三菱PLC应用技术培训.ppt

内容 可编程序控制器 PLC 知识简介二FX 2N系列可编程序控制器及其性能FX 2N系列可编程序控制器的指令系统四可编程序控制器应用系统设计 一可编程序控制器知识简介 1 PLC的发展概述 a 在PLC诞生之前 是继电器控制系统统制时期 1968年之前b 1968年由GM公司提出由DEC公司制造出了世界上第一台PLC C 20世纪70 80年代中期PLC功能得到扩展 可靠性得到提高 d 90年代开始PLC采用开放通信系统 采用标准化软件系统得到了空前发展和应用 e 今天 大规模和超大规模集成电路的出现大大推动了PLC的发展 使之更广泛的应用于各个领域 一 可编程序控制器知识简介 2 各国知名PLC发展概况 1971年日本开始生产可编程序控制器 1973年欧洲开始生产可编程序控制器 到现在世界各国一些著名的电气制造商几乎都在生产PLC装置 如美国的A B GE 德国的西门子 日本的三菱 OMROM等 目前 世界上有200多家PLC厂商 400多品种的PLC产品 按地域可分成美国 欧洲 和日本等三个流派产品现在PLC已作为一个独立的工业设备被列入生产中 成为当代电控装置的主导 我国不少科研单位和工厂在研制和生产PLC 如辽宁无线电二厂 无锡华光电子公司 上海香岛电机制造公司 厦门A B公司等 一 可编程序控制器知识简介 3 PLC的定义 国际电工委员会 IEC 1985年1月对可编程序控制器作过如下定义 可编程序控制器是一种数字运算的电子系统 专为在工业环境下应用而设计 它采用可编程序的存储器 用来在内部存储执行逻辑运算 顺序控制 定时 计数和算术运算等操作的指令 并通过数字式 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设备 都应按易于与工业控制系统联成一个整体 易于扩充功能的原则设计 一 可编程序控制器知识简介 4 PLC的构成和基本工作原理PLC的基本组成 PLC结构示意图 一 可编程序控制器知识简介 PLC的工作原理 可编程序控制器在程序执行时 采用不断循环执行程序的工作方式 概括地说 可编程序控制器采用了 不断循环顺序扫描 的工作方式 CPU从第一条指令开始 按编程顺序逐条地执行用户程序 直到用户程序结束为止 然后又返回第一条指令开始新的一轮扫描 可编程序控制器就是这样周而复始地重复上述的扫描循环 PLC运行流程 第一部分 是上电及内部处理 上电后对整个系统进行一些初始化工作 如硬件初始化 I O模块配置检查 停电保护设定及其它初始化处理 类似电脑的开机自检 第二部分扫描过程 实际上包含三个部分 首先是输入扫描 读取数据 其次是程序扫描阶段 即程序运行 最后是输出扫描阶段 控制输出 第三部分是诊断及出错处理 可编程序控制器每扫描一次 就执行一次自诊断 检查诸如CPU 电池电压 程序存储器 I O通讯是否异常或出错 如查出错误或异常 CPU面板上的指示灯就会指示 并在特殊寄存器中存入出错代码 若出现致命错误 CPU就会被强制成STOP方式 停止扫描 即程序停止运行 一 可编程序控制器知识简介 5 可编程序控制器系统的基本特点 1 编程简单 2 控制系统构成简单 通用性强 3 抗干扰能力强 可靠性高 4 体积小 维护方便 5 缩短设计 施工 投产调试的周期 6 其他功能 PLC除了上述特点之外 它具有开关量输入 输出 模拟量输入 输出 和大量的内部中间继电器 时间继电器 定时器 计数器等 具有逻辑控制 顺序控制 信号 数据处理 算术处理 数据处理 等功能 并具有各种接口功能 可配备一般的I O接口模块和一些智能模块如通讯模块 高精度定位模块 远程I O控制等 现在的PLC还具有强大的网络功能 可以通过各种通讯口将数据直接传送给上位机 以实现上位机的数据采集和监控 一 可编程序控制器知识简介 二 FX 2N系列可编程序控制器及其性能 1 初识FX 2N FX 2N 64MR FX 2N 32MR FX 2N系列扩展模组 二 FX 2N系列可编程序控制器及其性能 2 三菱PLC的型号命名方式 FX2N M 系列名称输入输出点数基本单元输出形式其他区分 基本单元型号名称组成及种类 包括内部电源 输入输出口 CPU及存储器 扩展单元型号名称组成及种类 FX2N E 系列名称输入输出点数扩展单元输出形式其他区分 包括内部电源和输入输出口 扩展模块型号名称组成及种类 FX N E 系列名称输入输出点数扩展设备输出形式 包括输入输出口 由基本单元或扩展单元供电 二 FX 2N系列可编程序控制器及其性能 3 FX 2N系列PLC输入输出继电器分布表 输入端子是PLC从外部开关接受信号的窗口 输出端子是PLC向外部负载发送信号的窗口 二 FX 2N系列可编程序控制器及其性能 4 编程元件的基本特征功能和作用 1 输入继电器用 X 表示 输出继电器用 Y 表示 数字 数字为该类器件的序号 FX2N系列PLC中输入 输出继电器的序号为八进制 其余为十进制 可编程序控制器的编程元件可以有无数多个常开 常闭触点 十进制数 K 1 定时器和计数器的设定值 K常数 2 辅助继电器 M 定时器 T 计数器 C 状态器等的编号 软元件编号 3 指定应用指令操作数中的数值与指令动作 K常数 八进制数 O FX2N系列的输入继电器 输出继电器的软元件编号 以八进制数值进行分配 十六进制数 H 同十进制数一样 用于指定应用指令操作数中的数值与指令动作 二进制数 B PLC内部 这些数字都是用二进制处理的 二 FX 2N系列可编程序控制器及其性能 2 辅助继电器 M 这类辅助继电器的线圈与输出继电器一样有无数的电子常开和常闭触点该触点不能直接驱动外部负载 外部负载的驱动要通过输出继电器进行如果在PLC运行过程中停电 输出继电器及一般用辅助继电器都断开 再运行时 除了输入条件为ON 接通 的情况以外 都为断开状态 分为一般用 M0 M499 停电保持用 M500 M3071 和特殊用途 M8000 M8255 辅助继电器 FX2N系列PLC内的一般用辅助继电器和部分停电保持用辅助继电器 M500 M1023 特殊辅助继电器分为触点利用型特殊辅助继电器和线圈驱动型特殊辅助继电器 常用特殊辅助继电器功能 M8000 RUN监控a接点 M8002 初始化脉冲a接点 M8011 10ms时钟 M8012 100ms时钟 M8013 1s时钟 M8014 1M时钟 二 FX 2N系列可编程序控制器及其性能 3 状态器 S 一般用 S0 S499 停电保持用 S500 S899 报警器用 S900 S999 S0 S9一般用于步进梯形图的初始状态 S10 S19一般用作返回原点的状态 二 FX 2N系列可编程序控制器及其性能 4 定时器 T 定时器相当于继电器系统中的时间继电器 可在程序中用于延时控制 定时器累计PLC内1ms 10ms 100ms等的时钟脉冲 当达到所定的设定值时 输出触点动作 FX2N系列PLC的定时器 T 有以下4种类型 10ms定时器 T200 T245 46点 定时范围 0 01 327 67s 100ms定时器 T0 T199 200点 定时范围 0 1 3276 7s 1ms累积型定时器 T246 T249 4点 执行中断保持 定时范围 0 001 32 767s 100ms累积型定时器 T250 T255 6点 定时中断保持 定时范围 0 1 3276 7s 二 FX 2N系列可编程序控制器及其性能 5 计数器 C 内部信号计数器 是对机内的元件的信号计数也称普通计数器外部信号计数器 对机器的外部信号进行计数16位增计数器 一般用 C0 C99 停电保持用 C100 C19916位计数器其设定值在K1 K32767范围内有效 设定值K0与K1意义相同 均在第一次计数时 其触点动作 如果PLC断电 恢复电源后 计数器可按上一次数值累计计数 32位增 减双向计数器 停电保持用 C200 C219 特殊用 C220 C234 32位增 减双向计数器的值有效范围为 2147483648 2147483647 二 FX 2N系列可编程序控制器及其性能 6 数据寄存器 D 数据寄存器是存储数值数据的软元件 可以处理各种数值数据 类型 一般用 D0 D199 200点 通过参数设定可以变更为停电保持型 停电保持用 D200 D511 312点 通过参数设定可以变为非停电保持型 停电保持专用 D512 D7999 7488点 无法变更其停电保持特性 根据参数设定可以将D1000以后的数据寄存器以500点为单位设置文件寄存器 特殊用 D8000 D8255 256点 变址寄存器 V0 V7 Z0 Z7 16点 这些寄存器都是16位 最高位为符号位 数值范围为 32768 32767 将相邻两个数据寄存器组合 可存储32位数值数据 最高位为符号位 高位为大的号码 低位为小的号码 变址寄存器中 V为高位 Z为低位 可处理 2147483648 2147483647的数值 二 FX 2N系列可编程序控制器及其性能 一般用及停电保持用数据寄存器 在寄存器中一旦写入数据 就不会变化 利用外围设备的参数设定 可以改变一般用与停电保持用数据寄存器的分配 而对于将停电保持专用数据寄存器作为一般用途时 则要在程序的起始步采用RST或ZRST指令清除其内容 3 在使用PC间简易链接或并联链接下 一部分数据寄存器被链接所占用 特殊用途数据寄存器 特殊用途数据寄存器是指写入特定目的的数据 或已事先写入特定内容的数据寄存器 其内容在电源接通时被置于初始值 一般初始值为零 需要设置时 则利用系统ROM将其写入 二 FX 2N系列可编程序控制器及其性能 变址寄存器 FX2N系列PLC的变址寄存器V与Z同普通的数据寄存器一样 是进行数值数据的读入 写出的16位数据寄存器 V0 V7 Z0 Z7共有16个 例如 对于十进制数的软元件 数值 M S T C D KnM KnS P K 若V0 K5 执行D20V0时 被执行的软元件编号为D25 D 20 5 指定K30V0时 被执行的是十进制数值K35 K 30 5 文件寄存器 FX2N系列PLC的数据寄存器D1000 D7999是普通停电保持用数据寄存器 二 FX 2N系列可编程序控制器及其性能 三 FX 2N系列可编程序控制器的指令系统 1 FX 2N系列可编程序控制器的基本指令 FX2N系列PLC有基本指令27条 步进梯形指令2条 应用指令128种 298条 LD LDI OUT指令 LD LDI指令分别用于将常开 常闭触点连接到母线上 OUT指令是对输出继电器 辅助继电器 状态器 定时器 计数器的线圈驱动指令 LD LDI OUT指令的使用 三 FX 2N系列可编程序控制器的指令系统 AND ANI指令 AND ANI指令分别用于单个常开 常闭触点的串联 串联触点的数量不受限制 该指令可以连续多次使用 AND ANI指令的应用 三 FX 2N系列可编程序控制器的指令系统 OR ORI指令 OR ORI指令分别用于单个常开 常闭触点的并联 并联触点的数量不受限制 该指令可以连续多次使用 OR ORI指令的应用 三 FX 2N系列可编程序控制器的指令系统 ORB ANB指令 若有多个串联回路块按顺序与前面的回路并联时 对每个回路块使用ORB指令 则对并联的回路个数没有限制 若成批使用ORB指令并联连接多个串联回路块时 由于LD LDI指令的重复次数限制在8次以下 因此这种情况下并联的回路个数限制在8个以下 三 FX 2N系列可编程序控制器的指令系统 LDP LDF ANDP ANDF ORP ORF指令 LDP ANDP ORP指令是进行上升沿检出的触点指令 仅在指定位元件的上升沿时 OFF ON变化时 接通一个扫描周期 LDF ANDF ORF指令是进行下降沿检出的触点指令 仅在指定位元件的下降沿时 ON OFF变化时 接通一个扫描周期 三 FX 2N系列可编程序控制器的指令系统 X000 X002由OFF ON变化或由ON OFF变化时 M0或M1仅接通一个扫描周期 需要指出的是这些指令的功能有时与脉冲指令的功能相同 另外 在将辅助继电器M指定为这些指令的软元件时 软元件编号范围不同 会造成动作上的差异 三 FX 2N系列可编程序控制器的指令系统 MPS MRD MPP指令 MPS指令 将此时刻的运算结果送入堆栈存储 MPP指令 各数据按顺序向上移动 将最上端的数据读出 同时该数据就从堆栈中消失 MRD指令 是读出最上端所存数据的专用指令 堆栈内的数据不发生移动 MPS指令与MPP指令必须成对使用 连续使用的次数应小于11 一段堆栈与ANB ORB指令并用 三 FX 2N系列可编程序控制器的指令系统 二段堆栈实例 三段堆栈实例 三 FX 2N系列可编程序控制器的指令系统 MC MCR指令 MC为主控指令 用于公共串联触点的连接 MCR为主控复位指令 即MC的复位指令 三 FX 2N系列可编程序控制器的指令系统 应用主控触点可以解决若在每个线圈的控制电路中都串入同样的触点 将多占存储单元 它在梯形图中与一般的触点垂直 它们是与母线相连的常开触点 是控制一组电路的总开关 MC MCR指令的使用如右图 三 FX 2N系列可编程序控制器的指令系统 INV指令 其功能是将INV指令执行之前的运算结果取反 不需要指定软元件号 在梯形图中 只能在能输入AND或ANI ANDP ANDF指令步的相同位置处 才可编写INV指令 而不能像LD LDI LDP LDF那样与母线直接相连 也不能像OR ORI ORP ORF指令那样单独使用 三 FX 2N系列可编程序控制器的指令系统 PLS PLF指令 使用PLS指令时 仅在驱动输入为ON的一个扫描周期内 软元件Y M动作 使用PLF指令时 仅在驱动输入为OFF的一个扫描周期内 软元件Y M动作 三 FX 2N系列可编程序控制器的指令系统 SET RST指令 SET为置位指令 使操作保持 RST为复位指令 使操作保持复位 RST指令一个重要的用途是对计数器复位 三 FX 2N系列可编程序控制器的指令系统 右图中 X000一旦接通后 即使它再断开 000仍继续动作 X001接通时 即使它再断开 Y000仍保持不被驱动 对于M 也是一样 对于同一软元件 SET RST可多次使用 顺序也随意 但最后执行的有效 使数据寄存器 D 变址寄存器 V Z 的内容清零 也可使用RST指令 与用常数K0传送指令的结果一样 累计定时器T246 T255的当前值以及触点复位也可用RST指令 三 FX 2N系列可编程序控制器的指令系统 NOP END指令 NOP为空操作指令在程序中加入NOP指令 有利于修改或增加程序时 减小程序步号的变化 但是程序要求有余量 END为程序结束指令 三 FX 2N系列可编程序控制器的指令系统 2 步进指令 STL TET FX2N系列PLC的步进梯形指令是采用步进梯形图编制顺序控制状态转移图程序的指令 它包括STL和RET两条指令 步进梯形指令STL RET 每个状态提供了三个功能 驱动处理 转移条件及相继状态 如在状态S20 驱动接通输出Y000 当转移条件X001接通后 工作状态从S20转移到相继状态S21 状态S20自动复位 状态S具有触点的功能 驱动输出线圈或相继的状态 以及线圈的功能 在转移条件下被驱动 三 FX 2N系列可编程序控制器的指令系统 步进梯形指令的特点 步进梯形指令仅对状态器S有效 在STL指令后 只能采用SET和RST指令作为状态器S的置位或复位输出 STL指令与取指令LD相比较具有的特点 转移源自动复位 采用STL指令 当状态器Sn接通 转移条件接通时顺序控制转移到状态器Sn相继的状态 同时 转移源状态器Sn自动复位 允许双重输出 STL指令允许双重甚至多重输出 而不会出现前后矛盾的输出驱动 主控功能 使用STL指令 取指令 LD LDI 点移至右边 使用RET指令后 取指令 LD LDI 点返回到原来的母线上 三 FX 2N系列可编程序控制器的指令系统 步进梯形指令应用注意事项 状态器编号不能重复使用 STL触点断开时 与其相连的回路不动作 一个扫描周期后不再执行STL指令 状态转移过程中 在一个扫描周期内两种状态同时接通 在相应的程序上应设置互锁 定时器线圈与输出线圈一样 也可在不同状态间对同一定时器软元件编程 但是在相邻状态不要对同一定时器编程 在中断程序与子程序内不能采用STL指令 STL指令内不禁止使用跳转指令 但由于动作复杂 建议不要使用 三 FX 2N系列可编程序控制器的指令系统 小车手动控制运行的梯形图程序 三 FX 2N系列可编程序控制器的指令系统 小车运动顺序控制状态转移图 三 FX 2N系列可编程序控制器的指令系统 采用三菱FXGP编程软件编制的小车顺序控制运行步进梯形图控制程序 三 FX 2N系列可编程序控制器的指令系统 3 功能应用指令 应用指令128种 298条 CJ CALL SRET EI DI CMP ZCP MOV 三 FX 2N系列可编程序控制器的指令系统 四 可编程序控制器应用系统设计 四 可编程序控制器应用系统设计 1 认识编程软件 GX Developer 2 基本编程规则及方法 梯形图概念 是由表示PLC内部编程元件的图形符号所组成的阶梯状图形 图示 四 可编程序控制器应用系统设计 梯形图的书写规则 始于左母线 终于右母线 接点应画在水平线上 不要画在垂直线上