電氣控制與PLC項目教程（第二版） 課件 任務1：工作臺自動往返循環(huán)PLC控制

任務1工作臺自動往返循環(huán)PLC控制

學習目標：1．基本知識⑴了解PLC的結構和工作原理；⑵掌握PLC梯形圖編程語言的結構；⑶掌握PLC輸入輸出繼電器的功能及使用方法；⑷熟悉PLC基本編程指令。2．技能⑴會進行PLC系統(tǒng)基本配置及其外部接線。⑵會操作三菱FX系列PLC編程軟件。

一、任務描述工作臺在行程開關SQ1和SQ2之間自動往復運行工作。工作臺可以在任意位置向任一方向啟動運行，在任何位置，均可按停止按鈕使其停車，再次啟動后，重復上述動作。工作臺自動循環(huán)往復運行控制對實際生產(chǎn)非常實用，是常用的生產(chǎn)設備，如機床的工作臺。它運行正常與否，對生產(chǎn)影響很大，該控制系統(tǒng)具有簡單可靠等優(yōu)點。用PLC程序?qū)崿F(xiàn)工作臺自動循環(huán)往復運行控制，具有程序設計簡易、方便、可靠性高等特點。二、知識準備1．PLC基本結構PLC以微處理器為核心,其結構組成主要包括中央處理單元（CPU）、存儲器、I/O接口電路、電源、I/O擴展接口、外部設備接口等，PLC外形如圖4-2所示。編程接線插座邊上有內(nèi)置RUN/STOP開關。其內(nèi)部采用總線結構進行數(shù)據(jù)和指令的傳輸。外部的各種信號送入PLC的輸入接口，在PLC內(nèi)部進行邏輯運算或數(shù)據(jù)處理，最后以輸出變量的形式經(jīng)輸出接口，驅(qū)動輸出設備進行各種控制。按結構分類，PLC可分為整體式和機架模塊式2種單元式結構模塊式結構①整體式：整體式結構的PLC是將中央處理器、存儲器、電源部件、輸入和輸出部件集中配置在一起，②機架模塊式：機架模塊式PLC是將各部分單獨的模塊分開，如CPU模塊、電源模塊、輸入模塊、輸出模塊等。PLC的主要功能和應用1．順序邏輯控制2．運動控制3．定時和計數(shù)控制4．模擬量控制5．數(shù)據(jù)處理6．通信和聯(lián)網(wǎng)2.工作原理PLC采用循環(huán)掃描的工作方式。從第一條指令開始，按順序逐條地執(zhí)行用戶程序，直至遇到結束符，完成一次掃描，然后再返回第一條指令，開始新一輪掃描，這樣周而復始地反復進行。PLC每進行一次掃描循環(huán)所用的時間稱為掃描周期。通常一個掃描周期約為幾十毫秒。影響掃描周期的主要因素：一是CPU執(zhí)行指令的速度；二是執(zhí)行每條指令所占用的時間；三是程序中指令條數(shù)的多少。在PLC的一個掃描周期中主要有輸入采樣、程序執(zhí)行和輸出處理三個階段。外部設備現(xiàn)場用戶輸出設備微處理器（CPU）運算器控制器輸出部件輸入部件系統(tǒng)存儲器用戶存儲器I/O擴展接口通訊及編程接口編程設備計算機打印機等傳感器按鈕、開關現(xiàn)場信號電磁閥中間繼電器執(zhí)行器現(xiàn)場用戶輸入設備擴展設備擴展單元通訊模塊功能模塊電源變換器～110V/220V市電PLC基本單元PLC系統(tǒng)結構示意圖PLC的工作過程示意圖工作方式——周期循環(huán)掃描工作過程——自診斷、輸入采樣、程序掃描、輸出刷新幾個階段。掃描周期

T=自檢時間+讀入一點時間×輸入點數(shù)+程序步數(shù)×運算速度+輸出一點時間×輸出點數(shù)。3．梯形圖PLC，即可編程序控制器（ProgrammableLogicController），常用編程語言為梯形圖，屬圖形編程語言，與繼電器接觸器控制電路的形式非常相似，形象直觀，易于理解，是目前最常用的PLC編程語言。4．輸入繼電器X輸入接口電路由光電耦合器和輸入電路組成，光電耦合輸入電路的作用是隔離輸入信號，防止現(xiàn)場的強電干擾進入微機。各種PLC的輸入電路基本相同，輸入電路通常有直流輸入、交流輸入兩種基本類型。采用單向二極管光電耦合器的直流輸入電路。采用雙向二極管光電耦合器的輸入電路即可用于直流輸入也可用于交流輸入。輸入繼電器用于PLC接收外界的輸入信號。輸入繼電器不能用程序驅(qū)動，只能由輸入信號驅(qū)動。輸入繼電器的地址編號采用八進制，符號為X，編號范圍為X0－X267。5．輸出繼電器Y輸出接口電路有繼電器輸出型、晶體管輸出型和晶閘管輸出型三種。其中繼電器輸出型為有觸點的輸出，可用于直流或低頻交流負載；晶體管輸出型和晶閘管輸出型都是無觸點的輸出，前者適用于高速、小功率直流負載，后者適用于高速、大功率交流負載。常用輸出輸出接口電路繼電器輸出型和晶體管輸出型。輸出繼電器的功能用于供PLC將程序執(zhí)行結果傳送給外部負載。輸出繼電器只能用程序驅(qū)動。輸出繼電器地址編號采用八進制，符號為Y

，編號范圍為Y0－Y267。繼電器輸出型晶體管輸出型6．輸入輸出點工作說明在PLC控制中，輸入繼電器X的線圈是虛擬的，并不真實存在，無論是在PLC實物上，還是在PLC梯形圖中都是看不見的，是想象中的，我們想象有這么個線圈。一旦外部控制點閉合，如按鈕、行程開關等，虛擬線圈得電，用于梯形圖程序控制的輸入繼電器X的常開點閉合，常閉點斷開。而且在梯形圖程序中使用的輸入繼電器的常開點及常閉點的數(shù)量不受限制。在梯形圖程序中其它繼電器的常開點及常閉點使用數(shù)量同樣不受限制，這給梯形圖程序設計帶來極大的方便。當梯形圖中輸出繼電器的線圈Y得電時，除梯形圖中的輸出繼電器的常開點閉合和常閉點斷開外，輸出繼電器的線圈Y控制的外部觸點接通，外部控制燈點亮或外部接觸器線圈得電。PLC外部控制觸點是真實存在的，或是繼電器的點，或是晶體管的CE結。7．FX系列PLC基本指令1）LD/LDI取/取反指令功能：單個常開/常閉觸點與母線（左母線、分支母線等）相連接。操作元件：X、Y、M、T、C、S。2）OUT驅(qū)動線圈（輸出）指令功能：驅(qū)動線圈。操作元件：Y、M、T、C、S。3）AND/ANI與/與反指令功能：串聯(lián)單個常開/常閉觸點。4）OR/ORI或/或反指令。功能：并聯(lián)單個常開/常閉觸點。5）END結束指令放在全部程序結束處，程序運行時執(zhí)行第一步至END之間的程序。三、任務實現(xiàn)1.I/O分配輸入：X000----SB1正向起動按鈕X001----SB2反向起動按鈕X002----SB3停止按鈕X003----SQ1正向換向行程開關X004----SQ2反向換向行程開關X005----SQ3、SQ4正反向限位行程開關X006----FR熱繼電器輸出：Y000----KM1正轉(zhuǎn)接觸器Y001----KM2反轉(zhuǎn)接觸器

2.畫出PLC的I/O接線圖PLC取代的是繼電接觸器的控制電路，不是主電路，本書后面將省略主電路。3.編制工作臺自動循環(huán)往復運行PLC控制的梯形圖程序

5.程序調(diào)試（調(diào)試時注意觀察程序內(nèi)軟元件的變化）

步驟0：未啟動狀態(tài)。（開關狀態(tài)：向上閉合，向下斷開，以下同）步驟1：按下正向啟動按鈕SB1，電動機正向啟動運行。步驟2：松開啟動按鈕SB1，電動機保持正向運行。步驟3：合上正向換向開關SQ1，電動機反轉(zhuǎn)。步驟4：斷開正向換向開關SQ1，電動機反轉(zhuǎn)運行。注意：每次完成換向后，換向開關恢復原位。步驟5：合上正向換向