plc应用技术(三菱)课题三

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1、任务3 自动门控制系统,任务2 液体混合控制系统,任务1 送料小车自动往返循环控制,任务4 十字路口交通灯控制,任务5 机械手物料传送和分拣装置控制系统,知识目标： 掌握步进逻辑公式的含义，同时学会利用步进逻辑公式法进行步进顺序控制的设计。 能力目标： 1.能根据控制要求，画出程序分步图，并能灵活地运用步进逻辑公式法，实现小车三地自动往返循环控制的梯形图程序设计。 2.掌握送料小车三地自动往返循环控制PLC控制系统的线路安装与调试。,送料小车三地自动往返循环控制工作过程如动画所示。,通过步进逻辑公式设计法，采用PLC控制系统实现对送料小车的三地自动往返循环控制。其控制要求如下： （1）小车在初

2、始位置时停止在原料库，当按下启动按钮SB2时，5 s后送料小车载着加工原料前往加工车间，途中经过成品库撞压行程开关SQ3，但送料小车没有停下，直到加工车间撞压行程开关SQ2后，送料小车停下自动卸料并装上成品，5 s后送料小车返回。,（2）当送料小车返回成品库时，撞压行程开关SQ3，小车停下5 s后，将产品卸下，然后空车返回加工车间，到达加工车间撞压行程开关SQ2后，送料小车停下将废品装车，5 s后装上废品的送料小车返回原料库；在返回途中经过成品库，撞压行程开关SQ3，但送料小车没有停下，直到到达原料库撞压行程开关SQ1后，送料小车停下自动卸下废品，并装上原料，5 s后送料小车继续下一个循环进行

3、送料，如此自动循环下去。 （3）如需小车停下，只要按下停止按钮SB1即可实现。,一、步进顺序控制设计法 步进顺序控制设计法实际上是用输入信号X控制代表各步的编程元件（例如辅助继电器M和状态继电器S），再用它们控制输出信号Y。步是根据输出信号Y的状态来划分的。步进顺序控制设计法又称为步进控制设计法，它是一种先进的设计方法，很容易被初学者接受，程序的调试、修改和阅读也很容易，并且大大缩短了设计周期，提供了设计效率。,一、步进顺序控制设计法 步进控制设计法主要分为步进逻辑公式设计法、顺序功能图设计法两大类，其中顺序功能图设计法又有三种不同的基本结构形式的编程设计方法即单序列结构编程设计法、选择序列结

4、构编程设计法和并行序列结构编程设计法。本任务主要介绍步进逻辑公式设计法。,二、步进逻辑公式设计法 步进逻辑公式设计法就是通过步进逻辑公式，列出每个程序步的逻辑代数式后，再利用“启保停”电路，通过PLC的基本指令，画出每个程序步的梯形图的方法。,1.程序步 全部有关输出状态保持不变的一段时间区域称为一个程序步，只要有一个输出状态发生变化就转入下一步。在本任务中的送料小车自动往复运行的循环控制线路中，控制系统的输出信号为KM1和KM2，输入信号由两个启动按钮和一个停止按钮发出，反馈信号由行程开关控制发出。 注意：每个程序步都是前一步压动行程开关或按下按钮（转换条件）产生的，而每一步的消失又都是因后

5、一步的出现而消失的。,2.步进逻辑公式 （1）假设i表示第i程序步（本步），i-1表示第i-1程序步（前一步），i+1表示第i+1程序步（后一步），M表示辅助继电器的线圈或触点，X表示按钮或行程开关。用逻辑代数书写时，Mi在等号的左端出现表示辅助继电器线圈的符号，Mi在等号的右端出现表示辅助继电器触点符号。,（2）第i程序步用逻辑代数书写的过程为每一步Mi的产生都是由前一步压动行程开关或按下按钮（转换条件）Xi产生，则 产生后应该有一段时间区域保持不变，故应该有自保（自锁），则： 每一步的消失都是随后一步的出现而消失：,3.逻辑代数方程式转换成梯形图 将逻辑代数方程式转换成梯形图的方法是根据逻

6、辑代数方程式，利用“启保停”电路，通过PLC的基本指令，画出对应的梯形图。上述步进逻辑公式对应的梯形图见表。,一、分配输入点和输出点，写出I/O通道地址分配表,二、画出PLC接线图（I/O接线图）,三、程序设计 1.程序步的划分 小车运行轨迹可分为M1、M2、M3、M4四步，每步的转步信号分别设为SQ1、SQ2、SQ3，如图所示。,2.列出本任务控制的逻辑代数方程式,3.将逻辑代数方程式转换成梯形图程序,四、程序输入及仿真运行 1.程序输入 启动MELSOFT系列GX Developer编程软件，创建新文件，并命名为“送料小车三地自动往返循环控制”，选择PLC的类型为“FX2N”，运用前面任务

7、所学的梯形图输入法，输入梯形图。 2.仿真运行 应用前面任务所述的位元件逻辑测试方式进行仿真运行。,3.程序下载 （1）PLC与计算机连接。使用专用通信电缆RS-232/RS422转换器将PLC的编程接口与计算机的COM1串口连接。 （2）程序写入。先接通系统电源，将PLC的RUN/STOP开关拨到“STOP”的位置，然后通过MELSOFT系列GX Developer软件中的“PLC”菜单的“在线”栏的“PLC写入”，就可以把仿真成功的程序写入PLC中。,五、线路安装与调试 1.安装接线 （1）检查元器件。配齐元器件，检查元器件的规格是否符合要求，并用万用表检测元器件是否完好。 （2）固定元器

8、件。固定好本任务所需元器件。 （3）配线安装。根据配线原则和工艺要求，进行配线安装。 （4）自检。对照接线图检查接线是否无误，再使用万用表检测电路的阻值是否与设计相符。,2.通电调试 （1）经自检无误后，在指导教师的指导下，方可通电调试。 （2）先接通断路器QF1和QF2，将PLC的RUN/STOP开关拨到“RUN”的位置，然后通过计算机上的MELSOFT系列GX Developer软件中的“监控/测试”监视程序的运行情况，再按照下表所列操作步骤进行操作，观察系统运行情况并做好记录。 注意：如出现故障，应立即切断电源，分析原因、检查电路或梯形图，排除故障后，方可进行重新调试，直到系统功能调试成

9、功为止。,1.传感器 传感器是一种检测装置，通常由敏感元件和转换元件组成，它酷似人类的“五官”（视觉、嗅觉、味觉、听觉和触觉），能感受到被测量的信息，并能将检测感受到的信号，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。,2.常用传感器,光电式接近开关,电感式接近开关,电容式接近开关,3.传感器的符号 传感器的文字符号是SQ，图形符号如图所示。,4.传感器的接线 双出线传感器的接线见表。,知识目标： 1.掌握状态继电器的功能及步进顺控指令的功能及应用。 2.掌握单序列结构状态转移图（SFC）的画法，并会通过状态转移图进行步进顺序控制的设计

10、。 能力目标： 1.能根据控制要求，画出状态转移图，并能灵活地运用以转换为中心的状态转移图转换成梯形图，实现液体混合控制系统的程序设计。 2.能通过三菱GX Developer编程软件，采用状态转移图输入法进行编程，并通过仿真软件采用软元件测试的方法，进行仿真。,液体自动混合装置的动作过程，如动画所示。,其控制要求如下： （1）初始状态。液体自动混合装置投入运行时，液体A、B阀门关闭，容器为放空关闭状态。 （2）周期操作。按下启动按钮SB1，液体自动混合装置开始按如下顺序工作： 1）液体A阀门打开，液体A流入容器，液位上升。 2）当液位上升到SL2时，SL2导通，关闭液体A阀门；同时打开液体B

11、阀门，液体B开始流入容器。,3）当液位上升到SL1时，关闭液体B阀门，搅拌电动机开始搅拌。 4）搅拌电动机工作20 s后停止搅拌，混合液阀门打开，放出混合液体。 5）当液位下降到SL3时，开始计时，且装置继续放液，将容器放空，计时满20 s后，混合液阀门关闭，自动开始下一个周期。 （3）停止操作。当按下停止按钮 SB2，液体混合装置在完成当前的工作循环后才停止操作。,一、编程元件状态继电器（S） 状态继电器S用来记录系统运行的状态，是编制顺序控制程序的重要编程元件。状态继电器应与步进顺控指令STL配合使用。其编号为十进制。FX2N系列PLC内部的状态继电器共有1 000个，其类型和编号见下表。

12、,在使用状态继电器时，需要注意以下几方面： 1.状态继电器的编号必须在指定的类别范围内使用。 2.状态继电器与辅助继电器一样有无数的常开和常闭触点，在PLC内部可自由使用。 3.不使用步进顺控指令时，状态继电器可与辅助继电器一样使用。 4.供报警用的状态继电器可用于外部故障诊断的输出。 5.通用状态继电器和断电保持状态继电器的地址编号分配可通过改变参数来设置。,二、步进顺控指令（STL、RET） 步进顺控指令只有两条，即步进阶梯（步进开始）指令（STL）和步进返回指令（RET）。,1.指令的助记符及功能 步进顺控指令的助记符及功能见下表。,2.关于指令功能说明 （1）STL是利用软元件对步进顺

13、控问题进行工序步进式控制的指令。RET是指状态（S元件）流程结束，返回主程序。 （2）STL触点通过置位指令（SET）激活。当STL触点激活，则与其相连的电路接通；如果STL触点未激活，则与其相连的电路断开。 （3）STL触点与其他元件触点意义不尽相同。STL无常闭触点，而且与其他触点无AND、OR的关系。,三、编程的基本知识 1.顺序功能图（状态转移图）的组成要素 所谓顺序功能图，就是描述顺序控制的框图。顺序功能图主要由步、有向连线、转换、转换条件和动作（或命令）五大要素组成。,（1）步及其划分。步是根据PLC输出量的状态变化来划分的，在每一步内，各输出量的ON/OFF 状态均保持不变。只要

14、系统的输出量状态发生变化，系统就从原来的步进入新的步。 总之，步的划分应以PLC输出量状态的变化来划分。如果PLC输出状态没有变化，就不存在程序的变化，步的这种划分方法使代表各步的编程元件的状态与各输出量的状态之间有着极为简单的逻辑关系。,1）初始步。与系统的初始状态相对应的步称为初始步，初始状态一般是系统等待启动命令的相对静止的状态。初始步用双线框表示；每一个顺序功能图至少应该有一个初始步。 2）活动步。当系统处于某一步所在的阶段时，该步处于活动状态，称该步为活动步。步处于活动状态时，相应的动作被执行。,（2）与步对应的动作（或命令）。在某一步中要完成某些“动作”， “动作”是指某步活动时，

15、PLC 向被控系统发出的命令，或被控系统应执行的动作。动作用矩形框中的文字或符号表示，该矩形框应与相应步的矩形框相连接。如果某一步有几个动作，可以用如图所示的两种画法来表示，但是并不隐含这些动作之间的任何顺序。,画法一 画法二,（3）有向连线、转换和转换条件。步与步之间用有向连线连接，并且用转换将步分隔开。步的活动状态进展是按有向连线规定的路线进行的。有向连线上无箭头标注时，其进展方向是从上而下、从左到右。如果不是上述方向，应在有向连线上用箭头注明方向。 注意：在顺序功能图中，步的活动状态的进展是由转换来实现的。转换的实现必须同时满足以下两个条件： 1）该转换所有的前级步都是活动步。 2）相应

16、的转换条件得到满足。,2.单序列结构形式的顺序功能图 根据步与步之间转换的不同情况，顺序功能图有3种不同的基本结构形式：单序列结构、选择序列结构和并行序列结构。本任务所应用的顺序功能图为单序列结构形式。顺序功能图的单序列结构形式没有分支，它由一系列按顺序排列、相继激活的步组成。每一步的后面只有一个转换，每一个转换后面只有一步，如图所示。,3.步进顺控指令的单序列结构的编程方法 使用STL指令的状态继电器的常开触点称为STL触点。从下页图所示可以看出顺序功能图、步进梯形图和指令表的对应关系。,顺序功能图 步进梯形图 指令表,步进顺控指令在顺序功能图中的使用说明： （1）每一个状态继电器具有三种功能，即对负载的驱动处理、指定转换条件和指定转换目标。 （2）STL触点与左母线连接，与STL相连的起始触点要使用LD或LDI指令。使用STL指令后，相当于母线右移至STL触点的右侧，形成子母线，一直到出现下一条STL指令或者出现RET指令为止。RET指令使右移后的子母线返回原来的母线，表示顺控结束。使用STL指令使新的状态置