三菱PLC概述和应用技术

任务一PLC控制器常识第一单元认识PLC*什么是PLC?一、PLC的生产和应用ProgrammableLogicController可编程控制器PLC是一种专门用于工业控制的计算机是当今机械电气控制中技术水平最高和应用最为广泛的电器之一。其工作原理与计算机相当•第一台PLC1969年用于美国通用汽车公司的汽车装配线，用它取代了接触器控制系统。•PLC设计理念是将计算机系统的功能完备、灵活、通用与继电器控制系统的简单易懂、操作方便、价格便宜等优点结合起来，制造出的一种新型的工业控制设备。•由于PLC属于程序控制方式，其控制功能是通过存放在存储器内的程序来实现的，若要对控制功能加以修改，只需改变软件指令即可，不需过多地改变硬件，从而实现了硬件的软件化管理。三菱FX2N48MR微型机面板FX2N48MR继电器输出，交直流负载使用基本单元，内含CPU输入输出点的总和系列名称与接触器控制系统相比PLC主要特点为：1、使用和维护方便可靠性高使用寿命为半永久性2、运行稳定抗干扰性强对环境要求低3、设计施工周期短4、编程软件和语言简单易学编程方法针对普通工人便于普及5、控制功能强适应范围广与其它设备兼容性好PLC具有下列功能：（1）条件控制可代替继电器进行开关控制（2）定时控制精确定时器其定时值可任意修改（3）计数功能各种计数方法的计数器上百个（4）步近控制可以把复杂控制简单化（5）闭环过程控制（6）数据处理加减乘除、开方、译码、字操作等（7）通信和联网便于实现分散式测控系统（8）对控制系统的监控美国A-B公司、通用电器（GE）、德州仪器（TI）、莫迪康（MODICON）、西屋日本三菱（MITSUBISHI）、欧姆龙（OMRON）、松下（Panasonic）德国西门子（SIEMENS）等本教材以日本三菱生产的FX2N系列微型机为例二、常用的PLC控制器任务二PLC的内部结构和控制系统一、PLC的内部结构输入电路输出电路电源ROMRAMCPU通信接口位置开关操作按钮继电器触点模拟量其他信号信号灯接触器电磁阀模拟量其他设备编程器图形显示器计算机其他设备各组成部分的作用2.存储器1.CPU(1)将各种输入信号取入存储器。(2)编译、执行指令。(3)把结果送到输出端。(4)响应各种外部设备的请求。RAM：存储各种暂存数据、中间结果、用户程序。ROM：存放系统程序和固定不变的用户程序。3.开关量输入、输出接口（I/O口）与工业生产现场控制电器相连接的接口接口采用光电隔离和RC滤波，实现了PLC的内部电路与外部电路的电气隔离，并减小了电磁干扰。同时满足工业现场各类信号的匹配要求。（1）输入接口作用：用来接收、采集外部输入信号，并将转换成CPU可接受的数字信息。输入接口电路可采集的信号有三大类：无源开关如按钮、接触器触点、行程开关等有源开关如接近开关、晶体管开关电路等模拟量信号由电位器、测速发电机和各类变送器产生根据采集信号可接纳的电源种类不同输入接口电路分三类：*直流输入接口交流输入接口交直流输入接口一个开关量直流输入接口电路的示意图SBCOMX0内部电路输入信号输入端子X公共端光耦合器件直流电源输入指示灯PLC内部输入接口电路的等效电路SBCOMX0PLC内部输入继电器X0（2）输入接线端输入接线端是PLC外部可见并可操作部分由电源输入端、输入信号端X、输入信号公共端COM三部分组成PELNCOMX0X2X4X6X10X12X14X16信号输入端电源输入端公共端PLC输入接线端子24VX1X3X5X7X17X13X15X11（3）输出接口作用输出接口电路是PLC与外部负载之间的桥梁将PLC向外输出的信号转换成可以驱动外部执行电路的控制信号，以便控制如接触器线圈等电器的通断电开关量输出接口电路有三种形式输出：继电器输出（交直流接口）响应速度慢、带负载能力大、每口输出最大电流为2安、可接交流或直流负载晶闸管输出（交流接口）适中、可接交流负载晶体管输出（直流接口）响应速度快、带负载能力小、每口输出最大电流为几十毫安、可接直流负载一个交直流输出接口的示意图内部电路输出指示灯输出继电器Y0COM~公共端子外部电源220V或直流输出端子Y外部负载KMFU输出接口电路的等效电路内部程序Y0Y0COM~公共端子外部电源220V或直流输出端子Y外部负载KMFU输出继电器线圈Y0(4)输出接线端输出接线端由两部分组成:输出信号端子Y输出公共端COM220VPLC输出接线端子COMY0Y2Y4Y14Y10Y12Y1Y3Y15Y5Y7Y11Y13Y6COMCOMCOMY16二.PLC控制系统与接触器控制系统比较输入设备（开关、传感器等）逻辑控制部分（由各种继电器、触点、导线等组成）输出设备（接触器、指示灯等）控制对象（电动机等）输入设备（开关、传感器等）逻辑控制部分（由用户程序组成）输出设备（接触器、指示灯等）控制对象（电动机等）接触器控制系统框图PLC控制系统框图在PLC控制系统中逻辑控制部分由“软元件”组成三.三菱FX2N系列小型PLC面板介绍1)电源输入端LNPE给PLC提供电源2)公共输入端COM3)直流24V输出供有源开关电源1.输入接线端4)信号输入端X0~X77输入端编号采用八进制,每一个输入端对应一个输入电路。2)公共输出端COM1)信号输出端Y0~Y77输出端编号采用八进制,每一个输出端对应一个输出电路。2.输出接线端1)PLC工作方式选择开关RUN/RTOP两档2)内置电位器RP1、RP2调整时间3)RS-422通讯口与计算机连接3.操作面板4)扩展口接功能模块5)状态指示电源指示POWER运行指示RUN错误指示内部电池指示BATT.VPROG.E程序错误CPU.ECPU错误任务三一个简单的PLC控制系统异步电动机点动控制线路KMFUQFL1L2L3M3~~220VSBKMFU主电路继电器控制电路~220VFUSBKMPLCCOMCOMX0Y0输入端输出端PLC控制电路END(Y0)X0PLC梯形图1LDX02OUTY03END语句表PLC内部程序二、原理分析输入端输出端内部程序输入等效电路输出等效电路Y0~KM输出继电器线圈Y0Y0COMSBX0输入继电器线圈X0COMEND(Y0)X01、PLC的软件构成系统程序由厂家设定，用户不能修改用户程序由用户根据控制的需要而编制的程序常用的软元件有：输入继电器X、输出继电器Y、辅助继电器M、定时器T、计数器C等。三、PLC软件知识1）PLC程序2）软元件提供给用户编程使用的各种电子开关和储存单元2、PLC编程语言三种1）梯形图用图形符号在图中的相互关系来表达控制逻辑的编程语言。特点：形象、直观、与继电器控制线路相似，是编程的首选方法。左母线右母线逻辑行梯形图语句表（指令表）流程图（SFC）X0END(Y0)(T0K50)M0画梯形图时必须遵守：（1）左母线只能接各类触点、右母线只能接各类线圈（不含输入继电器线圈）（2）所有软元件的编号应在列表之内，同一编号的线圈一般只能出现一次；触点使用次数无限，线圈不能串联。(Y0)X0X0X0(Y0)X0(X0)X1(Y0)X0X0(Y0)X0（3)在梯形图中，不能直接驱动负载，只能用输出继电器Y驱动负载。（4）梯形图应按控制顺序从左到右、从上到下依次绘出。最后一逻辑行为ENDX0X0X02）语句表：由序号、助记符(指令)和操作数组成的汇编语言。与梯形图中每个元件及其状态相互对应语句表的格式由三部分组成：序号指令操作数(操作元件）1LDX02OUTY03LDM04OUTT0K505END3、编程元件（软元件）FX系列（1）输入继电器用X表示常开触点线圈在梯形图中不显示图形符号常闭触点与外部输入端相连，是接受外部输入信号的继电器，即只能由外部信号驱动，而不能用程序驱动，其数量与外部输入端数量一一对应，。（2）输出继电器用Y表示常开触点常闭触点图形符号线圈（）1)输入和输出继电器其常开和常闭触点使用次数无限2)输入和输出继电器的编号均采用八进制说明：是将程序运行结果传送给外部负载的继电器。只能由程序驱动。其数量与外部输出端数量一一对应。（3）辅助继电器用M表示常开、常闭触点及线圈的图形符号与输出继电器一样，地址（编号）按十进制编号，但不能驱动外部负载。辅助继电器1)通用辅助继电器（M0~M499)2)失电保持辅助继电器(M500~M1023)3)特殊辅助继电器(M8000~M8255)通用辅助继电器的作用相当于中间继电器特殊辅助继电器每一个都有各自的定义（4）其它编程软元件定时器(T)计数器(C)状态继电器(S)数据存储器（D）变址寄存器（Z、V）等随课程进行以后再讲第三单元PLC应用基础各个厂家生产的PLC产品的指令系统大同小异。编程方法也类似。本指令以日本三菱FX系列的PLC产品为例。指令的分类最常用基本指令20条功能指令二百余条一、基本指令介绍1、连接指令连接左母线或电路块时输入的第一个指令2）LDI（取反指令）功能：使常闭触点与左母线或电路块连接1）LD（取指令）功能：使常开触点与左母线或电路块连接X1M2LD和LDI可操作的元件有X、Y、M、S、T、CLDLDI语句表LDX1LDIM205语句表0LDIX01OUTY12LDY13OUTM12、输出（驱动）指令OUT功能：驱动线圈通电X0（Y1）Y1（M1）梯形图OUTOUTOUT可操作的元件有Y、M、S、T、COUT指令的说明：（1）、OUT不能驱动输入继电器，因为输入继电器的状态是由输入信号决定的。（2）、OUT可并联连续使用，视为并行输出，次数不限。（3）、定时器T和计数器C使用OUT指令后，还需赋定时值和计数值并行输出设定值X1X0（Y0）（T0K20）（C0K5）LDX0OUTY0OUTT0K20LDX1OUTC0K53、串联(与)指令1）AND功能：常开触点与其它触点串联当继电器的触点与其它继电器触点串联时使用该指令2）ANI功能：常闭触点与其它触点串联AND和ANI指令可操作的元件有X、Y、M、S、T、C语句表0LDIXI1ANDM12OUTY03LDM04ANIY05OUTM1X1M1（Y0）M0Y0（M1）例题：AND指令和ANI指令的使用说明（1）、可连续使用，使用次数不限（2）、在OUT指令之后,再通过触点对其它线圈使用OUT指令,称之为纵接输出语句表纵接输出X0M1X1（Y0）（Y1）（Y2）0LDX01OUTY02ANIX13OUTY14ANDM15OUTY24、并联（或）指令当一个触点与其它触点并联时应用该指令1）OR功能：常开触点与其它触点并联2）ORI功能：常闭触点与其它触点并联OR和ORI指令可操作的元件有X、Y、M、S、T、C1ORY02OUTY03LDX14ORIM05OUTY1语句表0LDX0X0Y0M0X1（Y0）（Y1）例题：语句表0LDX11ANIM02ORIT03ORM14OUTM1单个触点并联次数不限，指令可反复使用指令书写的前后顺序，与求等效电阻方法类似，一般是先串联，后并联。X1M0T0M1（M1）5、结束指令：END没有操作数语句表0LDIXI1ANDM12OUTY03LDM04ANIY05OUTM16ENDX1M1（Y0）M0Y0（M1）[END]LD常开触点与左母线或电路块连接输出指令:OUT驱动线圈通电AND常开触点与其它触点串联OR常开触点与其它触点并联连接指令：串联指令：并联指令：（）结束指令：END没有操作数LDI常闭触点与左母线或电路块连接ANI常闭触点与其它触点串联ORI常闭触点与其它触点并联练习题：将下列梯形图改写成语句表LDX0ORY0ANIX2OUTY0ENDANIY1LDX1ORY1ANIX2OUTY1ANIY0Y0END(Y0)X0X2Y1(Y1)X1Y1X2Y0~220VFUSB2KMPLCCOMCOMX0Y0输入端输出端PLC接线图SB1X1~220VKMFUSB2SB1END(Y0)PLC梯形图X0X1Y0KM任务一三相异步电动机自锁控制电路语句表LDX0ORY0ANIX1OUTY0END输入输出分配表（I/O表）