PL应用基础技术 3

模块1PLC的初步认知及应用任务1电动机单向连续运转控制1．了解可编程控制器的产生、发展及定义。2．掌握PLC特点、功能、结构、基本工作原理及分类。3．掌握GX-DEVELOPER编程软件初步使用。4．掌握PLC输入输出继电器的功能和特点和使用。5．掌握三相异步电动机的单向连续运转原理及PLC的安装接线方法。知识目标1.1任务目标1．了解可编程控制器的产生、发展及定义。2．掌握PLC特点、功能、结构、基本工作原理及分类。3．掌握GX-DEVELOPER编程软件初步使用。4．掌握PLC输入输出继电器的功能和特点和使用。5．掌握三相异步电动机的单向连续运转原理及PLC的安装接线方法。能力目标1.1任务目标1．培养“用电安全、设备安全、人身安全”意识；2．通过PLC的可靠性措施分析，提高设备可靠性设计意识；3．培养“严谨、细致、一丝不苟、精益求精”职业素养、工匠精神；4．通过了解工业自动化及PLC发展趋势，培养课程学习兴趣和专业认同感；5.通过我国制造业及国产PLC的发展，树立爱国敬业精神。素质目标1.1任务目标任务要求1.2任务分解

要求用PLC来实现三相型异步电动机全压起动单向运转控制。并根据PLC控制接线图完成电动机单向连续运行PLC控制系统的硬件电路的安装接线及调试。任务要求1.2任务分解系统控制要求如下：按下启动按钮，电动机单向运行，松开按钮，电动机继续保持运行，按下停止按钮，电动机停止运行。PLC认知1.2任务分解

可编程控制器是一种专门为工业环境下应用而设计的数字运算电子装置，简称PC或PLC，为了区别于微型计算机“PC”，人们习惯称它为PLC。FX系列PLC是日本三菱公司生产的小型可编程控制器，其新一代产品有FX1S、FX1N、FX2N、FX2NC、FX3U、FX3UC等系列，它们是FX0、FX1及FX2系列PLC的换代产品。图1-3所示的PLC为FX系列的部分产品，这些产品的基本指令和步进指令相同，外部特征基本相似，本书将选用FX3U-48MR机型PLC进行演示。PLC认知1.2任务分解

a）b）d）c）

e）图1-3部分FX系列PLCa）FX1S-30MRb）FX1N-40MRc）FX2-24MRd）FX2N-48MRe）FX3U-48MRPLC认知1.2任务分解

输出端子接口部分指示部分输入端子PLC认知1.2任务分解

三菱FX3U-48MR型PLC的面板示意图1－电源、输入信号端子2－输入指示LED3－电源、运行及程序出错指示LED4－功能扩展连接端口

5－PLC型号6－输出指示LED7－RUN/STOP用开关8－输出信号端子9－编程设备连接用接口10－扩展设备连接接口PLC认知1.2任务分解

端子分类端子名称用途输入端子电源端子（L、N）、接地端子

用于PLC引入外部电源电源端子（S/S、24V）用于PLC输出24V直流电源输入信号端子X0~X27、公共端子0V用于连接PLC与输入设备输出端子输出信号端子Y0~Y27、公共端子COM1、COM2、COM3、COM4、COM5用于连接PLC与输出设备表1-2外部接线端子及其用途注：1.输出端子Y0~Y3使用公共端子COM1，Y4~Y7使用公共端子COM2，Y10~Y13使用公共端子COM3，Y14~Y17使用公共端子COM4，Y20~Y27使用公共端子COM5。2.同组输出端子不能使用不同电源，使用时一定要查阅PLC使用手册，根据负载的大小，电源等级及电源类型，合理分配，正确使用。PLC认知1.2任务分解

LED名称动作情况INLED外部输入开关闭合时，对应的LED点亮OUTLED程序驱动输出继电器动作时，对应的LED点亮POWERLEDPLC处于通电状态时，LED点亮RUNLEDPLC运行时，LED点亮ERRORLED程序错误时，LED闪烁；CPU错误时，LED点亮表1-3指示LED及其动作表示接口名称用途选件连接用接口用于连接存储卡盒、功能扩展板扩展连接用接口用于连接输入、输出扩展单元编程设备连接接口用于连接手持编程器或计算机表1-4常用外部接口及其用途PLC认知1.3任务分解

RUN/STOP开关。将之打至“RUN”位置时，PLC运行；打至“STOP”位置时，PLC停止运行，用户可以进行程序的读写、编辑和修改。型号及其含义

FX3U系列PLC型号

对于FX3U系列PLC的基本单元包括10多种型号，其型号表现形式为：FX3U—○○M□/□FX3U为系列名称；M为基本单元；○○为输入/输出点数；□/□为输入/输出方式：R/ES为AC电源，DC24V（漏型/源型）输入，继电器输出；T/ES为AC电源，DC24V（漏型/源型）输入，晶体管（漏型）输出；T/ESS为AC电源，DC24V（漏型/源型）输入，晶体管（源型）输出；S/ES为AC电源，DC24V（漏型/源型）输入，晶闸管（SSR）输出；R/DS为DC电源，DC24V（漏型/源型）输入，继电器输出；T/DS为DC电源，DC24V（漏型/源型）输入，晶体管（漏型）输出；T/DSS为DC电源，DC24V（漏型/源型）输入，晶体管（源型）输出；R/UA1为AC电源，AC110V输入，继电器输出。1．I/O分配表1.3任务实施

输

入（I）输

出（O）元件功能信号地址元件功能信号地址按钮SB1电机停止X0接触器KM电动机运转Y0按钮SB2电机启动X1

热继电器FR过载保护X2

2．I/O分配表1.3任务实施

进行程序的检查、仿真及调试，确认无误，写入PLC。程序设计1.3任务实施

调试系统，首先按系统接线图连接好系统，然后根据控制要求对系统进行在线调试，直到符合要求。PLC通电，但置于非运行（RUN）状态。观察PLC面板上

的LED指示灯和计算机上显示程序中各触点和线圈的状态。2.PLC置于运行RUN状态，按下启动按钮，观察接触器KM及

指示灯状态和计算机上显示程序中各触点和线圈的状态。3.断开PLC的电源5S后，再通电（PLC在运行RUN状态），观察接触器KM及指示灯状态以及计算机上显示程序中各触点和线圈的状态。接线调试1.3任务实施

任务拓展1.3任务实施

编写餐馆呼叫单元控制PLC程序，控制要求：1)当按下桌子上的按钮1(X0)后墙上指示灯1(Y0)点亮。如果按钮(X0)被松开，灯1(Y0)保持点亮。当按钮2(X1)被按下，墙上的灯2(Y1)点亮。如果按钮2(X1)被松开，灯2(Y1)保持点亮。3)当灯1(Y0)和灯2(Y1)点亮，操作面板上的[PL4](Y23)点亮。4)当操作面板上的[PB1](X20)被按下，墙上的灯1(Y0)和灯2

(Y1)和操作面板中的[PL4](Y23)熄灭。

1968年美国通用汽车公司（GM），为了适应汽车型号的不断更新，生产工艺不断变化的需要，实现小批量、多品种生产，希望能有一种新型工业控制器，它能做到尽可能减少重新设计和更换继电器控制系统及接线，以降低成本，缩短周期。1.4任务知识PLC产生的背景：1968年，GM公司提出十项设计标准：◆编程简单，可在现场修改程序；◆维护方便，采用模块式结构；◆可靠性高于继电器控制柜；◆体积小于继电器控制柜；◆成本可与继电器控制柜竞争；◆可将数据直接送入计算机；◆可直接使用市电交流输入电压；◆输出采用市电交流电压，能直接驱动电磁阀、交流接触器等；◆通用性强，扩展方便；◆能存储程序，存储器容量可以扩展到4KB。1.4任务知识◆

1969年，美国数字设备公司(DEC)研制出第一台PLCPDP-14，并在美国通用汽车自动装配线上试用，获得成功。这种新型的电控装置由于优点多、缺点少，很快就在美国得到了推广应用，1971年日本从美国引进这项技术试制出日本第一台PLC，1973年德国西门子公司研制欧洲第一台PLC，我国1974年开始研制，1977年开始工业应用。S7-1200系列FX3U系列Q系列◆经过多年的发展，国内PLC生产厂约有几十家，但尚未形成规模。国内PLC应用市场仍然以国外产品为主，如：西门子的S7-1200系列、1500系列、，三菱的FX3U系列、Q系列，欧姆龙的C200H系列等。C200H系列1.4任务知识是在电器控制技术和计算机技术的基础上开发出来的，并逐渐发展成为以微处理器为核心，将自动化技术、计算机技术、通信技术融为一体的新型工业控制装置。通用叫法：中文名称为可编程序控制器；英文名称为ProgrammableLogicController，简称PLC。去掉LogicPLC是啥设备？是一种工业控制装置。1.4任务知识1987年，国际电工委员会（IEC）定义：

PLC的定义

“可编程序控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存储器，用来在其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，并通过数字式和模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程控制器及其有关外围设备，都应按易于与工业系统联成一个整体，易于扩充其功能的原则设计”。1.4任务知识可靠性高，抗干扰能力强。编程简单、使用方便。功能完善、通用性强。设计安装简单、维护方便。体积小、重量轻、能耗低，易于实现机电一体化。

PLC的特点1.4任务知识开关量逻辑控制模拟量过程控制运动控制通信联网多级控制现场数据采集处理

PLC的应用领域1.4任务知识按照结构形式分按功能分整体式PLC模块式PLC叠装式PLC低档PLC中档PLC高档PLC

PLC的分类按I/O点数分微型PLC小型PLC中型PLC大型PLC1.4任务知识PLC的基本组成及工作原理

PLC的硬件组成图1-4PLC硬件结构的实物图1.4任务知识图1-5整体式PLC组成示意图外部设备现场用户输出设备微处理器（CPU）运算器控制器输出接口输入接口系统存储器用户存储器I/O扩展接口通信及编程接口编程设备计算机打印机等传感器按钮、开关现场信号电磁阀中间继电器执行器现场用户输入设备扩展设备扩展单元通信模块功能模块电源变换器～110V/220V市电PLC基本单元1.4任务知识图1-6模块式PLC组成示意图PLC的硬件组成电源通信接口智能接口模块编程装置