三菱PLC的硬件認(rèn)識(shí)與實(shí)例

1、實(shí)訓(xùn)一PLC的硬件認(rèn)識(shí)一、實(shí)訓(xùn)目的通過實(shí)訓(xùn)使學(xué)生明確FX2n可編程控制器的硬件工作環(huán)境 ，掌握輸入/輸出設(shè)備的接線，知道PLC技術(shù)應(yīng)用的一般方法。二、基礎(chǔ)知識(shí)（一）FX2N系列PLC硬件工作環(huán)境1.機(jī)器硬件認(rèn)識(shí)與使用（1）機(jī)器的外部特征PLC按結(jié)構(gòu)形式不同，可分為整體式與模塊式兩類。整體式 PLC就是將電源、CPU、存儲(chǔ)器、輸入/輸出單元等各個(gè)功能部件集中在一個(gè)機(jī)殼內(nèi)，具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、價(jià)格低的特點(diǎn);模塊式PLC將各個(gè)功能部件彳成獨(dú)立模塊，如電源模塊、CPU模塊、I/O模塊等，然后按需要進(jìn)行組合。PLC按控制規(guī)模大小，可分為小型、中型與大型三種類型。小型PLC的I/O點(diǎn)數(shù)在256點(diǎn)以下，存

2、儲(chǔ)容量在8K步以內(nèi)，具有邏輯運(yùn)算、定時(shí)、計(jì)數(shù)、移位、自診斷與監(jiān)控等基本功能。FX2N系列小型PLC其外形如圖1所示。FX2N系列PLC就是FX系列中最高級(jí)的模塊，它擁有極高的速度、高級(jí)的功能、邏輯選件以及定位控制等特點(diǎn)，能滿足從16到256路輸入/輸出多種應(yīng)用的要求。圖1 FX2N系列PLC外形圖一套PLC系統(tǒng)的硬件一般由基本單元 （包才CPU存儲(chǔ)器、輸入/輸出接口及內(nèi)部電源等 /I/O擴(kuò)展 模塊、擴(kuò)展單元、轉(zhuǎn)換電纜接口、特殊適配器與特殊功能模塊等外部設(shè)備組成。FX2N系列PLC的面板由三部分組成，即外部接線端子、指示部分與接口部分，各部分的組成及功能如下。外部接線端子 外部接線端子包括 PL

3、C電源（L、N）、輸入用直流電源（24+、COM）、輸入端子 （X）、輸出端子（Y）與機(jī)器接地等。它們位于機(jī)器兩側(cè)可拆卸的端子板上，每個(gè)端子均有對(duì)應(yīng)的編號(hào)，主要用于電源、輸入信號(hào)與輸出信號(hào)的連接。指示部分 指示部分包括各輸入輸出點(diǎn)的狀態(tài)指示、機(jī)器電源指示 （POWER）、機(jī)器運(yùn)行狀態(tài)指示（RUN）、用戶程序存儲(chǔ)器后備電池指示（BATT、V）與程序錯(cuò)誤或 CPU錯(cuò)誤指示（PROG-E、CPU-E）等,用于反映I/O點(diǎn)與機(jī)器的狀態(tài)。 接口部分 主要包括編程器接口、存儲(chǔ)器接口、擴(kuò)展接口與特殊功能模塊接口等。在機(jī)器面板上，還設(shè)置了一個(gè) PLC運(yùn)行模式轉(zhuǎn)換開關(guān) SW（RUN/STOP）,RUN使機(jī)器處于

4、運(yùn)行狀態(tài)（RUN指示燈 亮）;STOP使機(jī)器處于停止運(yùn)行狀態(tài) （RUN指示燈滅）。當(dāng)機(jī)器處于STOP狀態(tài)時(shí)，可進(jìn)行用戶程序的錄入、 編輯與修改。接口的作用就是完成基本單元同編程器、外部存儲(chǔ)器、擴(kuò)展單元與特殊功能模塊的連接。在PLC技術(shù)應(yīng)用中會(huì)經(jīng)常用到。（2）機(jī)器的電源FX2N系列PLC機(jī)器上有兩組電源端子，分別用于PLC電源的輸入與輸入回路所用直流電源的供出。其中L、N就是PLC的電源輸入端子，額定電壓為AC100V240V（電壓允許范圍AC85V264V）, 50/60Hz;24+、COM就是機(jī)器為輸入回路提供的直流24V電源，為減少接線 淇正極在機(jī)器內(nèi)已與輸入回路連接。當(dāng)某輸入點(diǎn)需給定輸入

5、信號(hào)時(shí)，只需將COM通過輸入設(shè)備接至對(duì)應(yīng)的輸入點(diǎn)，一旦COM與對(duì)應(yīng)點(diǎn)接通，該點(diǎn)就為ON,此時(shí)對(duì)應(yīng)輸入指示燈就點(diǎn)亮。接地端子用于PLC的接地保護(hù)。2.I/O點(diǎn)的類別、編號(hào)及使用說明I/O端子就是PLC與外部輸入、輸出設(shè)備連接的通道。輸入端子（X）位于機(jī)器的一側(cè)，而輸出端子（Y）位于機(jī)器的另一側(cè)。I/O點(diǎn)的數(shù)量、類別隨機(jī)器的型號(hào)不同而不同，但I(xiàn)/O點(diǎn)數(shù)量相等及編號(hào)規(guī)則完全相同。F%N系列PLC的I/O點(diǎn)編號(hào)采用8進(jìn)制，即0000007、010017、020027,輸入點(diǎn)前面加“X”， 輸出點(diǎn)前面加“丫”。擴(kuò)展單元與I/ O擴(kuò)展模塊，其I/ O點(diǎn)編號(hào)應(yīng)緊接基本單元的I/ O編號(hào)之后，依次分 配編號(hào)。

6、I/ O點(diǎn)的作用就是將I/ O設(shè)備與PLC進(jìn)行連接，使PLC與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備構(gòu)成控制系統(tǒng)，以便從現(xiàn)場(chǎng)通過 輸入設(shè)備（元件）得到信息（輸入）,或?qū)⒔?jīng)過處理后的控制命令通過輸出設(shè)備（元件）送到現(xiàn)場(chǎng)（輸出）,從圖2輸入回路的連接而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的目的。輸入回路的連接如圖 2所示。輸入回路的實(shí)現(xiàn)就是將 COMB過輸入元件（如按鈕、轉(zhuǎn)換開關(guān)、行程開關(guān)、繼電器的觸點(diǎn)、傳感器等）連接到對(duì)應(yīng)的輸入點(diǎn)上，再通過輸入點(diǎn) X將信息送到PLC內(nèi)部。一旦某個(gè)輸入元件狀態(tài)發(fā)生變化，對(duì)應(yīng)輸入繼電器X的狀態(tài)也就隨之變化,PLC在輸入采樣階段即可獲取這些信息。輸出回路就就是 PLC的負(fù)載驅(qū)動(dòng)回路，輸出回路的連接如圖 3所示。通過輸出點(diǎn)

7、，將負(fù)載與負(fù)載電源連接成一個(gè)回路，這樣負(fù)載就由PLC輸出點(diǎn)的ON/OFF進(jìn)行控制，輸出點(diǎn)動(dòng)作負(fù)載得到驅(qū)動(dòng)。負(fù)載電源的規(guī)格應(yīng)根據(jù)負(fù)載的需要與輸出點(diǎn)的技術(shù)規(guī)格進(jìn)行選擇。圖3輸出回路的連接在實(shí)現(xiàn)輸入/輸出回路時(shí)，應(yīng)注意的事項(xiàng)如下。I/O 點(diǎn)的共COM可題一般情況下,每個(gè)I/O點(diǎn)應(yīng)有兩個(gè)端子,為了減少I/O端子的個(gè)數(shù)，PLC內(nèi) 部已將其中一個(gè)I/O繼電器的端子與公共端 COM連接。輸出端子一般采用每 4個(gè)點(diǎn)共COM1接，如圖3 所示。（2）輸出點(diǎn)的技術(shù)規(guī)格不同的輸出類別，有不同的技術(shù)規(guī)格。應(yīng)根據(jù)負(fù)載的類別、 大小、負(fù)載電源的等級(jí)、響應(yīng)時(shí)間等選擇不同類別的輸出形式，詳見表1。表1三種輸出形式的技術(shù)規(guī)格項(xiàng)

8、目繼電器輸出可控硅開關(guān)元件輸出晶體管輸出機(jī) 型FX2n基本單元擴(kuò)展單元 擴(kuò)展模塊FX2n基本單元擴(kuò)展模塊FX2n基本單元擴(kuò)展單元 擴(kuò)展模塊內(nèi)部電源AC250V,DC30O 下AC8外 242VDCA 30V電路絕緣機(jī)械絕緣光控晶閘管絕緣光耦合器絕緣動(dòng)作顯示繼電器螺線管通電時(shí)LED燈亮光控晶閘管驅(qū)動(dòng)時(shí)LED燈亮光耦合器驅(qū)動(dòng)時(shí)LED燈亮最大負(fù)載電阻負(fù)載2A/1點(diǎn)、8A/4點(diǎn)公用、8A/8點(diǎn)公用0、3A/1 點(diǎn)0、8A/4 點(diǎn)0、5A/1 點(diǎn) 0、8A/4 點(diǎn)（Y0、Y1 以外）0、3A/1 點(diǎn)（Y0、Y1）感性負(fù)載80VA15VA/AC100V30VA/AC200V12W/DC24V (Y0、Y1

9、 以外)7、2W/DC24V(Y0 Y1)燈負(fù)載100W30W1、5W/DC24V(Y0 Y1 以夕卜)0、9W/DC24V(Y0 Y1)開路漏電流-1mA/AC100 V2mA/AC200V0、1mA/DC30V最小負(fù)載DC5V 2mA參考值）0、4VA/AC100V1、6VA/AC200V-響應(yīng)時(shí)間OFh ON約 10ms1ms以下0、2ms以下ON OFF約 10ms10ms以下0、2ms以下（3）多種負(fù)載與不同負(fù)載電源共存的處理在輸出共用一個(gè)公共端子的范圍內(nèi) ，必須用同一電壓類型與同一電壓等級(jí)；而不同公共點(diǎn)組可使用不同電壓類型與電壓等級(jí)的負(fù)載，如圖3所示。3.PLC I/ 0點(diǎn)的類別、

10、技術(shù)規(guī)格及使用為適應(yīng)控制的需要，PLC I/ 0具有不同的類別。其輸入分直流輸入與交流輸入兩種形式；輸出分繼電器輸出、可控硅輸出與晶體管輸出三種形式。繼電器輸出與可控硅輸出適用于大電流輸出場(chǎng)合；晶體管輸出、可控硅輸出適用于快速、頻繁動(dòng)作的場(chǎng)合。相同驅(qū)動(dòng)能力，繼電器輸出形式價(jià)格較低。三種輸出形式的技術(shù)規(guī)格如表 1所示。（二）PLC控制系統(tǒng)的組成PLC控制系統(tǒng)由硬件與軟件兩個(gè)部分組成 ，如圖4所示。硬件部分：將輸入元件通過輸入點(diǎn)與 PLC連 接，將輸出元件通過輸出點(diǎn)與 PLC連接，構(gòu)成PLC控制系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)。軟件部分 ：即控制思想，用PLC 指令將控制思想轉(zhuǎn)變?yōu)?PLC可接受的程序。輸入元件：開

11、關(guān)按鈕 行程開關(guān)傳感器等輸出元件:接觸器維咆器 指示燈電磁閥等三、實(shí)訓(xùn)內(nèi)容及指導(dǎo)1.實(shí)訓(xùn)訓(xùn)練題圖4 PLC控制系統(tǒng)的組成一小車自動(dòng)往返控制系統(tǒng)如圖5所示，其控制要求如下。（1）按啟動(dòng)按鈕 SB,臺(tái)車電機(jī) M正 轉(zhuǎn)，臺(tái)車前進(jìn)，碰到限位開關(guān)SQ1后，臺(tái) 車電機(jī)M反轉(zhuǎn)，臺(tái)車后退。（2）臺(tái)車后退 碰到限位開關(guān)SQ詬,臺(tái)車電機(jī)M亭轉(zhuǎn)， 臺(tái)車停止；暫停5s后，臺(tái)車再轉(zhuǎn)向前進(jìn)一前進(jìn)Y1一后退了2當(dāng)碰到限位開關(guān)SQ3圖5小車自動(dòng)往返控制系統(tǒng)后開始后退。FLC3 Q L Q -2LolL 0-1xxFuJ FR(a)主電路圖(t)系統(tǒng)接線圖com Y1 Y2控制系統(tǒng)組成(3)臺(tái)車后退，再次碰到限位開關(guān)SQ2時(shí)，臺(tái)車停止。延時(shí)5s后重復(fù)上述動(dòng)作。根據(jù)以上要求，設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)如圖 6所示，控制的梯形圖如圖 7所示。3 RlA MI。LD OR OR LDL OR ANB ANT ANI ANI OUTLD ANIOR ANT OU