三菱PLC觸摸屏與變頻器應(yīng)用技術(shù)四

1、三菱PLC觸摸屏和變頻器應(yīng)用技術(shù) 主編 曹菁 1)掌握PLC的另一種編程方法狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖法,掌握狀態(tài)轉(zhuǎn) 移圖法的編程步驟。 2)掌握步進(jìn)指令的編程方法，同時要求能用步進(jìn)指令靈活地 實(shí)現(xiàn)從狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖到步進(jìn)梯形圖的轉(zhuǎn)換。 3)掌握單流程結(jié)構(gòu)、選擇性分支結(jié)構(gòu)和并行分支結(jié)構(gòu)的狀態(tài) 編程。 1)能根據(jù)項(xiàng)目要求,熟練地畫出PLC控制系統(tǒng)的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖、 步進(jìn)梯形圖，并能寫出相應(yīng)的指令程序。 2)能熟練地使用三菱公司的編程軟件設(shè)計步進(jìn)梯形圖和指令 程序，并寫入PLC進(jìn)行調(diào)試運(yùn)行。 一、項(xiàng)目任務(wù) 一、項(xiàng)目任務(wù) 圖4-1運(yùn)料小車運(yùn)行過程示意圖 二、項(xiàng)目分析 1.工作原理分析 2.輸入與輸出點(diǎn)分配 3. PLC接線示

2、意圖 4.工作流程圖 1.工作原理分析 如圖41所示，小車處于原位時，壓下后限位 開關(guān)，當(dāng)合上起動按鈕時，小車前進(jìn)，當(dāng)運(yùn)行至 壓下前限位開關(guān)后，打開漏斗門，延時8s后，漏 斗門關(guān)上小車向后運(yùn)行，到后端時壓下后限位開 關(guān)，打開小車底門(延時6s后)，底門關(guān)上，完成 一次動作。 小車的前進(jìn)、后退由兩個接觸器控制電機(jī)的正 反轉(zhuǎn)進(jìn)行拖動，漏斗門和小車底門分別由兩個電 磁鐵控制。 2.輸入與輸出點(diǎn)分配 表4-1運(yùn)料小車自動往返PLC控制系統(tǒng)的IO端口地址分配表 2.輸入與輸出點(diǎn)分配 圖4-2PLC接線示意圖 3. PLC接線示意圖 4.工作流程圖 1)將復(fù)雜的任務(wù)或過程分解成若干個工序(或狀態(tài))，能清晰

3、地反 映控制系統(tǒng)的全部工藝流程，可讀性很強(qiáng)，很容易理解，有利于 程序的結(jié)構(gòu)化設(shè)計。 2)相對某一個具體的工序來說，控制任務(wù)實(shí)現(xiàn)了簡化，給局部程 序的編制帶來了方便。 3)只要弄清各工序成立的條件、工序轉(zhuǎn)移的條件和轉(zhuǎn)移的方向， 就可進(jìn)行工作流程圖的設(shè)計。 4.工作流程圖 圖4-3小車的工作流程圖 三、相關(guān)知識點(diǎn) 1.狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖 2.步進(jìn)指令與單流程步進(jìn)梯形圖編程 3.特殊輔助繼電器 4.復(fù)雜轉(zhuǎn)移條件的程序處理 1.狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖 (1)狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖編程的特點(diǎn)使用經(jīng)驗(yàn)法及基本指令編制的梯形圖 和指令程序雖然能達(dá)到控制要求，但也存在一些問題。 (2)FX2N系列PLC的狀態(tài)軟元件分類FX2N系列PLC共有

4、1000個狀 態(tài)軟元件(或稱狀態(tài)寄存器)，它們是狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖的基本構(gòu)成因素 之一，也是PLC的重要軟元件之一。 (3)狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖的設(shè)計步驟狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖設(shè)計步驟可分為：任務(wù)分 解、理解每個狀態(tài)功能、找出每個狀態(tài)的轉(zhuǎn)移條件及轉(zhuǎn)移方向和 設(shè)置初始狀態(tài)4個階段。 (2)FX2N系列PLC的狀態(tài)軟元件分類 表4-2F系列PLC的狀態(tài)軟元件分類及性能 (3)狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖的設(shè)計步驟 圖4-4運(yùn)料小車自動往返控制的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖 2.步進(jìn)指令與單流程步進(jìn)梯形圖編程 (1)步進(jìn)指令(STL、RET)的指令用法和指令功能說明步進(jìn)梯形 指令(Step Ladder Instruction)即STL指令，簡稱步進(jìn)指令，它是利

5、用內(nèi)部軟元件在順控程序上面進(jìn)行工序步進(jìn)式控制的指令。 (2)單流程步進(jìn)梯形圖編程 (1)步進(jìn)指令(STL、RET)的指令用法和指令功能說明步進(jìn)梯形 指令(Step Ladder Instruction)即STL指令，簡稱步進(jìn)指令，它是利 用內(nèi)部軟元件在順控程序上面進(jìn)行工序步進(jìn)式控制的指令。 表4-3步進(jìn)指令 (2)單流程步進(jìn)梯形圖編程 圖4-5步進(jìn)指令用法之一 (2)單流程步進(jìn)梯形圖編程 圖4-6步進(jìn)指令用法之二 (2)單流程步進(jìn)梯形圖編程 圖4-7步進(jìn)梯形圖和指令程序的轉(zhuǎn)換 3.特殊輔助繼電器 為有效地編寫(SFC)圖，需要采用數(shù)種特殊輔助繼電器，較常用 的主要有： M8000RUN監(jiān)視。P

6、LC在運(yùn)行過程中，需要一直接通的繼電 器?？勺鳛轵?qū)動程序的輸入條件或作為PLC運(yùn)行狀態(tài)的顯示來使 用。 M8002初始脈沖。在PLC由STOPRUN時，僅在瞬間(1個掃 描周期)接通的繼電器。用于程序的初始設(shè)定或初始狀態(tài)的置位。 M8040禁止轉(zhuǎn)移。驅(qū)動該繼電器，則禁止在所有狀態(tài)之間轉(zhuǎn) 移。然而，即使在禁止轉(zhuǎn)移狀態(tài)下，由于狀態(tài)內(nèi)的程序仍然動作， 因此，輸出線圈等不會自動斷開。 其他特殊輔助繼電器及其功能請參照各外圍設(shè)備的手冊。 4.復(fù)雜轉(zhuǎn)移條件的程序處理 圖4-8復(fù)雜轉(zhuǎn)移條件的程序處理 四、項(xiàng)目實(shí)施 1.小車自動往返控制步進(jìn)梯形圖和指令程序設(shè)計 2.運(yùn)行并調(diào)試程序 1.小車自動往返控制步進(jìn)梯形

7、圖和指令程序設(shè)計 圖4-9步進(jìn)梯形圖和指令程序 2.運(yùn)行并調(diào)試程序 1)在斷電狀態(tài)下，連接好PCPPI電纜。 2)將PLC運(yùn)行模式選擇開關(guān)撥到STOP位置，此時PLC處于停止?fàn)?態(tài)，可以進(jìn)行程序編寫。 3)在作為編程器的計算機(jī)上，運(yùn)行SWOPC-FXGP/WIN-C或GX D eveloper編程軟件。 4)將圖4-9所示的梯形圖程序或指令程序輸入到計算機(jī)中。 5)執(zhí)行“PLC”“傳送”“寫出”命令，將程序文件下載到P LC中。 6)將PLC運(yùn)行模式的選擇開關(guān)撥到RUN位置，使PLC進(jìn)入運(yùn)行方 式。 7)按下起動按鈕，對程序進(jìn)行調(diào)試運(yùn)行，觀察程序的運(yùn)行情況。 8)記錄程序調(diào)試的結(jié)果。 1.圖4

8、-10是某控制系統(tǒng)的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖，請繪出其步進(jìn)梯形圖，并 寫出指令。 圖4-10第1題圖 2.設(shè)計一個控制3臺電動機(jī)M1M3順序起動和停止的SFC程序。 (1)當(dāng)按下起動按鈕SB2后，M1起動；M1運(yùn)行2s后，M2也一起起 動；M2運(yùn)行3s后，M3也一起起動。 (2)按下停止按鈕SB1后，M3停止；M3停止2s后，M2停止；M2 停止3s后，M1停止。 (2)畫出PLC的外部接線示意圖。 (3)畫出狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖。 (4)編寫步進(jìn)梯形圖和指令程序。 3.有一商店名叫“飄渺坊”，要求設(shè)計一個PLC控制系統(tǒng)，用HL 1HL3 3個燈分別點(diǎn)亮“飄渺坊”3個廣告字裝飾燈，并實(shí)現(xiàn)自 動閃爍。 (1)列出輸入輸

9、出端口地址分配表。 (2)畫出PLC的外部接線示意圖。 (3)畫出狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖。 (4)編寫梯形圖和指令程序。 一、項(xiàng)目任務(wù) 二、項(xiàng)目分析 1.動作過程分析 2.輸入與輸出點(diǎn)分配 3. PLC接線示意圖 1.動作過程分析 圖4-11傳送帶大、小工件分揀控制系統(tǒng) 2.輸入與輸出點(diǎn)分配 表4-4送帶大、小工件分揀PLC控制系統(tǒng)輸入/輸出(I/O)端口地址分配表 3. PLC接線示意圖 圖4-12PLC的外部接線示意圖 三、相關(guān)知識點(diǎn) 1.選擇性分支與匯合狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖的特點(diǎn) 2.選擇性分支與匯合狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖與步進(jìn)梯形圖的轉(zhuǎn)換 3.選擇性分支與匯合狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖的指令編程方法 1.選擇性分支與匯合狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖的特

10、點(diǎn) 1)該狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖有3個流程順序，見圖4-14所示。 2)S20為分支狀態(tài)。 3)S50為匯合狀態(tài)，可由S23、S33、S43任一狀態(tài)驅(qū)動。 1.選擇性分支與匯合狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖的特點(diǎn) 圖4-13選擇性分支與匯合狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖 1.選擇性分支與匯合狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖的特點(diǎn) 圖4-14選擇性分支與匯合狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖的3個流程順序 2.選擇性分支與匯合狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖與步進(jìn)梯形圖的轉(zhuǎn)換 圖4-15選擇性分支梯形圖 3.選擇性分支與匯合狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖的指令編程方法 (1)分支狀態(tài)的處理分支狀態(tài)的編程方法是先進(jìn)行分支狀態(tài)的驅(qū) 動處理，再依順序進(jìn)行轉(zhuǎn)移處理。 (2)匯合狀態(tài)的處理匯合狀態(tài)的編程方法是先進(jìn)行匯合前狀態(tài)的 驅(qū)動處理，再依

11、順序進(jìn)行向匯合狀態(tài)的轉(zhuǎn)移處理。 四、項(xiàng)目實(shí)施 1.狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖的編制 2.步進(jìn)梯形圖和步進(jìn)指令程序的編寫 3.運(yùn)行并調(diào)試程序 4.思考 1.狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖的編制 圖4-17大、小工件分揀控制系統(tǒng)狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖 2.步進(jìn)梯形圖和步進(jìn)指令程序的編寫 根據(jù)控制系統(tǒng)的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖可畫出相應(yīng)的步進(jìn)梯 形圖和指令程序，如圖418所示。 3.運(yùn)行并調(diào)試程序 1)在斷電狀態(tài)下，連接好PCPPI電纜。 2)將PLC運(yùn)行模式選擇開關(guān)撥到STOP位置，此時PLC處于停止?fàn)?態(tài)，可以進(jìn)行程序編寫。 3)在作為編程器的計算機(jī)上，運(yùn)行SWOPC-FXGP/WIN-C或GX D eveloper編程軟件。 4)將圖4-18所示的梯形圖

12、程序輸入到計算機(jī)中。 5)執(zhí)行“PLC”“傳送”“寫出”命令，將程序文件下載到P LC中。 6)將PLC運(yùn)行模式的選擇開關(guān)撥到RUN位置，使PLC進(jìn)入運(yùn)行方 式。 7)按下起動按鈕，對程序進(jìn)行調(diào)試運(yùn)行，觀察程序的運(yùn)行情況。 8)記錄程序調(diào)試的結(jié)果。 7)按下起動按鈕，對程序進(jìn)行調(diào)試運(yùn)行，觀察程序的運(yùn)行情況。 4z18.TIF 8)記錄程序調(diào)試的結(jié)果。 五、知識進(jìn)階 1.選擇性分支匯合后的選擇性分支的編程 2.復(fù)雜選擇性流程的編程 1.選擇性分支匯合后的選擇性分支的編程 圖4-19選擇性分支匯合后的選擇性分支的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖、步進(jìn)梯形圖和指令程序 2.復(fù)雜選擇性流程的編程 4Z20A.TIF 2.復(fù)

13、雜選擇性流程的編程 圖4-20復(fù)雜選擇性流程的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖、步進(jìn)梯形圖和指令程序 一、項(xiàng)目任務(wù) 圖4-23人行橫道與公路車道紅綠燈控制 二、項(xiàng)目分析 1.控制要求分析 2.輸入輸出點(diǎn)分配 3.PLC接線示意圖 1.控制要求分析 圖4-24人行橫道與車道紅綠燈控制時序 2.輸入輸出點(diǎn)分配 表4-5人行橫道與車道紅綠燈PLC控制的輸入/輸出(IO)端口分配表 2.輸入輸出點(diǎn)分配 圖4-25人行橫道與車道紅綠燈PLC控制接線示意圖 3.PLC接線示意圖 三、相關(guān)知識點(diǎn) 1.并行分支狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖及其特點(diǎn) 2.并行分支與匯合狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖與步進(jìn)梯形圖的轉(zhuǎn)換 3.并行分支與匯合狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖的指令編程方法 4.分支、

14、匯合的組合流程及虛擬狀態(tài) 1.并行分支狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖及其特點(diǎn) 圖4-26并行分支狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖 1.并行分支狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖及其特點(diǎn) 圖4-27并行分支狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖的執(zhí)行順序 2.并行分支與匯合狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖與步進(jìn)梯形圖的轉(zhuǎn)換 圖4-28并行分支梯形圖 3.并行分支與匯合狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖的指令編程方法 分支狀態(tài)的處理分支狀態(tài)的編程方法是先進(jìn)行分支狀態(tài)的 驅(qū)動處理，再依順序進(jìn)行轉(zhuǎn)移處理。按分支狀態(tài)的編程方法，首 先對S20進(jìn)行驅(qū)動處理(0UT Y0)，然后按S21、S31、S41的順序進(jìn) 行轉(zhuǎn)移處理，指令程序如下： 匯合狀態(tài)的處理匯合狀態(tài)的編程方法是先進(jìn)行匯合前狀態(tài) 的驅(qū)動處理，再依順序進(jìn)行向匯合狀態(tài)的轉(zhuǎn)移處理。按照匯合

15、狀 態(tài)的編程方法，依次將S21、S22、S23、S31、S32、S33、S41、 S42、S43的輸出進(jìn)行處理，然后按順序進(jìn)行從S23(第一分支)、S 33(第二分支)、S43(第三分支)向S50的轉(zhuǎn)移。 4.分支、匯合的組合流程及虛擬狀態(tài) 運(yùn)用狀態(tài)編程思想解決問題時，當(dāng)設(shè)計出狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖后，發(fā)現(xiàn) 有些狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖不單單是某一種分支、匯合流程，而是若干個或 若干類分支、匯合流程的組合。例如，并行分支、匯合中存在選 擇性分支，只要嚴(yán)格按照分支、匯合的原則和方法，就能對其編 程；但有些分支、匯合的組合流程不能直接編程，需轉(zhuǎn)換后才能 進(jìn)行編程。 另外，還有一些分支、匯合組合的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖，它們連續(xù)地直 接

16、從匯合線移到下一個分支線，而沒有中間狀態(tài)。這樣的流程組 合既不能直接編程，又不能采用上述辦法先轉(zhuǎn)換后編程。這時， 需在匯合線到分支線之間插入一個狀態(tài)，以改變直接從匯合線到 下一個分支線的狀態(tài)轉(zhuǎn)移。但在實(shí)際工藝中，這個狀態(tài)并不存在， 所以只能虛設(shè)，這種狀態(tài)稱為虛擬狀態(tài)。加入虛擬狀態(tài)之后的狀 態(tài)轉(zhuǎn)移圖就可以進(jìn)行編程了。 四、項(xiàng)目實(shí)施 1.狀態(tài)表 2.狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖 3.步進(jìn)梯形圖和指令程序設(shè)計 4.運(yùn)行并調(diào)試程序 1.狀態(tài)表 表4-6人行橫道與車道紅綠燈PLC控制的狀態(tài)表 1.狀態(tài)表 表4-6人行橫道與車道紅綠燈PLC控制的狀態(tài)表 2.狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖 1)在系統(tǒng)開始運(yùn)行時，通過M8002使初始狀態(tài)S0動作

17、，車道燈為 綠，人行橫道燈為紅。 2)按下按鈕X0或X1，從狀態(tài)S0并行轉(zhuǎn)移到狀態(tài)S20和S30，繼續(xù) 保持車道燈為綠，人行橫道燈為紅。 3) S20用T0計時，使車道綠燈保持30s后，控制狀態(tài)轉(zhuǎn)移到S21， Y1得電，車道黃燈亮。 4) S21用T1計時，使車道黃燈保持10s后，控制狀態(tài)轉(zhuǎn)移到S22， Y0得電，車道紅燈亮。 5)S22用T2計時5s，使車道紅燈亮5s后，才控制右邊并行分支的S 30轉(zhuǎn)移到S31，Y4得電，人行橫道綠燈亮。 2.狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖 6)S31用T3定時，使人行橫道綠燈保持15s后，控制狀態(tài)轉(zhuǎn)移到S3 2，人行橫道綠燈變暗；S32用T4計時，0.5s后，控制從狀態(tài)S32

18、 轉(zhuǎn)移到狀態(tài)S33，Y4得電，人行橫道綠燈又亮。 7)S34用T6計時，5s后與S22同時返回初始狀態(tài)S0。 2.狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖 圖4-29人行橫道與車道紅綠燈PLC控制的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖 3.步進(jìn)梯形圖和指令程序設(shè)計 圖4-30人行橫道與車道紅綠燈PLC控制的步進(jìn)梯形圖 4.運(yùn)行并調(diào)試程序 1)在斷電狀態(tài)下，連接好PCPPI電纜。 2) 將PLC運(yùn)行模式選擇開關(guān)撥到STOP位置，此時PLC處于停止?fàn)顟B(tài)， 可以進(jìn)行程序編寫。 3) 在作為編程器的計算機(jī)上，運(yùn)行SWOPC-FXGP/WIN-C或GX Dev eloper編程軟件。 4) 將圖4-30所示的梯形圖程序輸入到計算機(jī)中。 5) 執(zhí)行“PLC”“傳送”“寫出”命令，將程序文件下載到PL C中。 6) 將PLC運(yùn)行模式的選擇開關(guān)撥到RUN位置，使PLC進(jìn)入運(yùn)行方式。 7) 分別按下按鈕SB0或SB1對程序進(jìn)行調(diào)試運(yùn)行，觀察程序的運(yùn)行 情況。 8)記錄程序調(diào)試的結(jié)果。 五、知識進(jìn)階 1.并行性匯合后的并行性分支的編程 2.選擇性匯合后的并行性分支的編程 3.并行性匯合后的選擇性分支的編程 4.選擇性分支里嵌套并行性分支的編程 5. 跳轉(zhuǎn)流程的程序編制 1.并行性匯合后的并行性分支