三菱PLC应用技术.ppt

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,Page,*,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,*,三菱,PLC,可编程逻辑控制器（,Programmable Logical Controller,，,PLC,）。,为了与个人计算机（,Personal Computer,，,PC,）相区别，人们又用,PLC,作为可编程控制器的缩写。,PLC,的基本组成,4.1,PLC,的软元件,4.2,PLC,的工作原理,4.3,GX Developer,编程软件,4.4,FX-20P-E,型手持式编程器,4.5,4.1 PLC,的基本组成,PLC,系统通常由基本单元、扩展单元、扩展模块及特殊功能模块组成，如图,4-1,所示。,图,4-1 PLC,系统组成,4.1.1,外部结构,FX,系列,PLC,的外部特征基本相似，如图,4-2,所示。,图,4-2 FX2N,系列,PLC,外形图,1,外部端子部分,图,4-3 FX2N,48MR,的端子分布图,注：输出端子共分为,5,组，组间用黑实线分开，黑点为备用端子,输入端子与输入信号相连，,PLC,的输入电路通过其输入端子可随时检测,PLC,的输入信息，其连接示意图如图,4-4,（,a,）所示。,图,4-4,输入输出信号连接示意图,输出电路就是,PLC,的负载驱动回路，通过输出点，将负载和负载电源连接成一个回路，其连接示意图如图,4-4,（,b,）所示。,2,指示部分,3,接口部分,4,通电观察,了解,PLC,的外部结构及各部分的功能。,按图,4-4,所示连接好各种输入设备。,接通,PLC,的电源，观察,PLC,的相关指示是否正常。,分别接通各个输入信号，观察,PLC,的输入指示灯是否发亮。,将,PLC,的运行模式转换开关置于,RUN,状态，观察,PLC,的输出指示灯是否发亮。,4.1.2,内部硬件,PLC,基本单元内部主要有,3,块线路板，即电源板、输入输出接口板及,CPU,板。,电源板主要为,PLC,各部件提供高质量的开关电源，如图,4-5,（,a,）所示。,图4-5,内部硬件,输入输出接口板主要完成输入、输出信号的处理，如图,4-5,（,b,）所示。,CPU,板主要完成,PLC,的运算和存储功能，如图,4-5,（,c,）所示。,4.1.3,内部结构,PLC,基本单元主要由中央处理单元（,CPU,）、存储器、输入单元、输出单元、电源单元、扩展接口、存储器接口、编程器接口和编程器组成，其结构框图如图,4-6,所示。,图,4-6 PLC,的结构框图,（,1,）输入电路,图,4-7,直流输入方式的电路图,（,2,）输出电路,图,4-8 PLC,的输出电路图,4.1.4,软件,1,梯形图,图,4-9,继电控制电路图与梯形图的比较示例,2,指令表,指令表（,IL,）是由许多指令构成的，,PLC,的指令是一种与微型计算机的汇编语言中的指令相似的助记符表达式，它由操作码和操作数两部分组成。,3,顺序功能图,4,梯形图的特点,4.2 PLC,的软元件,PLC,内部有许多具有不同功能的元件，实际上这些元件是由电子电路和存储器组成的。,例如，输入继电器（,X,）是由输入电路和输入映象寄存器组成；输出继电器（,Y,）是由输出电路和输出映象寄存器组成；定时器（,T,）、计数器（,C,）、辅助继电器（,M,）、状态继电器（,S,）、数据寄存器（,D,）、变址寄存器（,V/Z,）等都是由存储器组成的。,4.2.1,输入继电器,输入继电器与,PLC,的输入端子相连，是,PLC,接收外部开关信号的窗口，,PLC,通过输入端子将外部信号的状态读入并存储在输入映象寄存器中。,FX2N,系列,PLC,的输入继电器采用八进制编号，如,X000,X007,，,X010,X017,，习惯写成,X0,X7,，,X10,X17,等，最多可达,184,点。,图,4-10,是一个,PLC,控制系统的示意图。,图,4-10 PLC,控制系统的示意图,4.2.2,输出继电器,输出继电器与,PLC,的输出端子相连，是,PLC,向外部负载发送信号的窗口。输出继电器用来将,PLC,的输出信号传送给输出单元，再由后者驱动外部负载。,FX,系列,PLC,的输出继电器采用八进制编号，如,Y0Y7,，,Y10,Y17,最多可达,184,点，但输入、输出继电器的总和不得超过,256,点。,表,4-1 FX2N,系列,PLC,输入、输出继电器的元件号,型 号,FX,2N,-16M,FX,2N,-32M,FX,2N,-48M,FX,2N,-64M,FX,2N,-80M,FX,2N,-128M,扩 展 时,输入,X0,X78,点,X0,X1716,点,X0,X2724,点,X0,X3732,点,X0,X4740,点,X0,X7764,点,X0,X267184,点,输出,Y0,Y78,点,Y0,Y1716,点,Y0,Y2724,点,Y0,Y3732,点,Y0,Y4740,点,Y0,Y7764,点,Y0,Y267184,点,4.2.3,辅助继电器,PLC,内部有许多辅助继电器，它是一种内部的状态标志，相当于继电器控制系统中的中间继电器。,表,4-2 FX,系列,PLC,的辅助继电器,PLC,FX,1S,FX,1N,FX,2N,/FX,2NC,通用辅助继电器,384,（,M0,M383,）,384,（,M0,M383,）,500,（,M0,M499,）,电池后备,/,锁存辅助继电器,128,（,M384,M511,）,1,152,（,M384,M1535,）,2572,（,M500,M3071,）,特殊辅助继电器,256,（,M8000,M8255,）,特殊辅助继电器,特殊辅助继电器分为以下两类。,只能利用其接点的特殊辅助继电器。,图,4-11,断电保持功能,M8002,为初始脉冲，仅在运行开始瞬间接通一个扫描周期，其波形如图,4-12,所示。,图,4-12,波形图,M8011,M8014,分别是,10ms,、,100ms,、,1s,和,1min,的时钟脉冲特殊辅助继电器。,可驱动线圈型特殊辅助继电器。,M8030,为锂电池电压指示特殊辅助继电器，当锂电池电压下降到某一值时，,M8030,动作，指示灯亮，提醒,PLC,维修人员赶快更换锂电池。,M8033,为,PLC,停止时输出保持特殊辅助继电器；,M8034,为禁止输出特殊辅助继电器；,M8039,为定时扫描特殊辅助继电器。,4.2.4,状态继电器,状态继电器是构成状态转移图的重要软元件，它与后述的步进顺控指令配合使用。,表,4-3 FX,系列,PLC,的状态继电器,PLC,FX,1S,FX,1N,FX,2N,/FX,2NC,初始化状态继电器,10,点，,S0,S9,10,点，,S0,S9,通用状态继电器,490,点，,S10,S499,锁存状态继电器,128,点，,S0,S127,1000,点，,S0,S999,400,点，,S500,S899,信号报警器,100,点，,S900,S999,初始状态继电器,S0,S9,共,10,点。,回零状态继电器,S10,S19,共,10,点。,通用状态继电器,S20,S499,共,480,点。,保持状态继电器,S500,S899,共,400,点。,报警用状态继电器,S900,S999,共,100,点，这,100,个状态继电器可用作外部故障诊断输出。,4.2.5,定时器,定时器在,PLC,中的作用相当于,1,个时间继电器，它有,1,个设定值寄存器（,1,个字长），,1,个当前值寄存器（,1,个字长）以及无限个接点（,1,个位）。,表,4-4FX,系列,PLC,的定时器,PLC,FX,1S,FX,1N,，,FX,2N,/FX,2NC,通用型,100,ms,定时器,63,（,T0,T62,）,200,（,T0,T199,）,10,ms,定时器,31,（,T32,T62,）（,M8028=1,时）,46,（,T200,T245,）,1,ms,定时器,1,（,T63,）,积算型,1,ms,定时器,4,（,T246,T249,）,100,ms,定时器,6,（,T250,T255,）,在,PLC,内定时器是根据时钟脉冲累积计时的，时钟脉冲有,1ms,、,10ms,、,100ms 3,挡，当所计时间到达设定值时，其接点动作。,1,通用型定时器,100ms,定时器的设定值范围为,0.1s,3276.7s,；,10ms,定时器的设定值范围为,0.01s,327.67s,；,1ms,定时器的设定值范围为,0.001s,32.767s,。图,4-13,是通用型定时器的工作原理图。,图,4-13,通用型定时器的工作原理,2,积累型定时器,图,4-14,是积累定时器工作原理图。,图,4-14,积累定时器工作原理,4.2.6,计数器,它分内部信号计数器（简称内部计数器）和外部高速计数器（简称高速计数器）。,表,4-5FX,系列的计数器,PLC,FX,1S,FX,1N,FX,2N,和,FX,2NC,16,位通用计数器,16,（,C0,C15,）,16,（,C0,C15,）,100,（,C0,C99,）,16,位电池后备,/,锁存计数器,16,（,C16,C31,）,184,（,C16,C199,）,100,（,C100,C199,）,32,位通用双向计数器,20,C200,C219,）,32,位电池后备,/,锁存双向计数器,15,（,C220,C234,）,高速计数器,21,（,C235,C255,）,1,内部计数器,内部计数器是用来对,PLC,的内部元件（,X,，,Y,，,M,，,S,，,T,和,C,）提供的信号进行计数。,16,位加计数器的设定值范围为,1,32767,。,32,位双向计数器的设定值范围为,2147483648,[phone],。,2,高速计数器,高速计数器均为,32,位加减计数器。但用于高速计数器输入的,PLC,输入端只有,6,个,X0,X5,，高速计数器的类型如下。,单相无启动,/,复位端子高速计数器,C235,C240,。,单相带启动,/,复位端子高速计数器,C241,C245,。,单相双输入（双向）高速计数器,C246,C250,。,双相输入（,A-B,相型）高速计数器,C251,C255,。,3,计数频率,4.2.7,数据寄存器,数据寄存器在模拟量检测与控制以及位置控制等场合用来储存数据和参数，数据寄存器可储存,16,位二进制数或,1,个字，两个数据寄存器合并起来可以存放,32,位数据（双字）。,表,4-6 FX,系列,PLC,的数据寄存器,PLC,FX,1S,FX,1N,FX,2N,和,FX,2NC,通用寄存器,128,（,D0,D127,）,128,（,D0,D127,）,200,（,D0,D199,）,电池后备,/,锁存寄存器,128,（,D128,D255,）,7,872,（,D128,D7999,）,7,800,（,D200,D7999,）,特殊寄存器,256,（,D8000,D8255,）,256,（,D8000,D8255,）,106,（,D8000,D8195,）,文件寄存器,R,1,500,（,D1000,D2499,）,7,000,（,D1000,D7999,）,7,000,（,D1000,D7999,）,外部调节寄存器,F,2,（,D8030,，,D8031,）,2,（,D8030,，,D8031,）,1,通用寄存器,2,电池后备,/,锁存寄存器,3,特殊寄存器,D8000,D8195,4,文件寄存器,D1000,D7999,4.2.8,变址寄存器,FX2N,系列,PLC,有,16,个变址寄存器,V0,V7,和,Z0,Z7,，在,32,位操作时将,V,、,Z,合并使用，,Z,为低位。,4.2.9,指针,指针（,P/I,）包括分支和子程序用的指针（,P,）以及中断用的指针（,I,）。,4.2.10,常数,常数,K,用来表示十进制常数，,16,位常数的范围为,32768,+32767,，,32,位常数的范围为,2147483648,[phone],。,常数,H,用来表示十六进制常数，十六进制包括,0,9,和,A,F,这,16,个数字，,16,位常数的范围为,0,FFFF,，,32,位常数的范围为,0,FFFFFFFF,。,4.3 PLC,的工作原理,图,4-17,扫描过程,1,内部处理阶段,2,通信服务阶段,3,输入处理阶段,4,程序处理阶段,5,输出处理阶段,图,4-18 PLC,的扫描工作过程,6,扫描周期,4.4 GX Developer,编程软件,4.4.1,编程软件的安装,4.4.2,程序的编制,1,进入和退出编程环境,2,新建一个工程,3,软件界面,4,梯形图方式编制程序,5,指令表方式编制程序,6,保存、打开工程,4.4.3,程序的写入、读出,实训,8 GX Developer,编程软件的基本操作,1,实训目的,2,实训器材3,实训任务,将图,4-31,所示梯形图或表,4-7,所示指令表输入到,PLC,中，运行程序，并观察,PLC,的输出情况。,图,4-31,实训,8,梯形图,表,4-7,实训,8,指令表,步 序,指 令,步 序,指 令,步 序,指 令,0,LD X001,6,OUT T0 K10,18,LD T0,1,OR M0,9,OUT T1 K20,19,ANI T1,2,ANI X000,12,OUT T2 K30,20,OUT Y001,3,OUT M0,15,LD M0,21,LD T1,4,LD M0,16,ANI T0,22,OUT Y002,5,ANI T2,17,OUT Y000,23,END,4,实训步骤,（,1,）,PLC,与计算机的连接,（,2,）梯形图方式编制程序,进入编程环境。,新建一个工程，并将保存路径和工程名称设为“,E,：,阮友德,第,4,章实训,8”,。,将图,4-31,所示梯形图输入（用梯形图显示方式）到计算机中。,图,4-31,实训,8,梯形图,保存工程，然后退出编程环境，再根据保存路径打开工程。,将程序写入,PLC,中的,CPU,，注意,PLC,的串行口设置必须与所连接的一致。,（,3,）连接电路,按图,4-32,所示连接好外部电路，经教师检查系统接线正确后，接通,DC 24V,电源，注意,DC 24V,电源的极性。,图,4-32,彩灯循环点亮的系统接线图,注：模块上的指示灯均已串联了,1k,电阻，下同。,（,4,）通电观察,将,PLC,的运行开关置于,RUN,一侧，若,RUN,指示灯亮，则表示程序没有语法错误；若,PROG.E,指示灯闪烁，则表示程序有语法错误，需要检查修改程序，并重新将程序写入,PLC,中。,断开启动按钮,SB1,和停止按钮,SB,，将运行开关置于,RUN,（运行）状态，彩灯不亮。,闭合启动按钮,SB1,，彩灯依次按黄、绿、红的顺序点亮,1s,，并循环。,闭合停止按钮,SB,，彩灯立即熄灭。,（,5,）指令表方式编制程序,将表,4-7,所示指令表输入到计算机，并将程序写入,PLC,中的,CPU,中，然后重复上述操作，观察运行情况是否一致。,（,6,）将,PLC,中的程序读出，并与图,4-31,所示的梯形图比较是否一致。,（,7,）总结上述操作要领。,4.4.4,程序的编辑,1,程序的删除与插入,删除、插入操作可以是一个图形符号，也可以是一行，还可以是一列（,END,指令不能被删除），其操作有如下几种方法。,将当前编辑区定位到要删除、插入的图形处，单击鼠标右键，在快捷菜单中选择需要的操作。,将当前编辑区定位到要删除、插入的图形处，在“编辑”菜单中执行相应的命令。,将当前编辑区定位到要删除的图形处，然后按键盘上的“,Del”,键即可。,若要删除某一段程序时，可拖动鼠标选中该段程序，然后按键盘上的“,Del”,键，或执行“编辑”菜单中的“删除行”或“删除列”命令。,按键盘上的“,Ins”,键，使屏幕右下角显示“插入”，然后将光标移到要插入的图形处，输入要插入的指令即可。,2,程序的修改,3,删除与绘制连线,4,复制与粘贴,4.4.5,其他功能,1,工程打印,2,工程校验,3,创建软元件注释,实训,9 GX Developer,编程软件的综合操作,1,实训目的,2,实训器材,3,实训任务,在实训,8,的基础上对图,4-31,进行编辑、调试等操作，练习,PLC,编程软件的各项功能。,4,实训步骤,（,1,）练习程序的删除与插入,按照实训,8,保存的路径打开所保存的程序。,将图,4-31,中第,0,步序行的,M0,常开触点删除，并另存为“,E,：,阮友德,第,4,章实训,4.1”,。,将删除后的程序写入,PLC,中，并按实训,8,的要求运行程序，观察,PLC,的运行情况。,删除图,4-31,中的其他触点，然后再插入，反复练习，掌握其操作要领。,将程序恢复到原来的形式，并另存为“,E,：,阮友德,第,4,章实训,4.2”,。,（,2,）练习程序的修改,（,3,）练习连线的删除与绘制,（,4,）练习程序的复制与粘贴,（,5,）练习工程的打印,（,6,）练习工程的校验,（,7,）练习增加注释,（,8,）总结上述操作要领,给图,4-31,所示梯形图增加软元件注释，注释内容如表,4-8,所示。,表,4-8,软元件注释内容,软 元 件,注 释 内 容,软 元 件,注 释 内 容,软 元 件,注 释 内 容,X0,停止按钮,T0,黄灯延时,M0,辅助继电器,X1,启动按钮,T1,绿灯延时,Y0,Y2,黄灯、绿灯、红灯,T2,红灯延时,4.5 FX-20 P-E,型手持式编程器,编程器（俗称,HPP,）是,PLC,重要的外部设备。目前，,FX,系列,PLC,使用的编程器有,FX-10P-E,和,FX-20P-E,两种。,4.5.1,编程器的组成,4.5.2,编程器的面板,FX-20P-E,型编程器的面板布置如图,4-35,所示。,图,4-35 FX-20P-E,型手持式编程器,1,LED,显示屏,2,功能键,“,RD/WR”,键,“,OTHER”,键,“,CLEAR”,键,“,HELP”,键,“,SP”,键,“STEP”,键,“”、“”键,“,GO”,键,指令、软元件符号、数字键共,24,个，都为双功能键。,4.5.3,编程器的工作方式选择,1,编程器的工作方式,2,编程器的工作方式选择,OFFLINE MODE,：脱机编程方式。,PROGRAM CHCEK,：程序检查。,DATA TRANSFER,：数据传送。,PARAMETER,：,XYM,NO,CONV,：修改,X,、,Y,、,M,的元件号。,BUZZER LEVEL,：蜂鸣器的音量调节。,LATCH CLEAR,：复位有断电保持功能的软元件。,4.5.4,程序的写入,在写入程序之前，一般要将,PLC,内部存储器的程序全部清除（简称清零）。,1,基本指令的写入,基本指令有,3,种情况：,仅有指令助记符，不带元件；,有指令助记符和一个元件；,有指令助记符和两个元件。,图,4-39,写入基本指令的操作,2,功能指令的写入,图,4-41,功能指令写入的基本操作,3,标号的输入,4,NOP,的成批写入,4.5.5,程序的读出,1,根据步序号读出,2,根据指令读出,3,根据指针读出,4,根据元件读出,4.5.6,程序的修改,1,按“,GO”,键前的修改,2,按“,GO”,键后的修改,3,整条指令的改写,4.5.7,程序的插入,4.58,程序的删除,删除程序分为逐条删除、指定范围删除和全部删除,3,种方式。,1,逐条删除,2,指定范围的删除,3,全部,NOP,指令的删除,实训,10 FX-20P-E,型编程器的基本操作,1,实训目的,2,实训器材,3,实训任务,指令的输入、读出、修改、插入和删除的操作练习，并观察程序的执行情况。,4,实训步骤,（,1,）输入指令,在联机方式下，输入下列指令，并观察其运行结果。,LD X0,，,OR M0,，,OUT M0,，,ANI T1,，,OUT T0 K5,，,OUT T1 K10,，,LD M0,，,ANI T0,，,OUT Y0,，,END,。,将,PLC,与,FX-20P-E手持式编程器连接好，并接通,PLC,的电源。,选择联机编程和向,PLC,写入程序的工作方式。,通过手持式编程器将上述指令写入,PLC,中。,将,PLC,的运行开关打到,RUN,状态，将,PLC,的输入端子,X0,与,COM,端子短接一瞬间，观察,PLC,的输出指示灯,Y0,的变化。,断开,PLC,的电源一瞬间，观察,PLC,的输出指示灯,Y0,的变化；再将,PLC,的输入端子,X0,与,COM,端子短接，观察,PLC,的输出指示灯,Y0,的变化。,（,2,）读出指令,（,3,）修改程序,（,4,）插入指令,（,5,）删除指令,（,6,）总结上述操作要领,4.5.9,元件的监示,1,元件监示,所谓元件监示是指监示指定元件的,ON/OFF,状态、设定值及当前值。元件监示的基本操作如图,4-52,所示。,图,4-52,元件监示的基本操作,2,导通检查,3,状态继电器的监示,4.5.10,元件的测试,1,强制,ON/OFF,2,修改,T,、,C,、,D,、,Z,、,V,的当前值,3,修改,T,、,C,的设定值,4.5.11,离线工作方式,1,离线时的功能,2,离线时的工作方式选择,3,HPPFX,主机间的传输（,OFFLINE MODE,）,（,1,）主机未装存储卡盒,HPPFX-RAM,：将,HPP,内的,RAM,程序传输至,FX,主机的,RAM,。,HPPFX-RAM,：将,FX,主机的,RAM,内的程序传输至,HPP,的,RAM,。,HPP,：,FX-RAM,：执行两者程序比较。,（,2,）主机加装,8KB RAM,（,CSRAM,）存储卡盒,HPPFX CSRAM,：将,HPP,内的,RAM,程序传输至,FX,主机的,CSRAM,。,HPPFX CSRAM,：将,FX,主机的,CSRAM,内的程序传输至,HPP,的,RAM,。,HPP-FX CSRAM,：执行两者程序比较。,（,3,）主机安装,EEPROM,存储卡盒,HPPFX EEPROM,：将,HPP,内的,RAM,程序传输至,FX,主机的,EEPROM,。,HPPFX EEPROM,：将,FX,主机的,EEPROM,内的程序传输至,HPP,的,RAM,。,HPP-FX EEPROM,：执行两者程序比较。,（,4,）主机安装,EPROM,存储卡盒（与上述类似）,显示画面与上述画面相似，当需要进行传输时，只需将光标移至欲执行的项目，按“,GO”,键即可传输，并出现“,EXECUTING”,（执行中），传输完了再出现“,COMPLETE”,（完成）。,4.5.12,密码的设定与解除,1,密码的保护等级,2,密码的解除,3,如何设定密码,4,已设定密码如何开机,实训,11 FX-20P-E,型编程器的综合操作,1,实训目的,2,实训器材,3,实训任务,通过手持式编程器监示图,4-58,（或表,4-9,）所示程序的运行情况，并对元件进行测试，然后练习离线方式下的各种功能。,图,4-58,梯形图,表,4-9,指令表,步 序,指 令,步 序,指 令,步 序,指 令,0,LD X0,4,ANI T1,12,ANI T0,1,OR Y0,5,OUT T0 K10,13,OUT Y1,2,ANI X1,8,OUT T1 K20,14,END,3,OUT Y0,11,LD Y0,4,实训步骤,（,1,）监示程序的运行情况,通过手持式编程器监示图,4-58,（或表,4-9,）所示程序的运行情况。,通过手持式编程器输入图,4-58,（或表,4-9,）所示程序。,将,PLC,的运行开关打到,RUN,状态，再将,PLC,的输入端子,X1,与,COM,端子短接。,通过手持式编程器监示各触点、线圈的,ON/OFF,状态以及,T0,、,T1,的设定值和当前值。,将,PLC,的输入端子,X1,与,COM,端子短接，再监示各触点、线圈的,ON/OFF,状态以及,T0,、,T1,的设定值和当前值。,整理实训过程中所观察到的各种现象，并分析产生的原因。,（,2,）测试元件的运行情况,（,3,）练习离线方式下的各种功能,（,4,）练习,PLC,密码的设定与解除,（,5,）总结上述操作要领,