课题二 PLC基本指令的应用课件讲解

任务一PLC基本知识与操作任务二应用PLC实现电动机自锁控制任务三应用PLC实现点动与自锁混合控制任务四应用PLC实现顺序启停控制任务五应用PLC实现正反转控制任务七应用PLC实现单按钮启动/停止控制任务八高速计数器的一般应用程序课题二PLC基本指令的应用任务六应用PLC实现电动机Y-△降压启动控制任务一PLC基本知识与操作任务引入

图2.1PLC点动控制线路图2.2PLC点动控制程序相关知识一、什么是PLCPLC是可编程逻辑控制器（ProgrammableLogicController）的简称，具有逻辑和运算控制等功能。由PLC组成的控制系统与继电器控制系统相比较，具有以下特点。（1）逻辑控制。继电器控制系统采用接线逻辑，而PLC控制系统采用编程逻辑，可以在不改变硬件接线的情况下通过修改程序来改变控制功能。（2）以软件代替硬件。继电器控制系统要使用众多的物理继电器，而PLC控制系统使用“软继电器”，硬件大大减少，安装工程量小，维护方便，可靠性高。PLC作为新型工业控制器，与普通计算机一样，主要由CPU、存储器、输入/输出端口和电源等部分组成。CPU是PLC的逻辑运算和控制指挥中心，在系统程序的控制下，协调系统工作。存储器用来存储程序和数据，ROM存储器中固化着系统程序，RAM存储器中存放用户程序和工作数据，在PLC断电时由锂电池供电。输入/输出端口是PLC与外部设备交换控制信号的窗口。二、三菱FX系列PLC图2.3三菱FX2N-48MR内部结构二、三菱FX系列PLC图2.4三菱FX2N-32MR面板二、三菱FX系列PLC图2.6PLC输入端外部接线与内部电路二、三菱FX系列PLC图2.7输出接口电路二、三菱FX系列PLC三、LD、LDI、OUT、END指令任务实施一、连接PLC点动控制线路1．断开电源，连接如图2.1所示PLC点动控制电路。点动按钮SB连接PLC输入端X0，接触器KM线圈连接输出端Y0。2．按图2.8所示用SC-09编程电缆连接计算机串行口COM1和PLC通信口RS-422，并将计算机串行口和PLC编程软件的波特率均设置为9

600bit/s。图2.8PLC与计算机通信电缆连接接线注意事项：（1）要认真核对PLC的电源规格。不同厂家、类型的PLC使用电源可能大不相同。FX2N系列PLC额定工作电压为交流100～240V。交流电源必须接于专用端子上，如果接在其他端子上，就会烧坏PLC。（2）直流电源输出端24+，是为外部传感器供电，该端子不能与其他外部24V电源并接。（3）空端子“·

”上不能接线，以防损坏PLC。（4）接触器应选择线圈额定电压为交流220V或以下（对应继电器输出型的PLC）。（5）PLC不要与电动机公共接地。（6）在实习中，PLC和负载可共用220V电源；在实际生产设备中，为了抑制干扰，常用隔离变压器（380V/220V或220V/220V）为PLC单独供电。二、编写点动控制程序1.打开编程软件图2.9GXDeveloper初始界面二、编写点动控制程序2.创建新工程图2.10“创建新工程”对话框二、编写点动控制程序2.创建新工程图2.11GX-Developer8.86编程主界面二、编写点动控制程序3.梯形图程序编辑图2.12触点输入对话框二、编写点动控制程序3.梯形图程序编辑图2.13输出线圈对话框二、编写点动控制程序3.梯形图程序编辑图2.14程序输入完成界面二、编写点动控制程序3.梯形图程序编辑图2.15程序变换后画面二、编写点动控制程序4.仿真测试图2.16梯形图逻辑测试启动画面二、编写点动控制程序4.仿真测试图2.17程序监控画面二、编写点动控制程序4.仿真测试图2.18软元件测试选择画面二、编写点动控制程序5.将点动程序写入PLC图2.19程序写入PLC对话框二、编写点动控制程序6.程序监控点击菜单栏“在线”→“监视”→“监视开始”，或按F3功能键进入程序监控状态，能从计算机屏幕上直观观察到软元件的工作状态，有助于分析和理解程序。7．远程控制用户程序运行在实习操作中，为了避免反复拨动工作状态开关，可以将工作状态开关始终拨到运行（RUN）状态，用远程控制方式决定PLC的工作状态。按编程软件提示单击确认，在写入用户程序时，控制PLC处于停止（STOP）状态；程序写入后，控制PLC返回运行（RUN）状态。三、操作步骤（1）按下按钮SB，输入继电器X0通电（X0LED亮），输出继电器Y0通电（Y0LED亮），交流接触器KM通电，电动机M通电运行。（2）松开按钮SB，输入继电器X0断电，（X0LED熄灭），输出继电器Y0断电（Y0LED熄灭），交流接触器KM断电，电动机M断电停止。知识扩展一、PLC的分类PLC按结构可分为整体式和模块式。整体式的PLC也称为PLC的基本单元，在基本单元的基础上可以加装扩展模块以扩大使用范围。整体式的PLC具有结构紧凑、体积小、价格低的优势，适合于常规电气控制。模块式的PLC是把CPU、输入接口、输出接口等做成独立的单元模块，具有配置灵活、组装方便的优势，适合于输入/输出点数差异较大的控制系统。PLC按输入/输出接口（I/O接口）点数的多少可分为微型机、小型机、中型机和大型机。I/O点数小于64点为微型机；I/O点数在64～128点为小型机；I/O点数在129～512点为中型机；I/O点数在512点以上为大型机。PLC的I/O接口数越多，其存储容量也越大，价格也越贵，因此，在设计程序时应尽量减少使用I/O接口的数目。二、PLC的循环扫描工作方式图2.20PLC循环扫描工作方式任务二应用PLC实现电动机自锁控制任务引入

图2.21PLC自锁控制线路相关知识任务实施二、编写PLC自锁控制程序1．自锁控制程序一图2.22电动机自锁控制程序一二、编写PLC自锁控制程序2．自锁控制程序二图2.23电动机自锁控制程序二三、操作步骤（1）按图2.21所示连接PLC自锁控制线路。（2）将图2.22所示程序写入PLC。（3）使PLC处于程序运行状态，并进入程序监控状态。（4）PLC上输入指示灯X0应点亮，表示输入继电器X0被热继电器KH常闭触头接通。如果指示灯X0不亮，说明热继电器KH常闭触头断开，热继电器已过载保护。（5）PLC上输入指示灯X1应点亮，表示输入继电器X1被停止按钮SB1常闭触头接通。如果指示灯X1不亮，说明停止按钮SB1未连接好。（6）按启动按钮SB2，输出继电器Y0通电自锁，交流接触器KM通电，电动机M通电运行。（7）按停止按钮SB1，输出继电器Y0断电解除自锁，交流接触器KM断电，电动机M断电停止。（8）将图2.23所示程序写入PLC，重新操作步骤（6）和步骤（7）。知识扩展多地控制图2.24两地控制输入端接线图和程序任务三应用PLC实现点动与自锁混合控制任务引入

图2.26点动自锁混合控制线路相关知识辅助继电器MM8000：运行监控。PLC运转时始终保持接通（ON）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：周期10ms方波振荡脉冲；M8012：周期100ms方波振荡脉冲；M8013：周期1s方波振荡脉冲；M8014：周期1min方波振荡脉冲。任务实施一、编写点动与自锁混合控制程序图2.27点动与自锁混合控制程序二、操作步骤（1）按图2.26所示连接点动与自锁混合控制线路。（2）将图2.27所示程序写入PLC。（3）使PLC处于运行状态，并进入程序监控状态。（4）PLC上输入指示灯X0应点亮，表示输入继电器X0被热继电器KH常闭触头接通。（5）PLC上输入指示灯X1应点亮，表示输入继电器X1被停止按钮SB1常闭触头接通。（6）按下启动按钮SB2，电动机应连续运转；按下停止按钮SB1，电动机应停止。（7）按下点动按钮SB3，电动机应启动；松开点动按钮SB3，电动机应停止。知识扩展电路块串并联指令图2.28ANB指令的使用电路块串并联指令图2.29ORB指令的使用任务四应用PLC实现顺序启停控制任务引入

通常生产设备往往需要多台电动机进行驱动，各台电动机的启动顺序由生产工艺决定。例如，某生产设备有3台电动机，生产工艺要求是：按下启动按钮，第一台电动机M1启动；运行4s后，第二台电动机M2启动；再运行15s后，第三台电动机M3启动。按下停止按钮，3台电动机全部停止。PLC控制线路如图2.31所示，输入/输出端口分配见表2.11。图2.313台电动机顺序启动控制线路相关知识定时器T定时器T的使用说明：（1）定时器是根据时钟脉冲累计计时的，时钟脉冲周期有1ms、10ms、100ms三种规格。（2）定时器有一个设定值寄存器，一个当前值寄存器。这些寄存器都是16位（即数值范围为1～32

767），定时器的延时时间为设定值乘以时钟脉冲周期。（3）每个定时器都有一个常开和常闭触点，可以无限次引用，延时时间到其常开触点闭合，常闭触点断开。任务实施一、编写3台电动机顺序启动控制程序图2.323台电动机顺序启动控制程序二、操作步骤（1）按图2.31所示连接3台电动机顺序启动控制线路。（2）将图2.32所示程序写入PLC。（3）使PLC处于运行状态，并进入程序监控状态。（4）PLC上输入指示灯X0应点亮，表示热继电器KH1、KH2、KH3工作正常；输入指示灯X1应点亮，表示停止按钮接入正常。（5）按下启动按钮SB2，3台电动机应按控制要求顺序启动。（6）按下停止按钮SB1，3台电动机应同时停止。知识扩展一、长延时程序FX2N系列PLC的定时器最长延时时间为3

276.7s，如果需要更长延时时间，可采用多个定时器串联延时，如图2.33所示为延时5

000s的程序。图2.335000s延时程序二、脉冲产生程序

1.固定脉冲程序FX2N系列PLC的特殊辅助继电器M8011～M8014可以分别产生占空比为1/2、脉冲周期为10ms、100ms、1s和1min的时钟信号，在需要时可以直接应用。如图2.34所示的梯形图中，用M8013的常开触点控制辅助继电器M0。图2.34特殊辅助继电器M8013、M8014的波形及M8013的应用二、脉冲产生程序2.任意周期脉冲程序在实际应用中也可以组成振荡电路产生任意周期的脉冲信号。例如，图2.35所示程序产生周期为15s、脉冲持续时间为一个扫描周期的信号。

图2.35产生周期为15s的脉冲信号二、脉冲产生程序3.占空比可调的脉冲程序如果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，脉冲信号的低电平时间为10s，高电平时间为20s的程序如图2.36（a）所示。

图2.36脉冲程序与时序图任务五应用PLC实现正反转控制任务引入

图2.37电动机正反转控制线路相关知识脉冲指令脉冲指令（1）LDP指令监视取元件的接通状态，LDF指令监视取元件的断开状态。图2.38LDP、LDF指令的使用说明脉冲指令（2）ANDP指令监视与元件的接通状态，ANDF指令监视与元件的断开状态。图2.39ANDP、ANDF指令的使用说明脉冲指令（3）ORP指令监视或元件的接通状态，ORF指令监视或元件的断开状态。图2.40ORP、ORF指令的使用说明任务实施一、编写三相交流电动机正反转控制程序图2.41电动机正反转控制程序二、操作步骤（1）按图2.37所示连接三相交流电动机正反转控制线路。（2）将图2.41所示程序写入PLC。（3）使PLC处于运行状态，并进入程序监控状态。（4）PLC上输入指示灯X0应点亮，表示热继电器KH工作正常。（5）PLC上输入指示灯X1应点亮，表示停止按钮连接正常。（6）正转。按下正转按钮SB2时，输入继电器X2通电，X2联锁触点断开反转输出继电器Y1；松开SB2时，X2接通一个扫描周期，正转输出继电器Y0通电自锁，交流接触器KM1通电，电动机M通电正转运行。（7）反转。按下反转按钮SB3时，输入继电器X3通电，X3联锁触点断开正转输出继电器Y0，解除Y0对反转电路的联锁；松开SB3时，X3接通一个扫描周期，反转输出继电器Y1通电自锁，交流接触器KM2通电，电动机M通电反转运行。（8）停止。按下停止按钮SB1，输出继电器Y0或Y1均断电解除自锁，交流接触器断电，电动机M断电停止。任务六应用PLC实现电动机Y-△降压启动控制任务引入

图2.42电动机Y—△降压启动控制线路相关知识堆栈存储器图2.43堆栈指令执行过程图2.44堆栈指令的使用说明图2.45应用两级堆栈任务实施一、编写电动机Y-△降压启动控制程序图2.46电动机Y—△降压启动控制程序二、操作步骤（1）按图2.42所示连接三相交流电动机Y－△降压启动控制线路。（2）将图2.46所示程序写入PLC。（3）使PLC处于运行状态，并进入程序监控状态。（4）PLC上输入指示灯X0应点亮，表示热继电器KH工作正常。（5）PLC上输入指示灯X1应点亮，表示停止按钮连接正常。（6）按下启动按钮SB2，电动机Y形启动，7s后自动转为△形运行。按停止按钮SB1，电动机停止。任务七应用PLC实现单按钮启动/停止控制任务引入

图2.48电动机单按钮启动/停止控制线路相关知识一、普通计数器CFX2N系列PLC有256个计数器，地址编号为C0～C255，其中C0～C234为普通计数器，C235～C255为高速计数器。普通计数器的分类见表2.18。二、计数器的应用图2.49计数器C0的程序监控与时序图二、计数器的应用图2.50长延时控制程序当启动端X0接通后，32位计数器C200对秒脉冲信号M8013进行计数，经过1000小时（1s×3600000）的延时，Y0才通电。当停止端X1接通时，C200复位，Y0断电。任务实施一、电动机单按钮启动/停止控制程序图2.51电动机单按钮启动/停止控制程序二、操作步骤（1）按图2.48所示连接电动机单按钮启动/停止控制线路。（2）将图2.51所示程序写入PLC。（3）使PLC处于运行状态，并进入程序监控状态。（4）PLC上输入指示灯X0应点亮，表示热继电器KH工作正常。（5）按下按钮SB，电动机启动；再次按下按钮SB，电动机停止。知识扩展一、交替输出指令ALT交替输出指令属于PLC的功能指令，其助记符、逻辑功能等指令属性见表2.19。二、用交替输出指令实现电动机单按钮启动/停止控制图2.52电动机单按钮启动/停止控制任务八高速计数器的一般应用程序任务引入

一般情况下PLC的普通计数器只能接收频率为几十赫兹以下低频脉冲信号，原因有两点，一是与PLC输入端连接的按钮簧片在接通或断开瞬间会产生连续的抖动信号，为了消除抖动信号的影响，PLC的输入端设置了10ms的延迟时间；二是因为PLC的周期性扫描工作方式的影响，PLC只在输入采样阶段接收外部输入信号。一般PLC用户程序的扫描周期在几十至数百ms之间，小于扫描周期的信号不能有效接收。

但在实际生产中，PLC可能要处理几kHz以上的高速信号。为此，FX2N系列PLC专门设置了21个高速计数器。使用高速计数器时其输入端的延迟时间自动变为20μs（X0、X1）或50μs（X2～X5），同时为了不受PLC周期性扫描工作方