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三菱PLC触摸屏和变频器应用技术主编曹菁1)掌握三菱FX2N系列PLC的基本逻辑指令系统。2)掌握梯形图和指令程序设计的基本方法。3)掌握梯形图的编程规则、编程技巧和方法。1)能根据项目要求,设计出PLC的硬件接线图，进一步熟练掌握PLC的接线方法。2)能熟练地应用三菱FX2N系列PLC基本逻辑指令编写控制系统的梯形图和指令程序。3)能熟练地使用三菱公司的SWOPC—FXGP/WIN—C或GXDeveloper编程软件设计PLC控制系统的梯形图和指令程序，并写入PLC进行调试运行。一、项目任务一、项目任务图3-1三相异步电动机直接起动继电器接触器控制原理图二、项目分析1.工作原理分析2.输入与输出点分配3.PLC接线示意图1.工作原理分析如图31所示，SB1是起动按钮，SB2是停止按钮。按照电动机的控制要求，当按下起动按钮SB1时，KM线圈得电并自锁，电动机起动并连续运行；当按下停止按钮SB2或热〖HJ〗继电器FR动作时，电动机停2.输入与输出点分配表3-1三相异步电动机直接起动PLC控制系统的I/O端口地址分配表3.PLC接线示意图图3-2三相异步电动机直接起动的PLC控制系统外部接线示意图三、相关知识点1.逻辑取及驱动线圈指令LD、LDI、OUT2.触点串、并联指令AND、ANI、OR、ORI3.电路块连接指令ANB、ORB4.置位与复位指令SET、RST5.空操作和程序结束指令NOP、END6.热继电器过载信号的处理1.逻辑取及驱动线圈指令LD、LDI、OUT(1)指令用法及使用注意事项(2)应用举例如图3-4所示，其逻辑功能是：当触点X0接通时，输出继电器Y0接通；当输入继电器X1断电时，辅助继电器M0接通，同时，定时器T0开始定时，定时时间到2s后，输出继电器Y1接通。1.逻辑取及驱动线圈指令LD、LDI、OUT表3-2逻辑取及驱动线圈指令要素表(1)指令用法及使用注意事项图3-3双线圈输出(2)应用举例如图3-4所示，其逻辑功能是：当触点X0接通时，输出继电器Y0接通；当输入继电器X1断电时，辅助继电器M0接通，同时，定时器T0开始定时，定时时间到2s后，输出继电器Y1接通。图3-4LD、LDI和OUT指令应用举例2.(1)指令用法及使用注意事项(2)应用举例如图3-7所示，常开触点M102前面的指令已经将触点Y0、X3、M101、X4串并联为一个整体，因此,ORM102指令把常开触点M102并联到该电路上。2.表3-3触点串、并联指令要素表(1)指令用法及使用注意事项图3-5连续输出(1)指令用法及使用注意事项图3-6连续输出(不推荐)(2)应用举例如图3-7所示，常开触点M102前面的指令已经将触点Y0、X3、M101、X4串并联为一个整体，因此,ORM102指令把常开触点M102并联到该电路上。图3-7触点串、并联指令AND、ANI、0R、ORI应用举例3.(1)指令用法及使用注意事项(2)应用举例图3-8为电路块连接指令ANB、ORB指令应用举例。3.表3-4电路块连接指令要素表(1)指令用法及使用注意事项1）ANB(AndBlock)：电路块与指令。用于多触点电路块(一般是并联电路块)之间的串联连接。要串联的电路块的起始触点使用LD或LDI指令，完成了两个电路块的内部连接后，用ANB指令将它与前面的电路串联。ANB•2）ORB(OrBlock)：电路块或指令。用于多触点电路块(一般是串联电路块)之间的并联连接，相当于电路块间右侧的一段垂直连接线。要并联的电路块的起始触点使用LD或LDI指令，完成电路块的内部连接后，用ORB指令将它与前面的电路并联。ORB指令能够连续使用，并联的电•3）ANB是并联电路块的串联连接指令，ORB是串联电路块的并联连接指令。ANB和ORB指令都不带元件号，只对电路块进行操作，可以多次重复使用。但是，连续使用时，应限制在8次以下(2)应用举例图3-8为电路块连接指令ANB、ORB指令应用举例。图3-8电路块连接指令ANB、ORB指令应用举例4.置位与复位指令SET、RST(1)指令用法及使用注意事项(2)应用举例图3-9中X0的常开触点闭合时，Y0变为ON并保持该状态，即使X0的常开触点断开，它也仍然保持ON状态；当X1的常开触点闭合时，Y0变为OFF并保持该状态，即使X1的常开触点断开，它也仍然保持OFF状态。4.置位与复位指令SET、RST表3-5置位与复位指令要素表(1)指令用法及使用注意事项•1)SET（Set）：置位指令，其功能是使操作保持ON•2)RST（Reset）：复位指令，其功能是使操作保持OFF的指令。(2)应用举例图3-9中X0的常开触点闭合时，Y0变为ON并保持该状态，即使X0的常开触点断开，它也仍然保持ON状态；当X1的常开触点闭合时，Y0变为OFF并保持该状态，即使X1的常开触点断开，它也仍然保持OFF状态。图3-9置位与复位指令应用举例(2)应用举例图3-9中X0的常开触点闭合时，Y0变为ON并保持该状态，即使X0的常开触点断开，它也仍然保持ON状态；当X1的常开触点闭合时，Y0变为OFF并保持该状态，即使X1的常开触点断开，它也仍然保持OFF状态。图3-10置位与复位指令应用举例5.空操作和程序结束指令NOP、END(1)指令用法及使用注意事项(2)应用举例如图3-11所示，将NOP指令取代LDX003和ANDX004指令，梯形图结构将有较大幅度的变化。5.空操作和程序结束指令NOP、END表3-6空操作和程序结束指令要素表(1)指令用法及使用注意事项•1)NOP(NonProcessing)：空操作。其功能是使该步序做空操作，主要在短路电路、改•2）END(End)：程序结束指令。若在程序中写入END指令，则END指令以后的程序就不再执行，将强制结束当前的扫描执行过程，直接进行输出处理；若用户程序中没有END指令，则将从用户程序存储器的第一步执行到最后一步。将END指令放在用户程序结束处，则只执行第一条指令至END指令之间的程序。使用END指令可以缩短扫描••1)执行完清除用户存储器(即程序存储器)的操作后，用户存储器的内容全部变为空操作（NOP）指令。实际上PLC一般都有指令的插入与删除功能，NOP•2)若在程序中加入NOP•3）若将LD、LDI、ANB、ORB等指令换成NOP指令，电路构成将有较大幅度的变化，必须注意。•4)在调试程序时可将END指令插在各程序段之后进行分段调试，以便于程序的检查和修改，但应注意调试好以后必须把程序中间的END指令删去。而且，执行END指令时，(2)应用举例如图3-11所示，将NOP指令取代LDX003和ANDX004指令，梯形图结构将有较大幅度的变化。图3-11NOP指令应用举例6.热继电器过载信号的处理•如果热继电器属于自动复位型，即热继电器动作后电动机停转，串接在主电路中的热继电器的热元件冷却，热继电器的触点自动恢复原状。如果这种热继电器的常闭触点仍然接在PLC的输出电路，电动机停转后过一段时间会因热继电器的触点恢复原状而自动重新运转，可能会造成设备和人身事故。因此，有自动复位功能的热继电器的常闭触点不能接在PLC的输出电路，必须将它的触点接在PLC的输入端(可接常开触点或常闭触点)，借助于梯形图程序来实现过载保护。如果用电子式电•〖JP+1〗有些热继电器属于手动复位型，即热继电器动作后要按一下它自带的复位按钮，其触点才会恢复原状（即常开触点断开，常闭触点闭合）。这种热继电器的常闭触点可以接在PLC的输出电路中，亦可接在PLC的输入电路中，这种方案还可以节约PLC的一个输入点。四、项目实施1.梯形图方案和指令程序设计2.运行并调试程序1.梯形图方案和指令程序设计1)起动：当要起动时，按起动按钮SB1(X0)，起动信号X0变为ON，如果这时X1(停止按钮提供的信号)和X2(热继电器提供的信号)为OFF，则常闭触点X1、X2闭合，线圈Y0“通电”，它的常开触点同时接通。2)保持：放开起动按钮，X0变为OFF，其常开触点断开，但由于Y0的常开触点此时是接通的，而X1、X2常闭触点仍然接通，所以Y0仍为ON，这就是“自锁”或“自保持”功能。3)停止：当要停止时，按X1，X1为ON，它的常闭触点断开，停止条件满足，使Y0的线圈“断电”，Y0常开触点断开。1)在方法一的梯形图中，用X1、X2的常闭触点；而在方法2中，用X1、X2的常开触点，但它们的外部输入接线却完全相同。3)停止：当要停止时，按X1，X1为ON，它的常闭触点断开，停止条件满足，使Y0的线圈“断电”，Y0常开触点断开。3Z12A.TIF3)停止：当要停止时，按X1，X1为ON，它的常闭触点断开，停止条件满足，使Y0的线圈“断电”，Y0常开触点断开。图3-12电动机起停控制梯形图和指令程序(停止优先)1)在方法一的梯形图中，用X1、X2的常闭触点；而在方法2中，用X1、X2的常开触点，但它们的外部输入接线却完全相同。2)上述的两个梯形图都为停止优先，即如果起动按钮SB1(X0)和停止按钮SB2(X1)同时被按下，则电动机停止。图3-13电动机起停控制梯形图和指令程序(起动优先)2.运行并调试程序1)在断电状态下，连接好PC／PPI电缆。2)将PLC运行模式选择开关拨到STOP位置，此时PLC处于停止状态，可以进行程序编写。3)在作为编程器的计算机上，运行SWOPC-FXGP/WIN-C或GXDeveloper编程软件。4)分别将图3-12和3-13所示的梯形图程序或指令程序输入到计算机中。5)执行“PLC”“传送”“写出”命令，将程序文件下载到PLC中。6)将PLC运行模式的选择开关拨到RUN位置，使PLC进入运行方式。2.运行并调试程序7)分别按下起动按钮SB1和停止按钮SB2，对程序进行调试运行，观察程序的运行情况。8)记录程序调试的结果。一、项目任务图3-16三相异步电动机星形—三角形减压起动控制原理图二、项目分析1.工作原理分析2.输入与输出点分配3.PLC接线示意图1.工作原理分析在图316中，电动机起动过程中采用星形联结，电动机起动之后自动转换为正常运行的三角形联结。其起动过程为：按下起动按钮SB2，主接触器KM1线圈得电并自锁，同时，时间继电器KT和起动用接触器KM3线圈得电，进行星形联结起动；当KT的5s延时到达，则KT的延时断开触点断开，KM3线圈失电，同时，KT的延时闭合触点闭合，接触器KM2线圈得电并自锁，星形联结起动过程结束，电动机以三角形联结进入正常运行。在此过程中，按下停止按钮SB1或热继电器FR2.输入与输出点分配表3-7三相异步电动机星形—三角形减压起动PLC控制系统的输入/输出(I/O)端口地址分配表3.PLC接线示意图图3-17三相异步电动机星形-三角形减压起动PLC控制接线示意图三、相关知识点1.多重输出电路指令MPS、MRD、MPP2.主控与主控复位指令MC、MCR3.脉冲输出指令PLS、PLF1.多重输出电路指令MPS、MRD、MPP(1)指令用法及使用注意事项(2)应用举例图3-18和图3-19分别给出了使用一层栈和使用多层栈的例子。1.多重输出电路指令MPS、MRD、MPP表3-8多重输出电路指令要素表(1)指令用法及使用注意事项•1)MC(MasterControl)为主控指令(或称公共触点串联连接指令),用于表示主控区的开始;MCR(MasterControlReset)为主控指令MC的复位指令,用来表示主控区的结束。•MC是主控起点，操作数〖WTBX〗N〖WTBZ〗(0～7层)为嵌套层数，操作元件为M、Y，特殊辅助继电器不能用作MC的操作元件;MCR是主控结束，主控电路块的终点，操作数〖WTBX〗N〖WTBZ〗(0～7)。在程序中,MC与MCR必须成对使用。•2)MC指令不能直接从左母线开始。与主控触点相连的触点必须用LD或LDI指令，即执行MC指令后，母线移到主控触点的后面，MCR指令使母线回到原来的位置。•3)当主控指令的控制条件为逻辑0时，在MC与MCR之间的程序只是处于停控状态