零基础自学PLC 第1章PLC周边常用器件介绍及简单应用.doc

-0-1-第1章PLC周边常用器件介绍及简单应用1.1按钮开关（a）实物图（b）电气符号（c）等效梯形图符号图1.1.1按钮开关示意图1.简单介绍利用按钮推动传动机构，使动触点与静触点按通或断开，并实现电路换接的开关。是一种结构简单，应用十分广泛的主令电器。在电气自动控制电路中，用于手动发出控制信号以控制继电器、电磁起动器、给PLC输送信号等。下面用简单的点动电路举例介绍一个PLC输入最常用的点动常开按钮：图1.1.2按钮未接通灯泡状态图1.1.3按钮接通灯泡状态通过上图，不难看出开关功能是按下时触点导通，灯泡点亮状态见图1.1.3，松开按钮开关，触点断开，灯泡灭状态见图1.1.2。-2-1.2继电器(a)继电器实物图（b）电路符号（c）相应的PLC梯形图图1-4继电器示意图1.2.1简单介绍当输入量(激励量)的变化达到规定要求时，在电气输出电路中使被控量发生预定的阶跃变化的一种电器。继电器是一种电子控制器件，它具有控制系统（又称输入回路）和被控制系统（又称输出回路），通常应用于自动控制电路中，它实际上是用较小的电流去控制较大电流的一种“自动开关”。故在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。下面我们给继电器线圈未通电和通电前后作出的比较：图1-5继电器线圈未通电状态图1-6继电器线圈通电状态图1-5为继电器原始状态，13、14脚为继电器线圈，5脚是常开触头，1脚是常闭触头。图1-6为继电器线圈得电状态，13、14脚接通电源后，9脚为继电器公共触头与5脚由原来的常开改为闭合状态，9脚为继电器公共触头与1则由原来的常闭改为断开状态，直到13、14断开电源后由复位弹簧将触头恢复图1-5的原始状态。（a）原理图（b）实物图图1-7继电器未通电工作，灯泡熄灭-3-（a）原理图（b）实物图图1-8继电器通电工作，灯泡点亮图1-7按钮未按下继电器线圈不得电继电器常开触点切断回路电流灯泡不亮图1-8按钮按下继电器线圈得电继电器常开触点闭合灯泡有电流灯泡点亮继电器与灯泡时序图如下：电流方向-4-1.3三极管（a）常见实物图（b）电路符号图1-9常见三极管外观与符号1.3.1简单介绍三极管，全称应为半导体三极管，也称双极型晶体管,晶体三极管,是一种电流控制电流的半导体器件.其作用是把微弱信号放大成辐值较大的电信号,也用作无触点开关。下面用一个简单的控制电路介绍一下NPN形三极管。（a）实物图（b）原理图图1-10按钮开关未按下（a）实物图（b）电路图图1-11按钮开关按下图1-10（a）为实物图，（b）是与之相对应的原理图，按钮开关未按下时三极管b脚没有电流，电流无法从三极管c脚流向e脚，此时灯泡不亮。图1-11（a）为实物图，（b）是与之对应的原理图，按下按钮开关时，三极管b有电流，此时c脚与e脚导通，电流从ce脚流过，故灯泡点亮。-5-第2章常用继电器控制电路与相应PLC梯形图解说2.1点动电路2.1.1功能介绍顾名思义:点则动，松则不动，即按下按钮开，松开按钮停。(a)电池灯泡示意图(b)继电器电路图(c)相应PLC梯形图2.1.2工作原理(a)点到开关灯亮(b)手离开关灯灭图2-1点动电路实物图图2-2时序图X000点动按钮Y000继电器线圈J1继电器线圈-6-2.2带停止的自动保持电路2.2.1功能介绍是保持电路状态的一种基本形式，主要用于保持外部信号状态。图2-3继电器原理图图2-4等效PLC梯形图2.2.2工作原理开机=按下常开按钮0继电器线圈J0得电J0常开主触点闭合电机得电开机、同时J0常开辅助触点自锁电机继续运行，如图2-6。停机=按下常闭按钮1继电器线圈J0失电、同时J0辅助触点断开电机失电停机，如图2-5。2.2.3电路应用下面我们给继电器线圈未通电和通电前后作出的比较：图2-5继电器线圈J0未通电图2-6继电器线圈J0通电按下再松开-7-2.3自保持互锁电路2.3.1功能介绍一个停止按钮，两个启动按钮，以先动作的信号优先另一信号因受联锁作用，在停止信号未动作前用不会动作。图2-7继电器原理图图2-8等效PLC梯形图2.3.2工作原理JJJJ0000动作按下常开按钮1111继电器线圈JJJJ0000得电JJJJ0000常开触点闭合同时自锁JJJJ0000常闭触点断开，同时锁定J1不能接通停止动作松开常闭按钮0000继电器线圈J0J0J0J0失电J0J0J0J0常开触点断开同时解锁电路恢复初始状态J1J1J1J1动作按下常开按钮2222继电器线圈JJJJ1111得电J1J1J1J1常开触点闭合同时自锁J1J1J1J1常闭触点断开，同时锁定J0不能接通2.3.3电路应用此电路可作电机正反转控制等。-8-2.4先动作优先电路2.4.1功能介绍在多个输入信号的线路中，以最先动作的信号优先。在最先输入的信号未除去之时，其它信号无法动作。图2-9继电器原理图图2-10等效PLC梯形图2工作原理常开按扭0到3不管哪一个按下时，其对应的继电器线圈得电，相应的常开触点闭合自锁，同时J4继电器也动作断开其它3组的供电，只要最先得电的继电器不断电，其它继电器就无法动作。2.4.2电路应用此电路只要在电源输入端加一个复位开关，可作抢答器用。-9-2.5后动作优先电路2.5.1功能介绍在多个输入信号的线路中，以最后动作的信号优先。前面动作所决定的状态自行解除。图（a）继电器原理图图（b）等效PLC梯形图2.5.2工作原理在电路通电的任何状态按下常开按扭0到3时对应的继电器线圈得电，其相应的常闭触点断开、同时解除其它线圈的自锁（自保持）状态。2.5.3电路应用此电路可在电源输入端加一个复位常闭按钮可作程序选择、生产期顺序控制电路等。-10-2.6时间继电器（又名延时继电器）（a）延时继电器实物图（b）电气符号图（c）等效梯形图符号图2-11定时器示意图2.6.1功能介绍当加入(或去掉)输入的动作信号后，其输出电路需经过规定的准确时间才产生跳跃式变化(或触头动作)的一种继电器，时间继电器按功能分为接通延时、断开延时、瞬动延时等。下面着重研究延时接通继电器的应用。图2-12接通延时应用电路图图2-13等效PLC梯形图图2-12为简单的延时接通应用电路。为便于分析原理，在时间继电器常开触点上串联一个灯泡，当然你也可以串联其它负载，比如接触器、固态继电器等，图2-13为PLC梯形图的表达方式，原理图与图2-12相同。为了分析动作流程，在接通延时应用电路中加上电源见图2-14，此时延时继电器并未工作。图2-14接通延时应用电路加上电源图2-15电气图与梯形图工作时序图-11-假设延时继电器预设时间为10秒，按下常开按钮,时间继电器线圈得电并开始计时，10秒后时间常开触点闭合，同时灯泡得电点亮见图2-16，直到松开常开按钮，时间继电器线圈失电，常开触点恢复常开，此时再回到图2-14灯灭状态。图2-16按下常开按钮10秒后灯泡亮图2-17灯发亮状态梯形图时序图：-12-2.7计数器（a）计数器实物图（b）计数器接线图2.7.1功能介绍通过传动机构驱动计数元件，指示被测量累计（加法计数）或逆计（减法计数）值的器件，当数量达到预设值输出接通或断开信号。下面介绍一下加法计数应用。图2-18加法计数器应用电路图图2-19等效PLC梯形图2.7.2接线说明图2-18中1、4脚为电源输入端，2、3脚为信号输入端，5、6脚为内部常开触点输出端。2.7.3工作原理按下和松开常开按钮一次，计数器显示窗口加一显示，假设计数器预设值为3，当按下和松开常开按钮数值到达3次后，内部常开触点闭合。图2-20加法计数器时序图显示屏-13-第3章PLC编程相关软件安装3.1三菱PLC编程工具的安装3.1.1安装三菱PLC编程软件GXDeveloper8.31对计算机硬件要求*Pentium500MHz或更快CPU。*内存256MB以上RAM扩充内存。*硬盘必须有8GB以上空间。*显示器:一般为VGA或SVGA显示卡。*使用与Windows兼容键盘鼠标。3.1.2安装GXDeveloper8.31中文版的步骤*启动电脑进入Windows系统桌面,如下图3-1所示图3-1Windows系统桌面*如果电脑上没有安装GXDeveloper8.31编程软件,请登陆/xzzx.asp找到图3-2点击下载。图3-2下载中心图片*鼠标左键对准“点击下载”后电脑弹出“新建下载”如图3-3画面用鼠标左键点击这里-14-图3-3下载软件*用鼠标左键点击浏览将弹出下图3-4图3-4下载软件*点击“浏览文件夹”找到“桌面”图标用鼠标左键点击再用鼠标左键点击“确定”到图3-5图3-5下载软件*用鼠标左键点击下载，将弹出下图3-6图3-6下载软件图3-6软件下载中请耐心等待下载“完成”的出现面，下载完成后回到Windows桌面如下3-7用鼠标左键点击浏览1找到“桌面”用鼠标左键单击2用鼠标左键单击“确定”，完成用鼠标左键点击下载-15-图3-7软件安装*找到三菱GXDevelo.压缩文件包，解压缩后如下图3-8所示。图3-8软件安装*安装前请关闭其它程序找到三菱GXDeveloper8.31中文版，用鼠标左键双击击进入，下图3-9。图3-9打开GXDeveloper8.31中文版后界面*打开1-EnvMEL文件夹找到SETP.EXE程序如下图3-10所示。1用鼠标左键点击Windows菜单栏桌面图标回桌面2移动光标对准“菱GXDevelo.”文件压缩包点击鼠右键在弹出对话框中先用鼠标左键点击“解压文件A.”再点击确定，完成找到已解压文件夹，用鼠标左键双击打开找到EnvMEL文件夹，用鼠标左键双击打开-16-图3-10软件安装*用鼠标左键双击SETP.EXE后弹出如下图3-11欢迎界面图3-11软件安装*点击下一步会出现如图3-12。图3-12软件安装找到SETP.EXE用鼠标左键双击注意：上面应该为1-EnvWEL用鼠标左键点击下一步用鼠标左键点击下一步-17-*继续点击“下一个”将会出现如下图3-13所示图3-13软件安装*点击“结束”完成1-EnvMEL的安装到下图3-14。图3-14软件安装*点击“后退”退出EnvMEL安装画面到下图3-15。图3-15软件安装*用鼠标左键点击SETUP.EXE进入下图3-16。点击”后退“单击“结束”1此时显示器右上角显示“三菱GXDeveloper8.31中文版软件2找到SETUP.EXE用鼠标左键单击-18-图3-16软件安装*用鼠标左键点击“确定”进入下图3-17。图3-17软件安装*用鼠标左键点击“下一个”进入下图3-18。图3-18软件安装*用鼠标左键点击“下一个”转下图3-19。NTNTNTNTWorkstationgWorkstationgWorkstationgWorkstationgV4.0V4.0V4.0V4.0系统用鼠标左键点击“确定”用鼠标左键点击“下一个”用鼠标左键点击“下一个”-19-图3-19软件安装*用鼠标左键点击“是”转下图3-20。图3-20软件安装*用鼠标左键点击“是”转下图3-21。图3-21软件安装*用鼠标左键点击“是”转下图3-22。1用键盘输入序列号2用鼠标左键点击“下一个”用鼠标左键点击“是”用鼠标左键点击“下一个”-20-图3-22软件安装*用鼠标左键点击“是”转下图3-23。图3-23软件安装*用鼠标左键点击“是”转下图3-24。图3-24软件安装*用鼠标左键点击“是”转下图3-25。用鼠标左键点击“下一个”单击“下一个”单击“下一个”-21-图3-25软件安装*软件安装中请耐心等待下图3-26的出现。图3-26软件安装*点击“确定”，安装完成。如果您的电脑没有串口请参照3.2安装USB转串口芯片PL2303驱动如果您看完安装资料还没有学会软件安请登陆/xzzx.asp下载视频软件安装教程。安装步骤到图3-8时最好把其它应用程序关掉：包括杀毒软件，防火墙，IE，办公软件。因为这些软件可能会调用系统的其他文件，影响安装的正常进行。点击“确定”完成安装-22-3.2安装USB转串口芯片PL2303驱动3.2.1安装USB转串口芯片PL2303驱动的步骤启动电脑进入Windows系统,如下图3-27所示图3-27USB转串口驱动下载*请登陆/xzzx.asp找到图3-28点击下载。图3-28USB转串口驱动下载*下载该软件到自己的电脑上如下图3-29所示。图3-29USB转串口驱动压缩文件图3-30USB转串口驱动解压压缩文件图3-29USB转串口驱动安装*参照记事本说明安装USB转串口芯片PL2303驱动。用鼠标左键点击这里点击鼠标右键解压缩点击打开已解压缩文件夹记事本说明-23-第4章三菱GXDeveloper8.31中文版编程软件的使用4.1创建工程文件假定我们编写如下工程：工程名称：点动电路硬件：FXCPUPLC类型：FX2N实现功能：输入/输出程序打开PLC编程软件打开GXGXGXGXDeveloper8.31Developer8.31Developer8.31Developer8.31中文版PLCPLCPLCPLC编程软件一般有两种方法:方法1：“开始”“所有程序”“MELSOFT应用程序”“GXDeveloper”,单击鼠标左键打开GXDeveloper编程软件的编程界面,如下图4-1所示。图4-1从Windows操作界面“开始”进入到GXDeveloper打开后如图4-2所示。图4-2进入GXDeveloper编程界面-24-方法2：在桌面移动鼠标对准GXDeveloper编程软件双击左键。如下图4-3所示。图4-3从Windows操作界面进入GXDeveloper8.31图4-4进入GXDeveloper8.31中文版PLC编程软件初始界面创建新工程:“工程”“创建新工程”创建新工程小窗口“PLC系列”里选择FXCPU“PLC类型”选择里FX2N(C)“程序类型”里点击梯形图逻辑。具体做法流程见下图4-5所示。单击“工程”-25-图4-5创建新工程文件图4-6PLC系列和类型编写输入/输出程序（又名点动电路）:图4-7打开后的界面1、选择“FXCPU”2、选择FX2N(C)3、选中“梯形图逻辑”4、点击“确定”，完点击“创建新工程”-26-3放置元件把光标(默认为深蓝色的矩形框)放置在功能图的地方,然后点击梯形图符号，见图4-8，在弹出的“输入元件”窗口用键盘直接输入软元件号,如“X000”，见图4-9。图4-8选择软元件图4-9编写程序1、单击鼠标2、单击此处，输入X0003、单击“确定”，完成2、梯形图符号1、单击此处-27-图4-10编写程序图4-11编写程序编译程序图4-12程序编译2、单击鼠标，完成1、单击此处点击“程序编译”，完成1、单击此处，输入Y0002、单击确定，完成-28-保存工程图4-13保存工程图4-14保存工程图4-15保存工程1、点击此处，输入“点动电路”2、单击保存1、点击“是”，完成2、点击鼠标，弹出“另存工程为”对话框1、单击“工程”2、单击“保存”-29-4.2打开工程图4-16打开工程进入“三菱Gx-Developer”PLC编程软件，用鼠标左键点击菜单栏“工程”弹出子菜单再点击“打开工程（0）”进入下图4-17图4-17打开工程在“打开工程”窗口用鼠标左键点击“点动电路”或其它工程文件，再用鼠标左键点击“打开”完成打开工程。1111用鼠标左键点击“点动电路”1、用鼠标左键点击“工程”2、用鼠标左键点击打“开工程”，完成2、用鼠标左键点击“点动电路”，然后点击“打开”，完成1、单击“点动电路”-30-4.3计算机与PLC连接图4-18初学者PLC资源组合图图4-19PLC学习机与计算机硬件连接图4-19的1、2项是计算机与PLC学习通信连接，3是计算机，4是结合了图4-18的3、4、5、6项于一体的PLC学习机。1、USB线A头接计算2、USB线B头接PLC学习机，完成3、计算机4、PLC学习机-31-（a）（b）图4-20初学者入门PLC资源组合图(a)与PLC学习机比较图（b）图4-21初学者入门PLC资源组合、PLC学习机内部接线图（不含计算机部分）-32-图4-22查看计算机与PLC连接COM口到Windows界面用鼠标对准“我的电脑”图标单击右键弹出图4-22菜单，再设备左键单击“设备管理器（QQQQ）”进入下图4-23图4-23查看计算机与PLC连接COM口在“设备管理器”窗口界面用鼠标对准方框内+号点击鼠标左键，查看是COM几？并记住用鼠标点击X退出。转下图4-24，进入“三菱Gx-Developer”PLC编程软件界面。1、在Windows界面找到“我的电脑”图标2、对准单击鼠标右键3、将光标移到“设备管理器”，单击鼠标左键，完成1、用鼠标左键点击端口“+”号2、记下括号里面COM号3、用鼠标左键点击“X”退出，完成-33-图4-24设置PLC与计算机连接COM口在“三菱Gx-Developer”PLC编程界面用鼠标左键点击菜单栏“在线（0）”弹出图4-24子菜单，再用鼠标左键点击“传输设置（C）”进入下图4-25图4-25设置PLC与计算机连接COM口在“传输设置”窗口界面用鼠标左键双击“串行”图标弹出子窗口“PCPCPCPCI/FI/FI/FI/F串口详细设置”用鼠标左键到COM端口处选择图4-23所记下的COM数，再用鼠标左键单击小窗口、大窗口的“确定”退出。1、菜单栏用鼠标左键点击“在线”2、将鼠标移动到这里点击左键，完成1、用鼠标左键双击“串行”2、在这里选择图4-23所记录的COM口号3、用鼠标左键点击“确定”4、用鼠标左键点击“确定”，完成-34-4.4工程文件写入PLC图4-26将计算机已编译程序写入PLC将已打开工程文件或已编译好的工程文件如图用鼠标左键点击“在线”弹出图4-26子菜单再用鼠标左键点击“PLCPLCPLCPLC写入（WWWW）.”进入下图4-27图4-27将计算机已编译程序写入PLC1、用鼠标左键点击菜单栏“在线”2、用鼠标左键点击“PLC写入”，完成1、用鼠标左键点击“参数+程序”2、用鼠标左键点击“执行”3、用鼠标左键点击“是”假如有其它提示还点击“是”完成-35-分别鼠标左键点击“参数+程序”、“执行”、子窗口“是（YYYY）”进入下图4-28图4-28将计算机已编译程序写入PLC程序写入中请耐心等待下图4-29的出现图4-29将计算机已编译程序写入PLC用鼠标左键单击子窗口“确定”，再单击大窗口“关闭”，完成程序写入。2，用鼠标左键点击“关闭”完成1、用鼠标左键点击“确定”，假如有其它提示还点击“是”完成-36-4.5计算机在线监视PLC图4-30监视功能在计算机与PLC连接状态下二者程序相同并保持通信，如图4-30用鼠标左键点击“在线”弹出图4-30子菜单，将光标移动至“监视”再将光标移动至子子菜单用鼠标左键单击“监视开始（全画面）（AAAA）”开始监视功能，退出监视功能：用鼠标左键单击“监视停止（全画面）（AAAA）”退出监视功能。图4-31监视功能设置按下PLC学习机输入口X0点动开关，计算机监视窗口可以监视实时状态。1、用鼠标左键点击菜单栏“在线”2、拖动光标到“监视”3、拖动光标到“监视开始（全画面）点击鼠标左键，完成按下X0灯亮，观察计算机PLC编程软件画面变化-37-第5章常用继电器控制电路转PLC程序编写测试5.1点动电路编写测试*编程软件：“三菱GxDeveloper8.31”PLC编程软件，已安装请直接打开，未安装参见第3章3.1*USB转串口驱动：Windows操作系统选择，PL2303DriverInstaller.exe软件，已安装忽略此项，未安装参见第3章3.2Vista操作系统选择，PL2303VistaUSBDriverInstaller.exe软件，已安装忽略此项，未安装参见第3章3.2*PLC与计算机连接：参见第4章4.3*程序编写：参见第4章4.1进入“三菱Gx-Developer8.31”PLC编程软件界面。图5-1点动电路编写图5-1点用鼠标左键单击符号在弹出的对话框输入“X000”（0是阿拉伯数字），点击“确定”后如下图5-2图5-2点动电路编写1、蓝色框位置必须如图2、用鼠标左键单击3、用键盘输入X0004、用鼠标左键单击“确定”，完成-38-图5-3点动电路编写图5-3点击符号在弹出的对话框输入“Y000”点击“确定”后如下图5-4图5.1.4点动电路编写图5-4用鼠标左键点击“变换/编译”单击后下图5-5所示。图5-5点动电路编写完成1、蓝色框位置必须如图3、用键盘输入Y0002、用鼠标左键单击4、用鼠标左键单击“确定”，完成用鼠标左键单击此处编译，完成-39-将图5-5程序参照：第4章，4.4将已编译好的工程文件写入PLC。请注意：在程序下载的过程中PLC学习机的Comm灯一直在闪烁。图5-6点动电路运行测试图5.1.7点动电路运行测试图5-7点动电路运行测试参见第4章4-5计算机监视PLC。反复按下松开X0输入按钮开关，在计算机显示器监视PLC实时状态，见图5-7。松开X0输入开关Y0输出灯灭旁边黑色开关拨到RUN为PLC运行状态，对应RUN绿灯亮黄灯闪烁表示PLC与计算机通信状态按下X0输入开关Y0输出灯亮点动电路输出状态取决于输入状态-40-5.2带停止的自保持电路编写测试*程序编写：参见第4章4.1进入“三菱Gx-Developer8.31”，PLC编程软件界面。图5-8自保持电路编写图5-8用鼠标左键单击符号在弹出的对话框输入“X000”（0是阿拉伯数字），点击“确定”后如下图5-9图5-9自保持电路编写图5-10自保持电路编写1、蓝色框位置必须如图2、用鼠标左键单击3、用键盘输入X0004.、用鼠标左键单击“确定”，完成蓝色框可连接下个梯形图符号1、用鼠标左键单击2、用键盘输入X0013、用鼠标左键单击“确定”，完成-41-图5-11自保持电路编写图5-12自保持电路编写图5-13自保持电路编写参照第3章3.2将PLC与计算机连接。参照第4章4.4将已编译好的工程文件写入PLC。参照第4章4.5计算机监视PLC。在计算机显示器监视PLC实时状态。1、用鼠标左键单击2、用键盘输入Y0013、用鼠标左键单击“确定”，完成1、蓝色框位置必须如图2、用鼠标左键单击3、用键盘输入Y0004、用鼠标左键单击“确定”，完成1、用鼠标左键单击此处编译2、编译后灰影变白，完成-42-图5-14自保持电路测试图5-15自保持电路测试将以上测试结果结合第2章2.2工作原理对照分析，你会发现自己就在工业现场控制某种自动化设备。1、当按下X0时Y0线圈得电Y0触头自锁，即使X0松开Y0依然亮2、Y0点亮后只要X1开关不动作状态就不会改变按下X1Y0线圈掉电同是解锁Y0灯灭-43-5.3自保持互锁电路编写测试单击符号在弹出对话框输入“X000”（0是阿拉伯数字）点击确定，然后再单击，符号在弹出对话框输入“X001”点击确定，再单击符号在弹出的对话框输入“Y001”点击确定.，再单击符号在弹出的对话框输入“Y000”单击确定.如下图5-16。5-16自保持互锁电路编写调整光标位置如下图所示5-17图5-17自保持互锁电路编写点击符号在弹出的对话框输入“3”点击确定.，如下图5-18。图5-18自保持互锁电路编写调整蓝色框到这里表示下一个元件从这里连接1、取竖线2、输入”3”表示竖线往下伸展3行按确定完成-44-调整光标位置如下图所示，击符号在弹出的对话框输入“Y000”点击确定。图5-19自保持互锁电路编写调整光标位置如图5-20所示。图5-20自保持互锁电路编写点击击符号在弹出的对话框输入“1”点击确定按钮如下图5-21。图5-21自保持互锁电路编写调整光标位置如下图5-22，点击符号在弹出的对话框输入“X002”。1、调整蓝色框到第2行表示下一个元件从这里连接2、点击取元件3、输入y0004、点击确定，完成1、调整蓝色框到这里表示下一个元件从这里