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1、书名：可编程序控制器及应用 三菱 ISBN： 978-7-111-29522-8作者：金彦平出版社：机械工业出版社本书配有电子课件,可编程序控制器及应用 三菱 ppt 课件,可编程序控制器PLC,常州工程职业技术学院自动化技术系,可编程近控制器应用技术,可编程近控制器应用技术,可编程近控制器应用技术,可编程近控制器应用技术,可编程序控制器及应用 三菱 ppt 课件,项目任务总体要求：由PLC控制一扇在检测到汽车之后可以打开或关闭的电动卷帘门，系统具有自动和手动二种控制操作模式。,项目一 车库电动卷帘门的PLC控制,可编程序控制器及应用 三菱 ppt 课件,项目技能点与知识点技能点：会识别PLC
2、、传感器、按钮、继电器、信号灯、开关电源的型号和规格；会绘制PLC控制系统结构框图和电路图；能正确连接PLC控制系统的输入电路和输出电路；能够使用PLC编程软件进行程序的读写操作，会PLC的运行/停止和监控操作；能够使用PLC编程软件编写梯形图、指令表程序，会存取工程文件。能合理分配PLC的I/O地址，绘制控制系统工作流程图；能够使用基本指令编写三相异步电动机的启动、正反转、过载保护及报警控制程序；能够使用基本指令编写车库电动卷帘门PLC自动控制程序；能按项目要求对控制程序进行调试。,可编程序控制器及应用 三菱 ppt 课件,知识点：了解PLC编程软件的功能，系统配置，系统的启动与退出，工程文
3、件的管理方法；掌握梯形图和指令表程序的编辑、PLC运行/停止、程序读写与监控操作的方法；清楚PLC系统构成，熟悉PLC电源、输入/输出回路的接线及端子排编码标注方法；熟悉PLC工作方式；熟悉PLC基本编程软元件；熟悉PLC输入输出指令、串并联指令、边沿检出指令、置位与复位指令、脉冲微分指令、多重输出指令、空操作指令、取反指令、结束指令；掌握PLC定时器基本使用方法，熟悉PLC基本环节程序；熟悉PLC编程规则与典型程序块、经验编程法；掌握程序离线调试、在线调试的基本方法。,可编程序控制器及应用 三菱 ppt 课件,项目实施 1明确项目工作任务2确定系统控制方案3制定工作实施计划4知识点、技能点的
4、学习和训练5绘制PLC系统电气原理图6PLC系统硬件安装、连接、测试7确定I/O地址，编制PLC程序8PLC系统程序调试，优化完善9编写系统技术文件10项目成果展示11知识点归纳总结12项目考核及总结,可编程序控制器及应用 三菱 ppt 课件,任务一 使用基本指令编写电机启保停电路控制程序任务二 使用基本指令编写电动机可逆运转控制程序任务三 使用基本指令编写两电动机分时启动控制电路程序任务四 使用基本指令编写用一个按钮控制一台电动机的程序任务五 编写运料小车往返运行控制程序,可编程序控制器及应用 三菱 ppt 课件,相关知识 1FX2N系列PLC硬件认识2FX2N系列PLC接线3FX2N系列P
5、LC编程软元件4FX2N系列PLC基本指令5FX2N系列PLC编程规则6基本电路的编程7经验编程法,可编程序控制器及应用 三菱 ppt 课件,PLC程序执行原理,可编程序控制器及应用 三菱 ppt 课件,PLC工作过程1.PLC的扫描周期2.PLC的用户程序执行过程,PLC工作过程框图,可编程序控制器及应用 三菱 ppt 课件,PLC软元件（内部继电器）,可编程序控制器及应用 三菱 ppt 课件,输入继电器（X） 输入继电器是PLC中专门存储系统输入信号的内部虚拟继电器。它又被称为输入的映像区，它可以有无数个动合触点和动断触点，在PLC编程中可以随意使用。这类继电器的状态不能用程序驱动，只能用
6、输入信号驱动。FX系列PLC的输入继电器采用八进制编号。FX2N系列PLC带扩展时，输入继电器最多可达184点，其编号为X0X7、X10X17X260X267。输出继电器（Y） 输出继电器是PLC中专门用来将运算结果信号经输出接口电路及输出端子送达并控制外部负载的虚拟继电器。它在PLC内部直接与输出接口电路相连，它有无数个动合触点和动断触点，这些动合与动断触点可在PLC编程时随意使用。外部信号无法直接驱动输出继电器，它只能用程序驱动。FX系列PLC的输出继电器采用八进制编号。FX2N系列PLC带扩展时，输出继电器最多可达184点，其编号为Y0Y267。,内部辅助继电器（M） PLC内有很多辅助
7、继电器。辅助继电器的线圈与输出继电器一样，由PLC内各软元件的触点驱动。辅助继电器的动合和动断触点使用次数不限，在PLC内可以自由使用。但是，这些触点不能直接驱动外部负载，外部负载的驱动必须由输出继电器执行。在逻辑运算中经常需要一些中间继电器作为辅助运算用。这些元件不直接对外输入、输出，但经常用作状态暂存、移位运算等。他的数量比软元件X、Y多。内部辅助继电器中还有一类特殊辅助继电器，它有各种特殊功能，如定时时钟、进/借位标志、启动/停止、单步运行、通信状态、出错标志等。FX2N系列PLC的辅助继电器按其功能分成以下三类。通用辅助继电器M0M499（500点） 通用辅助继电器元件是按十进制进行编
8、号的，FX2N系列PLC有500点，其编号为M0M499。断电保持辅助继电器M500M1023（524点） PLC在运行中发生停电，输出继电器和通用辅助继电器全部成断开状态。再运行时，除去PLC运行时就接同的以外，其他的都断开。但是，根据不同控制对象要求，有写控制对象需要保持停电前的状态，并能在再运行时再现停电前的状态情形。断电保持辅助继电器完成此功能，停电保持又PLC内装的后备电池支持。,特殊辅助继电器M8000M8225（256点） 这些特殊辅助继电器各自具有特殊的功能，一般分为两大类。一类是只能利用其触点，其线圈又PLC自动驱动。例如：M8000（运行监视）、M8002（初始脉冲）、M8
9、013（1s始终脉冲）。另一类是可驱动线圈型的特殊辅助继电器，用户驱动其线圈后，PLC做特定的动作。例如，M8033指PLC停止时输出保持，M8034是指禁止全部输出，M8039是指定时扫描。内部状态继电器（S） 状态继电器是PLC在顺序控制系统中实现控制的重要内部元件。它与后面介绍的步进顺序控制指令STL组合使用，运动顺序功能图编制高效易懂的乘虚。状态继电器与辅助继电器一样，有无数的动合和动断触点，在顺序程序内可任意使用。状态继电器分为四类，其编号及点数如下。 初始状态：S0S9（10点） 回零：S10S19（10点） 通用：S20S499（480点） 保持：S500S899（400点） 报
10、警：S900S999（100点）,内部定时器（T） 定时器在PLC中相当于一个时间继电器，它有一个设定值寄存器（一个字）、一个当前值寄存器（字）以及无数个触点（位）。对于每一个定时器，这三个量使用同一个名称，但使用场合不一样，其所指意义也不一样。通常在一个可编程控制器中有几十个至数百个定时器，可用于定时操作。内部计时器（C） 计数器是PLC重要内部部件，他是在执行扫描操作时对内部元件X、Y、M、S、T、C的信号进行计数。当计数达到设定值时，计数器触点动作。计数器的动合、动断触点可以无限使用。,数据寄存器（D） 可编程控制器用于模拟量控制、位置控制、数据I/O时，需要许多数据寄存器存储参数及工作
11、数据。这类寄存器的数量随着机型的不同而不同。 每个数据寄存器都是16位的，其中最高位为符号位，可以用两个数据寄存器合并起来存放32位数据（最高位为符号位）。通用数据寄存器D0D199 只要不写入数据，则数据将不会变化，直到再次写入。这类寄存器内的数据，一旦PLC状态由运行（RUN）转成（STOP）时全部数据均清零。停电保持数据寄存器D200D7999 除非改写，否则数据不会变化。即使PLC状态变化或断电，数据仍可以保持。特殊数据寄存器D8000D8255 这类数据寄存器用于监视PLC内各种元件的运行方式用，其内容在电源接通（ON）时，写入初始化值（全部清零，然后又系统ROM安排写入初始值）。文
12、件寄存器D1000D7999 文件寄存器实际上是一类专用数据寄存器，用于存储大量的数据，例如采集数据、统计计算器数据、多组控制参数等。其数量由CPU的监视软件决定。在PLC运行中，用BMOV指令可以将文件寄存器中的数据度到通用数据寄存器中，但不能用指令将数据写入文件寄存器。,内部指针（P、I） 内部指针是PLC在执行程序时用来改变执行流向的元件。它有分支专用指针P和中断用指针I两类。分支指令专用指针P0P63 分支指令用指针在应用时，要与相应的应用指令CJ、CALL、FEND、SRET和END配合使用，P63为结束跳转使用。中断用指针I 中断用指针是应用指令IRET中断返回、EI开中断、DI关
13、中断配合使用的指令。,基本逻辑指令,输入输出指令（LD、LDI、OUT）LD指令用于动合触点与母线直接连接或分支点的起始，后跟表示继电器触点的编号；LDI指令用于动断触点与母线直接连接或分支点的起始；OUT指令是对输出继电器、辅助继电器、状态继电器、定时器、计数器的线圈驱动指令，将运算结果输出到指定的继电器。,可编程近控制器应用技术,可编程近控制器应用技术,【例1】一个按键开关的一组动合触点接PLC的X0输入端子，两指示灯分别接Y0、Y1两个输出端子。要求当按下按键开关时Y0灯亮，没按按钮时Y1灯亮。控制梯形图与指令表见图。,串并联指令,与、与非（AND、ANI）AND指令表示串联动合触点，该
14、指令表示前面的逻辑结果与该触点进行“与”运算；ANI表示串联动断触点，该指令表示前面的逻辑结果与该触点的“非”进行“与”运算。【例2】二个按键开关的动合触点接PLC的X0、X1输入端子，指示灯分别接Y0、Y1两个输出端子。要求当同时按下按键开关X0、X1后只有Y0亮，只按按钮X0时只有Y1灯亮。控制梯形图与指令表见图。,或、或非（OR、ORI）OR指令表示并联动合触点，该指令表示前面的逻辑结果与该触点进行“或”运算；ORI表示并联动断触点，该指令表示前面的逻辑结果与该触点的“非”进行“或”运算。【例3】三个按键开关的动合触点分别接PLC的X0、X1、X2输入端子，一个指示灯接Y0输出端子。要求
15、当按下按键开关X0或X1或不按开关X2时Y0亮。控制梯形图与指令表见图。,沿检出的指令（LDP/LDF、ANDP/ANDF、ORP/ORF） 指令后缀P表示上升沿有效，F表示下降沿有效。在梯形图中分别用|和|表示。根据触点在控制程序中的位置，根据以上指令特点，选择采用LD（取脉冲）、AND（与脉冲）或OR（或脉冲）。图为沿检出指令应用例。,电路块的串、并联（ANB、ORB） ANB指令实现多个指令块的“与”运算ORB指令实现多个指令块的“或”运算。【例4】按下开关X0或X1，同时按下开关X2或X3时，指示灯Y1亮。按此控制要求设计的控制梯形图与指令表见图示。,（a）梯形图,【例5】按下X0和X
16、1，或按下开关X2和X3时，指示灯Y1亮。按此控制要求设计的控制梯形图与指令表见图所示。,（a）梯形图,空操作指令（NOP）NOP指令为空操作指令，主要用于短路电路、改变电路及程序调试时使用。在程序中增加一些空操作指令后，对逻辑运算结果没有影响，但在以后更改程序时，用其他指令取代空操作指令，可以减少程序序号的改变。图为NOP指令应用举例。根据需要可以增加空操作指令的条数。,（a）梯形图,取反指令（INV）INV指令用于运算结果取反。它不能直接与母线相连，也不能像OR、ORI等指令一样单独使用，该指令无操作元件。其用法如图所示。,（a）梯形图,结束指令（END）END为结束指令。程序执行到END
17、指令，END指令以后的程序将不再执行，直接进行输出处理。在程序调试过程中，按段插入END指令，可以顺序检查程序各段的动作情况，在确认无误时，再删除多余的END指令。END指令应用如图所示，END指令无操作元件。,置位与复位指令SET指令 SET指令称为置位指令。其功能是：驱动线圈，使其具有自锁功能，维持接通状态。在图6-1中，当动合触点X0闭合时，执行SET指令，使Y0线圈接通。在X0断开后，Y0线圈继续保持接通状态，要使Y0线圈失电，则必须使用复位指令RST。置位指令的操作元件为输出继电器Y、辅助继电器M和状态继电器S。RST指令 RST指令称为复位指令。其功能是使线圈复位。在图6-1中，当
18、动合触点X1闭合时，执行RST指令，使Y0线圈复位，Y0线圈继续保持断开状态。 复位指令的操作元件为输出继电器Y、辅助继电器M、状态继电器S、积算定时器T、计数器C。它也可将字元件D、V、Z清零。,脉冲微分指令PLS指令 PLS指令称为上升沿脉冲微分指令。其功能是：当检测到输入脉冲信号的上升沿时，使操作元件Y或M的线圈产生一个宽度为一个扫描周期的脉冲信号输出。 该指令的操作元件为输出继电器Y和辅助继电器M,但不含特殊继电器。 PLS指令的使用如图所示。当X0闭合时，M0闭合一个扫描周期。PLF指令 PLF指令又称为下降沿脉冲指令。其功能是当检测到输入脉冲信号的下降沿时，使操作元件Y或M的线圈产
19、生一个宽度为一个扫描周期的脉冲信号输出。 该指令的操作元件为输出继电器Y和辅助继电器M，但不含特殊继电器。 PLF指令的使用如图所示。当X1断开时，Y0闭合一个扫描周期。,多重输出指令（MPS、MRD、MPP） 多重输出指令又被称为堆栈指令，MPS、MRD、MPP为一组指令，主要用在当多重输出且逻辑条件不同的情况下，将连接点的结果储存起来，以便连接点后面的电路编程。图示为多重输出指令应用例。,（a）梯形图,三菱的FX2N系列PLC中有11个存储运算结果的存储器，被称为栈存储器，如图所示。MPS 存储该指令处的运算结果（压入堆栈），使用一次MPS指令，该时刻的运算结果推入栈的第一单元。在没有使用
20、MPP指令之前，若再次使用MPS指令，当时的逻辑运算结果推入栈的第一单元，先推入的数据依次向栈的下一个单元推移。图中栈存储器中的是第一次压栈的数据，是第二次压栈的数据。MRD 读出堆栈，读出由MPS指令最新存储的运算结果（栈存储第一单元数据），栈内数据不发生变化。MPP 弹出堆栈，读出并清除栈存储器第一单元数据，同时一下各存储单元数据向上单元推移。多重输出指令的入栈出栈工作方式是：后进先出、先进后出。,编程规则与典型程序块,梯形图设计的基本原则外部输入/输出继电器、内部继电器、定时器、计数器等软元件的触点可重复使用，没有必要特意采用复杂程序结构来减少触点的使用次数。梯形图每一行都是从左母线开始
21、，线圈接在最右边。在继电器控制原理图中，继电器的触点可以防止线圈的右边，但在梯形图中触点不允许当中线圈的右边。线圈斌直接与母线相连，也就是说线圈输出作为逻辑结果必须有条件。必要时可以使用一个内部继电器的动断触点或内部特殊继电器来实现。如图所示。,同一编号的线圈在一个程序中使用2次以上称为双线圈输出。双线圈输出容易引起误操作，这时前面的输出无效，只有最后的输出才有效。但该输出线圈对应触点的动作，要根据该逻辑运算之前的输出状态来判断。如图所示，由于M1双线圈输出，所以M1输出随最后一个M1输出变化，Y1随第一个M1线圈变化，而Y2随第二个线圈变化。所以，一般情况下，应尽可能避免双线圈输出。,梯形图
22、程序必须符合顺序执行的原则，即从左到右，从上到下执行，不符合顺序执行的电路不能直接编程，如下图桥式电路就不能直接编程。梯形图中串、并联的触点个数没有限制的使用，如下图所示。2个或2个以上的线圈可以并联输出，如下图所示。,典型的控制回路之一自保持（自锁）电路 在PLC控制程序设计过程中，经常要对脉冲输入信号或者是点动按钮输入信号进行保持，这时常采用自锁电路。自锁电路的基本形式如图所示。将输入触点（X1）与输出线圈的动合触点（Y1）并联，这样一旦有输入信号（超过一个扫描周期），就能保持（Y1）有输出。要注意的是，自锁电路必须有解锁设计，一般在并联之后采用某一动断触点作为解锁条件。如图5-16中的X
23、0触点。,优先（互锁）电路 优先电路是指两个输入信号中先到信号取得优先权，后者无效。如图所示为优先电路例。图中，X0先接通，M10线圈接通，则Y0线圈有输出；同时由于M10动断触点断开，X1输入再接通时，则无法使M11动作，Y1无输出。若X1先接通，情况相反。但该电路存在一个问题：一旦X0或X1输入后，M10或M11被自锁和互锁的作用，使M10或M11永远接通。因此，该电路一般要在输出线圈前串联一个用于解锁的动断触点，如图中动断触点X2。,编程技巧利用PLC进行程序编制时，为了减少指令条数，节省内存和提高运行速度，应掌握以下编程技巧。把串联触点的电路编在上方，最佳形式可减少使用ORB指令或多重
24、输出指令等。并联触点多的电路放在左边，最佳形式可减少使用ANB指令。多重输出电路，最好将串联接点多的电路放在下边，可以不使用MPS、MPP指令等。如果电路复杂，采用ANB、ORB等指令实现比较困难时，可以重复使用一些触点改成等效电路，再进行编程。经验设计法经验设计法也叫试凑法，在指设计者在掌握了大量的典型电路的基础上，充分理解实际控制问题，将实际控制问题分解成若干典型控制电路，再在典型控制电路的基础上不断修改且拼凑成梯形图。这种方法可能需要增加大量的中间元件来完成记忆、联锁等功能，需要反复调试和修改梯形图，没有普遍的规律可循，具有试探性和拼凑性，设计出来的结果不是唯一的，设计所需时间可能较长，
25、当然与设计者的经验有很大的关系，一般用于比较简单的梯形图设计。,练习内容1,项目描述按照三相异步电动机控制原理图（见图）接线或用控制模板代替。启动控制 设计一个三相异步电动机的控制程序，要求按下启动按钮，电机启动并连续运转，按下停止按钮电机停止转动。电机正、反转控制 设计电机正反转控制程序，要求按正转按钮电机正转，按反转按钮电机反转，为了防止电路电源短路，正反转切换时，必须按下停止按钮后再启动。,输入点和输出点分配,PLC接线图按照图完成PLC的接线。输入端的电源利用PLC提供的内部直流电源，也可以根据功率单独提供电源。注意停止按钮采用动断按钮。,程序设计图为电机启动控制的梯形图。简单启动控制
26、只用到正转按钮、停止按钮两个输入端，输出只用到KM1交流接触器。该程序采用典型的自保持电路。合上电源刀开关通电后，停止按钮接通，PLC内部输入继电器X0的动合触点闭合。按正转按钮，输出继电器Y0导通，交流接触器KM1线圈带点，其连接在主控制回路的主触点闭合，电机通电转动，同时Y0的动合触点闭合，实现自锁。这样，即使松开正转按钮，仍保持Y0导通。按停止按钮，X0断开，Y0断开，KM1线圈失电，主控回路的主触点断开，电机失电而停转。,程序设计图为电机正、反转控制程序，采用自锁和互锁控制。在图5-19接线图中，将两个交流接触器的动断触点KM1、KM2分别接在KM2、KM1的线圈回路中，形成硬件互锁，
27、从而保证即使在控制程序错误或因PLC受到影响而导致Y0、Y1两个输出继电器同时有输出的情况下避免正、反装接触器同时带电而造成的主电路短路。由于停止按钮采用动断按钮，在通电后，X0动合触点闭合。若先按正转按钮X1，Y0导通并形成自锁。同时Y0的动断触点断开，即使按反转按钮Y1也无法接通，也就无法实现反转。在正转的情况下，要想实现反转，只有先按一下停止按钮，使Y0失电，从而正转接触器断电，即使松开停止按钮Y0、Y1仍失电。再按反转按钮后，由于Y0失电，其动断触点闭合，Y1导通，反转接触器KM2线圈带电。接在主控回路中主触点闭合，由于电源相序变化电机反转。同样，在反转状态要正转，都需要先按停止按钮。
28、,编程练习如何通过程序实现软互锁？如何修改提供的正转、反转控制程序，使正反转过程中不用先停止再转换？,完成下列思考题如果不采用硬件互锁，会出现什么问题？什么是自锁？什么是互锁？请总结出在什么场合下使用。编程时将程序写出图示形式，程序是否可以写入PLC？如果能写入PLC，会有什么不足吗?,热继电器过载信号的处理 如果热继电器属于自动复位型，其触点提供的过载信号必须通过输入电路提供给PLC，在图中，热继电器的动断触点FR就属于这种情况，借助于梯形图程序实现过载保护；如果属于手动复位型，其动断触点可以接在PLC的输出电路中，亦可接在PLC的输入电路中。,练习内容2,项目描述试设计一电动机过载保护程序
29、，要求电动机过载时能自动停止运转，同时发出10s的声光报警信号。设电动机只需要连续正转。训练要求输入和输出点分配PLC接线图程序设计运行并调试程序,完成下列思考题热继电器过载信号如何处理？PLS、PLF指令与LDP、LDF指令有何异同？请根据图示的梯形图，写出对应的指令语句表。根据图示的梯形图，画出M0、M1、Y0的时序图。,练习内容3,项目描述按照三相异步电动机控制原理图接线或用控制模板代替。图中的QS为电源刀开关，当KM1、KM3主触点闭合时，电动机星形连接；当KM1、KM2主触点闭合时，电动机三角形连接。设计一个三相异步电动机星形-三角形降压启动控制程序，要求合上电源刀开关，按下启动按钮
30、SB2后，电动机以星形连接启动，开始转动5s后，KM3断电，星形启动结束。,训练要求 方法一：用堆栈指令配合常用一般指令实现 方法二：用一般指令实现编程练习在图中，若用热继电器的动合触点作为PLC 的输出，程序将有何变化？如果不用热继电器，而采用一个温度检测开关，试设计系统接线图和控制程序。,完成下列思考题将接触器辅助动合触点反馈到PLC的输入端有何意义？什么是堆栈指令？将下列指令表转换成梯形图。0 LD X0 6 MPP 12 AND X51 MPS 7 AND X3 13 OUT Y22 AND X1 8 OUT Y1 14 MPP3 MPS 9 MPP 15 AND X64 AND X2
31、 10 AND X4 16 OUT Y35 OUT Y0 11 MPS,自主训练项目 项目名称：四级皮带运输机的PLC控制项目描述：1总体要求使用PLC控制四级皮带运输机将物料从出料口传送至储料仓。2控制要求如图所示为四级皮带运输机的工作示意图。当启动按钮被按下或仓空信号满足时，系统能够自动启动运输机。为使皮带上不留物料，按下停止按钮时能够使物料流动方向按一定时间间隔顺序停止。按下模拟过载开关时能够按要求停止运输机，并且实现声光报警。过载解除后按下启动按钮，为避免前段皮带上造成物料堆积，要求按物料流动相反方向按一定时间间隔顺序起动。按下紧急停车按钮能够立即停止运输机和电磁阀DT。按下点动按钮能够实现点动控制功能。,
