电气控制与plc实训教程电子教案.pptx

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,Page,*,点击此处结束放映,第5章,基本逻辑指令及其应用,基本逻辑指令,5.1,梯形图基本规则,5.2,基本电路编程,5.3,梯形图程序设计技巧,5.4,1/120,本章以三菱FX2N系列PLC基本逻辑指令（共27条）为例，,2/120,5.1 基本逻辑指令,5.1.1 逻辑取及驱动线圈指令LD/LDI/OUT,逻辑取及驱动线圈指令如表5-1所表示。,3/120,符号、名称,功能,电 路 表 示,操 作 元 件,程序步,LD取,常开触点逻辑运算起始,X，Y，M，T，C，S,1,LDI取反,常闭触点逻辑运算起始,X，Y，M，T，C，S,1,OUT输出,线圈驱动,Y，M，T，C，S,Y、M：1，特M：2，T：3，C：35,表5-1,逻辑取及驱动线圈指令表,4/120,1使用方法示例,2使用注意事项,3双线圈输出,5/120,5.1.2触点串、并联指令AND/ANI/OR/ORI,触点串、并联指令如表5-2所表示。,6/120,符号、名称,功能,电 路 表 示,操 作 元 件,程 序 步,AND与,常开触点串联连接,X，Y，M，S，T，C,1,ANI与非,常闭触点串联连接,X，Y，M，S，T，C,1,OR或,常开触点并联连接,X，Y，M，S，T，C,1,ORI或非,常闭触点并联连接,X，Y，M，S，T，C,1,表5-2,触点串、并联指令表,7/120,1使用方法示例,图5-3 触点串、并联指令使用方法图,8/120,2使用注意事项,3连续输出,如图5-4（a）所表示，OUT M1指令之后经过X1触点去驱动Y4，称为连续输出,9/120,图5-4 连续输出电路,10/120,5.1.3电路块连接指令ORB/ANB,符号、名称,功能,电 路 表 示,操 作 元 件,程序步,ORB电路块或,串联电路并联连接,无,1,ANB电路块与,并联电路串联连接,无,1,表5-3,电路块连接指令表,11/120,1使用方法示例,电路块连接指令应用如图5-5和图5-6所表示。,图5-5 串联电路块并联,12/120,图5-6 并联电路块串联,13/120,5.1.4多重输出电路指令MPS/MPD/MPP,多重输出电路指令如表5-4所表示。,符号、名称,功能,电 路 表 示,操 作 元 件,程序步,MPS进栈,进栈,无,1,MRD读栈,读栈,无,1,MPP出栈,出栈,无,1,表5-4,多重输出指令表,14/120,1使用方法示例,多重输出电路指令应用如图5-7和图5-8所表示。,图5-7 简单1层栈,15/120,2使用注意事项,图5-8 复杂1层栈,16/120,5.1.5置位与复位指令SET/RST,置位与复位指令如表5-5所表示。,符号、名称,功能,电 路 表 示,操 作 元 件,程序步,SET置位,令元件自保持ON,Y，M，S,Y，M：1,S，特M：2,RST复位,令元件自保持OFF或去除数据存放器内容,Y，M，S，C，D，V，Z，积T,Y，M：1；,S，特M，C，积T：2；,D，V，Z，：3,表5-5,置位与复位指令表,17/120,1指令使用方法示例,指令使用方法示比如图5-9所表示。,2使用注意事项,18/120,图5-9 SET、RST使用,19/120,5.1.6脉冲输出指令PLS/PLF,脉冲输出指令如表5-6所表示。,1使用方法示例,2使用注意事项,符号、名称,功能,电 路 表 示,操 作 元 件,程序步,PLS上升沿脉冲,上升沿微分输出,Y，M,2,PLF下降沿脉冲,下降沿微分输出,Y，M,2,20/120,5.1.7 脉冲式触点指令LDP/LDF/ANP/ANF/ORP/ORF,脉冲式触点指令如表5-7所表示。,1使用方法示例,2使用注意事项,21/120,符号、名称,功能,电 路 表 示,操 作 元 件,程序步,LDP取上升沿脉冲,上升沿脉冲逻辑运算开始,X，Y，M，S，T，C,2,LDF取下降沿脉冲,下降沿脉冲逻辑运算开始,X，Y，M，S，T，C,2,ANP与上升沿脉冲,上升沿脉冲串联连接,X，Y，M，S，T，C,2,ANF与下降沿脉冲,下降沿脉冲串联连接,X，Y，M，S，T，C,2,ORP或上升沿脉冲,上升沿脉冲并联连接,X，Y，M，S，T，C,2,ORF或下降沿脉冲,下降沿脉冲并联连接,X，Y，M，S，T，C,2,表5-7,脉冲式触点指令表,22/120,5.1.8主控触点指令MC/MCR,主控触点指令如表5-8所表示。,1使用方法示例,2使用注意事项,23/120,符号、名称,功能,电路表示及操作元件,程序步,MC主控,主控电路块起点,3,MCR主控复位,主控电路块终点,2,表5-8,主控触点指令表,24/120,5.1.9逻辑运算结果取反指令INV,逻辑运算结果取反指令如表5-9所表示。,符号、名称,功能,电 路 表 示,操 作 元 件,程序步,INV取反,逻辑运算结果取反,无,1,表5-9,逻辑运算结果取反指令表,25/120,5.1.10 空操作和程序结束指令,NOP/END,空操作和程序结束指令如表5-10所表示。,1空操作指令NOP,2程序结束指令END,PLC按照循环扫描工作方式，首先进行输入处理，然后进行程序处理，当处理到END指令时，即进行输出处理。,26/120,符号、名称,功能,电 路 表 示,操 作 元 件,程 序 步,NOP空操作,无动作,无,无,1,END结束,输入输出处理，程序回到第0步,无,1,表5-10,空操作和程序结束指令表,27/120,5.2 梯形图基本规则,1线圈右边无触点,图5-15 线圈右边无触点梯形图,28/120,2触点可串可并无限制,3线圈不能重复使用,4触点水平不垂直,5触点多上并左,6次序不一样结果不一样,29/120,5.3 基本电路编程,1电动机起保停电路,（1）控制要求,按下起动按钮SB1，电动机起动运行，按下停顿按钮SB2，电动机停顿运行。,（2）输入/输出（I/O）分配,X0：SB1，X1：SB2（常开），Y0：电动机（接触器）。,（3）梯形图方案设计,30/120,图5-20 电动机起保停梯形图（停顿优先）,31/120,若要改为起动优先，则梯形图如图5-21所表示。,图5-21 电动机起保停梯形图（起动优先）,32/120,2单台电动机两地控制,（1）控制要求,按下地点1起动按钮SB1或地点2起动按钮SB2均可起动电动机；按下地点1停顿按钮SB3或地点2停顿按钮SB4均可停顿电动机运行。,33/120,（2）输入/输出分配,X0：SB1，X1：SB2，X2：SB3（常开），X3：SB4（常开），Y0：电动机（接触器）。,（3）梯形图方案设计,34/120,图5-22 单台电动机两地控制梯形图,35/120,3两台电动机次序联动控制,（1）控制要求,电动机M1先起动（SB1），电动机M2才能起动（SB2）。,36/120,（2）输入/输出分配,X0：电动机M1起动（SB1），X1：电动机M2起动（SB2），X2：电动机M1停顿（SB3），X3：电动机M2停顿（SB4）；Y0：电动机M1（接触器1），Y1：电动机M2（接触器2）。,（3）梯形图方案设计,37/120,图5-23 两台电动机次序联动控制梯形图,38/120,4定时器应用,（1）得电延时合（如图5-24所表示）,说明：X0 得电2s后，Y0动作。,图5-24 得电延时合梯形图及时序图,39/120,（2）失电延时断（如图5-25所表示）,图5-25 失电延时断梯形图及时序图,40/120,（3）3台电动机次序起动,控制要求。电动机M1起动5s后电动机M2起动,电动机M2起动5s后电动机M3起动；按下停顿按钮时，电动机无条件全部停顿运行。,41/120,输入/输出分配。X1：起动按钮，X0:停顿按钮，Y1：电动机M1，Y2：电动机M2，Y3：电动机M3。,梯形图方案设计。,42/120,图5-26 3台电动机次序起动梯形图,43/120,5计数器C应用（如图5-27所表示）,图5-27 计数器C应用梯形图及时序图,44/120,6振荡电路,振荡电路能够产生特定通断时序脉冲，它应用在脉冲信号源或闪光报警电路中。,（1）定时器组成振荡电路一（如图5-28所表示）,45/120,图5-28 振荡电路一梯形图及输出波形图,46/120,7振荡电路应用,8定时器延时扩展,9两计数器接力计数,10单触点起动/停顿控制,47/120,5.4 梯形图程序设计技巧,5.4.1 转换法,转换法就是将继电器电路图转换成与原有功效相同PLC内部梯形图。,1基本方法,依据继电器电路图来设计PLC梯形图时，关键是要抓住它们一一对应关系，即控制功效对应、逻辑功效对应以及继电器硬件元件和PLC软件元件对应。,48/120,2转换设计步骤,（1）了解和熟悉被控设备工艺过程和机械动作情况，依据继电器电路图分析和掌握控制系统工作原理，这么才能在设计和调试系统时心中有数。,（2）确定PLC输入信号和输出信号，画出PLC外部接线图。,49/120,（3）确定PLC梯形图中辅助继电器（M）和定时器（T）元件号。,（4）依据上述对应关系画出PLC梯形图。,50/120,（5）依据被控设备工艺过程和机械动作情况以及梯形图编程基本规则，优化梯形图，使梯形图既符合控制要求，又含有合理性、条理性和可靠性。,（6）依据梯形图写出其对应指令表程序。,51/120,3转换法应用,例1 图5-35是三相异步电动机正反转控制继电器电路图，试将该继电器电路图转换为功效相同PLC外部接线图和梯形图。,52/120,图5-35 三相异步电动机正反转控制继电器电路图,53/120,解：（1）分析动作原理,（2）确定输入/输出信号,（3）画出PLC外部接线图,（4）画对应梯形图,（5）画优化梯形图,54/120,图5-36 电动机正反转外部接线图,55/120,图5-37 电动机正反转继电器电路图所对应梯形图,56/120,57/120,图5-38 电动机正反转优化梯形图,58/120,5.4.2逻辑法,1基本方法,用逻辑法设计梯形图，必须在逻辑函数表示式与梯形图之间建立一个一一对应关系，即梯形图中常开触点用原变量（元件）表示，常闭触点用反变量（元件上加一小横线）表示。,59/120,逻辑函数表示式,梯形图,逻辑函数表示式,梯形图,逻辑“与”,M0=X1X2,“与”运算式,M0X1X2Xn,逻辑“或”,M0X1+X2,“或/与”运算式,M0（X1+M0）X2,逻辑“非”,M0,“与/或”运算式,M0（X1X2）+（X3X4）,表5-11,逻辑函数表示式与梯形图对应关系,60/120,2设计步骤,（1）经过分析控制要求，明确控制任务和控制内容；,（2）确定PLC软元件（输入信号、输出信号、辅助继电器M和定时器T），画出PLC外部接线图；,61/120,（3）将控制任务、要求转换为逻辑函数（线圈）和逻辑变量（触点），分析触点与线圈逻辑关系，列出真值表；,（4）写出逻辑函数表示式；,（5）依据逻辑函数表示式画出梯形图；,（6）优化梯形图。,62/120,3逻辑法应用,例3 用逻辑法设计三相异步电动机Y/降压起动控制梯形图。,解：（1）明确控制任务和控制内容,（2）确定PLC软元件，画出PLC外部接线图,（3）列出真值表,63/120,触点,线圈,X0,X1,X2,Y0,Y1,Y2,T0,Y1,Y0,Y2,T0,1,1,1,0,0,0,0,0,1,1,1,0,0,0,1,1,1,0,0,0,0,1,0,1,1,0,0,0,表5-12,电动机Y/降压起动真值表,64/120,（4）列出逻辑函数表示式,（5）画出梯形图,（6）优化梯形图,65/120,图5-43 电动机Y/降压起动梯形图,66/120,图5-44 电动机Y/降压起动优化梯形图,67/120,5.4.3经验法,经验法是用设计继电器电路图方法来设计比较简单开关量控制系统梯形图。,68/120,1基本方法,经验法是在一些经典电路基础上，依据控制系统详细要求，经过屡次重复地调试、修改和完善，最终才能得到一个较为满意结果。用经验法设计时，能够参考一些基本电路梯形图或以往一些编程经验。,69/120,2设计步骤,（1）在准确了解控制要求后，合理地为控制系统中信号分配I/O接口，并画出I/O分配图。,70/120,（2）对于一些控制要求比较简单输出信号，可直接写出它们控制条件，依起保停电路编程方法完成对应输出信号编程；对于控制条件较复杂输出信号，可借助辅助继电器来编程。,71/120,（3）对于较复杂控制，要正确分析控制要求，确定各输出信号关键控制点。在以空间位置为主控制中，关键点为引发输出信号状态改变位置点；在以时间为主控制中，关键点为引发输出信号状态改变时间点。,72/120,（4）确定了关键点后，用起保停电路编程方法或基本电路梯形图，画出各输出信号梯形图。,（5）在完成关键点梯形图基础上，针对系统控制要求，画出其它输出信号梯形图。,73/120,（6）在此基础上，审查以上梯形图，更正错误，补充遗漏功效，进行最终优化。,3经验法应用,例5 用经验法设计三相异步电动机正反转控制梯形图。控制要求为：若按正转按钮SB1，正转接触器KM1得电，电动机正转；,74/120,若按反转按钮SB2，反转接触器KM2得电，电动机反转；若按停顿按钮SB或热继电器动作，正转接触器KM1或反转接触器KM2失电，电动机停顿；只有电气互锁，没有按钮互锁。,75/120,解：（1）依据以上控制要求，可画出其I/O分配图，如图5-36所表示。图5-49 电动机正反转控制梯形图,（2）依据以上控制要求可知：正转接触器KM1得电条件为按下正转按钮SB1，正转接触器KM1失电条件为按下停顿按钮SB或热继电器动作；,76/120,反转接触器KM2得电条件为按下反转按钮SB2，反转接触器KM2失电条件为按下停顿按钮SB或热继电器动作。所以，可用两个起保停电路叠加，在此基础上再在线圈前增加对方常闭触点作电气软互锁，如图5-38所表示。,77/120,另外，可用SET、RST指令进行编程，若按正转按钮X1，正转接触器Y1置位并自保持；若按反转按钮X2，反转接触器Y2置位并自保持；,78/120,若按停顿按钮X0或热继电器X3动作，正转接触器Y1和反转接触器Y2复位并自保持；在此基础上再增加对方常闭触点作电气软互锁，如图5-49所表示。,79/120,图5-49 电动机正反转控制梯形图,80/120,实训课题3编程软件使用,实训9 GX Developer编程软件使用,一、实训目标,（1）熟悉GX Developer软件界面；,（2）掌握梯形图基本输入操作；,（3）掌握利用PLC编程软件编辑、调试等基本操作。,81/120,二、实训器材,（1）可编程控制器1台（FX2N-48MR）；,（2）计算机（已安装GX Developer编程软件）1台。,82/120,三、实训指导,1编程软件介绍,2GX编程软件使用,在计算机上安装好GX编程软件后，运行GX软件，其界面如图5-61所表示。,83/120,图5-61 运行GX后界面,84/120,（1）菜单栏,GX编程软件有10个菜单项。,（2）工具栏,工具栏分为主工具、图形编辑工具、视图工具等，它们在工具栏位置是能够拖动改变。,85/120,图5-62 建立新工程画面,86/120,图5-63 程序编辑窗口,87/120,（3）编辑区,是程序、注解、注释、参数等编辑区域。,（4）工程数据列表,以树状结构显示工程各项内容，如程序、软元件注释、参数等。,88/120,（5）状态栏,显示当前状态如鼠标所指按钮功效提醒、读写状态、PLC型号等内容。,图5-64 梯形图,3梯形图程序编制,89/120,图5-64 梯形图,90/120,图5-65 程序编制画面,91/120,图5-66 程序变换前画面,92/120,图5-67 用鼠标和键盘操作画面,93/120,4指令方式编制程序,5程序传送,（1）PLC与计算机连接,（2）进行通信设置,（3）程序写入、读出,94/120,图5-68 指令方式编制程序画面,95/120,图5-69 通信设置画面,96/120,图5-70 程序写入画面,97/120,6编辑操作,（1）删除、插入,（2）修改,（3）删除、绘制连线,98/120,（4）复制、粘贴,（5）打印,（6）保留、打开工程,（7）其它功效,99/120,四、程序输入练习,（1）按图5-23输入程序，依据控制要求运行程序，观察输出指示等改变情况；,（2）按图5-24输入程序，运行程序后合一下X0，观察输出指示等改变情况；,100/120,（3）按图5-25输入程序，运行程序后闭合X0，观察输出指示等改变情况；,（4）按图5-29输入程序，运行程序后闭合X0，观察输出指示等改变情况。,五、实训汇报,101/120,实训课题4 电动机PLC控制,实训10 电动机循环正反转PLC控制,一、实训目标,（1）掌握PLC基本逻辑指令；,（2）掌握PLC编程基本方法和技巧；,（3）掌握编程软件基本操作；,（4）掌握电动机循环正反转PLC外部接线及操作。,102/120,二、实训器材,（1）可编程控制器1台（FX2N-48MR）；,（2）交流接触器2个（40A）；,（3）热继电器1个（40A）；,（4）按钮开关3个（常开，其中1个用来代替热继电器常开触头）；,（5）熔断器2个（0.5A）；,103/120,（6）实训控制台1个；,（7）电动机1台；,（8）电工惯用工具1套；,（9）计算机1台（已安装GX Developer或GPP软件）；,（10）连接导线若干。,104/120,三、实训要求,设计一个用PLC基本逻辑指令来控制电动机循环正反转控制系统，并在此基础上练习编程软件各种功效。其控制要求以下：,105/120,（1）按下起动按钮，电动机正转3s，停2s，反转3s，停2s，如此循环5个周期，然后自动停顿。,（2）运行中，可按停顿按钮停顿，热继电器动作也应停顿。,106/120,四、软件程序,1I/O分配,X0：停顿按钮，X1：起动按钮，,X2：热继电器动合点；,Y1：电动机正转接触器，Y2：电动机反转接触器。,2梯形图方案设计,107/120,图5-71 电动机循环正反转梯形图,108/120,五、系统接线,依据系统控制要求，其系统接线图如图5-72所表示。,六、系统调试,（1）输入程序,（2）静态调试,（3）动态调试,（4）修改、打印并保留程序,109/120,图5-72 电动机循环正反转系统接线图,110/120,实训课题5 基本逻辑指令应用,实训13 数码管循环点亮PLC控制,一、实训目标,（1）掌握PLC基本逻辑指令应用；,（2）熟练掌握PLC编程基本方法和技巧；,（3）熟练掌握编程软件基本操作；,（4）掌握PLC外部接线及操作。,111/120,二、实训器材,（1）可编程控制器1台（FX2N-48MR）；,（2）按钮开关2个（常开）；,（3）熔断器2个（0.5A）；,（4）实训控制台1个；,112/120,（5）七段数码管1个（共阴极，且已串接了限流电阻）；,（6）计算机1台；,（7）电工惯用工具1套；,（8）连接导线若干。,113/120,三、实训要求,设计一个用PLC基本逻辑指令来控制数码管循环显示数字0、1、2、9控制系统。其控制要求以下：,114/120,（1）程序开始后显示0，延时,T,秒，显示1，延时,T,秒，显示2，显示9，延时,T,秒，再显示0，如此循环不止；,（2）按停顿按钮时，程序无条件停顿运行；,（3）需要连接数码管（数码管选取共阴极）。,115/120,四、软件程序,1I/O分配,X0：停顿按钮，X1：起动按钮；Y1Y7：数码管ag。,2梯形图方案设计,116/120,图5-75 数字与输出点对应关系,117/120,图5-76 数码管循环点亮梯形图,118/120,图5-77 数码管循环点亮系统接线图,119/120,五、系统接线,六、系统调试,（1）输入程序,（2）静态调试,（3）动态调试,七、实训汇报,120/120,