工業(yè)自動(dòng)化控制實(shí)訓(xùn)裝置使用說(shuō)明書(shū)

1、國(guó)標(biāo)準(zhǔn)DO情工業(yè)自動(dòng)化控制技術(shù)實(shí)訓(xùn)臺(tái)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)山東棟梁科技設(shè)備有限公司本實(shí)訓(xùn)臺(tái)包括三菱可編程序控制器（PLQFX2N-32M在機(jī)一臺(tái)、通訊模塊FX2N-485BD-塊、三菱（A740）變頻器一臺(tái)，人機(jī)界面（EX370Gp尸臺(tái)，步進(jìn)電機(jī)和步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器；其它附件包括按鈕盒、交流接觸器、接近開(kāi)關(guān)、電位器、開(kāi)關(guān)電源（24功、下載通訊電纜等。另外，為了能夠?qū)崿F(xiàn)以太網(wǎng)的通訊功能，后續(xù)還應(yīng)當(dāng)擴(kuò)展以太網(wǎng)模塊及網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)等設(shè)備。在整個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置中，我們圍繞可編程序控制器（PLC）為核心，利用周?chē)骷?lái)模擬工業(yè)設(shè)備中大量應(yīng)用的開(kāi)關(guān)量（I/O）邏輯控制、運(yùn)動(dòng)控制、人機(jī)界面交互控制、數(shù)據(jù)處理和通訊聯(lián)網(wǎng)等功能。使學(xué)生

2、更直觀的了解和學(xué)習(xí)現(xiàn)代工業(yè)控制的理論基礎(chǔ)，達(dá)到學(xué)以致用的效果，為學(xué)生的就業(yè)之路更為平坦，使學(xué)校的教學(xué)質(zhì)量更上一層樓。目錄第一章概述4.1.1 可編程序控制器(PLC)發(fā)展的幾個(gè)階段51.2 可編程序控制器的定義7.1.3 可編程序控制器的分類(lèi)8.1.4 可編程序控制器的特點(diǎn)101.5 可編程序控制器的功能和應(yīng)用13第二章產(chǎn)品介紹151 三菱可編程序控制器(PLC)151 變頻器簡(jiǎn)介261 EX370GP人機(jī)界面291 步進(jìn)電機(jī)簡(jiǎn)介30第三章I/O邏輯控制實(shí)驗(yàn)322.1 可編程序控制器(PLC)控制電機(jī)啟動(dòng)、停止332.2 利用人機(jī)界面EX370Gp控制電機(jī)的啟動(dòng)、停止372.3 利用觸摸式人機(jī)

3、界面GOT1000系列控制電機(jī)的啟動(dòng)、停止.39第四章變頻器控制48 變頻器面板控制電機(jī)啟動(dòng)、停止、正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)48 變頻器外部端子控制50 通過(guò)485網(wǎng)絡(luò)對(duì)變頻器控制53 基于觸摸屏的單一變頻器控制57 基于觸摸屏的多個(gè)變頻器控制58第五章可編程序控制器（PLC）控制步進(jìn)電機(jī)64可編程序控制器（PLC）控制步進(jìn)電機(jī)正反轉(zhuǎn)64可編程序控制器（PLC）控制步進(jìn)電機(jī)正反轉(zhuǎn)（含接近傳感器）.67基于觸摸屏的步進(jìn)電機(jī)控制69第六章通訊72兩臺(tái)可編程序控制器之間的485通訊721:N通信網(wǎng)絡(luò)77第七章綜合實(shí)訓(xùn)82模擬自動(dòng)定長(zhǎng)切板機(jī)82模擬自動(dòng)配料系統(tǒng)85模擬恒壓供水系統(tǒng)91第一章概述在可編程序控制器問(wèn)世以

4、前，工業(yè)控制領(lǐng)域中是以繼電器控制占主導(dǎo)地位的。這種由繼電器構(gòu)成的控制系統(tǒng)有著明顯的缺點(diǎn)：體積大、耗電多、可靠性差、壽命短、運(yùn)行速度不高，尤其是對(duì)生產(chǎn)工藝多變的系統(tǒng)適應(yīng)性更差，一旦生產(chǎn)任務(wù)和工藝發(fā)生變化，就必須重新設(shè)計(jì)，并改變硬件結(jié)構(gòu)，這造成了時(shí)間和資金的嚴(yán)重浪費(fèi)。1968年，美國(guó)通用汽車(chē)公司(GM公司)為了在每次汽車(chē)改型或改變工藝流程時(shí)不改動(dòng)原有繼電器柜內(nèi)的接線，以便降低生產(chǎn)成本，縮短新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)周期，而提出了研制新型邏輯順序控制裝置，并提出了該裝置的研制指標(biāo)要求，即10項(xiàng)招標(biāo)技術(shù)指標(biāo)。其主要內(nèi)容如下：(1)在使用者的工廠里，能以最短的中斷服務(wù)時(shí)間，迅速方便地對(duì)其控制的硬件和設(shè)備進(jìn)行編程，并重

5、新進(jìn)行程序設(shè)計(jì)。(2)所有系統(tǒng)單元必須能在工廠內(nèi)無(wú)特殊支持的設(shè)備、硬件及環(huán)境條件下運(yùn)行。(3)系統(tǒng)的維修必須簡(jiǎn)單易行。在系統(tǒng)中應(yīng)設(shè)計(jì)有狀態(tài)指示器和插入式模塊，以便在最短的停車(chē)時(shí)間內(nèi)使維修和故障診斷變得簡(jiǎn)單易行。(4)裝置的體積應(yīng)小于原有繼電器控制柜的體積，它的能耗也應(yīng)比較少。(5)必須能與中央數(shù)據(jù)收集處理系統(tǒng)進(jìn)行通信，以便監(jiān)視系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)和運(yùn)行情況。(6)輸入開(kāi)關(guān)量可以是已有的標(biāo)準(zhǔn)控制系統(tǒng)的按鈕和限位開(kāi)關(guān)的交流115V電壓信號(hào)。(7)輸出的驅(qū)動(dòng)信號(hào)必須能驅(qū)動(dòng)以交流運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)器和電磁閥線圈，每個(gè)輸出量將設(shè)計(jì)為可開(kāi)停和連續(xù)操縱具有115V、2A以下容量的電磁閥等負(fù)載設(shè)備。(8)具有靈活的擴(kuò)

6、展能力。在擴(kuò)展時(shí)必須能以系統(tǒng)最小的變動(dòng)及最短的更換和停機(jī)時(shí)間，使原有裝置從系統(tǒng)的最小配置擴(kuò)展到系統(tǒng)的最大配置。(9)在購(gòu)買(mǎi)和安裝費(fèi)用上，應(yīng)有與原有繼電器控制和固態(tài)邏輯控制系統(tǒng)的競(jìng)爭(zhēng)力，即具有較高的性能價(jià)格比。(10)用戶(hù)存儲(chǔ)器容量至少在4KB以上(根據(jù)當(dāng)時(shí)的汽車(chē)裝配過(guò)程的要求提出)。從上述10項(xiàng)指標(biāo)可以看出，它實(shí)際上就是當(dāng)今可編程序控制器最基本的功能。將它們歸納一下，其核心為以下四點(diǎn)：(1)用計(jì)算機(jī)代替繼電器控制盤(pán)。(2)用程序代替硬件接線。(3)輸入酶出電平可與外部裝置直接連接。(4)結(jié)構(gòu)易于擴(kuò)展。1.1可編程序控制器(PLC)發(fā)展的幾個(gè)階段可編程序控制器的發(fā)展與計(jì)算機(jī)技術(shù)、半導(dǎo)體集成技術(shù)、

7、控制技術(shù)、數(shù)字技術(shù)、通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等高新技術(shù)的發(fā)展息息相關(guān)。這些高新技術(shù)的發(fā)展推動(dòng)了可編程序控制器的發(fā)展，而可編程序控制器的發(fā)展又對(duì)這些高新技術(shù)提出了更高、更新的要求，促進(jìn)了它們的發(fā)展。從控制功能來(lái)分，可編程序控制器的發(fā)展經(jīng)歷了下列四個(gè)階段：第一階段，從第一臺(tái)可編程序控制器問(wèn)世到20世紀(jì)70年代中期，是可編程序控制器的初創(chuàng)階段。這一階段的產(chǎn)品主要用于邏輯運(yùn)算和定時(shí)、計(jì)數(shù)，它的CPU由中小規(guī)模的數(shù)字集成電路組成，它的控制功能比較簡(jiǎn)單。這一階段的典型產(chǎn)品有MODICON公司的084、ALLEN-BRADLEY(AB)公司的PDQII、DEC的PDP-14、日立公司的SCY-022等。第二階段，從20

8、世紀(jì)70年代中期到末期，是可編程序控制器的擴(kuò)展階段。這一階段產(chǎn)品的主要控制功能得到了較大的發(fā)展。它的發(fā)展主要來(lái)自?xún)煞矫妫皇菑目删幊绦蚩刂破靼l(fā)展而來(lái)的控制器，它的主要功能是邏輯運(yùn)算，同時(shí)擴(kuò)展了其他運(yùn)算功能；二是從模擬儀表發(fā)展而來(lái)的控制器，其主要功能是模擬運(yùn)算，同時(shí)擴(kuò)展了邏輯運(yùn)算功能。這一階段的產(chǎn)品有MODICON公司的184、284、384,西門(mén)子公司的SYMATICS3系列，富士電機(jī)公司的SC系列等。第三階段，從20世紀(jì)70年代末期到80年代中期，是PLC通信功能的實(shí)現(xiàn)階段。與計(jì)算機(jī)通信的發(fā)展相聯(lián)系，PLC也在通信方面有了很大的發(fā)展，初步形成了分布式的通信網(wǎng)絡(luò)體系，但是，由于制造企業(yè)各自為政

9、，通信系統(tǒng)自成系統(tǒng)，因此，各產(chǎn)品互相通信是較困難的。在該階段，由于生產(chǎn)過(guò)程控制的需要，對(duì)PLC的需求大大增加，產(chǎn)品的功能也得到了發(fā)展，數(shù)學(xué)運(yùn)算的功能得到了較大的擴(kuò)充，產(chǎn)品的可靠性進(jìn)一步提高。這一階段的產(chǎn)品有西門(mén)子公司的SYMATICS6系列、富士電機(jī)公司的MI-CREX和德州儀器公司的TI530等。第四階段，從20世紀(jì)80年代中期開(kāi)始，是PLC的開(kāi)放階段。由于開(kāi)放系統(tǒng)的提出，使PLC也得到了較大的發(fā)展。主要表現(xiàn)為通信系統(tǒng)的開(kāi)放，使各制造企業(yè)的產(chǎn)品可以互相通信，通信協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)化使用戶(hù)得到了好處。在這一階段，產(chǎn)品的規(guī)模增大，功能不斷完善，大中型產(chǎn)品多數(shù)有CRT屏幕的顯示功能，產(chǎn)品的擴(kuò)展也因通信功能

10、的改善而變得方便，止匕外，還采用了標(biāo)準(zhǔn)的軟件系統(tǒng)，增加了高級(jí)編程語(yǔ)言等。這一階段的產(chǎn)品有西門(mén)子公司的SYMATICS5和S7系列、AB公司的PLC-5、三菱公司的FX系列等?？删幊绦蚩刂破鞯亩x由于PLC在不斷發(fā)展，因此，對(duì)它進(jìn)行確切的定義是比較困難的。美國(guó)電氣制造商協(xié)會(huì)(NEMA)經(jīng)過(guò)四年的調(diào)查工作，于1980年正式將可編程序控制器命名為PC(ProgrammableController),并給PC作了如下定義：PC是一個(gè)數(shù)字式的電子裝置，它使用了可編程序的記憶體來(lái)存儲(chǔ)指令，用以執(zhí)行諸如邏輯、順序、定時(shí)、計(jì)數(shù)與演算等功能，并通過(guò)數(shù)字或類(lèi)似的輸入酶出模件來(lái)控制各種機(jī)械或工作程序。一部數(shù)字電子計(jì)

11、算機(jī)若是用來(lái)執(zhí)行PC的功能，亦被視同為PC,但不包括鼓式或類(lèi)似的機(jī)械式順序控制器。1982年，國(guó)際電工委員會(huì)(InternationalElectricalCommittee,IEC)頒布了PLC標(biāo)準(zhǔn)草案，1985年提交了第2版，并在1987年的第3版中對(duì)PLC作了如下的定義：PLC是一種專(zhuān)門(mén)為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的進(jìn)行數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲(chǔ)器，用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并能通過(guò)數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類(lèi)型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。PLC及其有關(guān)的外圍設(shè)備都應(yīng)按照易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體和易于擴(kuò)展其功能的原則

12、而設(shè)計(jì)。上述的定義表明，PLC是一種能直接應(yīng)用于工業(yè)環(huán)境的數(shù)字電子裝置,是以微處理器為基礎(chǔ)，結(jié)合計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和通信技術(shù)，用面向控制過(guò)程、面向用戶(hù)的自然語(yǔ)言”編程的一種簡(jiǎn)單易懂、操作方便、可靠性高的新一代通用工業(yè)控制裝置。可編程序控制器的分類(lèi)一按硬件的結(jié)構(gòu)類(lèi)型分類(lèi)可編程序控制器發(fā)展很快，目前，全世界有幾百家工廠正在生產(chǎn)幾千種不同型號(hào)的PLC。為了便于在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)安裝，便于擴(kuò)展，方便接線，其結(jié)構(gòu)與普通計(jì)算機(jī)有很大區(qū)別。通常從組成結(jié)構(gòu)形式上將這些PLC分為兩類(lèi)：一類(lèi)是一體化整體式PLC,另一類(lèi)是結(jié)構(gòu)化模塊式PLC。1）整體式結(jié)構(gòu)從結(jié)構(gòu)上看，早期的可編程序控制器是把CPU、RAM、ROM、I

13、/O接口及與編程器或EPROM寫(xiě)入器相連的接口、輸入/輸出端子、電源、指示燈等都裝配在一起的整體裝置。一個(gè)箱體就是一個(gè)完整的PLC。它的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，成本低，安裝方便，缺點(diǎn)是輸入隔出點(diǎn)數(shù)是固定的，不一定能適合具體的控制現(xiàn)場(chǎng)的需要。這類(lèi)產(chǎn)品有OMRON公司的C20P、C40P、C60P,三菱公司的Fl系列，東芝公司的EX20/40系歹U等。2）模塊式結(jié)構(gòu)模塊式結(jié)構(gòu)又叫積木式。這種結(jié)構(gòu)形式的特點(diǎn)是把PLC的每個(gè)工作單元都制成獨(dú)立的模塊，如CPU模塊、輸入模塊、輸出模塊、電源模塊、通信模塊等。另外，機(jī)器上有一塊帶有插梢的母板，實(shí)質(zhì)上就是計(jì)算機(jī)總線。把這些模塊按控制系統(tǒng)需要選取后，都插到母板

14、上，就構(gòu)成了一個(gè)完整的PLC。這種結(jié)構(gòu)的PLC的特點(diǎn)是系統(tǒng)構(gòu)成非常靈活，安裝、擴(kuò)展、維修都很方便，缺點(diǎn)是體積比較大。常見(jiàn)產(chǎn)品有OMRON公司的C200H、C1000H、C2000H,西門(mén)子公司的S5-115U、S7-300、S7-400系列等。二按應(yīng)用規(guī)模及功能分類(lèi)為了適應(yīng)不同工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的應(yīng)用要求，可編程序控制器能夠處理的輸入/輸出信號(hào)數(shù)是不一樣的。一般將一路信號(hào)叫做一個(gè)點(diǎn)，將輸入點(diǎn)數(shù)和輸出點(diǎn)數(shù)的總和稱(chēng)為機(jī)器的點(diǎn)。按照點(diǎn)數(shù)的多少，可將PLC分為超小(微)、小、中、大、超大等五種類(lèi)型。(1)超小型PLC:I/O點(diǎn)數(shù)小于64點(diǎn)，內(nèi)存容量為256B1KB。(2)小型PLC:I/O點(diǎn)數(shù)為65128點(diǎn)

15、，內(nèi)存容量為13.6KB。小型及超小型PLC在結(jié)構(gòu)上一般是一體化整體式的，主要用于中等容量的開(kāi)關(guān)量控制，具有邏輯運(yùn)算、定時(shí)、計(jì)數(shù)、順序控制、通信等功能。(3)中型PLC:I/O點(diǎn)數(shù)范圍為129512點(diǎn)，內(nèi)存容量為3.613KB。中型PLC除具有小型、超小型PLC的功能外，還增加了數(shù)據(jù)處理能力，適用于小規(guī)模的綜合控制系統(tǒng)。(4)大型PLC:I/O點(diǎn)數(shù)范圍為513896點(diǎn)，內(nèi)存容量為13KB以上。(5)超大型PLC:I/O點(diǎn)數(shù)為896點(diǎn)以上，內(nèi)存容量為13KB以上。上述劃分方式并不十分嚴(yán)格，也不是一成不變的。隨著PLC的不斷發(fā)展，劃分標(biāo)準(zhǔn)已有過(guò)多次的修改?？删幊绦蚩刂破鬟€可以按功能分為低檔機(jī)、中檔

16、機(jī)和高檔機(jī)。低檔機(jī)以邏輯運(yùn)算為主，具有定時(shí)、計(jì)數(shù)、移位等功能。中檔機(jī)一般有整數(shù)及浮點(diǎn)運(yùn)算、數(shù)制轉(zhuǎn)換、PID調(diào)節(jié)、中斷控制及聯(lián)網(wǎng)功能，可用于復(fù)雜的邏輯運(yùn)算及閉環(huán)控制場(chǎng)合。高檔機(jī)具有更強(qiáng)的數(shù)字處理能力，可進(jìn)行矩陣運(yùn)算、函數(shù)運(yùn)算，完成數(shù)據(jù)管理工作，有更強(qiáng)的通信能力，可以和其他計(jì)算機(jī)構(gòu)成分布式生產(chǎn)過(guò)程綜合控制管理系統(tǒng)?？删幊绦蚩刂破鞯陌垂δ軇澐旨鞍袋c(diǎn)數(shù)規(guī)模劃分是有一定聯(lián)系的。一般來(lái)說(shuō)，大型機(jī)、超大型機(jī)都是高檔機(jī)。機(jī)型和機(jī)器的結(jié)構(gòu)形式及內(nèi)部存儲(chǔ)器的容量一般也有一定的聯(lián)系，大型機(jī)一般都是模塊式機(jī)，都有很大的內(nèi)存容量。可編程序控制器的特點(diǎn)PLC能如此迅速發(fā)展的原因，除了工業(yè)自動(dòng)化的客觀需要外，還有許多獨(dú)特的

17、優(yōu)點(diǎn)。它較好地解決了工業(yè)控制領(lǐng)域中普遍關(guān)心的可靠、安全、靈活、方便、經(jīng)濟(jì)等問(wèn)題。其主要特點(diǎn)如下：編程方法簡(jiǎn)單易學(xué)梯形圖是可編程序控制器使用最多的編程語(yǔ)言，其電路符號(hào)和表達(dá)方式與繼電器電路原理圖相似。梯形圖語(yǔ)言形象直觀，易學(xué)易懂，熟悉繼電器電路圖的電氣技術(shù)人員只要花幾天時(shí)間就可以熟悉梯形圖語(yǔ)言，并用來(lái)編制用戶(hù)程序。梯形圖語(yǔ)言實(shí)際上是一種面向用戶(hù)的高級(jí)語(yǔ)言，可編程序控制器在執(zhí)行梯形圖程序時(shí)，應(yīng)先用解釋程序?qū)⑺g”成匯編語(yǔ)言后再去執(zhí)行。功能強(qiáng)，性能價(jià)格比高一臺(tái)小型可編程序控制器內(nèi)有成百上千個(gè)可供用戶(hù)使用的編程元件，可以實(shí)現(xiàn)非常復(fù)雜的控制功能。與相同功能的繼電器系統(tǒng)相比，它具有很高的性能價(jià)格比?？删?/p>

18、程序控制器可以通過(guò)通信聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)分散控制與集中管理。硬件配套齊全，用戶(hù)使用方便，適應(yīng)性強(qiáng)可編程序控制器產(chǎn)品已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、模塊化，配備有品種齊全的各種硬件裝置供用戶(hù)選用，用戶(hù)能靈活方便地進(jìn)行系統(tǒng)配置，組成不同功能、不同規(guī)模的系統(tǒng)?？删幊绦蚩刂破鞯陌惭b接線也很方便，一般用接線端子連接外部接線?？删幊绦蚩刂破饔休^強(qiáng)的帶負(fù)載能力，可以直接驅(qū)動(dòng)一般的電磁閥和交流接觸器。硬件配置確定后，可以通過(guò)修改用戶(hù)程序,方便快速地適應(yīng)工藝條件的變化?？煽啃愿?，抗干擾能力強(qiáng)傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)中使用了大量的中間繼電器、時(shí)間繼電器。由于觸點(diǎn)接觸不良，容易出現(xiàn)故障。可編程序控制器用軟件代替大量的中間繼電器和時(shí)間繼電器

19、，僅剩下與輸入和輸出有關(guān)的少量硬件，接線可減少到繼電器控制系統(tǒng)的1/101/100,因觸點(diǎn)接觸不良造成的故障大為減少。可編程序控制器采取了一系列硬件和軟件抗干擾措施，具有很強(qiáng)的抗干擾能力，平均無(wú)故障時(shí)間達(dá)到數(shù)萬(wàn)小時(shí)以上，可以直接用于有強(qiáng)烈干擾的工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)?？删幊绦蚩刂破饕驯粡V大用戶(hù)公認(rèn)為是最可靠的工業(yè)控制設(shè)備之。系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試工作量少可編程序控制器用軟件功能取代了繼電器控制系統(tǒng)中大量的中間繼電器、時(shí)間繼電器、計(jì)數(shù)器等器件，使控制柜的設(shè)計(jì)、安裝、接線工作量大大減少?？删幊绦蚩刂破鞯奶菪螆D程序一般采用順序控制設(shè)計(jì)法。這種編程方法很有規(guī)律，容易掌握。對(duì)于復(fù)雜的控制系統(tǒng)，梯形圖的設(shè)計(jì)時(shí)間比繼

20、電器系統(tǒng)電路圖的設(shè)計(jì)時(shí)間要少得多?？删幊绦蚩刂破鞯挠脩?hù)程序可以在實(shí)驗(yàn)室模擬調(diào)試，輸入信號(hào)用小開(kāi)關(guān)來(lái)模擬，通過(guò)可編程序控制器上的發(fā)光二極管可觀察輸出信號(hào)的狀態(tài)。完成了系統(tǒng)的安裝和接線后，在現(xiàn)場(chǎng)的統(tǒng)調(diào)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題一般通過(guò)修改程序就可以解決，系統(tǒng)的調(diào)試時(shí)間比繼電器系統(tǒng)要少得多。維修工作量小，維修方便可編程序控制器的故障率很低，且有完善的自診斷和顯示功能。可編程序控制器或外部的輸入裝置和執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)生故障時(shí)，可以根據(jù)可編程序控制器上的發(fā)光二極管或編程器提供的信息迅速地查明產(chǎn)生故障的原因，用更換模塊的方法迅速地排除故障。體積小，能耗低對(duì)于復(fù)雜的控制系統(tǒng)，使用可編程序控制器后，可以減少大量的中間繼電器和

21、時(shí)間繼電器，小型可編程序控制器的體積僅相當(dāng)于幾個(gè)繼電器的大小，因此可將開(kāi)關(guān)柜的體積縮小到原來(lái)的1/21/10?？删幊绦蚩刂破鞯呐渚€比繼電器控制系統(tǒng)的配線少得多，故可以省下大量的配線和附件，減少大量的安裝接線工時(shí)，加上開(kāi)關(guān)柜體積的縮小，可以節(jié)省大量的費(fèi)用可編程序控制器的功能和應(yīng)用開(kāi)關(guān)邏輯和順序控制這是PLC應(yīng)用最廣泛、最基本的場(chǎng)合。它的主要功能是完成開(kāi)關(guān)邏輯運(yùn)算和進(jìn)行順序邏輯控制，從而可以實(shí)現(xiàn)各種簡(jiǎn)單或十分復(fù)雜的控制要求。模擬控制在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，許多連續(xù)變化的需要進(jìn)行控制的物理量，如溫度、壓力、流量、液位等，這些都屬于模擬量。為了實(shí)現(xiàn)工業(yè)領(lǐng)域?qū)δM量控制的廣泛要求，目前大部分PLC產(chǎn)品都具備處

22、理這類(lèi)模擬量的功能。特別是當(dāng)系統(tǒng)中模擬量控制點(diǎn)數(shù)不多，同時(shí)混有較多的開(kāi)關(guān)量時(shí)，PLC具有其他控制裝置所無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)。另外，某些PLC產(chǎn)品還提供了典型控制策略模塊，如PID模塊，從而可實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的PID等反饋或其他模擬量的控制運(yùn)算。定時(shí)控制PLC具有很強(qiáng)的定時(shí)、計(jì)數(shù)功能，它可以為用戶(hù)提供數(shù)十甚至上百個(gè)定時(shí)器與計(jì)數(shù)器。對(duì)于定時(shí)器，其定時(shí)間隔可以由用戶(hù)加以設(shè)定。對(duì)于計(jì)數(shù)器，如果需要對(duì)頻率較高的信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，則可以選擇高速計(jì)數(shù)器。數(shù)據(jù)處理新型PLC都具有數(shù)據(jù)處理的能力，它不僅能進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送,而且還能進(jìn)行數(shù)據(jù)比較、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)顯示打印等功能，有些PLC還可以進(jìn)行浮點(diǎn)運(yùn)算和函數(shù)運(yùn)算。信號(hào)聯(lián)鎖

23、系統(tǒng)信號(hào)聯(lián)鎖是安全生產(chǎn)所必需的。在信號(hào)聯(lián)鎖系統(tǒng)中，采用高可靠性的PLC是安全生產(chǎn)的要求。對(duì)安全要求高的系統(tǒng)還可采用多重的檢出元件和聯(lián)鎖系統(tǒng)，而對(duì)其中的邏輯運(yùn)算等，可采用冗余的PLC實(shí)現(xiàn)。通信聯(lián)網(wǎng)把PLC作為下位機(jī)，與上位機(jī)或同級(jí)的可編程序控制器進(jìn)行通信，可完成數(shù)據(jù)的處理和信息的交換，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程的信息控制和管理，因此PLC是實(shí)現(xiàn)工廠自動(dòng)化的理想工業(yè)控制器。第二章產(chǎn)品介紹三菱可編程序控制器（PLC）三菱可編程序控制器（PLC）是日本三菱電機(jī)工業(yè)有限公司自行研發(fā)和制造的自主產(chǎn)品，根據(jù)功能的不同分為FX0N系列、FX1N系列、FX2N系列、Q系列等；根據(jù)輸出方式的不同又分為MT（晶體管）輸出和

24、MR（繼電器）輸出。FX2系列可編程序控制器是日本三菱公司繼F1、F2系列可編程序控制器之后推出的新產(chǎn)品。它采用整體式結(jié)構(gòu)，按功能可分為基本單元、擴(kuò)展單元、擴(kuò)展模塊及特殊適配器等四種類(lèi)型產(chǎn)品?；締卧獌?nèi)有CPU、存儲(chǔ)器、輸入酶出（I/O）、電源等，是一個(gè)完整的PC機(jī)，可以單獨(dú)使用?；締卧吞?hào)表示方法如下：FX2xxMXII2式中，1部分用兩位數(shù)表示輸入/輸出（I/O）的總點(diǎn)數(shù)，有16、24、32、48、64和80六種；2部分用字符表示輸出類(lèi)型：R表示繼電器觸點(diǎn)輸出，T表示晶體管輸出，S表示雙向晶閘管輸出。例如，F(xiàn)X2-32MR表示是FX2系列的基本單元，輸入/輸出（I/O）總點(diǎn)數(shù)為32點(diǎn)，其

25、中16點(diǎn)為直流24V輸入，16點(diǎn)為繼電器輸出。FX2系列輸入類(lèi)型為直流輸入，采用直流24V或交流220V供電。輸出類(lèi)型有繼電器、晶體管、雙向晶閘管三種輸出形式。繼電器輸出可靠性高，價(jià)格低，適用電壓范圍廣，既可控制交流負(fù)載又可控制直流負(fù)載，因而使用廣泛；但因?yàn)橛杏|點(diǎn)輸出，尤其在感性負(fù)載時(shí)繼電器觸點(diǎn)壽命較短，動(dòng)作響應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)（10ms以下），因而不適應(yīng)要求高速通斷、快速響應(yīng)的工作場(chǎng)合。晶體管輸出是無(wú)觸點(diǎn)輸出，動(dòng)作響應(yīng)時(shí)間短（0.5ms以下），用于控制直流負(fù)載。雙向晶閘管輸出亦是無(wú)觸點(diǎn)輸出，動(dòng)作響應(yīng)時(shí)間較短，用于控制交流負(fù)載。晶體管和雙向晶閘管輸出過(guò)載、過(guò)壓能力較差，價(jià)格高，因而適應(yīng)于要求高速通斷、

26、快速響應(yīng)的工作場(chǎng)合。在本裝置中我們使用的是FX2N32MT的主機(jī)。本裝置選用MT（晶體管輸出）機(jī)型的主要原因是為了能夠在本裝置上同時(shí)實(shí)現(xiàn)PLC晶體管的運(yùn)動(dòng)控制及I/O控制功能的實(shí)訓(xùn)。PLC的工作原理PLC是采用“順序掃描，不斷循環(huán)”的方式進(jìn)行工作的。即在PLC運(yùn)行時(shí)，CPU根據(jù)用戶(hù)按控制要求編制好并存于用戶(hù)存儲(chǔ)器中的程序，按指令步序號(hào)（或地址號(hào)）作周期性循環(huán)掃描，如無(wú)跳轉(zhuǎn)指令，則從第一條指令開(kāi)始逐條順序執(zhí)行用戶(hù)程序，直至程序結(jié)束。然后重新返回第一條指令，開(kāi)始下一輪新的掃描。在每次掃描過(guò)程中，還要完成對(duì)輸入信號(hào)的采樣和對(duì)輸出狀態(tài)的刷新等工作。PLC的掃描一個(gè)周期必經(jīng)輸入采樣、程序執(zhí)行和輸出刷新三

27、個(gè)階段。PLC在輸入采樣階段：首先以?huà)呙璺绞桨错樞驅(qū)⑺袝捍嬖谳斎腈i存器中的輸入端子的通斷狀態(tài)或輸入數(shù)據(jù)讀入，并將其寫(xiě)入各對(duì)應(yīng)的輸入狀態(tài)寄存器中，即刷新輸入。隨即關(guān)閉輸入端口，進(jìn)入程序執(zhí)行階段。PLC在程序執(zhí)行階段：按用戶(hù)程序指令存放的先后順序掃描執(zhí)行每條工業(yè)自動(dòng)化控制技術(shù)實(shí)訓(xùn)臺(tái)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)指令，經(jīng)相應(yīng)的運(yùn)算和處理后，其結(jié)果再寫(xiě)入輸出狀態(tài)寄存器中，輸出狀態(tài)寄存器中所有的內(nèi)容隨著程序的執(zhí)行而改變。輸出刷新階段：當(dāng)所有指令執(zhí)行完畢，輸出狀態(tài)寄存器的通斷狀態(tài)在輸出刷新階段送至輸出鎖存器中，并通過(guò)一定的方式（繼電器、晶體管或晶閘管）輸出，驅(qū)動(dòng)相應(yīng)輸出設(shè)備工作。PLC的程序編制1、編程元件PLC是采用軟件

28、編制程序來(lái)實(shí)現(xiàn)控制要求的。編程時(shí)要使用到各種編程元件，它們可提供無(wú)數(shù)個(gè)動(dòng)合和動(dòng)斷觸點(diǎn)。編程元件是指輸入繼電器、輸出繼電器、輔助繼電器、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器、通用寄存器、數(shù)據(jù)寄存器及特殊功能繼電器等。PLC內(nèi)部這些繼電器的作用和繼電接觸控制系統(tǒng)中使用的繼電器十分相似，也有“線圈”與“觸點(diǎn)”，但它們不是“硬”繼電器，而是PLC存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)單元。當(dāng)寫(xiě)入該單元的邏輯狀態(tài)為“1”時(shí)，則表示相應(yīng)繼電器線圈得電，其動(dòng)合觸點(diǎn)閉合，動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開(kāi)。所以，內(nèi)部的這些繼電器稱(chēng)之為“軟”繼電器。FX2N-48MR編程元件的編號(hào)范圍與功能說(shuō)明如下表所示元件名稱(chēng)代表字母編號(hào)范圍功能說(shuō)明輸入繼電器XX0X27共24點(diǎn)接受外部輸入設(shè)

29、備的信號(hào)輸出繼電YY0Y27共24輸出程序執(zhí)行結(jié)果并驅(qū)動(dòng)外部設(shè)器點(diǎn)備輔助繼電器MM0M499共500點(diǎn)在程序內(nèi)部使用，不能提供外部輸出繼電器TT0T199100ms延時(shí)定時(shí)繼電器，觸點(diǎn)在程序內(nèi)部使用T200T24510ms延時(shí)定時(shí)繼電器，觸點(diǎn)在程序內(nèi)部使用計(jì)數(shù)繼電器CC0C99加法計(jì)數(shù)繼電器，觸點(diǎn)在程序內(nèi)部使用數(shù)據(jù)寄存器DD0D199數(shù)據(jù)處理用的數(shù)值存儲(chǔ)元件嵌套指針N、PN0N7P0P127N主控用，P跳躍、子程序用2、編程語(yǔ)言所謂程序編制，就是用戶(hù)根據(jù)控制對(duì)象的要求，利用PLC廠家提供的程序編制語(yǔ)言，將一個(gè)控制要求描述出來(lái)的過(guò)程。PLC最常用的編程語(yǔ)言是梯形圖語(yǔ)言和指令語(yǔ)句表語(yǔ)言，且兩者常常

30、聯(lián)合使用。1）梯形圖（語(yǔ)言）梯形圖是一種從繼電接觸控制電路圖演變而來(lái)的圖形語(yǔ)言。它是借助類(lèi)似于繼電器的動(dòng)合、動(dòng)斷觸點(diǎn)、線圈以及串、并聯(lián)等術(shù)語(yǔ)和符號(hào)，根據(jù)控制要求聯(lián)接而成的表示PLC輸入和輸出之間邏輯關(guān)系的圖形，直觀易懂。梯形圖中常用|卜圖形符號(hào)分別表示PLC編程元件的動(dòng)斷和動(dòng)合接點(diǎn)；一o表示它們的線圈。梯形圖中編程元件的種類(lèi)用圖形符號(hào)及標(biāo)注的字母或數(shù)加以區(qū)別。梯形圖的設(shè)計(jì)應(yīng)注意到以下三點(diǎn)：梯形圖按從左到右、自上而下的順序排列。每一邏輯行（或稱(chēng)梯級(jí)）起始于左母線，然后是觸點(diǎn)的串、并聯(lián)接，最后是線圈與右母線相聯(lián)。梯形圖中每個(gè)梯級(jí)流過(guò)的不是物理電流，而是“概念電流”，從左流向右，其兩端沒(méi)有電源。這個(gè)

31、“概念電流”只是用來(lái)形象地描述用戶(hù)程序執(zhí)行中應(yīng)滿(mǎn)足線圈接通的條件。輸入繼電器用于接收外部輸入信號(hào)，而不能由PLC內(nèi)部其它繼電器的觸點(diǎn)來(lái)驅(qū)動(dòng)。因此，梯形圖中只出現(xiàn)輸入繼電器的觸點(diǎn)，而不出現(xiàn)其線圈。輸出繼電器則輸出程序執(zhí)行結(jié)果給外部輸出設(shè)備，當(dāng)梯形圖中的輸出繼電器線圈得電時(shí)，就有信號(hào)輸出，但不是直接驅(qū)動(dòng)輸出設(shè)備，而要通過(guò)輸出接口的繼電器、晶體管或晶閘管才能實(shí)現(xiàn)。輸出繼電器的觸點(diǎn)也可供內(nèi)部編程使用。2）指令語(yǔ)句表指令語(yǔ)句表是一種用指令助記符來(lái)編制PLC程序的語(yǔ)言，它類(lèi)似于計(jì)算機(jī)的匯編語(yǔ)言，但比匯編語(yǔ)言易懂易學(xué)，若干條指令組成的程序就是指令語(yǔ)句表。一條指令語(yǔ)句是由步序、指令語(yǔ)和作用器件編號(hào)三部分組成。

32、下例為PLC實(shí)現(xiàn)三相鼠籠電動(dòng)機(jī)起/?？刂频膬煞N編程語(yǔ)言的表示方法：步序指令語(yǔ)器件號(hào)KMSSSTKM/(1)繼電接觸控制線路圖0LDX0001ORY0002ANIX0013OUTY0004END2.1.3基本指令簡(jiǎn)介基本指令如表所示:名稱(chēng)助記符目標(biāo)元件說(shuō)明取指令LDX、Y、M、S、T、C常開(kāi)接點(diǎn)邏輯運(yùn)算起始取反指令LDIX、Y、M、S、T、C常閉接點(diǎn)邏輯運(yùn)算起始線圈驅(qū)動(dòng)指令OUTY、M、S、T、C驅(qū)動(dòng)線圈的輸出與指令A(yù)NDX、Y、M、S、T、C單個(gè)常開(kāi)接點(diǎn)的串聯(lián)與非指令A(yù)NIX、Y、M、S、T、C單個(gè)常閉接點(diǎn)的串聯(lián)或指令ORX、Y、M、S、T、C單個(gè)常開(kāi)接點(diǎn)的并聯(lián)或非指令ORIX、Y、M、S、T

33、、C單個(gè)常閉接點(diǎn)的并聯(lián)或塊指令ORB無(wú)用聯(lián)電路塊的并聯(lián)連接與塊指令A(yù)NB無(wú)并聯(lián)電路塊的串聯(lián)連接主控指令MCY、M公共串聯(lián)接點(diǎn)的連接主控復(fù)位指令MCRY、MMC的復(fù)位置位指令SETY、M、S使動(dòng)作保持復(fù)位指令RSTY、M、S、D、V、Z、T、C使操作保持復(fù)位上升沿產(chǎn)生脈沖指令PLSY、M輸入信號(hào)上升沿產(chǎn)生脈沖輸出下降沿產(chǎn)生脈沖指令PLFY、M輸入信號(hào)下降沿產(chǎn)生脈沖輸出空操作指令NOP無(wú)使步序作空操作程序結(jié)束指令END無(wú)程序結(jié)束、邏輯取及線圈驅(qū)動(dòng)指令LD、LDI、OUTLD,取指令。表示一個(gè)與輸入母線相連的動(dòng)合接點(diǎn)指令，即動(dòng)合接點(diǎn)邏輯運(yùn)算起始。LDI,取反指令。表示一個(gè)與輸入母線相連的動(dòng)斷接點(diǎn)指令

34、，即動(dòng)斷接點(diǎn)邏輯運(yùn)算起始。OUT,線圈驅(qū)動(dòng)指令，也叫輸出指令。LD、LDI兩條指令的目標(biāo)元件是X、Y、M、S、T、C,用于將接點(diǎn)接到母線上。也可以與后述的ANB指令，ORB指令配合使用，在分支起點(diǎn)也可使用。OUT是驅(qū)動(dòng)線圈的輸出指令，它的目標(biāo)元件是Y、M、S、T、Co對(duì)輸入繼電器不能使用。OUT指令可以連續(xù)使用多次。LD、LDI是一個(gè)程序步指令，這里的一個(gè)程序步即是一個(gè)字。OUT是多程序步指令，要視目標(biāo)元件而定。OUT指令目標(biāo)元件是定時(shí)器和計(jì)數(shù)器時(shí)，必須設(shè)置常數(shù)K。二、接點(diǎn)串聯(lián)指令A(yù)ND、ANIAND,與指令。用于單個(gè)動(dòng)合接點(diǎn)的串聯(lián)。ANI,與非指令。用于單個(gè)動(dòng)斷接點(diǎn)的串聯(lián)。AND與ANI都是

35、一個(gè)程序步指令，它們串聯(lián)接點(diǎn)的個(gè)數(shù)沒(méi)有限制，也就是說(shuō)這兩條指令可以多次重復(fù)使用。這兩條指令的目標(biāo)元件為X、Y、M、S、T、CoOUT指令后，通過(guò)接點(diǎn)對(duì)其它線圖使用OUT指令稱(chēng)為縱輸出或連續(xù)輸出。這種連續(xù)輸出如果順序沒(méi)錯(cuò)，可以多次重復(fù)。三、接點(diǎn)并聯(lián)指令OR、ORIOR,或指令，用于單個(gè)動(dòng)合接點(diǎn)的并聯(lián)。ORI,或非指令，用于單個(gè)動(dòng)斷接點(diǎn)的并聯(lián)。OR與ORI指令都是一個(gè)程序步指令，它們的目標(biāo)元件是X、Y、M、S、T、Co這兩條指令都是一個(gè)接點(diǎn)。需要兩個(gè)以上接點(diǎn)串聯(lián)連接電路塊的并聯(lián)連接時(shí)，要用后述的ORB指令。OR、ORI是從該指令的當(dāng)前步開(kāi)始，對(duì)前面的LD、LDI指令并聯(lián)連接。并聯(lián)的次數(shù)無(wú)限制。四、

36、串聯(lián)電路塊的并聯(lián)連接指令ORB兩個(gè)或兩個(gè)以上的接點(diǎn)串聯(lián)連接的電路叫串聯(lián)電路塊。串聯(lián)電路塊并聯(lián)連接時(shí)，分支開(kāi)始用LD、LDI指令，分支結(jié)束用ORB指令。ORB指令與后述的ANB指令均為無(wú)目標(biāo)元件指令，而兩條無(wú)目標(biāo)元件指令的步長(zhǎng)都為一個(gè)程序步。ORB有時(shí)也簡(jiǎn)稱(chēng)或塊指令。ORB指令的使用方法有兩種：一種是在要并聯(lián)的每個(gè)串聯(lián)電路后加ORB指令；另一種是集中使用ORB指令。對(duì)于前者分散使用ORB指令時(shí)，并聯(lián)電路塊的個(gè)數(shù)沒(méi)有限制，但對(duì)于后者集中使用ORB指令時(shí)，這種電路塊并聯(lián)的個(gè)數(shù)不能超過(guò)8個(gè)（即重復(fù)使用LD、LDI指令的次數(shù)限制在8次以下），所以不推薦用后者編程。五、并聯(lián)電路的串聯(lián)連接指令A(yù)NB兩個(gè)或兩

37、個(gè)以上接點(diǎn)并聯(lián)電路稱(chēng)為并聯(lián)電路塊，分支電路并聯(lián)電路塊與前面電路串聯(lián)連接時(shí)，使用ANB指令。分支的起點(diǎn)用LD、LDI指令，并聯(lián)電路結(jié)束后，使用ANB指令與前面電路串聯(lián)。ANB指令也簡(jiǎn)稱(chēng)與塊指令，ANB也是無(wú)操作目標(biāo)元件，是一個(gè)程序步指令。六、主控及主控復(fù)位指令MC、MCRMC為主控指令，用于公共串聯(lián)接點(diǎn)的連接，MCR叫主控復(fù)位指令，即MC的復(fù)位指令。在編程時(shí)，經(jīng)常遇到多個(gè)線圈同時(shí)受到一個(gè)或一組接點(diǎn)控制。如果在每個(gè)線圈的控制電路中都串入同樣的接點(diǎn)，將多占用存儲(chǔ)單元，應(yīng)用主控指令可能解決這一問(wèn)題。使用主控指令的接點(diǎn)稱(chēng)為主控接點(diǎn)，它在梯形圖中與一般的接點(diǎn)垂直。它們是與母線相連的動(dòng)合接點(diǎn)，是控制一組電路

38、的總開(kāi)關(guān)。MC指令是3程序步，MCR指令是2程序步，兩條指令的操作目標(biāo)元件是Y、M,但不允許使用特殊輔助繼電器M。七、置位與復(fù)位指令SET、RSTSET為置位指令，使動(dòng)作保持；RST為復(fù)位指令，使操作保持復(fù)位。SET指令的操作目標(biāo)元件為Y、M、So而RST指令的操作元件為Y、M、S、D、V、Z、T、Co這兩條指令是13個(gè)程序步。用RST指令可以對(duì)定時(shí)器、計(jì)數(shù)器、數(shù)據(jù)寄存、變址寄存器的內(nèi)容清零。八、脈沖輸出指令PLS、PLFPLS指令在輸入信號(hào)上升沿產(chǎn)生脈沖輸出，而PLF在輸入信號(hào)下降沿產(chǎn)生脈沖輸出，這兩條指令都是2程序步，它們的目標(biāo)元件是Y和M,但特殊輔助繼電器不能作目標(biāo)元件。使用PLS指令，

39、元件Y、M僅在驅(qū)動(dòng)輸入接通后的一個(gè)掃描周期內(nèi)動(dòng)作（置1）。而使用PLF指令，元件Y、M僅在驅(qū)動(dòng)輸入斷開(kāi)后的一個(gè)掃描周期內(nèi)動(dòng)作。使用這兩條指令時(shí)，要特別注意目標(biāo)元件。例如，在驅(qū)動(dòng)輸入接通時(shí)，PLC由運(yùn)行到停機(jī)到運(yùn)行，此時(shí)PLSM0動(dòng)作，但PLSM600（斷電時(shí)，電池后備的輔助繼電器）不動(dòng)作。這是因?yàn)镸600是特殊保持繼電器，即使在斷電停機(jī)時(shí)其動(dòng)作也能保持。九、空操作指令NOPNOP指令是一條無(wú)動(dòng)作、無(wú)目標(biāo)元件的1程序步指令。空操作指令使該步序作空操作。用NOP指令替代已寫(xiě)入指令，可以改變電路。在程序中加入NOP指令，在改動(dòng)或追加程序時(shí)可以減少步序號(hào)的改變。十、程序結(jié)束指令ENDEND是一條無(wú)目標(biāo)

40、元件的1程序步指令。PLC反復(fù)進(jìn)行輸入處理、程序運(yùn)算、輸出處理，若在程序最后寫(xiě)入END指令，則END以后的程序就不再執(zhí)行，直接進(jìn)行輸出處理。在程序調(diào)試過(guò)程中，按段插入END指令，可以按順序擴(kuò)大對(duì)各程序段動(dòng)作的檢查。采用END指令將程序劃分為若干段，在確認(rèn)處于前面電路塊的動(dòng)作正確無(wú)誤之后，依次刪去END指令。要注意的是在執(zhí)行END指令時(shí)，也刷新監(jiān)視時(shí)鐘。2.1.4編程的八個(gè)步驟(一)決定系統(tǒng)所需的動(dòng)作及次序當(dāng)使用可編程控制器時(shí)，最重要的一點(diǎn)是決定系統(tǒng)所需的輸入及輸出，這主要取決于系統(tǒng)所需的輸入及輸出接口分立元件。輸入及輸出要求：(1)第一步是設(shè)定系統(tǒng)輸入及輸出數(shù)目，可由系統(tǒng)的輸入及輸出分立元件數(shù)

41、目直接取得。本實(shí)驗(yàn)裝置的輸入輸出點(diǎn)數(shù)是：輸入24點(diǎn)，輸出24點(diǎn)。(2)第二步是決定控制先后、各器件相應(yīng)關(guān)系以及作出何種反應(yīng)。(二)將輸入及輸出器件編號(hào)第一輸入和輸出，包括定時(shí)器、計(jì)數(shù)器、內(nèi)置繼電器等都有一個(gè)唯一的對(duì)應(yīng)編號(hào)，不能混用。(三)畫(huà)出梯形圖根據(jù)控制系統(tǒng)的動(dòng)作要求，畫(huà)出梯形圖。梯形圖設(shè)計(jì)規(guī)則(1)觸點(diǎn)應(yīng)畫(huà)在水平線上，不能畫(huà)在垂直分支上。應(yīng)根據(jù)自左至右、自上而下的原則和對(duì)輸出線圈的幾種可能控制路徑來(lái)畫(huà)。(2)不包含觸點(diǎn)的分支應(yīng)放在垂直方向，不可放在水平位置，以便于識(shí)別觸點(diǎn)的組合和對(duì)輸出線圈的控制路徑。（3）在有幾個(gè)串聯(lián)回路相并聯(lián)時(shí)，應(yīng)將觸點(diǎn)多的那個(gè)串聯(lián)回路放在梯形圖的最上面。在有幾個(gè)并聯(lián)回

42、路相串聯(lián)時(shí)，應(yīng)將觸點(diǎn)最多的并聯(lián)回路放在梯形圖的最左面。這種安排所編制的程序簡(jiǎn)潔明了，語(yǔ)句較少。（4）不能將觸點(diǎn)畫(huà)在線圈的右邊，只能在觸點(diǎn)的右邊接線圈。（四）將梯形圖轉(zhuǎn)化為程序把繼電器梯形圖轉(zhuǎn)變?yōu)榭删幊炭刂破鞯木幋a，當(dāng)完成梯形圖以后，下一步是把它的編碼成可編程控制器能識(shí)別的程序。這種程序語(yǔ)言是由地址、控制語(yǔ)句、數(shù)據(jù)組成。地址是控制語(yǔ)句及數(shù)據(jù)所存儲(chǔ)或擺放的位置，控制語(yǔ)句告訴可編程控制器怎樣利用數(shù)據(jù)作出相應(yīng)的動(dòng)作。（五）在編程方式下用鍵盤(pán)輸入程序。（六）編程及設(shè)計(jì)控制程序。（七）測(cè)試控制程序的錯(cuò)誤并修改。（八）保存完整的控制程序。變頻器簡(jiǎn)介三菱變頻器全稱(chēng)為三菱交流變頻調(diào)速器工主要用于三相異步交流電機(jī)

43、，用于控制和調(diào)節(jié)電機(jī)速度。當(dāng)電機(jī)的工作電流頻率低于50Hz的時(shí)候,會(huì)節(jié)省電能，因此變頻器是國(guó)家號(hào)召提倡推廣的節(jié)能產(chǎn)品之一。隨著節(jié)能的普及和工業(yè)自動(dòng)化的推廣，變頻器的使用越來(lái)越多，每年在中國(guó)有上百億的銷(xiāo)售額。三菱變頻器，是三菱電機(jī)自動(dòng)化（上海）有限公司生產(chǎn)的一款產(chǎn)品，具有閉環(huán)時(shí)可進(jìn)行高精度的轉(zhuǎn)矩/速度/位置控制、無(wú)傳感器矢量控制可實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)矩/速度控制、內(nèi)置PLC功能（特殊型號(hào)）、強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)通訊功能，支持DeviceNet,Profibus-DP,Modbus等協(xié)議等功能。例如：恒壓供水系統(tǒng)、自動(dòng)配料系統(tǒng)、定長(zhǎng)裁斷系統(tǒng)等等。對(duì)電網(wǎng)適應(yīng)性強(qiáng)，過(guò)載能力強(qiáng)，特別適應(yīng)電網(wǎng)質(zhì)量較差的國(guó)家與地區(qū)。它操作及接線簡(jiǎn)

44、單易學(xué)，功能齊全,比較有代表性，很適合學(xué)生的學(xué)習(xí)、實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)要求。三菱變頻器FRA740端子說(shuō)明，見(jiàn)下表：端子記號(hào)端子名稱(chēng)端子功能說(shuō)明接點(diǎn)輸入STF正轉(zhuǎn)啟動(dòng)STF言號(hào)處于ON1正轉(zhuǎn)，處于OFF1停止。STF,STR言號(hào)同時(shí)ON時(shí)變成停止指令STR反轉(zhuǎn)啟動(dòng)STR信號(hào)ON為逆轉(zhuǎn)，OFF為停止。STOP啟動(dòng)自保持選擇使STOP1號(hào)處于ON可以選擇啟動(dòng)信號(hào)自保持。RHRMRL多段速度選擇用RHRMRLf言號(hào)的組合可以選擇多段速度。JOG點(diǎn)動(dòng)模式選擇JO船號(hào)ONJ選擇點(diǎn)動(dòng)運(yùn)行（初期設(shè)定），用啟動(dòng)佶號(hào)（STFFDSTR）可以點(diǎn)動(dòng)運(yùn)行脈沖列輸入JO僦子也可作為脈沖列輸入端子使用。在作為脈沖列輸入端子使用時(shí)，

45、有必要變更Pr.291的設(shè)定值。（最大輸入脈沖數(shù)：100k脈沖/秒）RT第2功能選擇RT言號(hào)ON寸，第2功能被選擇。設(shè)定了第2轉(zhuǎn)矩提升第2V/F（基準(zhǔn)頻率）時(shí)也可以用RT言號(hào)處于ONJ選擇這些功能。MRS輸出停止MRS1號(hào)為ON（20m劭上）時(shí)，變頻器輸出停止。用電磁制動(dòng)停止電機(jī)時(shí)用于斷開(kāi)變頻器的輸出。RES復(fù)位復(fù)位用于解除保護(hù)回路動(dòng)作的保持狀態(tài)。使端子RESW號(hào)處于ONE0.1秒以上，然后斷開(kāi)。工廠出廠時(shí)，通常設(shè)置為復(fù)位。根據(jù)Pr.75的設(shè)定，僅在變頻器報(bào)警發(fā)生時(shí)可能復(fù)位。復(fù)位解除后約1秒恢復(fù)。AU端了4輸入選擇只有把Alfe號(hào)置為ON寸端子4才能用。（頻率設(shè)定佶號(hào)在DC20mA間可以操作）

46、Alfe號(hào)置為ON寸端子2（電壓輸入）的功能將無(wú)效。PTC俞入AUg子也可以作為PTC俞入端子使用（保護(hù)電機(jī)的溫度）。用作PTC1入端子日要把AU/PTCU換開(kāi)關(guān)切換到PTCW。CS瞬停冉啟動(dòng)選擇CS言號(hào)預(yù)先處于ON瞬時(shí)停電再恢復(fù)時(shí)變頻器便可自動(dòng)啟動(dòng)。但用這種運(yùn)行必須設(shè)定有關(guān)參數(shù)，因?yàn)槌鰪S設(shè)定為不能再啟動(dòng)。（參照Pr.57再啟動(dòng)自由運(yùn)行時(shí)間使用手冊(cè)（應(yīng)用篇）SD公共輸入端（漏型）接點(diǎn)輸入端子（漏型）的公共端子。DC24V0.1A電源（P所子）的公共輸出端子。與端子5及端子SE色緣。PC外部晶體管輸出公共端，DC24噸源接點(diǎn)輸入公共端（源型）漏型時(shí)當(dāng)連接晶體管輸出（即電極開(kāi)路輸出），例如可編程控

47、制器（PCL）時(shí)，將晶體管輸出用的外部電源公共端接到該端子時(shí)，可以防止因漏電引起的誤動(dòng)作，該端子可以使用直流24V,0.1A電源。當(dāng)選擇源型時(shí)，該端子作為接點(diǎn)輸入端子的公共端。頻率設(shè)定10E10頻率設(shè)定用電源按出廠狀態(tài)連接頻率設(shè)定電位器時(shí)，與端子10連接。當(dāng)連接到10E時(shí)，請(qǐng)改變端子2的輸入規(guī)格。（參照Pr.73模擬輸入選擇使用手冊(cè)（應(yīng)用篇）2頻率設(shè)定（電壓）如果輸入DC5V（或010V,020mA,當(dāng)輸入5V（10V,20mA時(shí)成最大輸出頻率，輸出頻率與輸入成正比。DC卜5V（出廠值）與DC0-10V,020mAi勺輸入切換用Pr.73進(jìn)行控制。電流輸入為（020mA）時(shí)，電流/電壓輸入切換

48、開(kāi)關(guān)設(shè)為ON4頻率設(shè)定（電流）如果輸入DO20mA（或05V,010V）,當(dāng)20mA寸成最大輸出頻率，輸出頻率與輸入成正比。只有AU言號(hào)置為ON寸此輸入信號(hào)才會(huì)有效（端子2的輸入將無(wú)效）。420mA（出廠值），DC（H5V,DC10V的輸入切換用Pr.267進(jìn)行控制。電壓輸入為（05V/010V）時(shí)，電流/電壓輸入切換開(kāi)關(guān)設(shè)為OFE端子功能的切換通過(guò)Pr.858進(jìn)行設(shè)定。（參照使用手冊(cè)（應(yīng)用篇）1輔助頻率設(shè)定輸入DC0土5或DC0土10V時(shí)，端子2或4的頻率設(shè)定佶號(hào)與這個(gè)信號(hào)相加，用參數(shù)單元Pr.73進(jìn)行車(chē)入05VD誠(chéng)0士10VDC（出廠設(shè)定）的切換。通過(guò)Pr.868進(jìn)行端子功能的切換。5頻率

49、設(shè)定公共端頻率設(shè)定彳百號(hào)（端子2,1或4）和模擬輸出端子CAAM勺公共端子，請(qǐng)不要接大地O接點(diǎn)輸出A1,B1,C1繼電器輸出1（異常輸出）指示變頻器因保護(hù)功能動(dòng)作時(shí)輸出停止的轉(zhuǎn)換接點(diǎn)。故障時(shí)：B-C間不導(dǎo)通（A-C間導(dǎo)通），正常時(shí)：B-C間導(dǎo)通（A-C間/、導(dǎo)通A2,B2,C2繼電器輸出21c接電出力集電極開(kāi)路輸出RUN變頻器正在運(yùn)行變頻器輸出頻率為啟動(dòng)頻率（初始值0.5Hz）以上時(shí)為低電平，正在停止或正在直流制動(dòng)時(shí)為局電平SU頻率到達(dá)輸出頻率達(dá)到設(shè)定頻率的土10%（出廠值）時(shí)為低電平，正在加/減速或停止時(shí)為高電平。OL過(guò)負(fù)載報(bào)警當(dāng)失速保護(hù)功能動(dòng)作時(shí)為低電平，失速保護(hù)解除時(shí)為高電平。IPF瞬時(shí)

50、停電瞬時(shí)停電，電壓不足保護(hù)動(dòng)作時(shí)為低電平。FU頻率檢測(cè)輸出頻率為任意設(shè)定的檢測(cè)頻率以上時(shí)為低電平，未達(dá)到時(shí)為高電平。SE集電極開(kāi)路輸出公共端端子RUNSUOL,IPF,FU勺公共端子。模擬輸出CA模擬電流輸出可以從多種監(jiān)示項(xiàng)目中選一種作為輸出。輸出信號(hào)與監(jiān)示項(xiàng)目的大小成比例。AM模擬信號(hào)輸出485通訊端了TXD+變頻器傳輸端子通過(guò)RS-485端子，進(jìn)行RS-485通訊。TXD-,遵守標(biāo)準(zhǔn)EIA-485(RS-485)RXD+變頻器接收,通訊方式多站點(diǎn)通信RXD-端子通訊速率300-38400bpsSG接地最長(zhǎng)距離500mEX370GP人機(jī)界面人機(jī)界面是設(shè)備或系統(tǒng)的操作者與機(jī)器交流信息的最主要的

51、工具，人機(jī)界面的廣泛應(yīng)用是目前工業(yè)自動(dòng)化發(fā)展的一個(gè)大趨勢(shì)，隨著人機(jī)界面成本的不斷降低，它已經(jīng)成為自動(dòng)控制系統(tǒng)中不可或缺的控制元件。在一些設(shè)備控制中時(shí)常會(huì)遇到需要對(duì)一些必要的參數(shù)進(jìn)行監(jiān)視或設(shè)定的情況，如：溫度、壓力、時(shí)間、長(zhǎng)度等，特別是自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)的設(shè)備中最為典型，這就需要一種能夠與PLC內(nèi)部運(yùn)轉(zhuǎn)的程序進(jìn)行對(duì)話(huà)的工具-人機(jī)界面。EX370G隈可編程序控制器的小型人機(jī)界面，以文字或指示燈等形式監(jiān)視、修改PLC內(nèi)部寄存器或繼電器的數(shù)值及狀態(tài)，從而使操作人員能夠自如地控制機(jī)器設(shè)備。EX370GI示器有以下特長(zhǎng)：通過(guò)編輯軟件OP2游計(jì)算機(jī)上作畫(huà)，自由輸入漢字及設(shè)定PLC地址,使用串口通訊下載畫(huà)面通訊協(xié)議和畫(huà)

52、面數(shù)據(jù)一同下載到顯示器，無(wú)須PLC編寫(xiě)通訊程序?qū)?yīng)PLC機(jī)種廣泛，包括三菱FX系列、力揚(yáng)EX系列、歐姆龍C系歹I、西門(mén)子S7-200系列、光洋SG系列等具有密碼保護(hù)功能內(nèi)置時(shí)鐘（可選件）文本精靈，動(dòng)態(tài)顯示文本具有報(bào)警列表功能，逐行實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前報(bào)警信息7個(gè)按鍵可被定義成功能鍵，可替代部分控制柜上機(jī)械按鍵自由選擇通訊方式，RS232/RS422/RS48旺選帶背景光STN夜晶顯示，可顯示24字符X4行，即12漢字X4行顯示器表面IP65構(gòu)造，防水、防油可顯示位圖在本裝置中我們選用EX370G作為實(shí)訓(xùn)的工具，雖然功能較為簡(jiǎn)單但比較有代表性，且目前在生產(chǎn)中應(yīng)用相當(dāng)廣泛。它的操作界面清晰，而且編程簡(jiǎn)單易

53、學(xué)，可以設(shè)置系統(tǒng)口令，顯示報(bào)警畫(huà)面，DC24Vt流供電，操作安全，每一個(gè)按鍵可以在不同畫(huà)面下定義不同的作用，使用方便，在一些小型設(shè)備中被廣泛應(yīng)用。步進(jìn)電機(jī)簡(jiǎn)介本裝置所選用的步進(jìn)電機(jī)及驅(qū)動(dòng)器是北京四通公司的產(chǎn)品，也是目前市場(chǎng)上比較通用的一款產(chǎn)品。它采用控制電源及驅(qū)動(dòng)電源分開(kāi)的供電方式，帶有一個(gè)高速脈沖信號(hào)接收端及方向信號(hào)接收端。步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器可提供整步、改善半步、4細(xì)分、8細(xì)分、16細(xì)分、32細(xì)分和64細(xì)分七種運(yùn)行模式，利用驅(qū)動(dòng)器面板上六位撥碼開(kāi)關(guān)的第1、2、3三位可組合出不同的狀態(tài)。也可以根據(jù)負(fù)載的不同選擇不同的輸出電流，利用撥碼開(kāi)關(guān)的第4、5、6三位組合出不同的電流輸出值。典型接線圖注意：為

54、了更好的使用本驅(qū)動(dòng)器.用戶(hù)在系統(tǒng)接線時(shí)應(yīng)遞M功率線：電機(jī)相線，電漉翌）與弱電信號(hào)線分開(kāi)的原則.以避免控制信號(hào)械干擾在無(wú)法分別布線或有強(qiáng)干擾源變頻器.電昭閥等）存在的情況下，最好使用屏亳也卷傳送控耨信號(hào)；采用故高電平的控制信號(hào)泥抵杭干擾也有一定的意義。輸入接口電路公共培空1口、10-20mJ前沖值g方向信號(hào)脫機(jī)信號(hào)重或哥內(nèi)部電路注意：當(dāng)控制信號(hào)不是TTL電平忖，應(yīng)根據(jù)信號(hào)電壓大小分別在各輸入信號(hào)端口（而非公找螭）希串限流電阻，如24V時(shí).外國(guó)2Kp電阻一每路信號(hào)都賽使用單獨(dú)的限流電的,不要共用第三章I/O邏輯控制實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)目的：通過(guò)實(shí)驗(yàn)了解和熟悉三菱可編程序控制器的結(jié)構(gòu)和外部接線方法，了解和熟悉GXDeveloper7編程軟件的使用方法。通過(guò)一些簡(jiǎn)單程序的寫(xiě)入和模擬運(yùn)行，熟悉三菱可編程序控制器的的指令，了解寫(xiě)入和編輯程序的方法，以及運(yùn)行監(jiān)視的方法。初步了解EX370Gp勺使用方法，初步認(rèn)識(shí)人機(jī)界面的編程軟件。實(shí)驗(yàn)裝置：三菱可編程序控制器（PLC）FX2N32M在機(jī)一臺(tái)。人機(jī)界面EX370GP一臺(tái)。接觸器，按鈕盒，交流電機(jī)、測(cè)試線等附件。各實(shí)驗(yàn)所用的實(shí)驗(yàn)裝置都是相同的，