项目1LED数码管的PLC控制

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1、PLC原理及应用模块2 基本应用模块模块2 基本应用模块 PLC原理及应用模块2 基本应用模块基本应用模块主要介绍三菱FX2N系列PLC的步进指令 及顺序控制的程序设计方法。本模块的学习要求达 到以下目标： 认识状态软元件“S”； 理解步进状态指令“STL”、“RET”； 认识步进状态程序的状态转移图和步进梯形图； 掌握步进程序的编写和输入方法； 初步学会运用步进控制程序解决一些实际问题； 进一步掌握停电保持功能的应用。模块学习目标PLC原理及应用模块2 基本应用模块项目1 LED数码管的PLC控制 项目2 大小工件分类的PLC控制 项目3 交通信号灯的PLC控制项目4 工业洗衣机的PLC控制

2、 模块项目本模块包括四个项目：PLC原理及应用模块2 基本应用模块项目1 LED数码管的PLC控制PLC原理及应用模块2 基本应用模块项目1 LED数码管的PLC控制 目标与要求 认识七段数码管及其接线与运用； 学习PLC控制七段数码管的显示控制编程方法； 学会状态元件“S”与步进控制指令“STL”、“RET”； 学习步进控制程序的状态转移图和步进梯形图。PLC原理及应用模块2 基本应用模块项目1 LED数码管的PLC控制 本项目要求实现七段数码管显示的PLC控制，是典型的 顺序控制。所谓顺序控制，就是按照生产工艺预先规定的 顺序，在各个输入信号的作用下，根据内部状态和时间的 顺序，生产的各个

3、执行机构自动有序地进行操作。本项目 对数字显示的要求是：按下启动按钮，显示从0开始，显示 1秒，再显示一下个数字，一直显示到9，然后又从0开始， 重复运行，运行时按停止按钮可以马上停止，属于自动连 续运行方式。对于数码管，我们要动手先焊接在电路板上 ，并留好接线端。 项目分析 PLC原理及应用模块2 基本应用模块项目1 LED数码管的PLC控制 项目准备 1在实际运用的显示中，要把具体的数字显示出来，七段数码管是 通过不同的组合形成数字“09”的，图2-1-2中列出了数码管显示各 个数字发光段的组合（发光为高电平“1”），如：当a、b、c、d、e、 f 六个发光段发光时，即显示数字“0”，而要

4、显示数字“1”，则需要 有b、c 二个发光段发光。PLC原理及应用模块2 基本应用模块项目1 LED数码管的PLC控制 项目准备 2认识状态元件S与步进控制指令STL、RET： 状态S是步进控制程序的重要软元件。状态元件S也有多种功能，最常用的 一般状态元件编号是S0S499共500个，其中S0S19（10个）只能用于初 始状态，S10S19作应用指令FNC60（IST）的原点复原用，也不用于普通 状态。一般普通状态都用S20S499。状态元件分类表，如表2-1-1所示。表2-1-1 状态元件分类表序号分类编号说明 1初始状态S0S9步进程序开始时使用 2回原点状态S10S19系统返回原点位置

5、时使用 3通用状态S20S499实现顺序控制的各个步时使用 4断电保持状态S500S899具有断电保持功能 5外部故障诊断S900SS99进行外部故障诊断时使用PLC原理及应用模块2 基本应用模块项目1 LED数码管的PLC控制 步进程序的运行控制使用STL和RET指令，其功能见表2-1-2 所示。 表2-1-2 STL和RET指令功能基本指令指令逻辑指令功能 STL状态驱动驱动步进控制程序中每一个状态的执行 RET步进运行结束退出步进运行程序项目准备 PLC原理及应用模块2 基本应用模块 项目准备 3步进控制程序的状态转移图与步进梯形图的认识在三菱PLC的指令中，对设备的顺序控制过程常常采用

6、步进控制程序图来 编写。由于步进控制程序的每一步（状态）可表示设备运行的每一个工序，程 序就按控制要求一步步地执行，使设备按工序一个个地完成，因此，会使程序 控制逻辑简化，程序直观、易懂、易学，程序设计思路也就更清晰和方便。由 于步进控制程序图每一步的工作十分明确，因此非常有利于程序的修改和调试 。步进控制一般分为单流程、选择性分支和并行分支三种。本项目主要介绍单 流程步进控制的应用，选择性分支和并行分支将在后述项目中介绍。图2-1-3所示为步进控制单流程程序的基本结构。其中图 (a)是状态转移 图（SFC），图 (b)是相应的步进梯形图（STL）。从图2-1-3中可知，步过程 序的基本结构是

7、由初始状态（S0）普通状态（S30S32）等和状态转移条件组 成的。其中初始状态可视为设备的运行停止状态，也可称为设备的待机状态。 普通状态为设备的运行工序，按顺序控制过程从上向下地进行。状态转移条件 是：设备运行时，当某一工序执行完成后，从该工序向下一工序转移的条件。项目1 LED数码管的PLC控制 PLC原理及应用模块2 基本应用模块 项目准备 （a）状态转移图（SFC） (b) 步进梯形图 图2-1-3 步进控制程序的基本结构项目1 LED数码管的PLC控制 PLC原理及应用模块2 基本应用模块 项目准备 步进程序的特点（1）要执行步过程序，首先要激活初始状态S0。一般情况下，步进程序都

8、 会用特殊辅助继电器M8002在PLC得电时产生脉冲来激活S0，如图2-1-3所示。（2）步进程序中每个普通状态执行时，与上一状态是不接通的。当上一个 状态执行完成后，基满足转移条件，就转移到下一个状态执行，而上一状态就 会停止执行，从而保证了执行过程按工序的顺序进行控制。同时，图2-1-3所示的“状态转移图（SFC）”是将工序执行的内容与工序 转移要求以状态执行和状态转移的形式反映在步进程序中，控制过程很清楚明 了，很方便对顺序控制过程进行编程。在以后的学习中，在对顺序控制进行程 序设计时，都应先编写好状态转移图作初步设计。步进梯形图（STL）的图形 虽与状态转移图（SFC）不一样，但控制过

9、程是相同的。由于现用的三菱FXGP- Win-C编程软件无“状态转移图”程序的编写功能，因此，在用该软件编写步 进程序时，需要将“状态转移图”变为“步进梯形图”输入。当然，也可以将 “状态转移图”变为指令方式输入。项目1 LED数码管的PLC控制 PLC原理及应用模块2 基本应用模块 项目准备 （3）对步进程序中的每一个状态，都需要用STL指令去驱动状态的执行。 必须清楚的是：在步进程序中，每个STL指令都会与SET指令共同使用，即每 个状态都需要先用SET指令置位，再用STL指令驱动。 （4）状态转移条件应视为接在左母线的触点，与上一状态连接的触点应使 用LD、LDI指令；也允许指令的串联和

10、并联，如图2-1-4所示。（a） (b) (c) (d) 图2-1-4 状态转移条件的指令运用项目1 LED数码管的PLC控制 PLC原理及应用模块2 基本应用模块 项目准备 (5)图2-1-3中状态转移的实心箭头表示步进程序最后一个状态的转移，不管 转移到哪个状态，通常情况都使用OUT指令执行，如图2-1-3所示梯形图中的OUT S0。 (6)步进程序结束要使用指令RET，如不写入RET，程序会提示出错。 (7)状态在满足转移条件（转移控制触点ON）时，就会立刻发生转移（下一 状态置位），此时，原状态就立刻停止执行，而下一状在STL驱动下开始执行。 对于每个状态的执行程序，可视为左母线开始。

11、部分基本指令在状态执行中的 运用如图2-1-5所示。图2-1-5 状态执行程序部分基本指令的运用项目1 LED数码管的PLC控制 PLC原理及应用模块2 基本应用模块 项目实施 （一）确定PLC的I/O分配表 本项目中PLC的I/O分配见表2-1-3。表2-1-3 七段数码管显示的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 起动按钮SB1X0数码管a端Y0 停止按钮SB2X1数码管b端Y1 数码管c端Y2 数码管d端Y3 数码管e端Y4 数码管f端Y5 数码管g端Y6项目1 LED数码管的PLC控制 PLC原理及应用模块2 基本应用模块 项目实施 （二

12、）画出PLC的I/O接线图 根据I/O分配表，七段数码管显示PLC控制的接线原理图，如图2-1-6所示。图2-1-6 七段数码管显示的PLC控制的接线原理图项目1 LED数码管的PLC控制 PLC原理及应用模块2 基本应用模块 项目实施 （三）项目器材 项目所用器材见表2-1-4 表2-1-4七段落数码管显示的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 2LED七段数码管共阴极只1 3SB1按钮开关 LA39-11个1动合 4SB2按钮开关 LA39-11个1动断 5 计算机装有FXGP-Win-C或 GX Developer

13、软件 台1 6 电工常用工具套1 7 连接导线 条若干 85V电源带稳压电路个1项目1 LED数码管的PLC控制 PLC原理及应用模块2 基本应用模块 项目实施 （四） 按I/O接线图完成接线 按图2-1-6接好线路。 （1）连接PLC的输入端外接元件； （2）连接PLC的输出端与七段数码管的接线； （3）连接PLC的电源（注意先不要带电作业）； （4）连接制作的5V电源； （5）注意连接PLC的接地线。 七段数码管显示的PLC控制实物模拟接线图如图2-1-7所示。项目1 LED数码管的PLC控制 PLC原理及应用模块2 基本应用模块 项目实施 图2-1-7 七段数码管显示的PLC控制实物模拟

14、接线图项目1 LED数码管的PLC控制 PLC原理及应用模块2 基本应用模块 项目实施 （五）程序编写 根据项目分析，本项目属顺序控制任务，采用自动连续运行方式，用步进指 令编写程序。项目的状态转移图如图2-1-8所示。图2-1-8 七段数码管显示的PLC控制状态转移图项目1 LED数码管的PLC控制 PLC原理及应用模块2 基本应用模块 项目实施 由于定时器在状态停止执行后会自动清零、触点会自动复位，因 此不需对定时器进行复位清零处理。 七段数码管显示的PLC控制梯形图程序如图2-1-9所示。图2-1-9 七段数码管显示的PLC控制梯形图程序项目1 LED数码管的PLC控制 PLC原理及应用

15、模块2 基本应用模块 项目实施 七段数码管显示的PLC控制指令程序如图2-1-10所示：图2-1-10 七段数码管显示的PLC控制指令程序项目1 LED数码管的PLC控制 PLC原理及应用模块2 基本应用模块 项目实施 （六）程序调试输入程序并传送到PLC，然后运行调试，看是否符合要求，否则 要检查接线、数码管的焊接以及PLC程序，直至达到要求的显示效果。（1）按下起动按钮SB1，数码显示按要求进行流水、闪烁显示。 注意观察显示是否达到要求。（2）按停止按钮SB2，显示马上停止。再按下起动按钮SB1，又重 新启动显示。由于本项目涉及PLC、外接的数码管焊接设备，也可按下面方 法调试：模拟调试程

16、序。暂时不接外围数码管，观察PLC的输出指示灯是 否按要求指示，否则，检查并修改程序，直至指示正确。然后再接上 数码管观察显示效果。项目1 LED数码管的PLC控制 PLC原理及应用模块2 基本应用模块 项目拓展 本项目是步进控制的初步学习，因此必须注意以下几点；1状态的编号在步进程序中，每个状态都要有一个编号，而且每个状态的编号是不能相 同的，但对于连续的状态，没有规定一定要用连续的编号，所以在编写程序时， 为了程序修改的方便，对于比较复杂的程序，一般对两个相邻的状态采用相隔2 4个数的编号就相对科学一点。2程序中的元件双重输出对于状态中的执行元件，要示在同一状态内，与普通的梯形图一样不能出 现两个相同的执行元件，否则，会出现元件的双重输出现象，使程序控制出现问 题，