第5章_FX2N系列PLC的工程应用实例

1、专题专题1PLC控制系统设计概述控制系统设计概述专题专题2PLC控制系统的硬件配置控制系统的硬件配置专题专题3PLC在压滤机控制系统中的应用在压滤机控制系统中的应用PLC在立式车床控制系统中的应用在立式车床控制系统中的应用第第5章章FX2N系列系列PLC的工程应用实例的工程应用实例 本章要点本章要点 专题专题1PLC控制系统设计概述控制系统设计概述 分析控制对象分析控制对象PLC控制系统硬件设置控制系统硬件设置分配分配I/O编号编号设计应用程序设计应用程序模拟调试模拟调试模拟调试模拟调试程序固化程序固化 PLCPLC控制系统设计的步骤控制系统设计的步骤 PLCPLC控制系统设计的步骤控制系统设

2、计的步骤1 1分析控制对象分析控制对象在设计控制系统时，首先必须深入了解、详细分在设计控制系统时，首先必须深入了解、详细分析、认真研究被控对象工艺流程的特点和要求，明析、认真研究被控对象工艺流程的特点和要求，明确控制任务，根据控制系统的技术指标要求合理制确控制任务，根据控制系统的技术指标要求合理制定和选取参数，定和选取参数，PLCPLC最大限度地满足生产现场的要求。最大限度地满足生产现场的要求。在明确控制系统的设计任务和要求后，合理选择在明确控制系统的设计任务和要求后，合理选择电气传动方式和电动机、电磁阀等执行机构的种类电气传动方式和电动机、电磁阀等执行机构的种类和数量，拟定电动机的启停、运行

3、、调速、转向、和数量，拟定电动机的启停、运行、调速、转向、制动等控制方案；确定输入制动等控制方案；确定输入/ /输出元器件的种类及数输出元器件的种类及数量，分析输入和输出信号之间的关系。量，分析输入和输出信号之间的关系。2 2 PLCPLC控制系统的硬件配置控制系统的硬件配置控制系统的硬件配置包括控制系统的硬件配置包括PLCPLC的选型、的选型、I/OI/O选择、选择、控制系统原理图的绘制等。控制系统原理图的绘制等。3 3分配分配I/OI/O编号编号根据现场输入根据现场输入/ /输出要求及数量，对输出要求及数量，对I/OI/O地址进地址进行分配，以便程序设计时使用。行分配，以便程序设计时使用。

4、4 4应用程序设计应用程序设计应用程序设计是基于硬件配置和应用程序设计是基于硬件配置和I/OI/O地址分配地址分配的基础上，根据控制系统的要求，应用相关编的基础上，根据控制系统的要求，应用相关编程软件设计梯形图程序，是整个设计的核心。程软件设计梯形图程序，是整个设计的核心。5 5程序调试及固化程序调试及固化模拟调试：将设计好的控制程序输入模拟调试：将设计好的控制程序输入PLCPLC，首先进行模拟调试，对程序错误进行修正并首先进行模拟调试，对程序错误进行修正并进一步完善程序。进一步完善程序。现场调试：在对应用程序完成模拟调试后，现场调试：在对应用程序完成模拟调试后，方可进行现场调试。方可进行现场

5、调试。程序固化：将调试好的程序存入程序固化：将调试好的程序存入EEPROMEEPROM，以备后用。以备后用。 PLC PLC机型选择机型选择1 1 I/OI/O点数点数 I/OI/O点数是点数是PLCPLC的一项重要指标。的一项重要指标。PLCPLC的的I/OI/O点数和种类应根据被控对象的开关量、点数和种类应根据被控对象的开关量、模拟量等输入模拟量等输入/ /输出设备的状况来确定。输出设备的状况来确定。2 2存储器容量的选择存储器容量的选择 根据根据I/OI/O点数和各功能元件大概估计点数和各功能元件大概估计出内存总量，然后再增加出内存总量，然后再增加25%25%左右的备用左右的备用量，作为

6、选择量，作为选择PLCPLC内存的依据。内存的依据。1 1开关量输入选择开关量输入选择 开关量输入是将外部的各种开关、按钮、传感器的信开关量输入是将外部的各种开关、按钮、传感器的信号传递到号传递到PLCPLC内部的连接部件，把现场的信号转换为内部的连接部件，把现场的信号转换为PLCPLC的的CPUCPU可以接收的可以接收的TTLTTL标准电平的数字信号。标准电平的数字信号。开关量输入的原理图开关量输入的原理图 开关量开关量I/OI/O选择选择 开关量开关量I/OI/O选择选择2 2开关量输出选择开关量输出选择 输出模块是连接输出模块是连接PLCPLC与外部执行机构的与外部执行机构的桥梁，不同外

7、部设备所需要的驱动方式也桥梁，不同外部设备所需要的驱动方式也不同，输出模块有继电器输出、晶体管输不同，输出模块有继电器输出、晶体管输出和双向晶闸管输出三种方式。出和双向晶闸管输出三种方式。继电器输出继电器输出晶体管输出晶体管输出双向晶闸管输出双向晶闸管输出1模拟量输入模块选择模拟量输入模块选择模拟量值的输入范围模拟量值的输入范围模拟量输入模块的参数指标模拟量输入模块的参数指标抗干扰措施抗干扰措施2模拟量输出模块选择模拟量输出模块选择模拟量输出模块有电压输出和电流输出两种，电压和电源的模拟量输出模块有电压输出和电流输出两种，电压和电源的输出范围分别为输出范围分别为010V、-10+10V、020

8、mA、420mA等。等。模拟量输出模块有不同的输出功率，选择时要根据负载来确模拟量输出模块有不同的输出功率，选择时要根据负载来确定。定。模拟量输出模块的参数指标和抗干扰措施与模拟量输入模块模拟量输出模块的参数指标和抗干扰措施与模拟量输入模块类似。类似。 模拟量模拟量I/OI/O选择选择智能功能智能功能I/OI/O模块的选择模块的选择 智能智能I/OI/O模块包括高速计数模块、模块包括高速计数模块、PIDPID过过程控制模块、通信模块、运动控制模块（如程控制模块、通信模块、运动控制模块（如三菱的三菱的FX2N-1PGFX2N-1PG）、凸轮控制模块（如三菱）、凸轮控制模块（如三菱的的FX2N-1

9、RM-SETFX2N-1RM-SET）、网络通信模块（如三菱）、网络通信模块（如三菱的的FX2N-16CCL-MFX2N-16CCL-M）等。通常这些模块价格较）等。通常这些模块价格较昂贵，而有些功能采用一般的昂贵，而有些功能采用一般的I/OI/O模块或功模块或功能指令也可以实现，只是编程复杂，增加了能指令也可以实现，只是编程复杂，增加了程序设计的工作量，因此选择时要根据实际程序设计的工作量，因此选择时要根据实际情况决定。情况决定。压滤机的工作过程分压滤机的工作过程分“保压保压”、“回程回程”、“拉板拉板”三个阶三个阶段。工作时，机泵电机先启动，主接触器和压紧电磁阀得电，段。工作时，机泵电机先

10、启动，主接触器和压紧电磁阀得电，将板框压紧，同时进料泵将固液混合物输入各个板框内进行将板框压紧，同时进料泵将固液混合物输入各个板框内进行过滤，滤渣留在滤室内，滤液经滤布排出，此时系统压力开过滤，滤渣留在滤室内，滤液经滤布排出，此时系统压力开始上升。当液压系统达到上限压力始上升。当液压系统达到上限压力25Mpa时，油泵电机自动时，油泵电机自动停机，此时压滤机进入自动保压状态。保压期间，当下限压停机，此时压滤机进入自动保压状态。保压期间，当下限压力低于力低于21Mpa时，油泵电机自动启动，压紧电磁阀动作，压时，油泵电机自动启动，压紧电磁阀动作，压力回升，达到力回升，达到25Mpa时，油泵电机又停止

11、，如此循环。时，油泵电机又停止，如此循环。进料过滤后，按下回程按钮，油泵电机重新启动，回程电磁进料过滤后，按下回程按钮，油泵电机重新启动，回程电磁阀动作，活塞回程，当活塞碰到回程限位开关后，回程电磁阀动作，活塞回程，当活塞碰到回程限位开关后，回程电磁阀断电。固液混合物过滤后，系统进入拉板阶段。阀断电。固液混合物过滤后，系统进入拉板阶段。专题专题2PLC在压滤机控制系统中的应用在压滤机控制系统中的应用系统的工作原理系统的工作原理 PLC的输入点数为的输入点数为15个，控制元件主要个，控制元件主要为接触器线圈、电磁阀等，为接触器线圈、电磁阀等，PLC的输出点数的输出点数为为5个。选用三菱个。选用三

12、菱FX2N-32MR型型PLC。控制系统设计控制系统设计输入输入/ /输出地址分配表输出地址分配表输输 入入 部部 分分输输 出出 部部 分分地址地址代代号号功能功能地址地址代代号号功能功能地址地址代代号号功能功能地址地址代代号号功能功能X000X000SASA操作操作X005X005SB3SB3启动按钮启动按钮X012X012SL2SL2拉板拉板后端后端限位限位Y000Y000KMKM油泵接触油泵接触器器X001X001SASA保压保压X006X006SB4SB4停止按钮停止按钮X013X013SL3SL3回程回程限位限位Y001Y001YV1YV1压紧电磁压紧电磁阀阀X002X002SAS

13、A拉板拉板X007X007SB5SB5现场启动现场启动按钮按钮X014X014SLPSLP压力压力上限上限位位Y002Y002YV2YV2回程电磁回程电磁阀阀X003X003SB1SB1压紧压紧X010X010SB6SB6现场停止现场停止按钮按钮X015X015SLPSLP压力压力下限下限位位Y003Y003YV3YV3拉板前进拉板前进电磁阀电磁阀X004X004SB2SB2回程回程X011X011SL1SL1拉板前端拉板前端限位限位X016X016FRFR热继热继电器电器保护保护Y004Y004YV4YV4拉板后退拉板后退电磁阀电磁阀 电镀生产线有三个槽，工件由装有可升降吊钩的行车带动，电镀

14、生产线有三个槽，工件由装有可升降吊钩的行车带动，经过电镀、镀液回收、清洗等工序，实现对工件的电镀。工艺要经过电镀、镀液回收、清洗等工序，实现对工件的电镀。工艺要求为：工件放入镀槽中，电镀求为：工件放入镀槽中，电镀280s后提起，停放后提起，停放28s，让镀液从，让镀液从工件上流回镀槽，然后放入回收液槽中浸工件上流回镀槽，然后放入回收液槽中浸30s，提起后停，提起后停15s，接，接着放入清水槽中清洗着放入清水槽中清洗30s，最后提起停，最后提起停15s后，行车返回原位，电后，行车返回原位，电镀一个工件的全过程结束镀一个工件的全过程结束。电镀工艺流程图工艺要求工艺要求控控 制制 流流 程程吊钩上升

15、吊钩上升 按下启动按钮按下启动按钮SB1SB1，吊钩上升，当碰到上限位开关，吊钩上升，当碰到上限位开关SQ5SQ5后，吊钩上升停止。后，吊钩上升停止。行车前进行车前进 在吊钩停止的同时，在吊钩停止的同时，M2M2接通，行车前进。接通，行车前进。吊钩下降吊钩下降 行车前进至压下限位开关行车前进至压下限位开关SQ1SQ1，行车停止前进；同，行车停止前进；同时时M3M3接通，吊钩下降。接通，吊钩下降。定时电镀定时电镀 吊钩下降至下限开关吊钩下降至下限开关SQ6SQ6时，吊钩停止下降。同时时，吊钩停止下降。同时T0T0开始计时，定时电镀开始计时，定时电镀280s280s。吊钩上升吊钩上升 T0T0定时

16、到，使定时到，使M5M5接通，吊钩上升。接通，吊钩上升。定时滴液定时滴液 吊钩上升至压下吊钩上升至压下SQ5SQ5时，吊钩停止上升，同时时，吊钩停止上升，同时T1T1开开始计时，工件停留始计时，工件停留28s28s滴液。滴液。行车后退行车后退 T1T1定时到，使定时到，使M7M7接通，行车后退，转入下道工序。接通，行车后退，转入下道工序。控控 制制 流流 程程 由于由于PLCPLC组成的控制系统有输入信号组成的控制系统有输入信号1414个，个，均为开关量。其中按钮开关均为开关量。其中按钮开关6 6个，行程开关个，行程开关6 6个，个，选择开关选择开关1 1个。该系统中有输出信号个。该系统中有输

17、出信号5 5个，其中个，其中两个用于吊钩升降电动机正反转控制接触器两个用于吊钩升降电动机正反转控制接触器KM1KM1和和KM2KM2，两个用于行车正反转控制接触器，两个用于行车正反转控制接触器KM3KM3和和KM4KM4，1 1个用于原位指示。控制系统选用个用于原位指示。控制系统选用FX2N-FX2N-32MR32MR，I/OI/O点数均为点数均为1616点，满足控制要求，而且点，满足控制要求，而且还有一定的余量。还有一定的余量。PLC PLC 的的 选选 型型输输 入入 信信 号号输输 入入 信信 号号名名 称称功功 能能编编 号号名名 称称功功 能能编号编号SB1启动启动X000SQ4行车

18、限位（后退）行车限位（后退）X014SB2停止停止X001SQ5吊钩限位（提升）吊钩限位（提升）X015SB3吊钩提升吊钩提升X002SQ6吊钩限位（下降）吊钩限位（下降）X016SB4吊钩下降吊钩下降X003输输 出出 信信 号号SB5行车前进行车前进X004名名 称称功功 能能编号编号SB6行车后退行车后退X005HL原位指示灯原位指示灯Y000SA选择开关（点动）选择开关（点动）X006KM1吊钩提升电机正转接触器吊钩提升电机正转接触器Y001SA选择开关（自动）选择开关（自动）X007KM2吊钩提升电机反转接触器吊钩提升电机反转接触器Y002SQ1行车限位（前进）行车限位（前进）X011KM3行车电动机正转接触器行车电动机正转接触器Y003SQ2行车限位（后退）行车限位（后退）X012KM4行车电动机反转接触器行车电动机反转接触器Y004SQ3行车限位（后退）行车限位（后退）X013输入输入/ /输出地址分配表输出地址分配表 电镀生产线的电镀生产线的PLC控制程序，包括点动操作和自动控控制程序，包括点动操作和自动控制两部分。制两部分。1.点动操作点动操作设有行车的进和退操作