《PLC技能與實訓(xùn)》校本教材

PLC技能與實訓(xùn)PLC技能與實訓(xùn)校本教材目錄項目一PLC基礎(chǔ)知識 1任務(wù)一認知PLC 1任務(wù)二SWOPC-FXGP/WIN-C編程軟件的使用 16項目二三相異步電動機PLC改造 25任務(wù)一手電鉆PLC控制改造 25任務(wù)二自動卷閘門PLC控制改造 30任務(wù)三卷揚機PLC控制改造 34任務(wù)四消防泵PLC控制改造 38項目三時序控制 45任務(wù)一閃爍燈控制 45任務(wù)二四節(jié)皮帶運輸機控制 54項目四步進順序控制 62任務(wù)一機械手PLC控制 68任務(wù)二交通燈控制 75項目五功能指令 82任務(wù)一高壓風(fēng)機控制 82任務(wù)二簡易密碼鎖控制 88任務(wù)三音樂噴泉控制 92項目六全自動洗衣機控制 100任務(wù)一全自動洗衣機控制 100項目七三菱變頻器 111任務(wù)一變頻器各部件及接線 111任務(wù)二變頻器的基本操作 115任務(wù)三電機參數(shù)設(shè)定變頻器 119任務(wù)四變頻器的PU運行模式 122任務(wù)五模擬信號設(shè)定頻率 124任務(wù)六變頻器的PU開環(huán)和閉環(huán)運行 126任務(wù)七變頻器的外部操作 128任務(wù)八變頻器的組合操作 130任務(wù)九變頻器的頻率跳變操作 131任務(wù)十變頻器的多段速運行 134任務(wù)十一變頻器的程序運行 137任務(wù)十二變頻器的V/F曲線的測量 140參考文獻 143項目一PLC基礎(chǔ)知識本項目的主要目的是了解PLC在實際生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用，學(xué)會PLC的基本功能、結(jié)構(gòu)與工作原理，熟悉SWOPC-FXGP/WIN-C編程軟件的使用。項目目標知識目標1.會描述PLC的結(jié)構(gòu)與工作原理。2.會說出PLC的外部端口。3.會描述PLC在實際生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用。能力目標1.會進行PLC選型、I/O口分配。2.能看懂PLC接線圖，并能根據(jù)接線圖進行PLC外部接線。3.能進行PLC編程軟件的操作。素質(zhì)目標1.養(yǎng)成獨立思考和動手操作的習(xí)慣。2.養(yǎng)成小組協(xié)調(diào)合作的能力和互相學(xué)習(xí)的精神。任務(wù)一認知PLC任務(wù)目標1.描述PLC的結(jié)構(gòu)與工作原理。2.能說出PLC的含義、品牌型號和代表含義。3.描述PLC在實際生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用。4.會進行PLC選型、I/O口分配,能看懂PLC接線圖，并能根據(jù)接線圖進行PLC外部接線。工作任務(wù)1.觀看PLC在工業(yè)生產(chǎn)、現(xiàn)實生活中應(yīng)用錄像，描述PLC的應(yīng)用；2.參觀PLC實訓(xùn)室，說出PLC的品牌及型號；3.觀看一個開關(guān)控制一盞彩燈的PLC演示實驗，描述PLC的結(jié)構(gòu)以及工作原理；4.根據(jù)電動機正反轉(zhuǎn)控制電路圖（圖1-1所示），完成PLC外部接線。圖1-1電動機正反轉(zhuǎn)控制電路圖知識鏈接一、PLC的分類及特點可編程控制器簡稱PLC（ProgrammableLogicController），在1987年國際電工委員會（InternationalElectricalCommittee）頒布的PLC標準草案中對PLC做了如下定義：PLC是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計的數(shù)字運算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序運算、計時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。PLC及其有關(guān)的外圍設(shè)備都應(yīng)該按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴展其功能的原則而設(shè)計。（一）PLC的分類按產(chǎn)地分，可分為日系、歐美、韓臺、大陸等。其中日系具有代表性的為三菱、歐姆龍、松下、光洋等；歐美系列具有代表性的為西門子、A-B、通用電氣、德州儀表等；韓臺系列具有代表性的為LG、臺達等；大陸系列具有代表性的為合利時、浙江中控等；按點數(shù)分，可分為大型機、中型機及小型機等。大型機一般I/O點數(shù)>2048點；具有多CPU，16位/32位處理器，用戶存儲器容量8～16K，具有代表性的為西門子S7-400系列、通用公司的GE-Ⅳ系列等；中型機一般I/O點數(shù)為256～2048點；單/雙CPU，用戶存儲器容量2～8K，具有代表性的為西門子S7-300系列、三菱Q系列等；小型機一般I/O點數(shù)<256點，單CPU，8位或16位處理器，用戶存儲器容量4K字以下，具有代表性的為西門子S7-200系列、三菱FX系列等；按結(jié)構(gòu)分，可分為整體式和模塊式。整體式PLC是將電源、CPU、I/O接口等部件都集中裝在一個機箱內(nèi)，具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、價格低的特點；小型PLC一般采用這種整體式結(jié)構(gòu)。模塊式PLC由不同I/O點數(shù)的基本單元（又稱主機）和擴展單元組成?；締卧獌?nèi)有CPU、I/O接口、與I/O擴展單元相連的擴展口，以及與編程器或EPROM寫入器相連的接口等；擴展單元內(nèi)只有I/O和電源等，沒有CPU；基本單元和擴展單元之間一般用扁平電纜連接；整體式PLC一般還可配備特殊功能單元，如模擬量單元、位置控制單元等，使其功能得以擴展。這種模塊式PLC的特點是配置靈活，可根據(jù)需要選配不同規(guī)模的系統(tǒng)，而且裝配方便，便于擴展和維修。大、中型PLC一般采用模塊式結(jié)構(gòu)。還有一些PLC將整體式和模塊式的特點結(jié)合起來，構(gòu)成所謂疊裝式PLC。按功能分，可分為低檔、中檔、高檔三類。低檔PLC具有邏輯運算、定時、計數(shù)、移位以及自診斷、監(jiān)控等基本功能；還可有少量模擬量輸入/輸出、算術(shù)運算、數(shù)據(jù)傳送和比較、通信等功能；主要用于邏輯控制、順序控制或少量模擬量控制的單機控制系統(tǒng)。中檔PLC除具有低檔PLC的功能外，還具有較強的模擬量輸入/輸出、算術(shù)運算、數(shù)據(jù)傳送和比較、數(shù)制轉(zhuǎn)換、遠程I/O、子程序、通信聯(lián)網(wǎng)等功能；有些還可增設(shè)中斷控制、PID控制等功能，適用于復(fù)雜控制系統(tǒng)。高檔PLC除具有中檔機的功能外，還增加了帶符號算術(shù)運算、矩陣運算、位邏輯運算、平方根運算及其它特殊功能函數(shù)的運算、制表及表格傳送功能等；高檔PLC機具有更強的通信聯(lián)網(wǎng)功能，可用于大規(guī)模過程控制或構(gòu)成分布式網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，實現(xiàn)工廠自動化。（二）PLC的特點1.可靠性高，抗干擾能力強高可靠性是電氣控制設(shè)備的關(guān)鍵性能。PLC由于采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術(shù)，采用嚴格的生產(chǎn)工藝制造，內(nèi)部電路采取了先進的抗干擾技術(shù)，具有很高的可靠性。一些使用冗余CPU的PLC的平均無故障工作時間則更長。從PLC的機外電路來說，使用PLC構(gòu)成控制系統(tǒng)，和同等規(guī)模的繼電接觸器系統(tǒng)相比，電氣接線及開關(guān)接點已減少到數(shù)百甚至數(shù)千分之一，故障也就大大降低。此外，PLC帶有硬件故障自我檢測功能，出現(xiàn)故障時可及時發(fā)出警報信息。在應(yīng)用軟件中，應(yīng)用者還可以編入外圍器件的故障自診斷程序，使系統(tǒng)中除PLC以外的電路及設(shè)備也獲得故障自診斷保護。這樣，整個系統(tǒng)具有極高的可靠性也就不奇怪了。2.配套齊全，功能完善，適用性強PLC發(fā)展到今天，已經(jīng)形成了大、中、小各種規(guī)模的系列化產(chǎn)品?？梢杂糜诟鞣N規(guī)模的工業(yè)控制場合。除了邏輯處理功能以外，現(xiàn)代PLC大多具有完善的數(shù)據(jù)運算能力，可用于各種數(shù)字控制領(lǐng)域。近年來PLC的功能單元大量涌現(xiàn)，使PLC滲透到了位置控制、溫度控制、CNC等各種工業(yè)控制中。加上PLC通信能力的增強及人機界面技術(shù)的發(fā)展，使用PLC組成各種控制系統(tǒng)變得非常容易。3.易學(xué)易用，深受工程技術(shù)人員歡迎PLC作為通用工業(yè)控制計算機，是面向工礦企業(yè)的工控設(shè)備。它接口容易，編程語言易于為工程技術(shù)人員接受。梯形圖語言的圖形符號與表達方式和繼電器電路圖相當(dāng)接近，只用PLC的少量開關(guān)量邏輯控制指令就可以方便地實現(xiàn)繼電器電路的功能。為不熟悉電子電路、不懂計算機原理和匯編語言的人使用計算機從事工業(yè)控制打開了方便之門。4.系統(tǒng)的設(shè)計、建造工作量小，維護方便，容易改造PLC用存儲邏輯代替接線邏輯，大大減少了控制設(shè)備外部的接線，使控制系統(tǒng)設(shè)計及建造的周期大為縮短，同時維護也變得容易起來。更重要的是使同一設(shè)備經(jīng)過改變程序改變生產(chǎn)過程成為可能。這很適合多品種、小批量的生產(chǎn)場合。5.體積小，重量輕，能耗低以超小型PLC為例，新近出產(chǎn)的品種底部尺寸小于100mm，重量小于150g，功耗僅數(shù)瓦。由于體積小很容易裝入機械內(nèi)部，是實現(xiàn)機電一體化的理想控制設(shè)備。（三）PLC的應(yīng)用領(lǐng)域目前，PLC在國內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機械制造、汽車、輕紡、交通運輸、環(huán)保及文化娛樂等各個行業(yè)，使用情況大致可歸納為如下幾類。1.開關(guān)量的邏輯控制這是PLC最基本、最廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，它取代傳統(tǒng)的繼電器電路，實現(xiàn)邏輯控制、順序控制，既可用于單臺設(shè)備的控制，也可用于多機群控及自動化流水線。如注塑機、印刷機、訂書機械、組合機床、磨床、包裝生產(chǎn)線、電鍍流水線等。2.模擬量控制在工業(yè)生產(chǎn)過程當(dāng)中，有許多連續(xù)變化的量，如溫度、壓力、流量、液位和速度等都是模擬量。為了使可編程控制器處理模擬量，必須實現(xiàn)模擬量（Analog）和數(shù)字量（Digital）之間的A/D轉(zhuǎn)換及D/A轉(zhuǎn)換。PLC廠家都生產(chǎn)配套的A/D和D/A轉(zhuǎn)換模塊，使可編程控制器用于模擬量控制。3.運動控制PLC可以用于圓周運動或直線運動的控制。從控制機構(gòu)配置來說，早期直接用于開關(guān)量I/O模塊連接位置傳感器和執(zhí)行機構(gòu)，現(xiàn)在一般使用專用的運動控制模塊。如可驅(qū)動步進電機或伺服電機的單軸或多軸位置控制模塊。世界上各主要PLC廠家的產(chǎn)品幾乎都有運動控制功能，廣泛用于各種機械、機床、機器人、電梯等場合。4.過程控制過程控制是指對溫度、壓力、流量等模擬量的閉環(huán)控制。作為工業(yè)控制計算機，PLC能編制各種各樣的控制算法程序，完成閉環(huán)控制。PID調(diào)節(jié)是一般閉環(huán)控制系統(tǒng)中用得較多的調(diào)節(jié)方法。大中型PLC都有PID模塊，目前許多小型PLC也具有此功能模塊。PID處理一般是運行專用的PID子程序。過程控制在冶金、化工、熱處理、鍋爐控制等場合有非常廣泛的應(yīng)用。5.數(shù)據(jù)處理現(xiàn)代PLC具有數(shù)學(xué)運算（含矩陣運算、函數(shù)運算、邏輯運算）、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、排序、查表、位操作等功能，可以完成數(shù)據(jù)的采集、分析及處理。這些數(shù)據(jù)可以與存儲在存儲器中的參考值比較，完成一定的控制操作，也可以利用通信功能傳送到別的智能裝置，或?qū)⑺鼈兇蛴≈票?。?shù)據(jù)處理一般用于大型控制系統(tǒng)，如無人控制的柔性制造系統(tǒng)；也可用于過程控制系統(tǒng)，如造紙、冶金、食品工業(yè)中的一些大型控制系統(tǒng)。6.通信及聯(lián)網(wǎng)PLC通信含PLC間的通信及PLC與其它智能設(shè)備間的通信。隨著計算機控制的發(fā)展，工廠自動化網(wǎng)絡(luò)發(fā)展得很快，各PLC廠商都十分重視PLC的通信功能，紛紛推出各自的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。新近生產(chǎn)的PLC都具有通信接口，通信非常方便。二、PLC的結(jié)構(gòu)與工作原理（一）PLC的結(jié)構(gòu)PLC的類型繁多，功能和指令系統(tǒng)也不盡相同，但結(jié)構(gòu)（圖1-2）與工作原理則大同小異，通常由主機、輸入/輸出接口、電源、編程器擴展器接口和外部設(shè)備接口等幾個主要部分組成。圖1-2PLC結(jié)構(gòu)1.主機主機部分包括中央處理器（CPU）、系統(tǒng)程序存儲器和用戶程序及數(shù)據(jù)存儲器。CPU是PLC的核心，它用以運行用戶程序、監(jiān)控輸入/輸出接口狀態(tài)、作出邏輯判斷和進行數(shù)據(jù)處理，即讀取輸入變量、完成用戶指令規(guī)定的各種操作，將結(jié)果送到輸出端，并響應(yīng)外部設(shè)備（如編程器、電腦、打印機等）的請求以及進行各種內(nèi)部判斷等。PLC的內(nèi)部存儲器有兩類，一類是系統(tǒng)程序存儲器，主要存放系統(tǒng)管理和監(jiān)控程序及對用戶程序作編譯處理的程序，系統(tǒng)程序已由廠家固定，用戶不能更改；另一類是用戶程序及數(shù)據(jù)存儲器，主要存放用戶編制的應(yīng)用程序及各種暫存數(shù)據(jù)和中間結(jié)果。2.輸入/輸出（I/O）接口I/O接口是PLC與輸入/輸出設(shè)備連接的部件。輸入接口接受輸入設(shè)備（如按鈕、傳感器、觸點、行程開關(guān)等）的控制信號。輸出接口是將主機經(jīng)處理后的結(jié)果通過功放電路去驅(qū)動輸出設(shè)備（如接觸器、電磁閥、指示燈等）。I/O接口一般采用光電耦合電路，以減少電磁干擾，從而提高了可靠性。I/O點數(shù)即輸入/輸出端子數(shù)是PLC的一項主要技術(shù)指標，通常小型機有幾十個點，中型機有幾百個點，大型機將超過千點。3.電源圖中電源是指為CPU、存儲器、I/O接口等內(nèi)部電子電路工作所配置的直流開關(guān)穩(wěn)壓電源，通常也為輸入設(shè)備提供直流電源。4.編程器編程器是PLC的一種主要的外部設(shè)備，用于手持編程，用戶可用以輸入、檢查、修改、調(diào)試程序或監(jiān)示PLC的工作情況。除手持編程器外，還可通過適配器和專用電纜線將PLC與電腦聯(lián)接，并利用專用的工具軟件進行電腦編程和監(jiān)控。5.輸入/輸出擴展單元I/O擴展接口用于連接擴充外部輸入/輸出端子數(shù)的擴展單元與基本單元（即主機）。6.外部設(shè)備接口此接口可將編程器、打印機、條碼掃描儀等外部設(shè)備與主機相聯(lián)，以完成相應(yīng)的操作。（二）PLC的工作原理PLC是采用“順序掃描，不斷循環(huán)”的方式進行工作的。即在PLC運行時，CPU根據(jù)用戶按控制要求編制好并存于用戶存儲器中的程序，按指令步序號（或地址號）作周期性循環(huán)掃描，如無跳轉(zhuǎn)指令，則從第一條指令開始逐條順序執(zhí)行用戶程序，直至程序結(jié)束。然后重新返回第一條指令，開始下一輪新的掃描。在每次掃描過程中，還要完成對輸入信號的采樣和對輸出狀態(tài)的刷新等工作。PLC的掃描一個周期必經(jīng)輸入采樣、程序執(zhí)行和輸出刷新三個階段。PLC在輸入采樣階段：首先以掃描方式按順序?qū)⑺袝捍嬖谳斎腈i存器中的輸入端子的通斷狀態(tài)或輸入數(shù)據(jù)讀入，并將其寫入各對應(yīng)的輸入狀態(tài)寄存器中，即刷新輸入。隨即關(guān)閉輸入端口，進入程序執(zhí)行階段。PLC在程序執(zhí)行階段：按用戶程序指令存放的先后順序掃描執(zhí)行每條指令，執(zhí)行的結(jié)果再寫入輸出狀態(tài)寄存器中，輸出狀態(tài)寄存器中所有的內(nèi)容隨著程序的執(zhí)行而改變。輸出刷新階段：當(dāng)所有指令執(zhí)行完畢，輸出狀態(tài)寄存器的通斷狀態(tài)在輸出刷新階段送至輸出鎖存器中，并通過一定的方式（繼電器、晶體管或晶閘管）輸出，驅(qū)動相應(yīng)輸出設(shè)備工作。三、FX系列PLC的硬件組成及指令系統(tǒng)(一)硬件組成FX系列PLC將一個微處理器、一個集成電源和數(shù)字量I/O點集成在一個緊湊的封裝中，從而形成了一個功能強大的微型PLC，具體見圖1-3。CPU：負責(zé)執(zhí)行程序和存儲數(shù)據(jù)，以便對工業(yè)自動控制任務(wù)或過程進行控制輸入和輸出時系統(tǒng)的控制點：輸入部分從現(xiàn)場設(shè)備中（例如傳感器或開關(guān)）采集信號，輸出部分則控制泵、電機、指示燈以及工業(yè)過程中的其他設(shè)備。電源：向CPU及所連接的任何模塊提供電力支持。通信端口：用于連接CPU與上位機或其他工業(yè)設(shè)備狀態(tài)信號燈：顯示了CPU工作模式，本機I/O的當(dāng)前狀態(tài)，以及檢查出的系統(tǒng)錯誤。圖1-3PLC（二）指令系統(tǒng)1.基本指令 表1-1基本指令名稱助記符目標元件說明取指令LDX、Y、M、S、T、C常開接點邏輯運算起始取反指令LDIX、Y、M、S、T、C常閉接點邏輯運算起始線圈驅(qū)動指令OUTY、M、S、T、C驅(qū)動線圈的輸出與指令A(yù)NDX、Y、M、S、T、C單個常開接點的串聯(lián)與非指令A(yù)NIX、Y、M、S、T、C單個常閉接點的串聯(lián)或指令ORX、Y、M、S、T、C單個常開接點的并聯(lián)或非指令ORIX、Y、M、S、T、C單個常閉接點的并聯(lián)或塊指令ORB無串聯(lián)電路塊的并聯(lián)連接與塊指令A(yù)NB無并聯(lián)電路塊的串聯(lián)連接主控指令MCY、M公共串聯(lián)接點的連接主控復(fù)位指令MCRY、MMC的復(fù)位置位指令SETY、M、S使動作保持復(fù)位指令RSTY、M、S、D、V、Z、T、C使操作保持復(fù)位上升沿產(chǎn)生脈沖指令PLSY、M輸入信號上升沿產(chǎn)生脈沖輸出下降沿產(chǎn)生脈沖指令PLFY、M輸入信號下降沿產(chǎn)生脈沖輸出空操作指令NOP無使步序作空操作程序結(jié)束指令END無程序結(jié)束2.線圈驅(qū)動指令LD、LDI、OUTLD，取指令。表示一個與輸入母線相連的動合接點指令，即動合接點邏輯運算起始。LDI，取反指令。表示一個與輸入母線相連的動斷接點指令，即動斷接點邏輯運算起始。OUT，線圈驅(qū)動指令，也叫輸出指令。LD、LDI兩條指令的目標元件是X、Y、M、S、T、C，用于將接點接到母線上。也可以與后述的ANB指令、ORB指令配合使用，在分支起點也可使用。OUT是驅(qū)動線圈的輸出指令。它的目標元件是Y、M、S、T、C。對輸入繼電器不能使用。OUT指令可以連續(xù)使用多次。LD、LDI是一個程序步指令，這里的一個程序步即是一個字。OUT是多程序步指令，要視目標元件而定。OUT指令的目標元件是定時器和計數(shù)器時，必須設(shè)置常數(shù)K。3.接點串聯(lián)指令A(yù)ND、ANIAND，與指令。用于單個動合接點的串聯(lián)。ANI，與非指令。用于單個動斷接點的串聯(lián)。AND與ANI都是一個程序步指令，它們串聯(lián)接點的個數(shù)沒有限制，也就是說這兩條指令可以多次重復(fù)使用。這兩條指令的目標元件為X、Y、M、S、T、C。OUT指令后，通過接點對其它線圖使用OUT指令稱為縱輸出或連續(xù)輸出。這種連續(xù)輸出如果順序沒錯，可以多次重復(fù)。4.接點并聯(lián)指令OR、ORIOR，或指令。用于單個動合接點的并聯(lián)。ORI，或非指令。用于單個動斷接點的并聯(lián)。OR與ORI指令都是一個程序步指令，它們的目標元件是X、Y、M、S、T、C。這兩條指令都是一個接點。需要兩個以上接點串聯(lián)連接電路塊的并聯(lián)連接時，要用后述的ORB指令。OR、ORI是從該指令的當(dāng)前步開始，對前面的LD、LDI指令并聯(lián)連接。并聯(lián)的次數(shù)無限制。5.串聯(lián)電路塊的并聯(lián)連接指令ORB兩個或兩個以上的接點串聯(lián)連接的電路叫串聯(lián)電路塊。串聯(lián)電路塊并聯(lián)連接時，分支開始用LD、LDI指令，分支結(jié)束用ORB指令。ORB指令與后述的ANB指令均為無目標元件指令，而兩條無目標元件指令的步長都為一個程序步。ORB有時也簡稱或塊指令。ORB指令的使用方法有兩種：一種是在要并聯(lián)的每個串聯(lián)電路后加ORB指令；另一種是集中使用ORB指令。對于前者分散使用ORB指令時，并聯(lián)電路塊的個數(shù)沒有限制，但對于后者集中使用ORB指令時，這種電路塊并聯(lián)的個數(shù)不能超過8個（即重復(fù)使用LD、LDI指令的次數(shù)限制在8次以下），所以不推薦用后者編程。6.并聯(lián)電路的串聯(lián)連接指令A(yù)NB兩個或兩個以上接點并聯(lián)電路稱為并聯(lián)電路塊，分支電路并聯(lián)電路塊與前面電路串聯(lián)連接時，使用ANB指令。分支的起點用LD、LDI指令，并聯(lián)電路結(jié)束后，使用ANB指令與前面電路串聯(lián)。ANB指令也簡稱與塊指令，ANB也是無操作目標元件，是一個程序步指令。7.主控及主控復(fù)位指令MC、MCRMC為主控指令。用于公共串聯(lián)接點的連接，MCR叫主控復(fù)位指令，即MC的復(fù)位指令。在編程時，經(jīng)常遇到多個線圈同時受到一個或一組接點控制。如果在每個線圈的控制電路中都串入同樣的接點，將多占用存儲單元，應(yīng)用主控指令可以解決這一問題。使用主控指令的接點稱為主控接點，它在梯形圖中與一般的接點垂直。它們是與母線相連的動合接點，是控制一組電路的總開關(guān)。MC指令是3程序步，MCR指令是2程序步，兩條指令的操作目標元件是Y、M，但不允許使用特殊輔助繼電器M。8.置位與復(fù)位指令SET、RSTSET為置位指令。使動作保持；RST為復(fù)位指令，使操作保持復(fù)位。SET指令的操作目標元件為Y、M、S。而RST指令的操作元件為Y、M、S、D、V、Z、T、C。這兩條指令是1～3個程序步。用RST指令可以對定時器、計數(shù)器、數(shù)據(jù)寄存、變址寄存器的內(nèi)容清零。9.脈沖輸出指令PLS、PLFPLS指令在輸入信號上升沿產(chǎn)生脈沖輸出，而PLF在輸入信號下降沿產(chǎn)生脈沖輸出，這兩條指令都是2程序步，它們的目標元件是Y和M，但特殊輔助繼電器不能作目標元件。使用PLS指令，元件Y、M僅在驅(qū)動輸入接通后的一個掃描周期內(nèi)動作（置1）。而使用PLF指令，元件Y、M僅在驅(qū)動輸入斷開后的一個掃描周期內(nèi)動作。使用這兩條指令時，要特別注意目標元件。例如，在驅(qū)動輸入接通時，PLC由運行到停機到運行，此時PLSM0動作，但PLSM600（斷電時，電池后備的輔助繼電器）不動作。這是因為M600是特殊保持繼電器，即使在斷電停機時其動作也能保持。10.空操作指令NOPNOP指令是一條無動作、無目標元件的1程序步指令?？詹僮髦噶钍乖摬叫蜃骺詹僮?。用NOP指令替代已寫入指令，可以改變電路。在程序中加入NOP指令，在改動或追加程序時可以減少步序號的改變。11.程序結(jié)束指令ENDEND是一條無目標元件的1程序步指令。PLC反復(fù)進行輸入處理、程序運算、輸出處理，若在程序最后寫入END指令，則END以后的程序就不再執(zhí)行，直接進行輸出處理。在程序調(diào)試過程中，按段插入END指令，可以按順序擴大對各程序段動作的檢查。采用END指令將程序劃分為若干段，在確認處于前面電路塊的動作正確無誤之后，依次刪去END指令。要注意的是在執(zhí)行END指令時，也刷新監(jiān)視時鐘。四、PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計與故障診斷分析被控對象分析被控對象的工藝過程及工作特點，了解被控對象機、電之間的配合，確定被控對象對PLC控制系統(tǒng)的控制要求。根據(jù)生產(chǎn)的工藝過程分析控制要求。如需要完成的動作(動作順序、動作條件、必須的保護和連鎖等)、操作方式(手動、自動、連續(xù)、單周期、單步等)確定輸入/輸出設(shè)備根據(jù)系統(tǒng)的控制要求，確定系統(tǒng)所需的輸入設(shè)備（如：按鈕、位置開關(guān)、轉(zhuǎn)換開關(guān)等）和輸出設(shè)備（如：接觸器、電磁閥、信號指示燈等）。據(jù)此確定PLC的I/O點數(shù)。選擇PLC包括PLC的機型、容量、I/O模塊、電源的選擇。分配I/O點分配PLC的I/O點，畫出PLC的I/O端子與輸入/輸出設(shè)備的連接圖或?qū)?yīng)表。（可結(jié)合第2步進行）。設(shè)計軟件及硬件聯(lián)機調(diào)試聯(lián)機調(diào)試是指將模擬調(diào)試通過的程序進行在線統(tǒng)調(diào)。整理技術(shù)文件包括設(shè)計說明書、電氣安裝圖、電氣元件明細表及使用說明書等。五、PLC的應(yīng)用及展望PLC的國內(nèi)外狀況世界上公認的第一臺PLC是1969年美國數(shù)字設(shè)備公司（DEC）研制的。限于當(dāng)時的元器件條件及計算機發(fā)展水平，早期的PLC主要由分立元件和中小規(guī)模集成電路組成，可以完成簡單的邏輯控制及定時、計數(shù)功能。20世紀70年代初出現(xiàn)了微處理器。人們很快將其引入可編程控制器，使PLC增加了運算、數(shù)據(jù)傳送及處理等功能，完成了真正具有計算機特征的工業(yè)控制裝置。為了方便熟悉繼電器、接觸器系統(tǒng)的工程技術(shù)人員使用，可編程控制器采用和繼電器電路圖類似的梯形圖作為主要編程語言，并將參加運算及處理的計算機存儲元件都以繼電器命名。此時的PLC為微機技術(shù)和繼電器常規(guī)控制概念相結(jié)合的產(chǎn)物。20世紀70年代中末期，可編程控制器進入實用化發(fā)展階段，計算機技術(shù)已全面引入可編程控制器中，使其功能發(fā)生了飛躍。更高的運算速度、超小型體積、更可靠的工業(yè)抗干擾設(shè)計、模擬量運算、PID功能及極高的性價比奠定了它在現(xiàn)代工業(yè)中的地位。20世紀80年代初，可編程控制器在先進工業(yè)國家中已獲得廣泛應(yīng)用。這個時期可編程控制器發(fā)展的特點是大規(guī)模、高速度、高性能、產(chǎn)品系列化。這個階段的另一個特點是世界上生產(chǎn)可編程控制器的國家日益增多，產(chǎn)量日益上升。這標志著可編程控制器已步入成熟階段。20世紀末期，可編程控制器的發(fā)展特點是更加適應(yīng)于現(xiàn)代工業(yè)的需要。從控制規(guī)模上來說，這個時期發(fā)展了大型機和超小型機；從控制能力上來說，誕生了各種各樣的特殊功能單元，用于壓力、溫度、轉(zhuǎn)速、位移等各式各樣的控制場合；從產(chǎn)品的配套能力來說，生產(chǎn)了各種人機界面單元、通信單元，使應(yīng)用可編程控制器的工業(yè)控制設(shè)備的配套更加容易。目前，可編程控制器在機械制造、石油化工、冶金鋼鐵、汽車、輕工業(yè)等領(lǐng)域的應(yīng)用都得到了長足的發(fā)展。我國可編程控制器的引進、應(yīng)用、研制、生產(chǎn)是伴隨著改革開放開始的。最初是在引進設(shè)備中大量使用了可編程控制器。接下來在各種企業(yè)的生產(chǎn)設(shè)備及產(chǎn)品中不斷擴大了PLC的應(yīng)用。目前，我國自己已可以生產(chǎn)中小型可編程控制器。上海東屋電氣有限公司生產(chǎn)的CF系列、杭州機床電器廠生產(chǎn)的DKK及D系列、大連組合機床研究所生產(chǎn)的S系列、蘇州電子計算機廠生產(chǎn)的YZ系列等多種產(chǎn)品已具備了一定的規(guī)模并在工業(yè)產(chǎn)品中獲得了應(yīng)用。此外，無錫華光公司、上海鄉(xiāng)島公司等中外合資企業(yè)也是我國比較著名的PLC生產(chǎn)廠家?？梢灶A(yù)期，隨著我國現(xiàn)代化進程的深入，PLC在我國將有更廣闊的應(yīng)用天地。PLC未來展望21世紀，PLC會有更大的發(fā)展。從技術(shù)上看，計算機技術(shù)的新成果會更多地應(yīng)用于可編程控制器的設(shè)計和制造上，會有運算速度更快、存儲容量更大、智能更強的品種出現(xiàn)；從產(chǎn)品規(guī)模上看，會進一步向超小型及超大型方向發(fā)展；從產(chǎn)品的配套性上看，產(chǎn)品的品種會更豐富、規(guī)格更齊全，完美的人機界面、完備的通信設(shè)備會更好地適應(yīng)各種工業(yè)控制場合的需求；從市場上看，各國各自生產(chǎn)多品種產(chǎn)品的情況會隨著國際競爭的加劇而打破，會出現(xiàn)少數(shù)幾個品牌壟斷國際市場的局面，會出現(xiàn)國際通用的編程語言；從網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展情況來看，可編程控制器和其它工業(yè)控制計算機組網(wǎng)構(gòu)成大型的控制系統(tǒng)是可編程控制器技術(shù)的發(fā)展方向。目前的計算機集散控制系統(tǒng)DCS（DistributedControlSystem）中已有大量的可編程控制器應(yīng)用。伴隨著計算機網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，可編程控制器作為自動化控制網(wǎng)絡(luò)和國際通用網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分，將在工業(yè)及工業(yè)以外的眾多領(lǐng)域發(fā)揮越來越大的作用。任務(wù)實施一、觀看PLC在工業(yè)生產(chǎn)、現(xiàn)實生活中應(yīng)用錄像，描述PLC的特點以及應(yīng)用。二、參觀PLC實訓(xùn)室，記錄PLC的品牌及型號，填寫于表1-2中。表1-2PLC品牌型號記錄序號品牌型號12三、觀看一個開關(guān)控制一盞彩燈的PLC控制演示實驗，認識FX2N系列PLC主機，描述PLC的結(jié)構(gòu)以及工作原理。1.描述FX2N系列PLC主機外形與結(jié)構(gòu)。2.描述FX2N系列PLC主機的面板：①電源輸入端口和信號輸入端口；②電源輸出端口和信號輸出端口；③面板上的各個信號指示燈；④打開面板蓋和外圍設(shè)備接線插座蓋板，熟悉各外設(shè)接口和RUN/STOP開關(guān)。3.描述PLC的結(jié)構(gòu)以及工作原理。四、根據(jù)電動機正反轉(zhuǎn)控制電路圖（圖1-1所示）、I/O端口分配（表1-3）以及PLC安裝接線圖（圖1-2），完成PLC外部接線。1.I/O端口分配表如表1-3所示。表1-3I/O端口分配表輸入地址所連接的主令電器輸出地址所控制負載X000停止按鈕SB0Y001正轉(zhuǎn)接觸器KM1X001正轉(zhuǎn)起動按鈕SB1Y002反轉(zhuǎn)接觸器KM2X002反轉(zhuǎn)起動按鈕SB22.PLC安裝接線圖如圖1-4所示。圖1-4PLC安裝接線圖3.完成PLC外部接線。任務(wù)評價自我評價（40分）首先由學(xué)生根據(jù)項目完成情況進行自我評價，評分值記錄于表1-4中。表1-4自我評價表任務(wù)內(nèi)容配分評分標準扣分得分1.接線40分PLCI/O口、電源接口接線正確可以得滿分，接線錯誤每處可酌情扣2～3分2.情況記錄10分記錄完整且正確可得滿分，不完整或出錯每處可酌情扣2～3分3.語言表達30分任務(wù)描述清晰、完整、正確可以得滿分，語言表達欠缺可酌情扣2～3分4.安全、文明操作20分（1）違反操作規(guī)程，產(chǎn)生不安全因素，可酌情扣7～10分（2）遲到、早退、工作場地不清潔，每次扣1～2分總評分=（1～4項總分）X40%簽名：年月日小組評價（30分）再由同一小組實訓(xùn)同學(xué)結(jié)合自評的情況進行互評，將評分值記錄于表1-5中。表1-5小組評價表任務(wù)內(nèi)容配分得分1.實訓(xùn)記錄與自我評價情況2.對實訓(xùn)室規(guī)章制度學(xué)習(xí)與掌握情況3.相互幫助與協(xié)助能力4.安全、質(zhì)量意識與責(zé)任心5.能否主動參與整理工具、器材與清潔場地總評分=（1～5項總分）X30%參加評價人員簽名：年月日教師評價（30分）最后，由指導(dǎo)教師結(jié)合自評和互評的結(jié)果進行綜合評價，并將評價意見與評分值記錄于表1-6中。表1-6教師評價表教師總體評價意見：教師評分（30分）總評分=自我評分+小組評分+教師評分教師簽名：年月日任務(wù)二SWOPC-FXGP/WIN-C編程軟件的使用任務(wù)目標1.熟悉編程軟件的主界面組成以及各圖標的含義、功能，會正確創(chuàng)建項目。2.會描述符號表的含義，并會正確編輯符號表。3.能使用編程軟件編制梯形圖程序，并會編譯、下載、運行和調(diào)試程序。工作任務(wù)使用SWOPC-FXGP/WIN-C編程軟件完成下列圖1-5梯形圖的編輯。圖1-5任務(wù)分析本任務(wù)目的就是通過對如圖1-5所示梯形圖編程，能夠初步學(xué)會SWOPC-FXGP/WIN-C編程軟件的使用。要完成本任務(wù)，需要了解SWOPC-FXGP/WIN-C編程軟件的組成、圖標含義及功能，需要學(xué)會項目建立的步驟及方法，符號表的含義及編輯方法，程序指令的輸入方法，程序的編譯、下載、運行及調(diào)試方法等，這些都是以后進行PLC編程的基礎(chǔ)，也是本任務(wù)的工作重點。知識連接一、FXGP/WIN-C軟件認識三菱FX系列PLC電腦編程軟件（SWOPC-FXGP/WIN-C）能對包括FX2N等多種機型進行梯形圖、指令表和SFC編程，并能自由地進行切換。該軟件還可以程序進行編輯、改錯及核對，并可將計算機屏幕上的程序?qū)懭氲絇LC中，或從PLC中進行讀取。該軟件還可以對運行中的程序進行監(jiān)控及在線修改等。1．進入SWOPC-FXGP/WIN-C的編輯軟件環(huán)境該軟件的啟動通常有兩種方式。一是雙擊桌面的FXGP/WIN-C編程軟件的快捷圖標；二是單擊桌面“開始”→“程序”→“FXGP/WIN-C”，打開FXGP/WIN-C編輯軟件的編輯界面。如圖1-6所示。圖1-6FXGP/WIN-C編程環(huán)境的窗口2．PLC程序上傳第一步：單擊菜單欄中的“PLC”→“端口設(shè)置”，彈出“端口設(shè)置”對話框，如圖1-7所示。選擇正確的串行口后，單擊“確認”按鈕。圖1-7“端口設(shè)置”對話框第二步：單擊菜單欄中的“PLC”→“讀入程序”，彈出“PLC類型設(shè)置”對話框，如圖1-8所示。選擇正確的PLC型號，單擊“確認”按鈕，等待幾分鐘，PLC程序即上傳到編輯軟件程序界面中并通過“文件”→“保存”存入相應(yīng)的文件夾中。圖1-8“PLC類型設(shè)置”對話框3．程序編輯菜單單擊菜單欄中的“文件”→“新文件”，彈出“PLC類型設(shè)置”窗口，選擇好型號后單擊“確認”按鈕，出現(xiàn)如圖1-9所示梯形圖編輯界面，界面顯示左右母線、編輯區(qū)、光標位置、菜單欄、工具欄、功能圖欄、功能鍵、狀態(tài)欄及標題欄等。圖1-9梯形圖編輯界面二、程序生成與下載1．新建程序文件單擊“文件”→“新建”，選擇PLC型號FX2N,單擊“確認”按鈕。2．輸入元件將光標（深藍色矩形框）放置在預(yù)置元件位置上，然后單擊“工具”→“觸點（或線圈）”，或單擊功能圖欄中的（觸點）或（線圈），彈出輸入元件對話框，輸入元件號，如“X1”、“Y1”.定時器T和計數(shù)C的元件號和設(shè)定值用空格符隔開，如圖1-10所示?？梢灾苯虞斎霊?yīng)用指令，指令助記符和各操作數(shù)之間用空格符隔開。如圖1-11所示。圖1-10“輸入元件”對話框圖1-11應(yīng)用指令輸入3．連線與刪除連線方向有兩個：一個是水平方向連線，另一個是垂直方向連線。（1）水平方向連線和刪除將光標放置在預(yù)放置水平方向連線的地方，然后單擊“工具”→“連線”→“—”（或單擊功能圖欄中圖標）。刪除水平方向連線的方法：將光標選中準備刪除的水平方向連線，然后單擊鼠標右鍵，在下拉菜單中單擊“剪切”（或直接按鍵盤的“Delete”鍵）。（1）垂直方向連線與刪除將光標放置在預(yù)放置垂直方向連線的右上方，然后單擊“工具”→“連線”→“∣”（或單擊功能圖欄中圖標）。刪除垂直方向連線的方法：將光標選中準備刪除的垂直方向連線的右上方，然后單擊“工具”→“連線”→“刪除“（或單擊功能圖欄中）。4．程序的轉(zhuǎn)換在編寫程序的過程中，單擊“工具”→“轉(zhuǎn)換”（或單擊工具欄中的圖標），可以對已編寫的梯形圖進行語法檢查，如果沒有錯誤，就將梯形圖轉(zhuǎn)換成指令格式并存放在計算機中，同時梯形圖編程界面由灰色變成白色。如果出錯，將提示“梯形圖錯誤”。5．程序的下載首先，將PLC主機RUN/STOP開關(guān)拔到“STOP”位置，或者單擊“PLC”→“遙控/運行/停止”→“停止”→“確認”。接著，單擊“PLC”→“傳送”→“寫出”，彈出“PLC程序?qū)懭搿贝翱冢鐖D1-12所示。選擇“范圍設(shè)置”，寫入范圍比實際程序步數(shù)略大，從而減少寫入時間。圖1-12“PLC程序?qū)懭搿贝翱谌⒈O(jiān)控在SWOPC-FXGP/WIN-C編程環(huán)境中，可以監(jiān)控各元件的狀態(tài)，還可以通過強制執(zhí)行改變軟元件的狀態(tài)，這些功能主要在“監(jiān)控/測試”菜單中完成，其界面如圖1-13所示。將編輯好的程序下載到PLC中后，將PLC主機的RUN/STOP開關(guān)拔到“RUN”位置，或者單擊“PLC”→“遙控/運行/停止”→“運行”→“確認”，PLC開始運行程序。如單擊“PLC”→“遙控/運行/停止”→“停止”→“確認”。將PLC強制停止。圖1-13“監(jiān)控/測試”菜單界面編程元件監(jiān)控編程元件的狀態(tài)、數(shù)據(jù)可以通過編程環(huán)境進行在線監(jiān)控。單擊“監(jiān)控/測試”→“開始監(jiān)控”。任務(wù)實施一、編輯操作1.編程準備(1)將PLC主機置于“停機”狀態(tài)。(2)接通計算機和PLC電源。2.編程操作（1）打開SWOPC-FXGP/WIN-C編程軟件，建立一個程序文件。（2）采用梯形圖編程方法，將圖1-5所示的梯形圖程序輸入到計算機，并通過編輯操作對輸入程序進行修改和檢查。最后將編輯好的程序保存在D盤指定的位置，并將文件明名為“測試程序”。3．程序下載打開程序文件，通過“PLC寫入”菜單將文件“測試程序”寫入到PLC中。二、運行程序1.根據(jù)梯形圖程序，將PLC的I/O口與外部實驗開關(guān)連接好。2.接通PLC運行開關(guān)，PLC面板上的RUN燈亮，表明程序已投入運行。3.操作有關(guān)輸入信號，在不同輸入狀態(tài)下觀察輸入/輸出知識燈變化。①閉合開關(guān)X000，觀察Y001的狀態(tài)。②閉合開關(guān)X001，觀察T0、Y002的狀態(tài)。③使開關(guān)X002通斷5次，觀察Y001、Y003狀態(tài)；閉合X003，觀察C0、Y003狀態(tài)。若輸出指示燈狀態(tài)與程序要求一致，表明程序運行正常。三、監(jiān)控操作元件監(jiān)視：監(jiān)視X000～X003、Y000～Y003的ON/OFF狀態(tài)，監(jiān)視T0、T1和C0的設(shè)定值和當(dāng)前值，并將結(jié)果填于表1-7中。表1-7元件監(jiān)視結(jié)果元件ON/OFF元件ON/OFF元件設(shè)定值當(dāng)前值X000Y001T0X001Y002C0X002Y003X003任務(wù)評價（一）自我評價（40分）首先由學(xué)生根據(jù)項目完成情況進行自我評價，評分值記錄于表1-8中。表1-8自我評價表任務(wù)內(nèi)容配分評分標準扣分得分1.程序輸入40分能夠正確輸入程序可得滿分，輸入程序出錯每處可酌情扣2～3分2.運行程序30分能夠正確運行程序并記錄運行結(jié)果可得滿分，出錯每處可酌情扣2～3分3.運行情況記錄10分記錄完整且正確可得滿分，不完整或出錯每處可酌情扣2～3分4.安全、文明操作20分（1）違反操作規(guī)程，產(chǎn)生不安全因素，可酌情扣7～10分（2）遲到、早退、工作場地不清潔，每次扣1～2分總評分=（1～4項總分）X40%簽名：年月日（二）小組評價（30分）再由同一小組實訓(xùn)同學(xué)結(jié)合自評的情況進行互評，將評分值記錄于表1-9中。表1-9小組評價表任務(wù)內(nèi)容配分得分1.實訓(xùn)記錄與自我評價情況2.對實訓(xùn)室規(guī)章制度學(xué)習(xí)與掌握情況3.相互幫助與協(xié)助能力4.安全、質(zhì)量意識與責(zé)任心5.能否主動參與整理工具、器材與清潔場地總評分=（1～5項總分）X30%參加評價人員簽名：年月日（三）教師評價（30分）最后，由指導(dǎo)教師結(jié)合自評和互評的結(jié)果進行綜合評價，并將評價意見與評分值記錄于表1-10中。表1-10教師評價表教師總體評價意見：教師評分（30分）總評分=自我評分+小組評分+教師評分教師簽名：年月日項目小結(jié)1.PLC的硬件結(jié)構(gòu)主要由中央處理器、存儲器、輸入接口電路、輸出接口電路、電源等。2.PLC采用的是“循環(huán)掃描，不斷循環(huán)”的方式周期性地工作，每個周期分為輸入采樣、程序執(zhí)行和輸出刷新3個階段。3.PLC有兩種基本的工作模式，即運行（RUN）和停止（STOP）模式。4.PLC常用的編程語言:梯形圖、語句表、功能塊圖、順序功能圖。5.三菱SWOPC-FXGP/WIN-C編程軟件是應(yīng)用于三菱全部PLC編程軟件，可用于梯形圖、指令表（助記符）編程，可進行編程語言之間的相互轉(zhuǎn)換；可以對程序運行狀態(tài)和運行中各元件的狀態(tài)實施監(jiān)控，必須熟悉掌握編程軟件的使用。研討與訓(xùn)練1.接線練習(xí)：(1)輸入：S0X0，輸出：L0Y0;(2)輸入：K0X0，輸出：L0Y2;(3)輸入：SOX2，輸出：L0Y2，L1Y5;(4)輸入：S1X0.;K0X1，輸出：L1Y0;L2Y6;2.PLC通電調(diào)試：在接線練習(xí)(4)接線基礎(chǔ)上，打開PLC電源，按下或松開S1，閉合或斷開K0，觀察輸入指示燈情況。3.軟件操作使用：打開軟件；切換到梯形圖狀態(tài)；調(diào)出功能鍵；停止程序；書寫一段程序，傳送到PLC；運行程序；外部控制，觀察控制現(xiàn)象。項目二三相異步電動機PLC改造本項目的主要目的是通過對手電鉆、自動卷閘門、卷揚機、消防泵進行PLC改造。學(xué)會電動機的點動PLC控制、連續(xù)PLC控制、正反轉(zhuǎn)PLC控制和Y-△降壓起動PLC控制。學(xué)會常用基本指令的功能、編程、程序輸入、運行及調(diào)試的方法。項目目標知識目標1.會描述常用基本指令的功能。2.會描述編程元件輸入繼電器（X）、輸出繼電器（Y）的功能。能力目標1.能運用常用基本指令實現(xiàn)控制功能。2.熟悉編程軟件進行程序的編制、輸入、運行、調(diào)試。3.能根據(jù)控制要求進行I/O口分配、繪制PLC外部接線圖，進行PLC外部接線。4.能對電動機進行PLC改造，學(xué)會用PLC進行電動機的點動控制、連續(xù)控制、正反轉(zhuǎn)控制和Y-△降壓起動控制。素質(zhì)目標1.養(yǎng)成獨立思考和動手操作的習(xí)慣。2.養(yǎng)成小組協(xié)調(diào)合作的能力和互相學(xué)習(xí)的精神。任務(wù)一手電鉆PLC控制改造任務(wù)目標1.會描述輸入輸繼電器（X）和輸出繼電器（Y）的功能。2.會用LD、OUT、END指令設(shè)計程序。3.能根據(jù)控制要求進行I/O口分配、繪制PLC外部接線圖，進行PLC外部接線。4.會根據(jù)任務(wù)分析進行手電鉆控制電路的程序的設(shè)計、安裝與調(diào)試。工作任務(wù)用PLC實現(xiàn)對手電鉆的控制改造。本任務(wù)就是使用PLC控制方案取代如圖2-1所示傳統(tǒng)的繼電器控制方案，即使用PLC控制手電鉆的電動機點動運轉(zhuǎn)?？刂埔笕缦拢海?）按下手電鉆啟動按鈕，手電鉆開始動作，松開手電鉆啟動按鈕，手電鉆停止動作。（2）用PLC方式實現(xiàn)此電路的功能。圖2-1控制電路任務(wù)分析手電鉆電路控制實際就是電動機的點動控制。所謂點動就是按下按鈕電動機就運轉(zhuǎn)，松開按鈕電動機就停轉(zhuǎn)的方式。PLC改造主要針對控制電路進行改造，而主電路部分則保留不變?？刂齐娐穲D中，啟動按鈕SB1屬于輸入元件，產(chǎn)生控制指令，應(yīng)與PLC的輸入端子相連接；而接觸器KM1屬于被控對象（或負載），即輸出元件，應(yīng)與PLC的輸出端子相連接。對于線路圖中按鈕、觸點、線圈的串并聯(lián)邏輯關(guān)系，應(yīng)采用PLC內(nèi)部的編程元件輸入繼電器X、輸出繼電器Y以及PLC的基本位邏輯指令編寫控制程序。知識鏈接一、FX2N系列可編程控制器主要編程元件1.輸入繼電器（X）FX2N系列可編程控制器輸入繼電器編號范圍為X000-X027。輸入繼電器與PLC輸入端相連，用于PLC接收外部信號，如開關(guān)、傳感器等輸入信號。輸入繼電器必須由外部信號來驅(qū)動，不能用程序來驅(qū)動。它可無數(shù)對常開觸點和常閉觸點，這些接點在PLC內(nèi)可自由使用。2.輸出繼電器（Y）輸出繼電器編號范圍為Y000-Y027。輸出繼電器是PLC用來輸送信號到外部負載的元件，輸出繼電器只能用程序指令來驅(qū)動，每一個輸出繼電器有一個外部輸出的常開觸點。而內(nèi)部的軟觸點，不管是常開還是常閉，都可以無限次地自由使用。任務(wù)實施一、I/O分配在進行接線與編程之前，首先要確定輸入/輸出設(shè)備與PLC的I/O口對應(yīng)關(guān)系問題，即要進行I/O口分配工作，只有將I/O分配工作結(jié)束后，才能繪制PLC接線圖，也才能具體進行程序的編寫工作。因此I/O分配是選擇確定了輸入/輸出設(shè)備后首先要做的工作。如何進行I/O分配呢？這是一項十分簡單的工作。具體來說，就是將每一個輸入設(shè)備對應(yīng)一個輸入點，將每一個輸出設(shè)備對應(yīng)一個輸出點。為了繪制PLC接線圖及運用PLC編程，I/O分配后應(yīng)形成一張I/O分配表，明確表示輸入/輸出設(shè)備有哪些，對應(yīng)是PLC哪些點，這就是PLC的I/O分配。手電鉆PLC控制I/O分配見表2-1。表2-1I/O分配輸入信號輸出信號名稱代號輸入點編號名稱代號輸出點編號啟動按扭SB1X0接觸器KM1Y0二、繪制PLC接線圖，并進行硬件接線圖2-2PLC接線圖三、按控制要求編制梯形圖1.創(chuàng)建及保存項目；2.編輯符號表；3.編寫并輸入梯形圖程序。參考程序見下圖2-3所示。圖2-3控制梯形圖四、安裝、上機調(diào)試并運行程序操作：裝入應(yīng)用程序，設(shè)置PLC為運行狀態(tài)。按下SB1，KM1吸合指示燈亮；松開SB1，KM1觸頭斷開指示燈滅。任務(wù)評價（一）自我評價（40分）首先由學(xué)生根據(jù)項目完成情況進行自我評價，評分值記錄于表2-2中。表2-2自我評價表任務(wù)內(nèi)容配分評分標準扣分得分1.接線10分PLCI/O口、電源接口接線正確可以得滿分，接線錯誤每處可酌情扣2～3分2.程序輸入30分能夠正確輸入程序可得滿分，輸入程序出錯每處可酌情扣2～3分3.運行程序30分能夠正確運行程序并記錄運行結(jié)果可得滿分，出錯每處可酌情扣2～3分4.運行情況記錄10分記錄完整且正確可得滿分，不完整或出錯每處可酌情扣2～3分5.安全、文明操作20分（1）違反操作規(guī)程，產(chǎn)生不安全因素，可酌情扣7～10分；（2）遲到、早退、工作場地不清潔，每次扣1～2分總評分=（1～5項總分）X40%簽名：年月日（二）小組評價（30分）再由同一小組實訓(xùn)同學(xué)結(jié)合自評的情況進行互評，將評分值記錄于表2-3中。表2-3小組評價表任務(wù)內(nèi)容配分得分1.實訓(xùn)記錄與自我評價情況2.對實訓(xùn)室規(guī)章制度學(xué)習(xí)與掌握情況3.相互幫助與協(xié)助能力4.安全、質(zhì)量意識與責(zé)任心5.能否主動參與整理工具、器材與清潔場地總評分=（1～5項總分）X30%參加評價人員簽名：年月日（三）教師評價（30分）最后，由指導(dǎo)教師結(jié)合自評和互評的結(jié)果進行綜合評價，并將評價意見與評分值記錄于表2-4中。表2-4教師評價表教師總體評價意見：教師評分（30分）總評分=自我評分+小組評分+教師評分教師簽名：年月日任務(wù)二自動卷閘門PLC控制改造任務(wù)目標1.會描述輸入輸繼電器（X）和輸出繼電器（Y）的功能。2.會描述AND、ANI、OR、ORI指令功能。3.能根據(jù)控制要求進行I/O口分配，繪制PLC外部接線圖，進行PLC外部接線。4.能利用觸點串并聯(lián)實現(xiàn)三相異步電動機的連續(xù)運行，進行自動卷閘門的PLC控制。5.根據(jù)任務(wù)分析進行程序的編寫、安裝與調(diào)試。工作任務(wù)用PLC實現(xiàn)對自動卷閘門的PLC控制。本任務(wù)就是使用PLC控制方案取代如圖2-4所示傳統(tǒng)的繼電器控制方案，即使用PLC控制自動卷閘門啟動連續(xù)運轉(zhuǎn)、停止。任務(wù)要求如下：（1）按下自動卷閘門的啟動按鈕，卷閘門打開；按下停止按鈕，卷閘門停止。（2）用PLC方式實現(xiàn)此電路的功能。圖2-4連續(xù)運行控制線路任務(wù)分析自動卷閘門控制實際上是電機的連續(xù)運行控制。所謂電機連續(xù)控制，按下啟動按鈕，電動機就得電啟動運行，按下停止按鈕，電動機就失電停止。PLC改造主要針對控制電路進行改造，而主電路部分則保留不變?？刂齐娐穲D2-4中，啟動按鈕SB1、停止按鈕SB2、熱繼電器KH屬于輸入元件，產(chǎn)生控制指令，應(yīng)與PLC的輸入端子相連接；而接觸器KM屬于被控對象（或負載），即輸出元件，應(yīng)與PLC的輸出端子相連接。對于線路圖中按鈕、觸點、線圈是串并聯(lián)邏輯關(guān)系，應(yīng)采用PLC內(nèi)部的編程元件輸入繼電器X、輸出繼電器Y以及PLC的基本位邏輯指令編寫控制程序。任務(wù)實施一、I/O分配見表2-5表2-5I/O分配表輸入信號輸出信號名稱代號輸入點編號輸出點編號代號名稱停止按扭SB1X0Y0KM1接觸器啟動按扭SB2X1二、繪制PLC接線圖，見圖2-5所示，并進行硬件接線圖2-5PLC接線圖三、按控制要求編制梯形圖1.創(chuàng)建及保存項目；2.編輯符號表；3.編寫并輸入梯形圖程序。參考程序見下圖2-6。圖2-6PLC控制梯形圖四、安裝、上機調(diào)試并運行程序操作：裝入應(yīng)用程序，設(shè)置PLC為運行狀態(tài)。按下SB2，KM1吸合指示燈亮；按下SB1，KM1觸頭斷開指示燈滅。任務(wù)評價（一）自我評價（40分）首先由學(xué)生根據(jù)項目完成情況進行自我評價，評分值記錄于表2-6中。表2-6自我評價表任務(wù)內(nèi)容配分評分標準扣分得分1.接線10分PLCI/O口、電源接口接線正確可以得滿分，接線錯誤每處可酌情扣2～3分2.程序輸入30分能夠正確輸入程序可得滿分，輸入程序出錯每處可酌情扣2～3分3.運行程序30分能夠正確運行程序并記錄運行結(jié)果可得滿分，出錯每處可可酌情扣2～3分4.運行情況記錄10分記錄完整且正確可得滿分，不完整或出錯每處可酌情扣2～3分5.安全、文明操作20分（1）違反操作規(guī)程，產(chǎn)生不安全因素，可酌情扣7～10分；（2）遲到、早退、工作場地不清潔，每次扣1～2分總評分=（1～5項總分）X40%簽名：年月日（二）小組評價（30分）再由同一小組實訓(xùn)同學(xué)結(jié)合自評的情況進行互評，將評分值記錄于表2-7中。表2-7小組評價表項目內(nèi)容配分得分1.實訓(xùn)記錄與自我評價情況2.對實訓(xùn)室規(guī)章制度學(xué)習(xí)與掌握情況3.相互幫助與協(xié)助能力4.安全、質(zhì)量意識與責(zé)任心5.能否主動參與整理工具、器材與清潔場地總評分=（1～5項總分）X30%參加評價人員簽名：年月日（三）教師評價（30分）最后，由指導(dǎo)教師結(jié)合自評和互評的結(jié)果進行綜合評價，并將評價意見與評分值記錄于表2-8中。表2-8教師評價表教師總體評價意見：教師評分（30分）總評分=自我評分+小組評分+教師評分教師簽名：年月日任務(wù)三卷揚機PLC控制改造任務(wù)目標1.會描述ORB、ANB指令功能。2.能根據(jù)控制要求進行I/O口分配，繪制PLC外部接線圖，進行PLC外部接線。3.能利用“起-保-?！被倦娐穼崿F(xiàn)三相異步電動機的正反轉(zhuǎn)控制，卷揚機PLC改造程序設(shè)計、安裝與調(diào)試。工作任務(wù)用PLC實現(xiàn)對卷揚機的PLC控制改造。本任務(wù)使用PLC控制方案取代如圖2-7所示傳統(tǒng)的繼電器控制方案，即使用PLC控制卷揚機電動機的正反轉(zhuǎn)。任務(wù)要求如下：（1）當(dāng)按下正轉(zhuǎn)啟動按鈕SB2時，電動機正轉(zhuǎn)啟動運行；當(dāng)按下反轉(zhuǎn)啟動按鈕SB3時，電動機停止正轉(zhuǎn)并開始反轉(zhuǎn)啟動運行；當(dāng)按下停止按鈕SB1，電動機停止運行。（2）當(dāng)按下反轉(zhuǎn)啟動按鈕SB3時，電動機反轉(zhuǎn)啟動運行；當(dāng)按下正轉(zhuǎn)啟動按鈕SB2時，電動機停止反轉(zhuǎn)并開始正轉(zhuǎn)啟動運行；當(dāng)按下停止按鈕SB1，電動機停止運行。（3）用PLC控制方式來實現(xiàn)此電路的功能。圖2-7電動機雙重聯(lián)鎖正反轉(zhuǎn)控制線路任務(wù)分析圖2-7所示電動機正反轉(zhuǎn)控制線路的功能采用PLC控制系統(tǒng)來完成時，仍然需要保留主電路部分，而控制電路的功能則由PLC執(zhí)行程序取代。通過對如圖所示的控制線路的工作原理分析可知，采用按鈕聯(lián)鎖，即把兩個復(fù)合按鈕SB2、SB3的常閉觸頭串接入對方的控制電路中，目的是為了讓電動機正、反轉(zhuǎn)可以直接切換，操作方便。采用接觸器聯(lián)鎖，即把兩個接觸器的常閉觸頭也串接入對方的控制電路中，目的是防止接觸器KM1和KM2同時得電從而造成電源相間短路。這些控制特點都應(yīng)該在PLC梯形圖程序中予以體現(xiàn)。任務(wù)實施一、I/O分配見表2-9所示表2-9I/O分配表輸入信號輸出信號名稱代號輸入點編號輸出點編號代號名稱停止按扭SB1X0Y1KM1接觸器正向啟動按扭SB2X1Y2KM2接觸器反向啟動按扭SB3X2二、繪制PLC硬件接線圖見圖2-8圖2-8PLC硬件接線圖三、參考程序圖2-9所示，請補充完整程序。圖2-9控制梯形圖四、安裝、上機調(diào)試并運行程序，把觀察結(jié)果填入下表2-10。表2-10調(diào)試記錄表操作步驟操作內(nèi)容觀察內(nèi)容觀察結(jié)果1將RUN/STOP開關(guān)拔到RUN位置RUN燈2按下正轉(zhuǎn)啟動按鈕SB1觀察輸入指示燈、輸出指示燈的情況3按下停止按鈕SB34按下反轉(zhuǎn)啟動按鈕SB25按下停止按鈕SB36按下正轉(zhuǎn)啟動按鈕SB17按下反轉(zhuǎn)啟動按鈕SB28按下正轉(zhuǎn)啟動按鈕SB19按下停止按鈕SB310將RUN/STOP開關(guān)拔到STOP位置RUN燈任務(wù)評價（一）自我評價（40分）首先由學(xué)生根據(jù)項目完成情況進行自我評價，評分值記錄于表2-11中。表2-11自我評價表任務(wù)內(nèi)容配分評分標準扣分得分1.接線10分PLCI/O口、電源接口接線正確可以得滿分，接線錯誤每處可酌情扣2～3分2.程序輸入30分能夠正確輸入程序可得滿分，輸入程序出錯每處可酌情扣2～3分3.運行程序30分能夠正確運行程序并記錄運行結(jié)果可得滿分，出錯每處可可酌情扣2～3分4.運行情況記錄10分記錄完整且正確可得滿分，不完整或出錯每處可酌情扣2～3分5.安全、文明操作20分（1）違反操作規(guī)程，產(chǎn)生不安全因素，可酌情扣7～10分；（2）遲到、早退、工作場地不清潔，每次扣1～2分總評分=（1～5項總分）X40%簽名：年月日小組評價（30分）再由同一小組實訓(xùn)同學(xué)結(jié)合自評的情況進行互評，將評分值記錄于表2-12中。表2-12小組評價表任務(wù)內(nèi)容配分得分1.實訓(xùn)記錄與自我評價情況2.對實訓(xùn)室規(guī)章制度學(xué)習(xí)與掌握情況3.相互幫助與協(xié)助能力4.安全、質(zhì)量意識與責(zé)任心5.能否主動參與整理工具、器材與清潔場地總評分=（1～5項總分）X30%參加評價人員簽名：年月日教師評價（30分）最后，由指導(dǎo)教師結(jié)合自評和互評的結(jié)果進行綜合評價，并將評價意見與評分值記錄于表2-13中。表2-13教師評價表教師總體評價意見：教師評分（30分）總評分=自我評分+小組評分+教師評分教師簽名：年月日任務(wù)四消防泵PLC控制改造任務(wù)目標1.熟悉應(yīng)用LD、LDI、OR、ORI、AND、ANI、OUT、END等基本指令。2.熟練使用編程軟件進行編程。3.能根據(jù)控制要求進行I/O口分配，繪制PLC外部接線圖，進行PLC外部接線。4.能利用基本指令實現(xiàn)三相異步電動機Y-△降壓起動控制，設(shè)計消防泵PLC控制改造程序，并安裝與調(diào)試。工作任務(wù)用PLC實現(xiàn)對消防泵的PLC控制改造。本任務(wù)使用PLC控制方案取代如圖2-10所示傳統(tǒng)的繼電器控制方案，即使用PLC控制消防泵電動機Y—△降壓啟動。任務(wù)要求：（1）當(dāng)按下啟動按鈕SB2時，則KM1、KM3和KT同時吸合并自鎖，這時電動機接成Y連結(jié)起動。隨著轉(zhuǎn)速升高，電動機電流下降，KT延時達到整定值，其延時斷開的常閉觸點斷開，其延時的常開觸點閉合，從而使KM3斷電釋放，KM2通電吸合自鎖，這時電機轉(zhuǎn)換成△連接正常運行。停止時只要按下停止按鈕SB1，KM1和KM2相繼斷電釋放，電機停止。（2）用PLC控制方式來實現(xiàn)此電路的功能。圖2-10Y—△降壓啟動控制線路任務(wù)分析圖2-10所示為消防泵三相異步電動機Y—△起動原理圖。本任務(wù)涉及到接觸器KM2到KM3的切換，當(dāng)按下啟動按鈕SB2時，KM1、KM3得電并自鎖，電動機先作Y形啟動；隨著轉(zhuǎn)速升高，電動機電流下降，KT延時達到整定值，其延時斷開的常閉觸點斷開，其延時的常開觸點閉合，從而使KM3斷電釋放，KM2通電吸合自鎖，這時電機轉(zhuǎn)換成△連接正常運行。當(dāng)按下停止按鈕SB1或熱繼電器KH動作時，電動機停止運行。另外在實施控制時，接觸器KM2與接觸器KM3不能同時通電，否則會造成電源短路。任務(wù)實施I/O分配表見表2-14所示。表2-14I/O分配表輸入信號輸出信號名稱代號輸入點編號輸出點編號代號名稱停止按扭SB1X1Y1KM1接觸器啟動按扭SB2X2Y2KM2接觸器Y3KM3接觸器二、繪制PLC硬件接線圖見圖2-11所示圖2-11PLC硬件接線圖按控制要求編制梯形圖，如圖2-12所示。圖2-12控制梯形圖四、安裝、上機調(diào)試并運行程序操作：裝入應(yīng)用程序，把PLC調(diào)到運行狀態(tài)，當(dāng)按下啟動按鈕SB2時，KM1、KM3得電并自鎖，電動機先作Y形啟動；隨著轉(zhuǎn)速升高，電動機電流下降，KT延時達到整定值，其延時斷開的常閉觸點斷開，其延時的常開觸點閉合，從而使KM3斷電釋放，KM2通電吸合自鎖，這時電機轉(zhuǎn)換成△連接正常運行。當(dāng)按下停止按鈕SB1時，電動機停止運行。按下SB3，電動機停止。并填寫記錄表2-15。表2-15調(diào)試記錄表操作步驟操作內(nèi)容觀察內(nèi)容觀察結(jié)果1將RUN/STOP開關(guān)拔到RUN位置RUN燈2按下啟動按鈕SB2觀察輸入指示燈、輸出指示燈的情況3按下停止按鈕SB14將RUN/STOP開關(guān)拔到STOP位置RUN燈任務(wù)評價自我評價（40分）首先由學(xué)生根據(jù)項目完成情況進行自我評價，評分值記錄于表2-16中。表2-16自我評價表任務(wù)內(nèi)容配分評分標準扣分得分1.接線10分PLCI/O口、電源接口接線正確可以得滿分，接線錯誤每處可酌情扣2～3分2.程序輸入30分能夠正確輸入程序可得滿分，輸入程序出錯每處可酌情扣2～3分3.運行程序30分能夠正確運行程序并記錄運行結(jié)果可得滿分，出錯每處可可酌情扣2～~3分4.運行情況記錄10分記錄完整且正確可得滿分，不完整或出錯每處可酌情扣2～3分5.安全、文明操作20分（1）違反操作規(guī)程，產(chǎn)生不安全因素，可酌情扣7～10分；（2）遲到、早退、工作場地不清潔，每次扣1～2分總評分=（1～5項總分）X40%簽名：年月日小組評價（30分）再由同一小組實訓(xùn)同學(xué)結(jié)合自評的情況進行互評，將評分值記錄于表2-17中。表2-17小組評價表任務(wù)內(nèi)容配分得分1.實訓(xùn)記錄與自我評價情況2.對實訓(xùn)室規(guī)章制度學(xué)習(xí)與掌握情況3.相互幫助與協(xié)助能力4.安全、質(zhì)量意識與責(zé)任心5.能否主動參與整理工具、器材與清潔場地總評分=（1～5項總分）X30%參加評價人員簽名：年月日教師評價（30分）最后，由指導(dǎo)教師結(jié)合自評和互評的結(jié)果進行綜合評價，并將評價意見與評分值記錄于表2-18中。表2-18教師評價表教師總體評價意見：教師評分（30分）總評分=自我評分+小組評分+教師評分教師簽名：年月日項目小結(jié)1.PLC是通過編程實現(xiàn)硬接線的邏輯和其他功能的，因此，熟練掌握PLC的指令系統(tǒng)是充分發(fā)揮其功能的關(guān)鍵。FX2N系列的PLC指令系統(tǒng)包括27條基本指令，2條步進指令、和127條功能指令。會用基本指令（表2-19）進行編程。表2-19基本指令表名稱助記符目標元件說明取指令LDX、Y、M、S、T、C常開接點邏輯運算起始取反指令LDIX、Y、M、S、T、C常閉接點邏輯運算起始線圈驅(qū)動指令OUTY、M、S、T、C驅(qū)動線圈的輸出與指令A(yù)NDX、Y、M、S、T、C單個常開接點的串聯(lián)與非指令A(yù)NIX、Y、M、S、T、C單個常閉接點的串聯(lián)或指令ORX、Y、M、S、T、C單個常開接點的并聯(lián)或非指令ORIX、Y、M、S、T、C單個常閉接點的并聯(lián)或塊指令ORB無串聯(lián)電路塊的并聯(lián)連接與塊指令A(yù)NB無并聯(lián)電路塊的串聯(lián)連接主控指令MCY、M公共串聯(lián)接點的連接主控復(fù)位指令MCRY、MMC的復(fù)位置位指令SETY、M、S使動作保持復(fù)位指令RSTY、M、S、D、V、Z、T、C使操作保持復(fù)位上升沿產(chǎn)生脈沖指令PLSY、M輸入信號上升沿產(chǎn)生脈沖輸出下降沿產(chǎn)生脈沖指令PLFY、M輸入信號下降沿產(chǎn)生脈沖輸出空操作指令NOP無使步序作空操作程序結(jié)束指令END無程序結(jié)束2．在本項目中，通過應(yīng)用PLC實現(xiàn)對電機的點動控制、連續(xù)運行控制、點動與連續(xù)運行控制、正反轉(zhuǎn)控制以及手動星三角降壓起動控制，進一步熟悉基本指令的學(xué)習(xí)。研討與訓(xùn)練1.設(shè)計程序練習(xí):(1)當(dāng)?shù)堕_關(guān)Ｘ０閉合，Ｙ０有輸出，Ｘ０斷開Ｙ０輸出停止。(2)當(dāng)?shù)堕_關(guān)X0和X1同時閉合，Y0才有輸出（串聯(lián)）(3)當(dāng)?shù)堕_關(guān)X0或X1任意一個閉合，Y0有輸出。(并聯(lián))(4)當(dāng)按鈕X0閉合后,Y0有輸出且能保持，當(dāng)X1按鈕按下后Y0的輸出停止。（自鎖程序）(5)當(dāng)按鈕X0按下后Y0有輸出，X0松開，Y0輸出停止，當(dāng)按鈕X1按下，Y1有輸出且保持，當(dāng)按鈕X2按下，Y1輸出停止。2.樓上樓下各有一只開關(guān)（SB1、SB2）共同控制一盞照明燈。要求兩只開關(guān)均可對燈的狀態(tài)（亮或熄）進來控制。試用PLC實現(xiàn)上述控制要求。3.將三個指示燈接在輸出端上，要求SB0、SB1、SB2三個按鈕任意一個被按下時，燈L0亮，按下任意2個按鈕時，燈L1亮，同時按下三個按鈕時，燈L2亮，沒有按下按鈕時，所有燈不亮。試用所學(xué)的基本指令來實現(xiàn)上述控制要求。4.用PLC組成一個四組搶答器?？刂埔螅喊聪掳粹o盒上AK1～AK4中任一按鈕后，顯示器能及時顯示該組的編號并使指示燈亮，同時鎖住搶答器，其它組此時按鍵無效；按下復(fù)位開關(guān)后，進行下一輪搶答。5.控制要求：當(dāng)汽車開到門的前面時，自動門自動打開；當(dāng)汽車經(jīng)過門以后，自動門自動關(guān)閉；在上限X1為ON時，門不再打開，在下限X0為ON時，門不再關(guān)閉。當(dāng)汽車還處于檢測范圍，入口傳感器X2和出口傳感器X3中的時候，門將不再關(guān)閉。蜂鳴器Y3在自動門動作時拉響，當(dāng)汽車還處于檢測范圍，入口傳感器X2和出口傳感器X3中的時候，燈Y2點亮。自動門控制原理圖6.某系統(tǒng)中有3臺通風(fēng)機，設(shè)計一個監(jiān)視系統(tǒng)，監(jiān)視通風(fēng)機的運轉(zhuǎn)。要求如下：3臺通風(fēng)機有2臺及以上開機時，綠燈常亮；只有1臺開機時，綠燈以1Hz的頻率閃爍；3臺全部停機時，紅燈常亮。根據(jù)控制要求編寫梯形圖。（說明：通風(fēng)機1-3對應(yīng)X1、X2、X3，綠燈對應(yīng)Y1，紅燈對應(yīng)Y2）項目三時序控制本項目的主要目的是通過利用PLC控制循環(huán)閃光燈和四節(jié)皮帶運輸機，會應(yīng)用定時器進行PLC的時序控制，進一步熟悉編程軟件的使用方法。項目目標知識目標1.會描述定時器的工作原理及特點。2.能看懂定時器的動作時序圖。能力目標1.能靈活運用得電延時閉合程序、斷電延時斷開程序、長延時程序、脈沖信號發(fā)生器。2.能熟練運用定時器和輔助繼電器實現(xiàn)控制功能，以及程序的編寫、輸入、運行、調(diào)試的方法。3.熟練分析各技能訓(xùn)練的控制要求，能應(yīng)用定時器編寫程序，實現(xiàn)自動控制。素質(zhì)目標1.養(yǎng)成獨立思考和動手操作的習(xí)慣。2.養(yǎng)成小組協(xié)調(diào)合作的能力和互相學(xué)習(xí)的精神。任務(wù)一閃爍燈控制任務(wù)目標1.會描述定時器的種類和功能。2.能看懂定時器的動作時序圖。3.能靈活運用得電延時閉合程序、斷電延時斷開程序、長延時程序、脈沖信號發(fā)生器。4.能用定時器設(shè)計閃爍燈的PLC梯形圖。工作任務(wù)本任務(wù)就是利用定時器的功能，設(shè)計閃爍燈控制系統(tǒng)。如圖3-1所示，利用音樂噴泉控制模塊，設(shè)計閃爍燈控制系統(tǒng)，任務(wù)要求如下：（1）按下啟動按扭，彩燈L1、L3、L5、L7點亮，1S后熄滅；同時彩燈L2、L4、L6、L8點亮，1S后熄滅，以后照此循環(huán)下去，直到按下停止按扭才停止。（2）用PLC控制方式來實現(xiàn)此系統(tǒng)的功能。圖3-1音樂噴泉模塊任務(wù)分析如圖3-1所示，通過PLC控制音樂噴泉模塊彩燈的閃爍。彩燈閃爍過程如下：按下啟動按鈕，彩燈L1、L3、L5、L7點亮，1S后熄滅，然后彩燈L2、L4、L6、L8點亮，1S后熄滅，重復(fù)上述過程。本任務(wù)在用PLC控制時，需要綜合運用PLC基本邏輯指令和定時器來設(shè)計梯形圖。知識鏈接一、定時器PLC中的定時器（T）相當(dāng)于繼電器控制系統(tǒng)中的通電型時間繼電器。它可以提供無限對常開常閉延時觸點。FX3U系列中定時器時可分為通用定時器、積算定時器二種。它們是通過對一定周期的時鐘脈沖的進行累計而實現(xiàn)定時的，時鐘脈沖有周期為1ms、10ms、100ms三種，當(dāng)所計數(shù)達到設(shè)定值時觸點動作。設(shè)定值可用常數(shù)K或數(shù)據(jù)寄存器D的內(nèi)容來設(shè)置。1．通用定時器通用定時器的特點是不具備斷電的保持功能，即當(dāng)輸入電路斷開或停電時定時器復(fù)位。通用定時器有100ms和10ms通用定時器兩種。（1）100ms通用定時器（T0～T199）共200點，其中T192～T199為子程序和中斷服務(wù)程序?qū)Ｓ枚〞r器。這類定時器是對100ms時鐘累積計數(shù)，設(shè)定值為1～32767，所以其定時范圍為0.1～3276.7s。（2）10ms通用定時器（T200～T245）共46點。這類定時器是對10ms時鐘累積計數(shù)，設(shè)定值為1～32767，所以其定時范圍為0.01～327.67s。下面舉例說明通用定時器的工作原理。如圖3-2所示，當(dāng)輸入X0接通時，定時器T200從0開始對10ms時鐘脈沖進行累積計數(shù)，當(dāng)計數(shù)值與設(shè)定值K123相等時，定時器的常開觸點接通Y0，經(jīng)過的時間為123×0.01s=1.23s。當(dāng)X0斷開后定時器復(fù)位，計數(shù)值變?yōu)?，其常開觸點斷開，Y0也隨之OFF。若外部電源斷電，定時器也將復(fù)位。圖3-2定時器工作原理2．積算定時器積算定時器具有計數(shù)累積的功能。在定時過程中如果斷電或定時器線圈OFF，積算定時器將保持當(dāng)前的計數(shù)值（當(dāng)前值），通電或定時器線圈ON后繼續(xù)累積，即其當(dāng)前值具有保持功能，只有將積算定時器復(fù)位，當(dāng)前值才變?yōu)?。（1）1ms積算定時器（T246～T249）共4點，是對1ms時鐘脈沖進行累積計數(shù)的，定時的時間范圍為0.001～32.767s。圖3-3積算定時器工作原理（2）100ms積算定時器（T250～T255）共6點，是對100ms時鐘脈沖進行累積計數(shù)的定時的時間范圍為0.1～3276.7s。圖3-3積算定時器工作原理以下舉例說明積算定時器的工作原理。如圖3-3示，當(dāng)X0接通時，T253當(dāng)前值計數(shù)數(shù)器開始累積100ms的時鐘脈沖的個數(shù)。當(dāng)X0經(jīng)t0后斷開，而T253尚未計數(shù)到設(shè)定值K345，其計數(shù)的當(dāng)前值保留。當(dāng)X0再次接通，T253從保留的當(dāng)前值開始繼續(xù)累積，經(jīng)過t1時間，當(dāng)前值達到K345時，定時器的觸點動作。累積的時間為t0+t1=0.1×345=34.5s。當(dāng)復(fù)位輸入X1接通時，定時器才復(fù)位，當(dāng)前值變?yōu)?，觸點也跟隨復(fù)位。二、定時器應(yīng)用程序1.得電延時閉合程序按下啟動按鈕X1，延時2S后輸出Y0接通；當(dāng)按下停止按鈕X2，輸出Y0斷開，其梯形圖及時序圖如下圖3-4和圖3-5所示圖3-4圖3-52.斷電延時斷開程序當(dāng)X0為ON時，Y0接通并自保，定時器T0開始得電延時，當(dāng)T0斷開的時間達到定時器設(shè)定時間10S時，Y0才由ON變?yōu)镺FF，實現(xiàn)斷電延時斷開，其梯形圖及時序圖如3-6圖和圖3-7所示。圖3-6圖3-7長延時程序FX2N系列的PLC的定時器最長延時為3276.7S，因此，利用多個定時器組合可以實現(xiàn)大于3276.7S的延時。但幾萬秒甚至更長的延時，需要利用定時器與計數(shù)器的組合來實現(xiàn)，如下圖3-8所示。圖3-84.脈沖信號發(fā)生器利用定時器指令可以很方便地產(chǎn)生方波脈沖，而且可根據(jù)需要通過改變定時器的時間常數(shù)，靈活調(diào)節(jié)方波脈沖的占空比。可自行編制產(chǎn)生方波的脈沖程序（利用兩個定時器產(chǎn)生方波脈沖的參考程序如圖3-9所示）。圖3-9利用兩個定時器產(chǎn)生方波脈沖的參考程序三、PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計與調(diào)試步驟1．深入了解被控制系統(tǒng)2．與硬件有關(guān)的設(shè)計3．設(shè)計梯形圖程序4．梯形圖程序的模擬調(diào)試5．現(xiàn)場調(diào)試6．編寫技術(shù)文件任務(wù)實施一、I/O分配閃爍燈控制I/0分配見表3-1所示。表3-1I/O分配表輸入信號輸出信號名稱代號輸入點編號輸出點編號代號名稱啟動按扭SB0X0Y0L1彩燈1停止按鈕SB1X1Y1L2彩燈2Y2L3彩燈3Y3L4彩燈4Y4L5彩燈5Y5L6彩燈6Y6L7彩燈7Y7L8彩燈8二、繪制PLC接線圖，并進行硬件接線閃爍燈PLC接線圖如圖3-10所示。圖3-10PLC接線圖三、按控制要求編制梯形圖1.創(chuàng)建及保存項目；2.編輯符號表；3.編寫并輸入梯形圖程序。參考程序見下圖3-11所示。圖3-11控制梯形圖四、安裝、上機調(diào)試并運行程序，把觀察結(jié)果填入下表3-2。表3-2閃爍燈運行情況記錄表操作步驟操作內(nèi)容觀察內(nèi)容觀察結(jié)果1將RUN/STOP開關(guān)拔到RUN位置RUN燈2按下啟動按鈕SB0Y0～Y7燈及L1～L7