项目一PLC基础知识及仿真软件介绍.ppt

2020 1 29 1 PLC应用技术项目教程 邢贵宁2009年9月需要索取相关资源的老师 请与赵进学联系电话 13903181821 邮箱 13903181821 2020 1 29 2 项目一PLC基础知识及仿真软件介绍 1 了解可编程控制器的结构和原理2 熟悉 FX TRN BEG C 教学仿真软件的使用方法 2020 1 29 3 任务一了解三菱FX系列PLC硬件和软件系统 一 PLC的基本组成可编程序控制器是一种数字运算操作的电子系统 专为在工业环境下应用而设计 它采用了可编程序的存储器 用来在其内部存储执行逻辑运算 顺序控制 定时 计数和算术运算等操作的指令 并通过数字的 模拟的输入和输出 控制各种类型的机械或生产过程 可编程控制器由哪几部分组成 2020 1 29 4 图1 1可编程序控制器的组成部分 2020 1 29 5 二 PLC的应用领域 1开关量的逻辑控制2模拟量的闭环控制3数字量的智能控制4数据采集与监控5通信 联网及集散控制 2020 1 29 6 三 可编程控制器的基本特点 1 灵活 通用2 可靠性高 抗干扰能力强3编程简单 使用方便4 接线简单5 功能强6 体积小 重量轻 易于实现机电一体化 2020 1 29 7 四 三菱FX系列PLC硬件系统 Q系列PLC 2020 1 29 8 三菱PLC外形图 FX2N系列PLC 2020 1 29 9 三菱PLC外形图 FX1N系列PLC 2020 1 29 10 三菱PLC外形图 FX1S系列PLC 2020 1 29 11 1 中央处理单元 CPU 1 诊断PLC电源 内部电路的工作状态及编制程序中的语法错误 2 采集现场的状态或数据 并送入PLC的寄存器中 3 逐条读取指令 完成各种运算和操作 4 将处理结果送至输出端 5 响应各种外部设备的工作请求 2020 1 29 12 2 存储器 ROM RAM 1 系统程序存储器 ROM 用以存放系统管理程序 监控程序及系统内部数据 PLC出厂前已将其固化在只读存储器ROM或PROM中 用户不能更改 2 用户存储器 RAM 包括用户程序存储区和工作数据存储区 这类存储器一般由低功耗的CMOS RAM构成 其中的存储内容可读出并更改 掉电会丢失存储的内容 一般用锂电池来保持 2020 1 29 13 3 可编程控制器输入端口电路 开关量输入接口电路 采用光电耦合电路 将限位开关 手动开关 编码器等现场输入设备的控制信号转换成CPU所能接受和处理的数字信号 2020 1 29 14 4 可编程控制器输出接口电路 第一 继电器输出型 为有触点输出方式 用于接通或断开开关频率较低的直流负载或交流负载回路 2020 1 29 15 第二 晶闸管输出型 为无触点输出方式 用于接通或断开开关频率较高的交流电源负载 2020 1 29 16 第三 晶体管输出型 为无触点输出方式 用于接通或断开开关频率较高的直流电源负载 2020 1 29 17 5 电源 PLC的电源是指将外部输入的交流电处理后转换成满足PLC的CPU 存储器 输人输出接口等内部电路工作需要的直流电源电路或电源模块 许多PLC的直流电源采用直流开关稳压电源 不仅可提供多路独立的电压供内部电路使用 而且还可为输入设备 传感器 提供标准电源 2020 1 29 18 五 了解三菱FX系列PLC软件系统 1 用户程序 用户程序是用户根据控制对象生产工艺及控制的要求而编制的应用程序 它是由PLC控制对象的要求而定的 为了便于读出 检查和修改 用户程序一般存于CMOS静态RAM中 用锂电池作为后备电源 以保证掉电时不会丢失信息 为了防止干扰对RAM中程序的破坏 当用户程序经过运行正常 不需要改变 可将其固化在EPROM中 现在有许多PLC直接采用EEPROM作为用户存储器 2020 1 29 19 三菱FX系列PLC软件系统 2 可编程控制器的编程语言不同厂家 不同型号的PLC的编程语言只能适应自己的产品 IEC中的PLC编程语言标准中有五种编程语言 顺序功能图编程语言 梯形图编程语言 功能块图编程语言 指令语句表编程语言 结构文本编程语言 最常用的就是梯形图编程语言和指令语句表编程语言 2020 1 29 20 三菱FX系列PLC软件系统 3 三菱FX系列PLC中文编程软件 SWOPLC FXGP WIN C 编程界面见下图 功能栏 编程区 状态栏 功能栏 右母线 菜单栏 工具栏 工具栏 光标 左母线 2020 1 29 21 任务二FX TRN BEG C编程软件使用训练 FX系列PLC可用 FX TRN BEG C 教学演示仿真软件 以下简称仿真软件 利用计算机进行仿真编程和仿真运行 该软件既能够编制梯形图程序 也能够在后台将梯形图程序转换成指令语句表程序 写入到模拟PLC主机 并模拟仿真PLC控制现场机械设备运行 使用 FX TRN BEG C 仿真软件 须将计算机的显示器象素设置为1024 768 如果显示器象素较低 则无法运行该软件 2020 1 29 22 一FX TRN BEG C软件介绍 在安装有 FX TRN BEG C 仿真软件的计算机上 点击图1 8所示图标 启动 FX TRN BEG C 仿真软件 进入仿真软件程序首页 图1 8仿真软件启动图标 2020 1 29 23 一 现场仿真区 现场仿真区在编程仿真界面的上半部分 左起依次为远程控制区 辅导提示和生产机械 点击远程控制画面的教师图像 可关闭或打开辅导提示 仿真区 编辑 菜单下的 I O清单 选项 显示该练习项目的现场工艺条件与PLC配接的输入 输出 I O 接口配置说明 需仔细阅读 正确运用 仿真区 工具 菜单下的 选项 可选择仿真背景为 简易画面 节省计算机系统资源 还可调整仿真设备运行速度 2020 1 29 24 远程控制画面的功能按钮 自上而下依次为 梯形图编辑 将仿真运行状态转为编程状态 可以开始编程 PLC写入 将转换完成的用户程序 写入PLC主机 PLC写入程序后 RUN 灯点亮 进入仿真运行方式 此时不可编制编程 复位 将仿真运行的程序和仿真界面复位到初始状态 正俯侧 选择现场生产机械的视图方向 选择基础知识的上一画面和下一画面 主要 返回程序首页 编程 运行 显示窗 显示编程界面当前状态 2020 1 29 25 生产机械上给出的X 实际是该位置的传感器 连接到PLC的某个输入接口X 驱动该输入继电器的线圈 给出的Y的位置 实际是该位置的执行部件连接到PLC的某个输出接口Y 被这个输出接口所驱动 本文亦以X或Y的位置替代说明传感器或执行部件的位置 生产机械的机器人 推杆和分拣器的运行方式 为点动工作 自动复位 某个具体机械的运行方式 可通过针对它的驱动 编制一段小程序来验证 生产机械上的光电传感器触点 通光分断 遮光闭合 在某个仿真练习界面下 可根据该界面给定的工艺条件和工艺过程 编制PLC梯形图 写入模拟PLC主机 仿真驱动现场设备运行 也可不考虑给定的现场工艺过程 仅利用其工艺条件 编制其他梯形图 用现场设备显示运行结果 2020 1 29 26 二 编程区 编程区两侧的垂直线是左右母线 之间为编程区 编程区中的光标 可用鼠标左键单击移动 也可用键盘的四个方向键移动 光标所在位置 是放置 删除元件等操作的位置 编程区下方是符号栏 可用鼠标点击等方法 取用各元件符号 仿真运行时 梯形图上的触点和线圈 蓝色显示表示该器件接通 编程仿真界面的下半部分左侧为编程区 编程区上方有操作菜单 其中 工程 菜单 相当于其他应用软件的 文件 菜单 只有在编程状态下 才能使用 工程 菜单进行打开 保存等操作 2020 1 29 27 三 模拟PLC 编程区右侧为一台48个I O点的模拟PLC 其左侧一列发光二极管 显示各个输入接口状态 右侧一列发光二极管 显示各个输出接口状态 2020 1 29 28 四 模拟控制显示台 编程仿真界面最右侧是模拟控制显示台 上方是信号灯显示屏 下方是操作台 各指示灯已按照标识Y 连接到PLC的输出接口 各开关也按照标识X连接到PLC的输入接口 操作台的PB为自复位式常开按钮 SW为转换开关 其面板的 OFFON 系指其常开触点分断或接通 受软件反应灵敏度所限 为保证可靠动作 仿真运行操作时各开关的闭合时间应不小于0 5s 2020 1 29 29 上机实做1 元件放置和梯形图编辑方法启动仿真软件 熟悉软件界面 在仿真软件B 4界面 试按下述方法输入 编辑图1 17梯形图 一 元件和指令的放置梯形图编程采用鼠标法 热键法和指令法均可调用 放置元件 1 鼠标法 移动光标到预定位置 鼠标左键单击编程界面下方的某个触点 线圈或指令等符号 弹出元件对话框 如图1 12所示 输入元件标号 参数或指令回车 即可在光标所在位置放置元件或指令 2 热键法 点按某个编程热键 也会弹出元件对话框 其他同上 2020 1 29 30 图1 17三相异步电动机正反转PLC控制 2020 1 29 31 指令法 如果对编程指令指令及其含义比较熟悉 利用键盘直接输入指令和参数 可快速放置元件和指令 编程常用指令 参见 附录PLC编程常用指令 例如 输入 LDX1 将在左母线加载一个X1常开触点 输入 ANDFX2 将串连一个下降沿触点X2 输入 OUTT1K100 将一个10s定时器的线圈连接到右母线 图1 12元件对话框 线段只能使用鼠标法或者热键法放置 而且竖线段将放置在光标的左下角 2020 1 29 32 二 梯形图编辑图1 13右键菜单1 删除元件点按键盘Del键 删除光标处元件 点按回退键 删除光标前面的元件 线段只能使用鼠标法或者热键法删除 而且应使要删除的竖线在光标左下角 2 修改元件光标选中元件回车 或者鼠标左键双击 弹出图2 1 10所示元件对话框 选择元件 输入元件标号 可对该元件进行修改编辑 3 右键菜单单击鼠标右键 弹出右键菜单如图1 13所示 可对光标处进行撤销 剪切 复制 粘贴 行插入 行删除等操作 2020 1 29 33 上机实做2 程序转换 保存与写入练习1 程序转换鼠标左键点击 转换程序 按钮 或用 F4 热键进行程序转换 此时如果编程区某部分显示为黄色 表示这部分编程有误 请查找原因予以解决 2 保存程序左键点击 工程 保存 选择存盘路径和文件名 通过计算机保存程序文件 3 程序调用左键点击 工程 打开工程 选择路径和文件名 从计算机调入PLC程序文件 4 程序写入左键点击 在线 PLC写入 将程序写入模拟PLC主机 运行中 及 RUN 点亮 即可进行仿真试运行 并根据运行结果调试修改程序 2020 1 29 34 任务三认识PLC与外围部件的接线 编程示例 三相异步电动机正反转控制1 继电控制方式三相异步电动机正反转控制 继电控制电路如图1 15所示 该电路前面课程已经做过详细分析 2020 1 29 35 2020 1 29 36 2 PLC控制方式三相异步电动机正反转PLC控制系统的接线如图1 16所示 2020 1 29 37 2020 1 29 38 步序指令操作数0LDX21ORY12ANIX13ANIY24OUTY15LDX36ORY27ANIX18ANIY19OUTY210END 2020 1 29 39 图1 15 图1 16和图1 17中 SB为停机按钮 SB1为正转启动按钮 SB2为反转启动按钮 KM1为正转控制接触器 KM2为反转控制接触器 PLC控制的工作过程 1 正转启动过程点动SB1 X2吸合 0行X2闭合 Y1吸合 Y1输出触点闭合 KM1吸合 电动机正转 1行Y1闭合 自锁Y1 5行Y1分断 联锁Y2 2 停机过程点动SB X1吸合 0行X1分断 Y1释放 各器件复位 电动机停止 2020 1 29 40 项目小结 1 可编程控制器的硬件主要包括 中央处理器 CPU 存储器 输入接口 输出接口 电源等几大部分 2 可编程控制器的程序系统主要有系统程序和用户程序两部分 3 可编程控制器内部的软继电器主要有输入继电器 输出继电器 辅助继电器 状态继电器定时器 计数器 数据寄存器 变址寄存器 指针 常数 2020 1 29 41 4 可编程控制器的编程元件与继电接触器元件相同点 都具有线圈和常开常闭触点 触点的状态随着线圈的状态而变化 即当线圈被选中 通电 时 常开触点闭合 常闭触点断开 当线圈失去选中条件时 常闭接通 常开断开 不同点 编程元件被选中 只是代表这个元件的存储单元置1 失去选中条件只是这个元件的存储单元置0 编程元件可以无限次地访问 可编程控制器的编程元件可以有无数多个常开 常闭触点 2020 1 29 42 5 FX系列PLC可用 FX TRN BEG C 仿真软件利用计算机进行仿真编程和仿真运行 该软件既能够编制梯形图程序 也能够在后台将梯形图程序转换成指令语句表程序 写入到模拟PLC主机 并模拟仿真PLC控制现场机械设备运行 使用仿真软件不需要很多元器件以及硬件连线 就能完成编制程序 模拟运行 调试修改等学习步骤 既节省时间 又安全方便 2020 1 29 43 本项目结束 谢谢使用