三菱PLC觸摸屏及變頻器應用技術四

1、三菱PLC觸摸屏和變頻器應用技術 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)掌握步進指令的編程方法，同時要求能用步進指令靈活地實現(xiàn)從狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖到步進梯形圖的轉(zhuǎn)換。3)掌握單流程結構、選擇性分支結構和并行分支結構的狀態(tài)編程。1)能根據(jù)項目要求,熟練地畫出PLC控制系統(tǒng)的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖、步進梯形圖，并能寫出相應的指令程序。2)能熟練地使用三菱公司的編程軟件設計步進梯形圖和指令程序，并寫入PLC進行調(diào)試運行。一、項目任務一、項目任務圖4-1運料小車運行過程示意圖二、項目分析1.工作原理分析2.輸入與輸出點分配3. PLC接線示意圖4.工作流程圖1.工作原理分析

2、如圖41所示，小車處于原位時，壓下后限位開關，當合上起動按鈕時，小車前進，當運行至壓下前限位開關后，打開漏斗門，延時8s后，漏斗門關上小車向后運行，到后端時壓下后限位開關，打開小車底門(延時6s后)，底門關上，完成一次動作。小車的前進、后退由兩個接觸器控制電機的正反轉(zhuǎn)進行拖動，漏斗門和小車底門分別由兩個電磁鐵控制。2.輸入與輸出點分配表4-1運料小車自動往返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)將復雜的任務或過程分解成若干個工序(或狀態(tài))，能清晰地反映控制系統(tǒng)的全部工藝流程，可讀性很強，很容易理解，有利于程序的結構

3、化設計。2)相對某一個具體的工序來說，控制任務實現(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，就可進行工作流程圖的設計。4.工作流程圖圖4-3小車的工作流程圖三、相關知識點1.狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖2.步進指令與單流程步進梯形圖編程3.特殊輔助繼電器4.復雜轉(zhuǎn)移條件的程序處理1.狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖(1)狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖編程的特點使用經(jīng)驗法及基本指令編制的梯形圖和指令程序雖然能達到控制要求，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)移圖的基本構成因素之一，也是PLC的重要軟元件之一。

4、(3)狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖的設計步驟狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖設計步驟可分為：任務分解、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)移圖的設計步驟圖4-4運料小車自動往返控制的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖2.步進指令與單流程步進梯形圖編程(1)步進指令(STL、RET)的指令用法和指令功能說明步進梯形指令(Step Ladder Instruction)即STL指令，簡稱步進指令，它是利用內(nèi)部軟元件在順控程序上面進行工序步進式控制的指令。(2)單流程步進梯形圖編程(1)步進指令(STL、RET)的指令用法和指令功能

5、說明步進梯形指令(Step Ladder Instruction)即STL指令，簡稱步進指令，它是利用內(nèi)部軟元件在順控程序上面進行工序步進式控制的指令。表4-3步進指令(2)單流程步進梯形圖編程圖4-5步進指令用法之一(2)單流程步進梯形圖編程圖4-6步進指令用法之二(2)單流程步進梯形圖編程圖4-7步進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。PLC在運行過程中，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

6、掃描周期)接通的繼電器。用于程序的初始設定或初始狀態(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備的手冊。4.復雜轉(zhuǎn)移條件的程序處理圖4-8復雜轉(zhuǎn)移條件的程序處理四、項目實施1.小車自動往返控制步進梯形圖和指令程序設計2.運行并調(diào)試程序1.小車自動往返控制步進梯形圖和指令程序設計圖4-9步進梯形圖和指令程序2.運行并調(diào)試程序1)在斷電狀態(tài)下，連接好PCPPI電纜。2)將PLC運行模式選擇開關撥到STOP位置，此時PLC處于停止狀態(tài)，可以進行程序編寫

7、。3)在作為編程器的計算機上，運行SWOPC-FXGP/WIN-C或GX Developer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中。5)執(zhí)行“PLC”“傳送”“寫出”命令，將程序文件下載到PLC中。6)將PLC運行模式的選擇開關撥到RUN位置，使PLC進入運行方式。7)按下起動按鈕，對程序進行調(diào)試運行，觀察程序的運行情況。8)記錄程序調(diào)試的結果。1.圖4-10是某控制系統(tǒng)的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖，請繪出其步進梯形圖，并寫出指令。圖4-10第1題圖2.設計一個控制3臺電動機M1M3順序起動和停止的SFC程序。(1)當按下起動按鈕SB2后，M1起動；M1運行2s后，M2也一起起動；M

8、2運行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)編寫步進梯形圖和指令程序。3.有一商店名叫“飄渺坊”，要求設計一個PLC控制系統(tǒng)，用HL1HL3 3個燈分別點亮“飄渺坊”3個廣告字裝飾燈，并實現(xiàn)自動閃爍。(1)列出輸入輸出端口地址分配表。(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、項目任務二、項目分析1.動作過程分析2.輸入與輸出點分配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

9、與輸出點分配表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、相關知識點1.選擇性分支與匯合狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖的特點2.選擇性分支與匯合狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖與步進梯形圖的轉(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)移圖的特點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)移圖的特點圖4-14選擇性分支與匯合狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖的3

10、個流程順序2.選擇性分支與匯合狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖與步進梯形圖的轉(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)的編程方法是先進行分支狀態(tài)的驅(qū)動處理，再依順序進行轉(zhuǎn)移處理。(2)匯合狀態(tài)的處理匯合狀態(tài)的編程方法是先進行匯合前狀態(tài)的驅(qū)動處理，再依順序進行向匯合狀態(tài)的轉(zhuǎn)移處理。四、項目實施1.狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖的編制2.步進梯形圖和步進指令程序的編寫3.運行并調(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.步進梯形圖和步進指令程序的編寫根據(jù)控制系統(tǒng)的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖可畫出相應的步進梯形圖和指令程序，如圖418所示。3.運行并調(diào)試程序1

11、)在斷電狀態(tài)下，連接好PCPPI電纜。2)將PLC運行模式選擇開關撥到STOP位置，此時PLC處于停止狀態(tài)，可以進行程序編寫。3)在作為編程器的計算機上，運行SWOPC-FXGP/WIN-C或GX Developer編程軟件。4)將圖4-18所示的梯形圖程序輸入到計算機中。5)執(zhí)行“PLC”“傳送”“寫出”命令，將程序文件下載到PLC中。6)將PLC運行模式的選擇開關撥到RUN位置，使PLC進入運行方式。7)按下起動按鈕，對程序進行調(diào)試運行，觀察程序的運行情況。8)記錄程序調(diào)試的結果。7)按下起動按鈕，對程序進行調(diào)試運行，觀察程序的運行情況。4z18.TIF8)記錄程序調(diào)試的結果。五、知識進階

12、1.選擇性分支匯合后的選擇性分支的編程2.復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、步進梯形圖和指令程序2.復雜選擇性流程的編程4Z20A.TIF2.復雜選擇性流程的編程圖4-20復雜選擇性流程的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖、步進梯形圖和指令程序一、項目任務圖4-23人行橫道與公路車道紅綠燈控制二、項目分析1.控制要求分析2.輸入輸出點分配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.輸入輸出點分配圖4-25人行橫道與車道紅綠燈

13、PLC控制接線示意圖3.PLC接線示意圖三、相關知識點1.并行分支狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖及其特點2.并行分支與匯合狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖與步進梯形圖的轉(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、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)的編程方法是先進行分支狀態(tài)的驅(qū)動處理，再依順序進行轉(zhuǎn)移處理。按分支狀態(tài)的編程方法，首先對S20進行驅(qū)動處理(0UT Y0)，然后按S2

14、1、S31、S41的順序進行轉(zhuǎn)移處理，指令程序如下：匯合狀態(tài)的處理匯合狀態(tài)的編程方法是先進行匯合前狀態(tài)的驅(qū)動處理，再依順序進行向匯合狀態(tài)的轉(zhuǎn)移處理。按照匯合狀態(tài)的編程方法，依次將S21、S22、S23、S31、S32、S33、S41、S42、S43的輸出進行處理，然后按順序進行從S23(第一分支)、S33(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)運用狀態(tài)編程思想解決問題時，當設計出狀態(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，只要嚴格按照分支、匯合的原則和方法，

15、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。但在實際工藝中，這個狀態(tài)并不存在，所以只能虛設，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)移圖就可以進行編程了。四、項目實施1.狀態(tài)表2.狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖3.步進梯形圖和指令程序設計4.運行并調(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

16、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)開始運行時，通過M8002使初始狀態(tài)S0動作，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S30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)

17、移到S32，人行橫道綠燈變暗；S32用T4計時，0.5s后，控制從狀態(tài)S32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.步進梯形圖和指令程序設計圖4-30人行橫道與車道紅綠燈PLC控制的步進梯形圖4.運行并調(diào)試程序1)在斷電狀態(tài)下，連接好PCPPI電纜。2) 將PLC運行模式選擇開關撥到STOP位置，此時PLC處于停止狀態(tài)，可以進行程序編寫。3) 在作為編程器的計算機上，運行SWOPC-FXGP/WIN-C或GX Developer編程軟件。4) 將圖4-30所示的梯形圖程序輸入到計算機中。5) 執(zhí)行“PLC”“傳送”“寫出”命令，將程序文件下載到PLC中。6) 將PLC運行模式的選擇開關撥到RUN位置，使PLC進入運行方式。7) 分別按下按鈕SB0或SB1對程序進行調(diào)試運行，觀察程序的運行情況。8)記錄程序調(diào)試的結果。五、知識進階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