中职 电气控制与PLC技术（三菱机型）项目6任务2电子课件 （）

中职电气控制与PLC技术（三菱机型）项目6任务2电子课件（高教版）任务二PLC程序执行过程和扫描工作研究

【任务描述】（1）按启动按钮SB台车电机M正转，台车前进，碰到限位开关SQ1后，台车电机M反转，台车后退。（2）台车后退碰到限位开关SQ2后，台车电机停转，台车停止，暂停5s后，台车再转向前进，当碰到限位开关SQ3后，开始后退。（3）台车后退再次碰到限位开关SQ2时，台车停止。延时5s后重复上述动作。【任务分析】本任务如图6.2.5及6.2.6所示，按下启动按钮SB，X000接通，Y001得电饼自锁，台车前进；台车前进至位置1解除Y001自锁，Y001失电，台车停止前进；同时启用二次启动服务电路，使M100常开触点接通，为二次启动做准备；又通过X001常开触点使Y002得电并自锁，台车反向启动，台车后退。【夯实基础】一、FX2N系列PLC的软件系统1．软件系统（1）系统程序系统程序可分为管理程序、编译程序、标准程序模块和系统调用三部分。系统程序固化在EPROM存储器中。（2）用户程序用户程序就是由用户根据控制要求，用PLC编程的软元件和编程语言（如梯形图）编制的应用程序，用户通过编程器或PC机写入到PLC的RAM内存中，可以修改和更新。2．PLC的编程语言可编程控制器目前常用的编程语言有以下几种：梯形图语言、助记符语言、顺序功能图、功能块图和某些高级语言。手持编程器多采用助记符语言，计算机软件编程采用梯形图语言，也有采用顺序功能图、功能块图的。

（1）梯形图语言。梯形图表达式沿用了原电气控制系统中的继电器接触控制电路图的形式，二者的基本构思是一致的，只是使用符合和表达方式有所区别。梯形图中的输入只有两种：动合触点（）和动断触点（），这些触点可以是PLC的外接开关对应的内部映像触点，也可以是内部继电器触点，或内部定时器、计数器的触点。每个触点都有自己的特殊的编号，以示区别。同一编号的触点可以有动合和动断两种状态，使用次数不限。（2）助记符语言。助记符语言又称命令语句表达式语言，它常用一些助记符来表示PLC的某种操作。图6-8（a）为梯形图（b）梯形图对应的用助记符表示的指令表。梯形图从上至下按行编写，每一行则按从左至右的顺序编写。CPU将按自左到右，从上而下的顺序执行程序。LDX1ANIX2OUTTOSP/K400ENDX1X2T0K400Y0T0（a）梯形图图6-8梯形图与助记符语言LDT0OUTY0END(b)指令表

（3）顺序功能图。这类继电器的状态只能用输入信号驱动，不能用程序驱动。3．FX2N系列PLC的软元件（内部继电器）（1）输入继电器X。输入继电器是PLC中用来专门存储系统输入信号的内部虚拟继电器。FX系列PLC的输入继电器采用八进制的地址编号，地址为：X000～X007、X010～X017、X020～X027……X260～X267共184个点。（2）输出继电器Y。输出继电器是PLC中专门用来将运算结果经输出接口电路及输出端子控制外部负载的虚拟继电器。这类继电器的状态只能用程序驱动，外部信号无法直接驱动输出继电器。FX系列PLC的输出继电器采用八进制的地址编号，地址为：Y000～X267共184个点。（3）内部辅助继电器M。PLC内有很多辅助继电器，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。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。①通用辅助继电器M0～M499（500点）通用辅助继电器元件是按十进制进行编号的，FX2N系列PLC有500点，其编号为M0～M499。②断电保持辅助继电器M500～M1023（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。③特殊辅助继电器M8000～M8255（256点）一般分成两大类。一类是只能利用其触点，其线圈由PLC自动驱动。例如：M8000（运行监视）、M8002（初始脉冲）、M8013（1s时钟脉冲）。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。（4）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，运用顺序功能图编制高效易懂的程序。（5）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）。（6）内部计数器C。计数器是PLC重要内部部件，它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。（7）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数据。①通用数据寄存器D0～D199.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。②停电保持数据寄存器D200～D7999。除非改写，否则数据不会变化。即使PLC状态变化或断电，数据仍可保持。③特殊数据寄存器D8000～D8255。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，然后由系统ROM安排写入初始化值）。④文件寄存器D1000～D7999。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、统计计数器数据、多组控制参数等。（8）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。它有分支指令专用指针P和中断指针I两类。二、PLC的工作原理其工作过程一般分为三个阶段，即输入采样、用户程序执行和输出刷新三个阶段如图6-10所示。

输入映像寄存器图6-10用户程序执行的三个过程X0X1X2输入端子输入采样（1）读Y0Y1Y2输出端子输出刷新（6）输出输入锁存器（Y0）（3）写X0（M0.0）（5）写（4）读辅助继电器Y0执行用户程序元件映像寄存器（2）读1．输入采样阶段在输入采样阶段，PLC以扫描方式依次读入所有输入状态和数据，并将它们存入存储器中的相应单元（通常称作I/O映象区）内。2．用户程序执行阶段在用户程序执行阶段，PLC总是按由上而下的顺序依次地扫描用户程序。在扫描每一条程序时，又总是先扫描梯形图左边的由各触点构成的控制线路，并按先左后右、先上后下的顺序对由触点构成的控制线路进行逻辑运算，然后根据逻辑运算的结果，刷新该线圈在I/O映象区或系统存储区中对应位的状态。3．输出刷新阶段在此期间，CPU按照I/O映象区内对应的状态和数据刷新所有的输出线圈，再经输出电路驱动相应的外部设备4．扫描周期的计算一般来说，PLC的扫描周期还包括自诊断、通讯等，即一个扫描周期等于自诊断、通讯、输入采样、用户程序执行和输出刷新等所有时间的总和。5．PLC的I/O响应时间其响应时间至少等于一个扫描周期，一般均大于一个扫描周期甚至更长。6．PLC对输入/输出的处理规则①输入映像寄存器的数据，取决于输入端子在上一个工作周期的输入采样阶段所刷新的状态。②输出映像寄存器（包含在元件映像寄存器中）的状态。由程序中输出指令的执行结果决定。③输出锁存电路中的数据，由上一个工作周期的输出刷新阶段存入到输出锁存电路中的数据来确定。④输出端子上的输出状态，由输出锁存电路中的数据来确定。⑤程序执行中所需的输入、输出状态（数据），由输入映像寄存器和输出映像寄存器读出。【任务实施】

1．任务实施所需设备任务实施所需实训设备和器件见表6.2.1表6.2.1任务实施实训设备和元件明细表名称型号或规格数量名称型号或规格数量可编程控制器FX2N-48MR1台熔断器15A、熔体2A2只计算机带三菱编程软件、编程电缆1套断路器三极、25A1只交流接触器CJ20-10、线圈电压380V2只按钮LA10-11只热继电器JR16-20/3；20A、整定电流8.8A1只三相电动机1.1KW/380V1台熔断器500V、60A、配熔体25A3只导线若干2．训练步骤及要求（1）按启动按钮SB台车电机M正转，台车前进，碰到限位开关SQ1后，台车电机M反转，台车后退。（2）台车后退碰到限位开关SQ2后，台车电机停转，台车停止，暂停5s后，台车再转向前进，当碰到限位开关SQ3后，开始后退。（3）台车后退，当再次碰到限位开关SQ2时，台车停止。延时5s后重复上述动作。根据上述要求，设计的控制系统如图6-12所示，控制的梯形图如图6-13所示。①指导老师将指令程序录入PLC。②参照图6-12，按要求让学生独立将系统连接起来。③观察系统的运行，体会系统组成和控制要求。FRKM1KM2FU1QSM３～L1L2L3（a）主电路图图6-12小车自动往返控制系统的组成（b）系统接线图X0Y0SB2FX2N-48RMX1X2X3X4COMNLY1Y2Y3COM0COM1COM2···FU220VAC220VACPEFR···KM1KM2SB1SQ1SQ2SQ3X5Y4④分析被控对象的工艺条件和控制要求、功能要求和所需输入/输出的点数，选择适当类型的PLC。⑤分配输入/输出点，绘制控制系统的接线图。⑥根据被控对象工艺条件和控制要求，设计梯形图或状态转移图。延时5s一次启动二次启动服务自锁位置1启动自锁位置1反向启动位置3反向启动自锁位置2二次启动延时X000X002X004X005Y002Y001M100Y001Y002X004M100Y002X004Y002M100X002X002X003T0T0ENDK50X003Y001X005过载保护位置1限位位置3限位互锁前进后退互锁过载保护位置2限位位置互锁图6-13小车自动往返控制梯形图之一到位置3解除服务二次启动服务⑦根据梯形图，用选定的机型的指令编制程序。用编程器将指令程序