PLC培训教案文档

PAGE53PLC编程学习内容模块一：基本指令的应用认识PLC的外部端子与设置通信参数电动机点动控制电动机自锁控制电动机混合控制多台电动顺序控制电动机正反转控制电动机Y－△降压启动控制计数器应用程序模块二：步进指令的应用用单流程模式编写电动机Y－△降压启动控制用单流程模式编写机械手控制程序用选择流程模式编写运料小车控制程序用并行流程模式编写交通信号灯控制程序模块三：功能指令的应用1、应用数据传送指令编写电动机Y－△降压启动控制2、应用跳转指令编写手动/自动选择控制程序3、应用乘除运算指令编写流水灯光控制程序4、应用触点比较指令编写工件计数控制程序5、应用区间比较指令编写马路照明时钟控制程序6、应用七段编码指令编写抢答器控制程序7、应用BCD码指令编写停车场数码显示控制程序PLC(三菱FX2N)可编程序控制器一、外形二、硬件c)双向可控硅型输出端口电路规格项目继电器输出晶体管输出晶闸管输出负载电源AC250以下DC30V以下DC5～30V以下AC85～242V电路绝缘机械绝缘光电耦合绝缘光电耦合绝缘负载电流2A/1点8A/4点公用0.5A/1点0.8A/4点公用0.3A/1点0.8A/4点公用响应时间通～断约10ms0.2ms以下1ms以下断～通约10ms0.2ms以下10ms以下二、FX系列基本、扩展单元扩展模块的型号FX2N—□□□□————――系列名称输入输出点数M基本单元R继电器输出即I/O点数E扩展单元T晶体管输出S晶闸管输出学习任务1PLC与计算机通信连接FX系列PLC与计算机通信连接1、完成PLC与计算机通信连接所需器材编号器材1FX系列PLC2计算机3编程软件SWOPC-FXGP/WIN-C4编程电缆SC-09注：PLC是RS-422通信号,计算机是RS-232C串行通信号，所以需采用有RS-232C/RS-422转换功能的SC-09专用通信电缆。2、计算机通信参数的设置步骤如下：我的电脑/属性/硬件/设备管理器/端口/通信端口COM1/属性/端口设置/波特率为9600bit/s/检查该端口资源有无冲突3、PLC通信参数的设置步骤如下：双击编程软件图标/文件/新文件/选择PLC型号(FX2N/2NC)/确认/PLC/端口设置/选COM1，波特率为9600bit/s/确认/PLC/PLC诊断，会显示完成PLC检查无错信息。学习任务2电动机点动控制知识点介绍：输入输出软继电器对PLC使用者在编程时不需考虑PLC内的复杂电路结构，只需将PLC看成由众多的“软继电器”组成的控制电路。由“软继电器”编写的程序梯形图，类似于实物继电器—接触器控制线路图。“软继电器”实际上就是PLC内部存储器某一位的状态，该位状态为“1”，相当于继电器线圈通电；相反若为“0”，相当于继电器“软继电器”与实物继电器的最大区别在于“软继电器”的触点可以无限次地使用，其工作原理与实物继电器一样。“软继电器”的线圈、动合触点（常开）、动断触点（常闭）的图形符号如下：PLC：线圈、常开触点、常闭触点（）继电器：输入继电器X输入端（IN）接口电路对应着PLC内部的输入继电器，FX2N系列PLC的输入继电器是用八进制编（码）号的，地址范围是X0～X267（X0～X7；X10～X17······）共184点。PLC的实物开关输入点数远远没有这么多（螺丝）,当不够用时可以扩展PLC来解决。由于输入继电器X只受外部实物开关信号来控制，所以在程序梯形图中不应出现输入继电器X的线圈符号。输出继电器Y输出端（OUT）接口电路对应着PLC内部的输出继电器，同样FX2N系列PLC的输出继电器是用八进制编（码）号的，地址范围是Y0～Y267（Y0～Y7；Y10～Y17······）共184点。PLC的实物输出点数远远没有这么多（螺丝）,当不够用时可以扩展PLC来解决。由于输出继电器Y只受内部软输出继电器信号来控制，所以在程序梯形图中应出现输出继电器Y的线圈符号，但只能出现一次，即不能出现“双线圈”的情况。PLC的触点“取”指令与线圈输出指令LD、LDI、OUT、END指令表助记符逻辑功能电路表示操作（控制）元件程序步LD取常开触点常开触点与左母线连接X、Y、M、S、T、C1LDI取常闭触点常闭触点与左母线连接X、Y、M、S、T、C1OUT驱动线圈输出线圈与右母线连接Y、M、S、T、C不定END程序结束无1步序表示该条指令所占用的存储空间，FX2N系列PLC的最大存储空间为8000步。PLC的循环扫描周期工作方式每个扫描周期分为输入采样、程序执行、输出涮新3个阶段。PLC属于逐条读取指令、逐条执行指令的顺序扫描工作的，先被读到（扫描）的软继电器先动作，并且影响后被读到（扫描）的软继电器，即与软继电器线圈在程序中的位置有关。一般一个扫描周期大约只有十几ms。任务实施电动机点动控制线路点动控制要求是：按下SB按钮，电机运转；松开SB按钮，电机停止。PLC的I/O端口分配表如下：输入端口I输出端口O输入继电器输入器件作用输出继电器输出器件作用X0SB点动按钮Y0KM线圈控制电机PLC点动控制线路图如下：（连接好）用电脑上安装好的PLC编程软件编写该程序（1）步骤:双击编程软件图标/选择PLC类型（FX2N）/文件/新文件（可见程序梯形图界面：有菜单栏、工具栏、左母线、光标【停在第1行左母线处】、右母线、功能图栏即画图工具、状态栏、功能健栏）/〖1、用指令编程法〗键入指令LD＋空格＋X0/回车/OUT＋空格＋Y0/回车/【在第2行左母线处】键入END/回车即可完成。/〖2、用梯形图编程法〗点击画图工具上的常开触点图标/键入X0/再点击线圈图标/键入Y0/回车/【在第2行左母线处】键入END/回车即可完成。（2）编写好的程序梯形图是恢色的（即编辑状态）,必须将它转换成白色才可以送到PLC内部去存储。点击：转换按钮即可把程序梯形图变换成白色。（3）程序梯形图与指令表是可以相互转换的,步骤是：工具/转换或视图/指令表。（4）将所编程序送PLC内部去存储。步步骤是：将PLC上的RUN/STOP开关置STOP位置/在编程界面下点击PLC/传送/写出（在步长范围选项中,选择：所有范围即可）/确认。此时可见程序送PLC时的界面图形。（5）程序运行或停止（程序调试）。先将PLC上的RUN/STOP开关置RUN位置/点击PLC/遥控运行/停止/确认。（6）程序监控（在电脑上监控）。点【监控/测试】/【开始监控】。当元件的状态为ON时，元件符号上有绿色背景。（7）保存程序（略）。电动机自锁控制相关知识助记符逻辑功能电路表示操作（控制）元件程序步AND与串联一个常开触点X、Y、M、S、T、C1ANI与非串联一个常闭触点X、Y、M、S、T、C1OR或并联一个常开触点X、Y、M、S、T、C1ORI或非并联一个常闭触点X、Y、M、S、T、C1SET置位（置1）线圈保持接通Y、M、S不定RST复位（清零）线圈保持清零Y、M、S、T、C、D、V、Z不定注：SET、RST指令都具有自保功能。被SET指令置位的继电器只能用RST指令才能复位。任务实施（1）I/O分配表输入端口I输出端口O输入继电器输入器件作用输出继电器输出器件控制对象X0KH常闭过载保护Y0KM线圈电动机MX1SB1常开停止按钮X2SB2常开启动按钮（2）线路图（3）程序图/指令表之一：之二：注：在生产设备中,停止和过载保护都宜采用常闭触点。这样的话，上述程序图中的X1的图形都应反过来。电动机点动与自锁混合控制相关知识：辅助继电器M元件编号与功能介绍通用停电保持用（可用程序变更）停电保持用（可用程序变更）特殊用M0～M499共500点M500～M1023共500点M1024～M3071共2048点M8000～M8255共256点说明：停电保持是指在程序中止或PLC断电后，会记忆断电之前的状态，下次程序运行或PLC再次通电时再现停电前的状态。M8×××表示特殊辅助继电器。例如：常用M8000：运行监控。PLC运行时始终保持接通（0N）状态。M8002：初始脉冲。PLC由停止状态（STOP）转为运行状态（RUN）的瞬时接通一个扫描周期。M8011：10ms方波振荡时钟信号（脉冲）。M8012：100ms方波振荡时钟信号（脉冲）。M8013：1s方波振荡时钟信号（脉冲）。M8014：1min方波振荡时钟信号（脉冲）。M8020：零标记。加减运算结果为零时状态为0N，否则为0FF。任务实施I/O分配表输入端口I输出端口O输入继电器输入器件作用输出继电器输出器件控制对象X0SB1常开启动按钮Y0KM线圈电动机MX1SB2常开停止按钮X2SB3常开点动按钮X3KH常开过载保护（2）线路图程序图/指令表多台电动机顺序控制（以3台为例）某生产设备有3台电动机，每台电动机均有独立的启动/停止按钮，控制要求是：按电动机的序号顺序启动，逆序停止；如果发生过载，则3台电动机均停止。（1）I/O分配表输入端口I输出端口O输入继电器输入器件作用输出继电器输出器件控制对象X0SB1常开电动机1启动按钮Y0KM1线圈电动机M1X1SB2常开电动机1停止按钮Y1KM2线圈电动机M2X2SB3常开电动机2启动按钮Y2KM3线圈电动机M3X3SB4常开电动机2停止按钮X4SB5常开电动机3启动按钮X5SB6常开电动机3停止按钮X6KH常开过载保护（2）线路图程序图/指令表从编程思路上来考虑可见：顺序启动时，先启动的Y的常开触点要串联在后启动的启动开关上。逆序停止时，后启动的Y的常开触点要并联在先启动的停止开关上。L1LL1L2LFU1FU2KM1KM2KHSB2SB3SB1KM1KM2KM1KHUVWQSKM2KM1UL1VL2WL3UL3VL2WL1M3~（1）相关知识脉冲取指令（上升沿、下降沿）如下：助记符逻辑功能电路功能操作元件步数LDP脉冲上升沿检测元件触点闭合时接通1个扫描周期X、Y、M、S、T、C2LDF脉冲下降沿检测元件触点断开时接通1个扫描周期（2）任务要求一：某设备有两台电动机M1、M2，为了减小两台电动机同时启动对供电线路的影响，让M2延时启动。控制要求是：按下启动按钮，M1启动，延缓几秒钟后，松开启动按钮，M2才启动；按下停止按钮，M1、M2同时停止。（2.1）程序图/指令表/时序图（3）任务要求二：某电动机正反转控制要求是：不通过停止按钮，直接按正反转按钮就可以改变电机的转向，因此需要采用联锁。即在正转状态下，如果按下反转按钮，先停止正转，延缓片刻松开反转按钮时，再接通反转，反转改为正转的过程与此相同。（3.1）O/I分配表IO输入继电器输入器件作用输出继电器输出器件作用X0KH常开过载保护Y0KM1正转X1SB1常开停止按钮Y1KM2反转X2SB2常开正转按钮X3SB3常开反转按钮（3.2）线路图（3.3）程序图/指令表电动机Y－△降压启动控制中、大功率三相异步电动机启动时绕组接成Y形，运转时接成△形，称为Y－△降压启动方式。Y－△降压启动可使电动机的线电流减少2/3，有效避免了大电流对电动机和供电线路的影响。通常用定时器来控制电动机由Y形启动转换成△形运转的时间。1、相关知识（1）PLC定时器T介绍：定时器分类定时器名称编号范围点数计时范围（S）100ms定时器T0～T1992000.1～3276.710ms定时器T200～T245460.01～327.671ms累计定时器T246～T24940.001～32.767100ms累计定时器T250～T25560.1～3276.7说明：每个定时器有一个定值寄存器，和一个当前值寄存器，这些寄存器都是16位（数值范围1～32767），延时时间为设定值K×定时器的时钟脉冲周期。如：T0K100表示100×0.1s=10s每个定时器都有一个常开和一个常闭触点，它们可以无限次使用。定时器满足计时条件时开始计时，定时时间到，其触点动作。普通定时器线圈断电时自动复位，不保留当前值。累计定时器在计时中途线圈或PLC断电时，当前值数据保持不变，当线圈重新通电时，当前值在原来数据的基础上继续计时。当前值只能用复位指令才能清零。2、延时接通控制程序3、延时断开控制程序从编程思路上来考虑可见：延时接通程序应将T的常开触点去控制下面逻辑行的输出线圈；而延时断开程序应将T的常闭触点去控制上面逻辑行的输出线圈。3、利用定时器产生脉冲信号PLC的特殊辅助继电器M8011～M8013可以分别产生占空比为1/2、脉冲周期为10ms、100ms、1s和1min的脉冲信号。如下图的M8013触点控制的Y0线圈以1s为周期间断通电程序/时序图：也可以组成振荡电路产生任意周期的脉冲信号。例如，产生周期为15s、脉冲持续时间为一个扫描周期的信号（也称为自复位振荡电路），程序梯形图和时序如下图所示：如果想产生一个占空比可调的任意周期的脉冲信号，则需要两个定时器。例如产生一个低电平时为10s，高电平时为20s的程序梯形图/时序如下图所示：4、电动机Y－△降压启动控制（1）控制要求：按下启动按钮，电动机Y形启动，延时6s后自动断开Y形绕徂，再延时1s后自动接入△形绕组运转。当按下停止按钮时,电动机停止。（2）I/O分配表IO输入继电器输入器件作用输出继电器输出器件作用X0SB1常开启动Y0KM1接通电源X1SB2常开停止Y1KM2Y形启动X2SB3常开保护Y2KM3△形运转（3）电动机Y－△降压启动控制线路（4）程序图/指令表计数器应用程序主要对：生产流水线上的工件进行定量计数或对线性产品进行定长计数或超长延时控制等。相关知识PLC普通计数器分类名称编号范围点数计数范围16位增计数器普通用C0～C991000～32767掉电保持C100～C19910032位增减计数器普通用C200～C21920－2147483648～2147483647掉电保持C220～C23415注：C235～C255为高速计数器说明：（1）计数器的功能是对输入脉冲进行计数,其响应速度通常为10Hz以下。计数发生在脉冲的上升沿,达到计数器设定值时,计数器触点动作。每个计数器都有一个常开和常闭触点,可以无限次使用。（2）普通计数器在计数过程中程序中止或PLC发生断电时,所计的数值全部丢失,再次运行程序后,从0开始计数。（3）掉电保持计数器则可以累计。（4）32位计数器有增减计数两种工作方式。其由特殊辅助继电器M8200～M8234的状态决定的,M8×××的状态ON是减计数工作方式，状态OFF或程序中不出现M8×××的是增计数工作方式。2、计数器的应用（1）16位增计数C0的程序与时序图（2）定时器的计时时间有一个最大值，如脉冲周期为100ms的定时器的最长时间为3276.7s,如果需要长时的,还需利用M8013类的s秒脉信号，用32位的定时器如C200（最长时间为2147483647s）来对其记数。如下图所示：任务：单按钮启动/停止控制程序也可以用PLC功能指令中的交替输出指令ALT来编写单按钮启动/停止控制程序：模块二：步进指令的应用生产设备的各种机械动作,都是按工作流程有顺序地进行。步进指令程序就是将一个复杂的工作流程按动作顺序分解为若干个简单的工步（或叫状态）,然后对每一个工步编程,步进指令程序的这一特点使各工步之间的控制关系简单清晰,程序也容易编写。步进指令程序可分为：单流程、选择流程、并行流程以及混合流程模式。任务1：用单流程模式编写电动机Y－△降压启动控制程序相关知识状态继电器S在步进指令程序中要使用状态继电器S来表示每一个工步,FX2N系列PLC有五类,见下表：初始状态继电器回零状态继电器通用状态继电器保持状态继电器报警状态继电器S0～S9S10～S19S20～S499S500～S899S900～S999注：初始状态继电器是步进指令程序运行的起点，最多可同时使用10个初始状态继电器。二、状态流程图状态流程图是描述顺序控制的图解法,它主要由状态继电器、控制对象、有向连线、转移条件组成的。在编程前,应先绘出状态流程图,然后再根据状态流程图编写步进梯形图程序。1、状态与状态继电器将一个工作流程分解为若干个工步,这些工步在步进指令程序中称为状态。每一个状态对应一个状态继电器。状态继电器符号用方框表示。2、初始状态与初始状态继电器一个步进指令程序至少要有一个初始状态,初始状态继电器从S0～S9中选择使用,初始状态继电器符号用双方框表示。通常,利用初始脉冲M8002进入初始状态。3、控制对象状态继电器方框右边用线条连接的线圈符号是该状态继电器的控制对象（允许某些状态继电器无控制对象）。4、有向连线有向连线表示状态的转移方向。在绘制状态流程图时,将代表各状态继电器的方框按先后顺序排列,并用有向连线将它们连接起来,表示从上到下或从左到右这两个方向的有向连接的箭头也可以省略。5、转移条件状态之间的转移条件标注在与有向连线垂直的短划线旁,转移条件可以是常开触点、常闭触点或它们的组合。当转移条件满足时,状态按指定的方向转移。6、活动状态当状态继电器置位后,该状态便处于活动状态,其控制对象中被OUT指令输出的线圈和被置位指令SET输出的线圈均通电。7、非活动状态当状态继电器复位后,该状态便处于非活动状态,其控制对象中被OUT指令输出的线圈断电,被置位指令SET输出的线圈仍保持通电状态。三、步进指令STL、RET助记符指令名称电路表示操作元件步数STL步进触点只有常开在左母线上连接步进触点状态继电器S1RET步进返回返回左母线无1步进指令STL、RET说明：（1）STL指令是将步进触点接至左母线,步进触点只有常开形式。（2）步进触点具有主控功能。步进触点接通,与之相连的电路通电；步进触点断开,与之相连的电路断电（但应用SET指令的线圈仍然保持通电）。（3）状态继电器S也有普通的常开、常闭触点。（4）RET指令仅在步进指令程序中最后一个状态继电器S的末行使用,表示从步进指令程序返回主程序左母线。（5）通常状态由上向下转移时,对状态继电器S应用SET指令；状态由下向上转移时,对状态继电器S应用OUT指令。（6）当一个新的状态被STL指令置位后,其前一个状态就自动复位。（7）对每个状态编程时,先负载驱动（即OUT或SET），后转移处理。四、任务实施1、电动机Y－△降压启动控制线路2、I/O分配IO输入继电器输入器件作用输出继电器输出器件作用X0SB1常开启动Y0KM1接通电源X1SB2常开停止Y1KM2Y形启动Y2KM3△形运转3、S状态流程图4、梯形图/指令任务2：用选择流程模式编写运料小车控制程序在多分支结构中，根据不同的转移条件来选择其中的某一个分支流程，就是选择结构流程模式。以下图所示的小车运送两种原料的控制为例，小车电机为正反转，Y