电气控制与PLC应用(三菱FX3U系列)课件项目4任务1.ppt

1、按钮、行程开关、传感器等按钮、行程开关、传感器等继电器、接触器线圈、指示灯等继电器、接触器线圈、指示灯等 梯形图梯形图图图4-1任务内容任务内容A任务内容任务内容A 如图如图4-1为三相异步电动机单向连续带点动控制的继电器接触器控制电为三相异步电动机单向连续带点动控制的继电器接触器控制电路，该电路的路，该电路的电气控制要求：电气控制要求：按下按下SB1SB1时电动机时电动机M M单向连续运行，按下单向连续运行，按下SB2SB2时电动机时电动机M M单向点动运行。单向点动运行。SB3 SB3为停止按钮，为停止按钮，FRFR为热继电器。按下为热继电器。按下SB3SB3或或FRFR动作电动机动作电动

2、机M M均停止运行。均停止运行。电动机电动机M M不运行时绿灯不运行时绿灯HL1HL1指示，启动并连续运行指示，启动并连续运行1010秒中后红灯秒中后红灯HL2HL2指示。指示。分析分析如何将给出的电动机继电器接触器控制电路用控制来如何将给出的电动机继电器接触器控制电路用控制来实现呢？实现呢？控制取代原电路的哪一部分？控制取代原电路的哪一部分？对于刚开始接触对于刚开始接触PLCPLC设计的电气技术技术人员来说，设计的电气技术技术人员来说，接触继接触继电器法电器法是一种容易学习与接受的编程方法是一种容易学习与接受的编程方法任务分析任务分析B 根据确定的根据确定的PLCPLC输入信号、输出信号及中

3、间逻辑信号，将现有的输入信号、输出信号及中间逻辑信号，将现有的接触器接触器-继电器电路上控制器件换成对应的输入点，将现有的接触器继电器电路上控制器件换成对应的输入点，将现有的接触器-继电器电路上的被控制器件换成对应的输出点，将中间继电器及时间继电器电路上的被控制器件换成对应的输出点，将中间继电器及时间继电器用继电器用PLCPLC的辅助继电器的辅助继电器M M和定时器和定时器T T代替，初步将接触器代替，初步将接触器-继电器电继电器电路转换成路转换成PLCPLC梯形图。梯形图。控制器件：控制器件：作为作为PLCPLC的输入信号的输入信号 被控器件：被控器件：作为作为PLCPLC的输出信号的输出信

4、号 其它内部软元件：其它内部软元件：PLCPLC的辅助继电器的辅助继电器M M、定时器、定时器T T、计数器等、计数器等任务分析任务分析B 输入端是输入端是PLCPLC接收外部开关信号的端口接收外部开关信号的端口,与内部输入继电器之间是采与内部输入继电器之间是采用光电绝缘电子继电器连接的，用光电绝缘电子继电器连接的，有无数个常开、常闭触点，可以无限次有无数个常开、常闭触点，可以无限次使用，但输入继电器不能用程序来驱动使用，但输入继电器不能用程序来驱动。输出端是输出端是PLCPLC向外部负载发送信号的端口，与内部输出继电器（如向外部负载发送信号的端口，与内部输出继电器（如继电器、双向晶闸管、晶体

5、管）连接，继电器、双向晶闸管、晶体管）连接，输出继电器也有无数个常开、常输出继电器也有无数个常开、常闭触点，可以无限次使用闭触点，可以无限次使用。可编程控制器内部输入输出继电器与外部端。可编程控制器内部输入输出继电器与外部端子的功能与作用见图子的功能与作用见图4-24-2所示。所示。1.1.输入继电器输入继电器/输出继电器输出继电器 知识点知识点PLCPLC软元件软元件图图4-2 PLC PLC软元件的编号分为两部分，第一部分用一个字母代表功能，如输入继软元件的编号分为两部分，第一部分用一个字母代表功能，如输入继电器用电器用“X”X”表示，输出继电器用表示，输出继电器用“Y”Y”表示；第二部分

6、用数字表示该类软组件表示；第二部分用数字表示该类软组件的地址，输入、输出继电器的地址采用八进制表示。的地址，输入、输出继电器的地址采用八进制表示。知识点知识点PLCPLC软元件软元件1）辅辅助继电继电器(M)FX3U系列系列PLC的辅辅助继电继电器有通用辅辅助继电继电器、断电断电保持辅辅助继电继电器和特殊辅辅助继电继电器。辅辅助继电继电器的元件序号号采用十进进制。通用辅助继电器通用辅助继电器(M0M499，共，共500点点)如果PLC运运行时电时电源突然中断断，输输出继电继电器和M0M499将将全部变为变为OFF。若电电源再次接通，除了因外部输输入信号变为号变为ON以外，其余的仍保持OFF状态

7、状态。断电断电保持辅辅助继电继电器(M500 M7679）FX3U系列PLC在运运行中若发发生断电断电，输输入继电继电器和通用辅辅助继电继电器全部成为为断开状态断开状态，上电电后，这这些状态状态不能恢复复。某些控制系统统要求记忆电记忆电源中断断瞬时时的状状态态，重新通电电后再现现其状态状态，M500M3071可以用于这种场这种场合。其中M500M1023，通过参数过参数可以更改保持/非保持的设设定；M1024M7679为为固定保持用。知识点知识点PLCPLC软元件软元件 特殊辅助继电器特殊辅助继电器(M8000M8511M8000M8511)FX FX3U3U内有特殊辅助继电器用来表示内有特殊

8、辅助继电器用来表示PLCPLC的某些状态，提供时钟脉冲和标志的某些状态，提供时钟脉冲和标志(如如进位、借位标志等进位、借位标志等)，设定，设定PLCPLC的运行方式，或者用于步进顺控，禁止中断、设定的运行方式，或者用于步进顺控，禁止中断、设定计数器的计数方式等。计数器的计数方式等。只能利用其触触点的特殊辅辅助继电继电器 此类辅助继电器的线圈由此类辅助继电器的线圈由PLCPLC的系统程序来驱动，用户程序只可使用其触点。的系统程序来驱动，用户程序只可使用其触点。如：如：M8000 M8000：运行监视；：运行监视；知识点知识点PLCPLC软元件软元件 特殊辅辅助继电继电器(M8000M8511)M

9、8002 M8002：初始化脉冲；：初始化脉冲；M8011M8014M8011M8014分别是分别是10 ms10 ms，100 ms100 ms、1 s 1 s和和1min1min时钟脉冲。时钟脉冲。其中，其中，M8013M8013被经常用于闪烁电路。被经常用于闪烁电路。线线圈驱动驱动型特殊辅辅助继电继电器 这类辅助继电器由用户程序驱动其线圈，使这类辅助继电器由用户程序驱动其线圈，使PLCPLC执行特定的操作。执行特定的操作。如：如：M8033M8033的线圈的线圈“通电通电”时，时，PLCPLC由由RUNRUN进入进入STOPSTOP状态后，映像寄存器与状态后，映像寄存器与数据寄存器中的内

10、容保持不变。数据寄存器中的内容保持不变。M8034M8034的线圈的线圈“通电通电”时，全部输出被禁止。时，全部输出被禁止。知识点知识点PLCPLC软元件软元件知识点知识点PLCPLC软元件软元件2 2）定时器）定时器(T)(T)定时器相当于继电器电路中的时间继电器，可在程序中用于延时控制。定时器相当于继电器电路中的时间继电器，可在程序中用于延时控制。FXFX3U3U系列可编程控制器中的定时器系列可编程控制器中的定时器 TT有四种类型，其地址编号按十进制数分配。有四种类型，其地址编号按十进制数分配。设定值可以用设定值可以用常数常数K K进行设定，也可以用进行设定，也可以用数据寄存器数据寄存器(

11、D)(D)的内容来设定。的内容来设定。通用型定时时器T0T245,T256T511 通用型定时时器的工作原理图图如图图4-3（a）所示,通用型定时时器没没有保持功能，在输输入电电路斯开开或停电时复电时复位(清清零)。积积算定时时器T246T255 积积算定时时器工作原理如图图4-3（b）所示。当当定时时器的驱动输驱动输入X1接通时时，T251的当当前值计数值计数器开开始累积积100ms的时钟时钟脉冲的个数个数，当该值与设当该值与设定值值K355相等时时，定时时器的输输出触触点T251接通。当输当输入X1断开断开或系统统停电时电时，当当前值值可保持，输输入X1再接通或复电时复电时，计数计数在原有

12、值值的基础础上继续进继续进行。当当累积时间为积时间为t1+t2=(0.1500)s=50s时时，输输出触触点动动作。当输当输入X2接通时时，计数计数器复复位，输输出触触点也复复位。知识点知识点PLCPLC软元件软元件图图4-3 定时器的工作原理定时器的工作原理知识点知识点PLCPLC软元件软元件3）计数计数器(C)内部计数器有内部计数器有1616位增计数器和位增计数器和3232位增减双向计数器两类，它们又可分位增减双向计数器两类，它们又可分为普通用途和停电保持用的两种计数器，其地址以十进制数分配。不用作计为普通用途和停电保持用的两种计数器，其地址以十进制数分配。不用作计数的计数器也可作为数据寄

13、存器使用。数的计数器也可作为数据寄存器使用。设定值可以用设定值可以用常数常数K K进行设定，也可以用进行设定，也可以用数据寄存器数据寄存器(D)(D)的内容来设定。的内容来设定。16位增计数型计数器（1+32767）32位增/减型双向计数器（2，147，483，6482，147，483，647）普通用途停电保持型普通用途停电保持型C0C99100点C100C199100点C200C21920点C22023415点知识点知识点PLCPLC软元件软元件 1616位加计数器位加计数器 16 16位加计数器的工作过程如图位加计数器的工作过程如图4-54-5所示所示,通用型定时器没有保持功能，在输入电通

14、用型定时器没有保持功能，在输入电路斯开或停电时复位路斯开或停电时复位(清零清零)。图中图中X2X2的常开触点接通后，的常开触点接通后，C0C0被复位，它对应的位存储单元被置为被复位，它对应的位存储单元被置为“0”0”，它，它的常开触点断开，常闭触点接通，同时计数器当前值被置为的常开触点断开，常闭触点接通，同时计数器当前值被置为“0”0”。Y0Y0与与M8013M8013逻辑逻辑与的结果作为计数输入信号，当计数器的复位输入电路断开，计数输入上升沿到来与的结果作为计数输入信号，当计数器的复位输入电路断开，计数输入上升沿到来时，计数器的当前值加时，计数器的当前值加“1”1”，在，在1111个计数脉冲

15、之后，个计数脉冲之后，C0C0的当前值等于设定值的当前值等于设定值1111，它对应的位存储单元的内容被置它对应的位存储单元的内容被置“1”1”，其常开触点接通，常闭触点断开。再来计，其常开触点接通，常闭触点断开。再来计数脉冲时，当前值不变，直到复位信号到来，计数器被复位数脉冲时，当前值不变，直到复位信号到来，计数器被复位.知识点知识点PLCPLC软元件软元件 图图4-5 16位计数器工作示意图位计数器工作示意图知识点知识点PLCPLC软元件软元件 32位加减计数减计数器 3232位设定值存放在元件号相连的两个数据寄存器中。如果指定的寄存器为位设定值存放在元件号相连的两个数据寄存器中。如果指定的

16、寄存器为D0D0，则设定值存放在则设定值存放在D1D1和和D0D0中。中。32 32位加减计数器位加减计数器C200C234C200C234的加减计数方式由特殊辅助继电器的加减计数方式由特殊辅助继电器M8200M8234M8200M8234设定。特殊辅助继电器为设定。特殊辅助继电器为ONON时，对应的计数器为减计数；反之为加计时，对应的计数器为减计数；反之为加计数。图数。图4-64-6中中C200C200的设定值为的设定值为-5-5，当，当X12X12输入断开，输入断开，M8200M8200线圈断开时，对应的计数线圈断开时，对应的计数器器C200C200进行加计数。当当前值计数到进行加计数。当

17、当前值计数到5 5时，时，X12X12输入接通，输入接通，M8200M8200线圈通电，对应线圈通电，对应的计数器的计数器C200C200进行减计数。当当前值进行减计数。当当前值-5-5时计数器的输出触点为时计数器的输出触点为OFFOFF。当复位输。当复位输入入X13X13的常开触点接通时，的常开触点接通时，C200C200被复位，其常开触点断开，常闭触点接通。被复位，其常开触点断开，常闭触点接通。知识点知识点PLCPLC软元件软元件图图4-6 32位增减计数器的工作过程位增减计数器的工作过程 知识点知识点PLCPLC软元件软元件1.选择选择PLC，并分配软元件地址，并分配软元件地址 本任务中

18、控制器件本任务中控制器件SB1SB1、SB2SB2、SB3SB3、FRFR作为作为PLCPLC的输入信号，用的输入信号，用PLCPLC的输的输入继电器表示；被控制器件接触器入继电器表示；被控制器件接触器KMKM及指示灯及指示灯HL1HL1、HL2HL2作为作为PLCPLC的输出控制的输出控制对象，用对象，用PLCPLC输出继电器表示。由此可知，本任务中输入信号有输出继电器表示。由此可知，本任务中输入信号有4 4个，输出个，输出信号有信号有3 3个，个，PLCPLC输出所驱动的对象是接触器线圈和指示灯，它们的额定电输出所驱动的对象是接触器线圈和指示灯，它们的额定电压均为交流压均为交流220V22

19、0V，因此选用三菱，因此选用三菱FXFX3U3U-16MR/ES-16MR/ES的的PLCPLC可以满足任务要求。可以满足任务要求。C任务实施任务实施输入信号输出信号名称代号输入点编号名称代号输出点编号连续启动按钮（常开触点）SB1X0接触器KMY0点动按钮（常开触点）SB2X1停止运行指示灯HL1Y1停止按钮（常开触点）SB3X2运行指示灯HL2Y2热继电器（常闭触点）FRX3 其他机内器件名称代号内部元件编号名称代号内部元件编号时间继电器KTT1中间继电器KAM11.选择选择PLC，并分配软元件地址，并分配软元件地址C任务实施任务实施2.设计设计PLC接线图接线图图图4-7 三相异步电动机

20、单向连续带点动三相异步电动机单向连续带点动PLC控制控制I/O端口接线图端口接线图C任务实施任务实施 图图4-14-1电动机单向连续带点动的的继电接触器控制电路图可直接电动机单向连续带点动的的继电接触器控制电路图可直接“翻译翻译”成成PLCPLC控控制的梯形图如图制的梯形图如图4-8(a)4-8(a)所示，经简化和修改后，得到如图所示，经简化和修改后，得到如图4-7(b)4-7(b)所示的梯形图。所示的梯形图。图图4-7 三相异步电动机单向连续带点动三相异步电动机单向连续带点动PLC控制梯形图控制梯形图3.设计设计PLC 梯形图梯形图任务实施任务实施C 继电接触器电路转换法继电接触器电路转换法

21、根据所给出的继电接触器控制原理图，用根据所给出的继电接触器控制原理图，用PLCPLC对应的对应的符号和功能相当的器件，把原来的继电接触器电路直接符号和功能相当的器件，把原来的继电接触器电路直接“翻译翻译”成梯形图程序的设计成梯形图程序的设计方法。关键要抓住继电接触器控制电路和方法。关键要抓住继电接触器控制电路和PLCPLC梯形图之间一一对应关系，即梯形图之间一一对应关系，即控制功能、控制功能、逻辑功能的对应、及继电器硬件元件和逻辑功能的对应、及继电器硬件元件和PLCPLC软元件的对应软元件的对应。继电接触器电路转换法的一般步骤如下：继电接触器电路转换法的一般步骤如下：1 1）分析现有设备的继电

22、接触器电路，弄清电路的工作原理及设备的动作情况。）分析现有设备的继电接触器电路，弄清电路的工作原理及设备的动作情况。2 2）确定）确定PLCPLC的输入信号和输出信号，画出的输入信号和输出信号，画出PLCPLC的端口接线图。的端口接线图。3 3）确定）确定PLCPLC梯形图中的其它软元件。梯形图中的其它软元件。4 4）根据上述对应关系画出）根据上述对应关系画出PLCPLC梯形图。梯形图。5 5）根据梯形图的编程规则，进一步优化梯形图。）根据梯形图的编程规则，进一步优化梯形图。继电接触器电路转换继电接触器电路转换PLCPLC程序设计法程序设计法 逻辑逻辑取及线线圈驱动驱动指令（LD/LDI/OU

23、T）LD：取指令，用于与母线连接的常开触点，或触点组开始的常开触点。LDI：取反指令，用于与母线连接的常闭触点，或触点组开始的常闭触点。OUT：线圈驱动指令，用于驱动PLC内部软元件线圈的输出指令。触触点串联联指令（AND/ANI）AND：与指令，用于串联单个常开触点。ANI：与非指令，用于串联单个常闭触点。触触点并联并联指令（OR/ORI）OR：或指令，用于并联单个常开触点。ORI：或非指令，用于并联单个常闭触点。LD/LDI/OUT/AND/ANI/AND和ANI指令的应应用与与梯形图图表示如图图4-8所示。知识点知识点基本指令基本指令图图4-9 LD、OUT等基本指令的应用与梯形图表示等

24、基本指令的应用与梯形图表示 知识点知识点基本指令基本指令图图4-10 ORB和和ANB指令的应用与梯形图表示指令的应用与梯形图表示 电电路块块的并联与并联并联与并联指令（ORB/ANB）ORB：块或指令，用于电路块的并联连接。ANB：块与指令，用于电路块的串联连接。知识点知识点基本指令基本指令图图4-11 梯形图中元件的触点不能接在线圈的右边，并且线圈与左母线必须经过触点连接，而不能直接相连。梯形图的设计要点与处理方法梯形图的设计要点与处理方法图图4-12 在梯形图中没有实际的电流流动，所谓的在梯形图中没有实际的电流流动，所谓的“能流能流”只能从左到右、从上到下单只能从左到右、从上到下单向向“

25、流动流动”。因此，如图。因此，如图4-12（a）所示的桥式电路即触点在垂直线上的电路是不）所示的桥式电路即触点在垂直线上的电路是不可编程的，必须按逻辑功能作等效变换。可编程的，必须按逻辑功能作等效变换。梯形图的设计要点与处理方法梯形图的设计要点与处理方法 多个电路块并联时，应将触点最多的支路放在梯形图的最上面，如图多个电路块并联时，应将触点最多的支路放在梯形图的最上面，如图4-13(a)所示；有多个所示；有多个并联回路串联时，应将触点最多的并联回路安排在梯形图的左边，如图并联回路串联时，应将触点最多的并联回路安排在梯形图的左边，如图4-13(b)所示。所示。图图4-13梯形图的设计要点与处理方

26、法梯形图的设计要点与处理方法图图4-14 如图如图4-14所示，不包含触点的分支应放在垂直线上，不可水平设置，所示，不包含触点的分支应放在垂直线上，不可水平设置，在同一个梯形图中，如果同一元件的线圈被使用两次或两次以上，称为双线圈输出。在同一个梯形图中，如果同一元件的线圈被使用两次或两次以上，称为双线圈输出。而而PLC的梯形图编制规则规定：一个线圈在梯形图中只能出现一次，若程序中有双线圈输的梯形图编制规则规定：一个线圈在梯形图中只能出现一次，若程序中有双线圈输出时，前面的输出无效，最后一次输出才是有效的，如图出时，前面的输出无效，最后一次输出才是有效的，如图4-15所示。因此当同一程序中所示。

27、因此当同一程序中满足某个线圈的驱动条件较多时，应将程序作适当处理后，集中表达，如图满足某个线圈的驱动条件较多时，应将程序作适当处理后，集中表达，如图4-15所示的所示的梯形图可改为图梯形图可改为图4-16所示的梯形图。所示的梯形图。梯形图的设计要点与处理方法梯形图的设计要点与处理方法图图4-15图图4-16梯形图的设计要点与处理方法梯形图的设计要点与处理方法图图4-17 PLC的运行是按照从上到下、从左到右的顺序执行，因此在编程时应注意的运行是按照从上到下、从左到右的顺序执行，因此在编程时应注意编程的顺序。如图编程的顺序。如图4-17所示的梯形图，（所示的梯形图，（a）图和（）图和（b）图的执

28、行结果不同。）图的执行结果不同。梯形图的设计要点与处理方法梯形图的设计要点与处理方法 在继电器电路中，起停止作用的元器件如停止按钮、热继电器等一在继电器电路中，起停止作用的元器件如停止按钮、热继电器等一般使用其常闭触点。而采用般使用其常闭触点。而采用PLC控制的梯形图中，常开控制的梯形图中，常开/常闭触点的选用取常闭触点的选用取决于该元器件与决于该元器件与PLC输入端口连接的硬触点类型。反之，若输入电路中接输入端口连接的硬触点类型。反之，若输入电路中接的硬触点为常闭类型，则梯形图中对应的软触点应为常开触点的硬触点为常闭类型，则梯形图中对应的软触点应为常开触点。梯形图的设计要点与处理方法梯形图的设计要点与处理方法