建筑電氣控制技術(shù)-趙建52課件講解

建筑系建筑電氣控制技術(shù)趙建偉項(xiàng)目一三相異步電動(dòng)機(jī)基本控制電路的接線與調(diào)試項(xiàng)目二常用機(jī)床電氣控制電路分析、安裝與接線項(xiàng)目三FX2N系列PLC基本指令的編程及應(yīng)用項(xiàng)目四FX2N系列PLC步進(jìn)指令的編程及應(yīng)用項(xiàng)目五FX2N系列PLC功能指令的編程及應(yīng)用項(xiàng)目六PLC控制應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)、接線與調(diào)試項(xiàng)目七模擬量模塊和PLC通信本課程主要包含以下7個(gè)項(xiàng)目項(xiàng)目七模擬量模塊和PLC通信主要內(nèi)容任務(wù)一電熱水爐溫度的PLC控制任務(wù)二送風(fēng)和循環(huán)系統(tǒng)的通信控制任務(wù)二送風(fēng)和循環(huán)系統(tǒng)的通信控制任務(wù)描述 FX系列PLC具有豐富、強(qiáng)大的通信功能，不僅PLC與PLC之間能進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，也能實(shí)現(xiàn)PLC與上位機(jī)、觸摸屏等的數(shù)據(jù)通信，本任務(wù)用并行連接通信實(shí)現(xiàn)送風(fēng)和循環(huán)系統(tǒng)的通信控制。任務(wù)目標(biāo)

1.熟悉通信的基礎(chǔ)知識(shí)。

2.掌握N:N網(wǎng)絡(luò)通信和并行連接網(wǎng)絡(luò)通信中軟元件的分配及通信程序的編寫(xiě)。

3.學(xué)習(xí)兩臺(tái)PLC之間的通信的程序編制，并能正確完成下載、運(yùn)行、調(diào)試及監(jiān)控。一、數(shù)據(jù)通信基本概念數(shù)據(jù)通信就是將數(shù)據(jù)信息通過(guò)適當(dāng)?shù)膫魉途€路從一臺(tái)機(jī)器傳送到另一臺(tái)機(jī)器。這里的機(jī)器可以是計(jì)算機(jī)、PLC或是有數(shù)據(jù)通信功能的其他數(shù)字設(shè)備。1.數(shù)據(jù)通信方式

（1）并行通信。

并行通信是指所傳送的數(shù)據(jù)以字節(jié)或字為單位同時(shí)發(fā)送或接收。并行通信除了有8根或16根數(shù)據(jù)線、1根公共線外，還需要有通信雙方聯(lián)絡(luò)用的控制線。（2）串行通信。串行通信是以二進(jìn)制的位為單位，一位一位地順序發(fā)送或接收。串行通信的特點(diǎn)是僅需一根或兩根傳送線，速度較慢，但適合于多數(shù)位、長(zhǎng)距離通信。串行通信通信時(shí)，數(shù)據(jù)的各個(gè)“2進(jìn)制位”按照從低位到高位的順序，逐位進(jìn)行傳送。并行通信發(fā)送裝置接收裝置1000111(字符G的ASII碼)

(計(jì)算機(jī))(PLC)優(yōu)點(diǎn)：需要的通信線數(shù)少缺點(diǎn)：通信速度慢，一般用于距離較遠(yuǎn)的通信。如PLC與計(jì)算機(jī)之間、PLC與PLC之間。串行通信需要1根或2根數(shù)據(jù)線通信時(shí)，數(shù)據(jù)“以字節(jié)或字為單位”同時(shí)進(jìn)行傳送。發(fā)送裝置接收裝置1000111

1…11空閑位0啟動(dòng)位0偶檢驗(yàn)1停止位優(yōu)點(diǎn)：通信速度快缺點(diǎn)：需要的數(shù)據(jù)線多，成本高用于近距離通信。如：PLC

與擴(kuò)展模塊之間。并行通信需要8根或16根數(shù)據(jù)線２．通信任務(wù)

PLC通信就是將地理位置不同的計(jì)算機(jī)、PLC、變頻器及觸摸屏等各種現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，通過(guò)通信介質(zhì)連接起來(lái)，按照規(guī)定的通信協(xié)議，以某種特定的通信方式高效率地完成數(shù)據(jù)的傳送、交換和處理。

3．?dāng)?shù)據(jù)傳送方式

在通信線路上點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的通信，按照數(shù)據(jù)傳送方向與時(shí)間的關(guān)系，可以將數(shù)據(jù)通信方式劃分為單工、半雙工、全雙工通信方式，如圖7.14所示。

（1）單工通信:信息的傳送始終保持同一個(gè)方向，而不能進(jìn)行行反向傳送。通信兩點(diǎn)中的一點(diǎn)為接收端，另一點(diǎn)為發(fā)送端，如圖7.14（a）所示,其中，A端只能作為發(fā)送端，B只能作為接受端。（2）半雙工通信:信息可在兩個(gè)方向上傳輸，但同一時(shí)刻只限于一個(gè)方向傳送，如圖7.14（b）所示。（3）全雙工通信:則同時(shí)可作雙向通信，兩端可同時(shí)作發(fā)送端、接收端。3.PLC常用通信接口標(biāo)準(zhǔn)PLC通信主要采用串行異步通信，其常用的串行通信接口（標(biāo)準(zhǔn)）有RS-232、RS-422和RS-485等。

RS-232接口是目前計(jì)算機(jī)和PLC中最常見(jiàn)的一種串行通信接口，RS-232接口使用25針連接器或者9針連接器。

RS-485是RS-422A的變形。RS-422A采用全雙工，而RS-485則采用半雙工。RS-422/RS-485接口一般采用9針連接器。

通信介質(zhì)就是在通信系統(tǒng)中位于發(fā)送端與接收端之間的物理通路。采用的通信介質(zhì)有雙絞線、同軸電纜和光纖等。4.通信介質(zhì)往往采用金屬包皮或金屬網(wǎng)包裹以進(jìn)行屏蔽同軸電纜由內(nèi)、外層兩層導(dǎo)體組成1．N

:

N網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成二、N:N網(wǎng)絡(luò)通信 N:N網(wǎng)絡(luò)通信是把最多8臺(tái)FX系列PLC按照一定的方式連接在一起組成一個(gè)小型的通信系統(tǒng)，如圖7.15所示，其中一臺(tái)為主站，其余PLC為從站，每臺(tái)PLC都必須配置FX2N-485通信板，系統(tǒng)中的各個(gè)PLC能夠通過(guò)相互連接的軟元件進(jìn)行數(shù)據(jù)共享，達(dá)到協(xié)同運(yùn)作的要求。系統(tǒng)中的PLC的型號(hào)可以不同，各種型號(hào)的PLC可以組合成3種模式，即模式0、模式1和模式2。PLC中的一些特殊寄存器可以幫助完成系統(tǒng)的通信參數(shù)設(shè)定，如站點(diǎn)號(hào)的設(shè)定、從站數(shù)目的設(shè)定、模式選擇以及通信超時(shí)的設(shè)定。設(shè)定完成之后，用戶就可以根據(jù)自己的需要在主、從站的PLC中編寫(xiě)要進(jìn)行數(shù)據(jù)共享的程序。N:N型小型網(wǎng)絡(luò)功能特點(diǎn)圖7.15N:N網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)構(gòu)成示意圖2．與N

:

N網(wǎng)絡(luò)通信有關(guān)的輔助繼電器和數(shù)據(jù)寄存器（1）在每臺(tái)PLC的輔助繼電器和數(shù)據(jù)寄存器中分別有一片系統(tǒng)指定的共享數(shù)據(jù)區(qū)，網(wǎng)絡(luò)中的每一臺(tái)PLC都分配自己的共享輔助繼電器和數(shù)據(jù)寄存器。

（2）N

:

N網(wǎng)絡(luò)所使用的從站數(shù)量不同、工作模式不同，共享的軟元件的點(diǎn)數(shù)和范圍也不同，這可以通過(guò)刷新范圍來(lái)決定。（3）共享軟元件在各PLC之間執(zhí)行數(shù)據(jù)通信，并且可以在所有的PLC中監(jiān)視這些軟元件。類型軟元件名稱功能響應(yīng)類型只讀M8038參數(shù)設(shè)定用于N:N網(wǎng)絡(luò)的設(shè)置主、從站只讀M8179通道設(shè)定使用通道2時(shí)置ON主、從站只讀M8183數(shù)據(jù)傳送PLC主站出錯(cuò)主站通信錯(cuò)誤時(shí)置ON主站只讀M8184~M8190數(shù)據(jù)傳送PLC從站（1~7號(hào)站）出錯(cuò)從站通信錯(cuò)誤時(shí)置ON主、從站只讀M8198數(shù)據(jù)傳送PLC執(zhí)行中執(zhí)行數(shù)據(jù)傳送時(shí)置ON主、從站表7.9通信標(biāo)志輔助繼電器表7.10與N:N網(wǎng)絡(luò)有關(guān)的數(shù)據(jù)寄存器屬性軟元件名稱功能響應(yīng)類型只讀D8173站號(hào)用于存儲(chǔ)本站的站號(hào)主、從站只讀D8174從站總數(shù)

用于存儲(chǔ)從站的個(gè)數(shù)主、從站只讀D8175刷新范圍保存刷新范圍主、從站只寫(xiě)D8176主從站號(hào)設(shè)定設(shè)定使用時(shí)的站號(hào)。主站設(shè)定為0，從站設(shè)定為1～7。主、從站只寫(xiě)D8177從站總數(shù)設(shè)定設(shè)定從站總數(shù)主站只寫(xiě)D8178刷新范圍設(shè)定設(shè)定進(jìn)行通信的軟元件的模式，初始值為0主站讀/寫(xiě)D8179重試次數(shù)用于在主站中設(shè)置重試次數(shù)，初始值為3主站讀/寫(xiě)D8180監(jiān)視時(shí)間設(shè)置通信超時(shí)時(shí)間（50～2550ms）。以10ms為單位進(jìn)行設(shè)定，設(shè)定范圍5～255。從站無(wú)需設(shè)定主站3．N

:

N網(wǎng)絡(luò)的設(shè)置（1）

設(shè)置工作站號(hào)（D8176）。D8176的取值范圍為0～7，主站應(yīng)設(shè)置為0，從站設(shè)置為1～7。（2）設(shè)置從站個(gè)數(shù)（D8177）。該設(shè)置只適用于主站，D8177的設(shè)定范圍為1～7之間的值，默認(rèn)值為7。（3）設(shè)置刷新范圍（D8178）。刷新范圍是指主站與從站共享的輔助繼電器和數(shù)據(jù)寄存器的范圍。刷新范圍由主站的D8178來(lái)設(shè)置，可以設(shè)定為0、1、2（默認(rèn)值為0）。

站號(hào)模式0模式1模式2位元件4點(diǎn)字元件32點(diǎn)位元件4點(diǎn)字元件64點(diǎn)位元件8點(diǎn)字元件0―D0～D3M1000～M1031D0～D3M1000～M1063D0～D71―D10～D13M1064～M1095D10～D13M1064～M1127D10～D172―D20～D23M1128～M1159D20～D23M1128～M1191D20～D273―D30～D33M1192～M1223D30～D33M1192～M1255D30～D374―D40～D43M1256～M1287D40～D43M1256～M1319D40～D475―D50～D53M1320～M1351D50～D53M1320～M1383D50～D576―D60～D63M1384～M1415D60～D63M1384～M1447D60～D677―D70～D73M1448～M1479D70～D73M1448～M1511D70～D77表7.12N:N網(wǎng)絡(luò)共享的輔助繼電器和數(shù)據(jù)寄存器（4）設(shè)置重試次數(shù)（D8179）。D8179的取值范圍為0～10（默認(rèn)值為3），該設(shè)置僅用于主站。當(dāng)通信出錯(cuò)時(shí)，主站就會(huì)根據(jù)設(shè)置的次數(shù)自動(dòng)重試通信。（5）設(shè)置通信超時(shí)時(shí)間（D8180）。D8180的取值范圍為5～255（默認(rèn)值為5），該值乘以10ms就是通信超時(shí)時(shí)間。該設(shè)置僅用于主站。三、并行通信

并行通信用來(lái)實(shí)現(xiàn)兩臺(tái)同一組的FX系列PLC之間的數(shù)據(jù)自動(dòng)傳送，其系統(tǒng)構(gòu)成如圖7.16所示。與并行通信有關(guān)的標(biāo)志寄存器和特殊數(shù)據(jù)寄存器如表7.13所示。FX1N、FX2N、FX2NC型號(hào)的PLC數(shù)據(jù)傳輸是采用100個(gè)輔助繼電器和10個(gè)數(shù)據(jù)寄存器來(lái)完成的。圖7.16并行通信系統(tǒng)組成與通信有關(guān)的輔助繼電器和數(shù)據(jù)寄存器如表7.14所示。主要具有以下特點(diǎn)。（1）并行通信在2臺(tái)FX系列PLC之間進(jìn)行，一臺(tái)為主站，一臺(tái)為從站。（2）站與站之間通過(guò)RS-485或者RS-422通信接口連接，實(shí)現(xiàn)軟元件相互連接的功能。（3）根據(jù)要連接的點(diǎn)數(shù)，可以選擇普通模式和高速模式。（4）網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)網(wǎng)絡(luò)單元使用FX0N-485時(shí)最長(zhǎng)通信距離不超過(guò)500m,每個(gè)網(wǎng)絡(luò)單元使用FX1N-485或FX2N-485-BD時(shí)最長(zhǎng)通信距離不超過(guò)50m。（5）并行通信過(guò)程中不會(huì)占用系統(tǒng)的I/O點(diǎn)數(shù)，而是在輔助繼電器M和數(shù)據(jù)寄存器D中專門(mén)一個(gè)地址區(qū)域，按照特定的編號(hào)分配該P(yáng)LC。在通信過(guò)程中，兩臺(tái)PLC的這些特定的地址區(qū)域不斷地自動(dòng)交換信息。表7.13與并行通信有關(guān)的輔助繼電器和寄存器

軟元件操作M8070為ON時(shí)，PLC作為并聯(lián)鏈接的主站M8071為ON時(shí)，PLC作為并聯(lián)鏈接的從站M8072PLC運(yùn)行在并聯(lián)鏈接時(shí)為ONM8073在并聯(lián)鏈接時(shí)，M8070和M8071中任何一個(gè)設(shè)置出錯(cuò)時(shí)為ONM8162為OFF時(shí)為標(biāo)準(zhǔn)模式；為ON時(shí)為快速模式D8070并聯(lián)鏈接的監(jiān)視時(shí)間，默認(rèn)值為500ms

并聯(lián)通信有普通模式和高速模式兩種工作模式，通過(guò)特殊輔助繼電器M8162來(lái)設(shè)置

1.普通模式（特殊輔助繼電器M8162＝OFF）通信時(shí)間＝70（ms）+主站掃描時(shí)間+從站掃描時(shí)間

模

式通信設(shè)備FX1N、FX2N、FX2NC通信時(shí)間（ms）標(biāo)準(zhǔn)模式

（M8162為OFF）主站→從站M800～M899（100點(diǎn)）D490～D499（10點(diǎn)）70（ms）+主站掃描時(shí)間+從站掃描時(shí)間從站→主站M900～M999（100點(diǎn)）D500～D509（10點(diǎn)）2.高速模式（特殊輔助繼電器M8162＝ON）通信時(shí)間＝20（ms）+主站掃描時(shí)間+從站掃描時(shí)間模

式通信設(shè)備FX1N、FX2N、FX2NC通信時(shí)間（ms）快速模式

（M8162為ON）主站→從站D490、D491（2點(diǎn)）20（ms）+主站掃描時(shí)間+從站掃描時(shí)間從站→主站D500、D501（2點(diǎn)）【例1】位元件通信舉例：兩個(gè)FX2N系列的PLC通過(guò)FX2N-485-BD并聯(lián)，要求通過(guò)PLC1的按鈕X0控制PLC2上的指示燈Y1，PLC2的按鈕X1控制PLC1上的指示燈Y0，寫(xiě)出控制程序。分析：把PLC1設(shè)為主站，把PLC2設(shè)為從站。選擇普通模式主站程序從站程序

主站計(jì)數(shù)器C1統(tǒng)計(jì)工件的數(shù)量，當(dāng)?shù)扔谠O(shè)定值時(shí)，啟動(dòng)從站的傳送帶Y1運(yùn)行。從站的數(shù)據(jù)寄存器D0作為主站計(jì)數(shù)器C1的設(shè)定值，從站按鈕X3作為主站計(jì)數(shù)器C1的復(fù)位按鈕。試編寫(xiě)通信程序。

分析：

主站的輸入：檢測(cè)工件的計(jì)數(shù)傳感器X0從站的輸入：X0送數(shù)據(jù)5，X1送數(shù)據(jù)8，X2送數(shù)據(jù)15。X3復(fù)位按鈕。從站的輸出：傳送帶。

主站計(jì)數(shù)器C1達(dá)到設(shè)定值時(shí)，用C1的常開(kāi)觸點(diǎn)驅(qū)動(dòng)M800，控制從站的傳送帶Y1運(yùn)行。從站按鈕X3驅(qū)動(dòng)M900，作為主站計(jì)數(shù)器C1的復(fù)位信號(hào)。從站數(shù)據(jù)寄存器D0中的數(shù)送到D500中，作為主站計(jì)數(shù)器C1的設(shè)定值?！纠?】字元件通信舉例程序設(shè)計(jì)：

技能操作

（1）獨(dú)立完成送風(fēng)和循環(huán)系統(tǒng)的通信控制電路接線與安裝。（2）學(xué)會(huì)兩臺(tái)電機(jī)分別由兩臺(tái)PLC控制其啟動(dòng)，并能進(jìn)行兩臺(tái)PLC之間的通信編程設(shè)計(jì)。（3）進(jìn)一步熟悉GX-DeveloperV8編程軟件的使用方法。1臺(tái)可編程控制器l臺(tái)（FX2N-48MR）。FX2N-485-BD通信板1塊。連接導(dǎo)線若干。

安裝有GX-DeveloperV8編程軟件的計(jì)算機(jī)1臺(tái)。1．操作目的2．操作器材3.控制要求

某控制系統(tǒng)由送風(fēng)和循環(huán)系統(tǒng)組成，如圖7.19所示，它們均由一臺(tái)功率為10kW的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，并且兩臺(tái)電機(jī)分別由兩臺(tái)PLC控制其直接啟動(dòng)。

現(xiàn)需要兩個(gè)系統(tǒng)能進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，具體要求如下。（1）送風(fēng)系統(tǒng)（主站）的PLC既能控制本站的送風(fēng)電機(jī)啟停，也能控制循環(huán)系統(tǒng)的電機(jī)啟停。（2）循環(huán)系統(tǒng)（從站）的PLC既能控制本站電機(jī)啟停，也能控制送風(fēng)電機(jī)的啟停。（3）兩控制系統(tǒng)均能監(jiān)控對(duì)方的運(yùn)行和過(guò)載狀態(tài)，當(dāng)某一系統(tǒng)電動(dòng)機(jī)出現(xiàn)過(guò)載時(shí)，兩系統(tǒng)電動(dòng)機(jī)均停止，并能在本系統(tǒng)中顯示另一系統(tǒng)的過(guò)載信息。并聯(lián)連接通信時(shí)需要在每臺(tái)PLC上裝FX2N-485-BD通信板，如圖所示。

4.通信布線PLC上配置FX2N-485-B通信板RDLED接收時(shí)高速閃爍SDLED發(fā)送時(shí)高速閃爍接收數(shù)據(jù)端子發(fā)送數(shù)據(jù)端子信號(hào)地FX2N-485-BD通信板的接線有兩種方式：1.一對(duì)導(dǎo)線相連2.兩對(duì)導(dǎo)線