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第一章PLC编程基础训练须知可编程控制器FX2N2、可编程控制器(PLC)的定义国际电工委员会（IEC）定义：可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下的应用设计。它采用可编程的存储器，用来存储执行逻辑运算和顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字或模拟的输入/输出接口，控制各种类型的机器设备或生产过程。是一种易与工业控制系统连成一个整体且具有扩充功能的设备，是一种具有通讯功能与可扩展输入/输出接口的工业计算机。根据可编程控制器这个名字可以理解为它是一个可以编写程序来实现某些控制的机器；英文名为ProgrammableLogicalController简称PLC1.可编程控制器的名字世界第一台PLC：1969年由美国数字设备公司（DEC公司）研制成功。1970～1980年：PLC的结构定型阶段。应用主要面向机床、生产线。1980～1990年：PLC普及阶段。应用向顺序控制的各个工业领域扩展。1990～2000年：PLC的多功能与小型化阶段。应用由顺序控制向现场控制拓展。2000年至今：PLC继续高性能与网络化阶段。应用面向全部工业自动化控制领域。3、PLC的产生与发展PLC的特点⑴可靠性高：适应不同的工业环境，抗外部干扰强，无故障时间长，系统程序与用户程序相对独立，不容易发生死机现象。⑵使用灵活：以基本单元加扩展模块的形式，能满足更多的接口需要与多功能需要。⑶编程容易：编程语言面向电气工程人员，采用与继电器控制线路相似的梯形图（或顺序控制流程图）进行设计，简洁直观，易于理解和掌握。⑷安装、调试、维修方便：只需进行输入/输出接口接线，外部连接线少。有自诊断和动态监控功能，方便调试，可现场进行程序调整与修改。4.PLC的特点PLC从开始研制到成熟应用只有短短几十年，作为工业自动控制的核心器件，PLC在工业自动控制领域应用之广、应用之普及，很大程度在于它具备以下两个优势：一是有着强大的功能与很高的可靠性，二是它的程序编写思路与继电器控制电路极为相似，容易为电气技术人员所掌握，因此深受电气技术人员的欢迎。5.PLC的应用PLC应用领域很广,目前，PLC在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业中。最常见的电梯、交通灯、机械手、生产线等等。⑴用PLC作设备自动运行的顺序控制PLC自动线的顺序控制物料包装线电镀工作线工作检测线各种自动化设备的单机与多机组的顺序控制注塑机印刷机械饮料灌装机组合车床PLC的应用食品包装系统PLC的应用啤酒生产线PLC的应用PLC电梯控制恒压供水系统控制自动售货机L2L1灯亮:投币不足灯亮:无币找零灯闪:无货取物口退币按钮退币口购物选择按钮投币口5角5元1元2.5元3元3.5元1.5元自动售货机⑵用PLC作随机控制PLC的应用电梯运行方向控制要求1、根据最早输入的呼梯信号，判断电梯是上行还是下行。定向分轿厢内指令定向和轿厢外呼梯定向。2、同向先执行方式：电梯在收到多个呼梯信号时，采用首个呼梯信号定向，同向的信号先执行；一个方向的任务全部执行完毕后再换向。3、一个方向的任务执行完毕后换向时，依据最远站响应的原则。4、系统具有同向顺路搭客的载车功能。4321四层电梯模型PLC的应用用户用水的多少是经常变动的，因此，供水不足或供水过剩的情况经常发生。而用水与供水间的不平衡集中地反映到供水的压力上；用水多而供水少，则压力低；用水少而供水多，则压力大。保持供水的压力恒定，可使供水与用水保持平衡，即用水多时供水也多，用水少时供水也少。通过控制系统实现流量从0到最大之间变化时保持水压恒定。达到供水合理、节能的目的。恒压供水系统恒压供水控制要求PLC的应用驱动步进电动机或伺服电动机作单轴与多轴位置、速度的平滑与高精度控制X-Y加工机X-Y封装机⑶用PLC作运动控制PLC的应用转盘式的定位加工机X-Y定位加工机驱动步进电动机或伺服电动机作单轴与多轴位置、速度的平滑与高精度控制PLC的应用对在工作过程中连续变化的温度、压力、流量等物理量作调节将一个具有PID控制能力的PLC用于过程控制，当控制过程中某个变量出现偏差时，PID控制算法会计算出正确的输出，把变量保持在设定值上。PID算法一旦适应了工艺，就不管工艺发生什么样混乱而保持设定值。从而实现闭环控制功能。废品焚化系统恒温加工场⑷用PLC作过程控制PLC的应用加工系统把顺序控制的PLC与计算机数值控制（CNC）设备结合。数控机床（CNC）机械加工中心⑸用PLC作数据处理PLC的应用⑹通信和联网工厂自动化（FA）系统柔性制造（FMS）系统集散系统PLC与PLC间、PLC与上级计算机间采用光纤通信、多级传递。I/O模块按功能各自放置在生产现场作分散控制，用现场总线组成网络构成集中管理信息的分布式实时控制网络系统。PLC的应用6、PLC的基本构成①.电源：为PLC内部提供工作电源，同时也为外部元件提供一个容量不大的DC24V电源。②.CPU：中央处理器，负责指挥信号与数据的接收与处理、程序执行，输出控制等系统工作。③.ROM：系统存储器，内部固化了厂家的系统管理程序与用户指令解释程序，不能删改。存储器系统程序（ROM）（已固化）用户程序（RAM）（可修改）输入接口（I）输出接口（O）编程器计算机、编程软件；人机界面；手编器电源中央处理器（CPU）用户控制元件用户执行元件④RAM：用户存储器，用于存储用户编写的程序，可由用户根据控制需要进行删改。⑤.输入接口用于连接各类开关、按钮和传感器等，接受外来元件如开关、按钮、传感器输入的接通或断开的开关量信号，或电位器、传感器等数值连续变化输入的模拟量信号（需要进行模拟量与数字量的变换）。⑥.输出接口用于连接指示灯、接触器线圈、电磁阀线圈等执行元件，输出PLC的程序指令驱动执行元件。PLC设置有通信接口与外部设备（如计算机、触摸屏等）进行通信联接。PLC还安装有扩展接口，在有需要时可以接上各种功能扩展卡，增加PLC的功能。存储器系统程序（ROM）（已固化）用户程序（RAM）（可修改）输入接口（I）输出接口（O）编程器计算机、编程软件；人机界面；手编器电源中央处理器（CPU）用户控制元件用户执行元件PLC的基本构成7、目前国内常见的PLC品牌目前，在我国设备上较多使用的PLC主要有德国的西门子公司、日本三菱公司、松下公司和欧姆龙公司的产品，美国的AB公司和GE公司也有产品在我国使用。由于不同公司产品的程序指令各有不同，因此每应用任何一种不同公司的PLC产品，都需要进行使用前的学习。日本三菱日本欧姆龙日本松下德国西门子8、目前常用的三菱PLC型号FX2NFX1NQ系列FX3UFX2N—48MR9、PLC型号说明系列名称三菱（PLC）其中一种型号输入输出点数（输入24点，输出24点）基本单元E：扩展设备输出形式R：继电器输出（有接点、交流、直流负载两用）T：晶体管输出（无接点、直流负载用）S：三端双向可控硅开关元件输出（无接点，交流负载用）10、三菱PLC（FX2N—48MR）基本单元的面板结构INOUT（输入指示灯）（输出动作指示灯）可在脱离负载的状态下，通过观察输入/输出指示灯的发光情况对程序进行判断。LN·24+X3X1X5X7X10X13X15X17X25X24X26·COMX0X2X6X4X10X12X14X16X20X22X24·X27PLC输入端用Xn表示，用8位数制标注，（X0～X7、X10～X17…）。Y0COM1Y1Y3COM2Y7Y5COM3Y11Y13COM4Y15Y17Y23Y21Y26Y2·Y4Y6Y10·Y12·Y14Y16Y20Y22Y24COM5Y25Y27PLC输出端用Yn表示，用8位数制标注，（Y0～Y7、Y10～Y17…）。内置RUN/STOP开关输入程序时置STOP；程序运行时置RUN；通信插座：连接手编器、计算机的通信接口POWERRUNBATT。VPROG—ECPU—E（电源指示）（运行指示）（电池电压下降指示）（程序出错指示闪烁）（CPU出错指示闪烁）11、训练器材电源模块交通灯邮件分拣送料装车自动售货自动扶梯无塔供水PLC模块按钮、开关模块天塔之光电机控制水塔供水液体混合由实验模块组成的实训设备示意图+24V0VAC220V0．2A～DC24V2A—SA1FUUVWNQFSA2～380V电源～220V电源电源总开关～220V电源开关使用说明：⑴QF为空气开关，设有短路与过载保护，作实训装置的电源总控制。⑵PLC工作电源（L、N）可接交流220V电源插座。用SA2开关控制。⑶直流24V电源用插接孔连接输出，最大工作电流为2A。用开关SA1控制，并设有短路保护的熔断器。PLC训练设备的电源模块简图（实训时要注意用电安全）SA1SA0SA2SA3SA4SA6SA7SA5C开关插孔开关SB0SB1SB2SB3按钮插孔按钮符号说明：连接结插接孔开关按钮常开按钮插孔常闭按钮插孔公共插孔（公共点）（公共点）PLC训练设备的开关按钮模块简图实训时要正确接线与操作计算机与编程软件FX—PCS/WIN或GXDeveloper本书程序使用GXDeveloper编写两种软件的用法大致相同，但版面菜单与操作略有区别。都可以在实训中使用。编程前应在计算机内预装以下PLC（三菱）编程软件。1、用PLC实现控制的基本工作步骤⑴理解实训任务的内容与控制要求。⑵画制PLC的I/O接线图或I/O分配表。⑶根据PLCI/O接线图或I/O分配表完成PLC与外接输入元件和输出元件的接线。⑷根据控制要求，用计算机编程软件编写梯形图程序或指令程序；并将编写好的PLC程序从计算机传送到PLC。⑸将负载送电，执行程序，将程序调试到满足任务的控制要求。请记住这个工作步骤，以后进行的每一个PLC控制的实训任务，都基本上按此工作流程进行。不要怕麻烦。籍此养成细致有序的工作作风，对你是大有益处的。2、PLC输入继电器常开按钮旋转开关（常开触点）常闭按钮开关（常开触点）开关（常闭触点）旋转开关（常闭触点）位置开关（常开触点）位置开关（常闭触点）传感器常开触点磁性开关常开触点S1S2SB1SB2SA1SA2SA3SA4SQ1SQ2X0X1X2X3X4X5X6X7X10X11COM外接控制和信号元件PLC内部的输入继电器X0X4X5X6X7X10X11X1X2X3PLC输入继电器的接线端子PLCPLC输入端是由内部多个输入继电器（X）组成。用于接受与PLC输入端相接的外接元件的指令信号。输入继电器（X）工作特点：1）输入继电器只提供常开触点与常闭触点供用户使用。2）每一个输入继电器有无数个常开触点和常闭触点。3）输入继电器的触点状态是由其所接的外部元件的开关状态（断开或闭合）或输入的数字信号（1或0）所决定的（若是模拟量输入，则应先把它转变为数字量再输入）。PLC输入继电器用Xn表示，用8位数制标注PLC输入继电器（X）与部分外接元件+24V常开按钮旋转开关（常开触点）常闭按钮开关（常开触点）开关（常闭触点）旋转开关（常闭触点）位置开关（常开触点）位置开关（常闭触点）传感器常开触点磁性开关常开触点S1S2SB1SB2SA1SA2SA3SA4SQ1SQ2X0X1X2X3X4X5X6X7X10X11COM外接控制和信号元件PLC内部的输入继电器X0X4X5X6X7X10X11X1X2X3PLC输入继电器的接线端子PLC可以与输入继电器（X）连接的硬元件主要有各种开关、按钮、传感器和接近开关等LN·24+X3X1X5X7X10X13X15X17X25X24X26·COMX0X2X6X4X10X12X14X16X20X22X24·X27FX2N—48MRPLC基本单元输入继电器（X）的数量X0、X2、X3、X4、X5、X6、X7X10、X11、X12、X13、X14、X15、X16、X17X20、X3、21、X22、X23、X24、X25、X26、X27FX2N—48MRPLC基本单元有输入继电器（X）24个:（若加装I/O接口的扩展模块，可达到256个）3、PLC