中職 電氣控制與PLC技術(shù)（三菱機(jī)型）項(xiàng)目6任務(wù)2電子課件 （）

中職電氣控制與PLC技術(shù)（三菱機(jī)型）項(xiàng)目6任務(wù)2電子課件（高教版）任務(wù)二PLC程序執(zhí)行過(guò)程和掃描工作研究

【任務(wù)描述】（1）按啟動(dòng)按鈕SB臺(tái)車(chē)電機(jī)M正轉(zhuǎn)，臺(tái)車(chē)前進(jìn)，碰到限位開(kāi)關(guān)SQ1后，臺(tái)車(chē)電機(jī)M反轉(zhuǎn)，臺(tái)車(chē)后退。（2）臺(tái)車(chē)后退碰到限位開(kāi)關(guān)SQ2后，臺(tái)車(chē)電機(jī)停轉(zhuǎn)，臺(tái)車(chē)停止，暫停5s后，臺(tái)車(chē)再轉(zhuǎn)向前進(jìn)，當(dāng)碰到限位開(kāi)關(guān)SQ3后，開(kāi)始后退。（3）臺(tái)車(chē)后退再次碰到限位開(kāi)關(guān)SQ2時(shí)，臺(tái)車(chē)停止。延時(shí)5s后重復(fù)上述動(dòng)作。【任務(wù)分析】本任務(wù)如圖6.2.5及6.2.6所示，按下啟動(dòng)按鈕SB，X000接通，Y001得電餅自鎖，臺(tái)車(chē)前進(jìn)；臺(tái)車(chē)前進(jìn)至位置1解除Y001自鎖，Y001失電，臺(tái)車(chē)停止前進(jìn)；同時(shí)啟用二次啟動(dòng)服務(wù)電路，使M100常開(kāi)觸點(diǎn)接通，為二次啟動(dòng)做準(zhǔn)備；又通過(guò)X001常開(kāi)觸點(diǎn)使Y002得電并自鎖，臺(tái)車(chē)反向啟動(dòng)，臺(tái)車(chē)后退?！竞粚?shí)基礎(chǔ)】一、FX2N系列PLC的軟件系統(tǒng)1．軟件系統(tǒng)（1）系統(tǒng)程序系統(tǒng)程序可分為管理程序、編譯程序、標(biāo)準(zhǔn)程序模塊和系統(tǒng)調(diào)用三部分。系統(tǒng)程序固化在EPROM存儲(chǔ)器中。（2）用戶(hù)程序用戶(hù)程序就是由用戶(hù)根據(jù)控制要求，用PLC編程的軟元件和編程語(yǔ)言（如梯形圖）編制的應(yīng)用程序，用戶(hù)通過(guò)編程器或PC機(jī)寫(xiě)入到PLC的RAM內(nèi)存中，可以修改和更新。2．PLC的編程語(yǔ)言可編程控制器目前常用的編程語(yǔ)言有以下幾種：梯形圖語(yǔ)言、助記符語(yǔ)言、順序功能圖、功能塊圖和某些高級(jí)語(yǔ)言。手持編程器多采用助記符語(yǔ)言，計(jì)算機(jī)軟件編程采用梯形圖語(yǔ)言，也有采用順序功能圖、功能塊圖的。

（1）梯形圖語(yǔ)言。梯形圖表達(dá)式沿用了原電氣控制系統(tǒng)中的繼電器接觸控制電路圖的形式，二者的基本構(gòu)思是一致的，只是使用符合和表達(dá)方式有所區(qū)別。梯形圖中的輸入只有兩種：動(dòng)合觸點(diǎn)（）和動(dòng)斷觸點(diǎn)（），這些觸點(diǎn)可以是PLC的外接開(kāi)關(guān)對(duì)應(yīng)的內(nèi)部映像觸點(diǎn)，也可以是內(nèi)部繼電器觸點(diǎn)，或內(nèi)部定時(shí)器、計(jì)數(shù)器的觸點(diǎn)。每個(gè)觸點(diǎn)都有自己的特殊的編號(hào)，以示區(qū)別。同一編號(hào)的觸點(diǎn)可以有動(dòng)合和動(dòng)斷兩種狀態(tài)，使用次數(shù)不限。（2）助記符語(yǔ)言。助記符語(yǔ)言又稱(chēng)命令語(yǔ)句表達(dá)式語(yǔ)言，它常用一些助記符來(lái)表示PLC的某種操作。圖6-8（a）為梯形圖（b）梯形圖對(duì)應(yīng)的用助記符表示的指令表。梯形圖從上至下按行編寫(xiě)，每一行則按從左至右的順序編寫(xiě)。CPU將按自左到右，從上而下的順序執(zhí)行程序。LDX1ANIX2OUTTOSP/K400ENDX1X2T0K400Y0T0（a）梯形圖圖6-8梯形圖與助記符語(yǔ)言LDT0OUTY0END(b)指令表

（3）順序功能圖。這類(lèi)繼電器的狀態(tài)只能用輸入信號(hào)驅(qū)動(dòng)，不能用程序驅(qū)動(dòng)。3．FX2N系列PLC的軟元件（內(nèi)部繼電器）（1）輸入繼電器X。輸入繼電器是PLC中用來(lái)專(zhuān)門(mén)存儲(chǔ)系統(tǒng)輸入信號(hào)的內(nèi)部虛擬繼電器。FX系列PLC的輸入繼電器采用八進(jìn)制的地址編號(hào)，地址為：X000～X007、X010～X017、X020～X027……X260～X267共184個(gè)點(diǎn)。（2）輸出繼電器Y。輸出繼電器是PLC中專(zhuān)門(mén)用來(lái)將運(yùn)算結(jié)果經(jīng)輸出接口電路及輸出端子控制外部負(fù)載的虛擬繼電器。這類(lèi)繼電器的狀態(tài)只能用程序驅(qū)動(dòng)，外部信號(hào)無(wú)法直接驅(qū)動(dòng)輸出繼電器。FX系列PLC的輸出繼電器采用八進(jìn)制的地址編號(hào)，地址為：Y000～X267共184個(gè)點(diǎn)。（3）內(nèi)部輔助繼電器M。PLC內(nèi)有很多輔助繼電器，輔助繼電器的線圈與輸出繼電器一樣，由PLC內(nèi)各軟元件的觸點(diǎn)驅(qū)動(dòng)。這些觸點(diǎn)不能直接驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載，外部負(fù)載的驅(qū)動(dòng)必須由輸出繼電器執(zhí)行。①通用輔助繼電器M0～M499（500點(diǎn)）通用輔助繼電器元件是按十進(jìn)制進(jìn)行編號(hào)的，F(xiàn)X2N系列PLC有500點(diǎn)，其編號(hào)為M0～M499。②斷電保持輔助繼電器M500～M1023（524點(diǎn)）PLC在運(yùn)行中發(fā)生停電，輸出繼電器和通用輔助繼電器全部成斷開(kāi)狀態(tài)。③特殊輔助繼電器M8000～M8255（256點(diǎn)）一般分成兩大類(lèi)。一類(lèi)是只能利用其觸點(diǎn)，其線圈由PLC自動(dòng)驅(qū)動(dòng)。例如：M8000（運(yùn)行監(jiān)視）、M8002（初始脈沖）、M8013（1s時(shí)鐘脈沖）。另一類(lèi)是可驅(qū)動(dòng)線圈型的特殊輔助繼電器，用戶(hù)驅(qū)動(dòng)其線圈后，PLC做特定的動(dòng)作。（4）內(nèi)部狀態(tài)繼電器S。狀態(tài)繼電器是PLC在順序控制系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)控制的重要內(nèi)部元件。它與后面介紹的步進(jìn)順序控制指令STL組合使用，運(yùn)用順序功能圖編制高效易懂的程序。（5）內(nèi)部定時(shí)器T。定時(shí)器在PLC中相當(dāng)于一個(gè)時(shí)間繼電器，它有一個(gè)設(shè)定值寄存器（一個(gè)字）、一個(gè)當(dāng)前值寄存器（字）以及無(wú)數(shù)個(gè)觸點(diǎn)（位）。（6）內(nèi)部計(jì)數(shù)器C。計(jì)數(shù)器是PLC重要內(nèi)部部件，它是在執(zhí)行掃描操作時(shí)對(duì)內(nèi)部元件X、Y、M、S、T、C的信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)。當(dāng)計(jì)數(shù)達(dá)到設(shè)定值時(shí)，計(jì)數(shù)器觸點(diǎn)動(dòng)作。（7）數(shù)據(jù)寄存器D?？删幊炭刂破饔糜谀M量控制、位置控制、數(shù)據(jù)I/O時(shí)，需要許多數(shù)據(jù)寄存器存儲(chǔ)參數(shù)及工作數(shù)據(jù)。①通用數(shù)據(jù)寄存器D0～D199.只要不寫(xiě)入數(shù)據(jù)，則數(shù)據(jù)將不會(huì)變化，直到再次寫(xiě)入。這類(lèi)寄存器內(nèi)的數(shù)據(jù)，一旦PLC狀態(tài)由運(yùn)行（RUN）轉(zhuǎn)成（STOP）時(shí)全部數(shù)據(jù)均清零。②停電保持?jǐn)?shù)據(jù)寄存器D200～D7999。除非改寫(xiě)，否則數(shù)據(jù)不會(huì)變化。即使PLC狀態(tài)變化或斷電，數(shù)據(jù)仍可保持。③特殊數(shù)據(jù)寄存器D8000～D8255。這類(lèi)數(shù)據(jù)寄存器用于監(jiān)視PLC內(nèi)各種元件的運(yùn)行方式用，其內(nèi)容在電源接通（ON）時(shí)，寫(xiě)入初始化值（全部清零，然后由系統(tǒng)ROM安排寫(xiě)入初始化值）。④文件寄存器D1000～D7999。文件寄存器實(shí)際上是一類(lèi)專(zhuān)用數(shù)據(jù)寄存器，用于存儲(chǔ)大量的數(shù)據(jù)，例如采集數(shù)據(jù)、統(tǒng)計(jì)計(jì)數(shù)器數(shù)據(jù)、多組控制參數(shù)等。（8）內(nèi)部指針（P、I）。內(nèi)部指針是PLC在執(zhí)行程序時(shí)用來(lái)改變執(zhí)行流向的元件。它有分支指令專(zhuān)用指針P和中斷指針I(yè)兩類(lèi)。二、PLC的工作原理其工作過(guò)程一般分為三個(gè)階段，即輸入采樣、用戶(hù)程序執(zhí)行和輸出刷新三個(gè)階段如圖6-10所示。

輸入映像寄存器圖6-10用戶(hù)程序執(zhí)行的三個(gè)過(guò)程X0X1X2輸入端子輸入采樣（1）讀Y0Y1Y2輸出端子輸出刷新（6）輸出輸入鎖存器（Y0）（3）寫(xiě)X0（M0.0）（5）寫(xiě)（4）讀輔助繼電器Y0執(zhí)行用戶(hù)程序元件映像寄存器（2）讀1．輸入采樣階段在輸入采樣階段，PLC以?huà)呙璺绞揭来巫x入所有輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并將它們存入存儲(chǔ)器中的相應(yīng)單元（通常稱(chēng)作I/O映象區(qū)）內(nèi)。2．用戶(hù)程序執(zhí)行階段在用戶(hù)程序執(zhí)行階段，PLC總是按由上而下的順序依次地掃描用戶(hù)程序。在掃描每一條程序時(shí)，又總是先掃描梯形圖左邊的由各觸點(diǎn)構(gòu)成的控制線路，并按先左后右、先上后下的順序?qū)τ捎|點(diǎn)構(gòu)成的控制線路進(jìn)行邏輯運(yùn)算，然后根據(jù)邏輯運(yùn)算的結(jié)果，刷新該線圈在I/O映象區(qū)或系統(tǒng)存儲(chǔ)區(qū)中對(duì)應(yīng)位的狀態(tài)。3．輸出刷新階段在此期間，CPU按照I/O映象區(qū)內(nèi)對(duì)應(yīng)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)刷新所有的輸出線圈，再經(jīng)輸出電路驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的外部設(shè)備4．掃描周期的計(jì)算一般來(lái)說(shuō)，PLC的掃描周期還包括自診斷、通訊等，即一個(gè)掃描周期等于自診斷、通訊、輸入采樣、用戶(hù)程序執(zhí)行和輸出刷新等所有時(shí)間的總和。5．PLC的I/O響應(yīng)時(shí)間其響應(yīng)時(shí)間至少等于一個(gè)掃描周期，一般均大于一個(gè)掃描周期甚至更長(zhǎng)。6．PLC對(duì)輸入/輸出的處理規(guī)則①輸入映像寄存器的數(shù)據(jù)，取決于輸入端子在上一個(gè)工作周期的輸入采樣階段所刷新的狀態(tài)。②輸出映像寄存器（包含在元件映像寄存器中）的狀態(tài)。由程序中輸出指令的執(zhí)行結(jié)果決定。③輸出鎖存電路中的數(shù)據(jù)，由上一個(gè)工作周期的輸出刷新階段存入到輸出鎖存電路中的數(shù)據(jù)來(lái)確定。④輸出端子上的輸出狀態(tài)，由輸出鎖存電路中的數(shù)據(jù)來(lái)確定。⑤程序執(zhí)行中所需的輸入、輸出狀態(tài)（數(shù)據(jù)），由輸入映像寄存器和輸出映像寄存器讀出?！救蝿?wù)實(shí)施】

1．任務(wù)實(shí)施所需設(shè)備任務(wù)實(shí)施所需實(shí)訓(xùn)設(shè)備和器件見(jiàn)表6.2.1表6.2.1任務(wù)實(shí)施實(shí)訓(xùn)設(shè)備和元件明細(xì)表名稱(chēng)型號(hào)或規(guī)格數(shù)量名稱(chēng)型號(hào)或規(guī)格數(shù)量可編程控制器FX2N-48MR1臺(tái)熔斷器15A、熔體2A2只計(jì)算機(jī)帶三菱編程軟件、編程電纜1套斷路器三極、25A1只交流接觸器CJ20-10、線圈電壓380V2只按鈕LA10-11只熱繼電器JR16-20/3；20A、整定電流8.8A1只三相電動(dòng)機(jī)1.1KW/380V1臺(tái)熔斷器500V、60A、配熔體25A3只導(dǎo)線若干2．訓(xùn)練步驟及要求（1）按啟動(dòng)按鈕SB臺(tái)車(chē)電機(jī)M正轉(zhuǎn)，臺(tái)車(chē)前進(jìn)，碰到限位開(kāi)關(guān)SQ1后，臺(tái)車(chē)電機(jī)M反轉(zhuǎn)，臺(tái)車(chē)后退。（2）臺(tái)車(chē)后退碰到限位開(kāi)關(guān)SQ2后，臺(tái)車(chē)電機(jī)停轉(zhuǎn)，臺(tái)車(chē)停止，暫停5s后，臺(tái)車(chē)再轉(zhuǎn)向前進(jìn)，當(dāng)碰到限位開(kāi)關(guān)SQ3后，開(kāi)始后退。（3）臺(tái)車(chē)后退，當(dāng)再次碰到限位開(kāi)關(guān)SQ2時(shí)，臺(tái)車(chē)停止。延時(shí)5s后重復(fù)上述動(dòng)作。根據(jù)上述要求，設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)如圖6-12所示，控制的梯形圖如圖6-13所示。①指導(dǎo)老師將指令程序錄入PLC。②參照?qǐng)D6-12，按要求讓學(xué)生獨(dú)立將系統(tǒng)連接起來(lái)。③觀察系統(tǒng)的運(yùn)行，體會(huì)系統(tǒng)組成和控制要求。FRKM1KM2FU1QSM３～L1L2L3（a）主電路圖圖6-12小車(chē)自動(dòng)往返控制系統(tǒng)的組成（b）系統(tǒng)接線圖X0Y0SB2FX2N-48RMX1X2X3X4COMNLY1Y2Y3COM0COM1COM2···FU220VAC220VACPEFR···KM1KM2SB1SQ1SQ2SQ3X5Y4④分析被控對(duì)象的工藝條件和控制要求、功能要求和所需輸入/輸出的點(diǎn)數(shù)，選擇適當(dāng)類(lèi)型的PLC。⑤分配輸入/輸出點(diǎn)，繪制控制系統(tǒng)的接線圖。⑥根據(jù)被控對(duì)象工藝條件和控制要求，設(shè)計(jì)梯形圖或狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖。延時(shí)5s一次啟動(dòng)二次啟動(dòng)服務(wù)自鎖位置1啟動(dòng)自鎖位置1反向啟動(dòng)位置3反向啟動(dòng)自鎖位置2二次啟動(dòng)延時(shí)X000X002X004X005Y002Y001M100Y001Y002X004M100Y002X004Y002M100X002X002X003T0T0ENDK50X003Y001X005過(guò)載保護(hù)位置1限位位置3限位互鎖前進(jìn)后退互鎖過(guò)載保護(hù)位置2限位位置互鎖圖6-13小車(chē)自動(dòng)往返控制梯形圖之一到位置3解除服務(wù)二次啟動(dòng)服務(wù)⑦根據(jù)梯形圖，用選定的機(jī)型的指令編制程序。用編程器將指令程序