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依据劳动和社会保障部制定的《国家职业标准》要求编写国家职业资格培训教材技能型人才培训用书可编程序控制器技术及应用第四章第四章可编程序控制器技术及应用第四章可编程序控制器技术及应用培训学习目标掌握可编程序控制器的硬件结构、系统配置以及工作原理；掌握FX2系列可编程序控制器的指令系统；能够用可编程序控制器的语言进行电气控制系统工作过程的程序编写、系统调试；掌握可编程序控制器控制系统故障维修技术。掌握可编程序控制器的硬件结构、系统配置以及工作原理；掌握FX2系列可编程序控制器的指令系统；能够用可编程序控制器的语言进行电气控制系统工作过程的程序编写、系统调试；掌握可编程序控制器控制系统故障维修技术。第四章可编程序控制器技术及应用第四章可编程序控制器技术及应用第三节FX2系列PLC指令系统及编程方法一、基本指令的应用二、FX2系列PLC步进指令及状态编程三、FX2系列PLC的功能指令第四节可编程序控制器应用技能训练实例训练1三相异步电动机的控制训练2自动送料装车控制第五节PLC改造C460型卧式车床电气控制系统一、C460型卧式车床电气控制原理分析二、用PLC改造C460型卧式车床继电器控制系统的步骤三、PLC改造中对若干技术问题的处理四、使用PLC进行电气控制系统改造实例复习思考题第一节可编程序控制器概述一、PLC的特点及应用二、PLC的组成与控制原理三、使用PLC的注意事项四、PLC的维修与故障诊断五、常用程序设计方法第二节FX2系列PLC简介一、FX2系列PLC的硬件结构二、FX2系列PLC的主要技术指标及外部接线三、FX2系列PLC内部编程元件目录第四章可编程序控制器技术及应用第一节可编程序控制器概述一、PLC的特点及应用1.PLC的技术特点（1）可靠性高（2）通用性强（3）编程方便（4）功能强，适应面广（5）安装调试简单，维修方便可编程序控制器是在自动控制技术、计算机技术及通信技术的基础上发展起来的一种新型工业自动控制装置。它具有结构简单、性能优越、易于编程、使用方便等优点。2.PLC的应用领域（1）逻辑控制（2）运动控制（3）过程控制（4）数据处理（5）联网通信第四章可编程序控制器技术及应用第一节可编程序控制器概述二、PLC的组成与控制原理1.可编程序控制器的硬件结构图4-1（1）中央处理器（2）存储器存储器（3）输入接口电路（4）输出接口电路（5）电源部件第四章可编程序控制器技术及应用第一节可编程序控制器概述二、PLC的组成与控制原理2.可编程序控制器的工作原理PLC采用循环扫描串行运行的工作方式，连续顺序逐条扫描用户程序。图4-2第四章可编程序控制器技术及应用第一节可编程序控制器概述二、PLC的组成与控制原理2.可编程序控制器的工作原理（1）输入采样阶段PLC以扫描方式依次顺序读入各输入点的状态，并将各输入点的状态（“0”或“1”）存入输入映像寄存器，此时，输入映像寄存器被刷新。（2）程序执行阶段PLC在系统程序的控制下，逐条解释并执行存放在用户程序存储器中的用户程序。对用户以梯形图形式编写的程序，按照从左到右、从上到下的顺序逐一扫描，并从输入映像寄存器中取出上一次读入的所有输入点的状态，从输出映像寄存器中取出各输出元件的状态，然后根据用户程序进行逻辑运算，将运算结果再存入输出映像寄存器中。（3）输出刷新阶段输出映像寄存器中所有要输出的信号转存到输出锁存器中，然后由输出锁存器去驱动PLC的输出电路，最后成为PLC的实际输出，驱动外接负载。第四章可编程序控制器技术及应用第一节可编程序控制器概述二、PLC的组成与控制原理2.可编程序控制器的工作原理PLC按上述三个阶段周期性地循环扫描，每扫描一次，输入、输出的数据就被刷新一次，用户程序就被执行一次。PLC在输入输出处理方面必须遵守以下规则：1）输入映像寄存器中的数据，取决于各输入点在本次扫描输入采样阶段所刷新的状态。2）输出映像寄存器中的数据，由本程序中输出指令的执行结果决定。3）输出锁存器数据由上一个扫描周期输出刷新阶段存入输出锁存器的数据来决定。4）输出端子的通、断状态，由输出锁存器中的数据决定。第四章可编程序控制器技术及应用第一节可编程序控制器概述二、PLC的组成与控制原理3.可编程序控制器控制的实质用可编程序控制器实施控制，其实质是按一定算法进行输入输出的变换，并将这个变换予以物理实现。入出变换、物理实现是PLC实施控制的两个基本点。第四章可编程序控制器技术及应用第一节可编程序控制器概述三、使用PLC的注意事项1.PLC工作环境和安装注意事项1）不要把PLC安装在高温，结露，雨淋的场所，也不宜安装在多灰尘、油烟、导电多尘腐蚀性气体和可燃性气体的场所，也不要将其安装在振动、冲击强烈的地方。2）PLC不能与高压电器安装在一起，控制柜中应远离强干扰和动力线3）PLC的I/O连接线与控制线应分开布线，并保持一定距离。2.系统供电与接地系统多数干扰往往通过电源进入PLC。在干扰较强或可靠性要求高的场合，动力部分、控制部分、PLC自身电源及I/O回路的电源应分开配线，用带屏蔽层的隔离变压器给PLC供电，隔离变压器与PLC之间采用双绞线连接。良好的接地是保证PLC安全可靠运行的重要措施。PLC系统接地的基本原则是单点接地。PLC最好采用专用接地，其接地装置与其他设备分开使用。第四章可编程序控制器技术及应用三、使用PLC的注意事项第一节可编程序控制器概述3.输入、输出回路的接线及注意事项1）根据负载性质并结合输出点的要求，确定负载电源的种类及电压等级。2）正确确定负载电源容量。3）负载电源即便是交流220V，也不宜直接取自电网，应采取屏蔽隔离措施。4）在电源线配线施工中，输出模块的电源配线必须采用放射式，不能采用链式跨接。5）输入传感元件的选配。6）PLC一般可直接驱动接触器、继电器和电磁阀等负载4.用户程序存储用户程序宜存储在EPROM或EEPROM当中，当后备电池失电时程序不丢失，若程序存在RAM中，应时常注意PLC的后备电池异常信号BATT.V。当后备电池异常时，必须在一周内更换，且更换时间不超过5min，另外还应做好程序备份工作。第四章可编程序控制器技术及应用第一节可编程序控制器概述四、PLC的维修与故障诊断1.PLC的维护1）对大中型PLC系统，应指定维护保养制度，做好运行、维护、保养记录。2)定期对系统进行检查保养，时间间隔为半年，最长不超过一年。3)检查设备安装、接线有无松动及焊点、接点有无松动或脱落，除去尘污，清除杂质。4)检查供电电压是否在允许的范围内。5)重要器件或模块应有备份。6)校验输入元件、信号是否正常，有无出现偏差异常现象。7)机内后备电池应定期更换。8)加强PLC维护和使用人员的思想教育和业务素质的提高。第四章可编程序控制器技术及应用第一节可编程序控制器概述四、PLC的维修与故障诊断2.故障检查与排除（1）PLC的自诊断1）POWER电源指示：当供给PLC的电源接通时，该指示灯亮。2）RUN运行指示：SW1置于“RUN”位置或基本单元的RUN端与COM端的开关合上，则PLC处于运行状态，该指示灯亮。3）BATT.V机内后备电池电压指示：PLC的电源接通，如果锂电池电压跌落到一定值时，该指示灯亮。4）PROG.E（CPU.E）程序出错指示：若出现以下错误时，该指示灯闪烁。当发生以下情况时，该指示灯持续亮。5）输入指示：PLC输入端有正常输入时，输入只是灯亮。6）输出指示：若有输入且输出继电器触点动作，输出指示灯亮。第四章可编程序控制器技术及应用第一节可编程序控制器概述四、PLC的维修与故障诊断2.故障检查与排除（2）故障检查1）电源系统的检查：通过POWER指示灯的亮或灭判断出电源系统正常与否。2）系统异常运行检查：先检查PLC是否置于运行状态，再监视检查程序是否有错，接着检查存储器芯片是否插接良好，最后检查或更换微处理器。3）检查输入部分：输入部分常见故障及产生原因和处理建议，见表4-1。4）检查输出部分：输出部分常见的故障及产生的原因和处理，见表4-2。5）检查电池：机内电池故障一般是由于电池装接不好或使用时间过长所致。6）外部环境检查3.设计故障检修程序充分利用PLC的内部功能，提供设备的有关运行信息，以方便检查、维护和故障排除。第四章可编程序控制器技术及应用第一节可编程序控制器概述五、常用程序设计方法1.经验设计法经验设计法的步骤如下：1）准确了解控制要求后，合理为控制系统中的事件分配输入、输出口。选择必要的机内器件。2）对于一些控制要求较简单的输出，可直接写出它们的工作条件，以启/保/停电路模式完成相关的梯形图支路。3）对于控制较复杂的要求，为了能用启/保/停电路模式绘出各输出口的梯形图，要正确分析控制要求，并确定组成总的控制要求的关键点。4）将关键点用梯形图表达出来。关键点总是要用机内器件来代表的，在安排机内器件时需考虑并安排好。5）在完成关键点梯形图的基础上，针对系统最终的输出进行梯形图的绘制。6）审查以上草绘图样，在此基础上补充遗漏的功能，更正错误，进行最后的完善。第四章可编程序控制器技术及应用第一节可编程序控制器概述五、常用程序设计方法2.逻辑设计法逻辑设计法的设计大体可划分为以下步骤：1）通过工艺过程分析，结合控制要求，绘置控制系统循环图和检测元件分布图，取得电气执行元件功能表。2）绘制控制系统状态转换表。3）根据状态转换表，进行控制系统的逻辑设计。4）将逻辑函数转化为梯形图或语句表形式。5）程序的完善和补充。3.状态流程图设计法状态流程图又叫功能表图、状态转移图或状态图。它是完整地描述控制系统的控制过程、功能和状态的一种图形，是分析和设计电气控制系统顺序控制程序的一种重要工具。顺序功能图语言又称为状态流程图语言，简称为SFC语言，是一种较新的编程语言。第四章可编程序控制器技术及应用第二节FX2系列PLC简介一、FX2系列PLC的硬件结构（1）基本单元基本单元由CPU、存储器、I/O电路、电源等组成一个完整的控制系统，可单独使用。（2）扩展单元扩展单元与基本单元在外形上相似，但内部没有CPU、存储器，所以不能单独使用，只能与基本单元连接在一起作为输入、输出点数的扩充。（3）扩展模块扩展模块以8为单位扩充输入、输出点数，也可只扩充输入点数或只扩充输出点数，从而改变输入、输出的点数比率。（4）特殊适配器特殊适配器是PLC特殊功能单元与基本单元连接的桥梁。FX2系列PLC是日本三菱公司生产的小型PLC，在各行各业使用较为普遍。它采用功能强大的16位微处理器和专用逻辑处理芯片作为中央处理器，是目前运行速度最快的小型PLC之一。第四章可编程序控制器技术及应用第二节FX2系列PLC简介二、FX2系列PLC的主要技术指标及外部接线1.FX2系列PLC的主要技术指标PLC的技术指标包括硬件指标与软件指标。2.FX2系列PLC的外部接线（1）输入回路的连接（2）输出回路的连接图4-3图4-4第四章可编程序控制器技术及应用第二节FX2系列PLC简介三、FX2系列PLC内部编程元件1.输入/输出（I/O）继电器（X/Y）输入继电器的功能是专门接受从外部敏感元件或开关发来的信号，其状态由外部控制现场的信号驱动，不受程序的控制。输出继电器的功能是将输出信号传递给外部负载，其动作由程序中的指令控制。2.辅助继电器M辅助继电器的作用相当于继电器控制电路中的中间继电器，经常用作状态暂存移位运算等。（1）通用辅助继电器（2）断电保持辅助继电器（3）特殊辅助继电器1）只能利用其触点的特殊辅助继电器2）可驱动线圈的特殊辅助继电器第四章可编程序控制器技术及应用第二节FX2系列PLC简介三、FX2系列PLC内部编程元件3.状态元件S1）S0～S9为初始状态元件，共10点。2）S10～S19为回零状态元件，共10点。3）S20～S499为通用型状态元件，共480点。4）S500～S899为断电保持型状态元件，共400点。5）S900～S999为外部故障诊断及报警状态元件，共100点。4.定时器T（1）非积算定时器（2）积算定时器第四章可编程序控制器技术及应用第二