三菱PLC控制创新实训

实训：三菱PLC控制创新实训前 言PLC（Programmable

logic

Controller）,是指以计算机技术为基础的新型工业装置。在1987年国际电工委员会颁布的PLC标准草案中对PLC下定义：“PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器,用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。”

目 录第一章PLC简介第二章实训课题实训一：铁塔之光实训二：多种液体自动混合实训三：交通灯自控与手控实训四：电机控制实训五：全自动洗衣机实训六：水塔水位第三章总结第一章PLC简介1.

PLC的特点

1.1可靠性高，抗干扰能力强

高可靠性是电气控制设备的关键性能。PLC由于采用现代大规模集成电路技术，采用严格的生产工艺制造,内部电路采取了先进的抗干扰技术，具有很高的可靠性。例如三菱公司生产的F系列PLC平均无故障时间高达30万小时。一些使用冗余CPU的PLC的平均无故障工作时间则更长。从PLC的机外电路来说，使用PLC构成控制系统,和同等规模的继电接触器系统相比，电气接线及开关接点已减少到数百甚至数千分之一，故障也就大大降低,此外，PLC带有硬件故障自我检测功能，出现故障时可及时发出警报信息。在应用软件中，应用者还可以编入外围器件的故障自诊断程序，使系统中除PLC以外的电路及设备也获得故障自诊断保护。这样，整个系统具有极高的可靠性也就不奇怪了。

1.2配套齐全，功能完善，适用性强

PLC发展到今天，已经形成了大、中、小各种规模的系列化产品。可以用于各种规模的工业控制场合.除了逻辑处理功能以外，现代PLC大多具有完善的数据运算能力，可用于各种数字控制领域。近年来PLC的功能单元大量涌现，使PLC渗透到了位置控制、温度控制、CNC等各种工业控制中。加上PLC通信能力的增强及人机界面技术的发展，使用PLC组成各种控制系统变得非常容易。

1.3易学易用，深受工程技术人员欢迎

PLC作为通用工业控制计算机，是面向工矿企业的工控设备。它接口容易，编程语言易于为工程技术人员接受。梯形图语言的图形符号与表达方式和继电器电路图相当接近，只用PLC的少量开关量逻辑控制指令就可以方便地实现继电器电路的功能。为不熟悉电子电路、不懂计算机原理和汇编语言的人使用计算机从事打开了方便之门。

1.4系统的设计、建造工作量小，维护方便，容易改造

PLC用存储逻辑代替接线逻辑，大大减少了控制设备外部的接线，使控制系统设计及建造的周期大为缩短,同时维护也变得容易起来。更重要的是使同一设备经过改变程序改变生产过程成为可能。这很适合多品种,小批量的生产场合。

1.5体积小，重量轻，能耗低

以超小型PLC为例，新近出产的品种底部尺寸小于100mm，重量小于150g，功耗仅数瓦。由于体积小很机械内部，是实现机电一体化的理想控制设备。

2.

PLC的应用领域

目前，PLC在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运及文化娱乐等各个行业，使用情况大致可归纳为如下几类。

2.1开关量的逻辑控制

这是PLC最基本、最广泛的应用领域，它取代传统的继电器电路，实现逻辑控制、顺序控制，既可用于单台设备的控制，也可用于多机群控及自动化流水线。如注塑机、印刷机、订书机械、组合机床、磨床、包装生产线、电镀流水线等。

2.2模拟量控制

在工业生产过程当中，有许多连续变化的量，如温度、压力、流量、液位和速度等都是模拟量。为了控制器处理模拟量，必须实现模拟量（Analog）和数字量（Digital）之间的A/D转换及D/A转换。PLC产配套的A/D和D/A转换模块，使可编程控制器用于模拟量控制。

2.3运动控制

PLC可以用于圆周运动或直线运动的控制。从控制机构配置来说，早期直接用于开关量I/O模块连接位和执行机构，现在一般使用专用的运动控制模块。如可驱动步进电机或伺服电机的单轴或多轴位置控

世界上各主要PLC厂家的产品几乎都有运动控制功能，广泛用于各种机械、机床、机器人、电梯等场合.

2.4过程控制

过程控制是指对温度、压力、流量等模拟量的闭环控制。作为工业控制计算机，PLC能编制各种各样控制算法程序，完成闭环控制。PID调节是一般闭环控制系统中用得较多的调节方法。大中型PLC都有PID模块,目前许多小型PLC也具有此功能模块。PID处理一般是运行专用的PID子程序。过程控制在冶金、化工、热炉控制等场合有非常广泛的应用。

2.5数据处理

现代PLC具有数学运算（含矩阵运算、函数运算、逻辑运算）、数据传送、数据转换、排序、查表、功能，可以完成数据的采集、分析及处理。这些数据可以与存储在存储器中的参考值比较，完成一定

控制操作，也可以利用通信功能传送到别的智能装置，或将它们打印制表。数据处理一般用于大型控制系统控制的柔性制造系统；也可用于过程控制系统，如造纸、冶金、食品工业中的一些大型控制系统。

2.6通信及联网

PLC通信含PLC间的通信及PLC与其它智能设备间的通信。随着计算机控制的发展，工厂自动化网络发展得很快，各PLC厂商都十分重视PLC的通信功能，纷纷推出各自的网络系统。新近生产的PLC都具有通信接接口,通信非常方便。

3.

PLC的国内外状况

世界上公认的第一台PLC是1969年美国数字设备公司（DEC）研制的。限于当时的元器件条件及计算机发展水平，早期的PLC主要由分立元件和中小规模集成电路组成，可以完成简单的逻辑控制及定时、计数功能.20世纪70年代初出现了微处理器。人们很快将其引入可编程控制器，使PLC增加了运算、数据传送及处理完成了真正具有计算机特征的工业控制装置。为了方便熟悉继电器、接触器系统的工程技术人员使用控制器采用和继电器电路图类似的梯形图作为主要编程语言，并将参加运算及处理的计算机存储元件器命名。此时的PLC为微机技术和继电器常规控制概念相结合的产物。

20世纪70年代中末期，可编程控制器进入实用化发展阶段，计算机技术已全面引入可编程控制器中，使其功能发生了飞跃。更高的运算速度、超小型体积、更可靠的工业抗干扰设计、模拟量运算、PID功能及极高的性价比奠定了它在现代工业中的地位。20世纪80年代初，可编程控制器在先进工业国家中已获得广泛应用期可编程控制器发展的特点是大规模、高速度、高性能、产品系列化。这个阶段的另一个特点是世界编程控制器的国家日益增多，产量日益上升。这标志着可编程控制器已步入成熟阶段。

20世纪末期，可编程控制器的发展特点是更加适应于现代工业的需要。从控制规模上来说，这个时期型机和超小型机；从控制能力上来说，诞生了各种各样的特殊功能单元，用于压力、温度、转速、位移等各式各样的控制场合；从产品的配套能力来说，生产了各种人机界面单元、通信单元，使应用可编程控制控制设备的配套更加容易。目前，可编程控制器在机械制造、石油化工、冶金钢铁、汽车、轻工业等领域的应用都得到了长足的发展。

我国可编程控制器的引进、应用、研制、生产是伴随着改革开放开始的。最初是在引进设备中大量使用.程控制器。接下来在各种企业的生产设备及产品中不断扩大了PLC的应用。目前，我国自己已可以生产中小型可编程控制器。上海东屋电气有限公司生产的CF系列、杭州机床电器厂生产的DKK及D系列、大连组合机床研究所生产的S系列、苏州电子计算机厂生产的YZ系列等多种产品已具备了一定的规模并在工业产品中获得了应用。此外，无锡华光公司、上海乡岛公司等中外合资企业也是我国比较著名的PLC生产厂家。可以预期,随着我国现代化进程的深入，PLC在我国将有更广阔的应用天地。

4.

PLC未来展望

21世纪，PLC会有更大的发展。从技术上看，计算机技术的新成果会更多地应用于可编程控制器的设计和制造上，会有运算速度更快、存储容量更大、智能更强的品种出现；从产品规模上看，会进一步向超小型及超大型方向发展；从产品的配套性上看，产品的品种会更丰富、规格更齐全，完美的人机界面、完备的通信设备会更好地适应各种工业控制场合的需求；从市场上看，各国各自生产多品种产品的情况会随着国际竞争的加剧而打破，会出现少数几个品牌垄断国际市场的局面，会出现国际通用的编程语言；从网络的发展情况来看,可编程控制器和其它工业控制计算机组网构成大型的控制系统是可编程控制器技术的发展方向。目前的计算集散控制系统DCS（Distributed

Control

System）中已有大量的可编程控制器应用。伴随着计算机网络的发展,可编程控制器作为自动化控制网络和国际通用网络的重要组成部分，将在工业及工业以外的众多领域发

挥越来越大的作用。第二章实训课题实训一铁塔之光实训目的熟悉功能指令的使用。2、理解七段译码器的工作原理。3、进一步掌握I/O的分配与连接方法。4、掌握编程器的操作以及编程器的下载、上载、检查和运行操作。二、实训器材1、亚龙PLC—主机单元一台。2、亚龙铁塔之光单元模块一块。3、编程器或计算机一台。4、安全连线若干条。5、PLC串口通讯线一条。三、实训原理铁塔之光是利用彩灯对铁塔进行装饰，从而达到烘托铁塔的效果。针对不同的场合对彩灯的运行方式也有不同的要求，对于要求彩灯有多种不同运行方式的情况下，采用PLC中的一些特殊指令来进行控制就显的尤为方便。铁塔之光的控制要求：PLC运行后，灯光自动开始显示，有时每次只亮一盏灯，顺序从上向下，或是从下向上；有时从底层从下向上全部点亮，然后又从上向下熄灭。运行方式多样，学生可自行设计。四、I/O分配表表1-1铁塔之光的I/O分配表输出输出Y0彩灯L1Y11七段译码管AY1彩灯L2Y12七段译码管BY2彩灯L3Y13七段译码管CY3彩灯L4Y14七段译码管DY4彩灯L5Y15七段译码管EY5彩灯L6Y16七段译码管FY6彩灯L7Y17七段译码管GY7彩灯L8Y10彩灯L9五、I/O接线图图1-1铁塔之光的I/O接线图六、实训步骤1、先将PLC主机上的电源开关置于关状态，严格按图1-1接线，注意12V和24V电源的正负不要短接，电路不要短路，否则会损坏PLC触点。2、将电源线插进PLC主机表面的电源孔中，再将另一端插到220V电源插板上。3、将PLC主机的电源开关拨到开状态，并且必须将PLC串口置于STOP状态，然后通过计算机或编程器将程序下载到PLC中，下载完后，将PLC串口置于RUN状态。4、PLC运行后，灯光自动开始显示，有时每次一只灯，向上或向下；有时从底层从下向上全部点亮，然后又从上向下熄灭。七、实训图示2/2实训二多种液体自动混合一、实训目的1、理解多种液体自动混合控制系统工作原理。2、掌握梯形图的编程方法和指令程序的编法。3、掌握编程器的操作以及编程器的输入、检查、修改、下载、上载和运行操作。二、实训器材1、亚龙PLC主机单元一台。2、亚龙PLC多种液体自动混合单元一台。3、计算机或编程器一台。4、安全连线若干条。5、PLC串口通讯线一条。三、实训原理多种液体自动混合控制要求如下：初始状态，容器为空，电磁阀Y1、Y2、Y3、Y4和搅拌机M为关断，液面传感器L1、L2、L3均为OFF。按下启动按钮，电磁阀Y1、Y2打开，注入液体A与B，液面高度为L2时（此时L2和L3均为ON），停止注入（Y1、Y2为OFF）。同时开启液体C的电磁阀Y3（Y3为ON），注入液体C，当液面升至L1时（L1为ON），停止注入（Y3为OFF）。开启搅拌机M，搅拌时间为3秒。开始加热，加热至一定温度时温度传感器X4启动，之后电磁阀Y4开启，排出液体，当液面高度降至L3时（L3为OFF），再延时5秒，Y4关闭。按启动按钮可以重新开始工作。四、I/O接线图图1-1多种液体自动混合的I/O接线图五、I/O分配表表1-1多种液体自动控制的I/O分配表I/O口说明I/O口说明X0启动Y1电磁阀Y1X1L1Y2电磁阀Y2X2L2Y3电磁阀Y3X3L3Y4电磁阀Y4X4TY5搅拌机MY6电炉H六、实训步骤1、先将PLC主机上的电源开关拨到关状态，严格按图1-1所示接线，注意12V和24V电源的正负不要短接，电路不要短路，否则会损坏PLC触点。2、将电源线插进PLC主机表面的电源孔中，再将另一端插到220V电源插板。3、将PLC主机上的电源开关拨到开状态，并且必须将PLC串口置于STOP状态，然后通过计算机或编程器将程序下载到PLC中，下载完成后，再将PLC串口置于RUN状态。4、按下列步骤进行实训操作：（1）上下拨动启动开关I0.0，电磁阀Y1、Y2灯亮。（2）拨上L3、L2，电磁阀Y1、Y2灭，电磁阀Y3亮。（3）拨上L1，电磁阀Y3灭，搅拌机M亮5秒后加热器E亮，（4）拨上T，电磁阀Y4亮。（5）依次断开L1、L2、L3，延时5秒后，电磁阀Y4灭。七、实训图示实训三交通灯自控与手控一、实训目的学习交通灯的编程过程。学习功能指令的应用。二、实训器材亚龙PLC—三菱主机单元一台。亚龙PLC—交通灯控制单元一台。编程器或计算机一台。三、实训原理交通灯控制要求：（1）该单元设有启动和停止开关S1、S2，用以控制系统的“启动”与“停止”。S3还可屏蔽交通灯的灯光。（2）交通灯显示方式。当东西方向红灯亮时，南北方向绿灯亮，当绿灯亮到设定时间时，绿灯闪亮三次，闪亮周期为1秒，然后黄灯亮2秒。当南北方向黄灯熄灭后，东西方向绿灯亮，南北方向红灯亮………周而复始，不断循环。四、I/O分配表表1-1交通灯控制的I/O分配表I/O口说明I/O口说明X0启动开关Y0东西红灯X1停止开关Y1东西绿灯X2屏蔽开关Y2东西黄灯Y3南北红灯Y4南北绿灯Y5南北黄灯五、实训步骤1、将电源置于关状态，严格按图1-1所示接线，注意24V电源的正负不要短接，电路不要短路，否则会损坏PLC触点。2、先将PLC的电源线插进PLC正面的电源孔中，再将另一端插到220V电源插板。3、将电源置于开状态，PLC置于STOP状态，用计算机或编程器将总程序输入PLC，输好程序后将PLC置于RUN状态。4、实训操作过程如下：（1）将启动S1先拨上再拨下，观察交通灯的变化。（2）拨上屏蔽开关S3，观察灯的变化，拨下S3，观察灯的变化。（3）拨上停止开关S2，观察灯的变化，拨下S2，观察灯的变化。（4）比较开关S2与S3的作用。S2使灯永远熄灭，S3使灯暂时熄灭。六、实训图示实训四电机控制实训目的1、了解三相电动机的起动方式。2、掌握PLC基本指令的应用。二、实训器材1、亚龙PLC—三菱主机单元一台。2、亚龙PLC—三相异步电动机顺序控制单元一台。3、计算机或编程器一台。三、实训原理正常运转时定子绕组接成三角形的三相交流异步电动机在需要降压启动时，可采用Y--△降压启动的方法进行空载或轻载启动。其方法是启动时先将定子绕组接成星形，进行降压启动，当电动机转速接近额定转速时，再将定子绕组改接成三角形，使电动机全压运行。三相电动机顺序控制要求如下：（1）先拨上正转开关SB1，再拨下SB1，电机以Y-△方式启动，Y形接法运行5秒后转换为△形运行。（2）先拨上停止开关SB3，再拨下SB3，电机立即停止运行。（3）先拨上反转开关SB2，再拨下SB2，电机以Y-△方式启动，Y形接法运行5秒后转换为△形运行。（4）先拨上停止开关SB3，再拨下SB3，电机立即停止运行。四、I/O接线图图1-1三相电动机的顺序控制的I/O接线图五、I/O分配表表1-1三相电动机的顺序控制的I/O分配表I/O口说明I/O口说明X0正转开关Y0KM1X1反转开关Y1KM2X2停止开关Y2KM△Y3KMY六、I/O接线图图1-1交通灯控制的I/O接线七、实训步骤1、将电源开关拨到关状态，严格按图1-1所示接线，注意24V电源的正负不要短接，电路不要短路，否则会损坏PLC触点。2、先将PLC的电源线插进PLC正面的电源孔中，再将另一端插到220V电源插板。3、电源开关拨到开状态，PLC置于STOP状态，用计算机或编程器将总程序输入PLC，输好程序后将PLC置于RUN状态。4、按照实训原理工作方式操作，观察实训现象。八、实训图示实训五全自动洗衣机一、实训目的1、学习全自动洗衣机的工作原理。2、学习计数器、定时器指令的应用。二、实训器材1、亚龙PLC—三菱主机单元一台。2、亚龙PLC—全自动洗衣机控制单元一台。3、计算机或编程器一台。三、实训原理全自动洗衣机的进水和排水由进水电磁阀和排水电磁阀控制。进水时，洗衣机将水注入外桶；排水时水从外桶排出。洗涤和脱水由同一台电动机拖动，通过脱水电磁离合器来控制，将动力传递到洗涤波轮或内桶。脱水电磁离合器失电，电动机拖动洗涤波轮实现正、反转，开始洗涤；脱水电磁离合器得电，电动机拖动内桶单向高速旋转，进行脱水（此时波轮不转）。全自动洗衣机控制要求：（１）按启动按钮，首先进水电磁阀打开，进水指示灯亮。（２）按上限按钮，进水指示灯灭。搅轮在正反搅拌，两灯轮流亮灭。（３）等待几秒钟。排水灯亮，后甩干桶灯亮了又灭。（４）按下限按钮，排水灯灭、进水灯亮。（５）重复两次（１）—（４）的过程。（６）第三次按下限按钮时，蜂鸣器灯亮五秒钟后灭。整个过程结束。（７）操作过程中，按停止按钮可结束动作过程。（８）手动排水按钮是独立操作命令，按下手动排水后，必须要按下限按钮。四、I/O分配表表1-1全自动洗衣机的控制的I/O分配表I/O口说明I/O口说明X0启动按钮Y0进水指示灯X1停止按钮Y1排水指示灯X2上限按钮Y2正搅拌指示灯X3下限按钮Y3反搅拌指示灯X4手动排水按钮Y4甩干桶指示灯Y5蜂鸣器指示灯五、I/O的接线图3U3U图1-1全自动洗衣机的控制的I/O的接线图六、实训步骤1、将电源开关拨到关状态，严格按图3-1-2所示接线，注意24V电源的正负不要短接，电路不要短路，否则会损坏PLC触点。2、先将PLC的电源线插进PLC正面的电源孔中，再将另一端插到220V电源插板。3、将电源开关拨到开状态，PLC置于STOP状态，用计算机或编程器将总程序输入PLC，输好程序后将PLC置于RUN状态。4、按照实训原理控制要求操作，观察实训现象。七、实训图示实训六水塔水位一、实训目的1、用PLC构成水塔水位自动控制系统二、实训器材1、亚龙PLC—三菱主机单元一台。2、亚龙PLC—水塔水位自动控制单元一台。3、计算机或编程器一台。三、实训原理水塔水位控制的要求：当水池液面低于下限水位（S4为ON表示），电磁阀Y打开注水，S4为OFF，表示水位高于下限水位。当水池液面高于上限水位（S3为ON表示），电磁阀Y关闭。当水塔水位低于下限水位（S2为ON表示），水泵M工作，向水塔供水，S2为OFF，表示水位高于下限水位。当水塔液面高于上限水位（S1为ON表示），水泵M停。当水塔水位低于下限水位，同时水池水位也低于下限水位时，水泵M不启动。四、I/O接线图图1-1