FX5U可編程序控制系統(tǒng)設計技術 課件 任務1 認識可編程硬件系統(tǒng)

任務1可編程序控制器硬件系統(tǒng)認識2025/5/23第一頁FX5U可編程控制系統(tǒng)設計技術某工廠自動化生產車間有一繼電器控制產品加工生產線，因運行年限長、故障點多且經常性發(fā)生故障，維修工作量大、生產效率低。公司決定對系統(tǒng)進行改造升級，廠方決定成立技改小組，小組先行統(tǒng)計生產線的銨鈕開關、傳感器檢測開關等共25個，指示燈、電磁閥等共23個，交流電機2臺、直流電機1臺。

根據以上情況，選擇合適PLC控制（指定用三菱PLC)，并提供控制線路圖。請向公司制作PPT匯報選用PLC的理由、選用的規(guī)格PLC和如何使用PLC等，經公司確認同意選用PLC改造方案。知識目標技能目標1.理解PLC的定義、PLC的工作原理；2.了解PLC的構成、指標和性能特點；3.掌握FX5UPLC軟件資源和用法；4.掌握FX5UPLC硬件資源和構建；5.了解標簽與數據類型用法。1.能夠識別FX系列PLC的型號和意義；2.會PLC外部輸入端子和傳感器的連接；3.會PLC外部輸出端子和控制設備的連接；4.能根據項目需求合理選用PLC；5.會撰寫技術報告。1.1可編程序控制器（PLC）基礎知識1.1.1PLC的定義

國際電工委員會（IEC）于1987年對PLC定義如下。

PLC是專為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計的一種數字運算操作的電子裝置，是帶有存儲器，可以編制程序的控制器。它能夠存儲和執(zhí)行指令，進行邏輯運算，順序控制，定時，計數和算術等操作，并通過數字式和模擬式的輸入輸出，控制各種類型的機械和生產過程。PLC及其有關的外圍設備，都應按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一體，易于擴展其功能的原則設計。

事實上，PLC就是以嵌入式CPU為核心，配以輸入，輸出等模塊，可以方便地用于工業(yè)控制領域的裝置。因此PLC實際上就是：“工業(yè)專用計算機”。1.1可編程序控制器（PLC）基礎知識1.1.2PLC的優(yōu)缺點（1）硬件優(yōu)點：體積小、能耗低；配套齊全，用戶使用方便，適應性強；可靠性高，抗干擾能力強（2）軟件優(yōu)點：編程方法簡單易學；功能強，性能價格比高（3）系統(tǒng)優(yōu)點：系統(tǒng)的設計、安裝、調試工作量少；維修工作量小，維修方便

編程控制器的故障率很低，具有完善的自診斷和顯示功能。因此，有人將數控技術、機器人、CAM/CAD、PLC稱之為現(xiàn)代工業(yè)的四大支柱。

主要因為各廠家的產品不同而導致，存在下列缺點：（1）主要是PLC的軟、硬件體系結構是封閉而不是開放的：（2）編程語言雖多數是梯形圖，但組態(tài)、尋址、語言結構均不一致，因此各公司的PLC互不兼容。1.1可編程序控制器（PLC）基礎知識1.1.3PLC的性能指標（1）硬件指標硬件指標主要包括輸入和輸出特性、掃描速度、環(huán)境溫度、環(huán)境濕度、抗振、抗沖擊，抗噪聲干擾、耐壓、接地要求和使用環(huán)境等。由于PLC是專門為適應惡劣的工業(yè)環(huán)境而設計的，因此PLC一般都能滿足以上硬件指標的要求。（2）軟件指標1）編程語言：常用的編程語言有梯形圖，指令表，順序控制流程圖三種。另外，F(xiàn)X5還有ST、FB塊等高級編程語言。2）用戶存儲器容量和類型：用戶存儲器用來存儲用戶通過編程器輸入的程序。

3）I/O總數：PLC有開關量和模擬量兩種輸入、輸出。對開關量I/O總數，通常用最大I/O點數表示；對模擬量I/O總數，通常用最大I/O通道數表示。1.1可編程序控制器（PLC）基礎知識1.1.3PLC的性能指標4）指令數：用來表示PLC的功能。一般指令數越多，其功能越強。5）軟元件的種類和點數：指輔助繼電器、定時器、計數器、狀態(tài)、數據寄存器和各種特殊繼電器等。6）掃描速度：以“μs/步”表示。例如0.74μs/步表示掃描一步用戶程序所需的時間為0.74μs。PLC的掃描速度越快，其輸出對輸入的響應越快。7）其它指標：如PLC的運行方式，輸入/輸出方式，自診斷功能，通信聯(lián)網功能，遠程監(jiān)控等。1.2PLC結構與工作原理1.2.1PLC的硬件組成PLC的硬件部分由中央處理單元（CPU模塊）、存儲模塊、輸入/輸出（I/O）模塊、電源模塊、通信模塊、編程器等部分組成。如圖1-1所示。圖1-1PLC的硬件組成1.2PLC結構與工作原理1.2.2PLC的軟件組成

PLC的軟件組成如圖1-2所示。圖1-2PLC的軟件組1.2PLC結構與工作原理1.2.3PLC的工作原理PLC是在系統(tǒng)軟件的控制和指揮下，采用循環(huán)順序掃描的方式工作的，其工作過程就是程序的執(zhí)行過程，它分為輸入采樣、程序執(zhí)行和輸出刷新三個階段，如圖1-3所示。圖1-3PLC的掃描工作過程1.3FX5U可編程序控制器資源1.3.1FX5UPLC硬件資源

FX5U系列是三菱新一代可編程控制器，機身小巧，卻兼?zhèn)湄S富的功能與擴展性。是一種集電源、CPU、輸入輸出為一體的一體化可編程控制器。通過連接多種多樣的擴展機器，以滿足客戶的各種需求。實現(xiàn)了系統(tǒng)總線的高速化，充實了內置功能，支持多種網絡的新一代可編程控制器。從單機使用到涵蓋網絡的系統(tǒng)提案，強有力地支持客戶“制造業(yè)先鋒產品”的需求。1.3FX5U可編程序控制器資源1.3.1FX5UPLC硬件資源

FX5UPLC面板正面1.3FX5U可編程序控制器資源1.3.1FX5UPLC硬件資源

FX5UPLC打開正面蓋板的狀態(tài)1.3FX5U可編程序控制器資源1.3.2FX5UPLC外部控制接線

源型PLC與按鈕、開關等連接圖1.3FX5U可編程序控制器資源1.3.2FX5UPLC外部控制接線

漏型PLC與按鈕、開關等連接圖1.4FX5U系列PLC軟件資源表1FX5U資源匯總

1.4FX5U系列PLC軟件資源表1FX5U資源匯總

1.4FX5U系列PLC軟件資源FXX5軟件資源分類并進行歸納如下。

1.根據知識準備內容，并查詢相關資料，制作PPT向公司匯報下列內容。（1）什么是PLC？（2）PLC的作用是什么？（3）PLC的優(yōu)點有哪些？（4）PLC性能指標有哪些？（5）PLC應用前景和發(fā)展趨勢如何？（6）選用PLC包含哪些要素？2.計算負載情況，確定選用PLC型號

輸入信號分析：銨鈕開關、傳感器檢測開關等共25個