可编程控制器实训教程十七课件.ppt

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1、【授课课次】17【基本课题】【基本课题】 项目十七项目十七 电梯的电梯的PLCPLC控制实训控制实训【目的要求】【目的要求】n（1）学会综合利用）学会综合利用PLC基本指令解决工程实际问题的方基本指令解决工程实际问题的方法。法。n（2）通过本项目训练提高学生的逻辑能力，掌握）通过本项目训练提高学生的逻辑能力，掌握PLC控控制系统的一般设计、安装方法。制系统的一般设计、安装方法。n（3）完成电梯运行控制程序设计，利用电梯模型或模板）完成电梯运行控制程序设计，利用电梯模型或模板完成操作训练。完成操作训练。【教学重点】【教学重点】PLC应用设计的一般步骤与内容应用设计的一般步骤与内容 、电梯运行控电

2、梯运行控制程序设计制程序设计 【教学难点】【教学难点】PLC应用设计的一般步骤与内容、应用设计的一般步骤与内容、电梯运行控电梯运行控制程序设计制程序设计 【教学方法】项目教学【教学方法】项目教学【教学手段】多媒体教学【教学手段】多媒体教学湖南水利水电职业技术学院Hunan Technical College of Water Resources and Hydro PowerHunan Technical College of Water Resources and Hydro Powern17.1 项目要求项目要求n1、 学会综合利用学会综合利用PLC基本指令解决工程实际问题的方法。基本指令

3、解决工程实际问题的方法。n2、完成电梯运行控制程序设计、完成电梯运行控制程序设计,利用电梯模型或模板完成操利用电梯模型或模板完成操作训练。作训练。n3、通过本项目训练提高学生的逻辑能力、通过本项目训练提高学生的逻辑能力,掌握掌握PLC控制系统控制系统的一般设计安装方法。的一般设计安装方法。湖南水利水电职业技术学院Hunan Technical College of Water Resources and Hydro PowerHunan Technical College of Water Resources and Hydro Power17.2 项目所需设备、工具、材料项目所需设备、工具、

4、材料项目所需设备与材料见表项目所需设备与材料见表17-1。 表表17-1 项目所需设备、工具材料项目所需设备、工具材料名称名称型号或规格型号或规格数量数量名称名称型号或规格型号或规格数量数量可编程控制器可编程控制器FX2N-48MR1台台指示灯指示灯24V，DC/0.5W1个个按钮按钮1块块连接导线连接导线电梯模型电梯模型1个个电工工具电工工具n17.3 相关知识相关知识n前面叙述了一些应用项目，这前面叙述了一些应用项目，这里归纳一下里归纳一下PLC控制系统的一控制系统的一般设计方法及般设计方法及PLC应用中应注应用中应注意的问题。意的问题。n PLC控制系统的一般设计方法控制系统的一般设计方

5、法n1.分析控制系统的控制要求分析控制系统的控制要求n熟悉被控对象的工艺要求，确熟悉被控对象的工艺要求，确定必须完成的动作及动作完成定必须完成的动作及动作完成的顺序，归纳出顺序功能图。的顺序，归纳出顺序功能图。湖南水利水电职业技术学院Hunan Technical College of Water Resources and Hydro PowerHunan Technical College of Water Resources and Hydro Power厢内选层按厢内选层按钮钮 图图17-1 电梯控制模型示电梯控制模型示意图意图平层开平层开关关楼 层 指楼 层 指示灯示灯运行方向指运行

6、方向指示示厢外呼梯按厢外呼梯按钮钮n2选择适当类型的选择适当类型的PLCn根据生产工艺要求，确定根据生产工艺要求，确定I/O点数和点数和I/O点的类型（数字量点的类型（数字量、模拟量等），并列出、模拟量等），并列出I/O点清单。进行内存容量的估计，点清单。进行内存容量的估计，适当留有余量。根据经验，对于一般开关量控制系统，用适当留有余量。根据经验，对于一般开关量控制系统，用户程序所需存储器的容量等于户程序所需存储器的容量等于I/O总数乘以总数乘以8；对于只有模；对于只有模拟量输入的控制系统，每路模拟量需要拟量输入的控制系统，每路模拟量需要100个存储器字；个存储器字；对于既有模拟量输入又有模拟

7、量输出的控制系统，每路模对于既有模拟量输入又有模拟量输出的控制系统，每路模拟量需要拟量需要200个存储器字。确定机型时，还要结合市场情个存储器字。确定机型时，还要结合市场情况，考察况，考察PLC生产厂家的产品及其售后服务、技术支持、生产厂家的产品及其售后服务、技术支持、网络通信等综合情况，选定性能价格比好一些的网络通信等综合情况，选定性能价格比好一些的PLC机型机型。湖南水利水电职业技术学院Hunan Technical College of Water Resources and Hydro PowerHunan Technical College of Water Resources an

8、d Hydro Powern3硬件设计硬件设计n 根据所选用的根据所选用的PLC产品，了解其使用的性能。按随机提产品，了解其使用的性能。按随机提供的资料结合实际需求，同时考虑软件编程的情况进行外电供的资料结合实际需求，同时考虑软件编程的情况进行外电路的设计，绘制电气控制系统原理接线图。路的设计，绘制电气控制系统原理接线图。n4软件设计软件设计n （1）软件设计的主要任务是根据控制系统要求将顺序功能）软件设计的主要任务是根据控制系统要求将顺序功能图转换为梯形图，在程序设计的时候最好将使用的软元件（图转换为梯形图，在程序设计的时候最好将使用的软元件（如内部继电器、定时器、计数器等）列表，标明用途，

9、以便如内部继电器、定时器、计数器等）列表，标明用途，以便于程序设计、调试和系统运行维护、检修时查阅。于程序设计、调试和系统运行维护、检修时查阅。湖南水利水电职业技术学院Hunan Technical College of Water Resources and Hydro PowerHunan Technical College of Water Resources and Hydro Power（2）模拟调试。将设计好的程序下载到）模拟调试。将设计好的程序下载到PLC主单元中。由主单元中。由外接信号源加入测试信号，可用按钮或小开关模拟输入外接信号源加入测试信号，可用按钮或小开关模拟输入信号，

10、用指示灯模拟负载，通过各种指示灯的亮暗情况信号，用指示灯模拟负载，通过各种指示灯的亮暗情况了解程序运行的情况，观察输入了解程序运行的情况，观察输入/输出之间的变化关系及输出之间的变化关系及逻辑状态是否符合设计要求，并及时修改和调整程序，逻辑状态是否符合设计要求，并及时修改和调整程序，直到满足设计要求为止。直到满足设计要求为止。湖南水利水电职业技术学院Hunan Technical College of Water Resources and Hydro PowerHunan Technical College of Water Resources and Hydro Powern PLC应用中

11、的几个问题应用中的几个问题n节省输入节省输入/输出点的技巧输出点的技巧n在工程设计中常常会遇到控制系统信号太多而在工程设计中常常会遇到控制系统信号太多而PLC输入点不输入点不够用的情况，而增加硬件则需要追加投资。如何利用现有设够用的情况，而增加硬件则需要追加投资。如何利用现有设备处理尽可能多的数据点是一个值得我们探讨的问题。备处理尽可能多的数据点是一个值得我们探讨的问题。n（1）减少所需输入点数的方法）减少所需输入点数的方法na.分组输入分组输入n自动程序与手动程序不会同时执行，可考虑把这两种信号叠自动程序与手动程序不会同时执行，可考虑把这两种信号叠加起来按照不同的控制状态要求分组输入加起来按

12、照不同的控制状态要求分组输入PLC。湖南水利水电职业技术学院Hunan Technical College of Water Resources and Hydro PowerHunan Technical College of Water Resources and Hydro Powernb.触点合并输入触点合并输入n如一个两地启动，三地停止的继电器如一个两地启动，三地停止的继电器接触器控制。在该接触器控制。在该为为PLC控制电路的时候，可将三地停止按钮串联接一个输控制电路的时候，可将三地停止按钮串联接一个输入点，将两地启动按钮并联接一个输入点，这样所占用的入点，将两地启动按钮并联接一个输

13、入点，这样所占用的输入点数大大减少。而实现的功能完全一样。输入点数大大减少。而实现的功能完全一样。nc.充分利用充分利用PLC的内部功能的内部功能n利用转移指令在一个输入端上接一开关，作为手动利用转移指令在一个输入端上接一开关，作为手动/自动方自动方式转换开关。式转换开关。n运用转移指令可将手动和自动操作加以区别。利用计数指运用转移指令可将手动和自动操作加以区别。利用计数指令或者位移寄存器，也可利用交替输出指令实现单按钮的令或者位移寄存器，也可利用交替输出指令实现单按钮的启动和停止。启动和停止。湖南水利水电职业技术学院Hunan Technical College of Water Resou

14、rces and Hydro PowerHunan Technical College of Water Resources and Hydro Powern（2）减少所需输出点数的方法）减少所需输出点数的方法na.通断状态完全相同的负载，在通断状态完全相同的负载，在PLC的输出点功率允许的的输出点功率允许的情况下可并联于同一输出端点，即一个输出端点带多个负情况下可并联于同一输出端点，即一个输出端点带多个负载。载。nb.当有当有m个个BCD码显示器显示码显示器显示PLC数据时候，可以使数据时候，可以使BCD显示器并联占用显示器并联占用4个输出端点，即一个输出点带多个负载个输出端点，即一个输出点

15、带多个负载。nc.某些控制逻辑简单，而又不参加工作循环，或者在工作某些控制逻辑简单，而又不参加工作循环，或者在工作循环开始之前必须启动的电器可以不通过循环开始之前必须启动的电器可以不通过PLC控制。控制。n通过软件和硬件的结合可以设计出各种输入通过软件和硬件的结合可以设计出各种输入/输出点的控制输出点的控制方案，这里介绍的仅起抛砖引玉的作用。希望学员在实际方案，这里介绍的仅起抛砖引玉的作用。希望学员在实际工作中不断探索，积累更多的宝贵经验。工作中不断探索，积累更多的宝贵经验。湖南水利水电职业技术学院Hunan Technical College of Water Resources and H

16、ydro PowerHunan Technical College of Water Resources and Hydro Powern2.2安装布线安装布线n PLC在安装时要注意下列问题：在安装时要注意下列问题：n（1）PLC的基本单元和扩展单元之间要留的基本单元和扩展单元之间要留30mm以上的以上的空间，与其它电器之间要留空间，与其它电器之间要留200mm左右的间隙。左右的间隙。n（2）远离高压电源线和高压设备，与高压电源线和高压）远离高压电源线和高压设备，与高压电源线和高压设备至少要隔设备至少要隔200mm以上的距离。以上的距离。 n（3）远离发热源，必要时安装风扇。）远离发热源，必

17、要时安装风扇。n（4）远离有可能产生电弧的开关或设备。）远离有可能产生电弧的开关或设备。n（5）PLC与强电设备最好分别接地，接地线的截面积应与强电设备最好分别接地，接地线的截面积应大于大于2mm2，接地点与，接地点与PLC的距离应小于的距离应小于50m。湖南水利水电职业技术学院Hunan Technical College of Water Resources and Hydro PowerHunan Technical College of Water Resources and Hydro Powern2.3 PLC的维护与故障诊断的维护与故障诊断nPLC的可靠性很高，维护工作量极少，出

18、现故障时可通过的可靠性很高，维护工作量极少，出现故障时可通过其发光二极管迅速查明原因，给予排除。但是我们要通过其发光二极管迅速查明原因，给予排除。但是我们要通过加强日常维护和定期检查，以保证加强日常维护和定期检查，以保证PLC安全、长周期、稳安全、长周期、稳定运行。定运行。PLC的故障诊断可参考其说明书，这里不详述。的故障诊断可参考其说明书，这里不详述。湖南水利水电职业技术学院Hunan Technical College of Water Resources and Hydro PowerHunan Technical College of Water Resources and Hydro

19、 Powern17.4 电梯程序设计举例电梯程序设计举例n 项目描述项目描述n按照图按照图17-1 所示的模型示意图说明该项目的基本控制要求。电梯所停所示的模型示意图说明该项目的基本控制要求。电梯所停楼层由平层开关检测，对应层的开关闭合，表示电梯停在该层。在基楼层由平层开关检测，对应层的开关闭合，表示电梯停在该层。在基本训练中，只要求电梯能够根据电梯厢外的呼楼要求，将电梯运行到本训练中，只要求电梯能够根据电梯厢外的呼楼要求，将电梯运行到该层楼。在该项目描述中，只考虑电梯轿厢外的呼楼号，且不考虑按该层楼。在该项目描述中，只考虑电梯轿厢外的呼楼号，且不考虑按钮表示要求电梯的方向。而在编程练习要求中

20、，要求学员考虑厢内呼钮表示要求电梯的方向。而在编程练习要求中，要求学员考虑厢内呼层信号。层信号。n当呼叫电梯的楼层大于电梯所停的楼层时，电梯上升到呼叫层，电梯当呼叫电梯的楼层大于电梯所停的楼层时，电梯上升到呼叫层，电梯停止运行；停止运行；n当呼叫电梯的楼层小于电梯所停的楼层时，电梯下降到呼叫层，电梯当呼叫电梯的楼层小于电梯所停的楼层时，电梯下降到呼叫层，电梯停止运行；停止运行；n当同时有多层呼梯信号时，电梯先按照同方向依次暂停。图中用当同时有多层呼梯信号时，电梯先按照同方向依次暂停。图中用表表示电梯上升，示电梯上升，表示电梯下降。表示电梯下降。湖南水利水电职业技术学院Hunan Technic

21、al College of Water Resources and Hydro PowerHunan Technical College of Water Resources and Hydro Powern三三 实训要求实训要求n1、输入与输出点分配、输入与输出点分配湖南水利水电职业技术学院Hunan Technical College of Water Resources and Hydro PowerHunan Technical College of Water Resources and Hydro Power表表17-2 17-2 输入与输出点分配表输入与输出点分配表输入信号输入信

22、号输出信号输出信号名称名称代号代号输入点编输入点编号号名称名称代号代号输出点编号输出点编号四层呼梯按钮四层呼梯按钮SB1X0电梯下降指示灯电梯下降指示灯L0Y0三层呼梯按钮三层呼梯按钮SB2X1电梯上升指示灯电梯上升指示灯L5Y5二层呼梯按钮二层呼梯按钮SB3X2一层指示灯一层指示灯L1Y1一层呼梯按钮一层呼梯按钮SB4X3二层指示灯二层指示灯L2Y2四层平层开关四层平层开关SA4X4三层指示灯三层指示灯L3Y3三层平层开关三层平层开关SA3X5四层指示灯四层指示灯L4Y4二层平层开关二层平层开关SA2X6一层平层开关一层平层开关SA1X7n2、 PLC接线图接线图n按照按照I/O点的分配和项

23、目描述的控制要求，设计点的分配和项目描述的控制要求，设计PLC的接线图如图的接线图如图17-2所示。因为考虑余量，选择所示。因为考虑余量，选择PLC为为FX2N-48MR。湖南水利水电职业技术学院Hunan Technical College of Water Resources and Hydro PowerHunan Technical College of Water Resources and Hydro PowerSBSB4 4SASA1 1SASA2 2SASA3 3SASA4 424V24VL4L4L5L5图图17-2 PLC接线图接线图X0X0X1X1X2X2X3X3COMCO

24、MPLCPLCY0Y0Y1Y1L0L0Y2Y2L1L1COM1COM1Y3Y3COM2COM2Y4Y4X4X4X5X5L3L3L2L2Y5Y5SBSB1 1SBSB2 2SBSB3 3X6X6X7X7n3、 程序设计程序设计n图图17-3所示为电梯控制的参考程序。根据工艺分析设计控制程序。其所示为电梯控制的参考程序。根据工艺分析设计控制程序。其控制要求如下。控制要求如下。n(1)当电梯的轿厢停于第一层或第二层或第三层时，按第四层上升按钮当电梯的轿厢停于第一层或第二层或第三层时，按第四层上升按钮，则轿厢上升至第四层后停；，则轿厢上升至第四层后停；n(2)当电梯的轿厢停于第四层或第三层或第二层时，

25、按第一层下降按钮当电梯的轿厢停于第四层或第三层或第二层时，按第一层下降按钮，则轿厢下降至第一层后停；，则轿厢下降至第一层后停；n(3)当轿厢停在第一层，若按第二层呼梯按钮，则轿厢上升至第二层平当轿厢停在第一层，若按第二层呼梯按钮，则轿厢上升至第二层平层开关闭合后停，若再按第三层呼梯按钮则继续上升至第三层平层开层开关闭合后停，若再按第三层呼梯按钮则继续上升至第三层平层开关闭合；关闭合；n(4)当轿厢停在第四层，若按第三层呼梯按钮，则轿厢下降至第三层平当轿厢停在第四层，若按第三层呼梯按钮，则轿厢下降至第三层平层开关闭合后停，若再按第二层呼梯按钮则继续上升至第二层平层开层开关闭合后停，若再按第二层呼

26、梯按钮则继续上升至第二层平层开关闭合；关闭合；n(5)当轿厢停在第一层，若第二层、第三层、第四层均有呼梯信号，则当轿厢停在第一层，若第二层、第三层、第四层均有呼梯信号，则轿厢上升至第二层暂停后，继续上升至第三层，在第三层暂停后，继轿厢上升至第二层暂停后，继续上升至第三层，在第三层暂停后，继续上升至第四层；续上升至第四层；湖南水利水电职业技术学院Hunan Technical College of Water Resources and Hydro PowerHunan Technical College of Water Resources and Hydro Powern(6)当轿厢停在第四

27、层，若第三层、第二层、第一层均有呼当轿厢停在第四层，若第三层、第二层、第一层均有呼梯信号，则轿厢下降至第三层暂停后，继续下降至第二层梯信号，则轿厢下降至第三层暂停后，继续下降至第二层，在第二层暂停后，继续下降至第一层；，在第二层暂停后，继续下降至第一层；n(7)轿厢在楼梯间运行时间超过轿厢在楼梯间运行时间超过12s，即电梯任一层楼的时，即电梯任一层楼的时间若超过间若超过12s电梯停止运行；电梯停止运行；n(8)当轿厢上升（或下降）途中，任何反方向下降（或上升当轿厢上升（或下降）途中，任何反方向下降（或上升）的按钮呼梯均无效，但记）的按钮呼梯均无效，但记忆。忆。n呼楼指示、记忆条件是有呼楼信号，

28、且电梯没有在呼叫层呼楼指示、记忆条件是有呼楼信号，且电梯没有在呼叫层。n电梯上升控制条件分别为第四层呼而电梯在第三层；或者电梯上升控制条件分别为第四层呼而电梯在第三层；或者电梯在第二层，在第四层或第三层呼梯；或电梯在第一层电梯在第二层，在第四层或第三层呼梯；或电梯在第一层，在第四层、第三层或第二层呼梯。同时必须电梯没有处，在第四层、第三层或第二层呼梯。同时必须电梯没有处于下降状态且时间定时器没有到时。于下降状态且时间定时器没有到时。n电梯下降控制与上升控制原理相同。电梯下降控制与上升控制原理相同。 湖南水利水电职业技术学院Hunan Technical College of Water Res

29、ources and Hydro PowerHunan Technical College of Water Resources and Hydro Powern4、运行并调试程序、运行并调试程序湖南水利水电职业技术学院Hunan Technical College of Water Resources and Hydro PowerHunan Technical College of Water Resources and Hydro PowerX0X4Y4Y4X1X5Y3Y3X2X6Y2Y2X3X7Y1Y1呼楼指示记忆Y4X4Y3X5Y1X7M1Y2X6M1T1M1T1K20电梯平层延时X

30、4Y3Y0Y0T2Y5X4X5Y0Y3Y2X4X5X6Y3Y2Y1Y0电梯下降M1ENDX7Y2Y5Y5T2Y0X6X7Y5Y2Y3X5X6X7Y2Y3Y4Y5Y0X4X5X6X7T2Y5K120电梯上升电梯无请求定时M1图17-3 电梯控制控制程序n(1)将梯形图程序输入到计算机。将梯形图程序输入到计算机。n(2)下载程序到下载程序到PLC，并对程序进行调试运行。观察电梯能，并对程序进行调试运行。观察电梯能否按照控制要求运行。注意平层开关当电梯运行到时闭合否按照控制要求运行。注意平层开关当电梯运行到时闭合，一旦电梯离开，开关断开。，一旦电梯离开，开关断开。n(3)调试运行并记录调试结果。调试

31、运行并记录调试结果。湖南水利水电职业技术学院Hunan Technical College of Water Resources and Hydro PowerHunan Technical College of Water Resources and Hydro Powern 编程练习编程练习n按照以下控制要求编制四层楼电梯控制程序，上机调试程按照以下控制要求编制四层楼电梯控制程序，上机调试程序并运行。序并运行。n(1)电梯启动后，轿厢在一楼。若第一层有呼梯信号，则开电梯启动后，轿厢在一楼。若第一层有呼梯信号，则开门；门；n(2)运行过程中可记忆并响应其他信号，内选优先。当呼梯运行过程中可记

32、忆并响应其他信号，内选优先。当呼梯信号大于当前楼层时上升，呼楼信号小于当前楼层时下降信号大于当前楼层时上升，呼楼信号小于当前楼层时下降；n(3)到达呼叫楼层，平层后，门开（停到达呼叫楼层，平层后，门开（停2s）, 消除记忆。当消除记忆。当前楼层呼梯时可延时（前楼层呼梯时可延时（2s）关门；）关门；湖南水利水电职业技术学院Hunan Technical College of Water Resources and Hydro PowerHunan Technical College of Water Resources and Hydro Powern(4)开门期间，可进行多层呼楼选择，若呼叫信

33、号来自当前开门期间，可进行多层呼楼选择，若呼叫信号来自当前楼层上下两侧，且距离相等，则记忆并保持原运动方向，楼层上下两侧，且距离相等，则记忆并保持原运动方向，到达呼叫楼层后再反向运行，响应呼梯；到达呼叫楼层后再反向运行，响应呼梯；n(5)若呼叫信号来自当前楼层两侧，且距离不等，则记忆并若呼叫信号来自当前楼层两侧，且距离不等，则记忆并选择距离短的楼层先响应；选择距离短的楼层先响应；n(6)若无呼楼信号，则轿厢停在当前楼层；若无呼楼信号，则轿厢停在当前楼层；n(7)电梯不用时，回到第一层，开门后断电，再使用时重新电梯不用时，回到第一层，开门后断电，再使用时重新启动。启动。n17.5 实训报告要求与

34、考核标准实训报告要求与考核标准n17.5.1 实训报告要求实训报告要求n（1）整理实训操作结果，按标准写出实训报告。）整理实训操作结果，按标准写出实训报告。n（2）完成下列思考题和习题。）完成下列思考题和习题。na根据给出的梯形图，写出指令表；根据给出的梯形图，写出指令表；nb. 按照接线示意图画出实际接线图；按照接线示意图画出实际接线图；nc. 根据编程练习要求，编写程序并实训验证；根据编程练习要求，编写程序并实训验证；nd. 回答观察要求中的思考题；回答观察要求中的思考题；湖南水利水电职业技术学院Hunan Technical College of Water Resources and

35、Hydro PowerHunan Technical College of Water Resources and Hydro Powerne. 总结实训操作过程中出现的问题；总结实训操作过程中出现的问题；nf. 如何解决内外呼楼信号之间的关系；如何解决内外呼楼信号之间的关系；ng. 对于当前的楼层与呼叫层的判断，除采对于当前的楼层与呼叫层的判断，除采用所提供的参考梯形图中的方法外，利用用所提供的参考梯形图中的方法外，利用应用指令设计自己的判断程序；应用指令设计自己的判断程序；n h.总结出总结出PLC控制系统的设计安装调试步控制系统的设计安装调试步骤。骤。 n17.5.2 实训考核标准实训考核标准n见教材表见教材表17-3。湖南水利水电职业技术学院Hunan Technical College of Water Resources and Hydro PowerHunan Technical College of Water Resources and Hydro Power谢谢 谢谢 ！n本节完本节完湖南水利水电职业技术学院Hunan Technical College of Water Resources and Hydro PowerHunan Technical College of Water Resources and Hydro Power