(dá)到低水位，K4為OFF時(shí)，電磁閥YA工作向蓄水池注水。（4）水泵M的控制：水塔缺水（K2為OFF），且蓄水池有水（K4為ON）時(shí)，水泵M工作；水塔缺水（K2為OFF）且蓄水池缺水（K4為OFF）時(shí)，水泵M不能工作；水塔水位到達(dá)高水位（K1為ON）時(shí)，水泵M停止工作。（5）電磁閥YA的控制：蓄水池缺水（K4為OFF）時(shí)，電磁閥YA工作；蓄水池達(dá)到高水位（K3為ON）時(shí)，電磁閥YA停止工作。2手動(dòng)控制方式：由控制按鈕SB1控制電磁閥YA向蓄水池注水水，蓄水池達(dá)到高水位后自動(dòng)

4、停止；由控制按鈕SB2控制水泵M向水塔抽水，水塔達(dá)到高水位后自動(dòng)停止，若蓄水池缺水，水泵M不能工作。圖3-1-1 水塔水位的系統(tǒng)控制示意圖項(xiàng)目1 水塔水位的PLC控制目標(biāo)與要求 掌握功能指令的識(shí)讀方法； 掌握條件跳轉(zhuǎn)指令CJ的使用； 掌握水塔水位的PLC控制方法； 進(jìn)一步掌握常用的PLC程序設(shè)計(jì)方法。項(xiàng)目1 水塔水位的PLC控制項(xiàng)目準(zhǔn)備1.功能指令的格式 功能指令由指令功能助記符和操作數(shù)兩部分組成。圖3-1-2 功能指令的格式圖（1）指令功能助記符D：表示處理的數(shù)據(jù)為32位二進(jìn)制數(shù)，沒有D表示處理的數(shù)據(jù)為16位二進(jìn)制數(shù)。FNC45：功能指令的功能編號(hào)，即功能指令的編排順序，范圍為FNC00FN

5、C249。注：在電腦中輸入功能指令時(shí)不用輸入功能編號(hào)。MEAN：功能指令的助記符，該指令的功能為求平均值。P：表示脈沖執(zhí)行，沒有P表示連續(xù)執(zhí)行。項(xiàng)目準(zhǔn)備圖3-1-2 功能指令的格式圖（2）操作數(shù)S：源操作數(shù)。指令中可能有多個(gè)源操作數(shù)時(shí)用S1、S2等表示。D：目標(biāo)操作數(shù)。指令中可能有多個(gè)目標(biāo)操作數(shù)時(shí)用D1、D2等表示。n：數(shù)值常數(shù)，常用來表示數(shù)值或作為源操作數(shù)和目標(biāo)操作數(shù)的補(bǔ)充注釋。操作數(shù)量多時(shí)，用n1、n2等表示。（3）操作數(shù)的選擇范圍：如圖3-1-2（b）所示。S：表示源操作數(shù)的選擇范圍。D：表示目標(biāo)操作數(shù)的選擇范圍。n：表示數(shù)值的選擇范圍，K表示十進(jìn)制數(shù)，H表示十六進(jìn)制數(shù)。項(xiàng)目1 水塔水位

6、的PLC控制項(xiàng)目1 水塔水位的PLC控制項(xiàng)目準(zhǔn)備2功能指令的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度： 功能指令中使用的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度有16位（bit）和32位（bit）兩種。功能指令中用D來區(qū)分16位數(shù)據(jù)和32位數(shù)據(jù)，帶D的指令的處理的是32位數(shù)據(jù)。如計(jì)數(shù)器C0C199中的數(shù)據(jù)為16位數(shù)據(jù)，即計(jì)數(shù)器中的數(shù)值是用16位二進(jìn)制數(shù)來表示；計(jì)數(shù)器C200C255中的數(shù)據(jù)為32位數(shù)據(jù)，即計(jì)數(shù)器中的數(shù)值是用32位二進(jìn)制數(shù)來表示。3功能指令的執(zhí)行形式：如圖3-1-3所示。 功能指令的執(zhí)行形式有脈沖執(zhí)行和連續(xù)執(zhí)行兩種形式。（1）脈沖執(zhí)行：如圖3-1-3（a）所示，功能指令在X1由OFF變?yōu)镺N（上升沿）時(shí)執(zhí)行該指令。（2）連續(xù)執(zhí)行：如圖3-1-

7、3（b）所示，功能指令在X1為ON時(shí)連續(xù)執(zhí)行該指令。圖3-1-3 功能指令的執(zhí)行形式項(xiàng)目1 水塔水位的PLC控制項(xiàng)目準(zhǔn)備4位元件和字元件：（1）位元件：只有ON/OFF兩種狀態(tài)的元件，如X、Y、M、S，稱為位元件。（2）字元件：處理數(shù)值數(shù)據(jù)的元件，如T、C、D，稱為字元件。（3）位元件的組合：多個(gè)位元件可組合起來進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理，其中位元件每4位組合成一個(gè)單元。如KnX0中，n表示單元個(gè)數(shù)，X0表示低位開始元件的編號(hào)。例如K1X0，則表示將X3、X2、X1、X0作為一個(gè)組合單元使用；K2M10則表示將M17M10作為兩個(gè)組合單元使用。項(xiàng)目1 水塔水位的PLC控制項(xiàng)目準(zhǔn)備5條件跳轉(zhuǎn)指令：FNC00

8、（CJ）（1）指令格式：如圖3-1-4所示。P：脈沖執(zhí)行，Pn = P0P127。圖3-1-4 條件跳轉(zhuǎn)指令的指令格式（2）使用舉例：如圖3-1-5所示。當(dāng)X0=OFF時(shí)，順序執(zhí)行程序。當(dāng)X0=ON時(shí)，執(zhí)行跳轉(zhuǎn)指令，程序跳到P1標(biāo)示處開始執(zhí)行，跳過的中間部分程序不執(zhí)行。圖3-1-5 條件跳轉(zhuǎn)指令應(yīng)用舉例項(xiàng)目1 水塔水位的PLC控制項(xiàng)目分析根據(jù)控制要求，本項(xiàng)目主要是針對(duì)水泵M和電磁閥YA兩個(gè)設(shè)備進(jìn)行控制。1水泵M的控制：水泵M的啟動(dòng)應(yīng)由低水位開關(guān)K2=OFF時(shí)（水塔缺水）控制，停止應(yīng)由高水位開關(guān)K1=ON時(shí)（水塔水位達(dá)到高水位）控制。同時(shí)水池低水位開關(guān)K4=OFF（水池缺水）時(shí)，水泵M不能啟動(dòng)。

9、2電磁閥YA的控制：電磁閥YA的啟動(dòng)應(yīng)由低水位開關(guān)K4=OFF時(shí)（水池缺水）控制，停止應(yīng)由高水位開關(guān)K3=ON時(shí)（水池水位達(dá)到高水位）控制。3.系統(tǒng)程序由自動(dòng)控制和手動(dòng)控制兩種方式組成，利用條件跳轉(zhuǎn)指令實(shí)現(xiàn)兩種方式的切換。項(xiàng)目1 水塔水位的PLC控制項(xiàng)目實(shí)施 （一）確定PLC的I/O分配表表3-1-1 水塔水位的PLC控制項(xiàng)目I/O分配表輸入端（I）輸出端（O）外接元件輸入端子外接元件輸出端子水塔高水位開關(guān)SA1X1水泵MY0水塔低水位開關(guān)SA2X2電磁閥YAY1水池高水位開關(guān)SA3X3水池低水位開關(guān)SA4X4水池手動(dòng)控制按鈕SB1X5水塔手動(dòng)控制按鈕SB2X6方式切換開關(guān)SA5X7項(xiàng)目1 水

10、塔水位的PLC控制項(xiàng)目實(shí)施 （二）畫出PLC的I/O接線圖圖3-1-6 水塔水位的PLC控制項(xiàng)目接線原理圖項(xiàng)目1 水塔水位的PLC控制項(xiàng)目實(shí)施 （三）項(xiàng)目器材表3-1-2 水塔水位的PLC控制項(xiàng)目器材表序號(hào)符號(hào)器材名稱型號(hào)、規(guī)格、參數(shù)單位數(shù)量備注1PLC可編程控制器FX2N-48MR臺(tái)12SA1水塔水位開關(guān)L位13SA2水塔水位開關(guān)L位14SA3水池水位開關(guān)L位15SA4水池水位開關(guān)L位16SB1水池手動(dòng)按鈕LA39-11位17SB2水塔手動(dòng)按鈕LA39-11位18SA5方式切換開關(guān)L位19M水泵Y-4 380V臺(tái)10YA電磁閥DF-50-AC個(gè)111計(jì)算機(jī)裝有FXGP-Win-C或 GX D

11、eveloper軟件臺(tái)112常用電動(dòng)工具套113連接導(dǎo)線條若干項(xiàng)目1 水塔水位的PLC控制項(xiàng)目實(shí)施 （四） 按I/O接線圖完成接線按圖3-1-6接好線路。輸入端的接線：（1）連接PLC的輸入端外接元件；（2）連接PLC的輸入公共端與外接元件的公共端；輸出端的接線：（1）連接PLC的輸出端外接元件；（2）將外接元件的公共端與電源的負(fù)極連接起來；（3）將電源的正極與PLC的輸出公共端連接起來。圖3-1-7 水塔水位的PLC控制項(xiàng)目實(shí)物模擬接線圖項(xiàng)目1 水塔水位的PLC控制項(xiàng)目實(shí)施 （五）程序編寫1自動(dòng)控制方式的編程（1）水泵M的控制程序：水泵M的啟動(dòng)與停止：控制程序如圖3-1-8所示。水泵M的啟動(dòng)

12、由K2的下降沿啟動(dòng)，當(dāng)水塔水位降至低水位時(shí)，K2（X2）由ON變?yōu)镺FF，X2下降沿觸點(diǎn)接通，水泵M（Y0）通電工作并保持。水泵M的停止由K1（X1）為ON控制，當(dāng)水塔水位上升至高水位時(shí)，K1由OFF變?yōu)镺N，X1常閉觸點(diǎn)斷開，水泵M（Y0）斷電停止工作。圖3-1-8 水泵M的啟動(dòng)和停止項(xiàng)目1 水塔水位的PLC控制項(xiàng)目實(shí)施 （五）程序編寫1自動(dòng)控制方式的編程（1）水泵M的控制程序：當(dāng)K4為OFF時(shí)，水泵M不能工作，控制程序如圖3-1-9所示。若蓄水池水缺水，蓄水池低水位開關(guān)K4（X4）為OFF，即X4斷開，則水泵M不能通電工作。圖3-1-9 水泵M的保護(hù)項(xiàng)目1 水塔水位的PLC控制項(xiàng)目實(shí)施 （

13、五）程序編寫1自動(dòng)控制方式的編程（2）電磁閥YA的控制程序：控制程序如圖3-1-10所示。電磁閥YA的啟動(dòng)由K4的下降沿啟動(dòng)，當(dāng)蓄水池水位降至低水位時(shí)，K4（X4）由ON變?yōu)镺FF，X4下降沿觸點(diǎn)接通，電磁閥YA（Y1）通電工作并保持。電磁閥YA的停止由K3（X3）為ON控制，當(dāng)蓄水池水位上升至高水位時(shí)，K3由為ON，X3常閉觸點(diǎn)斷開，電磁閥YA（Y0）斷電停止工作。圖3-1-10 電磁閥YA的啟動(dòng)和停止項(xiàng)目1 水塔水位的PLC控制項(xiàng)目實(shí)施 （五）程序編寫1自動(dòng)控制方式的編程（3）自動(dòng)控制方式控制程序，如圖3-1-11所示。圖3-1-11 水塔水位的自動(dòng)控制方式程序項(xiàng)目1 水塔水位的PLC控制

14、項(xiàng)目實(shí)施 （五）程序編寫2手動(dòng)控制方式的編程：（1）水泵M的手動(dòng)控制程序水泵M由水塔手動(dòng)啟動(dòng)和停止：控制程序如圖3-1-12所示；按下水塔手動(dòng)按鈕SB2（X6），水泵M（Y0）通電工作并保持。水泵M的停止由K1（X1）為ON控制，當(dāng)水塔水位上升至高水位時(shí)，K1為ON，X1常閉觸點(diǎn)斷開，水泵M（Y0）斷電停止工作。圖3-1-12 水泵M的手動(dòng)啟動(dòng)和停止項(xiàng)目1 水塔水位的PLC控制項(xiàng)目實(shí)施 （五）程序編寫2手動(dòng)控制方式的編程：（1）水泵M的手動(dòng)控制程序當(dāng)K4為OFF時(shí)，水泵M不能工作，控制程序如圖3-1-13所示。若蓄水池水缺水，蓄水池低水位開關(guān)K4（X4）為OFF，即X4斷開，則水泵M不能通電工

15、作。圖3-1-13 水泵M的保護(hù)項(xiàng)目1 水塔水位的PLC控制項(xiàng)目實(shí)施 （五）程序編寫2手動(dòng)控制方式的編程：（2）電磁閥YA的手動(dòng)控制程序：控制程序如圖3-1-14所示。按下水池手動(dòng)按鈕SB1（X5），電磁閥YA（Y1）通電并保持。電磁閥YA的停止由K3（X3）為ON控制，當(dāng)蓄水池水位上升至高水位時(shí)，K3（X3）為ON，X3常閉觸點(diǎn)斷開，電磁閥YA（Y0）斷電停止工作。圖3-1-14 電磁閥YA的手動(dòng)啟動(dòng)和停止項(xiàng)目1 水塔水位的PLC控制項(xiàng)目實(shí)施 （五）程序編寫2手動(dòng)控制方式的編程：（3）手動(dòng)控制方式控制程序，如圖3-1-15所示。圖3-1-15 水塔水位的手動(dòng)控制方式程序項(xiàng)目1 水塔水位的PLC控制項(xiàng)目實(shí)施 （五）程序編寫3.系統(tǒng)完整控制程序：如圖3-1-16所示。圖3-1-16 系統(tǒng)完整控制程序當(dāng)SA5（X7）為OFF時(shí)，執(zhí)行自動(dòng)控制方式程序，跳過手動(dòng)控制方式程序。當(dāng)SA5（X7）為ON時(shí)，跳過自動(dòng)控制方式程序，執(zhí)行手動(dòng)控制方式程序。項(xiàng)目1 水塔水位的PLC控制項(xiàng)目實(shí)施 （六）程序調(diào)試1輸入程序并傳送到PLC，然后運(yùn)行調(diào)試，看是否符合控制要求，否則要檢查接線、PLC程序，直至滿足控制要求方可。（1）水泵M的調(diào)試：（2）電磁閥YA的調(diào)試：2由于本項(xiàng)目涉及PLC、水泵M、電磁閥YA，為了保護(hù)好設(shè)備，也可按下面方法調(diào)試：（1）模擬調(diào)試程序。（2）系統(tǒng)調(diào)試。項(xiàng)目1