第5章_FX2N系列PLC的工程應(yīng)用實(shí)例

1、專題專題1PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)概述控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)概述專題專題2PLC控制系統(tǒng)的硬件配置控制系統(tǒng)的硬件配置專題專題3PLC在壓濾機(jī)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用在壓濾機(jī)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用PLC在立式車床控制系統(tǒng)中的應(yīng)用在立式車床控制系統(tǒng)中的應(yīng)用第第5章章FX2N系列系列PLC的工程應(yīng)用實(shí)例的工程應(yīng)用實(shí)例 本章要點(diǎn)本章要點(diǎn) 專題專題1PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)概述控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)概述 分析控制對(duì)象分析控制對(duì)象PLC控制系統(tǒng)硬件設(shè)置控制系統(tǒng)硬件設(shè)置分配分配I/O編號(hào)編號(hào)設(shè)計(jì)應(yīng)用程序設(shè)計(jì)應(yīng)用程序模擬調(diào)試模擬調(diào)試模擬調(diào)試模擬調(diào)試程序固化程序固化 PLCPLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的步驟控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的步驟 PLCPLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的步驟控制系統(tǒng)設(shè)

2、計(jì)的步驟1 1分析控制對(duì)象分析控制對(duì)象 在設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)時(shí)，首先必須深入了解、詳細(xì)分在設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)時(shí)，首先必須深入了解、詳細(xì)分析、認(rèn)真研究被控對(duì)象工藝流程的特點(diǎn)和要求，明析、認(rèn)真研究被控對(duì)象工藝流程的特點(diǎn)和要求，明確控制任務(wù)，根據(jù)控制系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)要求合理制確控制任務(wù)，根據(jù)控制系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)要求合理制定和選取參數(shù)，定和選取參數(shù)，PLCPLC最大限度地滿足生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的要求。最大限度地滿足生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的要求。 在明確控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)任務(wù)和要求后，合理選擇在明確控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)任務(wù)和要求后，合理選擇電氣傳動(dòng)方式和電動(dòng)機(jī)、電磁閥等執(zhí)行機(jī)構(gòu)的種類電氣傳動(dòng)方式和電動(dòng)機(jī)、電磁閥等執(zhí)行機(jī)構(gòu)的種類和數(shù)量，擬定電動(dòng)機(jī)的啟停、

3、運(yùn)行、調(diào)速、轉(zhuǎn)向、和數(shù)量，擬定電動(dòng)機(jī)的啟停、運(yùn)行、調(diào)速、轉(zhuǎn)向、制動(dòng)等控制方案；確定輸入制動(dòng)等控制方案；確定輸入/ /輸出元器件的種類及數(shù)輸出元器件的種類及數(shù)量，分析輸入和輸出信號(hào)之間的關(guān)系。量，分析輸入和輸出信號(hào)之間的關(guān)系。2 2 PLCPLC控制系統(tǒng)的硬件配置控制系統(tǒng)的硬件配置控制系統(tǒng)的硬件配置包括控制系統(tǒng)的硬件配置包括PLCPLC的選型、的選型、I/OI/O選擇、選擇、控制系統(tǒng)原理圖的繪制等?？刂葡到y(tǒng)原理圖的繪制等。3 3分配分配I/OI/O編號(hào)編號(hào)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)輸入根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)輸入/ /輸出要求及數(shù)量，對(duì)輸出要求及數(shù)量，對(duì)I/OI/O地址進(jìn)地址進(jìn)行分配，以便程序設(shè)計(jì)時(shí)使用。行分配，以便程序設(shè)計(jì)時(shí)使

4、用。4 4應(yīng)用程序設(shè)計(jì)應(yīng)用程序設(shè)計(jì)應(yīng)用程序設(shè)計(jì)是基于硬件配置和應(yīng)用程序設(shè)計(jì)是基于硬件配置和I/OI/O地址分配地址分配的基礎(chǔ)上，根據(jù)控制系統(tǒng)的要求，應(yīng)用相關(guān)編的基礎(chǔ)上，根據(jù)控制系統(tǒng)的要求，應(yīng)用相關(guān)編程軟件設(shè)計(jì)梯形圖程序，是整個(gè)設(shè)計(jì)的核心。程軟件設(shè)計(jì)梯形圖程序，是整個(gè)設(shè)計(jì)的核心。5 5程序調(diào)試及固化程序調(diào)試及固化 模擬調(diào)試：將設(shè)計(jì)好的控制程序輸入模擬調(diào)試：將設(shè)計(jì)好的控制程序輸入PLCPLC，首先進(jìn)行模擬調(diào)試，對(duì)程序錯(cuò)誤進(jìn)行修正并首先進(jìn)行模擬調(diào)試，對(duì)程序錯(cuò)誤進(jìn)行修正并進(jìn)一步完善程序。進(jìn)一步完善程序。 現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試：在對(duì)應(yīng)用程序完成模擬調(diào)試后，現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試：在對(duì)應(yīng)用程序完成模擬調(diào)試后，方可進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試。方可

5、進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試。 程序固化：將調(diào)試好的程序存入程序固化：將調(diào)試好的程序存入EEPROMEEPROM，以備后用。以備后用。 PLCPLC機(jī)型選擇機(jī)型選擇1 1 I/OI/O點(diǎn)數(shù)點(diǎn)數(shù) I/O I/O點(diǎn)數(shù)是點(diǎn)數(shù)是PLCPLC的一項(xiàng)重要指標(biāo)。的一項(xiàng)重要指標(biāo)。PLCPLC的的I/OI/O點(diǎn)數(shù)和種類應(yīng)根據(jù)被控對(duì)象的開(kāi)關(guān)量、點(diǎn)數(shù)和種類應(yīng)根據(jù)被控對(duì)象的開(kāi)關(guān)量、模擬量等輸入模擬量等輸入/ /輸出設(shè)備的狀況來(lái)確定。輸出設(shè)備的狀況來(lái)確定。2 2存儲(chǔ)器容量的選擇存儲(chǔ)器容量的選擇 根據(jù)根據(jù)I/OI/O點(diǎn)數(shù)和各功能元件大概估計(jì)點(diǎn)數(shù)和各功能元件大概估計(jì)出內(nèi)存總量，然后再增加出內(nèi)存總量，然后再增加25%25%左右的備用左右的備

6、用量，作為選擇量，作為選擇PLCPLC內(nèi)存的依據(jù)。內(nèi)存的依據(jù)。1 1開(kāi)關(guān)量輸入選擇開(kāi)關(guān)量輸入選擇 開(kāi)關(guān)量輸入是將外部的各種開(kāi)關(guān)、按鈕、傳感器的信開(kāi)關(guān)量輸入是將外部的各種開(kāi)關(guān)、按鈕、傳感器的信號(hào)傳遞到號(hào)傳遞到PLCPLC內(nèi)部的連接部件，把現(xiàn)場(chǎng)的信號(hào)轉(zhuǎn)換為內(nèi)部的連接部件，把現(xiàn)場(chǎng)的信號(hào)轉(zhuǎn)換為PLCPLC的的CPUCPU可以接收的可以接收的TTLTTL標(biāo)準(zhǔn)電平的數(shù)字信號(hào)。標(biāo)準(zhǔn)電平的數(shù)字信號(hào)。開(kāi)關(guān)量輸入的原理圖開(kāi)關(guān)量輸入的原理圖 開(kāi)關(guān)量開(kāi)關(guān)量I/OI/O選擇選擇 開(kāi)關(guān)量開(kāi)關(guān)量I/OI/O選擇選擇2 2開(kāi)關(guān)量輸出選擇開(kāi)關(guān)量輸出選擇 輸出模塊是連接輸出模塊是連接PLCPLC與外部執(zhí)行機(jī)構(gòu)的與外部執(zhí)行機(jī)構(gòu)的橋

7、梁，不同外部設(shè)備所需要的驅(qū)動(dòng)方式也橋梁，不同外部設(shè)備所需要的驅(qū)動(dòng)方式也不同，輸出模塊有繼電器輸出、晶體管輸不同，輸出模塊有繼電器輸出、晶體管輸出和雙向晶閘管輸出三種方式。出和雙向晶閘管輸出三種方式。 繼電器輸出繼電器輸出 晶體管輸出晶體管輸出 雙向晶閘管輸出雙向晶閘管輸出1模擬量輸入模塊選擇模擬量輸入模塊選擇模擬量值的輸入范圍模擬量值的輸入范圍模擬量輸入模塊的參數(shù)指標(biāo)模擬量輸入模塊的參數(shù)指標(biāo)抗干擾措施抗干擾措施2模擬量輸出模塊選擇模擬量輸出模塊選擇模擬量輸出模塊有電壓輸出和電流輸出兩種，電壓和電源的模擬量輸出模塊有電壓輸出和電流輸出兩種，電壓和電源的輸出范圍分別為輸出范圍分別為010V、-10

8、+10V、020mA、420mA等。等。模擬量輸出模塊有不同的輸出功率，選擇時(shí)要根據(jù)負(fù)載來(lái)確模擬量輸出模塊有不同的輸出功率，選擇時(shí)要根據(jù)負(fù)載來(lái)確定。定。模擬量輸出模塊的參數(shù)指標(biāo)和抗干擾措施與模擬量輸入模塊模擬量輸出模塊的參數(shù)指標(biāo)和抗干擾措施與模擬量輸入模塊類似。類似。 模擬量模擬量I/OI/O選擇選擇智能功能智能功能I/OI/O模塊的選擇模塊的選擇 智能智能I/OI/O模塊包括高速計(jì)數(shù)模塊、模塊包括高速計(jì)數(shù)模塊、PIDPID過(guò)過(guò)程控制模塊、通信模塊、運(yùn)動(dòng)控制模塊（如程控制模塊、通信模塊、運(yùn)動(dòng)控制模塊（如三菱的三菱的FX2N-1PGFX2N-1PG）、凸輪控制模塊（如三菱）、凸輪控制模塊（如三菱

9、的的FX2N-1RM-SETFX2N-1RM-SET）、網(wǎng)絡(luò)通信模塊（如三菱）、網(wǎng)絡(luò)通信模塊（如三菱的的FX2N-16CCL-MFX2N-16CCL-M）等。通常這些模塊價(jià)格較）等。通常這些模塊價(jià)格較昂貴，而有些功能采用一般的昂貴，而有些功能采用一般的I/OI/O模塊或功模塊或功能指令也可以實(shí)現(xiàn)，只是編程復(fù)雜，增加了能指令也可以實(shí)現(xiàn)，只是編程復(fù)雜，增加了程序設(shè)計(jì)的工作量，因此選擇時(shí)要根據(jù)實(shí)際程序設(shè)計(jì)的工作量，因此選擇時(shí)要根據(jù)實(shí)際情況決定。情況決定。壓濾機(jī)的工作過(guò)程分壓濾機(jī)的工作過(guò)程分“保壓保壓”、“回程回程”、“拉板拉板”三個(gè)階三個(gè)階段。工作時(shí)，機(jī)泵電機(jī)先啟動(dòng)，主接觸器和壓緊電磁閥得電，段。工

10、作時(shí)，機(jī)泵電機(jī)先啟動(dòng)，主接觸器和壓緊電磁閥得電，將板框壓緊，同時(shí)進(jìn)料泵將固液混合物輸入各個(gè)板框內(nèi)進(jìn)行將板框壓緊，同時(shí)進(jìn)料泵將固液混合物輸入各個(gè)板框內(nèi)進(jìn)行過(guò)濾，濾渣留在濾室內(nèi)，濾液經(jīng)濾布排出，此時(shí)系統(tǒng)壓力開(kāi)過(guò)濾，濾渣留在濾室內(nèi)，濾液經(jīng)濾布排出，此時(shí)系統(tǒng)壓力開(kāi)始上升。當(dāng)液壓系統(tǒng)達(dá)到上限壓力始上升。當(dāng)液壓系統(tǒng)達(dá)到上限壓力25Mpa時(shí)，油泵電機(jī)自動(dòng)時(shí)，油泵電機(jī)自動(dòng)停機(jī)，此時(shí)壓濾機(jī)進(jìn)入自動(dòng)保壓狀態(tài)。保壓期間，當(dāng)下限壓停機(jī)，此時(shí)壓濾機(jī)進(jìn)入自動(dòng)保壓狀態(tài)。保壓期間，當(dāng)下限壓力低于力低于21Mpa時(shí)，油泵電機(jī)自動(dòng)啟動(dòng)，壓緊電磁閥動(dòng)作，壓時(shí)，油泵電機(jī)自動(dòng)啟動(dòng)，壓緊電磁閥動(dòng)作，壓力回升，達(dá)到力回升，達(dá)到25Mpa時(shí)

11、，油泵電機(jī)又停止，如此循環(huán)。時(shí)，油泵電機(jī)又停止，如此循環(huán)。進(jìn)料過(guò)濾后，按下回程按鈕，油泵電機(jī)重新啟動(dòng)，回程電磁進(jìn)料過(guò)濾后，按下回程按鈕，油泵電機(jī)重新啟動(dòng)，回程電磁閥動(dòng)作，活塞回程，當(dāng)活塞碰到回程限位開(kāi)關(guān)后，回程電磁閥動(dòng)作，活塞回程，當(dāng)活塞碰到回程限位開(kāi)關(guān)后，回程電磁閥斷電。固液混合物過(guò)濾后，系統(tǒng)進(jìn)入拉板階段。閥斷電。固液混合物過(guò)濾后，系統(tǒng)進(jìn)入拉板階段。專題專題2PLC在壓濾機(jī)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用在壓濾機(jī)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用系統(tǒng)的工作原理系統(tǒng)的工作原理 PLC的輸入點(diǎn)數(shù)為的輸入點(diǎn)數(shù)為15個(gè)，控制元件主要個(gè)，控制元件主要為接觸器線圈、電磁閥等，為接觸器線圈、電磁閥等，PLC的輸出點(diǎn)數(shù)的輸出點(diǎn)數(shù)為為5個(gè)。選

12、用三菱個(gè)。選用三菱FX2N-32MR型型PLC?？刂葡到y(tǒng)設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)輸入輸入/ /輸出地址分配表輸出地址分配表輸輸 入入 部部 分分輸輸 出出 部部 分分地址地址代代號(hào)號(hào)功能功能地址地址代代號(hào)號(hào)功能功能地址地址代代號(hào)號(hào)功能功能地址地址代代號(hào)號(hào)功能功能X000X000SASA操作操作X005X005SB3SB3啟動(dòng)按鈕啟動(dòng)按鈕X012X012SL2SL2拉板拉板后端后端限位限位Y000Y000KMKM油泵接觸油泵接觸器器X001X001SASA保壓保壓X006X006SB4SB4停止按鈕停止按鈕X013X013SL3SL3回程回程限位限位Y001Y001YV1YV1壓緊電磁壓緊電磁閥閥X00

13、2X002SASA拉板拉板X007X007SB5SB5現(xiàn)場(chǎng)啟動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)啟動(dòng)按鈕按鈕X014X014SLPSLP壓力壓力上限上限位位Y002Y002YV2YV2回程電磁回程電磁閥閥X003X003SB1SB1壓緊壓緊X010X010SB6SB6現(xiàn)場(chǎng)停止現(xiàn)場(chǎng)停止按鈕按鈕X015X015SLPSLP壓力壓力下限下限位位Y003Y003YV3YV3拉板前進(jìn)拉板前進(jìn)電磁閥電磁閥X004X004SB2SB2回程回程X011X011SL1SL1拉板前端拉板前端限位限位X016X016FRFR熱繼熱繼電器電器保護(hù)保護(hù)Y004Y004YV4YV4拉板后退拉板后退電磁閥電磁閥 電鍍生產(chǎn)線有三個(gè)槽，工件由裝有可升降吊鉤

14、的行車帶動(dòng)，電鍍生產(chǎn)線有三個(gè)槽，工件由裝有可升降吊鉤的行車帶動(dòng)，經(jīng)過(guò)電鍍、鍍液回收、清洗等工序，實(shí)現(xiàn)對(duì)工件的電鍍。工藝要經(jīng)過(guò)電鍍、鍍液回收、清洗等工序，實(shí)現(xiàn)對(duì)工件的電鍍。工藝要求為：工件放入鍍槽中，電鍍求為：工件放入鍍槽中，電鍍280s后提起，停放后提起，停放28s，讓鍍液從，讓鍍液從工件上流回鍍槽，然后放入回收液槽中浸工件上流回鍍槽，然后放入回收液槽中浸30s，提起后停，提起后停15s，接，接著放入清水槽中清洗著放入清水槽中清洗30s，最后提起停，最后提起停15s后，行車返回原位，電后，行車返回原位，電鍍一個(gè)工件的全過(guò)程結(jié)束鍍一個(gè)工件的全過(guò)程結(jié)束。電鍍工藝流程圖工藝要求工藝要求控控 制制 流

15、流 程程吊鉤上升吊鉤上升 按下啟動(dòng)按鈕按下啟動(dòng)按鈕SB1SB1，吊鉤上升，當(dāng)碰到上限位開(kāi)關(guān)，吊鉤上升，當(dāng)碰到上限位開(kāi)關(guān)SQ5SQ5后，吊鉤上升停止。后，吊鉤上升停止。行車前進(jìn)行車前進(jìn) 在吊鉤停止的同時(shí)，在吊鉤停止的同時(shí)，M2M2接通，行車前進(jìn)。接通，行車前進(jìn)。吊鉤下降吊鉤下降 行車前進(jìn)至壓下限位開(kāi)關(guān)行車前進(jìn)至壓下限位開(kāi)關(guān)SQ1SQ1，行車停止前進(jìn)；同，行車停止前進(jìn)；同時(shí)時(shí)M3M3接通，吊鉤下降。接通，吊鉤下降。定時(shí)電鍍定時(shí)電鍍 吊鉤下降至下限開(kāi)關(guān)吊鉤下降至下限開(kāi)關(guān)SQ6SQ6時(shí)，吊鉤停止下降。同時(shí)時(shí)，吊鉤停止下降。同時(shí)T0T0開(kāi)始計(jì)時(shí)，定時(shí)電鍍開(kāi)始計(jì)時(shí)，定時(shí)電鍍280s280s。吊鉤上升吊鉤上

16、升 T0T0定時(shí)到，使定時(shí)到，使M5M5接通，吊鉤上升。接通，吊鉤上升。定時(shí)滴液定時(shí)滴液 吊鉤上升至壓下吊鉤上升至壓下SQ5SQ5時(shí)，吊鉤停止上升，同時(shí)時(shí)，吊鉤停止上升，同時(shí)T1T1開(kāi)開(kāi)始計(jì)時(shí)，工件停留始計(jì)時(shí)，工件停留28s28s滴液。滴液。行車后退行車后退 T1T1定時(shí)到，使定時(shí)到，使M7M7接通，行車后退，轉(zhuǎn)入下道工序。接通，行車后退，轉(zhuǎn)入下道工序?？乜?制制 流流 程程 由于由于PLCPLC組成的控制系統(tǒng)有輸入信號(hào)組成的控制系統(tǒng)有輸入信號(hào)1414個(gè)，個(gè)，均為開(kāi)關(guān)量。其中按鈕開(kāi)關(guān)均為開(kāi)關(guān)量。其中按鈕開(kāi)關(guān)6 6個(gè)，行程開(kāi)關(guān)個(gè)，行程開(kāi)關(guān)6 6個(gè)，個(gè)，選擇開(kāi)關(guān)選擇開(kāi)關(guān)1 1個(gè)。該系統(tǒng)中有輸出信號(hào)

17、個(gè)。該系統(tǒng)中有輸出信號(hào)5 5個(gè)，其中個(gè)，其中兩個(gè)用于吊鉤升降電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制接觸器兩個(gè)用于吊鉤升降電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制接觸器KM1KM1和和KM2KM2，兩個(gè)用于行車正反轉(zhuǎn)控制接觸器，兩個(gè)用于行車正反轉(zhuǎn)控制接觸器KM3KM3和和KM4KM4，1 1個(gè)用于原位指示?？刂葡到y(tǒng)選用個(gè)用于原位指示。控制系統(tǒng)選用FX2N-FX2N-32MR32MR，I/OI/O點(diǎn)數(shù)均為點(diǎn)數(shù)均為1616點(diǎn)，滿足控制要求，而且點(diǎn)，滿足控制要求，而且還有一定的余量。還有一定的余量。PLC PLC 的的 選選 型型輸輸 入入 信信 號(hào)號(hào)輸輸 入入 信信 號(hào)號(hào)名名 稱稱功功 能能編編 號(hào)號(hào)名名 稱稱功功 能能編號(hào)編號(hào)SB1啟動(dòng)啟動(dòng)X

18、000SQ4行車限位（后退）行車限位（后退）X014SB2停止停止X001SQ5吊鉤限位（提升）吊鉤限位（提升）X015SB3吊鉤提升吊鉤提升X002SQ6吊鉤限位（下降）吊鉤限位（下降）X016SB4吊鉤下降吊鉤下降X003輸輸 出出 信信 號(hào)號(hào)SB5行車前進(jìn)行車前進(jìn)X004名名 稱稱功功 能能編號(hào)編號(hào)SB6行車后退行車后退X005HL原位指示燈原位指示燈Y000SA選擇開(kāi)關(guān)（點(diǎn)動(dòng)）選擇開(kāi)關(guān)（點(diǎn)動(dòng)）X006KM1吊鉤提升電機(jī)正轉(zhuǎn)接觸器吊鉤提升電機(jī)正轉(zhuǎn)接觸器Y001SA選擇開(kāi)關(guān)（自動(dòng)）選擇開(kāi)關(guān)（自動(dòng)）X007KM2吊鉤提升電機(jī)反轉(zhuǎn)接觸器吊鉤提升電機(jī)反轉(zhuǎn)接觸器Y002SQ1行車限位（前進(jìn)）行車限位（前進(jìn)）X011KM3行車電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)接觸器行車電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)接觸器Y003SQ2行車限位（后退）行車限位（后退）X012KM4行車電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)接觸器行車電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)接觸器Y004SQ3行車限位（后退）行車限位（后退）X013輸入輸入/ /輸出地址分配表輸出地址分配表 電鍍生產(chǎn)線的電鍍生產(chǎn)線的PLC控制程序，包括點(diǎn)動(dòng)操作和自動(dòng)控控制程序，包括點(diǎn)動(dòng)操作和自動(dòng)控制兩部分。制兩部分。1.點(diǎn)動(dòng)操作點(diǎn)動(dòng)操作設(shè)有行車的進(jìn)和退操