訓(xùn)練項(xiàng)目1-1：電動(dòng)機(jī)的PLC控制訓(xùn)練項(xiàng)目1-2：智能搶答器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)第一單元獨(dú)立型PLC及其應(yīng)用訓(xùn)練項(xiàng)目1-1：電動(dòng)機(jī)的PLC控制

一、學(xué)習(xí)目標(biāo)

通過(guò)教學(xué)與訓(xùn)練，學(xué)生應(yīng)掌握可編程控制器(PLC)的工作原理、內(nèi)部資源、控制系統(tǒng)連接、基本邏輯指令及其應(yīng)用、編程及其調(diào)試方法等內(nèi)容；能承擔(dān)簡(jiǎn)單的PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與調(diào)試任務(wù)。二、學(xué)習(xí)內(nèi)容

(1)?PLC的連接。

(2)?PLC的工作原理。

(3)?PLC的內(nèi)部資源。

(4)?PLC的基本邏輯指令。

(5)?PLC的控制環(huán)節(jié)。

(6)手持編程器的使用。

(7)?PLC的應(yīng)用編程與調(diào)試。

(8)電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)的PLC控制。

(9)電動(dòng)機(jī)星形-三角形換接啟動(dòng)的PLC控制。三、訓(xùn)練設(shè)備

訓(xùn)練設(shè)備如圖1-1-1所示。

(1)三相交流異步電動(dòng)機(jī)。

(2)?PLC綜合實(shí)訓(xùn)臺(tái)及連接線。

(3)手持編程器。圖1-1-1實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)PLC控制的訓(xùn)練設(shè)備四、訓(xùn)練要求

(1)具備電氣控制知識(shí)與基本技能。

(2)按章程操作，謹(jǐn)防發(fā)生觸電與電源短路事故。

(3)分組實(shí)訓(xùn)，接線、檢查，分工協(xié)作。

(4)嚴(yán)禁將AC220V或AC380V電源引入PLC的輸入端，避免燒毀PLC。

(5)保證電動(dòng)機(jī)運(yùn)行順暢，避免與連線或衣物等纏繞，確保通電后安全運(yùn)行。

(6)能演示訓(xùn)練內(nèi)容，并能回答隨堂提問(wèn)。

(7)訓(xùn)練結(jié)束后，整理好訓(xùn)練臺(tái)和設(shè)備。五、訓(xùn)練任務(wù)

(一)電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、保持、停機(jī)

[建議]在進(jìn)行電動(dòng)機(jī)的PLC控制教學(xué)與訓(xùn)練前，先讓學(xué)生鞏固或訓(xùn)練電動(dòng)機(jī)的電氣控制關(guān)系，尤其是點(diǎn)動(dòng)控制與自保持控制。

1)電氣控制

電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)、保持、停機(jī)的電氣控制線路如圖1-1-2所示。圖1-1-2電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)、保持、停機(jī)的電氣控制線路

2)?PLC結(jié)構(gòu)與接口分布

三菱FX2N及FX3U系列PLC的外形如圖1-1-3所示。圖1-1-3三菱FX2N及FX3U系列的PLC外形圖圖1-1-4FX2N-16MR面板圖、FX2N-48MR接線端子分布圖圖1-1-5手持編程器與PLC的連接圖1-1-6手持編程器面板布局

3)對(duì)應(yīng)的PLC控制連接

電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)、保持、停機(jī)對(duì)應(yīng)的PLC控制連接如圖1-1-7所示，其中FX2N-16MR和FX2N-48MR的輸出連接因端子結(jié)構(gòu)不同而有所差別。圖1-1-7電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)、保持、停機(jī)的PLC控制連接

4)控制程序

電動(dòng)機(jī)點(diǎn)動(dòng)控制及啟動(dòng)后自保持運(yùn)行的控制程序如圖1-1-8所示。圖1-1-8電動(dòng)機(jī)點(diǎn)動(dòng)控制及啟動(dòng)后自保持運(yùn)行控制程序

5)?PLC程序的手動(dòng)輸入

(1)點(diǎn)動(dòng)控制。

(2)啟動(dòng)后自保持運(yùn)行。

(二)電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制

1.電動(dòng)機(jī)的“正轉(zhuǎn)—停機(jī)—反轉(zhuǎn)”電氣控制關(guān)系

電動(dòng)機(jī)“正轉(zhuǎn)—停機(jī)—反轉(zhuǎn)”電氣控制關(guān)系如圖1-1-9所示。圖1-1-9電動(dòng)機(jī)“正轉(zhuǎn)—停機(jī)—反轉(zhuǎn)”電氣控制關(guān)系

2.安全、可靠的電動(dòng)機(jī)“正轉(zhuǎn)—停機(jī)—反轉(zhuǎn)”電氣控制

關(guān)系

安全可靠的電動(dòng)機(jī)“正轉(zhuǎn)—停機(jī)—反轉(zhuǎn)”或“反轉(zhuǎn)—停機(jī)—正轉(zhuǎn)”電氣控制關(guān)系如圖1-1-10所示。圖1-1-10帶輸出聯(lián)鎖的電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)—停機(jī)—反轉(zhuǎn)控制電路

3.電動(dòng)機(jī)的“正轉(zhuǎn)—反轉(zhuǎn)—停機(jī)”電氣控制關(guān)系

電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)直接切換的電氣控制連接如圖1-1-11

所示，電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)切換或反正轉(zhuǎn)切換不需要中間的停機(jī)

控制。圖1-1-11帶復(fù)合聯(lián)鎖的電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)—反轉(zhuǎn)—停機(jī)控制電路

4.電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)的PLC控制

1)?PLC控制電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)的電氣連接

PLC控制電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)的電氣連接關(guān)系如圖1-1-12所示。圖1-1-12PLC控制電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)的連接

2)編程與調(diào)試

三菱PLC的編程與調(diào)試有兩種方式。

◎通過(guò)手持編程器(HPP)，手工調(diào)試。

◎通過(guò)計(jì)算機(jī)和編程調(diào)試軟件(GXDeveloper)調(diào)試。

(1)電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)點(diǎn)動(dòng)控制。對(duì)應(yīng)的PLC程序與基本指令如圖1-1-13所示。圖1-1-13電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)點(diǎn)動(dòng)控制程序與基本指令

(2)電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)啟動(dòng)后自保持運(yùn)行控制。電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)啟動(dòng)后的自保持運(yùn)行控制程序與基本指令如圖1-1-14所示。圖1-1-14電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)啟動(dòng)后自保持運(yùn)行控制程序與基本指令

(3)電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)—停機(jī)—反轉(zhuǎn)控制或反轉(zhuǎn)—停機(jī)—正轉(zhuǎn)控制。電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)—停機(jī)—反轉(zhuǎn)控制或反轉(zhuǎn)—停機(jī)—正轉(zhuǎn)(切換時(shí)，中間必須通過(guò)“停機(jī)”控制環(huán)節(jié))的控制程序和基本指令如圖1-1-15所示。圖1-1-15電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)—停機(jī)—反轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)—停機(jī)—正轉(zhuǎn)控制程序和基本指令

(4)電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)—反轉(zhuǎn)—停機(jī)或反轉(zhuǎn)—正轉(zhuǎn)—停機(jī)控制。電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)直接切換控制的PLC程序與基本指令如圖1-1-16所示。圖1-1-16電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)直接切換控制的PLC程序與基本指令

3)調(diào)試與運(yùn)行

先調(diào)試、運(yùn)行圖1-1-16所示的電動(dòng)機(jī)控制功能，然后再刪減程序，逐步實(shí)現(xiàn)圖1-1-15、圖1-1-14、圖1-1-13所示的控制

功能。

4)完善設(shè)計(jì)

通過(guò)訓(xùn)練與驗(yàn)證不難發(fā)現(xiàn)，圖1-1-12所示電路的連接是比較可靠的，但不是最安全的。從訓(xùn)練中可以發(fā)現(xiàn)，電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制是通過(guò)兩個(gè)接觸器控制不同的供電相序?qū)崿F(xiàn)的，即調(diào)換三相電源中的任意兩相的供電相序。

圖1-1-12所示的硬聯(lián)鎖連接如圖1-1-17所示。圖1-1-17帶硬聯(lián)鎖的PLC電氣連接

(三)電動(dòng)機(jī)“星形-三角形”換接啟動(dòng)控制

1)電動(dòng)機(jī)“星形-三角形”換接啟動(dòng)的電氣控制

對(duì)于大功率的鼠籠式三相異步電動(dòng)機(jī)而言，由于其啟動(dòng)電流是額定電流的數(shù)倍(5倍以上)，為了避免電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)造成對(duì)電網(wǎng)供電的沖擊而影響精密電器或供電的正常使用，常采用電動(dòng)機(jī)空載降壓?jiǎn)?dòng)的方法。電動(dòng)機(jī)“星形-三角形(Ｙ-△)”換接降壓?jiǎn)?dòng)是簡(jiǎn)單常用的控制方法。電動(dòng)機(jī)“星形-三角形(Ｙ-△)”換接降壓?jiǎn)?dòng)控制的電氣連接如圖1-1-18所示。圖1-1-18電動(dòng)機(jī)“星形-三角形”換接降壓?jiǎn)?dòng)的電氣控制圖1-1-19改進(jìn)后的“星形-三角形”換接啟動(dòng)控制線路

2)電動(dòng)機(jī)“Ｙ-△”換接啟動(dòng)的PLC控制

(1)?PLC控制的連接。電動(dòng)機(jī)“Ｙ-△”換接啟動(dòng)的PLC控制電氣連接如圖1-1-20所示。圖1-1-20電動(dòng)機(jī)“Y-△”換接啟動(dòng)的PLC控制連接

(2)?PLC控制程序。按圖1-1-18控制電路編程，得出如圖1-1-21所示的電動(dòng)機(jī)“Ｙ-△”換接啟動(dòng)控制的PLC程序。圖1-1-21按圖1-1-18控制電路編制的PLC程序圖1-1-22改進(jìn)后的電動(dòng)機(jī)“Y-△”換接啟動(dòng)的PLC控制程序六、相關(guān)知識(shí)

(一)?PLC的接口

以電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后自保持運(yùn)行控制(圖1-1-8所示)為例，PLC的輸入/輸出控制可按圖1-1-23理解。圖1-1-23PLC的輸入輸出連接關(guān)系理解圖

(二)梯形圖程序結(jié)構(gòu)

1)梯形圖程序結(jié)構(gòu)的來(lái)源

不妨將電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)—停機(jī)—反轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)—停機(jī)—正轉(zhuǎn)控制的輔助控制電路作為PLC的梯形圖程序，如圖1-1-24所示，可以直觀地理解PLC梯形圖的結(jié)構(gòu)及來(lái)源。圖1-1-24電氣控制電路與PLC梯形圖的對(duì)比

2)梯形圖程序結(jié)構(gòu)

由梯形圖程序結(jié)構(gòu)可以看出，梯形圖由左右母線及中間程序組成。其中左母線為主母線，右母線為次/側(cè)母線，手工編程時(shí)，右母線可以省略。使用梯形圖編程時(shí)，不需要寫(xiě)出對(duì)應(yīng)的指令，只需用輸入的觸點(diǎn)和輸出的線圈、觸點(diǎn)(及其地址)編制即可。

3)梯形圖程序的編制要求

①程序按自上而下，從左至右的順序編制。

②當(dāng)同一編號(hào)的輸出元件在同一個(gè)程序中使用兩次時(shí)，即形成雙線圈輸出，雙線圈輸出容易引起誤操作，應(yīng)盡量避免這樣的使用；不同編號(hào)的輸出元件可以并行輸出，如圖1-1-25所示。圖1-1-25雙線圈輸出與并行輸出③線圈不能直接與左母線相連，如果需要，可以通過(guò)一個(gè)沒(méi)有使用的元件的常閉觸點(diǎn)或特殊輔助繼電器M8000(PLC內(nèi)部繼電器)的觸點(diǎn)(通電后常通—ON)來(lái)連接，如圖1-1-26所示。圖1-1-26輸出線圈的連接④適當(dāng)安排編程順序，以減小程序步數(shù)，提高程序的運(yùn)行效率。

◎觸點(diǎn)串聯(lián)多的電路應(yīng)盡量放在上部，如圖1-1-27所示。

◎觸點(diǎn)并聯(lián)多的電路應(yīng)靠近左母線，如圖1-1-28所示。

⑤不能編程的電路應(yīng)進(jìn)行等效變換后再編程。

◎橋式電路(如圖1-1-29(a))應(yīng)變換成如圖1-1-29(a)所示的等效電路編程。

◎輸出線圈右邊的觸點(diǎn)應(yīng)放在線圈的左邊，如圖1-1-30所示。圖1-1-27觸點(diǎn)串聯(lián)多的電路編程圖1-1-28觸點(diǎn)串、并聯(lián)結(jié)構(gòu)的合理安排圖1-1-29橋式電路的等效編程⑥對(duì)復(fù)雜電路，當(dāng)用ANB(塊與)、ORB(塊或)等指令難以編程時(shí)，可重復(fù)使用一些觸點(diǎn)畫(huà)出其等效電路，然后再進(jìn)行編程，如圖1-1-30所示。圖1-1-30復(fù)雜電路的處理

(三)?PLC控制系統(tǒng)的組成與連接

從圖1-1-5和圖1-1-12PLC控制的電氣連接可知，PLC控制系統(tǒng)主要由以下幾個(gè)部分組成：

◎輸入部分(與PLC的輸入端連接)；

◎PLC本體(含系統(tǒng)控制程序和用戶程序)；

◎輸出部分(與PLC的輸出端連接)；

◎編程工具：手持編程器(HHP)或計(jì)算機(jī)編程(含編程軟件與通信電纜)。

1)輸入部分的連接

FX2N系列PLC輸入部分的連接如圖1-1-31所示。圖1-1-31FX2N系列PLC的輸入連接

2)輸出部分的連接

FX2N系列PLC的輸出連接如圖1-1-32所示。圖1-1-32PLC的輸出連接

3)?PLC本體組成

PLC本體的組成模塊如圖1-1-33所示。圖1-1-33PLC本體組成模塊

(四)?PLC選型

1)依據(jù)

PLC產(chǎn)品的選型依據(jù)是控制對(duì)象的控制需求、開(kāi)發(fā)者的熟悉程度及開(kāi)發(fā)成本等因素決定的。下面從控制需求方面說(shuō)明PLC的選型依據(jù)：

◎控制所需的輸入/輸出(I/O)點(diǎn)數(shù)；

◎運(yùn)算處理速度的要求；

◎程序存儲(chǔ)容量的大??；

◎控制的特殊要求，如定位控制、高速處理、觸摸屏控制、數(shù)據(jù)采集及遠(yuǎn)程控制等。

2)?FX2N系列PLC

FX2N系列PLC產(chǎn)品主要分為基本單元模塊、擴(kuò)展單元模塊、特殊功能模塊等。其主要性能如表1-1-4所示。

續(xù)表

續(xù)表

(五)?PLC內(nèi)部編程資源

1)元件的數(shù)據(jù)類型

(1)位數(shù)據(jù)。屬于位數(shù)據(jù)的元件在邏輯上只有“0”(對(duì)應(yīng)觸點(diǎn)斷開(kāi)或斷電)和“1”(對(duì)應(yīng)觸點(diǎn)接通或上電)。這類元件主要是X、Y、M、S等。

(2)字?jǐn)?shù)據(jù)。FX2N系列產(chǎn)品的字長(zhǎng)為16位二進(jìn)制數(shù)(兩個(gè)字節(jié))。屬于字?jǐn)?shù)據(jù)的元件有T(單字長(zhǎng))、C(有單字和雙字長(zhǎng)兩種類型)，由于16位二進(jìn)制數(shù)對(duì)應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)為-32768～32767，負(fù)值范圍沒(méi)有意義，因此，單字長(zhǎng)對(duì)應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)最大為32767，如16位計(jì)數(shù)器的最大計(jì)數(shù)值為32767。

(3)進(jìn)制與碼制。FX系列PLC可以使用二進(jìn)制、八進(jìn)制、十進(jìn)制、十六進(jìn)制、BCD碼、ASCII碼等數(shù)據(jù)類型，尤其是其功能指令可能會(huì)用到這些數(shù)據(jù)。編程時(shí)用得最多是十進(jìn)制數(shù)(如K150表示十進(jìn)制數(shù)150)。

BCD碼：一種用4位二進(jìn)制數(shù)表示1位十進(jìn)制數(shù)的碼制，亦稱為“8421碼”(來(lái)自位權(quán)構(gòu)成)，BCD碼的1個(gè)字節(jié)表示2位十進(jìn)制數(shù)，兩個(gè)連續(xù)地址的字節(jié)可表示4位十進(jìn)制數(shù)(BCD碼數(shù))，其形式如表1-1-5所示。

2)內(nèi)部典型元件

(1)輸入元件(X)。

(2)輸出元件(Y)。

(3)輔助繼電器(M)。

(4)狀態(tài)寄存器(S)。

(5)定時(shí)器。

定時(shí)器分為兩大類，對(duì)應(yīng)的范圍及時(shí)間設(shè)定值大小如表1-1-6所示。圖1-1-34積算型定時(shí)器的編程使用圖1-1-35定時(shí)器的動(dòng)作邏輯

(6)計(jì)數(shù)器。FX2N系列產(chǎn)品的計(jì)數(shù)器分類及其特點(diǎn)如表1-1-7所示。

(7)數(shù)據(jù)寄存器(D)。

FX2N系列產(chǎn)品的數(shù)據(jù)寄存器類型及分布與范圍如表1-1-9所示。

(8)變址寄存器(V、Z)。

(9)用位元件處理數(shù)值。

FX2N系列PLC可以用位元件組成數(shù)據(jù)，如KnX、KnY、KnS、KnM等，其中的“n”為十進(jìn)制數(shù)的位數(shù)，每位十進(jìn)制數(shù)由4位二進(jìn)制數(shù)組成，如K4M0表示由M0～M15組成的16位二進(jìn)制數(shù)，X、Y、S等元件的組合也一樣，如圖1-1-36所示。

(10)指針(P、I)。圖1-1-36用位元件組成數(shù)據(jù)的構(gòu)成

(六)手持編程器(HHP)的基本操作

對(duì)于程序容量小、功能較簡(jiǎn)單的控制程序的編制與調(diào)試，手持編程器是較方便的編程調(diào)試工具。手持編程器的功能主要有以下幾個(gè)方面：

◎以指令方式輸入PLC的控制程序。

◎讀出PLC存儲(chǔ)器中的程序，供程序手工在線調(diào)試。

◎錄制存儲(chǔ)卡程序：將PLC中的程序或手持編程器中的程序燒錄到存儲(chǔ)卡中。手持編程器的幾種典型操作如下：

1)工作方式選擇

HHP分為以下兩種工作方式：

①在線/聯(lián)機(jī)(ONLINE)方式。

②離線/脫機(jī)(OFFLINE)方式。

與PLC連接好的HHP在通電后，其屏幕顯示如圖1-1-37

所示。圖1-1-37HHP通電后的顯示圖1-1-38在線方式下按OTHER鍵后的顯示

2)編輯操作

①“空操作”的批處理：清除PLC中的所有程序。

該功能在前面的訓(xùn)練任務(wù)中，已使用過(guò)幾次，其操作步驟如圖1-1-39所示。圖1-1-39清除PLC中的所有程序的指令②寫(xiě)入基本指令的操作。將前面訓(xùn)練時(shí)使用過(guò)的寫(xiě)入指令的操作歸納如圖1-1-40所示。圖1-1-40寫(xiě)入基本指令的操作③功能指令寫(xiě)入。功能指令寫(xiě)入的基本操作如圖1-1-41

所示。圖1-1-41HHP功能指令的寫(xiě)入操作④在指定范圍內(nèi)，將NOP成批寫(xiě)入的基本操作。操作步驟如圖1-1-42所示。圖1-1-42HHP的NOP批寫(xiě)入操作⑤讀出程序操作。圖1-1-43按步序號(hào)讀出程序圖1-1-44按指令讀出程序圖1-1-45按指針讀出圖1-1-46按元件讀出圖1-1-47修改程序的基本操作圖1-1-48插入程序的基本操作步驟圖1-1-49刪除程序的基本操作

(七)?PLC的工作原理

PLC是具有輸入/輸出接口、通信及擴(kuò)展接口、編程指令的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。其工作原理基本與計(jì)算機(jī)一致，只是工作方式上有所區(qū)別。

PLC的工作過(guò)程或處理過(guò)程如圖1-1-50所示。圖1-1-50PLC的工作過(guò)程或處理過(guò)程圖1-1-51PLC用戶程序的執(zhí)行過(guò)程圖1-1-521個(gè)開(kāi)關(guān)控制3個(gè)輸出的電氣控制電路圖1-1-53對(duì)應(yīng)圖1-1-52所示控制電路的輸入/輸出響應(yīng)關(guān)系

(八)典型編程環(huán)節(jié)

1.自保持控制環(huán)節(jié)

圖1-1-2輔助控制電路稱為自保持環(huán)節(jié)，當(dāng)啟動(dòng)按鈕“SB2”接通時(shí)，接觸器“KM”動(dòng)作，并通過(guò)其觸點(diǎn)實(shí)現(xiàn)“KM”的自保持供電，從而實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后自保持運(yùn)行；只有按停機(jī)按鈕“SB1”時(shí)，才能讓電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。對(duì)應(yīng)的PLC自保持控制環(huán)節(jié)與其相似，如圖1-1-54所示。圖1-1-54PLC自保持控制環(huán)節(jié)

2.聯(lián)鎖/互鎖控制環(huán)節(jié)

圖1-1-10中，為了實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)在正轉(zhuǎn)向反轉(zhuǎn)切換或由反轉(zhuǎn)向正轉(zhuǎn)切換時(shí)保證電源不短路，其輔助控制電路中，通過(guò)接觸器“KM1”、“KM2”的常閉觸點(diǎn)實(shí)現(xiàn)了聯(lián)鎖/互鎖控制。對(duì)應(yīng)的PLC聯(lián)鎖/互鎖控制環(huán)節(jié)與其相似，如圖1-1-55所示。圖1-1-55PLC聯(lián)鎖/互鎖控制環(huán)節(jié)

3.比較環(huán)節(jié)

比較環(huán)節(jié)如圖1-1-56所示。當(dāng)X0、X1均接通時(shí)，Y0接通；當(dāng)X0、X1都不接通時(shí)，Y1接通；當(dāng)X0不接通而X1接通時(shí)，Y2接通；當(dāng)X0接通而X1不接通時(shí)，Y3接通。其邏輯關(guān)系如表1-1-10所示。圖1-1-56比較環(huán)節(jié)

4.單脈沖電路

單脈沖電路分為上升沿微分脈沖電路和下降沿微分脈沖電路，如圖1-1-57所示。圖1-1-57單脈沖電路

5.振蕩/閃爍電路

振蕩/閃爍電路如圖1-1-58所示。圖1-1-58振蕩/閃爍電路

6.長(zhǎng)延時(shí)電路

由于FX2N系列PLC的定時(shí)器(100ms類型)最長(zhǎng)定時(shí)時(shí)間為3276.7s，若定時(shí)時(shí)間超過(guò)該值，則需采取措施，圖1-1-59給出了解決該問(wèn)題的兩種思路。圖1-1-59長(zhǎng)延時(shí)電路

7.按鍵處理

對(duì)于無(wú)鎖定機(jī)構(gòu)的鍵盤按鍵，圖1-1-60所示處理程序?qū)崿F(xiàn)了按一次按鍵(X0)時(shí)，Y0保持接通，再按一次按鍵時(shí)，Y0斷開(kāi)。圖1-1-60按鍵處理環(huán)節(jié)

8.分頻電路環(huán)節(jié)

圖1-1-61中所示的程序中的Y0輸出信號(hào)頻率是M0輸出信號(hào)頻率的1/2，故該程序稱為二分頻控制程序或電路。圖1-1-61二分頻程序

(九)?FX2N系列PLC的基本指令及其應(yīng)用

FX2N系列PLC的基本指令一覽表如表1-1-11所示。指令的執(zhí)行時(shí)間按“步”為單位計(jì)算，1步對(duì)應(yīng)的時(shí)間長(zhǎng)短因PLC型號(hào)不同而不同，F(xiàn)X2N系列PLC的1步執(zhí)行時(shí)間為0.08μs，每條功能/應(yīng)用指令的執(zhí)行時(shí)間為1.52μs至數(shù)百微秒。

1.邏輯取及驅(qū)動(dòng)線圈指令

邏輯取指令有“LD”、“LDI”兩條指令，分別用于當(dāng)靠近主母線的第一個(gè)觸點(diǎn)為常開(kāi)、常閉觸點(diǎn)時(shí)的情況，表1-1-12所示為邏輯取與線圈驅(qū)動(dòng)指令。圖1-1-62LD、LDI、OUT指令的應(yīng)用圖1-1-63雙線圈輸出例子

2.觸點(diǎn)串、并聯(lián)指令

觸點(diǎn)串、并聯(lián)指令的符號(hào)、名稱、功能、電路表示、操作元件等如表1-1-14所示。圖1-1-64串、并聯(lián)指令的應(yīng)用

3.電路塊串、并聯(lián)指令

電路塊串、并聯(lián)指令的符號(hào)、名稱、功能、電路表示、操作元件等如表1-1-15所示。圖1-1-65串、并聯(lián)電路塊指令的應(yīng)用1圖1-1-66串、并聯(lián)電路塊指令的應(yīng)用2

4.多重輸出指令(MPS/MRD/MPP)

多重輸出指令的符號(hào)、名稱、功能、電路表示、操作元件等如表1-1-16所示。圖1-1-67多重輸出指令應(yīng)用1(1層棧)圖1-1-68多重輸出指令應(yīng)用2(復(fù)雜的1層棧)圖1-1-69多重輸出指令應(yīng)用3(4層棧)圖1-1-70輸出的不同組合

5.置位與復(fù)位指令(SET/RST)

置位指令的功能就是將操作元件置成邏輯“1”，即接通；復(fù)位指令則是將操作元件置成邏輯“0”，即斷開(kāi)。指令的符號(hào)、名稱、功能、電路表示、操作元件等如表1-1-17所示。圖1-1-71SET/RST指令的應(yīng)用

6.脈沖輸出指令(PLS/PLF)

脈沖輸出指令的功能是：當(dāng)輸入一個(gè)邊沿信號(hào)(上升沿或下降沿)時(shí)，操作元件輸出一個(gè)掃描周期的脈沖信號(hào)(即接通一個(gè)掃描周期長(zhǎng)的時(shí)間)，動(dòng)作關(guān)系如圖1-1-72所示。指令的符號(hào)、名稱、功能、電路表示、操作元件等如表1-1-18所示。圖1-1-72PLS/PLF指令的應(yīng)用

7.脈沖觸點(diǎn)指令(LDP/LDF/ANP/ANF/ORP/ORF)

脈沖觸點(diǎn)指令的符號(hào)、名稱、功能、電路表示、操作元件如表1-1-19所示，其應(yīng)用如圖1-1-73所示。圖1-1-73脈沖指令的應(yīng)用圖1-1-74用脈沖觸點(diǎn)指令編程實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制

8.主控觸點(diǎn)指令(MC/MCR)

主控觸點(diǎn)指令的符號(hào)、名稱、功能、電路表示如表1-1-20所示，具體應(yīng)用如圖1-1-75所示。圖1-1-75主控觸點(diǎn)指令的應(yīng)用

9.邏輯運(yùn)算結(jié)果取反(INV)

邏輯運(yùn)算結(jié)果取反指令的符號(hào)、名稱、功能、電路表示及操作元件等如表1-1-21所示，具體應(yīng)用如圖1-1-76所示。圖1-1-76邏輯運(yùn)算結(jié)果取反指令的應(yīng)用

10.空操作與結(jié)束指令

空操作指令(NOP)與程序結(jié)束指令(END)的符號(hào)、名稱、功能、電路表示、操作元件等如表1-1-22所示。十字路口的交通燈及交通燈控制的時(shí)序關(guān)系如圖1-1-77所示(假設(shè)該路口不允許東西方向向南北方向轉(zhuǎn)向，也不允許南北方向向東西方向轉(zhuǎn)向)。圖1-1-77十字路口的交通燈及交通燈控制的時(shí)序關(guān)系圖1-1-78十字路口交通燈的PLC控制圖1-1-79梯形圖程序轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)指令訓(xùn)練項(xiàng)目1-2：智能搶答器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

一、學(xué)習(xí)目標(biāo)

通過(guò)本項(xiàng)目的學(xué)習(xí)與訓(xùn)練，學(xué)生應(yīng)掌握獨(dú)立型PLC功能指令的功能、編程與調(diào)試；PLC的計(jì)算機(jī)編程與調(diào)試方法。二、學(xué)習(xí)內(nèi)容

(1)功能指令基礎(chǔ)。

(2)計(jì)算機(jī)編程與調(diào)試。

(3)搶答器設(shè)計(jì)與連接。

(4)搶答器編程與調(diào)試。三、訓(xùn)練設(shè)備

(1)?PLC綜合訓(xùn)練臺(tái)。

(2)梯形圖編程軟件。

(3)計(jì)算機(jī)。四、訓(xùn)練要求

(1)已掌握PLC的基礎(chǔ)知識(shí)與連接。

(2)能編制PLC的梯形圖程序，會(huì)調(diào)試程序功能。

(3)分組實(shí)訓(xùn)，接線、檢查、分工協(xié)作。

(4)嚴(yán)禁將AC220V或AC380V電源引入PLC的輸入端，避免燒毀PLC。

(5)能演示訓(xùn)練內(nèi)容，并能回答隨堂提問(wèn)。

(6)訓(xùn)練結(jié)束后，整理好訓(xùn)練臺(tái)和設(shè)備。五、訓(xùn)練任務(wù)

(一)智能搶答器的連接與I/O分配圖1-2-1智能搶答器的連接

(二)計(jì)算機(jī)編程與調(diào)試

1.參考程序1

9路智能搶答器的參考程序1如圖1-2-2所示。圖1-2-29路智能搶答器參考程序

2.程序編輯與調(diào)試

1)程序編輯圖1-2-3GXDeveloper軟件的操作界面及建立新工程的操作步驟圖1-2-4命名與保存工程的操作步驟圖1-2-5軟元件的注釋顯示界面圖1-2-6梯形圖程序編輯工具欄圖1-2-7梯形圖編輯界面及對(duì)應(yīng)的梯形圖顯示圖1-2-8每行梯形圖程序編輯的觸點(diǎn)數(shù)選擇圖1-2-9梯形圖程序進(jìn)行轉(zhuǎn)換后所對(duì)應(yīng)的指令表顯示

2)程序傳輸與調(diào)試

用戶程序經(jīng)過(guò)編輯、轉(zhuǎn)換與保存之后，可以借助程序編輯調(diào)試軟件通過(guò)計(jì)算機(jī)將其傳入PLC中并調(diào)試。圖1-2-10計(jì)算機(jī)與PLC間接口參數(shù)設(shè)置圖1-2-11MOV指令格式

3.參考程序2

用其他功能指令實(shí)現(xiàn)LED的驅(qū)動(dòng)顯示，編制的智能搶答器的另一參考程序如圖1-2-12所示。圖1-2-12智能搶答器參考程序2

(2)除了上述兩種參考程序的編程外，能否用其他編程方法對(duì)圖1-2-1所示的9路智能搶答器進(jìn)行編程，請(qǐng)?jiān)囋嚒D1-2-13功能指令SEGD的格式圖1-2-147段LED顯示器構(gòu)成六、相關(guān)知識(shí)

(一)計(jì)算機(jī)編程與調(diào)試軟件(GXDeveloper)

三菱公司PLC編程與調(diào)試軟件GXDeveloperV7既可用于獨(dú)立型PLC的編程與調(diào)試，也可用于三菱數(shù)控系統(tǒng)的編程與調(diào)試。在前面的訓(xùn)練中，已經(jīng)認(rèn)識(shí)和使用過(guò)它，在此只進(jìn)行一般性介紹。軟件的顯示與操作界面等如圖1-2-15所示。圖1-2-15GXDeveloperV7軟件的顯示與操作界面圖1-2-16梯形圖編輯、轉(zhuǎn)換與顯示操作界面圖1-2-17計(jì)算機(jī)與PLC間的通信—程序?qū)懭氩僮?/p>

(二)與功能指令相關(guān)的基礎(chǔ)知識(shí)

數(shù)控系統(tǒng)PLC的主要功能如下：

◎數(shù)據(jù)采集：A/D；

◎數(shù)據(jù)處理：D/A；

◎科學(xué)運(yùn)算：算術(shù)邏輯運(yùn)算；

◎特定的控制；

◎人-機(jī)接口；

◎聯(lián)網(wǎng)與通信等。

FX2N系列PLC的功能指令分類如表1-2-3所示。

1.與功能指令有關(guān)的PLC內(nèi)部資源

與功能指令相關(guān)的PLC內(nèi)部資源主要有以下幾類：

◎數(shù)據(jù)寄存器(D)(字，16位)；

◎變址寄存器(V/Z)(字，16位)；

◎用位元件組成數(shù)據(jù)字：KnX、KnY、KnM、KnS；

◎指針(P/I)。

1)?PLC中文件寄存器的分布及操作

文件寄存器同時(shí)存在于機(jī)內(nèi)兩個(gè)不同的地方：ROM/EEPROM(A)和系統(tǒng)RAM(B)，文件寄存器A與B間的操作關(guān)系如圖1-2-18所示。圖1-2-18文件寄存器A與B間的操作關(guān)系圖1-2-19文件寄存器間的數(shù)據(jù)交換編