机床电气与PLC1

1、任务 8 回答下列应知应会问题，进行自我专业技术知识和岗位技能测试2.8.1 应知专业技术知识1什么是 PLC?其定义中应值得注意的几点是什么 ?答：“ PLC 是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以 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。PLC 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。 ”其定义中应值得注意的几点是：（1）PLC 是“数字运算操作的电子装置” ，PLC 无论从内部构造、功能及

2、工作原理上看都 不折不扣的是一种计算机。（ 2） PLC 是“为工业环境下应用”而设计。（ 3） PLC 能控制“各种类型”的工业设备及生产过程。（ 4）它实质上是经过了一次开发的工业控制用计算机.2 PLC有什么特点 ?其主要应用有哪些方面 ? 答：（1）PLC的特点：1）可靠性高，抗干扰能力强。2）产品配套齐全，功能完善，适用性强。3）易学好懂易用，深受工程技术人员欢迎。4）系统设计周期短，维护方便，改造容易。5）体积小，重量轻，能耗低。2）PLC 的应用领域：1）开关量的逻辑控制2）模拟量控制3）运动控制4）过程控制5）数据处理6）通信及联网 3PLC与“继电器 - 接触器”控制系统比较

3、有哪些相同和不同点 答： 相同点：都能够进行开关量的逻辑控制。不同点：见表 2-1 “继电器与接触器”的比较表。表 2-1 “继电器与接触器”的比较表4PLC与 PC（微机 ） 控制系统比较有哪些相同和不同点 答： 相同点：都是由 5大件组成的计算机系统。不同点：见表 2-2PLC 与 PC（微机 ）的比较。表 2-2 PLC 与 PC（微机 ） 的比较5 PLC的新发展主要体现在哪些方面 ? 答： （1） 微型、小型 PLC功能明显增强（2）集成化发展趋势增强（3）向开放性转变（4）将来的新一代 PLC将要实现：1）PLC 向着两极化 （大型化和小型化 ）方向发展， 大幅度提高增强微型 PL

4、C的功能；2）PLC 控制系统向着分散化发展，大力发展面向民用的PLC；3）PLC 向着软件化与化， 控制与管理功能一体化方向发展；4）CPU 处理速度进一步加快，向着高性能、高速度、大容量发展；5）大力发展故障诊断技术和容错技术，使可靠性进一步提高；6）编程工具向标准化和多样化发展， 基于个人计算机的编程软件将取代手持式编程器；7）编程语言向标准化发展。指定的5 种编程语言为结构块控制程序流程图-顺序功能图 （）；两种图形语言 -梯形图和功能块图； 两种文字语言 -指令表和结 构文本。8）大力推广使用分散型子系统、智能模块；9）PLC 通信向着通用化、 “傻瓜化”和网络化方向发展；10）PL

5、C 的组态软件将引发上位计算机编程革命。 总之， PLC 的新发展可概括为以下几个方面： 1）在系统构成规模上，向超大型、超小型方向发展； 2）在增强控制能力和扩大应用范围上，进一步开发各种智能IO 模块；3）在系统集成方面进一步提高安全性、高可靠性；4）在控制与管理功能一体化方面，进一步增强通信联网能力；5）在编程语言与编程工具方面，达到多样化、高级化、标准化。6 PLC的基本结构包括有哪些部分 ?答： PLC采用了典型的计算机结构，主要包括CPU、RAM、 ROM和 I/O 接口电路等。见图 2-1 。图 2-1 PLC 的基本结构7 PLC是采用什么工作方式工作的 ?其扫描周期是如何计算

6、的 ? 答：PLC 采用循环扫描工作方式， 其工作过程如图 2-2、图 2-3 所示。图 2-2 PLC 采用循环扫描工作图 2-3 PLC 从输入到输出的信号传递过程示意图每一个循环称为一个扫描周期。扫描周期的长短主要取决于以下几个因素：一是 CPU 执行指令的速度； 二是执行每条指令占用的时间； 三是程序中指令条数的多少。8. PLC 的技术性能包含有哪些内容 ?答： PLC的技术性能通常包括：（1）输入输出点数 （即 IO点数）（ 2）程序容量（3）扫描速度（4） 指令条数（ 5）内部继电器和寄存器（ 6）编程语言及编程手段（7）高级（功能）模块9. 一般 PLC的内部寄存器区是如何划分

7、的 ?有什么作用 ? 答：PLC产品的内部寄存器区划分情况如表2-3 所示， 对使用者来说是至关重要的。表 2-3 PLC 产品的内部寄存器区划分I/O 继电器区内部通用继电器区数据寄存器区特殊继电器区特殊寄存器区系统寄存器区10. 一般 PLC是如何分类的 ?答： 其分类没有统一标准，常见的有三种分类方法：（1）按结构分类：一体式和模块式；（2）按 I/O 点数和程序容量分类： 超小型、 小型、中型、大型；（3）按功能分类：低档、中挡、高挡。11. PLC 的编程语言主要有哪几种 ?最常用的是哪种 ?答：（1）梯形图；（2）指令表；（ 3）顺序功能图（或称状态转移图SFC）；（4）功能块图；

8、（ 5）高级编程语言。12. 日本三菱公司 FX2NPLC 有什么特点 ? 其基本单元和扩展单元有哪几种 ?答：日本三菱公司近年来又推出 FX 系列 PLC，其中高性能小型 PLC 就有 FX1、FX2、 FX 2C系列，微型 PLC主要有 FX0、FXOS、FXON、和 FX2N系列。FX2N系列PLC是 FX中运算速 度最快、功能最强、配置最灵活、功能模块最多的微型PLC。FX2N系列 PLC的基本单元种类共有 16 种，见表 2-4 所示 。表 2-4 FX 2N 系列 PLC基本单元种类FX2N系列的扩展单元种类共有 4 种，如表 2-5 所示。表 2-5 FX 2N 系列 PLC扩展

9、单元种类13. 目前 FX2N 系列 PLC的特殊模块已有哪些种类 ?答： FX2N系列 PLC的特殊模块目前已有四大类，计13种，如表 2-6 所示；并随时注意收集新增特殊模块的发布信息；供使用中方便选购。表 2-6 FX 2N 系列 PLC 的特殊模块14. FX 2N系列 PLC的主要硬、软件性能指标包含有哪些内容?答： FX2N系列 PLC的主要硬、软件性能指标如表2-7 所示。表 2-7 FX 2N 系列 PLC的主要硬、软件性能指标15. 日本三菱公司 FX2NPLC的八大编程器件是什么 ?各有什么特点和作用 ?答：（1）输入继电器（ X0X267，共 184 点） ：PLC 的输

10、入端子是接收外部输入信号的窗口。（2）输出继电器（ Y0X267，共 184 点） ：PLC 的输出端子是向外部负载输出信号的窗 口。（3）辅助继电器 （M0M307l ；M8000 M8255，共 3328点） ：辅助继电器 （M 线圈 ）是 PLC 的内部编程元件。（4）定时器：（T0T255，共 256点） ：定时器 （计时器）的作用相当于继电器控制系统中 的时间继电器。（5）计数器：（C0C255，共 256点） ：计数器的作用是用来计数。（6）状态寄存器 （S0S999，共 1，000 点） ：状态继电器是用于编制顺序控制程序的一种 编程元件，它与 SFC图（ 顺序功能图 ）和 ST

11、L指令（ 步进梯形指令 ） 一起使用。（7）数据寄存器 （D000 D8255,共 8，256 点） ：数据寄存器 D是数据处理用的数值存储元 件，在 PLC用于模拟量控制、 位置控制、 数据输入输出时需要用数据寄存器 D 存储数据和工 作参数。（8）指针寄存器（ P0P127，共128点和 I0口口 I8口口，共 15点） ，指针 PI 包 括分支指令用指针（ P）和中断指令用指针（ I ）两类。1） 分支指令用指针 （P） 分支指令用的指针是用来指示跳转指令 CJ的跳步目标或子程序调用指令 CALL 调用的子程序入口地址。2） 中断指令用指针 （I）中断指令用的指针是用来指明某一中断源的中

12、断服务程序入口地址，执行到中断返回指令 IRET 时返回主程序。16. 日本三菱公司 FX2NPLC有多少条基本指令和步进梯形指令?各是如何编程应用的？答：FX2N有基本（顺控）指令 27种、步进指令 2种。其编程应用如表 2-8、表 2-9。表 2-8 FX 2N27 种基本指令编程应用表 2-9 FX 2N2 种步进指令编程应用2.8.2 应知专业技术知识1. 会根据机床控制要求，选用 PLC；答： 首先要认真分析机床设备的输入信号和输出信号数量，根据计算的 PLC。I/O 的总点数选用2. 会使用所选用 PLC的编程工具或编程软件；答 SWOOPC-FXGP/WIN-软C 件为用户提供了

13、程序录入、编辑和监控手段，是功能较强的PLC 上位编程软件 ：（ 1）系统的启动、元件输入与退出1）启功 SWOPC-FXGP/WIN：-C 用鼠标双击桌面上的快捷方式图标将出现图2-5 所示的 PLC类型2-6 （梯形图编程）或图 2-7 （指令字编程）所示的初始界面。从界面可看到最上面是菜单栏；接着是工具栏； 编缉区下面分别是状态栏和功能栏；界面右边有功能图栏。图 2-4 SWOPC-FXGP/WIN-C的启动临时界面图 2-5 PLC 类型设置界面2-4 所示的启动临时界面；点击工具栏中的“新文件”图标，将出现图 设置界面，选择 PLC类型后（默认状态是 FX 2N），按确认键，即出现图

14、主菜单工具栏图 2-6 SWOPC-FXGP/WIN-C 的操作界面（梯形图编程器）工具栏主菜单编程图 2-7 SWOPC-FXGPIWIN-C的操作界面（指令字编程器） （新编书中：图 4-186 ）（2）绘制梯形图和梯形图编辑功能图栏中的“触点” 、“线圈”、“功能”、“连线等功能符号是用于绘制梯形图和梯形图 编辑的。 如选中某梯形图符号选项， 则弹出如图 2-8 所示的元件编号对话框， 输入元件编号， 如输入 X000、 Y000、 T0 等后按确认键，即可自动生成梯形图程序；以此类推，即可编制出 PLC的用户程序，如图 2-9 所示。图 2-8 输入元件名图 2-9 自动生成梯形图程序

15、（ 3）退出 SWOPC-FXGP/WIN-C要想退出 SWOPC-FXGP/WIN-，C用鼠标选取 文件 菜单下的 退出 命令，即可退出 SWOPC-FXGP/WIN-C如, 图 2-10 所示。图 2-10 退出 SWOPC-FXGP/WIN-的C 操作4） 把所编写的程序写出到 PLC 主机或把 PLC 中的用户程序读入到计算机如果要把所编写的程序输入到 PLC 主机中去，首先应用与 PLC 配套的电缆进行硬件连 接，并把运行开关扳至 STOP（停止）端，然后在 PLC 的主菜单中选择“ PLC传送写出” 菜单， 此时系统要求输入起始步及终止步， 操作人员输入起始步和终止步即可。 注意一

16、般起 始步从 0 步开始。终止步不要太长，否则编辑和检查的时间过长。若要把 PLC 中的用户程 序读入到计算机，则在 PLC 的主菜单中选择“ PLC传送读入”菜单，如图 2-11 所示。图 2-11 把 PLC 中的用户程序读入到计算机（ 5） 在线监控运行的程序选择主菜单中的 “监控测试开始监控”菜单， 可以在线监控。 将主机的运行开关扳 至 RUN（运行）端， PLC 即可运行所编的程序（6） 保存：保存编制的程序文件、注释数据及其他在同一文件名下的数据。如果是第一 次保存，则会出现“赋名及保存”对话框。（7） 另存为： 指定保存文件的文件名及路径后保存程序文件以及诸如注释文件之类的数

17、据。注意：在输入文件名时可不必输入文件扩展名， 所有文件被自动加上扩展名。, 会实际安装接线和编程；取消自锁触点或是自锁触点不起作用就是点动。长动与点动电3. 能用 PLC实现机床电动机点动和长动控制 答：长动可用自锁电路实现， 路如图 2-12 所示。Y0 X2X0Y0(b)长动 停止 点动X0 X1MOM0X2M0M0Y0图 2-12两种长动与点动控制电路4. 能用 PLC实现机床电动机正反转控制 ,会实际安装接线和编程； 答：用PLC实现机床电动机正反转控制如图2-12 所示。X0 X2 Y1Y0()Y0X2 X0 Y0( ) Y1Y1SB1SB2SB3X0Y0X1Y1X2PLCCOM

18、COMd)图 2-12 用 PLC实现机床电动机正反转控制梯形图5. 能用 PLC实现机床电动机 Y/起动控制 , 会实际安装接线和编程； 答：用PLC实现机床电动机 Y/起动控制图如图 2-13 所示。KM2启动停止X0KM3X0Y0X1Y1PLCY2COMCOMKM3X1KM1KM3星形KM2KM2三角型FR图 2-13 用 PLC实现机床电动机 Y/ 起动控制图6. 能用 PLC实现机床电动机能耗制动控制 , 会实际安装接线和编程； 答：PLC实现机床电动机反接制动控制7. 能用答：用 PLC实现机床电动机反接制动控制如图, 会实际安装接线和编程； 2-15 所示。L3QGFUKM1FRKS正向反向正转反转停止图 2-15用 PLC 实现机床电动机反接制动控制图8. 能用 PLC实现机床电动机多地点控制 ,会实际安装接线和编程；答：在有些机床设备上， 为了操作方便， 常要求能在多个地点对电动机进行控制。 这时可将 安装在不同位置的启动按钮并联连接，停止按钮串联连接，如图 2-16a 所示。在有些大型设备上，需要几个操作者在不同位置同时工作。为了操作者的安全，要求 所有操作