PLC基础及应用教程 三菱FX2N系列 教学课件 ppt 作者

原创 2020-02-14 07:05  阅读

  PLC基础及应用教程 三菱FX2N系列 教学课件 ppt 作者 秦春斌_ FX-2N课..

  PLC应用基础(三菱FX2N)习题参考答案 1987年国际电工委员会(International Electrical Committee,IEC)颁布的PLC 标准草案中 对PLC 作了如下定义:“PLC 是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子 装置。它采用可以编制程序的存储器,用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、 计数和算术运算等操作的指令,并能通过数字式或模拟式的输入和输出,控制各种类型的机 械或生产过程。PLC 及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体,易于 扩展其功能的原则而设计。” PLC采用串行的工作方式,继电器控制采用并行的工作方式。 (1).早期的PLC(60年代末~70 年代中期) 早期的PLC 的性能要优于继电器控制装置,其优点是简单易懂、便于安装、体积小、能 耗低、有故障指示和能重复使用等。 2.中期的PLC(70 年代中期~80 年代中、后期) PLC 的功能大大增强。在软件方面,除了保持其原有的逻辑运算、计时、计数等功能外, 还增加了算术运算、数据处理和传送、通讯、自诊断等功能。在硬件方面,除了保持其原有 的开关模块外,还增加了模拟量模块、远程 模块及各种特殊功能模块。并扩大了存储器的容量,使各种逻辑线圈的数量增加,还提供了一定数量的数据寄存器。 3.近期的PLC(80 年代中、后期~至今) 超大规模集成电路技术的迅速发展,微处理器的价格大幅度下跌,使得各种类型的PLC 所采用的微处理器的性能普遍提高。而且,为了进一步提高PLC 的处理速度,各制造厂商还 纷纷研制开发了专用逻辑处理芯片。这样使得PLC 软硬件功能发生了巨大变化。 (1).可靠性高,抗干扰能力强(2)硬件配套齐全,功能完善,适用性强 (3).编程语言易学易用 (4).系统操作简单,维护方便,容易改造 (5).体积小,重量轻,能耗低 (1).中央处理单元中央处理单元是PLC 的核心部分,是系统的控制中枢,起着总指挥的作用。 (2)存储器 PLC 的存储器主要是用于存放系统程序、用户程序和工作数据等信息。 (3).输入/输出单元 输入/输出单元通常也称I/O 单元或I/O 模块,是PLC 与工业生产现场之间的连接部件。 PLC 通过输入单元把工业设备或生产过程的状态、信息读入,通过用户程序的运算和操作, 再把结果通过输出单元输出给执行机构,以实现控制目的。 (4)电源 PLC 配有开关电源,以供内部电路使用。 (5).编程装置 编程装置的作用是用于编辑、调试、输入用户程序,也可在线监控PLC 内部状态和参数, 与PLC 进行人机对线).通信接口 PLC 配有各种通信接口,这些通信接口一般都带有通信处理器。PLC 通过这些通信接口 可与监视器、打印机、其它PLC、计算机等设备实现通信。 (7)智能接口模块 能接口模块是一独立的计算机系统,它具有独立的CPU、系统程序、存储器以及与PLC 系统总线)其它外部设备 除了以上所述的部件和设备外,PLC 还有许多外部设备,如EPROM写入器、外存储器、 人/机接口装置等。 在PLC中CPU 按系统程序赋予的功能,指挥PLC 有条不紊地进行工作,归纳起来其主 要有以下几个方面功能: 1)接收、存储从编程器输入的用户程序和数据。 2)诊断电源、PLC 内部电路的工作故障和编程中的语法错误等。 3)通过输入接口接收现场的状态或数据,并存入输入映象寄存器或数据寄存器中。凯发游戏娱乐官网, 4)从存储器逐条读取用户程序,经过解释后执行。 5)根据执行的结果,更新有关标志位的状态和输出映象寄存器的内容,通过输出单元实现输 出控制。有些PLC 还具有制表打印或数据通信等功能。 PLC 中所配置的CPU 随机型不同而不同,主要有三类:通用微处理器(如Z80、8086、 80286 等)、单片微处理器(如8031、8096 等)和位片式微处理器(如AMD29W等)。小型 PLC 大多采用8 位通用微处理器和单片微处理器;中型PLC 大多采用16 位通用微处理器或 单片微处理器;大型PLC 大多采用高速位片式微处理器。 (1)继电器输出型(2)晶体管输出型 (3)双向晶闸管输出型 其中,继电器输出接口可驱动交流或直流负载,但其响应时间长,动作频率低;而晶体 管输出和双向晶闸管输出接口的响应速度快,动作频率高,但前者只能用于驱动直流负载, 后者只能用于交流负载。 串行循环扫描的工作方式。用扫描工作方式执行用户程序时,扫描是从第一条程序开始,在无中断或跳转控制的情 况下,按程序存储顺序的先后,逐条执行用户程序,直到程序结束。然后再从头开始扫描执 行,周而复始重复运行。这种工作方式稳定,但会有一定滞后。 10. 梯形图编程语言、指令表编程语言、顺序功能图编程语言、功能模块图编程语言和结构 化语句编程语言。 11. FX2N 是FX 系列PLC 中功能最强、速度最高的微型PLC。它的基本指令执行速度高达 0.08μs,远远超过很多大型PLC,用户储存的容量可扩展到16K 步,最大可扩展到256 点,有模拟量输入/输出模块、高速计数器模块、脉冲输出模块、位置定位模块、多种RS-232C/RS-422/RS-485 串行通信模块或扩展板,以及模拟定时器功能扩展板。使用特殊功 能模块和功能扩展板,可以实现模拟量控制、位置控制以及联网通信等功能。 FX2N 系列PLC 有3000 多点辅助寄存器、1000 多点状态、200 多点定时器、200 点16 加计数器、30多点32 位加减计数器、800 多点数据寄存器、128 点跳步指针和15 点中断指 FX2N系列PLC 除了具有基本的逻辑控制指令外,还具有128 种应用指令,具有中断输 入处理、修改输入滤波时间常数、数学运算、数据排序、PID 运算、三角函数运算、脉冲输 出、脉宽调制、BCD 与BIN 码转换和数据传送等。 12. PLC 经过几十年发展,已广泛应用在国民经济乃至人们的日常生活等各个方面。PLC 经成为了现代工业自动化的三大支柱(PLC、机器人、CAD/CAM)之一。目前PLC需要解 决的问题依然是新技术的采用、系统开放性和价格。PLC 的发展趋势主要体现在以下几个方 (1)开放和基于工业PC控制 (2)Ethernet 的扩展与进一步容纳Web 技术 (3)过程控制应用 (4)冗余特性 (5)硬件与软件 (6)适合PLC 应用的智能I/O 模块 M8000PLC 运行时接通,可用于运行监控; M8002 仅在PLC 运行的第一个周期内产生一个脉冲(初始脉冲),可用于初始化处理; M8012 产生100ms 的时钟脉冲; M8013 产生1s 的时钟脉冲; M8033 PLC 运行停止时保持输出; M8034 输出全部禁止。 (4)多重输出指令应用LD X0 ANI X1 LDI X2 X3ORB LD X4 Y0ANB OUT Y0 LD X0 MPS LD X1 Y0ANB ANI Y1 OUT Y0 MPP LD X2 Y1ANB ANI Y0 OUT Y1 LDI X0 X1ORI X2 LDI X3 X4ORB LD X5 X6ORI X7 ANB OUT Y0 LD X0 Y0ANI X1 MPS X2OUT Y0 MPP LD X3 Y1ANB ANI X4 MPS Y0OUT Y1 MPP LD X5 Y1LD Y2 ANI X6 ANB OUT Y2 90 (1)图延时时间为21s(2)图延时时间为180s 91X0 为低速启动按钮,X1 为高速启动按钮,X2 为停止按钮,Y0 为低速运转线 为高速运转线 为油泵电动机,Y1 为主轴 电动机。 92输入输出说明: 输入 输出 启动按钮 X0 小车右行 Y0 SQ1 X1 小车左行 Y1 SQ2 X2 SQ3 X3 停止按钮 X4 10. 93 X0 为启动按钮,X1 为停止按钮,X2 为复位按钮;Y0~Y4 分别对应四台电动机M1~M4。 11. 12. 分配表:输入 输出 启动按钮SB2 X2 主接触器KM Y1 停止按钮SB1 X1 星形连接接触器KMY Y2 三角形连接接触器KM Y3 梯形图: 94 说明状态编程思想的特点及应用场合。状态编程思想特点如下: (1)复杂的控制任务分解成了若干个工序,有利于程序的结构化设计。 (2)工序任务明确且具体,方便局部编程。 (3)可读性强,容易理解,能清晰反映整个工艺流程。 适用于顺序控制场合,尤其是机械控制领域。 输入输出 SB X0 YV1 Y1 95 SQ1 X1 YV2 Y2 SQ2 X2 YV3 Y3 SQ3 X3 YV4 Y4 SQ4 X4 YV5 Y5 SQ5 X5 YV6 Y6 SQ6 X6 YV7 Y7 SQ7 X7 YV8 Y10 SQ8 X10 96 绘出图4-38和图4-39 对应的状态梯形图并对其进行编程 输入输出分配:输入 输出 SB X0 YV1 Y1 SQ1 X1 TV2 Y2 SQ2 X2 YV3 Y3 SQ3 X3 梯形图: 操作数K2Y10表示几组位元件?由哪些软元件组成的几位数据? 组,由Y10~Y17组成的8 位数据。 什么是应用指令中的连续执行和脉冲执行方式?答:脉冲执行方式是指在执行条件满足时仅执行一个扫描周期;而连续执行方式是指在 100 执行条件满足的每个扫描周期都要被执行。 用X0控制8 个彩灯Y0~Y7 的移位,控制要求:每隔1s 移一位,用X1 控制左移或右移, 用MOV 指令将彩灯的初值设定为十六进制数H0F(Y3~Y0 为1),设计出梯形图程序。 T0 K10 X0 T0 ZRST Y0 Y7 X0 MOV H0F0F D0 M8002 T0 X1 ROL D0 K1 T0 X1 ROR D0 K1 MOV D0 K2Y0 M8000 END 用应用指令改变计数器C0的设定值,当X1X0=00 时,设定值为20;当X1X0=01 定值为30;当X1X0=10时,设定值为40;当X1X0=11 时,设定值为50。当计数器达到设 根据控制要求画梯形图,并写出程序。101 时,将一个BCD数123456 存放在数据寄存器中。 时,将K2X0表示的BCD 数存放到数据寄存器中。 时,将K0传送到数据寄存器D0~D10 X2FMOV K0 D0 K11 用ALT指令设计用按钮X0 控制Y0 的电路,实现用X0 输入4 个脉冲,从Y0 输出一个 脉冲。 2.简答题(1)答:FX2N 系列PLC 特殊功能模块有:模拟量输入/输出模块;高速计数模块;脉冲 定位模块;旋转角度检测模块;通信接口模块;人机界面GOT。例如:模拟量输入模块 FX2N-4AD、模拟量输出模块FX2N-2DA、高速计数模块FX2N-1HC 和脉冲输出模块FX2N-1PG。 (2)答:定位控制模块主要有高速计数模块、脉冲输出模块、定位控制模块和旋转角度 检测等控制模块。 高速计数模块可将计数结果直接进行比较和输出。脉冲输出模块用于控制运动物体的位 置、速度和加速度。定位模块可进行一点的简单定位到多点的定位。旋转角度检测模块可以 用来实现高精度角度位置检测。 FROM指令将编号为m1(0~7)的特殊功能模块中的缓冲寄存器(BFM)编号为m2(0~31)开始的n 个数据读入到PLC 中,并存储于PLC 个数据寄存器内。n是指定 模块与PLC 之间传送的字数,16 位操作数时n=1~32,32 位操作数时n=1~16。 102 指令将PLC中指定的以[S•]元件为首地址的n 个数据,写入到编号为m1(0~7)的 特殊功能模块,并存入该特殊功能模块中以m2(0~31)为首地址的缓冲寄存器(BFM)中。 是指定模块与PLC之间传送的字数,16 位操作数时n=1~32,32 位操作数时n=1~16。 (4)FX2N-4AD 模拟量输入模块与FX2N-48MR-001 连接,仅开通CH1、CH2 两个通道, 作为电压输入,计算4 次取样的平均值,结果存入PLC 的D1、D2 中,试编写程序。 FROMK0 K30 D4 M8002 CMP K2010 D4 M0 K1 T0(P) K0 K0 H3300 M1 K0K1 K4 K1 K0 K29 K4M10 K1 (D)FROM K4 K2 M10 M20 K0 K5 D1 K2 (D)FROM 2.简答题(1)答:PLC 的通信指的是PLC 之间、PLC 与PC、PLC 与现场设备之间的信息交换。。 PLC 网络传送数据的方式绝大多数为串行方式。PLC 常采用RS-232、RS-422 和RS-485 标准 的串行通信接口进行数据通信。 (2)答:无协议通信方式可以方便可编程控制器与计算机(读码机、打印机)之间进 行通信,并能够通过RS 指令实现串行通信。 PLC系统设计一般分为哪几个步骤? 答:主要包括控制系统的总体设计、硬件设计、软件设计、系统调试以及编制技术文件 等环节。 PLC的选型要考虑哪些因素? 答:PLC 的结构、I/O 点数、存储容量、响应时间、输入输出模块及特殊功能模块的选 PLC控制系统安装布线时应注意哪些问题? 答:PLC 远离干扰源、屏蔽线的选择、走线方式、信号的隔离、标准信号传输、屏蔽线 接地以及电缆的敷设等。 如何提高PLC控制系统的可靠性? 103(1)适合的工作环境:环境温度适宜、环境湿度适宜、注意环境污染、远离振动和冲 击源、远离强干扰源; (2)合理的安装与布线:注意电源安装、远离高压、合理的布线)必须的安全保护环节:短路保护、互锁与联锁措施、失压保护与紧急停车措施; (5)必要的软件措施:消除开关量输入信号抖动、故障的检测与诊断、消除预知干扰; (6)采用冗余系统或热备用系统:冗余系统和热备用系统。 试用梯形图设计一个控制电路,实现一台电动机正反转连续运行、点动运行及停止的控制,并编写出程序清单。 LD Y0 ANI X2 X2ANI X0 ANI Y1 OUT Y0 LD Y1 ANI X4 X4ANI X0 ANI Y0 OUT Y1 104

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