三菱PLC可编程控制器教材简.doc

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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流三菱PLC可编程控制器教材简.精品文档.一、PLC的结构及基本配置 一般讲，PLC分为箱体式和模块式两种。但它们的组成是相同的，对箱体式PLC，有一块CPU板、I/O板、显示面板、内存块、电源等，当然按CPU性能分成若干型号，并按I/O点数又有若干规格。对模块式PLC，有CPU模块、I/O模块、内存、电源模块、底板或机架。无任哪种结构类型的PLC，都属于总线式开放型结构，其I/O能力可按用户需要进行扩展与组合。PLC的基本结构框图如下：接口部件输出输入接口部件 中央处理单元 CPU板 接受 驱动 现场信号 受控元件 电 源 部 件 PLC具有

2、通信联网的功能，它使PLC与PLC 之间、PLC与上位计算机以及其他智能设备之间能够交换信息，形成一个统一的整体，实现分散集中控制。现在几乎所有的PLC新产品都有通信联网功能，它和计算机一样具有RS-232接口，通过双绞线、同轴电缆或光缆，可以在几公里甚至几十公里的范围内交换信息。 二、 基本指令系统和编程方法1 编程语言的形式本教材采用最常用的编程语言：梯形图。梯形图是通过连线把PLC指令的符号连接在一起的连通图，用以表达所使用的PLC指令及其前后顺序，它与电气原理图很相似。它的连线有两种：一为母线，另一为内部横竖线。最后为输出类指令。如： X000 X001 Y000 X010 END它有

3、两组，第一组用以实现启动、停止控制。第二组仅一个END指令，用以结束程序。梯形图连线的顺序，先输入后输出；先上后下；先左后右。 梯形图与电气原理图的关系：梯形图的输出，对应于继电器的线圈，而输入对应于接点，互锁可看成总开关等。这样，原有的继电控制逻辑，经转换即可变成梯形图，再进一步转换，即可变成语句表程序。2 编程器件 FX系列产品，它内部的编程元件，分别为继电器、定时器、计数器等，但它们与真实元件有很大的差别，一般称它们为“软继电器”。这些编程用的继电器，它的工作线圈没有工作电压等级、功耗大小和电磁惯性等问题；触点没有数量限制、没有机械磨损和电蚀等问题。一般情况下，X代表输入继电器，Y代表输

4、出继电器，M代表辅助继电器， T代表定时器，C代表计数器等。 A）输入继电器 （X） PLC的输入端子是从外部开关接受信号的窗口，它们的编号与接线端子编号一致，线圈的吸合或释放只取决于PLC外部触点的状态。内部有常开/常闭两种触点供编程时随时使用，且使用次数不限。八进制输入的地址，为X000 X007，X010 X017，X020 X027 。B）输出继电器（Y） PLC的输出端子是向外部负载输出信号的窗口。输出继电器的外部输出主触点接到PLC的输出端子上供外部负载使用，输出继电器的电子常开/常闭触点使用次数不限。八进制输出，为Y000 Y007，Y010Y017，Y020Y027 。C）辅助

5、继电器（M） PLC内有很多的辅助继电器，由PLC内各软元件的触点驱动。它没有向外的任何联系，只供内部编程使用。它的电子常开/常闭触点使用次数不受限制，但不能直接驱动外部负载。在FX2N中普遍采用M0M499，共500点辅助继电器，其地址号按十进制编号。D ）定时器（T） 在PLC内的定时器是根据时钟脉冲的累积形式，当所计时间达到设定值时，其输出触点动作，时钟脉冲有1ms、10ms、100ms。定时器可以用用户程序存储器内的常数K作为设定值。 定时器通道范围如下： 100 ms定时器T0T199， 共200点，设定值：0.1 3276.7秒； 10 ms定时器T200TT245，共46点，设定

6、值：0.01327.67秒； 1 ms积算定时器 T245T249，共4点，设定值：0.00132.767秒； 100 ms积算定时器T250T255，共6点，设定值：0.13276.7秒； 定时器指令符号及应用如下图所示： T2000 X000 K123 设定值（累积） T200 Y000 END 当定时器线圈T200的驱动输入X000接通时，T200的当前值计数器对10 ms的时钟脉冲进行累积计数，当前值与设定值K123相等时，定时器的输出接点动作，即输出触点是在驱动线圈后的1.23秒（10 * 123ms = 1.23s）时才动作，当T200触点吸合后，Y000就有输出。当驱动输入X00

7、0断开或发生停电时，定时器就复位，输出触点也复位。 E）计数器（C） FX2N中的16位增计数器，是16位二进制加法计数器，它是在计数信号的上升沿进行计数，它有两个输入，一个用于复位，一个用于计数。每个计数脉冲上升沿使原来的数值加1，当现时值达到设定值时停止计数，同时触点闭合。直到复位控制信号的上升沿输入时，触点才断开，设定值又写入，再又进入计数状态。 其设定值在K1K32767范围内有效。设定值K0与K1含义相同，即在第一次计数时，其输出触点就动作。通用计数器的通道号：C0 C99，共100点。保持用计数器的通道号：C100C199，共100点。 X010RSTC 0C 0 X011 K 计

8、数器Y000 C 0 由计数输入X011每次驱动C0线圈时，计数器的当前值加1。当第10次执行线圈指令时，计数器C0的输出触点即动作。3 梯形图的设计与编程方法 A）确定各元件的编号，分配I/O地址 首先必须确定所使用的编程元件编号，PLC是按编号来区别操作元件的 。每个元件在同一时刻决不能担任几个角色。故I/O的分配实际上是把PLC的入、出点号分给实际的I/O电路，编程时按点号建立逻辑或控制关系，接线时按点号“对号入坐”。B）梯形图的编程规则 1）、 每个继电器的线圈和它的触点均用同一编号，每个元件的触点使用时没有数量限制。2）、 梯形图每一行都是从左边开始，线圈接在最右边（线圈右边不允许再

9、有接触点），如图(a)错，图(b)正确。 图 ( a ) 图 （b）3）、线圈不能直接接在左边母线上。4）、在一个程序中，同一编号的线圈如果使用两次，称为双线圈输出，它很容易引起误操作，应尽量避免。5）、为了便于分析PLC的周期扫描原理和逻辑上的因果关系，假定在梯形图中有“电流”流动，这个“电流”只能在梯形图中单方向流动即从左向右流动，层次的改变只能从上向下。4、实例首先介绍一个常用的点动计时器，其功能为每次输入X000时，接通时，Y000的输出是一个脉宽为 T的定长的脉冲，脉宽由定时器T000设定值设定。它的时序图如下图所示： X000 Y000 T T 根据时序图我们就可画出相应的梯形图：

10、 M000 T0 M000 X000 M000 T0 M000 T0 Y000 END 运用定时器还可构成振荡电路，如根据下面的时序图，我们可用两个定时器T001、T002构成振荡电路，其梯形图如下： X000 Y000 T1 T2 X000 T002 T001 T001 T002 Y000 Y000 T002END下面是一个延时接通/延时断开电路。同学们根据时序图，画出梯形图。T1 T2 三 实验部分 实验装置面板图： 图中上半部分是输入端，下半部分是输出端。SB0、SB1、SB2、SB3是常开按钮，SB4、SB5、SB6、SB7是常闭按钮，SA0 SA7是拨动开关，它们没有与程控器连接。X

11、0 X27是输入孔，已直接与程控器的输入端相连，输出部分的Y0 Y27以及COM1 COM5也已与程控器直接相连。实验一、 用可编程控制器控制交流异步电动机预习要求（1） 复习已学过的磁力启动器、正反转控制线路及异步电动机顺序控制的有关内容。（2） 阅读材料中有关可编程控制器和交流异步电动机控制的有关内容。（3） 阅读实验指导书，预先设计线路和梯形图。（4） 熟悉GPP软件及其应用。一、实验目的1、 学习自己设计梯形图。2、 熟练应用GPP软件进行编程，并在ON LINE 状态下运行负载。 3、学习用可编程控制器控制交流异步电动机正反转。二、实验器材：1 个人电脑PC。2 PLC程控器实验装置

12、。3 RS232数据通信线。4 继电控制装置实验板。5 异步电动机一台。6 导线若干。三、实验内容说明吊车或某些生产机械的提升机构需要作左右上下两个方向的运动，拖动它们的电动机必须能作正、反两个方向的旋转。由异步电动机的工作原理可知，要使电动机反向旋转，需对调三根电源线中的两根以改变定子电流的相序。因此实现电动机的正、反转需要两个接触器。电机正反转的继电器控制线路实验图如下图4-1所示。 A B C FR SB1 SBF KMR KMFKMF KMR KMF SBR KMF KMR M FR KMR 图 4-1虚线框部分，我们称为主电路，其余部分称为控制电路。从图中主电路可见，若正转接触器KM

13、F主触点闭合，电动机正转，若KMF主触点断开而反转接触器KMR主触点闭合，电动机接通电源的三根线中有两根对调，因而反向旋转。不难看出，若正、反转接触器主触点同时闭合，将造成电源二相短路。用可编程控制器控制电机的正反转时控制电路中的接触器触点逻辑关系可用编程实现从而使线路接线大为简化。用可编程控制器实现电机正反转的接线图，主电路不变，控制电路如图4-2所示。 正转 反转 正转 反转 停车相 相KMF KMR 220V 绿 黄 红 220V 中 中 Y000 Y001 COM Y005 Y006 Y007 COM 程控器输出端接线 X001 X002 X003 X004 COM 24VDC 程控器

14、输入端接线图 4-2 下面是异步电动机正、反转控制输入/输出地址定义表 输入口地址 定 义 输出口地址 定 义 X001 正转起动按钮（常开） Y000 正转接触器线圈 X002 反转起动按钮（常开） Y001 反转接触器线圈 X003 停止按钮（常闭） Y005 正转运行指示灯（绿色） X004 热继电器（常闭） Y006 反转运行指示灯（黄色） Y007 停止运行指示灯（红色）三、实验步骤1. 根据定义表，在GPP下编写正确梯形图。2. 将程序传送至程控器，先进行调试。 实验二、十字路口交通信号灯自动控制 一、实验目的：1. 通过实验，了解上位机与PLC之间是通过RS-232口相联的，它们

15、之间的数据通信是网络通信中最基本的一对一的通信。 2 进一步熟悉PLC的一些指令、时序图,如定时、计数指令。 3 进一步了解软件GPP，并熟练应用。二、实验器件：1 个人电脑PC。 2 PLC程控器实验装置。3 RS232数据通信线。4 十字路口交通信号灯自动控制实验板。5 导线若干。三、实验内容：模拟十字路口交通灯的信号，控制车辆有次序地在东西向、南北向正常通行，本实验的要求是，红灯亮20秒，绿灯亮15秒，黄灯亮5秒，完成一个循环周期为 40秒，它的时序图如下： 东 红灯 西 黄灯 向 绿灯 0 5 10 15 20 25 30 35 40 南 红灯 北 黄灯 向 绿灯 0 5 10 15

16、20 25 30 35 40 图1-1 输入地址： 启动 X000 复位 X001 输出地址： 东 红灯 Y001 西 黄灯 Y002 向 绿灯 Y003 南 红灯 Y004 北 黄灯 Y005 向 绿灯 Y006交通灯的面板示意图如下： MG MY SR SY SG MR 北 西 东 SG SY SR 南 MG MY MR 图 1-2该模拟交通信号灯分为南北和东西两个方向，分别由绿、黄、红三种颜色，其标号分别为MG、MY、MR和SG 、SY、SR，其中，交通灯选用5V直流电，COM端为交通灯的公共端。而灯与程控器之间的接线图如下： 程 Y001 控 Y002 器 Y003 的 : 输 : 出

17、 : 5V 端 COM 图 1- 3 从上图可看出，程控器的公共端接5V电源的负极，而灯的公共端接电源的正端，灯的另一端接到程控器的输出端，如Y001，Y002 等。 四、实验步骤1 根据时序图及输入输出地址，应用GPP软件在计算机上编制梯形图。2 根据面板图1-3正确接线。3 将梯形图传输至PLC，并运行，观察交通灯是否正常工作。 实验三、 舞台艺术灯饰的PLC控制 一、实验目的： 1：掌握PLC与上位机的接线。 2：进一步熟悉PLC的一些指令。 3：熟练应用GPP软件。二、实验器件： 1：个人电脑PC。 2：PLC程控器实验装置，型号FX2N 。 3：RS232数据通讯线。 4：舞台艺术灯

18、饰控制板。 5：稳压电源一台。 6：导线若干。三、实验内容： 我们平时看到五光十色的舞台灯光,可以用PLC来控制，如下图2所 示的舞台灯饰，共有7道灯，上方4道呈拱形，下方3道呈阶梯形，现要求1 - 7 号灯闪亮的时序如下图1：7 65432105 1015202530354045505560 图 1 7号灯一亮一灭交替进行，6、5、4号3道灯由内到外依次点亮，3、2、1号阶梯灯由上至下依次点亮，再全灭，整个过程需要60秒，循环往复。 其面板布置图如下图2： 7 6 5 4 3 21 图 2程控器与舞台灯饰面板电路接线图如下图3： Y000Y001 ： ：COM 5V 图 3上图可看出，程控器

19、的COM端接5V电源的负端，所有灯的公共端接5V电源的正端，灯的另一端接到程控器的输出端，Y000，Y001，Y002 等。四、实验步骤1. 根据时序图，在计算机上编制梯形图。（也可自己设计灯光闪烁时序）。2. 由面板图，按图3正确接线。3. 运行自己编制的梯形图，观察灯光闪烁的情况，是否与时序图相吻合。GPP软件简介一、基本概况SW3D5-GPPW-E是三菱电气公司开发的用于可编程控制器的编程软件,可在Windows 3.1及Windows 95下运行，适用于IBM PC/AT (兼容)其CPU为i486SX或更高，内存需 8兆或更高(推荐16兆以上)。该程序可在串行系统中可与可编程控制器进

20、行通讯,文件传送,操作监控以及各种测试功能。在GPP软件中,你可通过线路符号,助记符来创建顺控指令程序,建立注释数据及设置寄存器数据，并可将其存储为文件,用打印机打印。在PLC与PC之间必须有接口单元及缆线。接口单元： FX-232-BD板及数据线 FX-232AW型RS-232C/RS-422转换器(内置式)二、用GPP编写梯形图GPP软件使用起来灵活、简单、方便，我们把它安装在程序中，使用时只要进入程序，选中MELSEC Applications 在WINDOWS下运行的GPP ,打开工程，选中新建，出现如下图5-1画面，先在PLC系列中选出你所使用的程控器的CPU系列，如在我们的实验中，

21、选用的是FX系列，所以选FXCPU，PLC类型是指选机器的型号，我们实验用FX2N系列，所以选中FX2N（C），确定后出现如图5-2画面，在画面上我们清楚地看到，最左边是根母线，兰色框表示现在可写入区域，上方有菜单，你只要任意点击其中的元件，就可得到你所要的线圈、触点等。 图 5-1 图 5-2 如你要在某处输入X000，只要把兰色光标移动到你所需要写的地方，然后在菜单上选中 触点，出现如下图5-3画面： 图 5-3再输入X000，即可完成写入X000。如要输入一个定时器,先选中线圈，再输入一些数据，数据的输入标准在第三章中已提过，图5-4显示了其操作过程。 图 5-4对于计数器，因为它有时要

22、用到两个输入端，所以在操作上既要输入线圈部分，又要输入复位部分，其操作过程如图5-5、5-6所示。 图 5-5注意，在图5-5中的箭头所示部分，它选中的是应用指令，而不是线圈。 图 5-6计数器的使用方法及计数范围在第三章中已讲过，同学们可自己查阅。图5-7是一个简单的计数器显示形式。 图 5-7通过上面的举例，同学们就明白了，如果你需要画梯形图中的其他一些线、输出触点、定时器、计时器、辅助继电器等，在菜单上都能方便地找到，再输入元件编号即可。在图5-6的上方还有其它的一些功能菜单,如果你把光标指向菜单上的某处，在屏幕的左下角就会显示其功能，或者打开菜单上的“帮助”，你可找到一些快捷键列表、特

23、殊继电器/寄存器等信息，同学们可自己边学习边练习。 三、传输、调试 当你写完梯形图，最后写上END语句后，必须进行程序转换，转换功能键有两种，在下图5-8的箭头所示位置。 图 5-8 在程序的转换过程中，如果程序有错，它会显示，也可通过菜单“工具”，查询程序的正确性。 只有当梯形图转换完毕后，才能进行程序的传送,传送前，进行传送端口设置，如下图5-9所示： 图 5-9 根据图示，你必须确定你的PLC与计算机的连接是通过COM1口还是COM2口连接，你在操作上还应进行设置选择。 写完梯形图后，在菜单上还是选择“在线”，选中“写入PLC（W）”，就出现如图5-9 图 5-9 从图上可看出，在执行读取及写入前必须先选中MAIN、PLC参数，否则，不能执行对程序的读取、写入，然后点击“开始执行”即可。但同时要注意，传送程序时，必须让FX2N 处在STOP状态。 运行PLC时，打开“在线”菜单，选中“远程操作”，在操作框里对“运行、停止”进行选择，“运行”是指让PLC处于RUN状态，“停止”是指PLC处于STOP 状态。