机床电气控制技术课件

机床电气控制技术电气工程学院周力机床电气控制技术电气工程学院周力1绪论第一章常用低压控制电器第二章基本控制线路第三章电气控制线路设计基础第四章典型机床控制线路分析第五章可编程控制器的基础知识第六章三菱FX-2N可编程控制器绪论第一章常用低压控制电器第二章基本控制线路第三2一、本课程的性质与任务

本课程是一门实用性很强的专业课。主要内容是以电动机或其他执行电器为控制对象，介绍继电接触器控制系统的工作原理、典型机械的电气控制线路、电气控制技术、电气控制系统的设计方法以及可编程序控制器的基本知识。本课程的培养目标：

（1）熟悉常用控制电器的结构、原理、用途;（2）熟悉掌握继电接触器控制线路的基本环节;（3）能基本根据生产过程和控制要求进行系统设计。（4）熟悉典型设备的电气控制系统。绪论一、本课程的性质与任务本课程的培养目标：绪论3二、电气控制技术的发展概况1、机床电力拖动系统的发展概况（1）成组拖动（2）单机拖动（3）多机拖动2、机床电气控制系统的发展概况在控制方法上，从手动控制发展到自动控制；在控制功能上，从单一功能发展到多种功能；在实际操作上从紧张繁重到轻松自如。电气控制系统发展的四个阶段：（1）继电器—接触器控制系统（2）连续控制系统及自动控制系统（3）可编程序控制器（4）计算机数字控制系统二、电气控制技术的发展概况1、机床电力拖动系统的发展概况（14第一章常用低压控制电器第一章常用低压控制电器5第一节概述第二节接触器第三节继电器第四节其他常用电器第一节概述第二节接触器第三节6第一节概述电器的种类：

按工作电压分为高压电器和低压电器。按用途分为配电电器与控制电器。按动作方式分为自动切换电器和非自动切换电器。按工作原理可分为电磁式电器和非电量控制电器。电器的定义：

电器是根据外界信号（机械力、电动力和其它物理量）自动或手动接通和断开电路,实现对电路或非电对象的切换、控制、保护、检测、变换和调节用的元件或设备。第一节概述电器的种类：电器的定义：7

吸引线圈的作用：将电能转换成磁能，即产生磁通，衔铁在电磁吸力作用下产生机械位移使铁心吸合。铁心衔铁线圈问题1如何区分直流线圈和交流线圈？问题2如何区分并联线圈和串联线圈？

电磁机构结构图一.电磁机构

电磁机构由吸引线圈、铁心和衔铁组成。如下图所示。吸引线圈的作用：将电能转换成磁能，即产生磁通8交流电磁机构上短路环的作用交流电磁铁的短路环1—衔铁2—铁心3—线圈4—短路环交流电磁机构上短路环的作用交流电磁铁的短路环1—衔铁2—铁91.触头的结构形式桥式触头指形触头二.触头系统

触头是电器的执行机构，在衔铁的带动下起接通和分断电路的作用。1.触头的结构形式桥式触头指形触头二.触头系统103.电弧2.触头的接触方式电弧：触头在通电状态下动、静触头脱离接触时，由于电场的存在，使触头表面的自由电子大量溢出而产生电弧。点接触线接触面接触电弧的存在既烧损触头金属表面，降低电器的寿命，又延长了电路的分断时间，所以必须迅速消除。3.电弧2.触头的接触方式电弧：触头在通电11

接触器是一种用来频繁地接通和断开(交、直流)负荷电流的电磁式自动切换电器，主要用于控制电动机、电焊机、电容器组等设备，具有低压释放的保护功能，适用于频繁操作和远距离控制。一、接触器的结构及工作原理1.交流接触器的结构

交流接触器主要由电磁机构、触点系统、灭弧装置和其他辅助部件四大部分组成。结构示意图如下图所示。第二节接触器接触器是一种用来频繁地接通和断开(交、直流)负123.接触器的工作原理及符号(a)线圈(b)主触常开、常闭触点(c)辅助常开、常闭触点

接触器的符号1—动触头2—静触头3—衔铁4—弹簧5—线圈6—铁心7—垫毡8—触头弹簧9—灭弧罩10—触头压力弹簧3.接触器的工作原理及符号(a)线圈13

继电器是一种根据某种输入信号的变化来接通或断开控制电路，实现自动控制和保护的电器。其输入量可以是电压、电流等电气量，也可以是温度、时间、速度、压力等非电气量。一、电磁式继电器1—底座2—反力弹簧3、4—调节螺钉5—非磁性垫片6—衔铁7—铁心8—极靴9—电磁线圈10—触点系统第三节继电器继电器是一种根据某种输入信号的变化来接通或断开14电磁式继电器的种类：1.电磁式电流继电器2.电磁式电压继电器：3.电磁式中间继电器：中间继电器触点数量较多，触点容量较大，且动作灵敏。其主要用途是当其他继电器的触点数量或触点容量不够时，可借助中间继电器来扩大触点容量(触点并联)或触点数量，起到中间转换的作用。电磁式继电器符号：电磁式继电器的种类：1.电磁式电流继电器2.电磁式电压继151.时间继电器的结构(a)通电延时型二、时间继电器(b)断电延时型1.时间继电器的结构(a)通电延时型二、时间继电器(b)162.时间继电器的符号三、热继电器注意由于热继电器中发热元件有热惯性，在电路中不能作瞬时过载保护，更不能作短路保护。1.热继电器的作用过载保护2.时间继电器的符号三、热继电器注意由于热继电172.热继电器的结构1—双金属片固定支点2—双金属片3—发热元件4—导板5—补偿双金属片6—常闭触点7—常开触点8—复位调节9—动触点10—复位按钮11—调节旋钮12—支撑13—压簧14—推杆3.热继电器符号KRKRKR2.热继电器的结构1—双金属片固定支点2—双金属片3—18四、速度继电器1.速度继电器的结构及工作原理1—转轴2—转子3—定子4—线圈5—摆锤6、7—静触点8、9—簧片一般速度继电器的动作速度为120r/min，触点的复位速度在100r/min以下，转速在3000r/min～3600r/min能可靠地工作，注意四、速度继电器1.速度继电器的结构及工作原理1—转轴2—转192.速度继电器符号速度继电器主要根据电动机的额定转速来选择。使用时，速度继电器的转轴应与电动机同轴连接，安装接线时，正反向的触点不能接错，否则不能起到反接制动时接通和断开反向电源的作用。要点：2.速度继电器符号速度继电器主要根据电动机20一、低压开关图形及文字符号：(a)单极(b)双极(c)三极第四节其他常用电器问题低压开关应如何装？一、低压开关图形及文字符号：(a)单极(21二、低压断路器结构及工作原理：二、低压断路器结构及工作原理：22三、熔断器1.熔断器的结构类型瓷插式熔断器螺旋式熔断器三、熔断器1.熔断器的结构类型瓷插式熔断器螺旋式熔断器232.熔断器的符号及安秒特性问题1热继电器能否作熔断器使用？熔断器能否作热继电器使用？问题2熔断器和低压断路器的优缺点？2.熔断器的符号及安秒特性问题1热继电器能否24四、主令电器1.控制按钮1）结构四、主令电器1.控制按钮1）结构252）符号2.行程开关1）结构2）符号2.行程开关1）结构262）符号微动行程开关滚轮式行程开关back2）符号微动行程开关滚轮式行程开关back27第二章基本控制线路第二章基本控制线路28第一节电气控制线路的绘制第二节基本电气控制线路第三节异步电动机降压起动控制线路第四节异步电动机制动控制线路

第五节双速异步电动机调速控制线路

第六节位置控制电路

第一节电气控制线路的绘制第二节基本电气控29电气控制线路是由各种有触点的电器组成的控制线路。为了表达设备电气控制系统的组成结构、工作原理等要求，需要用统一的工程语言即用工程图的形式来表达，这种工程图即是电气图。一、电气原理图的绘制原则电路图有电气原理图和电气安装接线图。前者是根据电气动作原理绘制的，表示电气的动作原理和分析动作原理及排除故障，而不考虑电气设备的电气元器件的实际结构和安装情况。后者也叫电气装配图，它是根据电气设备和电气元器件的实际结构、安装情况绘制的，用来表示接线方式、电气设备和电气元器件的位置、接线场所的形状和尺寸等。第一节电气控制线路的绘制电气控制线路是由各种有触点的电器组成的控制线路。为了301.电气原理图绘制电气原理图一般分主电路和控制电路两部分。主电路是设备的驱动电路，主电路通常用粗实线画在图样的左侧(或上方)。控制和辅助电路一般用细实线画在图样的右侧(或下方)。控制电路、辅助电路要分开画。2.电气原理图中的器件状态(1)继电器和接触器的线圈处在非激励状态。(2)断路器和隔离开关在断开位置。(3)零位操作的手动控制开关在零位状态。(4)机械操作开关和按钮在非工作状态或不受力状态。(5)保护类元器件处在设备正常工作状态。1.电气原理图绘制电气原理图一般分主电路和控制电路31机床电气控制技术ppt课件32一、异步电动机单向直接起动控制线路1.工作原理2.保护环节(1)短路保护(2)过载保护(3)失压和欠压保护第二节基本电气控制线路一、异步电动机单向直接起动控制线路1.工作原理2.保护环33二、多地点与多条件控制线路两地控制线路两个条件控制线路二、多地点与多条件控制线路两地控制线路两个条件控制线路34三、点动控制(a)(b)(c)(d)三、点动控制(a)(b)(c)35四、三相异步电动机的正反转控制线路1.“正—停—反”控制四、三相异步电动机的正反转控制线路1.“正—停—反”控制362.“正—反—停”控制2.“正—反—停”控制37五、顺序控制线路BACK五、顺序控制线路BACK38一、定子串电阻降压起动控制电路问题此电路的缺点为何？第三节异步电动机降压起动控制线路一、定子串电阻降压起动控制电路问题此电路的缺点为何？第三节39改进后的电路改进后的电路40二、星形—三角形降压起动控制电路二、星形—三角形降压起动控制电路41三、自耦变压器降压起动控制电路三、自耦变压器降压起动控制电路42三种降压起动方式优缺点：1、串起动电阻起动的优点：控制线路结构简单、成本低、动作可靠、提高了功率因素、有利于保证电网质量。缺点：消耗电能。适用场合：要求起动平稳的中小容量电动机以及起动不频繁的场合。2、自耦变压器起动的优点：起动电流与起动转矩的比值按变比平方倍降低。对电网电流冲击小，功率损耗小。缺点：自耦变压器价格较贵，相对电阻结构复杂，体积庞大，且是按照非连续工作制设计制造的，不允许频繁操作。3、Y-△起动的优点：定子绕组星形接法时，起动电压为直接采用三角形接法时的1/√3，起动电流为1/3，因而起动电流特性好，线路较简单，投资少。缺点：起动转矩也相应下降为三角形接法的1/3，转矩特性差。此线路适合轻载或空载的场合。BACK三种降压起动方式优缺点：1、串起动电阻起动的优点：控制线路结43一、反接制动控制线路问题此电路的缺点何在？第四节异步电动机制动控制线路一、反接制动控制线路问题此电路的缺点何在？第四节异步44改进后的电路改进后的电路45二、能耗制动控制线路1.单向运行能耗制动控制线路1)按时间原则控制线路二、能耗制动控制线路1.单向运行能耗制动控制线路1)按时间462)按速度原则控制线路2)按速度原则控制线路47反接制动优点：制动效果好，其缺点是能量损耗大，在制动过程中有冲击，对转动部件有害，故用于不太经常起制动的设备。能耗制动优点：能量损耗少，在制动时磁场静止不动，不会产生有害的反转，制动停车准确，制动过程平稳。缺点是需要整流电路，制动速度也较反接制动慢些。所以，能耗制动适用于电动机容量较大，要求制动平稳和起动频繁的场合。两种制动方式优缺点的比较：BACK反接制动优点：制动效果好，其缺点是能量损耗大，在制动48双速异步电动机调速控制线路第五节双速异步电动机调速控制线路BACK双速异步电动机调速控制线路第五节双速异步电动机调速控制线49第六节位置控制电路BACK第六节位置控制电路BACK50第三章电气控制线路设计基础第三章电气控制线路设计基础51第一节电气控制设计的主要内容第二节电力拖动方案的确定、电动机的选择第三节电气控制方案的确定及控制方式的选择第四节电气设计的一般原则第五节保护环节第六节电气控制系统的一般设计方法第一节电气控制设计的主要内容第二节电力拖动方案的确定、电52一、电气控制线路设计的基本要求(1)熟悉所设计设备电气线路的总体技术要求及工作过程，取得电气设计的基本依据，最大限度地满足生产机械和工艺对电气控制的要求。第一节电气控制设计的主要内容(2)优化设计方案、妥善处理机械与电气的关系，通过技术经济分析，选用性能价格比最佳的电气设计方案。在满足要求的前提下，设计出简单合理、技术先进、工作可靠、维修方便的电路。(3)正确合理地选用电气元器件，尽可能减少元器件的品种和规格，降低生产成本。(4)设计中贯彻最新的国家标准。一、电气控制线路设计的基本要求(1)熟悉所设计设备电气线路53(1)拟定电气设计技术任务书；(2)提出电气控制原理性方案及总体框图；(3)编写系统参数计算书；(4)绘制电气原理图(总图及分图)；(5)选择整个系统的电气元器件；(6)绘制电控装置装配图和接线图。(7)标准构件选用与非标准构件设计(包括电控箱的结构与尺寸、散热器、导线、支架等)。(8)绘制装置布置图、出线端子图和设备接线图。(9)编写操作使用、维护说明书。二、电气控制系统设计的基本内容(1)拟定电气设计技术任务书；二、电气控制系统设计的基本内54三、电气控制设备的设计步骤1.初步设计

初步设计是研究系统和电气控制装置的组成，拟订设计任务书并寻求最佳控制方案的初步阶段，以取得技术设计的依据。2.技术设计

在通过初步设计的基础上，技术设计需要完成的一些技术上的任务。3.产品设计

产品设计是根据初步设计和技术设计最终完成的电气控制系统设备的工作图样。三、电气控制设备的设计步骤1.初步设计初步设计是研55一、确定拖动方式1.单独拖动单独拖动就是一台设备只由一台电动机拖动。2.分立拖动通过机械传动链将动力传送到达每个工作机构，一台设备由多台电动机分别驱动各个工作机构。二、确定调速方案可采用齿轮变速箱、液压调速装置、双速或多速电动机以及电气的无级调速传动方案。无级调速有直流调压调速、交流调压调速和变频变压调速。第二节电力拖动方案的确定、电动机的选择一、确定拖动方式1.单独拖动2.分立拖动二、确定调速方案562.电动机起动、制动和反向要求一般说来，由电动机完成设备的起动、制动和反向要比机械方法简单容易。因此，机电设备主轴的起动、停止、正反转运动调整操作，只要条件允许最好由电动机完成。1.电动机的选择电动机的选择包括电动机的种类、结构形式、额定转速和额定功率。三、电动机的选择及起动、制动和反向要求2.电动机起动、制动和反向要求1.电动机的选择三、电动机57一、电气控制方案的可靠性一个系统或产品的质量，一般包括技术性能指标和可靠性指标，设计的可靠性就是使一个系统或产品设计满足可靠性指标。二、电气控制方案的确定控制方案应与通用性和专用性的程序相适应。第三节电气控制方案的确定及控制方式的选择一、电气控制方案的可靠性一个系统或产品的质量，一般包58一、应最大限度地实现生产机械和工艺的要求二、控制线路应简单经济举例第四节电气设计的一般原则一、应最大限度地实现生产机械和工艺的要求二、控制线路应简单经59机床电气控制技术ppt课件60三、保证控制线路工作的可靠和安全(a)不合理连接(b)合理连接(a)不合理接线(b)合理接线三、保证控制线路工作的可靠和安全(a)不合理连接61寄生电路触点“竞争”寄生电路触点“竞争”62一、短路保护常用的短路保护元器件有熔断器和自动空气开关。二、过载保护常用的过载保护器件是热继电器。三、过流保护过流保护常用电磁式过电流继电器实现。四、零电压与欠电压保护一般常用零压保护继电器和欠电压继电器实现零压保护和欠压保护。第五节保护环节一、短路保护常用的短路保护元器件有熔断器和自动空气开关。二63举例：下图所示是电动机常用保护电路，请指出各电气元器件所起的保护作用。举例：下图所示是电动机常用保护电路，请指出各电气元器件所起的64举例：(4)横梁夹紧与横梁移动之间及正反向运动之间应有必要的联锁。第六节电气控制系统的一般设计方法现要设计一个龙门刨床横梁升降控制系统。其对电气控制系统提出了如下要求：保证横梁能上下移动，夹紧机构能实现横梁的夹紧或放松。(2)横梁夹紧与横梁移动之间必须有一定的操作程序。(3)横梁在上升与下降时应有限位保护。举例：(4)横梁夹紧与横梁移动之间及正反向运动之间应有必要65电气控制线路设计步骤：1.设计主电路根据工艺要求可知，横梁移动和横梁夹紧需用两台异步电动机拖动。为了保证实现上下移动和夹紧放松的要求，需要四个接触器分别控制两个电动机的正反转。那么，主电路就是两台电动机的正反转电路。2.设计基本控制电路4个接触器具有4个控制线圈，只能用两个点动按钮去控制上下移动和放松夹紧两个运动。因此需要通过两个中间继电器进行控制。根据上述要求，可以设计出下图所示的控制电路。为了实现这两个自动控制要求，还需要做相应地改进，这需要恰当地选择控制过程中的变化参量来实现。电气控制线路设计步骤：1.设计主电路根据工艺要求可66控制电路草图(a)主电路(b)控制电路横梁控制电路控制电路草图(a)主电路(b)控制673.选择控制参量、确定控制方案4.设计联锁保护环节完整的控制线路3.选择控制参量、确定控制方案4.设计联锁保护环节完整的控68第四章典型机床电气控制线路分析第四章典型机床电气控制线路分析69第一节C650卧式车床的电气控制线路第二节摇臂钻床的电气控制线路第一节C650卧式车床的电气控制线路第二节摇臂钻70一、概述1.C650普通卧式车床的主要结构及运动形式1—进给箱2—挂轮箱3—主轴变速箱4—滑板与刀架5—溜板箱6－尾座7—丝杠8—光杠9—床身第一节C650卧式车床的电气控制线路一、概述1.C650普通卧式车床的主要结构及运动形式1—712.C650普通卧式车床的电力拖动要求与控制特点(1)车削加工主轴电动机M1通常选用笼型异步电动机，完成主轴主运动和刀具进给运动的驱动。电动机采用直接起动的方式起动，可正反两个方向旋转和正反两个方向制动，还具有点动功能。(2)车削螺纹时，刀架移动与主轴旋转运动之间必须保持准确的比例关系，因此，车床主轴运动和进给运动只由一台电动机拖动，刀架移动由主轴箱通过机械传动链来实现。(3)拖板的快速移动由电动机M3单独拖动。根据使用需要，可随时手动控制起停。(4)车削加工中，有一台冷却泵电动机M2。(5)必要的保护环节、联锁环节、照明和信号电路。2.C650普通卧式车床的电力拖动要求与控制特点(1)72二、C650卧式车床的电气控制线路分析1.主电路分析C650卧式车床电气控制原理图二、C650卧式车床的电气控制线路分析1.主电路分析C6732.控制电路分析3.常见故障分析(1)主轴电动机不能起动。可能的原因：电源没有接通；热继电器已动作，其常闭触点尚未复位；起动按钮或停止按钮内的触点接触不良；交流接触器的线圈烧毁或接线脱落等。(2)按下起动按钮后，电动机发出嗡嗡声，不能起动。电动机三相电源缺相，可能原因：熔断器某一相熔丝烧断；接触器一对主触点没接触好；电动机接线某一处断线等。(3)按下停止按钮，主轴电动机不能停止。可能的原因：接触器触点熔焊、主触点被杂物阻卡；停止按钮常闭触点被阻卡。(4)主轴电动机不能点动。可能原因：点动按钮SB4其常开触点损坏或接线脱落。2.控制电路分析3.常见故障分析(1)主轴电动机不能起74一、概述1.Z3040摇臂钻床的主要结构与运动形式1—底座2—内立柱3—外立柱4—摇臂升降丝杠5—摇臂6—主轴箱7—主轴8—工作台第二节摇臂钻床的电气控制线路一、概述1.Z3040摇臂钻床的主要结构与运动形式1—底752.Z3040摇臂钻床的电力拖动的要求与控制特点(1)主轴的旋转运动、纵向进给运动及其变速机构均在主轴箱内，由一台主电动机拖动。(2)为了适应多种加工方式的要求，主轴的旋转与进给运动均有较大的调速范围，由变速机构实现。(3)加工螺纹时，要求主轴能正、反向旋转，采用机械方法来实现。(4)摇臂的升降由升降电动机拖动，要求电动机能正、反旋转。可直接起动，不需要调速和制动。(5)拖动液压泵的电动机要求正、反向旋转，采用点动控制。(6)主轴箱、立柱的夹与松由一条油路控制，且同时动作。2.Z3040摇臂钻床的电力拖动的要求与控制特点(1)76二、Z3040摇臂钻床的电气控制线路分析1.主电路分析Z3040摇臂钻床的电气控制线路原理图二、Z3040摇臂钻床的电气控制线路分析1.主电路分析Z77第五章可编程序控制器的基础知识第五章可编程序控制器的基础知识78第一节可编程序控制器的组成结构第二节可编程序控制器的工作原理第三节可编程序控制器的编程语言第一节可编程序控制器的组成结构第二节可编程序控制器的工作79二、输入／输出模块一、组成结构第一节可编程序控制器的组成结构二、输入／输出模块一、组成结构第一节可编程80第二节可编程序控制器的工作原理二、ＰＬＣ的输入／输出滞后现象一、扫描工作方式及工作过程第二节可编程序控制器的工作原理二、ＰＬＣ的输入／输出滞后现81第三节可编程序控制器的编程语言第三节可编程序控制器的编程语言82微处理器（CPU）运算器控制器外设I/O接口I/O扩展接口存储器

EPROM(系统程序)

ＲＡＭ（用户程序）输入单元输出单元电源I/O扩展模块编程器打印机EPROM写入器上位计算机图形监控系统主机PLC的硬件系统简化图用户输入设备用户输出设备基本组成微处理器（CPU）运算器控制器外设I/O接口I/O扩展接口存83（１）直流输入模块１、开关量输入模块（１）直流输入模块１、开关量输入模块84（２）交流输入模块（２）交流输入模块85（3）输入接线方式分隔式输入接线汇点式输入接线(b)交流模块(a)直流模块（3）输入接线方式分隔式输入接线汇点式输入接线(b)交流862、开关量输出模块的基本原理晶体管输出（T）2、开关量输出模块的基本原理晶体管输出（T）87继电器输出（R）继电器输出（R）88可控硅输出（S）可控硅输出（S）89工作原理1、工作方式2、工作过程（1）输入采样阶段：PLC以扫描方式依次读入所有输入状态和数据，并将它们存入I/O映像区中相应的存储单元内。（2）程序执行阶段：CPU按自上而下、自左而右顺序扫描用户程序，逐句执行各条指令。PLC采用周期循环扫描、集中输入与集中输出的工作方式。每次扫描的时间称为扫描周期。（3）输出刷新阶段：所有程序执行完毕后，CPU将所有需输出的数据一次性输出以驱动外部负载。工作原理1、工作方式2、工作过程（1）输入采样阶9012234512234591工作原理输入输出响应时序图M100Y6X0M100采样采样采样执行执行执行输出输出输出第一周期第三周期第二周期电路工作原理输入输出响应时序图M100Y6X0M100采样采样采92工作原理滞后原因及改进的措施：（1）提高扫描速度（2）提供高速输入端口以减少输入滤波时间（3）提供高速处理模块（4）采用I/O立即刷新指令改进的措施有：导致PLC滞后的因素主要为：（1）输入滤波的时间常数（输入延迟）（2）输出继电器的机械滞后（输出延迟）（3）PLC的循环扫描工作方式（工作原理）（4）PLC的输入采样、输出刷新的特殊性（工作原理）（5）用户程序的编程水平工作原理滞后原因及改进的措施：（1）提高扫描速度（2）提供高93梯形图左母线右母线软元件导线逻辑行梯形图左母线右母线软元件导线逻辑行94梯形图语句表梯形图语句表95第六章三菱FX-2N可编程控制器第六章三菱FX-2N可编程控制器96第一节

三菱FX-2NPLC简介第二节FX－2N各种软元件的作用与功能第三节基本顺控指令及编程第四节定时器与计数器的编程第五节编程举例第六节FX系列PLC的步进指令及其编程第七节应用指令及其编程第一节

三菱FX-2NPLC简介第二节FX－2N各97FX-2N系列PLC是由电源、CPU、存贮器和输入/输出器件组成的单元型可编程控制器，而且AC电流、DC输入型的内装DC24V电源作为传感器的辅助电源。功能强大，可进行逻辑控制、开关量控制、模拟量控制，并可进行各种各种功能运算、传送、变址寻址、移位等。第一节

三菱FX-2NPLC简介FX-2N系列PLC是由电源、CPU、存贮器和输98一．型号名称体系与其种类举例：FX2N－48MRFX2N－32MSFX2N－8EYRFX2N－64MTFX2N－8EX一．型号名称体系与其种类举例：FX2N－48MRFX99二．FX－2NPLC的主要特点1．系统配置灵活方便2．具有在线和离线编辑功能3．高速处理功能4．高级应用功能二．FX－2NPLC的主要特点1．系统配置灵活方便2．具100back（1）输入输出16至256点。（2）内部随机存取存贮器（8000步）。电池后备、RAM。（3）内部定时时钟（可与公历四位对应，还可进行闰年校正）。（4）基本指令：27种步进阶梯指令：5种应用指令：128种三．产品概述：back（1）输入输出16至256点。（2）内部随机存取存贮101二．辅助继电器的地址号、作用与功能三．状态继电器的地址符号、作用与功能四．定时器的地址号、作用与功能五．计数器的地址号、作用与功能

六．数据寄存器的地址号、作用与功能一．输入、输出继电器的地址号、作用与功能第二节FX－2N各种软元件的作用与功能二．辅助继电器的地址号、作用与功能三．状态继电器的地址符号、102输入继电器等效电路输入继电器等效电路103要点：1、输入继电器是PLC与外部用户设备连接的接口，用来接受用户输入设备发来的输入信号。2、输入继电器编址区域标号为X，采用八进制编址并从X000开始。3、输入继电器只能由外部信号驱动，因此，它的线圈不能由内部的指令驱动，而其触点也不能直接去驱动外部负载。4、输入继电器有无数对常开触点和常闭触点供编程时使用。要点：1、输入继电器是PLC与外部用户设备连接的接口，用来接104输出继电器电路输出继电器电路105要点：1、输出继电器用于将程序运算的结果经过输出端送到用户输出设备。2、输出继电器编址区域标号为Y，采用八进制编址并从Y000开始。3、输出继电器的线圈由程序执行结果所驱动，每个输出继电器只有一个外部输出用的触点（三种输出方式）与PLC的输出端子相连，该外部触点用来直接驱动负载。4、每个输出继电器有无数对常开和常闭触点（称为内部触点）供编程使用。要点：1、输出继电器用于将程序运算的结果经过输出端送到用户输106辅助继电器编址区域标号为M，采用十进制编址并从M000开始。它和输出继电器一样只能由程序驱动。它也有无数对常开和常闭触点，但只能在内部编程使用，不能去直接输出驱动外部负载。外部负载应由输出继电器驱动。辅助继电器分为普通型、停电型和特殊型三种。1、普通型辅助继电器特点：它们无断电保持功能，即当切断PLC的电源或对PLC进行复位时，普通型辅助继电器均断开。地址编号：M0至M499，共500点要点：辅助继电器辅助继电器编址区域标号为M，采用十进制编址1072、停电保持型辅助继电器地址编号：M500至M3071，共2572点，其中M500至M1023（共524点）可通过参数设定变为非停电保持型（即普通型）。保持型辅助继电器电路及其动作时序图举例：2、停电保持型辅助继电器地址编号：M500至M30711083、特殊型辅助继电器地址编号：M8000~M8255，共256点。这些继电器各自具有特定的功能，可分成以下两类：1）触点利用型

M8000、M8001的动作时序①M8000、M8001：运行监视继电器3、特殊型辅助继电器地址编号：M8000~M8255109②M8002、M8003：初始脉冲继电器M8002、M8003的动作时序③M8005：锂电池电压过低继电器M8005的用法②M8002、M8003：初始脉冲继电器M8002、M80110④M8011至M8014：内部时钟脉冲M8011~10msM8012~100msM8013~1sM8014~1minM8012的动作时序内部时钟脉冲动作时序举例：④M8011至M8014：内部时钟脉冲M8011~10ms1112）线圈驱动型②M8040：禁止状态转移③M8033：停止时保持输出继电器④M8030：电池灭灯⑤M8039：恒定扫描M8034的用法①M8034：全部输出禁止继电器2）线圈驱动型②M8040：禁止状态转移M8034的用法1122.停电保持型状态继电器：S500~S899400点3.信号报警器用状态继电器：S900~S999100点1.普通型状态继电器：S0~S499500点其中：供初始状态使用（一般用双框表示）S0~S910点供返回原点使用S10~S1910点状态继电器2.停电保持型状态继电器：3.信号报警器用状态继电器：1.1131）状态S是对工序步进型控制进行简易编程的重要软元件，与步进阶梯指令STL组合使用。在不用于步进阶梯指令时，状态S也和辅助继电器一样，可在一般的PLC中应用。2）状态S既可作信号报警器使用，也可用作外部故障诊断的输出。注意1）状态S是对工序步进型控制进行简易编程的重要软元件，与步进114定时器（T）：1、普通型定时器（100ms和10ms两种）（1）100ms（T0~T199200点）定时范围：0.1~3276.7s（2）10ms(T200~T24546点）定时范围：0.01~327.67s相当于时间继电器，当定时器的线圈被驱动时，定时器以增计数方式对PLC内的时钟脉冲（1ms、10ms、100ms)进行累积计时，当计时的当前值与定时器的设定值相等时，其触点动作；当定时器的线圈失电时，其触点立即复位。定时器（T）：1、普通型定时器（100ms和10ms两种）115100ms普通定时器的工作过程举例：100ms普通定时器的工作过程举例：1162、积算型定时器（1ms和100ms两种）1）1ms积算定时器T246~T249共4点定时范围：0.001~32.767s2）100ms积算定时器T250~T255共6点定时范围：0.001~32.767s要点：计时不受断电的影响，可以累加，复位时需要用指令。2、积算型定时器（1ms和100ms两种）1）1m1171ms积算定时器的工作过程举例：1ms积算定时器的工作过程举例：118计数器（c）:编程软元件计数器主要用于计数控制，分为两大类：内部计数器是在执行扫描时对PLC内部软元件（X、Y、M、S、T、C)的位信号（通/断）进行计数的计数器。（1）内部计数器内部计数器有四种不同的类型：1）普通型16位加计数器地址编号为：C0~C99共有100点2）保持型16位加计数器地址编号为：C100~C199共有100点计数器（c）:编程软元件计数器主要用于计数控制，分为两大类：119①两种计数器的设定设定值范围都为：1~32767（K）。②两种类型计数器的复位都是由指令来复位的。编程软元件3）普通型32位加/减计数器C200～C2194）保持型32位加/减计数器C220～C234两种计数设定范围都为：-2147483648~+214748364（K）要点③设定值除了可用常数K设定外，也可间接通过指定数据寄存器来设定，其设定值可超出规定范围。（2）外部计数器（高速计数器）①两种计数器的设定设定值范围都为：1~3276120高速计数器也是32位停电保持型增/减计数器，但它们只对特定的输入端子（X0~X5）的脉冲进行计数。高速计数器采用终端方式处理，与扫描周期无关。编程软元件单相单输入高速计数器高速计数器也是32位停电保持型增/减计数器，121编程软元件数据寄存器（D):（1）普通型数据寄存器D0～D199（200点)（2）停电保持型数据寄存器D200～D7999（7800点）（3）特殊型数据寄存器D8000～D8255（256点）数据寄存器是一种字元件，用来存储数值数据的软元件。每个数据寄存器都是16位。数据寄存器可以分为三种类型（1）P作为一种标号用于跳转指令CJ或子程序调用指令CALL的跳转或调用的地址指针。指针（P/I）要点编程软元件数据寄存器（D):（1）普通型数据寄存器D0～D1122编程软元件（2）I用于中断服务子程序的地址指针。采用中断技术的用户程序在开中断期间，一旦中断响应就停止执行主程序，转去执行由I指针指定的指定服务子程序，直至遇到IRET指令再回到原主程序继续执行下去。编程软元件（2）I用于中断服务子程序的地址指针。采用中123基本逻辑指令1、接点取用与线圈输出指令举例K20Y1T1M1X1X2X1LD0Y1OUT1X2LDI2T1K20OUT3M1OUT4基本逻辑指令1、接点取用与线圈输出指令举例K20Y1T1M1124基本逻辑指令2、逻辑运算指令（1）ANB和ORB指令可连续使用，但不超过7次。（2）在使用ANB和ORB指令时，每个块电路开始总是用LD或LDI指令。要点基本逻辑指令2、逻辑运算指令（1）ANB和ORB125X1C3Y12M11Y10X2Y11X3C0X4X5X7T3K30Y14基本逻辑指令举例X1C3Y12M11Y10X2Y11X3C0X4X5X7T31263、内部信息与器件状态处理指令(1)基本逻辑指令3、内部信息与器件状态处理指令(1)基本逻辑指令127基本逻辑指令MPPX0X5X4Y1X3Y0X2X1Y2X6Y3MPS、MRD、MPP:多重输出指令或堆栈指令堆栈器X0MPSX0MRDX0X0基本逻辑指令MPPX0X5X4Y1X3Y0X2X1Y2X6Y128基本逻辑指令PLS、PLF：脉冲输出指令基本逻辑指令PLS、PLF：脉冲输出指令129基本逻辑指令SET、RST：强迫置位与复位指令基本逻辑指令SET、RST：强迫置位与复位指令130基本逻辑指令4、内部信息与器件状态处理指令(2)LDP、ANDP、ORP指令基本逻辑指令4、内部信息与器件状态处理指令(2)LDP131基本逻辑指令LDF、ANDF、ORF指令基本逻辑指令LDF、ANDF、ORF指令132基本逻辑指令5、程序处理指令基本逻辑指令5、程序处理指令133基本逻辑指令X0X11X12X2X1X10Y31Y30Y21Y20原梯形图MC、MCR：用于主控开始和主控结束指令基本逻辑指令X0X11X12X2X1X10Y31Y30Y21134定时器编程1、接通延时定时器定时器编程1、接通延时定时器1352、断开延时定时器定时器编程2、断开延时定时器定时器编程136计数器编程

计数器编程137定时器与定时器的串接使用定时器与计数器的串接使用定时器与定时器的串接使用定时器与计数器的串接使用138计数器与计数器的串接使用计数器与计数器的串接使用139脉冲发生器先通后断先断后通脉冲发生器先通后断先断后通140实例例一两台电动机动作的时序图如下图所示，试用PLC实现其控制。实例例一两台电动机动作的时序图如下图所示，试用141机床电气控制技术ppt课件142例二M1M210s5sss两台电动机相互协调运转3次，其动作要求时序图如下图所示，试用PLC实现其控制。例二M1M210s5sss两台电动机相互协调143M1M110s5sssM1M110s5sss144例三M1M2M3sss1025520350150010203040三台电动机顺序控制的时序图如下图所示。试用PLC实现其控制。例三M1M2M3sss102552035015001020145M1M2M3sss1025520350150010203040M1M2M3sss10255203501500102030146关键点：1、输入输出关系2、控制和监控的关系3、脉冲发生器I/O连接图PLCCOMCOM～KM1SBKM1KM1KM5例四控制要求：用一台信号灯来监视三台风机的运行状态。监视装置投入运行时，若两台以上风机运行，则信号灯常亮；若一台风机运行，则信号灯以0.5HZ的频率闪光；若一台风机也不运行，则信号灯以2HZ的频率闪光。试用PLC实现其控制。关键点：I/O连接图PCOMCOM～KM1SBKM1KM1K147一台风机运行一台风机也不运行两台以上风机运行输出2HZ脉冲发生器0.5HZ脉冲发生器X1X2X1X3X2X3X1X2X3X1X2X3X4M100M101M102M100M101M100M102X4X4T1T0T1T0T0T1K5K2Y20一台风机运行一台风机也不运行两台以上风机运行输出2HZ脉冲发148例五有甲乙两组彩灯，每组均有4只灯泡。按下按钮SB后，要求甲组彩灯周期性的亮0.5s，灭0.5s；同时乙组彩灯周期性的亮1s，灭1s，再次按下按钮SB后，全部彩灯熄灭。试用PLC完成其控制要求。解：1、所需要的I/O点数输入点：彩灯的点亮和熄灭由一只按钮SB来控制，即只需一个输入点。输出点：两组彩灯共有8只灯泡，即需要8个输出点。2、型号选择选用FX2N-16MR型PLC。3、分配I/O端子具体分配见下表例五有甲乙两组彩灯，每组均有4只灯泡。按149机床电气控制技术ppt课件1504、I/O连接图X0X1X2X3X4X5X6SBCOMLNED1X7X0X1X2X3X4X5X6COMX7～220V～220VED2ED3ED4ED5ED6ED7ED84、I/O连接图X0X1X2X3X4X5X6SBCOMLNE1515、控制电路X1PLSM100M100M101M100M101M101M101M8013Y0Y1Y3Y7Y4Y5Y6Y2PLSM103M102M102Y0M102M103M101Y4Y45、控制电路X1PLSM100M100M101M100M10152机械手动作示意图步进控制及状态转移图机械手动作示意图步进控制及状态转移图153步进控制是指在多工步的控制中，按照一定的顺序分步动作，即上一动作结束后，下一动作才开始。

步进控制的编程软元件是状态继电器S，与步进阶梯指令STL组合使用。在不用于步进阶梯指令时，状态S也和辅助继电器一样，可在一般的PLC中应用。其次，状态S既可作信号报警器使用，也可用作外部故障诊断的输出。步进控制及状态转移图1.普通型状态继电器：S0~S499500点其中：供初始状态使用（一般用双框表示）S0~S910点供返回原点使用S10~S1910点2.停电保持型状态继电器：S500~S899400点步进控制是指在多工步的控制中，按照一定的顺序分154步进控制及状态转移图3.信号报警器用状态继电器：S900~S999100点转移条件开始状态状态1驱动负载转到下一状态S0S20状态转移图绘制规则步进控制及状态转移图3.信号报警器用状态继电器：转移条件开155机械手状态转移图步进控制及状态转移图机械手状态转移图步进控制及状态转移图156步进梯形图和步进指令步进控制编程步骤：1、根据工艺流程画出状态转移图2、根据状态转移图画出步进梯形图，并写出指令表S0S20步进指令：专门用于步进控制的指令。指令格式：操作码STL；操作数S步进返回指令：RETSETS0SETS20S20S0步进梯形图和步进指令步进控制编程步骤：1、根据工艺流程画出状157步进控制编程要点：1、状态也可作普通的辅助继电器使用。但作为辅助继电器使用时，不能提供步进接点。2、步进控制输出的驱动方法：Y22不能编程步进梯形图和步进指令Y22可以编程步进控制编程要点：1、状态也可作普通的辅助继电器使用1583、栈指令的位置：4、状态的转移方法：步进梯形图和步进指令3、栈指令的位置：4、状态的转移方法：步进梯形图和步进指令1595、在不同的步进段，允许有重号的输出（注意：状态号不能重复使用）；在不相邻的步进段，允许使用同一地址编号的定时器（注意：在相邻的步进段不能使用）。步进梯形图和步进指令5、在不同的步进段，允许有重号的输出（注意：状态号不160多流程步进控制1.选择分支与汇合多流程步进控制1.选择分支与汇合1612.并行分支与汇合多流程步进控制2.并行分支与汇合多流程步进控制1623、跳转与循环多流程步进控制3、跳转与循环多流程步进控制163编程实例1、花样喷水控制编程实例1、花样喷水控制164编程实例编程实例165编程实例2、三台电机M1~M3的控制要求为：起动时，M1起动2s后M2才起动，当M2起动起动3s后M3才起动。停止时，要求按M3~M1的顺序停止。M8002X0起动按钮S0S20SET电机M1起动Y1T1K20T1X1X1S25X1按下状态向S25转移S21Y2