《菱PLC原理及应用》PPT课件.ppt

三菱 PLC工作原理及应用 （硬件、软件、实操） 广州顶津保全专业训练系列教材 -电气类 2 目录 一、可编程控制器概况 二、 PLC的结构及基本配置 三、 FX2N系列的基本逻辑指令和梯形图 的设计与编程 四、用 PLC控制电机正反转实例 五、 GPP软件简介 可编程控制器概况 1、可编程控制器（ PROGRAMMABLE CONTROLLER，简称 PC）。与个人计算机的 PC 相区别，用 PLC表示。 2、 PLC具有通用性强、使用方便、适应面广、可 靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点。 3、目的是用来取代继电器、执行逻辑、记时、计 数等顺序控制功能。 4、 PLC程序既有生产厂家的系统程序，又有用户 自己开发的应用程序，系统程序提供运行平台， 同时，还为 PLC程序可靠运行及信息与信息转换 进行必要的公共处理。用户程序由用户按控制要 求设计。 PLC的结构及基本配置 1、 PLC分为箱体式和模块式两种 2、 组成由： CPU模块、 I/O模块、电源模块、底板或机 架、外设。 3、基本结构框图如下： 输 入 接 口 部 件 中央处理单元 CPU板 电 源 部 件 接 口 部 件 输 出 接收现 场信息 驱动受 控元件 一、 CPU的构成和作用 1、 PLC中的 CPU是 PLC的核心，每台 PLC至少有 一个 CPU。 2、用扫描的方式采集状态或数据，并存入规定 的寄存器中。 3、诊断电源和 PLC内部电路的工作状态和编程过 程中的语法错误等。 4、进入运行后，从用户程序存贮器中逐条读取 指令，去指挥有关的控制电路， 5、内存主要用于存储程序及数据，是 PLC不可缺 少的组成单元。 二： I/O模块： 1、 PLC的对外功能，主要是通过各种 I/O接 口模块与外界联系的 2、 I/O模块可多可少，受最大的底板或机 架槽数限制。 3、 I/O模块集成了 PLC的 I/O电路，其输入 暂存器反映输入信号状态，输出点反映 输出锁存器状态。 三、电源模块 1、主要用途是为 PLC各模块的集成电路提 供工作电源。 2、有的还为输入电路提供 24V的工作电源。 3、电源以其输入类型有：交流电源，加的 为交流 220VAC或 110VAC，直流电源， 加的为直流电压，常用的为 24V。 四、底板或机架： 大多数模块式 PLC使用底板或机架，其作 用是： 1、电气上，实现各模块间的联系，使 CPU 能访问底板上的所有模块。 2、机械上，实现各模块间的连接，使各模 块构成一个整体。 五、 PLC 的外部设备 1、编程设备 2、监控设备 3、存储设备：有存储卡、存储磁带、软磁 盘或只读存储器，用于永久性地存储用 户数据，使用户程序不丢失，如 EPROM、 EEPROM写入器等。 4、输入输出设备 基本指令系统和编程方法 1、梯形图是通过连线把 PLC指令的梯形图 符号连接在一起的连通图 2、它与电气原理图很相似。它的连线有两 种：一为母线，是用来连接指令组的另 一为内部横竖线。 3、指令组一般总是从装载（ LD）指令开 始，最后为输出类指令。 下图是三菱公司的 FX2N系列产品的最简 单的梯形图例： END X000 X010 X001 Y000 1、它有两组，第一组用以实现启动、停止控制。 第二组 END指令结束程序。 2、梯形图与助记符的对应关系： 助记符指令与 梯形图指令有严格的对应关系，而梯形图的连 线顺序：先输入，后输出；先上，后下；先左， 后右。有了梯形图就可将其翻译成助记符程序。 上图的助记符程序为： 地址 指令 变量 0000 LD X000 0001 OR X010 0002 AND NOT X001 0003 OUT Y000 0004 END 3、根据助记符，也可画出与其对应的梯形图。 编程器件介绍 1、 FX系列产品，它内部的编程元件，按通俗叫 法分别称 为继电器、定时器、计数器等， 2、它们与真实元件有很大的差别，一般称它们 为“软继电器”。 3、这些编程用的继电器，它的工作线圈没有工 作电压等级、功耗大小和电磁惯性等问题 4、触点没有数量限制、没有机械磨损和电蚀等 问题 编程器件介绍 5、它在不同的指令操作下，其工作状态可 以无记忆，也可以有记忆，还可以作脉冲 数字元件使用。 6、 X代表输入继电器， Y代表输出继器， M代表辅助继电器， T代表定时器， C代表 计数器， S代表状态继电器， D代表数据寄 存器， MOV代表传输等 1、输入继电器 （ X） PLC的输入端子是从外部开关接受信号的，它 们的编号与接线端子编号一致（按八进制输 入），。内部有常开 /常闭两种触点供编程时随时 使用，且使用次数不限。输入电路的时间常数一 般小于 10ms。各基本单元都是八进制输入的地 址，输入为 X000 X007， X010 X017， X020 X027 。 2、输出继电器（ Y） PLC的输出端子是向外部负载输出信号的。输出 继电器的线圈由程序控制，输出继电器的外部输 出主触点接到 PLC的输出端子上供外部负载使 用，其余常开 /常闭触点供内部程序使用。输出继 电器的电子常开 /常闭触点使用次数不限。输出电 路的时间常数是固定的 。各基本单元都是八进制 输出，输出为 Y000 Y007， Y010 Y017， Y020 Y027 。它们一般位于机器的下端。 3、辅助继电器（ M） 1、 PLC辅助继电器也称中间继电器，它没有向外 的任何联系，只供内部编程使用。 2、它的电子常开 /常闭触点使用次数不受限制。 3、这些触点不能直接驱动外部负载，外部负载 的驱动必须通过输出继电器来实现。如下图中 M300，它只起到一个自锁的功能。在 FX2N中普遍 途采用 M0 M499，共 500点辅助继电器，其地址 号按十进制编号。辅助继电器中还有一些特殊的辅 助继电器，如掉电继电器、保持继电器等 X000 M300 X001 M300 4、定时器（ T） 在 PLC内的定时器是根据时钟脉冲的累积形式， 当所计时间达到设定值时，其输出触点动作， 时钟脉冲有 1ms、 10ms、 100ms。定时器可以用 用户程序存储器内的常数 K作为设定值，也可 以用数据寄存器（ D）的内容作为设定值。在 后一种情况下，一般使用有掉电保护功能的数 据寄存器。即使如此，若备用电池电压降低时， 定时器或计数器往往会发生误动作。 定时器通道范围如下： 1、 100 ms定时器 T0 T199， 共 200点，设定值： 0.1 3276.7秒； 2、 10 ms定时器 T200 TT245，共 46点，设定 值： 0.01 327.67秒； 3、 1 ms积算定时器 T245 T249，共 4点，设定 值： 0.001 32.767秒； 4、 100 ms积算定时器 T250 T255，共 6点，设 定值： 0.1 3276.7秒； T200 END Y000 K123 X000 T200 设定植（累计值） 当定时器线圈 T200的驱动输入 X000接通时， T200的当 前值计数器对 10 ms的时钟脉冲进行累积计数，当前值与 设定值 K123相等时，定时器的输出接点动作，即输出触 点是在驱动线圈后的 1.23秒（ 10 * 123ms = 1.23s）时才动 作，当 T200触点吸合后， Y000就有输出。当驱动输入 X000断开或发生停电时，定时器就复位，输 出触点也复位。 如果是积算定时器，如：定时器线圈 T250的驱动输入 X001接通时， T250的当 前值计数器对 100 ms的时钟脉冲进行累 积计数，当该值与设定值 K345相等时， 定时器的输出触点动作。在计数过程中， 即使输入 X001在接通或复电时，计数继 续进行，其累积时间为 34.5s（ 100 ms*345=34.5s）时触点动作。当复位输 入 X002接通 ，定时器就复位，输出触点 也复位。 五、计数器（ C） 1、 FX2N中的 16位增计数器，是 16位二进制加法 计数器，它是在计数信号的上升沿进行计数 2、它有两个输入，一个用于复位，一个用于计 数。每一个计数脉冲上升沿使原来的数值减 1， 当现时值减到零时停止计数，同时触点闭合。直 到复位控制信号的上升沿输入时，触点才断开， 3、其设定值在 K1 K32767范围内有效。 4、设定值 K0与 K1含义相同，即在第一次计数 时，其输出触点就动作。 通用计数器的通道号： C0 C99，共 100 点。 保持用计数器的通道号： C100 C199， 共 100点。 通用与掉电保持用的计数器点数分配， 可由参数设置而随意更改。 举个例子： 六、数据寄存器 数据寄存器是，用于存放各种数据。 FX2N 中每一个数据寄存器都是 16bit，也可用两个 数据寄存器合并起来存储 32 bit数据 1、通用数据寄存器 D 通道分配 D 0 D199， 共 200点，只要不写入其他数据，已写入的 数据不会变化。但是，由 RUNSTOP 时， 全部数据均清零。（若特殊辅助继电器 M8033已被驱动，则数据不被清零）。 2、停电保持用寄存器 通道分配 D200 D511， 共 312点，或 D200 D999，共 800点 除非改写，否则原有数据不会丢失，不论电源接 通与否， PLC运行与否，其内容也不变化。 3、文件寄存器 通道分配 D1000 D2999，共 2000点。 4、文件寄存器是在用户程序存储器（ RAM、 EEPROM、 EPROM）内的一个存储区， 4、 RAM文件寄存器 通道分配 D6000 D7999， 共 2000点。 5）特殊用寄存器 通道分配 D8000 D8255，共 256点。 梯形图的编程规则 1、 每个继电器的线圈和它的触点均用同 一编号，每个元件的触点使用时没有 数量限制。 2、 梯形图每一行都是从左边开始，线圈 接在最右边（线圈右边不允许再有接 触点） 3、线圈不能直接接在左边母线上。 4、在一个程序中，同一编号的线圈如果使 用两次，称为双线圈输出，它很容易引 起误操作，应尽量避免。 5、在梯形图中没有真实的电流流动，为了 便于分析 PLC的周期扫描原理和逻辑上 的因果关系，假定在梯形图中有“电流” 流动，这个“电流”只能在梯形图中单 方向流动 即从左向右流动，层次的 改变只能从上向下。 GPPW软件简介 一、基本概况 SW7D5C-GPPW-C是三菱电气公司开发的用于可 编程控制器的编程软件 ,可在 Windows 下运行，该 程序可在串行系统中可与可编程控制器进行通讯 , 文件传送 ,操作监控以及各种测试功能。 在 GPP软件中 ,你可通过线路符号 ,助记符来创建顺 控指令程序 ,建立注释数据及设置寄存器数据，并 可将其存储为文件 ,用打印机打印。在 PLC与 PC之 间必须有接口单元及缆线。 二、用 GPP编写梯形图 GPP软件使用时只要进入程序， ,打开 GX- DEVELOPER图标，选中新建，出现如下 图画面先在 PLC系列中选出你所使用的 程控器的 CPU系列，我们用 FX2N系列， 所以选中 FX2N（ C）。 如你要在某处输入 X000，只要把兰色光标移动到你所 需要写的地方，然后在菜单上选中 触点，出现如 下图画面：再输入 X000，即可完成写入 X000。 如要输入一个定时器 ,先选中线圈，再输 入一些数据，图显示了其操作过程。 注意，在图中的箭头所示部分，它选中的是应用 指令，而不是线圈。 对于计数器，因为它有时要用到两个输入端， 所以在操作上既要输入线圈部分，又要输入复 位部分，其操作过程如图所示。 下图是一个简单的计数器显示形式。 传输、调试 当你写完梯形图，最后写上 END语句后，必 须进行程序转换，转换功能键有两种，在下图 的箭头所示位置。 在程序的转换过程中，如果程序有错，它会显 示，也可通过菜单“工具”，查询程序的正确 性。 只有当梯形图转换完毕后，才能进行程序的传 送 ,传送前，必须将 FX2N面板上的开关拨向 STOP状态，再打开“在线”菜单，进行传送 设置 写完梯形图后，在菜单上还是选择“在线”， 选中“写入 PLC（ W）”，就出现如图 计数器编程实例 : 1、计数复位 2、强制计数 3、计数到达设定值，有输出 4、上升沿复位 实践操作一： 计数器编程 从图上可看出，在执行读取及写入前必须 先选中 MAIN、 PLC参数，否则，不能执 行对程序的读取、写入，然后点击“开始 执 行”即可。 1、找到螺杆启动对应点 2、分析程序 2、进入写模式 3、修改 4、观察效果 实践操作二：二线螺杆启动延时修改 实践操作三： PLC控制交流电动机正反转编程 如：电机作正、反两个方向的旋转。由 异步电动机的工作原理可知，要使电动 机反向旋转，需对调三根电源线中的两 根以改变定子电流的相序。因此实现电 动机的正、反转需要两个接触器。一个 热继电器，三个按钮，三个指示灯 X001 正转起动按钮（常开） X002 反转起动按钮（常开） X003 停止按钮（常闭） X004 热继电器（常闭） Y000 正转接触器线圈 Y001 反转接触器线圈 Y005 正转运行指示灯（绿色） Y006 反转运行指示灯（黄色） Y007 停止运行指示灯（红色） 1、根据定义表，在 GPP下编写正确梯形图。 2、将程序传送至程控器，先进行离线调试。 3、程序正确后，在断电状态下进行正确接 线。 4、再线调试 谢谢大家 !