三菱PLC触摸屏与变频器应用技术三

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,触摸屏和变频器应用技术,主编 曹菁,1)掌握三菱FX,2N,系列PLC的基本逻辑指令系统。,2)掌握梯形图和指令程序设计的基本方法。,3)掌握梯形图的编程规则、编程技巧和方法。,1)能根据项目要求,设计出PLC的硬件接线图，进一步熟练掌握PLC的接线方法。,2)能熟练地应用三菱FX,2N,系列PLC基本逻辑指令编写控制系统的梯形图和指令程序。,3)能熟练地使用三菱公司的SWOPCFXGP/WINC或GX Developer编程软件设计PLC控制系统的梯形图和指令程序，并写入PLC进行调试运行。,一、项目任务,一、项目任务,图3-1三相异步电动机直接起动继电器,接触器控制原理图,二、项目分析,1.工作原理分析,2. 输入与输出点分配,3. PLC接线示意图,1.工作原理分析,如图,31,所示，,SB1,是起动按钮，,SB2,是停止按钮。按照电动机的控制要求，当按下起动按钮,SB1,时，,KM,线圈得电并自锁，电动机起动并连续运行；当按下停止按钮,SB2,或热,HJ,继电器,FR,动作时，电动机停止运行。,2. 输入与输出点分配,表3-1三相异步电动机直接起动PLC控制系统的I/O端口地址分配表,3. PLC接线示意图,图3-2三相异步电动机直接起动的PLC,控制系统外部接线示意图,三、相关知识点,1. 逻辑取及驱动线圈指令LD、LDI、OUT,2.,触点串、并联指令AND、ANI、OR、ORI,3.,电路块连接指令ANB、ORB,4. 置位与复位指令SET、RST,5. 空操作和程序结束指令NOP、END,6. 热继电器过载信号的处理,1. 逻辑取及驱动线圈指令LD、LDI、OUT,(1)指令用法及使用注意事项,(2)应用举例如图3-4所示，其逻辑功能是：当触点X0接通时，输出继电器Y0接通；当输入继电器X1断电时，辅助继电器M0接通，同时，定时器T0开始定时，定时时间到2s后，输出继电器Y1接通。,1. 逻辑取及驱动线圈指令LD、LDI、OUT,表3-2逻辑取及驱动线圈指令要素表,(1)指令用法及使用注意事项,图3-3双线圈输出,(2)应用举例如图3-4所示，其逻辑功能是：当触点X0接通时，输出继电器Y0接通；当输入继电器X1断电时，辅助继电器M0接通，同时，定时器T0开始定时，定时时间到2s后，输出继电器Y1接通。,图3-4LD、LDI和OUT指令应用举例,2.,(1) 指令用法及使用注意事项,(2) 应用举例如图3-7所示，常开触点M102前面的指令已经将触点Y0、X3、M101、X4串并联为一个整体，因此,OR M102指令把常开触点M102并联到该电路上。,2.,表3-3触点串、并联指令要素表,(1) 指令用法及使用注意事项,图3-5连续输出,(1) 指令用法及使用注意事项,图3-6连续输出(不推荐),(2) 应用举例如图3-7所示，常开触点M102前面的指令已经将触点Y0、X3、M101、X4串并联为一个整体，因此,OR M102指令把常开触点M102并联到该电路上。,图3-7触点串、并联指令AND、ANI、0R、ORI应用举例,3.,(1) 指令用法及使用注意事项,(2) 应用举例图3-8 为电路块连接指令ANB、ORB指令应用举例。,3.,表3-4电路块连接指令要素表,(1) 指令用法及使用注意事项,1,）,ANB(And Block),：电路块与指令。用于多触点电路块,(,一般是并联电路块,),之间的串联连接。要串联的电路块的起始触点使用,LD,或,LDI,指令，完成了两个电路块的内部连接后，用,ANB,指令将它与前面的电路串联。,ANB,指令能够连续使用，串联的电路块个数没有限制。,2,）,ORB(Or Block),：电路块或指令。用于多触点电路块,(,一般是串联电路块,),之间的并联连接，相当于电路块间右侧的一段垂直连接线。要并联的电路块的起始触点使用,LD,或,LDI,指令，完成电路块的内部连接后，用,ORB,指令将它与前面的电路并联。,ORB,指令能够连续使用，并联的电路块个数没有限制。,3,）,ANB,是并联电路块的串联连接指令，,ORB,是串联电路块的并联连接指令。,ANB,和,ORB,指令都不带元件号，只对电路块进行操作，可以多次重复使用。但是，连续使用时，应限制在,8,次以下,(2) 应用举例图3-8 为电路块连接指令ANB、ORB指令应用举例。,图3-8电路块连接指令ANB、ORB指令应用举例,4. 置位与复位指令SET、RST,(1) 指令用法及使用注意事项,(2) 应用举例图3-9中X0的常开触点闭合时，Y0变为ON并保持该状态，即使X0的常开触点断开，它也仍然保持ON状态；当X1的常开触点闭合时，Y0变为OFF并保持该状态，即使X1的常开触点断开，它也仍然保持OFF状态。,4. 置位与复位指令SET、RST,表3-5置位与复位指令要素表,(1) 指令用法及使用注意事项,1) SET,（,Set,）：置位指令，其功能是使操作保持,ON,的指令。,2) RST,（,Reset,）：复位指令，其功能是使操作保持,OFF,的指令。,(2) 应用举例图3-9中X0的常开触点闭合时，Y0变为ON并保持该状态，即使X0的常开触点断开，它也仍然保持ON状态；当X1的常开触点闭合时，Y0变为OFF并保持该状态，即使X1的常开触点断开，它也仍然保持OFF状态。,图3-9置位与复位指令应用举例,(2) 应用举例图3-9中X0的常开触点闭合时，Y0变为ON并保持该状态，即使X0的常开触点断开，它也仍然保持ON状态；当X1的常开触点闭合时，Y0变为OFF并保持该状态，即使X1的常开触点断开，它也仍然保持OFF状态。,图3-10置位与复位指令应用举例,5. 空操作和程序结束指令NOP、END,(1) 指令用法及使用注意事项,(2) 应用举例如图3-11所示，将NOP指令取代LD X003和AND X004指令，梯形图结构将有较大幅度的变化。,5. 空操作和程序结束指令NOP、END,表3-6空操作和程序结束指令要素表,(1) 指令用法及使用注意事项,1) NOP(Non Processing),：空操作。其功能是使该步序做空操作，主要在短路电路、改变电路功能及程序调试时使用。,2,）,END(End),：程序结束指令。若在程序中写入,END,指令，则,END,指令以后的程序就不再执行，将强制结束当前的扫描执行过程，直接进行输出处理；若用户程序中没有,END,指令，则将从用户程序存储器的第一步执行到最后一步。将,END,指令放在用户程序结束处，则只执行第一条指令至,END,指令之间的程序。使用,END,指令可以缩短扫描周期。,注意事项：,1),执行完清除用户存储器,(,即程序存储器,),的操作后，用户存储器的内容全部变为空操作（,NOP,）指令。实际上,PLC,一般都有指令的插入与删除功能，,NOP,指令很少使用。,2),若在程序中加入,NOP,指令，则改动或追加程序时，可以减少步序号的改变。,3,）若将,LD,、,LDI,、,ANB,、,ORB,等指令换成,NOP,指令，电路构成将有较大幅度的变化，必须注意。 ,4),在调试程序时可将,END,指令插在各程序段之后进行分段调试，以便于程序的检查和修改，但应注意调试好以后必须把程序中间的,END,指令删去。而且，执行,END,指令时，也刷新警戒时钟。,(2) 应用举例如图3-11所示，将NOP指令取代LD X003和AND X004指令，梯形图结构将有较大幅度的变化。,图3-11NOP指令应用举例,6. 热继电器过载信号的处理,如果热继电器属于自动复位型，即热继电器动作后电动机停转，串接在主电路中的热继电器的热元件冷却，热继电器的触点自动恢复原状。如果这种热继电器的常闭触点仍然接在,PLC,的输出电路，电动机停转后过一段时间会因热继电器的触点恢复原状而自动重新运转，可能会造成设备和人身事故。因此，有自动复位功能的热继电器的常闭触点不能接在,PLC,的输出电路，必须将它的触点接在,PLC,的输入端,(,可接常开触点或常闭触点,),，借助于梯形图程序来实现过载保护。如果用电子式电动机过载保护器来代替热继电器，也应注意它的复位方式。,JP+1,有些热继电器属于手动复位型，即热继电器动作后要按一下它自带的复位按钮，其触点才会恢复原状（即常开触点断开，常闭触点闭合）。这种热继电器的常闭触点可以接在,PLC,的输出电路中，亦可接在,PLC,的输入电路中，这种方案还可以节约,PLC,的一个输入点。,四、项目实施,1. 梯形图方案和指令程序设计,2. 运行并调试程序,1. 梯形图方案和指令程序设计,1)起动：当要起动时，按起动按钮SB1(X0)，起动信号X0变为ON，如果这时X1(停止按钮提供的信号)和X2(热继电器提供的信号)为OFF，则常闭触点X1、X2闭合，线圈Y0“通电”，它的常开触点同时接通。,2)保持：放开起动按钮，X0变为OFF，其常开触点断开，但由于Y0的常开触点此时是接通的，而X1、X2常闭触点仍然接通，所以Y0仍为ON，这就是“自锁”或“自保持”功能。,3)停止：当要停止时，按X1，X1为ON，它的常闭触点断开，停止条件满足，使Y0的线圈“断电”，Y0常开触点断开。,1)在方法一的梯形图中，用X1、X2的常闭触点；而在方法2中，用X1、X2的常开触点，但它们的外部输入接线却完全相同。,3)停止：当要停止时，按X1，X1为ON，它的常闭触点断开，停止条件满足，使Y0的线圈“断电”，Y0常开触点断开。,3Z12A.TIF,3)停止：当要停止时，按X1，X1为ON，它的常闭触点断开，停止条件满足，使Y0的线圈“断电”，Y0常开触点断开。,图3-12电动机起停控制梯形图和指令程序(停止优先),1)在方法一的梯形图中，用X1、X2的常闭触点；而在方法2中，用X1、X2的常开触点，但它们的外部输入接线却完全相同。,2)上述的两个梯形图都为停止优先，即如果起动按钮SB1(X0)和停止按钮SB2(X1)同时被按下，则电动机停止。,图3-13电动机起停控制梯形图和指令程序(起动优先),2. 运行并调试程序,1)在断电状态下，连接好PCPPI电缆。,2)将PLC运行模式选择开关拨到STOP位置，此时PLC处于停止状态，可以进行程序编写。,3)在作为编程器的计算机上，运行SWOPC-FXGP/WIN-C或GX Developer编程软件。,4) 分别将图3-12和3-13所示的梯形图程序或指令程序输入到计算机中。,5) 执行“PLC”“传送”“写出”命令，将程序文件下载到PLC中。,6) 将PLC运行模式的选择开关拨到RUN位置，使PLC进入运行方式。,2. 运行并调试程序,7)分别按下起动按钮SB1和停止按钮SB2，对程序进行调试运行，观察程序的运行情况。,8)记录程序调试的结果。,一、项目任务,图3-16三相异步电动机星形三角形减压起动控制原理图,二、项目分析,1.工作原理分析,2.输入与输出点分配,3.PLC接线示意图,1.工作原理分析,在图,316,中，电动机起动过程中采用星形联结，电动机起动之后自动转换为正常运行的三角形联结。其起动过程为：按下起动按钮,SB2,，主接触器,KM1,线圈得电并自锁，同时，时间继电器,KT,和起动用接触器,KM3,线圈得电，进行星形联结起动；当,KT,的,5s,延时到达，则,KT,的延时断开触点断开，,KM3,线圈失电，同时，,KT,的延时闭合触点闭合，接触器,KM2,线圈得电并自锁，星形联结起动过程结束，电动机以三角形联结进入正常运行。在此过程中，按下停止按钮,SB1,或热继电器,FR,动作，电动机无条件停止。,2.输入与输出点分配,表3-7三相异步电动机星形三角形减压起动PLC控制系统的输入/输出(I/O)端口地址分配表,3.PLC接线示意图,图3-17三相异步电动机星形-三角形减压起动PLC控制接线示意图,三、相关知识点,1. 多重输出电路指令MPS、MRD、MPP,2.主控与主控复位指令MC、MCR,3.脉冲输出指令PLS、PLF,1. 多重输出电路指令MPS、MRD、MPP,(1)指令用法及使用注意事项,(2)应用举例图3-18和图3-19分别给出了使用一层栈和使用多层栈的例子。,1. 多重输出电路指令MPS、MRD、MPP,表3-8多重输出电路指令要素表,(1)指令用法及使用注意事项,1)MC(Master Control),为主控指令,(,或称公共触点串联连接指令,),用于表示主控区的开始,;MCR(Master Control Reset),为主控指令,MC,的复位指令,用来表示主控区的结束。,MC,是主控起点，操作数,WTBXNWTBZ(0,7,层,),为嵌套层数，操作元件为,M,、,Y,，特殊辅助继电器不能用作,MC,的操作元件,;MCR,是主控结束，主控电路块的终点，操作数,WTBXNWTBZ(0,7),。在程序中,MC,与,MCR,必须成对使用。,2) MC,指令不能直接从左母线开始。与主控触点相连的触点必须用,LD,或,LDI,指令，即执行,MC,指令后，母线移到主控触点的后面，,MCR,指令使母线回到原来的位置。,3),当主控指令的控制条件为逻辑,0,时，在,MC,与,MCR,之间的程序只是处于停控状态，,PLC,仍然扫描这一段程序，不能简单地认为,PLC,跳过了此段程序，其中的积算定时器、计数器、用复位置位指令驱动的软元件保持其当时的状态，其余的元件被复位，如非积算定时器和用,OUT,指令驱动的元件变为,OFF,。,4),在,MC,MCR,指令区内再使用,MC,指令时，称为嵌套，嵌套的层数为,N0,N7,，,N0,为最高层，,N7,为最低层,嵌套层数,N,的编号顺次增大；主控返回时用,MCR,指令，嵌套层数,N,的编号顺次减小。没有嵌套结构时，通常用,N0,编程，,N0,的使用次数没有限制,;,有嵌套结构时，,MCR,指令将同时复位低的嵌套层。例如，指令,MCR N2,将复位,2,7,层。,(2)应用举例图3-18和图3-19分别给出了使用一层栈和使用多层栈的例子。,图3-18使用一层栈,(2)应用举例图3-18和图3-19分别给出了使用一层栈和使用多层栈的例子。,图3-19使用多层栈,2.主控与主控复位指令MC、MCR,(1)指令用法及使用注意事项,(2)应用举例,2.主控与主控复位指令MC、MCR,表3-9主控触点指令要素表,(1)指令用法及使用注意事项,1) PLS(Pulse),：脉冲上升沿微分输出指令。当检测到输入脉冲信号的上升沿时控制触点闭合的一瞬间，输出继电器,Y,或辅助继电器,M,的线圈产生一个宽度为一个扫描周期的脉冲信号输出。,2)PLF(Pulse Falling),：脉冲下降沿微分输出指令。当检测到输入脉冲信号的下降沿时，输出继电器,Y,或辅助继电器,M,的线圈产生一个宽度为一个扫描周期的脉冲信号输出。,3)PLS,和,PLF,指令能够操作的元件为,Y,和,M,，但不含特殊辅助继电器。,4)PLS,和,PLF,指令只有在检测到触点的状态发生变化时才有效，如果触点一直是闭合或者断开，,PLS,和,PLF,指令是无效的，即指令只对触发信号的上升沿和下降沿有效。,5,）,PLS,和,PLF,指令无使用次数的限制。,6,）当,PLC,从运行（,RUN,）到停机（,STOP,），然后又由停机（,STOP,）进入运行（,RUN,）状态时，其输入信号仍然为,ON,，,PLS M0,指令将输出一个脉冲。然而，如果用电池后备,(,锁存,),的辅助继电器代替,M0,，则其,PLS,指令在这种情况下不会输出脉冲。,7,）在实际编程应用中，可利用微分指令模拟按钮的动作。,(2)应用举例,图3-20主控与主控复位指令,(2)应用举例,图3-21嵌套主控指令示意图,3.脉冲输出指令PLS、PLF,(1)指令用法及使用注意事项,(2)应用举例图3-22中的M1仅在X1的常开触点由断开变为接通(即X0的上升沿)时的一个扫描周期内为ON；Y1仅在X1的常开触点由接通变为断开(即X1的下降沿)时的一个扫描周期内为ON。,3.脉冲输出指令PLS、PLF,表3-10脉冲输出指令要素表,(1)指令用法及使用注意事项,1) LDP,、,ANDP,和,ORP,：上升沿检测触点指令。被检测触点的中间有一个向上的箭头，对应的输出触点仅在指定位元件的上升沿,(,即由,OFF,变为,ON),时接通一个扫描周期。,2) LDF,、,ANDF,和,ORF,：下降沿检测触点指令。被检测触点的中间有一个向下的箭头，对应的输出触点仅在指定位元件的下降沿,(,即由,ON,变为,OFF),时接通一个扫描周期。,3),边沿检测触点指令可以用于,X,、,Y,、,M,、,T,、,C,和,S,。,(2)应用举例图3-22中的M1仅在X1的常开触点由断开变为接通(即X0的上升沿)时的一个扫描周期内为ON；Y1仅在X1的常开触点由接通变为断开(即X1的下降沿)时的一个扫描周期内为ON。,图3-22脉冲输出指令梯形图、指令语句表和时序图,四、项目实施,.梯形图和指令程序设计,2.运行并调试程序,.梯形图和指令程序设计,(1)用堆栈指令和基本指令编程根据原有的继电器电路，通过相应的转换，可得梯形图和指令程序如图3-23所示。,(2)用辅助继电器优化在图3-23中，要用到ANB、MPS等指令，因此，可进一步将梯形图和指令程序优化成如图3-24所示的梯形图和指令程序。,(3)用主控触点指令优化若用主控触点指令优化，可得图3-25所示的梯形图和指令程序。,(1)用堆栈指令和基本指令编程根据原有的继电器电路，通过相应的转换，可得梯形图和指令程序如图3-23所示。,图3-23梯形图和指令程序,(2)用辅助继电器优化在图3-23中，要用到ANB、MPS等指令，因此，可进一步将梯形图和指令程序优化成如图3-24所示的梯形图和指令程序。,图3-24用辅助继电器优化后的梯形图和指令程序,(3)用主控触点指令优化若用主控触点指令优化，可得图3-25所示的梯形图和指令程序。,图3-25用主控触点指令优化后的梯形图和指令程序,2.运行并调试程序,1)在断电状态下，连接好PCPPI电缆。,2) 将PLC运行模式选择开关拨到STOP位置，此时PLC处于停止状态，可以进行程序编写。,3) 在作为编程器的计算机上，运行SWOPCFXGP/WINC或GX Developer编程软件。,4) 分别将图3-23、图3-24和图3-25所示的梯形图程序或指令程序输入到计算机中。,5) 执行“PLC”“传送”“写出”命令，将程序文件下载到PLC中。,6) 将PLC运行模式的选择开关拨到RUN位置，使PLC进入运行方式。,2.运行并调试程序,7)按下起动按钮SB2，对每个程序分别进行调试运行，观察比较程序的运行情况。,8)记录程序调试的结果。,五、知识进阶,1.边沿检测触点指令LDP、LDF、ANDP、ANDF、ORP、ORF,2.逻辑运算结果取反指令INV,1.边沿检测触点指令LDP、LDF、ANDP、ANDF、ORP、ORF,(1)指令用法及使用注意事项,(2)应用举例在图3-26中，X1的上升沿或X2的下降沿出现时，Y0仅在一个扫描周期为ON。,1.边沿检测触点指令LDP、LDF、ANDP、ANDF、ORP、ORF,表3-11边沿检测触点指令要素表,(1)指令用法及使用注意事项,(2)应用举例在图3-26中，X1的上升沿或X2的下降沿出现时，Y0仅在一个扫描周期为ON。,图3-26边沿检测触点指令应用举例,2.逻辑运算结果取反指令INV,(1) 指令用法及使用注意事项,(2)应用举例图3-27中，如果X0和X1两者中一个为ON，INV指令之前的逻辑运算结果为ON，INV指令对ON取反，则YO为OFF；如果X0和X1同时为OFF，INV指令之前的逻辑运算结果则为OFF，INV对OFF取反，则Y0为ON。,2.逻辑运算结果取反指令INV,表3-12逻辑运算结果取反指令要素表,(1) 指令用法及使用注意事项,1) INV(Inverse),为取反指令，该指令的功能是将该指令处的逻辑运算结果取反。,2) INV,指令在梯形图中用一条,45,的短斜线来表示，它将使该指令前的运算结果取反，即运算结果如为逻辑,0,则将它变为逻辑,1,，运算结果为逻辑,1,则将其变为逻辑,0,。,(2)应用举例图3-27中，如果X0和X1两者中一个为ON，INV指令之前的逻辑运算结果为ON，INV指令对ON取反，则YO为OFF；如果X0和X1同时为OFF，INV指令之前的逻辑运算结果则为OFF，INV对OFF取反，则Y0为ON。,图3-27取反指令应用举例,一、项目任务,1)打开开关SB1，彩灯开始按间隔3s依次点亮，依次输出Y0Y5。,2)当彩灯全部点亮时，维持5s，然后全部熄灭。,3)全部熄灭2s后，自动重复下一轮循环。,4)重复循环满5次时，让彩灯全部熄灭时间延长至8s，再重复下一轮循环。,5)关闭开关SB1时，彩灯全部熄灭。,二、项目分析,1.工作原理分析,2.输入与输出点分配,3.PLC接线图,1.工作原理分析,小循环：打开开关,SB1,彩灯开始依次循环点亮（间隔,3s,）彩灯全部点亮（维持,5s,）彩灯全部熄灭（维持,2s,）重复小循环,5,次,大循环：小循环满,5,次彩灯全部熄灭（维持,8s,）重复小循环,只要关闭开关,SB1,，彩灯立即无条件全部熄灭。,2.输入与输出点分配,表3-13彩灯循环点亮PLC控制系统的IO端口地址分配表,3.PLC接线图,图3-31PLC接线示意图,三、相关知识点,1.常数,2.定时器T,3.计数器C,1.常数,常数 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,+2147483647,。,常数 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,。,2.定时器T,(1)通用定时器FX,2N,系列PLC内部有100ms通用定时器200点 (T0T199)，时间设定值范围为0.13276.7s；10ms通用定时器46点(T200T245)，时间设定值范围为0.01327.67s。,(2)积算型定时器FX,2N,系列PLC内部有1ms积算定时器4点(T246T249)，时间设定值为0.00132.767s，100ms积算定时器6点(T250T255)，时间设定值为0.13276.7s。,2.定时器T,表3-14F系列PLC的定时器编号,(1)通用定时器FX,2N,系列PLC内部有100ms通用定时器200点 (T0T199)，时间设定值范围为0.13276.7s；10ms通用定时器46点(T200T245)，时间设定值范围为0.01327.67s。,图3-32通用型定时器的工作原理图、时序图、梯形图和指令程序,(1)通用定时器FX,2N,系列PLC内部有100ms通用定时器200点 (T0T199)，时间设定值范围为0.13276.7s；10ms通用定时器46点(T200T245)，时间设定值范围为0.01327.67s。,图3-33断电延时,(2)积算型定时器FX,2N,系列PLC内部有1ms积算定时器4点(T246T249)，时间设定值为0.00132.767s，100ms积算定时器6点(T250T255)，时间设定值为0.13276.7s。,图3-34100ms积算定时器工作原理图、时序图、梯形图和指令程序,3.计数器C,(1)内部计数器 FX,2N,系列PLC设有用于内部计数的内部计数器C0C234，共235点。,(2)高速计数器用于外部输入端X0X7计数的高速计数器为C235C255，共21点，均为32位加减双向计数器。,(3)计数频率 计数器最高计数频率受两个因素限制。,3.计数器C,表3-15FX系列PLC的计数器,(1)内部计数器 FX,2N,系列PLC设有用于内部计数的内部计数器C0C234，共235点。,图3-3516位加计数器,(1)内部计数器 FX,2N,系列PLC设有用于内部计数的内部计数器C0C234，共235点。,表3-1632位通用双向计数器的方向控制,(1)内部计数器 FX,2N,系列PLC设有用于内部计数的内部计数器C0C234，共235点。,表3-1732位电池后备锁存双向计数器的方向控制,表3-1732位电池后备锁存双向计数器的方向控制,(1)内部计数器 FX,2N,系列PLC设有用于内部计数的内部计数器C0C234，共235点。,图3-3632位双向计数器,(2)高速计数器用于外部输入端X0X7计数的高速计数器为C235C255，共21点，均为32位加减双向计数器。,表3-18高速计数器按特性分类表,(2)高速计数器用于外部输入端X0X7计数的高速计数器为C235C255，共21点，均为32位加减双向计数器。,表3-18高速计数器按特性分类表,(2)高速计数器用于外部输入端X0X7计数的高速计数器为C235C255，共21点，均为32位加减双向计数器。,图3-37单相高速计数器,(3)计数频率 计数器最高计数频率受两个因素限制。,四、项目实施,. PLC控制系统梯形图和指令程序设计,2. 运行并调试程序,. PLC控制系统梯形图和指令程序设计,彩灯循环点亮,PLC,控制系统梯形图和指令程序如图,338,所示。,打开开关,SB1,，,X0,常开触点接通，辅助继电器,M0,线圈接通，输出继电器,Y0,线圈接通，第一只彩灯点亮，接着，,Y1,、,Y2,、,Y3,、,Y4,、,Y5,间隔,3s,依次导通，用定时器,T0,T4,实现彩灯循环点亮间隔,3s,的定时,;,当彩灯全部点亮后，由定时器,T5,实现延时,5s,，彩灯全部熄灭维持,2s,，由定时器,T6,实现延时,2s,，由,C1,实现循环记数,5,次，彩灯全部熄灭维持,8s,，由定时器,T7,实现延时,8s;8s,到后，,Y0,Y4,又依次点亮，开始新一轮循环。,只要关闭开关,SB1,，,X0,常开触点恢复断开，彩灯立即全部熄灭。,2. 运行并调试程序,1)在断电状态下，连接好PCPPI电缆。,2) 将PLC运行模式选择开关拨到STOP位置，此时PLC处于停止状态，可以进行程序编写。,3) 在作为编程器的计算机上，运行SWOPCFXGP/WINC或GX Developer编程软件。,4) 将图3-38所示的梯形图程序或指令程序输入到计算机中。,5) 执行“PLC”“传送”“写出”命令，将程序文件下载到PLC中。,6) 将PLC运行模式的选择开关拨到RUN位置，使PLC进入运行方式。,7) 打开开关SB1，对程序进行调试运行，观察程序的运行情况。,8)记录程序调试的结果。,8)记录程序调试的结果。,图3-38梯形图和指令程序,一、项目任务,(1)初始状态装置初始状态为：液体A、液体B阀门关闭(YV1、YV2为OFF)，放液阀门将容器放空后关闭。,(2)起动操作,(3)停止操作在工作过程中，按下停车按钮SB2，搅拌器并不立即停止工作，而要将当前容器内的混合工作处理完毕并将容器放空后(当前周期循环到底)，才能停止操作，即停在初始位置上，否则会造成浪费。,一、项目任务,图3-40多种液体自动混合装置示意图,(1)初始状态装置初始状态为：液体A、液体B阀门关闭(YV1、YV2为OFF)，放液阀门将容器放空后关闭。,(2)起动操作,1)YV1=ON，液体A流入容器，液面上升；当液面达到L2处时，L2为ON，使YV1为OFF，YV2为ON，即关闭液体A阀门，打开液体B阀门，停止液体A流入，液体B开始流入，液面继续上升。,2)当液面上升达到L1处时，L1为ON，使YV2为OFF，电动机M为ON，即关闭液体B阀门，液体停止流入，开始搅拌。,3)搅拌电动机工作1min后，停止搅拌(M为OFF)，放液阀门打开(YV3为ON)，开始放液，液面开始下降。,4)当液面下降到L3处时，L3由ON变到OFF，再过20s，容器放空，使放液阀门YV3关闭，开始下一个循环周期。,二、项目分析,1.工作原理分析,2.输入与输出点分配,3.PLC接线示意图,1.工作原理分析,图3-41多种液体自动混合装置的PLC,控制工作流程图,2.输入与输出点分配,表3-19PLC控制系统的IO端口地址分配表,3.PLC接线示意图,图3-42PLC接线示意图,三、相关知识点,1.PLC梯形图程序设计基本规则,2.常用基本电路的编程,1.PLC梯形图程序设计基本规则,(1)触点可串可并无限制触点可以用于串行电路，也可用于并行电路，且使用次数不受限制，所有输出继电器也都可以作为辅助继电器使用。,(2)线圈右边无触点梯形图中每一逻辑行都是始于左母线，终于右母线。,(3)触点水平不垂直触点应画在水平线上，不能画在垂直线上。,(4)触点多上并左串联电路块并联时，应将触点多的电路块放梯形图的上方，并联电路块串联时，应将触点多的电路块应尽量靠近梯形图的左母线，这样可以使编制的程序简洁，减少指令语句和程序步数。,1.PLC梯形图程序设计基本规则,(5)线圈不能重复使用在同一个梯形图中，如果同一元件的线圈使用两次或多次，这时前面的输出线圈对外输出无效，只有最后一次的输出线圈有效，所以，程序中一般不出现双线圈输出，故如图3-47a所示的梯形图必须改为如图3-47b所示的梯形图。,(6)程序顺序不同，执行结果不同 PLC的运行是按照自上而下、从左至右的顺序执行的，这是由PLC的扫描方式决定的，因此，在PLC的编程中应注意：程序的顺序不同，其执行结果有可能不同，如图3-48所示。,(7)程序结束时必须使用END指令。,(1)触点可串可并无限制,触点可以用于串行电路，也可用于并行电路，且使用次数不受限制，所有输出继电器也都可以作为辅助继电器使用。,(2)线圈右边无触点梯形图中每一逻辑行都是始于左母线，终于右母线。,图3-43线圈右边无触点,梯形图中每一逻辑行都是始于左母线，终于右母线。每行的左边是触点的组合，表示驱动逻辑线圈的条件，而表示结果的逻辑线圈、功能指令只能接在右边的母线上,(,可允许省略右母线,),。注意：触点不能接在线圈的右边，线圈也不能直接与左母线连接，必须通过触点连接，所以，图,343a,应改画为图,343b,。,(3)触点水平不垂直触点应画在水平线上，不能画在垂直线上。,图3-44触点水平不垂直,触点应画在水平线上，不能画在垂直线上。如图,344a,中触点,X4,与其他触点之间的连接关系不能识别，此类桥式电路是不能进行编程的，要将其化为连接关系明确的电路。按从左至右，从上到下的单向性原则，可以看出有,4,条从左母线到达线圈,Y000,的不同支路，于是就可以将图,344a,所示不可编程的电路化为在逻辑功能上等效的图,344b,所示可编程电路。,(4)触点多上并左,图3-45串联电路块并联时，触点多的电路块放梯形图的上方,(4)触点多上并左,图3-46并联电路块串联时，触点多的电路块尽量靠近左母线,(5)线圈不能重复使用,图3-47线圈不能重复使用,(6)程序顺序不同，执行结果不同,图3-48程序不同执行结果不同,2.常用基本电路的编程,(1)计时电路,(2)大容量计数电路FX,2N,系列PLC的16位计数器的最大值计数次数为32767。,(3)振荡电路振荡电路可以产生特定的通断时序脉冲，它应用在脉冲信号源或闪光报警电路中。,(4)分频电路用PLC可以实现对输入信号进行分频。,(1)计时电路,图3-49得电延时闭合梯形图及时序图,图3-50失电延时断开梯形图及时序图,(1)计时电路,图3-51定时器与定时器串级使用,(1)计时电路,图3-52定时器与计数器串级使用,(2)大容量计数电路FX,2N,系列PLC的16位计数器的最大值计数次数为32767。,图3-53两个计数器相加串级,(2)大容量计数电路FX,2N,系列PLC的16位计数器的最大值计数次数为32767。,图3-54两个计数器相乘串级,(3)振荡电路振荡电路可以产生特定的通断时序脉冲，它应用在脉冲信号源或闪光报警电路中。,图3-55振荡电路一的梯形图和输出波形,(3)振荡电路振荡电路可以产生特定的通断时序脉冲，它应用在脉冲信号源或闪光报警电路中。,图3-56振荡电路二的梯形图和输出波形,(3)振荡电路振荡电路可以产生特定的通断时序脉冲，它应用在脉冲信号源或闪光报警电路中。,图3-57应用M8013的振荡电路梯形图,(4)分频电路用PLC可以实现对输入信号进行分频。,图3-58脉冲二分频电路的梯形图、指令程序和时序图,四、项目实施,1.PLC控制系统梯形图和指令程序设计,2.运行并调试程序,1.PLC控制系统梯形图和指令程序设计,1) 根据控制要求，当一个工作循环完成后，应不必按起动按钮就能自动开始下一个循环。,2) 根据混合装置的停机控制要求，应将停机信号记忆下来，待一个工作循环结束时再停止工作，因此应选择一个自锁环节将停机信号记忆下来。,1) 根据控制要求,当一个工作循环完成后，应不必按起动按钮就能自动开始下一个循环。下一个循环开始，就是打开电磁阀,YV1,，即输出继电器,Y1,应得电，因此，输出继电器,Y1,除受起动按钮,SB1(X0),控制外，还应受上一个循环结束信号控制。上一个循环结束信号，可取自放出混合液时间计时器,T1,。当搅拌时间结束，液面下降到,L3,处，延时,20s,到时，,T1,输出信号，控制,Y1,得电。,2) 根据混合装置的停机控制要求，应将停机信号记忆下来，待一个工作循环结束时再停止工作，因此应选择一个自锁环节将停机信号记忆下来。,图3-59梯形图和指令程序,2.运行并调试程序,1)在断电状态下，连接好PCPPI电缆。,2) 将PLC运行模式选择开关拨到STOP位置，此时PLC处于停止状态，可以进行程序编写。,3) 在作为编程器的计算机上，运行SWOPC-FXGP/WIN-C或GX Developer编程软件。,4) 将图3-59所示的梯形图程序或指令程序输入到计算机中。,5) 执行“PLC”“传送”“写出”命令，将程序文件下载到PLC中。,6) 将PLC运行模式的选择开关拨到RUN位置，使PLC进入运行方式。,7)按下起动按钮，对程序进行调试运行，观察程序的运行情况。,8)记录程序调试的结果。,一、项目任务,图3-63工作台自动往返的继电器接触器控制原理图,二、项目分析,1.工作原理分析,2. 输入与输出点分配,3. PLC接线示意图,1.工作原理分析,2. 输入与输出点分配,表3-20工作台自动往返运行PLC控制系统的输入/输出(IO)端口地址分配表,3. PLC接线示意图,图3-64工作台自往返运行的PLC控制系统接线示意图,三、相关知识点,1.基本方法,2.继电器电路转换法设计的一般步骤,3.应用举例,4. 设计注意事项,1.基本方法,用继电器电路转换法来设计,PLC,的梯形图时，关键是要抓住继电器控制电路图和,PLC,梯形图之间的一一对应关系，即控制功能、逻辑功能的对应及继电器硬件元件和,PLC,软元件的对应。,2.继电器电路转换法设计的一般步骤,1)根据继电器电路分析和掌握控制系统的工作原理，熟悉被控设备的工艺过程和机械的动作情况。,2)确定PLC的输入信号和输出信号，画出PLC的外部接线示意图。,3)确定PLC梯形图中的辅助继电器(M)和定时器(T)和计数器(C)的元件号。,4)根据上述对应关系画出PLC的梯形图。,5)根据梯形图编程的基本规则，进一步优化梯形图。,3.应用举例,例1：将图3-65的三相异步电动机正反转控制的继电器电路转换为功能相同的PLC外部接线图和梯形图。,解：1)分析控制系统的工作原理。(参见项目1.2),2)确定输入/输出信号。,3)画出外部接线示意图，如图3-66所示。,4)画出直接转换后的梯形图，如图3-67所示。,5)对直接转换后的梯形图进行优化，如图3-68所示。,例1：将图3-65的三相异步电动机正反转控制的继电器电路转换为功能相同的PLC外部接线图和梯形图。,图3-65三相异步电动机正反转控制原理图,解：1)分析控制系统的工作原理。(参见项目1.2),2)确定输入/输出信号。,表3-21三相异步电动机正反转PLC控制系统的输入/输出(IO)端口地址分配表,3)画出外部接线示意图，如图3-66所示。,图3-66PLC接线示意图,4)画出直接转换后的梯形图，如图3-67所示。,图3-67直接转换的梯形图和指令程序,5)对直接转换后的梯形图进行优化，如图3-68所示。,图3-68优化后的梯形图和指令程序,4. 设计注意事项,(1)应遵守梯形图语言中的语法规定例如在继电器电路图中，触点可以放在线圈的左边，也可以放在线圈的右边，但是在梯形图中，线圈和输出类指令(如RST、SET和应用指令等)必须放在梯形图的最右边。,(2)设置中间单元在梯形图中，若多个线圈都受某一触点(或触点的串并联电路)的控制，在梯形图中可设置用该触点(或电路)控制的辅助继电器简化电路，也可用主控指令简化电路。,(3)分离交织在一起的电路在继电器电路中，为了减少使用的器件和少用触点，从而节省硬件成本，各个线圈的控制电路往往互相关联，交织在一起。,(4)时间继电器瞬动触点的处理时间继电器除了有延时动作的触点外，还有在线圈通电或断电时马上动作的瞬动触点。,4. 设计注意事项,(5)断电延时的时间继电器的处理FX系列PLC没有相同功能的定时器，但是，可以用通电延时的定时器来实现断电延时功能，如图3-33所示。,(6)常闭触点提供的输入信号的处理设计输入电路时，应尽量采用常开触点，以便梯形图中对应触点的常开常闭类型与继电器电路中的相同。,(7)外部联锁电路的设立为了防止控制正反转的两个接触器同时动作，造成三相电源短路，图3-65中的KM1与KM2的线圈不能同时通电，除了在梯形图的线圈前串联相应的常闭触点组成的软件互锁电路外，还应在PLC外部设置硬件互锁电路，如图3-66所示。,4. 设计注意事项,(8)梯形图电路的优化为了减少指令程序的指令条数，在串联电路中，单个触点应放在电路块的右边；在并联电路中，单个触点应放在电路块的下面。,(9)尽量减少PLC的输入和输出信号PLC的价格与IO点数有关，减少IO信号的点数是降低硬件费用的主要措施。,(10) 外部负载的额定电压PLC的继电器输出模块和双向晶闸管输出模块，一般只能驱动额定电压为AC 220V的负载，如果系统原来的交流接触器的线圈电压为380V时，应换成线圈电压为220V的，或在PLC外部设置中间继电器。,四、项目实施,.工作台自动往返运行PLC控制系统梯形图和指令程序设计,2. 运行并调试程序,.工作台自动往返运行PLC控制系统梯形图和指令程序设计,(1) 直接转换后的梯形图(用堆栈指令和基本指令编程) 运用继电器电路转换法设计的工作台自动往返运行PLC控制系统梯形图和指令程序如图3-69所示。,(2)优化后的梯形图和指令程序对直接转换后的梯形图用不同方法进行进一步优化，可分别得到如图3-70a、b、c所示的梯形图和指令程序。,(1) 直接转换后的梯形图(用堆栈指令和基本指令编程) 运用继电器电路转换法设计的工作台自动往返运行PLC控制系统梯形图和指令程序如图3-69所示。,图3-69梯形图和指令程序,2. 运行并调试程序,1)在断电状态下，连接好PCPPI电缆。,2) 将PLC运行模式选择开关拨到STOP位置，此时PLC处于停止状态，可以进行程序编写。,3) 在作为编程器的计算机上，运行SWOPCFXGP/WINC或GX Developer编程软件。,4) 将图3-70所示的梯形图程序或指令程序输入到计算机中。,5) 执行“PLC”“传送”“写出”命令，将程序文件下载到PLC中。,6) 将PLC运行模式的选择开关拨到RUN位置，使PLC进入运行方式。,7) 按下起动按钮，对程序进行调试运行，观察程序的运行情况。,8)记录程序调试的结果。,6) 将PLC运行模式的选择开关拨到RUN位置，使PLC进入运行方式。,图3-70优化后的梯形图和指令程序,6) 将PLC运行模式的选择开关拨到RUN位置，使PLC进入运行方式。,图3-70(续),五、知识进阶,1.经验设计法,2. 逻辑设计法,1.经验设计法,1)分析并熟悉控制要求，选择控制原则。,2) 设置系统的主令元件、检测元件和执行元件，确定输入输出设备，并画出PLC的IO接线示意图。,3)设计控制程序。,4)检查、修改和优化梯形图程序。,2. 逻辑设计法,1)分析系统控制要求，明确控制任务和控制内容。,2)确定PLC的软元件(输入继电器X、输出继电器Y、辅助继电器M和定时器T等)，画出PLC的外部接线图。,3)将控制任务、控制要求转换为逻辑函数(线圈)和逻辑变量(触点)，分析触点与线圈的逻辑关系，列出真值表。,4)根据真值表写出逻辑函数表达式。,5)根据逻辑函数表达式画出梯形图。,6)优化梯形图。,2. 逻辑设计法,表3-22逻辑函数表达式与梯形图的对应关系,