项目1 PLC基本模块的使用

武汉软件工程职业学院WUHANVOCATIONALCOLLEGEOFSOFTWAREANDENGINEERING机电设备电气控制系统设计与装调2016~2017学年秋季机械工程学院机自专业1503~4总90学时/周7学时《可编程控制器技术》——FX3U(2N)三菱PLC教师：梁启裕QQ：910353932个人网站是个什么样的课程？需要哪些基础知识？掌握到何种程度？如何开展课程学习？机电设备电气控制系统设计与装调武汉软件工程职业学院WUHANVOCATIONALCOLLEGEOFSOFTWAREANDENGINEERING电机启停电气控制线路原理图武汉软件工程职业学院WUHANVOCATIONALCOLLEGEOFSOFTWAREANDENGINEERING可编程控制器技术（三菱FX系列）第一篇：基础篇知识目标技能目标（1）了解可编程控制器的定义、应用领域；（2）了解三菱FX系列PLC外观、型号及结构；（3）了解PLC的编程语言及编程软件。（1）能安装PLC的基本单元；（2）能完成PLC输入端子、输出端子的接线；（3）能熟练使用PLC编程软件，能下载、监视程序。PLC是什么？用处大吗？如何使用？【项目引入】什么是PLC？用处大吗？如何使用？等等。PLC的中文名称为可编程控制器，是一种专门为工业环境下应用设计的控制器，集计算机技术、控制技术、通信技术于一体。今天的PLC的应用已经十分广泛，在工业领域可以说是家喻户晓，PLC技术已成为工业自动化的三大支柱之一。【学习目标】（1）初步掌握PLC的硬件组成结构。（2）熟悉FX系列PLC外观，能正确进行输入输出器件的接线。（3）熟悉编程语言，并能正确利用编程软件输入程序、上传和下载。项目一PLC基本模块的使用可编程序逻辑控制器的产生美国数字设备公司（DEC）于1969年研制成功了第一台可编程序控制器。由于当时主要用于顺序控制，只能进行逻辑运算，故称为可编程序逻辑控制器（ProgrammableLogicController，PLC）。经历：可编程逻辑控制器（PLC）→可编程控制器（PC）通用叫法：可编程序控制器（ProgrammableController，PC），是一台专为工业环境应用而设计制造的计算机。它具有丰富的输入/输出接口，并且具有较强的驱动能力。但由于PC容易和个人计算机（PersonalComputer）混淆，所以人们还沿用PLC作为可编程控制器的英文缩写。项目一PLC基本模块的使用任务一FX系列PLC的认知国际电工委员会（IEC）于1987年对可编程序控制器作了如下的定义：“PLC是一种数字运算的电子系统，专为工业环境下应用而设计。它采用可编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、定时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程序控制器及其有关的外围设备，都应按照易于与工业控制系统形成一个整体、易于扩展其功能的原则而设计。”项目一PLC基本模块的使用美国GE的PLC产品项目一PLC基本模块的使用德国西门子的PLC产品项目一PLC基本模块的使用日本三菱的PLC产品项目一PLC基本模块的使用二FX系列PLC的简介日本三菱公司生产的PLC有Q系列和FX系列，其中Q系列为大型PLC，FX系列为小型PLC。三菱公司的PLC由1981年诞生的F系列PLC算起，经历了F系列、FX系列、FX3系列三代的发展过程，为了方便起见，通常把这3个系列PLC统称为FX系列PLC。随着PLC技术的不断进步和客户控制要求的多元化，FX系列选型指南中保留的老产品还有FX2N、FX2NC、FX1N、FX1NC、FX1S等系列，它们在国内有很大的保有量。FX3U、FX3UC、FX3G系列是三菱第三代小型PLC，性能有大幅度提高。FX3U、FX3UC是FX2N、FX2NC系列的升级产品，FX3G是FX1N系列的升级产品。目前FX2N系列部分产品及选件已于2012年停产，可用FX3U的对应产品代替，新老产品的价格基本相同。项目一PLC基本模块的使用如图1-1-1所示为FX2N系列PLC图1-1-2所示为FX3U系列PLC。项目一PLC基本模块的使用1.FX系列PLC基本单元型号说明项目一PLC基本模块的使用FX2N系列PLC型号名称的含义（1）子系列名称，如1S、1N、2N等。（2）输入输出合计点数。（3）单元类型：M为基本单元，E为输入输出混合扩展单元与扩展模，EX为输用扩展模块，EY为输出专用扩展模块。（4）输出形式：R为继电器输出（有触点，交流直流负载两用）T为晶体管输出（无触点，直流负载用）S为双向可控硅输出（无触点，交流负载用）（5）其他区分：001为AC100/200V电源/DC24V输入（内部供电）；D为DC24V电源，24V直流输入；UA1/UL为AC电源AC输入。学习情境1PLC基本模块的使用2FX2N系列PLC外观图FX2N系列PLC外形图1.安装孔4个(Φ4.5)；2.电源、辅助电源、输入信号用的可装卸式端子；3.输入状态指示灯；4.输出动作指示灯；5.输出用的可装卸式端子；6.外围设备接线插座、盖板；7.面板盖；8.DIN导轨装卸用卡子；9.I/O端子标记；10.动作指示灯，POWER：电源指示灯，RUN：运行指示灯，BATT.V：电池电压低，PROG.E：程序出错闪烁，CPU.E：CPU出错时灯亮；11.扩展单元、扩展模块、特殊单元、特殊模块的接线插座盖板；12.锂电池；13.锂电池连接插座；14.另选存储器滤波器安装插座；15.功能扩展板安装插座；16.内置RUN/STOP开关；17.编程设备、数据存储单元接线插座学习情境1PLC基本模块的使用INOUTPOWERRUNBATT.VBPROG.ECPU.E输入端子X输出端子Y01234567101112131415161720212223242526272021222324252627012345671011121314151617项目一PLC基本模块的使用FX3U系列PLC外部结构图1-1-4FX3U系列PLC基本单元外视图项目一PLC基本模块的使用3.FX系列PLC结构框图图1-1-5FX系列PLC结构框图项目一PLC基本模块的使用★输入并存储用户程序、显示输入内容和地址；CPU指挥PLC完成各种预定的功能★检查、校验用户程序，发现错误即报警；★执行用户程序、驱动外部输出设备动作；★诊断故障、记忆故障信息并报警。1.中央处理器CPUCPU是PLC的总指挥，是控制中枢，三菱FX2N系列PLC的CPU是16位的8096单片机。项目一PLC基本模块的使用PLC中所采用的CPU通常有三种：（1）通用处理器：8086、80286、80386（2）单片机芯片：8031、8096（3）位片式微处理器：AMD-2900小型PLC多采用8位微处理器或单片机作为CPU中型PLC多采用16位微处理器或单片机作为CPU大型PLC多采用高速位片式微处理器系统程序存储器——存储系统系统程序用户程序存储器——存储系统用户程序工作数据存储器——存储工作数据RAM：存储各种暂存数据、中间结果、用户正调试的程序。ROM：存放监控程序和用户已调试好的程序。EPROM和E2PROM等。2.存储器项目一PLC基本模块的使用PLC与外部生产设备联系的桥梁，分为开关量和模拟量。下面以开关量为例来讲解。开关量输入单元开关量输出单元直流输入单元交流输入单元晶体管输出单元晶闸管输出单元继电器输出单元交直流输入单元3.输入输出I/O单元项目一PLC基本模块的使用（1）输入单元：采用光电耦合器，防止强电干扰。项目一PLC基本模块的使用（2）输出单元输出点的状态显示机械触点继电器输出点公共端继电器输出电路项目一PLC基本模块的使用晶体管输出电路通过晶体管截止或饱和导通来控制外部负载电路，内部电路和外部输出晶体管采用光电隔离器进行隔离。项目一PLC基本模块的使用晶闸管输出电路用光电晶闸管进行隔离。项目一PLC基本模块的使用PLC的供电电源一般是市电（AC220V)，有的由DC24V供电。有的PLC能向外部提供24V的直流电源。项目一PLC基本模块的使用三、PLC分类与应用领域1.PLC的分类（1）小型机：I/O总点数在256点以下的，一般适用于控制单台设备和开发机电一体化产品（2）中型机：I/O总点数在256～2048点之间的，适用于复杂的逻辑控系统以及自动生产线的过程控制场合；（3）大型机：I/O总点数在大于2048点的，适用于设备自动化控制、过程控制、过程自动化控制和过程监控系统等。项目一PLC基本模块的使用还可以按结构形式分模块式、整体式等。按生产厂家分前面讲过了。PLC主要生产厂家：（1）日本OMRON公司的C系列PLC；（2）日本三菱（MITSUBISHI）公司的F、F1、F2、FX系列可编程序控制器；（3）日本松下电工公司的FP1系列PLC；（4）美国通用电气（GE）公司的GE系列PLC；（5）美国艾论—布拉德利（A-B）公司的PLC-5系列PLC；（6）德国西门子（SIEMENS）公司的S5、S7系列PLC。项目一PLC基本模块的使用小结：优点：可靠性高，抗干扰能力强；控制功能强；用户使用方便；编程方便、简单；设计、安装、调试周期短；易于实现机电一体化。缺点：主要是PLC的软、硬件体系结构是封闭而不是开放的：如专用总线、专家通信网络及协议，I/O模板不通用，甚至连机柜、电源模板亦各不相同。编程语言虽多数是梯形图，但组态、寻址、语言结构均不一致，因此各公司的PLC互不兼容。（SIEMENS等公司已经开发出以个人计算机为基础，在Windows平台下，结合IEC1131－3国际标准的新一代开放体系结构的PLC。）项目一PLC基本模块的使用1、开关量逻辑控制。PLC最基本的应用，它可以取代传统的继电器控制装置，如机床电气控制、各种电动机控制等。项目一PLC基本模块的使用2.PLC的应用领域：项目一PLC基本模块的使用2、运动控制。是指使用专用的运动控制模块，可对直线运动或圆周运动的位置、速度和加速度进行控制如：电梯等项目一PLC基本模块的使用3、过程控制。指对温度、压力和流量等模拟量的闭环控制。如：自动烤炉温度控制等。项目一PLC基本模块的使用4、数据处理。现代PLC具有数学运算、数据移位、传送、比较、转换、排序和查表等功能，可以完成数据的采集、分析和处理。如大型控制系统。项目一PLC基本模块的使用其他应用：项目一PLC基本模块的使用其他应用：项目一PLC基本模块的使用其他应用：项目一PLC基本模块的使用PG7205．通信联网项目一PLC基本模块的使用项目一PLC基本模块的使用到相关网站查找，PLC在工业上的实际应用。列举2个PLC的典型应用实例。一、PLC的安装PLC的安装方式有两种：一是直接利用螺丝安装；二是利用DIN导轨安装，这就需要先将DIN导轨固定好，再将PLC及各种扩展单元卡上DIN导轨。安装时，还要注意在PLC周围留组散热及接线空间。项目一PLC基本模块的使用任务二FX系列PLC基本单元的安装和接线二、电源接入及端子排列（先讲FX2N系列,AC电源DC输入型）PLC在工作前必须正确接入控制系统，和PLC连接的主要有PLC的电源接线、输入输出器件的接线、通信线等。FX2N-48MR的接线端子排列图项目一PLC基本模块的使用三、接入端子的接线输入端子与输入信号相连，PLC的输入电路通过其输入端子可随时检测PLC的输入信息，即通过输入器件（如按钮、转换开关、行程开关、继电器的触点、传感器等）连接到对应的输入端子上。开关、按钮输入端子连接示意图项目一PLC基本模块的使用四、接出端子的接线输出电路就是PLC的负载驱动回路，通过输出点将负载和负载电源连接成一个回路，这样负载就由PLC的输出点来进行控制。