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1、PLC原理及应用 模块3 提高应用模块 模块3 提高应用模块 PLC原理及应用 模块3 提高应用模块 本模块介绍三菱FX2N系列PLC常用的功能指令及 其编程方法 要求达到以下学习目标 掌握功能指令的识读方法 掌握常用的功能指令及应用 进一步熟悉PLC的编程方法 进一步掌握PLC解决实际问题的方法 模块学习目标 PLC原理及应用 模块3 提高应用模块 项目1 水塔水位的PLC控制 项目2 运料小车的PLC控制 项目3 数码管显示时间的交通灯PLC控制 项目4 密码锁的PLC控制 模块项目 本模块包括九个项目 PLC原理及应用 模块3 提高应用模块 项目1 水塔水位的PLC控制 PLC原理及应用
2、 模块3 提高应用模块 某高层住宅的消防供水系统 因供 水水压无法满足楼层较高住户消防用水需求 为此 采用通过屋顶水塔保持固定水位来 解决 如图3 1 1所示 楼顶水塔利用用水 位开关K1 K2监测水塔水位的高 低 通过 水泵M从蓄水池抽水向楼顶水塔供水 蓄水 池利用水位开关K3 K4监测水池水位的高低 通过电磁阀YA由外部供水系统向蓄水池注 水 系统有自动和手动两种控制方式 由切 换开关SA5进行切换 SA5为OFF时 为自动 方式 SA5为ON时 为手动方式 项目描述 项目1 水塔水位的PLC控制 图3 1 1 水塔水位的系统控制示意图 PLC原理及应用 模块3 提高应用模块项目1 水塔水
3、位的PLC控制 项目描述 1 自动控制方式 1 水位开关的动作 水位高于设定水位时 开关动作 ON 水位低于设定水位时 开关复位 OFF 2 水塔水位的控制 当水塔水位达到高水位 K1为ON时 水泵 M停止抽水 当水塔水位达到低水位 K2为OFF时 水泵M工作抽水 3 蓄水池水位的控制 当蓄水池水位达到高水位 K3为ON时 电磁阀YA停止向蓄水池注水 当蓄水池水位达到低水位 K4为OFF 时 电磁阀YA工作向蓄水池注水 4 水泵M的控制 水塔缺水 K2为OFF 且蓄水池有水 K4为 ON 时 水泵M工作 水塔缺水 K2为OFF 且蓄水池缺水 K4为 OFF 时 水泵M不能工作 水塔水位到达高水
4、位 K1为ON 时 水泵M停止工作 5 电磁阀YA的控制 蓄水池缺水 K4为OFF 时 电磁阀YA工 作 蓄水池达到高水位 K3为ON 时 电磁阀YA停止工作 2 手动控制方式 由控制按钮SB1控制电磁阀YA向蓄水池注水水 蓄水池达到高水位 后自动停止 由控制按钮SB2控制水泵M向水塔抽水 水塔达到高 水位后自动停止 若蓄水池缺水 水泵M不能工作 图3 1 1 水塔水位的系统控制示意图 PLC原理及应用 模块3 提高应用模块项目1 水塔水位的PLC控制 目标与要求 掌握功能指令的识读方法 掌握条件跳转指令CJ的使用 掌握水塔水位的PLC控制方法 进一步掌握常用的PLC程序设计方法 PLC原理及
5、应用 模块3 提高应用模块项目1 水塔水位的PLC控制 项目准备 1 功能指令的格式 功能指令由指令功能助记符和操作数两部分组成 图3 1 2 功能指令的格式图 1 指令功能助记符 D 表示处理的数据为32位二进制数 没有D表示处理的数据为16位二进 制数 FNC45 功能指令的功能编号 即功 能指令的编排顺序 范围为FNC00 FNC249 注 在电脑中输入功能指令 时不用输入功能编号 MEAN 功能指令的助记符 该指令的 功能为求平均值 P 表示脉冲执行 没有P表示连续执 行 PLC原理及应用 模块3 提高应用模块 项目准备 图3 1 2 功能指令的格式图 2 操作数 S 源操作数 指令中
6、可能有多个 源操作数时用 S1 S2 等表示 D 目标操作数 指令中可能有多 个目标操作数时用 D1 D2 等表 示 n 数值常数 常用来表示数值或作 为源操作数和目标操作数的补充注释 操作数量多时 用 n1 n2 等表示 3 操作数的选择范围 如图3 1 2 b 所示 S 表示源操作数的选择范围 D 表示目标操作数的选择范 围 n 表示数值的选择范围 K表示 十进制数 H表示十六进制数 项目1 水塔水位的PLC控制 PLC原理及应用 模块3 提高应用模块项目1 水塔水位的PLC控制 项目准备 2 功能指令的数据长度 功能指令中使用的数据长度有16位 bit 和32位 bit 两种 功能指令中
7、用D来区分16 位数据和32位数据 带D的指令的处理的是32位数据 如计数器C0 C199中的数据为16位数据 即计数器中的数值是用16位二进制数来表示 计数器C200 C255中的数据为32位数据 即计数器 中的数值是用32位二进制数来表示 3 功能指令的执行形式 如图3 1 3所示 功能指令的执行形式有脉冲执行和连续执行两种形式 1 脉冲执行 如图3 1 3 a 所示 功能指令在X1由OFF变为ON 上升沿 时执行该指令 2 连续执行 如图3 1 3 b 所示 功能指令在X1为ON时连续执行该指令 图3 1 3 功能指令的执行形式 PLC原理及应用 模块3 提高应用模块项目1 水塔水位的P
8、LC控制 项目准备 4 位元件和字元件 1 位元件 只有ON OFF两种状态的元件 如X Y M S 称为位元件 2 字元件 处理数值数据的元件 如T C D 称为字元件 3 位元件的组合 多个位元件可组合起来进行数据的处理 其中位元件每4位组合 成一个单元 如KnX0中 n表示单元个数 X0表示低位开始元件的编号 例如K1X0 则 表示将X3 X2 X1 X0作为一个组合单元使用 K2M10则表示将M17 M10作为两个组合 单元使用 PLC原理及应用 模块3 提高应用模块项目1 水塔水位的PLC控制 项目准备 5 条件跳转指令 FNC00 CJ 1 指令格式 如图3 1 4所示 P 脉冲执
9、行 Pn P0 P127 图3 1 4 条件跳转指令的指令格式 2 使用举例 如图3 1 5所示 当X0 OFF时 顺序执行程序 当X0 ON时 执行跳转指令 程序 跳到P1标示处开始执行 跳过的 中间部分程序不执行 图3 1 5 条件跳转指令应用举例 PLC原理及应用 模块3 提高应用模块项目1 水塔水位的PLC控制 项目分析 根据控制要求 本项目主要是针对水泵M和电磁阀YA两个设备进行 控制 1 水泵M的控制 水泵M的启动应由低水位开关K2 OFF时 水塔缺 水 控制 停止应由高水位开关K1 ON时 水塔水位达到高水位 控制 同时水池低水位开关K4 OFF 水池缺水 时 水泵M不能启 动
10、2 电磁阀YA的控制 电磁阀YA的启动应由低水位开关K4 OFF时 水池缺水 控制 停止应由高水位开关K3 ON时 水池水位达到高 水位 控制 3 系统程序由自动控制和手动控制两种方式组成 利用条件跳转 指令实现两种方式的切换 PLC原理及应用 模块3 提高应用模块项目1 水塔水位的PLC控制 项目实施 一 确定PLC的I O分配表 表3 1 1 水塔水位的PLC控制项目I O分配表 输入端 I 输出端 O 外接元件输入端子外接元件输出端子 水塔高水位开关SA1X1水泵MY0 水塔低水位开关SA2X2电磁阀YAY1 水池高水位开关SA3X3 水池低水位开关SA4X4 水池手动控制按钮SB1X5
11、 水塔手动控制按钮SB2X6 方式切换开关SA5X7 PLC原理及应用 模块3 提高应用模块项目1 水塔水位的PLC控制 项目实施 二 画出PLC的I O接线图 图3 1 6 水塔水位的PLC控制项目接线原理图 PLC原理及应用 模块3 提高应用模块项目1 水塔水位的PLC控制 项目实施 三 项目器材 表3 1 2 水塔水位的PLC控制项目器材表 序号符号器材名称型号 规格 参数单位数量备注 1PLC可编程控制器 FX2N 48MR台1 2SA1水塔水位开关L位1 3SA2水塔水位开关L位1 4SA3水池水位开关L位1 5SA4水池水位开关L位1 6SB1水池手动按钮LA39 11位1 7SB
12、2水塔手动按钮LA39 11位1 8SA5方式切换开关L位1 9M水泵Y 4 380V台 10YA电磁阀 DF 50 AC 个1 11 计算机 装有FXGP Win C或 GX Developer软件 台1 12常用电动 工具套1 13 连接导线 条若干 PLC原理及应用 模块3 提高应用模块项目1 水塔水位的PLC控制 项目实施 四 按I O接线图完成接线 按图3 1 6接好线路 输入端的接线 1 连接PLC的输入端外接元件 2 连接PLC的输入公共端与外接 元件的公共端 输出端的接线 1 连接PLC的输出端外接元件 2 将外接元件的公共端与电源的 负极连接起来 3 将电源的正极与PLC的输
13、出公 共端连接起来 图3 1 7 水塔水位的PLC控制项目实物模拟接线图 PLC原理及应用 模块3 提高应用模块项目1 水塔水位的PLC控制 项目实施 五 程序编写 1 自动控制方式的编程 1 水泵M的控制程序 水泵M的启动与停止 控制程序如图3 1 8所示 水泵M的启动由K2 的下降沿启动 当水塔水位降至低水位时 K2 X2 由ON变为OFF X2下降沿触点接通 水泵M Y0 通电工作并保持 水泵M的停止由K1 X1 为ON控制 当水塔水位上升至高水位时 K1由OFF变为ON X1 常闭触点断开 水泵M Y0 断电停止工作 图3 1 8 水泵M的启动和停止 PLC原理及应用 模块3 提高应用
14、模块项目1 水塔水位的PLC控制 项目实施 五 程序编写 1 自动控制方式的编程 1 水泵M的控制程序 当K4为OFF时 水泵M不能工作 控制程序如图3 1 9所示 若蓄水 池水缺水 蓄水池低水位开关K4 X4 为OFF 即X4断开 则水泵M不 能通电工作 图3 1 9 水泵M的保护 PLC原理及应用 模块3 提高应用模块项目1 水塔水位的PLC控制 项目实施 五 程序编写 1 自动控制方式的编程 2 电磁阀YA的控制程序 控制程序如图3 1 10所示 电磁阀YA的 启动由K4的下降沿启动 当蓄水池水位降至低水位时 K4 X4 由ON 变为OFF X4下降沿触点接通 电磁阀YA Y1 通电工作
15、并保持 电 磁阀YA的停止由K3 X3 为ON控制 当蓄水池水位上升至高水位时 K3由为ON X3常闭触点断开 电磁阀YA Y0 断电停止工作 图3 1 10 电磁阀YA的启动和停止 PLC原理及应用 模块3 提高应用模块项目1 水塔水位的PLC控制 项目实施 五 程序编写 1 自动控制方式的编程 3 自动控制方式控制程序 如图3 1 11所示 图3 1 11 水塔水位的自动控制方式程序 PLC原理及应用 模块3 提高应用模块项目1 水塔水位的PLC控制 项目实施 五 程序编写 2 手动控制方式的编程 1 水泵M的手动控制程序 水泵M由水塔手动启动和停止 控制程序如图3 1 12所示 按下水
16、塔手动按钮SB2 X6 水泵M Y0 通电工作并保持 水泵M的停止 由K1 X1 为ON控制 当水塔水位上升至高水位时 K1为ON X1常闭 触点断开 水泵M Y0 断电停止工作 图3 1 12 水泵M的手动启动和停止 PLC原理及应用 模块3 提高应用模块项目1 水塔水位的PLC控制 项目实施 五 程序编写 2 手动控制方式的编程 1 水泵M的手动控制程序 当K4为OFF时 水泵M不能工作 控制程序如图3 1 13所示 若蓄水 池水缺水 蓄水池低水位开关K4 X4 为OFF 即X4断开 则水泵M不 能通电工作 图3 1 13 水泵M的保护 PLC原理及应用 模块3 提高应用模块项目1 水塔水位的PLC控制 项目实施 五 程序编写 2 手动控制方式的编程 2 电磁阀YA的手动控制程序 控制程序如图3 1 14所示 按下水 池手动按钮SB1 X5 电磁阀YA Y1 通电并保持 电磁阀YA的停 止由K3 X3 为ON控制 当蓄水池水位上升至高水位时 K3 X3 为 ON X3常闭触点断开 电磁阀YA Y0 断电停止工作 图3 1 14 电磁阀YA的手动启动和停止 PLC原理及应用 模块3
