三菱PLC自学教案

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,*,可编程控制器,FX,2N,编程实例,X,输入地址,: X000-X007,X010-X017,Y,输出地址,: Y000-Y007,Y010-Y017,M,辅助地址,: M000-M499,(,通用）,M500-M3071,（保持）,M8000-M8255,（特殊）,S,状态地址：,S000-S999,T,定时地址：,T000-T199,(100ms,）,T200-T245 (10ms,）,C,计数地址：,C100-C199,C100-C199.,1,三菱,PLC,编程技术常用编程方法,经验设计法,组合逻辑设计法,时序图设计法,状态转移图（,SFC),设计法,2,1. PLC,的程序经验设计法,基本思路：,在已有的典型梯形图基础上，根据被控对象对控制的要求，通过多次反复地调试和修改梯形图，增加中间编程元件和触点，以得到一个较为满意的程序。,基本特点：,没有普遍的规律可以遵循，设计所用的时间、设计的质量与编程者的经验有很大的关系。,适用场合：,可用于逻辑关系较简单的梯形图程序设计。,基本步骤：,分析控制要求、选择控制原则；,设计主令和检测元件，确定输入输出设备；,设计执行元件的控制程序；,检查修改和完善程序。,3,例,1,：利用可编程控制器实现星,-,角启动控制线路。,控制要求：,绕组星,-,角控制转换时间定为,2s,。,PLC,的,I/O,单元分配：,输入,: SB,1,(,启动,):X000 SB,2,(,停止,):X001,输出,: KM,Y,:Y000 KM,:Y001 KM:Y002,4,例,2,：,送料小车自动控制的梯形图程序设计,控制要求如下：,X4,处装料，20,s,后装料结束，开始右行，碰到,X3,后停下卸料，25,s,后左行，碰到,X4,后又停下装料，这样不停地循环工作,。,按钮,X0,和,X1,分别用来起动小车右行和左行。,1.,控制主体为小车驱动电机正反转控制，故需接触器,KM1,和,KM2,分别控制电机的正反转（右行与左行）；其次为装料、卸料电磁阀,KM3,和,KM4,。,和,X4,有位置控制要求，可选用行程开关作为位置检测元件。,3.,设置电机左右运行手动开关，右行：,SB1,；左行：,SB2,。,4.,接通装料、卸料电磁阀分别由,KM3,和,KM4,接触器控制。,5.,装料、卸料定时器分别使用,T0,和,T1,，其中,T0,定时,20s,，,T1,定时,25s,。,5,PLC,的,I/O,地址分配：,IN,：,SB,1,（右行） ：,X000,SB,2,（左行） ：,X001,SB3,（停止）：,X002,SA1,（,X,3,位置检测）：,X003,SA2,（,X,4,位置检测）：,X004,OUT,：,KM,1,（右行控制）：,Y000,KM,2,（左行控制）：,Y001,KM3,（装料电磁阀）：,Y002,KM4,（卸料电磁阀）：,Y003,小车驱动电机,6,程序原理说明：,X000,：,SB1,（右行）,SB2,（左行） ：,X001,SB3,（停止）：,X002,KM1,（右行控制）：,Y000,KM2,（左行控制）：,Y001,T0,定时,20s,T1,定时,25s,X4,处装料,X3,处卸料,X4,处装料,X3,处卸料,7,经验设计法总结：,经验设计法对于一些比较简单程序设计是比较奏效的，可以收到快速、简单的效果。,经验设计法没有规律可遵循，具有很大的试探性和随意性，往往需经多次反复修改和完善才能符合设计要求，设计的结果往往不很规范，因人而异。,特点：考虑不周、设计麻烦、设计周期长；,梯形图的可读性差、系统维护困难。,8,例,3,：四组抢答器设计,控制要求：控制一个四组抢答器，当下达抢答命令后，任一组抢先按健抢答后，数码管显示该组的编号，同时锁住其它组的抢答按键，使其它组的按键无效，设置抢答器复位开关，复位后可重新抢答。,a,b,c,d,e,f,g,dp,的程序组合逻辑设计法,PLC,的,I/O,分配：,IN,：,OUT:,SB0(,复位按键,):X000 a,段,: Y001,SB1(1,组按键,):X001 b,段,: Y002,SB2(2,组按键,):X002 c,段,: Y003,SB3(3,组按键,):X003 d,段,: Y004,SB4(4,组按键,):X004 e,段,: Y005,f,段,: Y006,g,段,: Y007,9,SB0(,复位按键,):X000,SB1(1,组按键,):X001,M1:1,组抢答,SB0(,复位按键,):X000,SB2(2,组按键,):X002,M2:2,组抢答,SB0(,复位按键,):X000,SB3(3,组按键,):X003,M3:3,组抢答,SB0(,复位按键,):X000,SB4(4,组按键,):X004,M4:4,组抢答,b,段,: Y002,c,段,: Y003,a,段,: Y001,d,段,: Y004,e,段,: Y005,f,段,: Y006,g,段,: Y007,按,SB1,（,1,组,X001,）键，,M1=1,：,b=1 c=1,数码管显示“,1”,按,SB2,（,2,组,X002,）键，,M1=2,：,a=b=g=e=d=1,数码管显示“,2”,10,例,4,：天塔之光灯光闪烁控制系统。控制要求：,隔灯闪烁：,L1,、,L3,、,L5,、,L7,、,L9,亮,1s,后灭；接着,L2,、,L4,、,L6,、,L8,亮,1s,后灭；再接着,L1,、,L3,、,L5,、,L7,、,L9,亮,1s,后灭，如此循环下去。设置启动按键、停止按键。按下启动按键霓虹彩灯开始工作；按下停止键结束彩灯工作，彩灯全部熄灭。,天塔之光示意图,程序的时序图设计法,输入单元,输出单元,启动,按键,X000,L1,Y001,L3,Y003,L5,Y005,L7,Y007,L9,Y011,停止,按键,X001,L2,Y002,L4,Y004,L6,Y006,L8,Y010,PLC,的,I/O,分配表,11,例,4,：天塔之光灯光闪烁控制系统的,PLC,控制时序图：,12,编程方法一：,13,编程方法二：,14,例： 三台电机的循环启停运转控制。,三台电机接于,Y001、Y002、Y003,，要求它们相隔5,s,启动，各运行10,s,停止，并循环；启动按钮为,X001,。根据以上要求，绘出电机工作时序图如图所示。,三台电机控制时序图,15,三,台,电,机,控,制,梯,形,图,16,【例4】十字路口交通灯控制设计。,这也是一个时序控制实例。十字路口南北向及东西向均设有红、黄、绿三个信号灯，六个灯依一定的时序循环往复工作。图672是交通灯的时序图。,图6-72 交通灯时序图,17,表640时间点及实现方法,器 件,意 义,实 现,X000,启动及循环起点，绿1、绿2点亮,启动按钮,T0,绿1亮25,s,定时器,T0,设定值,K250，,从,X0,接通起计时，计时时间到绿1断开，,T1,计时。,T1、T2,绿1闪动3次控制,T1、T2,形成振荡，,T1,通时绿1点亮，,C0,计数,C0,黄1亮2,s,起点,T2,为,C0,计数信号，,C0,接通时黄1点亮,T3,黄1亮2,s,定时器,T3,设定值,K20，T3,接通时为红1、绿2点亮，红2熄灭,T4,绿2亮25,s,定时器,T4,设定值,K250，,从,T3,接通时计时，计时时间到绿2断开，,T6,计时,T5、T6,绿2闪动3次控制,T5、T6,形成振荡，,T5,通时绿2点亮，,C1,计数,C1,黄2亮2,s,起点,T6,为,C1,计数信号，,C1,接通时黄2点亮,T7,黄2亮2,s,定时器,T7,设定值,K20，T7,接通时黄2熄灭，一循环周期结束,18,19,状态转移图（,SFC),设计法,FX,系列步进指令与状态转移图表示方法,SFC,图编程规则,FX,2N,系列,PLC,状态编程法示例,三菱,FX2N,系列可编程控制器编程技术,常用编程方法,20,表7-1 步进阶梯指令助记符与功能,指令助记符、名称,功能,步进梯形图的表示,程序步,STL,步进接点指令,步进接点驱动,1,RET,步进返回指令,步进程序结束返回,1,FX2N,系列,PLC,步进指令所使用的状态软元件,S,有1000个，其分类、编号、数量和用途见表6-11。,步进接点指令只有常开接点。,连接步进接点的其它继电器接点用指令,LD,或,LDI,开始。,步进返回指令(,RET),用于状态(,S),流程结束时，返回主程序(母线)。,三菱,FX2N,系列可编程控制器编程技术,常用编程方法,状态转移图（,SFC),设计法,:,21,FX,系列,PLC,的步进指令与状态转移图表示方法,步进指令的使用说明,1）,STL,触点是与左侧母线相连的常开触点，,STL,触点接通，则对应的状态为活动步；,2）与,STL,触点相连的触点用,LD,或,LDI,指令，执行完,RET,后返回左母线；,3）,STL,触点可直接驱动或通过别的触点驱动,Y、M、S、T,等元件的线圈；,4）,PLC,只执行活动步对应的电路，所以使用,STL,指令时允许双线圈输出；,5),STL,触点驱动的电路块中不能使用,MC,和,MCR,指令。,三菱,FX2N,系列可编程控制器编程技术,常用编程方法,22,表7-2 可在状态内处理的顺控指令一览表,指令,状态,LD/LDI/LDP/LDF,AND/ANI/ANDP/ANDF,OR/ORI/ORP/ORF/INV/OUT,SET/RST,PLS/PLF,ANB/ORB,MPS/MRD/MPP,MC/MCR,初始状态/一般状态,可以使用,可以使用,不可使用,分支,汇合状 态,输出,处理,可以使用,可以使用,不可使用,转移,处理,可以使用,不可使用,不可使用,表中的栈操作指令,MPS/MRD/MPP,在状态内不能直接与步进接点后的内母线连接，应接在,LD,或,LDI,指令之后，如图7-2所示,。,在,STL,指令内允许使用跳转指令，但其操作复杂，厂家建议最好不用。,三菱,FX2N,系列可编程控制器编程技术,常用编程方法,23,表中的栈操作指令,MPS/MRD/MPP,在状态内不能直接与步进接点后的内母线连接，应接在,LD,或,LDI,指令之后，如图7-2所示,。,三菱,FX2N,系列可编程控制器编程技术,常用编程方法,图7-2 栈操作指令在状态内的正确使用,24,在,STL,指令的内母线上将,LD,或,LDI,指令编程后，对图7-3（,a）,所示没有触点的线圈,Y003,将不能编程，应改成按图7-3（,b）,电路才能对,Y003,编程。,图7-3 状态内没有触点线圈的编程,三菱,FX2N,系列可编程控制器编程技术,常用编程方法,25,为了控制电机正反转时避免两个线圈同时接通短路，在状态内可实现输出线圈互锁，方法如图7-4所示。,图7-4 输出线圈的互锁,26,图7-1 步进指令表示方法,状态转移图的内母线上都将提供三种功能：, 驱动负载(,OUT Yi);,指定转移条件(,LD/LDI Xi);,指定转移目标(,SET Si),。,这 称为状态的三要素，特别地后两个功能是必不可少的,。,三菱,FX2N,系列可编程控制器编程技术,常用编程方法,FX,系列,PLC,的步进指令与状态转移图表示方法,27,SFC,图编程规则,编制,SFC,图的注意事项,1）状态编程时必须使用步进接点指令,STL,，程序最后必须使用步进返回指令,RET,，返回主母线；,2）初始状态的软元件用,S0S9,，并用双框表示；中间状态软元件用,S20S899,，并用单框表示；,3）状态编程顺序：先进行驱动，再进行转移，不能颠倒；,4）当同一负载需要连续多个状态驱动时，可使用多重输出。在状态程序中，不同时“激活双线圈”允许；,5) 负载的驱动、状态转移条件可能为多个元件的逻辑组合，视具体情况，按串、并联关系处理；,6),顺序状态转移用置位指令,SET,，若顺序不连续转移，可以使用,OUT,指令进行状态转移；,7,）在,STL,与,RET,指令之间不能使用,MC,、,MCR,指令；,8,）初始状态可由其他状态驱动，但运行开始必须用其他办法预先做好驱动，否则状态流程不可能向下进行。初始一般用系统的初始条件，若无初始条件，可用,M8002,（,PLC,启动运行时的初始脉冲）作为驱动。,三菱,FX2N,系列可编程控制器编程技术,常用编程方法,28,编制,SFC,图的规则,1）若向上转移（重复）、向其他流程状态转移（跳转），称为顺序不连续转移。转移不能使用,SET,指令，要使用,OUT,指令进行状态转移，并要在,SFC,图中用“,”符号表示转移目标,；,2）在流程中要表示状态的自复位处理时，用“ ”符号表示，自复位状态程序中用,RST,指令表示；,3）,SFC,图中的转移条件不能使用,ANB,、,ORB,、,MPS,、,MRD,、,MPP,指令；,4）状态转移图中的流程不能交叉；,5) 若要对某个区间状态进行复位，可用区间复位指令,ZRST,处理；,三菱,FX2N,系列可编程控制器编程技术,常用编程方法,29,图7-9 同一负载需要多个状态驱动可使用多重输出，,但相邻状态定时器编号不能相同,三菱,FX2N,系列可编程控制器编程技术,常用编程方法,30,图7-10 负载组合驱动、状态向不连续状态转移的处理,三菱,FX2N,系列可编程控制器编程技术,常用编程方法,31,三菱,FX2N,系列可编程控制器编程技术,常用编程方法,32,图7-11 非连续转移在,SFC,图中的表示,三菱,FX2N,系列可编程控制器编程技术,常用编程方法,33,SFC,图的典型程序结构,顺序控制,例：小车控制,三菱,FX2N,系列可编程控制器编程技术,常用编程方法,34,SFC,图的典型程序结构,选择分支,例：含有选择分支,三菱,FX2N,系列可编程控制器编程技术,常用编程方法,35,SFC,图的典型程序结构,并行分支,例：含有并行分支,三菱,FX2N,系列可编程控制器编程技术,常用编程方法,36,跳转与循环是选择性分支的一种特殊形式。若满足某一转移条件，程序跳过几个状态往下继续执行，这是正向跳转，若要程序返回到上面某个状态再开始往下继续执行，这是逆向跳转，也称作循环。,任何复杂的控制过程均可以由以上四种结构组合而成。下面图7-34所示就是跳转与循环结构的状态转移图和状态梯形图。,三菱,FX2N,系列可编程控制器编程技术,常用编程方法,SFC,图的典型程序结构,跳转与循环结构,37,图7-34 跳转与循环控制的,SFC,图和,STL,图*,38,FX,2N,系列,PLC,状态编程法示例,例,5,：设计一动力头进给控制过程。,控制要求：,初始状态时，动力头停在,ST3,处，按下启动按钮后，动力头快进；到达,ST1,位置时，改为工进；到达,ST2,时，保持无进给状态,10s,；之后快速退回；快退过程中到达,ST3,位置时，停止运行进入待机状态。动力头进给工作示意图如上图所示。动力头快进由电磁阀,YV1,接通控制；工进由电磁阀,YV2,接通控制；快退由电磁阀,YV3,接通控制。,三菱,FX2N,系列可编程控制器编程技术,常用编程方法,39,40,FX,2N,系列,PLC,状态编程法示例,例,6,：粉末冶金制品压制机系统设计。,控制要求：,粉末装好后，按下启动按钮，冲头下行；将粉末压紧后，压力继电器接通，保持压紧状态,5S,；之后冲头上行至,S2,位置，冲头上行停止；然后模具下行至,S3,位置停止；此时工人可以取走成品，待工人取走成品后，按复位按钮，模具上行至,S4,位置停止，系统恢复初始状态，等待下一次工作程序开始。压制机工作原理图如上图所示。,I/O,分配：,IN:,启动按钮,SB1:X000,；复位按钮,SB2:X001,；,S2,位置（行程开关）,:X002,；,S3,位置（行程开关）,:X003,；,S4,位置（行程开关）,:X004,；,压力传感器开关量输入：,X005,；,OUT,：冲头下行,KM1,：,Y000,；冲头上行,KM2,：,Y001,；模具上行,KM3,：,Y004,；,模具下行,KM4,：,Y005,。,三菱,FX2N,系列可编程控制器编程技术,常用编程方法,41,42,FX,2N,系列,PLC,状态编程法示例,:,传送带小球分类选择传送装置控制电路设计：,设计要求：,图7-21为使用传送带将大、小球分类选择传送装置的示意图。,左上为原点，机械臂的动作顺序为下降、吸住、上升、右行、下降、释放、上升、左行。机械臂下降时，当电磁铁压着大球时，下限位开关,LS2（X002）,断开；压着小球时，,LS2,接通，以此可判断是大球还是小球。,左、右移分别由,Y004、Y003,控制；上升、下降分别由,Y002、Y000,控制，将球吸住由,Y001,控制。,43,图7-21 大小球分类选择传送装置示意图*,44,图7-22 大小球分类选择传送的状态转移图,45,46,图7-29 人行横道交通灯控制,47,控制要求：,人过横道，应按路两边的人行横道按钮,X000,或,X001，,车道绿灯亮30秒后由状态,S22,控制车道黄灯（,Y002）,亮10秒，然后由状态,S23,控制车道红灯（,Y001）,亮5秒后,启动状态,S31,使人行横道的红灯变为绿灯（,Y006）,点亮。,人行横道绿灯亮15秒后，由状态,S32,和,S33,交替控制横道绿灯进行0.5秒闪烁，闪烁5次，人行横道变为红灯亮,人行横道禁止通行。5秒后返回初始状态。,人行横道交通灯控制的状态转移图及程序如图7-30所示。在图中,S33,处有一个选择性分支，人行道绿灯闪烁不到五次，选择局部重复动作；闪烁五次后使横道红灯亮,车道绿灯亮。,FX2N,系列,PLC,状态编程法示例,:,人行横道交通灯控制电路设计：,48,49,可编程控制器系统程序设计,概述,实际的,PLC,应用系统往往比较复杂，复杂系统不仅需要的,PLC,输入输出点数多，而且为了满足生产的需要，很多工业设备都需要设置多种不同的工作方式，常见的有手动和自动（连续、单周期、单步）等工作方式。,设计思路与步骤,确定程序的总体结构：,分别设计局部程序,程序的综合与调试,50,可编程控制器系统程序设计,复杂程序的设计方法,设计思路与步骤,确定程序的总体结构：,将系统的程序按工作方式和功能分成若干部份，如：公共程序、手动程序、自动程序等部份。手动程序和自动程序是不同时执行的，可以用主控指令将它们分开，用工作方式的选择信号作为主控指令的启动条件。,分别设计局部程序：,公共程序和手动程序相对较为简单，一般采用经验设计法进行设计；自动程序相对比较复杂，对于顺序控制系统一般采用,状态转移图（,SFC),设计法。,程序的综合与调试：,进一步理顺各部分程序之间的相互关系，并进行程序的调试,51,可编程控制器系统程序设计,程序的内容和质量,PLC,程序的内容,最大限度地满足控制要求，完成所要求的控制功能。,除控制功能外，通常还应包括以下几个方面的内容：,1,）初始化程序,：,在,PLC,上电后，一般都要做一些初始化的操作。其作用是为启动作必要的准备，并避免系统发生误动作。,2,）检测、故障诊断、显示程序,：,应用程序一般都设有检测、故障诊断和显示程序等内容。,3,）保护、连锁程序,：,各种应用程序中，保护和连锁是不可缺少的部分。它可以杜绝由于非法操作而引起的控制逻辑混乱，保证系统的运行更安全、可靠。,52,可编程控制器系统程序设计,程序的内容和质量,PLC,程序的质量,程序的质量可以由以下几个方面来衡量：,程序的正确性,：,所谓正确的程序必须能经得起系统运行实践的考验，离开这一条对程序所做的评价都是没有意义的。,程序的可靠性,：,好的应用程序可以保证系统在正常和非正常（短时掉电再复电、某些被控量超标、某个环节有故障等）工作条件下都能安全可靠地运行，也能保证在出现非法操作（如按动或误触动了不该动作的按钮）等情况下不至于出现系统控制失误。,53,可编程控制器系统程序设计,程序的内容和质量,PLC,程序的质量,参数的易调整性,：,容易通过修改程序或参数而改变系统的某些功能。例如，有的系统在一定情况下需要变动某些控制量的参数（如定时器或计数器的设定值等），在设计程序时必须考虑怎样编写才能易于修改。,程序的简洁性,：,编写的程序应尽可能简练,程序的可读性,：,程序不仅仅给设计者自己看，系统的维护人员也要读。另外，为了有利于交流，也要求程序有一定的可读性。,54,可编程控制器系统程序设计,程序的调试,概述,PLC,程序的调试可以分为,模拟调试,和,现场调试,调试之前首先对,PLC,外部接线作仔细检查无误。也可以用事先编写好的试验程序对外部接线做扫描通电检查来查找接线故障。,为了安全考虑，最好将主电路断开。当确认接线无误后再连接主电路，将模拟调试好的程序送入用户存储器进行调试，直到各部分的功能都正常，并能协调一致地完成整体的控制功能为止。,55,可编程控制器系统程序设计,程序的调试,模拟调试,将设计好的程序写入,PLC,后，首先逐条仔细检查，并改正写入时出现的错误。,用户程序一般先在实验室模拟调试，实际的输入信号可以用钮子开关和按钮来模拟，各输出量的通断状态用,PLC,上有关的发光二极管来显示，一般不用接,PLC,实际的负载,(,如接触器、电磁阀等,),。,在调试时应充分考虑各种可能的情况，各种可能的进展路线，都应逐一检查，不能遗漏。,发现问题后应及时修改梯形图和,PLC,中的程序，直到在各种可能的情况下输入量与输出量之间的关系完全符合要求。,如果程序中某些定时器或计数器的应该选择合适设定值。,56,可编程控制器系统程序设计,程序的调试,现场调试,将,PLC,安装在控制现场进行联机总调试，在调试过程中将暴露出系统中图和梯形图程序设计中的问题，应对出现的问题及时可能存在的传感器、执行器和硬接线等方面的问题，以及,PLC,的外部接线加以解决。,如果调试达不到指标要求，则对相应硬件和软件部分作适当调整，通常只需要修改程序就可能达到调整的目的。,全部调试通过后，经过一段时间的考验，系统就可以投入实际的运行了,57,