自動化系統(tǒng)裝調綜合實訓

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HKZDH-1型

自動化系統(tǒng)裝調綜合

實訓指導書

第一章可編程控制器的概述

可編程序控制器，英文稱ProgrammableLogicalController，簡稱PLC。它是一個以微處理器為核心的數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)裝置，專為在工業(yè)現(xiàn)場應用而設計，它采用可編程序的存儲器，用以在其內部存儲執(zhí)行規(guī)律運算、順序控制、定時/計數(shù)和算術運算等操作指令，并通過數(shù)字式或模擬式的輸入、輸出接口，控制各種類型的機械或生產過程。PLC是微機技術與傳統(tǒng)的繼電接觸控制技術相結合的產物，它戰(zhàn)勝了繼電接觸控制系統(tǒng)中的機械觸點的繁雜接線、可靠性低、功耗高、通用性和靈活性差的缺點，充分利用了微處理器的優(yōu)點，又照料到現(xiàn)場電氣操作維修人員的技能與習慣，特別是PLC的程序編制，不需要專門的計算機編程語言知識，而是采用了一套以繼電器梯形圖為基礎的簡單指令形式，使用戶程序編制形象、直觀、便利易學；調試與查錯也都很便利。用戶在購到所需的PLC后，只需按說明書的提醒，做少量的接線和簡易的用戶程序的編制工作，就可靈活便利地將PLC應用于生產實踐。

一、可編程控制器的基本結構

可編程控制器主要由CPU模塊、輸入模塊、輸出模塊和編程器組成（如下圖所示）。

按鈕選擇開關限位開關電源可編程序控制器輸入模塊輸出模塊接觸器電磁閥指示燈電源編程裝置CPU模塊1、CPU模塊

CPU模塊又叫中央處理單元或控制器，它主要由微處理器（CPU）和存儲器組成。它用以運行用戶程序、監(jiān)控輸入/輸出接口狀態(tài)、作出規(guī)律判斷和進行數(shù)據(jù)處理，即讀取輸入變量、完成用戶指令規(guī)定的各種操作，將結果送到輸出端，并響應外部設備（如編程器、電腦、打印機等）的請求以及進行各種內部判斷等。PLC的內部存儲器有兩類，一類是系統(tǒng)程序存儲器，主要存放系統(tǒng)管理和監(jiān)控程序及對用戶程序作編譯處理的程序，系統(tǒng)程序已由廠家固定，用戶不能更改；另一類是用戶程序及數(shù)據(jù)存儲器，主要存放用戶編制的應用程序及各種暫存數(shù)據(jù)和中間結果。2、I/O模塊

I/O模塊是系統(tǒng)的眼、耳、手、腳，是聯(lián)系外部現(xiàn)場和CPU模塊的橋梁。輸入模塊用來接收和采集輸入信號。輸入信號有兩類：一類是從按鈕、選擇開關、數(shù)字撥碼開關、限位開關、接近開關、光電開關、壓力繼電器等來的開關量輸入信號；另一類是由電位器、熱電偶、

測速發(fā)電機、各種變送器提供的連續(xù)變化的模擬輸入信號。

可編程序控制器通過輸出模塊控制接觸器、電磁閥、電磁鐵、調理閥、調速裝置等執(zhí)行器，可編程序控制器控制的另一類外部負載是指示燈、數(shù)字顯示裝置和報警裝置等。3、電源

可編程序控制器一般使用220V交流電源。可編程序控制器內部的直流穩(wěn)壓電源為各模塊內的元件提供直流電壓。4、編程器

編程器是PLC的外部編程設備，用戶可通過編程器輸入、檢查、修改、調試程序或監(jiān)示PLC的工作狀況。也可以通過專用的編程電纜線將PLC與電腦聯(lián)接起來，并利用編程軟件進行電腦編程和監(jiān)控。5、輸入/輸出擴展單元

I/O擴展接口用于將擴展外部輸入/輸出端子數(shù)的擴展單元與基本單元（即主機）連接在一起。6、外部設備接口

此接口可將編程器、打印機、條碼掃描儀,變頻器等外部設備與主機相聯(lián)，以完成相應的操作。

二、可編程控制器的工作原理

可編程控制器有兩種基本的工作狀態(tài)，即運行（RUN）狀態(tài)與中止（STOP）狀態(tài)。在運行狀態(tài)，可編程序控制器通過執(zhí)行反映控制要求的用戶程序來實現(xiàn)控制功能。為了使可編程序控制器的輸出及時地響應隨時可能變化的輸入信號，用戶程序不是只執(zhí)行一次，而是反復不斷地重復執(zhí)行，直至可編程序控制器停機或切換到STOP工作狀態(tài)。

除了執(zhí)行用戶程序之外，在每次循環(huán)過程中，可編程序控制器還要完成內部處理、通信處理等工作，一次循環(huán)可分為5個階段（如下圖）

在內部處理階段，可編程序控制器檢查CPU，模塊內部的硬件是否正常，將監(jiān)控定時器復位，以及完成一些別的內部工作。

在通信服務階段，可編程序控制器與別的帶微處理器的智能裝置通信，響應編程器鍵入的命令，更新編程器的顯示內容。

在輸入處理階段，可編程序控制器把所有外部輸入電路的接通/斷開（ON/OFF）狀態(tài)讀入輸入映像寄放器。

在程序執(zhí)行階段，即使外部輸入信號的狀態(tài)發(fā)生了變化，輸入映像寄放器的狀態(tài)也不會隨之而變，輸入信號變化了的狀態(tài)只能在下一個掃描周期的輸入處理階段被讀入。

在輸出處理階段，CPU將輸出映像寄放器的通/斷狀態(tài)傳送到輸出鎖存器。

三、可編程控制器的內存區(qū)域的分布及I/O配置FX1S-20MRFX2N-48MRX000-X027Y000-Y027M0-M499S0-S499輸入繼電器XX000-X013輸出繼電器YY000-Y007輔助繼電器MM0-M383狀態(tài)SS0-S127定時器TT0-T31（0.1S）T32-T62（0.01S）T63（1MS）內置電位器型2點VR1：D8030VR2：D8031T0-T199（0.1S）T200-T245（0.01S）T246-T249（執(zhí)行中斷的保持用）T250-T255（保持用）16位順計數(shù)器0-32767C0-C99C100-C199C200-C219C220-C234D0-D199（一般用）D200-D511（停電保持用）D512-D7999（停電保持用）根據(jù)參考設定，可以將D1000以下作為文件寄放器D8000-D8255（特別用）V0-V7（指定用）Z0-Z7（指定用）計數(shù)器16位增量計數(shù)C0-C15C16-C31C235-C245（1相1輸入）C246-C250（1相2輸入）C251-C252（2相輸入）32位高速可逆計數(shù)器最大6點32位順/倒計數(shù)器數(shù)據(jù)寄放器D、V、ZD0-D127（一般）D128-D255（保持用）D1000-D2499（文件用）D8000-D8255（特別用）V7-V0（變址用）Z7-Z0（變址用）K常數(shù)H16位-32768-3276716位0-FFFFH16位-32768-3276716位0-FFFFH四、可編程控制器的編程語言概述

現(xiàn)代的可編程控制器一般備有多種編程語言，供用戶使用。IEC1131-3—可編程序控制器編程語言的國際標準詳細的說明白下述可編程控制器編程語言：1）順序功能圖2）梯形圖3）功能塊圖4）指令表5）結構文本

其中梯形圖是使用得最多的可編程控制器圖形編程語言。梯形圖與繼電器控制系統(tǒng)的電路圖很相像，具有直觀易懂的優(yōu)點，很簡單被工廠熟悉繼電器控制的電氣人員把握，特別適用于開關量規(guī)律控制，主要特點如下：

1）可編程控制器梯形圖中的某些編程元件沿用了繼電器這一名稱，如輸入繼電器、輸出繼電器、內部輔助繼電器等，但是它們不是真實的物理繼電器（即硬件繼電器），而是在軟件中使用的編程元件。每一編程元件與可編程序控制器存儲器中元件映像寄放器的一個存儲單元相對應。

2）梯形圖兩側的垂直公共線稱為公共母線（BUSbar）。在分析梯形圖的規(guī)律關系時，為

了借用繼電器電路的分析方法，可以想象左右兩側母線之間有一個左正右負的直流電源電壓，當圖中的觸點接通時，有一個假想的“概念電流〞或“能流（Powerflow）從左到右滾動，這一方向與執(zhí)行用戶程序時的規(guī)律運算的順序是一致的。

3）根據(jù)梯形圖中各觸點的狀態(tài)和規(guī)律關系，求出與圖中各線圈對應的編程元件的狀態(tài)，稱為梯形圖的規(guī)律解算。規(guī)律解算是按梯形圖中從上到下、從左到右的順序進行的。4）梯形圖中的線圈和其他輸出指令應放在最右邊。五、可編程控制器的編程步驟

（1）確定被控系統(tǒng)必需完成的動作及完成這些動作的順序。

（2）分派輸入輸出設備，即確定哪些外圍設備是送信號到PLC，哪些是外圍設備是接收來自PLC信號的。并將PLC的輸入、輸出口與之對應進行分派。

（3）設計PLC程序畫出梯形圖。梯形圖表達了依照正確的順序所要求的全部功能及其相互關系。

（4）實現(xiàn)用計算機對PLC的梯形圖直接編程。（5）對程序進行調試（模擬和現(xiàn)場）。（6）保存已完成的程序。

顯然，在建立一個PLC控制系統(tǒng)時，必需首先把系統(tǒng)的需要的輸入、輸出數(shù)量確定下來，然后按需要確定各種控制動作的順序和各個控制裝置彼此之間的相互關系。確定控制上的相互關系之后，就可進行編程的其次步──分派輸入輸出設備，在分派了PLC的輸入輸出點、內部輔助繼電器、定時器、計數(shù)器之后，就可以設計PLC程序畫出梯形圖。在畫梯形圖時要注意每個從左邊母線開始的規(guī)律行必需終止于一個繼電器線圈或定時器、計數(shù)器，與實際的電路圖不一樣。梯形圖畫好后，使用編程軟件直接把梯形圖輸入計算機并下載到PLC進行模擬調試，修改→下載直至符合控制要求。這便是程序設計的整個過程。

5）梯形圖中各編程元件的常開觸點和常閉觸點均可以無限屢屢地使用。

其次章可編程控制器基本指令簡介

基本指令如表所示：

名稱助記符目標元件說明

2、工作窗口圖標

工作窗口圖標（如上圖1-6號所示）可作為顯示或隱蔽工作窗口的按鈕：

工具圖標描述導航器以樹形結構顯示選中的工程的信息。這個工具主要在工程的開發(fā)過程中使用。您可以對目標機器進行設置，并定義設備、下載操作、報警及變量。屬性欄顯示選中的對象的屬性，在該處您可以對屬性進行編輯。假使您同時選擇了多個對象，那么工具窗口只顯示選中的對象的共同屬性。信息瀏覽器當使用報表功能時，信息瀏覽器將顯示報表。您也可以使用它來進行網(wǎng)頁瀏覽。要瀏覽網(wǎng)頁：請點擊工具欄中的址或從列表中選擇。當對話框開啟時，在其中輸入URL地工具箱顯示組件與圖形您可以從工具箱中將組件拖放到畫面上，這樣就可以使用該組件了。您還可以將已創(chuàng)立的組件存放在工具箱中。這些組件包括圖形、畫面、腳本、報警組以及字符串。然后就可以通過導入/導出操作在設計者之間共享這些工具箱文件夾了。圖形列表在當前畫面上顯示一張圖形列表。該列表包含以下信息：繪制順序、對象名、X及Y坐標、動畫以及變量。畫面上被選中的對象在列表中會突出顯示。假使是組合對象，那么圖形列表將先顯示對象組然后再顯示組中的單個對象?？梢酝ㄟ^單擊窗口頂部的任何一個屬性列來對圖形列表進行分類。反饋區(qū)顯示驗證、生成以及下載操作過程中的錯誤信息。假使出現(xiàn)問題，那么窗口就會以紅色顯示錯誤，黃色顯示警告。按F4或雙擊錯誤信息就會跳到發(fā)生錯誤的位置。

試驗二用Vijeodesigner6.0創(chuàng)立一個新工程

一、試驗目的

1、把握vijeodesigner使用；2、把握vijeodesigner創(chuàng)立一個新工程二、試驗內容

1、要新建工程，請選擇并單擊。

您也可以使用以下三種方法在Vijeo-Designer中創(chuàng)立工程:

在窗口的Vijeo-Manager頁中，右擊Vijeo-Manager，并選擇。

單擊圖標。

單擊菜單中的。

要在應用程序啟動時不顯示該向導，請選擇復選框。可以使用Vijeo-Manager節(jié)點的屬性重新啟用該向導。

在創(chuàng)立新工程對話框中，配置以下信息：

工程名稱：為工程輸入一個名稱

描述或者備注：假使需要，輸入工程的描述。

類型：選擇工程用于單個目標還是用于多個目標。假使有多個目標，請指定個數(shù)。

工程口令：選擇是否您的工程需要工程安全性。假使啟用工程安全性，請輸入口令及口令提醒。需獲取關于工程安全性的信息，

1.單擊。

在對話框中配置以下信息：

目標名稱：為目標輸入一個名稱。

目標類型：從目標類型下拉列表中選擇目標類型。關于Vijeo-Designer支持的目標類型列表，

型號：從目標型號下拉列表中選擇所需目標型號。關于Vijeo-Designer支持的目標型號列表，

試驗八步進電機運動控制

在步進電機試驗單元完成本試驗一、試驗目的

用PLC對實物步進電機進行控制，了解并把握脈沖指令在控制中的應用及其編程方法。二、試驗說明

本試驗開始后可以通過施耐德觸摸屏對PLC進行遠程控制，可以調理步進電機啟動、中止、正反轉控制，及速度設定及脈沖總數(shù)設定。三、試驗步驟1、輸入輸出接線輸入點位輸出Y0Y2Y3COM1+5v+5v-5vA+點位PUL(脈沖信號)DIR(方向信號)ENA（使能信號）接-5v端+5v（驅動器控制電源）DC+DC-黑色A-B+B-綠色紅色藍色2、開啟主機電源將程序下載到主機中。3、啟動并運行程序觀測試驗現(xiàn)象。五、梯形圖參考程序

試驗九伺服電機運動控制

在伺服電機試驗單元完成本試驗一、試驗目的

用PLC對實物步進電機進行控制，了解并把握脈沖指令在控制中的應用及其編程方法。對三菱A700系列伺服電機參數(shù)設置二、試驗說明

本試驗開始后可以通過施耐德觸摸屏對PLC進行遠程控制，可以調理伺服電機啟動、中止、正反轉控制，及速度設定及脈沖總數(shù)設定。三、試驗步驟

1、輸入輸出接線

伺服驅動器的CN1端子接線為35號接Y3（方向信號），10號接Y0（脈沖信號）,42與47短接（使能信號），46號與12號接24V+,20號與PLC輸出的COM口相接，24v—端接PLCCOM口。

3、伺服參數(shù)設置PA01PA06P