教案电气控制及plc应用.doc

第一、二讲 任务一 PLC基本知识与操作 任务引入 本任务通过PLC控制电动机点动运行的例子来学习PLC的基本知识和操作技能。 根据点动控制要求编写的PLC控制程序如图2.2所示。图2.2（a）为程序梯形图，图2.2（b）为程序指令表，PLC程序指令表由程序步、指令助记符和软元件号（或参数）构成。 图2.2 PLC点动控制程序 程序梯形图中的左、右两条竖线分别称为左母线和右母线，常开触点X000（即X0，以下类同）与左母线连接，线圈Y0与右母线连接，X0和Y0构成一行程序。可以将左、右母线看成“电源线”，当常开触点X0闭合时，便有“电流”从左母线经过X0流向线圈Y0，称为线圈Y0通电；当常开触点X0分断时，线圈Y0断电。 分析系统控制功能时，必须将图2.1所示控制线路与图2.2所示程序相结合。当按下点动按钮SB时，PLC的输入继电器X0与输入公共端COM接通，称为输入继电器X0通电，程序梯形图中X0常开触点闭合，输出继电器Y0线圈通电。PLC内部硬件继电器Y0常开触头闭合，接通Y0端与输出公共端COM1，使接触器KM线圈通电（电压220V），主电路中KM常开触头闭合，电动机通电启动。 当松开点动按钮SB时，输入继电器X0断电，程序梯形图中X0常开触点分断，输出继电器Y0线圈断电。PLC内部硬件继电器Y0常开触头分断，接触器KM线圈断电，主电路中KM常开触头分断，电动机断电停止。 相关知识 一、什么是PLC PLC是可编程逻辑控制器（Programmable logic Controller）的简称，具有逻辑和运算控制等功能，由PLC组成的控制系统与继电器控制系统相比较，具有以下特点： （1）继电器控制系统采用接线逻辑，而PLC控制系统采用编程逻辑，可以在不改变硬件的情况下通过修改程序来改变控制功能。 （2）继电器控制系统使用众多的中间继电器、时间继电器等，而PLC控制系统使用“软继电器”，硬件大大减少，安装工程量小，维护方便，可靠性高。 PLC作为新型工业控制器，与普通计算机一样，主要由CPU、存储器、输入/输出端口和电源等部分组成。CPU是PLC的逻辑运算和控制指挥中心，在系统程序的控制下，协调系统工作。存储器用来存储程序和数据，ROM存储器中固化着系统程序，RAM存储器中存放用户程序和工作数据，在PLC断电时由锂电池供电。输入/输出端口是PLC与外部设备交换控制信号的窗口。 二、三菱FX系列PLC 三菱FX2N-48MR产品的内部结构如图2.3所示。 1. FX系列PLC基本单元的型号 FX系列PLC的基本单元型号由字母和数字组成。 2. 状态指示灯 POWER：电源指示，当交流220V电源接通时灯亮。 RUN：运行指示，PLC处于程序运行方式时灯亮。 BATT.V：电池电压下降指示，电源电压过低或内部锂电池电压不足时灯亮。 PROG·E：由于忘记设置定时器、计数器的值，电路不良使程序存储器的内容有变化时，该指示灯闪烁。 CPU·E：当PLC内部混入导电性异物，外部异常噪声传入而导致CPU失控时，或者当运算周期超时200ms时，该指示灯亮。 IN LED：当外部输入电路接通时，对应的IN LED亮。 OUT LED：当PLC内部输出继电器通电动作时，对应的OUT LED亮。 3. 交流电源输入端子 L、N、⊥：分别接交流电源相线、零线和接地线。FX2N系列PLC的额定电压为AC 100V～240V，电压允许范围为AC 85V～264V。 4. +24V输出电源端子 +24： 24V直流电源正极。为外部传感器供电，FX-32以下型号可输出250mA电流，FX-48可输出460mA电流。 COM：24V电源负极，也是输入端口的公共端子。 5. 输入接口电路 三菱PLC的输入端用字母X表示，采用八进制（X0～X7，X10～X17……），FX2N系列PLC最多可扩展184个输入端。输入接口电路用来接收外部开关量输入信号，其外部接线与内部电路如图2.6所示，按钮SB接在X0端和COM端之间。内部电路的主要器件是光电耦合器（简称光耦），光耦可以提高PLC的抗干扰能力和安全性能，进行高低电平（24V/5V）转换。输入接口电路的工作原理如下：当按钮SB未闭合时，光耦发光二极管不导通，光敏三极管截止，放大器输出高电平信号到内部数据处理电路，X0 LED指示灯灭；当按钮SB闭合时，光耦发光二极管导通，光敏三极管导通，放大器输出低电平信号到内部数据处理电路，X0 LED指示灯亮。 6. 输出接口电路 三菱PLC的输出端用字母Y表示，采用八进制（Y0～Y7，Y10～Y17……），FX2N系列PLC最多可扩展到184个输出端，输入/输出总点数在256以内。输出端的作用是控制外部负载，负载串接在外部电源、输出端Y和输出公共端（COM1，COM