工控組態(tài)技術(shù)及應(yīng)用-MCGS（第三版）課件 項目三 三菱FX系列PLC簡介

項目三三菱FX系列PLC簡介一、學(xué)習(xí)目標1.知識目標⑴掌握三菱FX2N系列PLC基本構(gòu)成。⑵掌握三菱FX2N系列PLC的編程軟元件。⑶掌握三菱FX2N系列PLC的系統(tǒng)組成。⑷掌握三菱編程軟件GXDeveloper的安裝方法。⑸掌握三菱PLC與計算機的連接方法。

⑴初步具備三菱編程軟件GXDeveloper的安裝能力。⑵初步具備三菱FX2N系列PLC的編程能力。⑶初步具備三菱PLC程序的下載能力。⑷初步具備三菱PLC工程的調(diào)試能力。2.能力目標二、要求學(xué)生必備的知識與技能1.必備知識⑴三菱PLC基本指令。⑵控制系統(tǒng)基本知識。⑶存儲器基本知識。2.必備技能⑴熟練的計算機操作技能。⑵熟練的軟件安裝技能。

三、理實一體化教學(xué)任務(wù)

FX2N系列PLC可以應(yīng)用在大多數(shù)單機控制或簡單的網(wǎng)絡(luò)控制中，F(xiàn)X2N系列PLC由基本單元(見表1-3-2)、擴展單元(見表1-3-3)和擴展模塊組成?；締卧?M)：內(nèi)有CPU、存儲器、電源和一定量的輸入／輸出接口，為必用裝置。擴展單元(E)：要增加I/0點數(shù)時使用的裝置，擴展模塊用于擴展一些特殊用的功能，還可以以8位為單位增加I/O點數(shù)，或只增加輸入點數(shù)或輸出點數(shù)，擴展模塊與擴展單元的區(qū)別在于擴展模塊自身不帶電源。四、理實一體化教學(xué)步驟1.三菱FX2N系列PLC基本構(gòu)成

表1-3-2FX2N系列PLC基本單元一覽表

表1-3-3FX2N系列PLC擴展單元一覽表

PLC的編程軟元件即為存儲器單元，每個單元都有唯一的地址。為方便不同的編程功能需要，存儲器單元作了分區(qū)，因而有不同類型的編程軟元件。2.三菱FX系列PLC的編程軟元件

輸入繼電器的外部輸入端接收外部的開關(guān)輸入信號，內(nèi)部與輸入端連接的輸入繼電器(X)是光電隔離的電子繼電器，它們的編號與接線端子編號一致，線圈的吸合或釋放只取決于PLC外部觸點的狀態(tài)。內(nèi)部有常開、常閉兩種狀態(tài)的觸點供編程使用，且使用次數(shù)不限。輸入電路的時間常數(shù)一般小于10ms一個掃描周期。各基本單元都是八進制輸入的地址，輸入為X000～X007、X010～X017和X020～X027等。⑴輸入繼電器（X）

⑵輸出繼電器(Y)

輸出繼電器向外部負載輸出信號。輸出繼電器的線圈由程序控制，外部輸出主觸點接到PLC的輸出端子上供外部負載使用，其余的常開、常閉觸點供內(nèi)部程序使用。輸出繼電器的常開、常閉觸點使用次數(shù)不限。輸出電路的時間常數(shù)是固定的。各基本單元都是八進制輸出的地址，輸出為Y000～Y007、Y010～Y017和Y020～Y027等。

⑶輔助繼電器(M)

PLC內(nèi)部有許多輔助繼電器見表1-3-4(按十進制數(shù)分配)，輔助繼電器與輸出繼電器一樣，只能通過程序驅(qū)動，相當于繼電器控制線路中的中間繼電器。輔助繼電器也具有大量的可以供編程使用的電子常開觸點與常閉觸點，但該觸點不能接外部負載。

用途一般用停電保持用停電保持專用特殊用FX2N系列FX2N系列M0~M499M500~M1023M1024~M3071M8000~M8255表1-3-4輔助繼電器(M)的編號

⑷定時器（T）

定時器在PLC中的作用相當于一個時間繼電器，有—個設(shè)定值寄存器(一個字長)、一個當前值寄存器(一個字長)以及無限個觸點(一個位)。對于每個定時器，這三個量使用同一個地址編號名稱，但使用場合不一樣，其所指的也不一樣。定時器的分類見表1-3-5。

表1-3-5定時器的分類型號常規(guī)定時器累積型電位器型0~255100ms0.1~3276.7s10ms0.01~327.67s1ms0.001~32.767s1ms0.1~3276.7sFX2N系列T0~T199T200~T245T246~T249T250~T255功能擴展板

①通用定時器：

100ms定時器:

T0~T199，共200點，其中T192~T199為子程序和中斷服務(wù)程序?qū)Ｓ枚〞r器。對100ms時鐘累積計數(shù)，啟動后每過100ms計數(shù)內(nèi)容加1。

10ms定時器:T200~T245，共46點，對10ms時鐘累積計數(shù)。通用定時器無斷電保持功能。通用定時器有100ms和10ms兩種。由于FX2N系列PLC是16位的，所以計數(shù)值范圍為l~32767。

②積算定時器：

積算定時器具有計數(shù)累積的功能。在定時過程中，如果斷電或定時器線圈斷開，積算定時器就保持當前的計數(shù)值，通電或定時器線圈接通后繼續(xù)累積，即其當前值具有保持功能，只有將積算定時器復(fù)位才會使當前值變?yōu)?。1ms積算定時器:T246~T249，共4點，對1ms時鐘脈沖進行累積計數(shù)，定時范圍為0.001-32.767s。

100ms積算定時器:T250~T255，共6點，對100ms時鐘脈沖進行累積計數(shù)，定時范圍為0.1-3276.7s。

⑸計數(shù)器(C)FX2N系列計數(shù)器主要分為16位順計數(shù)器和32位順/倒計數(shù)器，其特點見表1-3-6。

表1-3-616位順計數(shù)器和32位順/倒計數(shù)器特點

表1-3-7計數(shù)器的分類兩種計數(shù)器又分為多種，計數(shù)器的分類見表1-3-7

計數(shù)器又分為內(nèi)部計數(shù)器和高速計數(shù)器.

內(nèi)部計數(shù)器：內(nèi)部計數(shù)器在執(zhí)行掃描操作時對內(nèi)部信號進行計數(shù)。

16位增計數(shù)器(C0~C199)：共200點，其中C0~C99為通用型，Cl00~C199為斷電保持型，即斷電后能保持當前值，等到通電后能繼續(xù)計數(shù)。

32位增減計數(shù)器(C200~C234)：內(nèi)部計數(shù)器指的是16位順計數(shù)器和32位順/倒計數(shù)器中的一般用/停電保持用計數(shù)器。高速計數(shù)器指的是32位順/倒計數(shù)器中的高速計數(shù)用計數(shù)器。C200~C219為通用型，C200~C234為斷電保持型，由特殊輔助繼電器M8200~M8234設(shè)定，C200~C234是增計數(shù)或是減計數(shù)，當其對應(yīng)的特殊輔助繼電器設(shè)置為ON時為減計數(shù)，設(shè)置為OFF時為增計數(shù)。

②高速計數(shù)器(C235~C255)：高速計數(shù)器可分為以下幾類。單相單計數(shù)輸入高速計數(shù)器(C235~C245)：雙相雙向數(shù)輸入高速計數(shù)器(C246~C250)：AB相雙相高速計數(shù)器(C251~C255)：A相和B相信號決定計數(shù)器是增計數(shù)還是減計數(shù)。當A相為ON，若B相由OFF→0N時，則為增計數(shù)方式；當A相為ON，若B相由ON→OFF時，則為減計數(shù)方式。這類高速計數(shù)器具有兩個輸入端，一個為增計數(shù)輸入，一個為減計數(shù)輸入，利用M8246~M8250來設(shè)置對應(yīng)的計數(shù)器的動作。其觸點動作與32位增/減計數(shù)器相同，可進行增/減計數(shù)。高速計數(shù)器與內(nèi)部計數(shù)器相比，具有輸入頻率高且都有斷電保持功能，通過參數(shù)設(shè)定也可變成非斷電保持。在FX2N型PLC中適合做高速計數(shù)輸入的端口為X0~X7，輸入端口不能重復(fù)使用。③特殊數(shù)據(jù)寄存器(D8000~D8255)：①通用數(shù)據(jù)寄存器(D0~D199)：②斷電保持數(shù)據(jù)寄存器(D200~D7999)：

PLC在進行輸入輸出處理、模擬量控制、位置控制時，需要許多數(shù)據(jù)寄存器存儲數(shù)據(jù)和參數(shù)。數(shù)據(jù)寄存器為16位，最高位為符號位?？捎脙蓚€數(shù)據(jù)寄存器來存儲32位數(shù)據(jù)，最高位仍為符號位。當M8033為ON時，D0~D199有斷電保護功能，反之無斷電保護功能，這種情況下，PLC由RUN→STOP或停電時，數(shù)據(jù)全部清零。其中D200~D511有斷電保持功能，通過設(shè)置外部設(shè)備的參數(shù)改變通用數(shù)據(jù)寄存器與有斷電保持功能數(shù)據(jù)寄存器的分配；D490~D509供通信用；D512~D7999的斷電保持功能不能用軟件改變，但可用指令清除它們的內(nèi)容。根據(jù)參數(shù)設(shè)定，將D1000以上作為文件寄存器。特殊數(shù)據(jù)寄存器是用來監(jiān)控PLC的運行狀態(tài)，未加定義的特殊數(shù)據(jù)寄存器，用戶不能使用。FX2N系列PLC有V0~V7和Z0~Z7共16個變址寄存器，它們都是16位的寄存器。⑹數(shù)據(jù)寄存器(D，V，Z)④變址寄存器(V/Z)

⑺文件寄存器(D)⑻狀態(tài)繼電器(S)

通用狀態(tài)繼電器

報警用繼電器①文件寄存器是數(shù)據(jù)寄存器的一部分，為了方便使用，D1000以后數(shù)據(jù)寄存器是普通的保持寄存器，通過參數(shù)設(shè)定作為最大數(shù)為7000點的文件寄存器使用。③特殊數(shù)據(jù)寄存器(D8000~D8255)：特殊數(shù)據(jù)寄存器是用來監(jiān)控PLC的運行狀態(tài)，未加定義的特殊數(shù)據(jù)寄存器，用戶不能使用。②通過參數(shù)設(shè)定，可指定1~14個塊，每個塊有500個文件寄存器。將Dl000以后的一部分設(shè)定為文件寄存器時，其余的作為通用保持寄存器使用。狀態(tài)繼電器主要用于編寫順序控制程序，一般與步進控制指令配合使用。常用狀態(tài)繼電器為S0~S9。歸零狀態(tài)繼電器為S10~S19，供返回起始點使用。S20~S499，這類繼電器不具有斷電保護功能。斷電保持狀態(tài)繼電器為S500~S899，斷電時帶鋰電池的RAM或EEPROM保持功能。為S900~S999，使用ANS或ANR指令時具有故障輸出功能。變量存儲區(qū)存儲具有較大容量的變量寄存器，用于存儲程序執(zhí)行過程中控制邏輯的中間結(jié)果，或用來保存與工序或任務(wù)相關(guān)的其他數(shù)據(jù)。。

FX2N系列PLC控制器硬件系統(tǒng)由四部分組成：CPU模塊、擴展模塊及PC/PPI電纜，還有計算機。系統(tǒng)連接如圖1-3-1所示。3.三菱FX2N系列PLC系統(tǒng)組成

4.三菱編程軟件的安裝

⑴打開安裝包中的EnvMEL文件夾，運行SETUP.EXE文件，進入安裝界面，在彈出窗口中選擇下一個（如圖1-3-2所示），直至完成安裝。

圖1-3-2EnvMEL安裝界面

⑵在安裝包根目錄下運行SETUP.EXE文件，彈出如圖1-3-3所示的窗口。

圖1-3-3EnvMEL安裝選擇界面⑶單擊確定按鈕，在彈出的窗口中選擇“下一步”，彈出如圖1-3-4所示的窗口。

圖1-3-3EnvMEL安裝選擇界面圖1-3-4EnvMEL安裝注冊信息界面⑷單擊“是”按鈕，彈出如圖1-3-5所示的窗口。5.編程軟件的使用

⑴打開GXDeveloper三菱PLC編程軟件如圖1-3-6所示。圖1-3-

6GXDeveloper三菱PLC編程界面圖1-3-7創(chuàng)建GXDeveloper新工程

⑸選擇是，進入程序編輯窗口如圖1-3-10所示。⑹如下圖1-3-11所示所示改變程序類型。

⑺選中改變程序類型，彈出如圖1-3-12所示的窗口。⑻選擇梯形圖，單擊確定。

⑼單擊工具欄上的元件，如選擇常開觸點，彈出如圖1-3-13所示的窗口。

⑽程序編輯結(jié)束后，如圖1-3-14所示對程序進行編譯。

6.工程的下裝⑴選擇工程→打開工程，彈出如圖1-3-15所示的窗口。⑵在彈出的窗口中選擇要下裝的工程，彈出如圖1-3-16所示的窗口。⑶單擊打開，彈出如圖1-3-17所示的窗口。

⑷選擇在線，PLC寫入如圖1-3-18所示。

⑸彈出如圖1-3-19所示的窗口。⑹選擇程序中的MAIN，單擊執(zhí)行，彈出如圖1-3-20所示的窗口。

⑺選擇是，彈出如圖1-3-21所示的窗口。⑻選擇是，彈出如圖1-3-22所示的窗口。⑼寫入完畢，彈出如圖1-3-23所示的窗口⑽選擇是，PLC進入運行狀態(tài)。7.工程調(diào)試主要測試PLC控制系統(tǒng)的接線是否正確，PLC控制器及其模塊是否正常工作。當整個系統(tǒng)接線完畢后，調(diào)試人員要根據(jù)接線圖仔細檢查，看是否出現(xiàn)了接線錯誤，特別是電源，要警惕電源線短路的情況，如果出現(xiàn)短路情況，就會燒壞系統(tǒng)元器件，甚至燒壞PLC。如果接線正確，則打開電源，查看PLC系統(tǒng)的運行情況，一般情況下報錯指示燈亮，表明系統(tǒng)有錯誤，要確定是硬件錯誤還是軟件錯誤，分別去排除。將設(shè)計好的程序?qū)懭隤LC后，首先逐條仔細檢查，并改正寫入時出現(xiàn)的語法錯誤。用戶程序一般先在實驗室模擬調(diào)試，實際的輸入信號用開關(guān)和按鈕來模擬，各輸出量的通斷狀態(tài)用PLC上的發(fā)光二極管來顯示。根據(jù)功能表，在適當?shù)臅r候用開關(guān)或按鈕來模擬實際的反饋信號。對于順序控制程序，調(diào)試程序的主要任務(wù)是檢查程序的運行是否符合功能表的規(guī)定。模擬調(diào)試結(jié)束后，將PLC