任務(wù)描述通過PLC編程控制三相異步電動機點動運行，按下按鈕SB時電動機運行，松開按鈕SB電動機停止運行。技能目標(biāo)

1.了解PLC編程控制的特點。

2.掌握FX系列PLC輸入繼電器X和輸出繼電器Y的作用。

3.掌握基本指令LD、LDI、OUT、END的編程方法。

任務(wù)二PLC控制電動機點動

知識準(zhǔn)備一．可編程序控制器的基本組成可編程序控制器是從接觸器-繼電器控制系統(tǒng)和計算機基礎(chǔ)上發(fā)展過來的，它實質(zhì)上是一種工業(yè)控制計算機，因此和計算機有許多相似之處，即便生產(chǎn)PLC的廠家眾多，產(chǎn)品功能和指令系統(tǒng)存在差異，其結(jié)構(gòu)和工作原理仍非常相似，都采用了典型的計算機結(jié)構(gòu)。PLC主要由中央處理單元（CPU）、存儲器（Memory）、輸入/輸出單元（I/O）、電源和編程器等組成（圖2-2-1）任務(wù)二PLC控制電動機點動

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圖2-2-1可編程序控制器的基本組成

⒈中央處理單元（CPU）中央處理單元是PLC的核心，主要由運算器和控制器組成，并通過內(nèi)部總線同存儲器及輸入/輸出接口電路相連。它的主要任務(wù)是按一定的規(guī)律和要求讀入被控對象的各種工作狀態(tài)，然后根據(jù)用戶所編制的應(yīng)用程序的要求去處理有關(guān)數(shù)據(jù)和信息，最后向被控對象送出相應(yīng)的控制信號。任務(wù)二PLC控制電動機點動

PLC中采用的CPU隨機型不同而有所不同，通常有以下三種：⑴通用微處理器如Z80、8086、80386等。⑵單片微處理器芯片如8031、8096、8098等。⑶位片式微處理器如AM2900、AM2901等。任務(wù)二PLC控制電動機點動

一般PLC的檔次越高，CPU的位數(shù)也就越多，系統(tǒng)處理的信息量越大，運算速度越快，指令功能也越強。小型PLC的CPU多采用8位通用微處理器或單片微處理器芯片；中型PLC的CPU多采用16位通用微處理器或單片微處理器芯片；大型PLC的CPU多采用高速位片式微處理器。任務(wù)二PLC控制電動機點動

⒉存儲器（Memory）

PLC內(nèi)部配有兩種存儲器：系統(tǒng)程序存儲器和用戶程序存儲器。系統(tǒng)程序存儲器是用來存放系統(tǒng)管理程序、用戶指令解釋及標(biāo)準(zhǔn)程序模塊、系統(tǒng)調(diào)用等程序的，常用EPROM構(gòu)成，用戶無法更改或調(diào)用其中的程序。用戶程序存儲器用于儲存用戶編程的控制程序。任務(wù)二PLC控制電動機點動

⒊輸入/輸出（I/O）單元由于實際生產(chǎn)過程中的信號是多種多樣的，控制系統(tǒng)所要配置的執(zhí)行機構(gòu)也是多種多樣的，而PLC的CPU所處理的信號只能是標(biāo)準(zhǔn)電平，為了使PLC能直接用于控制系統(tǒng)，必須設(shè)計輸入輸出單元，輸入單元可以接收各種開關(guān)信號，并且將開關(guān)信號轉(zhuǎn)變成中央處理單元能接受和處理的開關(guān)信號，輸出單元可以將中央處理單元處理過的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成電壓或電流信號，以驅(qū)動接觸器、電磁閥和指示燈。任務(wù)二PLC控制電動機點動

⒋電源單元

PLC配有開關(guān)電源，用來給內(nèi)部電源供電，許多PLC還可以向外部電路提供24V穩(wěn)壓電源，.PLC對電網(wǎng)提供的電源的穩(wěn)壓程度要求不高，一般允許在百分之十到百分之十五的范圍內(nèi)波動。小型的PLC電源和CPU單元是一體的，中、大型的PLC都有專門的電源單元。任務(wù)二PLC控制電動機點動

⒌編程器編程器作用是編輯和輸入用戶程序，調(diào)試和修改用戶程序，監(jiān)控程序的運行，小型機一般使用簡易的手持編程器，大、中型PLC多用帶有顯示屏的編程器，另外，還可以利用計算機對PLC進(jìn)行編程。手持編程器又簡稱易編程器，他與PLC專用插座連接，由PLC內(nèi)部供電源。這種編程器結(jié)構(gòu)簡單、體積小、外表像一個計算器，便于攜帶、使用他的按鍵將指令語句可輸入到PLC內(nèi)部，通過編程器的顯示器件可以監(jiān)視程序的編寫、修改、器件監(jiān)控、具有一般的編程功能，但是它只能進(jìn)行聯(lián)機編程，并且在輸入程序時只能將梯形圖轉(zhuǎn)換成指令來輸入，適用于小型PLC的編程要求。任務(wù)二PLC控制電動機點動

帶有顯示屏的編程器，這種編程器可以聯(lián)機編程也可以脫機編程，而且能使用多種語言編程，可以直接輸入梯形圖，另外這種編程器還可以和打印機、盒式磁帶錄音機及繪圖儀等設(shè)備連接具有較強的監(jiān)控功能但是他的價格比較高，適合于大中型的PLC配置。通用計算機作為編程器，現(xiàn)在的大中小型PLC都可以通過一定的軟件用通用計算機進(jìn)行編程監(jiān)控、繪制梯形圖、其功能完善、使用方便。任務(wù)二PLC控制電動機點動

二．可編程序的編程方式⒈在線方式編程器與PLC的在線編程方式是將編程方式，是將編程器與可編程序控制器的專用插座直接相連，或通過一個專用的接口相連，可以將用戶程序直接寫入到PLC的用戶存儲器中，也可以將程序先存在編程器的存儲器中，然后轉(zhuǎn)入到PLC的用戶存儲器。這種編程方式有利于程序的調(diào)試和修改，并可以監(jiān)視PLC內(nèi)部器件（如定時器、計算器）等的工作狀態(tài)，例如對PLC的內(nèi)部器件實施強迫接通斷開置位、復(fù)位命令以及監(jiān)控器件的功能是否正常。任務(wù)二PLC控制電動機點動

⒉離線編程方式編程器與PLC的離線編程方式，是先將程序存放于編程器的存儲器中，在程序員寫入后于PLC連接，再將程序送到PLC的用戶程序存儲器中，離線編程不影響的工作。三．PLC的命名方式三菱F系列PLC的一般命名方式如表2-2-1。任務(wù)二PLC控制電動機點動

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表2-2-1三菱F系列PLC的命名方式

型號1

系列序號FX0、FX2、FXON、FX2C、FX2N等2

I/O總點數(shù)

14～2563單元類型M基本單元E輸入輸出混合擴展單元及擴展模塊EX輸入專用擴展模塊EY輸出專用擴展模塊任務(wù)二PLC控制電動機點動

4輸出形式R繼電器輸出T晶體管輸出S晶閘管輸出5特殊品種區(qū)別D-DC電源（直流輸入）A1-AC電源（交流輸入）H大電流輸出擴展模塊(1A/點)V立式端子排的擴展模塊C接插口輸入/輸出方式F輸入濾破1ms的擴展模塊L-TTL輸入型擴展模塊四．PLC的內(nèi)部繼電器⒈輸入繼電器X

輸入繼電器用字母X來表示，其作用是接收外部的開關(guān)信號。每個輸入繼電器都有一個線圈和一對觸點（常開觸點和常閉觸點），輸入繼電器的線圈和觸點都是軟元件。其常開觸點和常閉觸點編程時可以反復(fù)使用，線圈不會在梯形圖中出現(xiàn)，線圈的得電情況主要靠他外部的開關(guān)來決定，外部開關(guān)閉合接觸器線圈得電，開關(guān)斷開，接觸器線圈斷電；其動作原理和接觸器-繼電器控制電路中的繼電器動作原理一樣，也是線圈得電，常開觸點閉合常閉觸點斷開，線圈失電，常開觸點斷開常閉觸點閉合。如圖2-2-2，按下按鈕SB，接觸器X000線圈得電，X000常開觸點閉合，常閉觸點斷開，松開按鈕SB，X000線圈斷電，X000常開觸點斷開，常閉觸點閉合。輸入繼電器編號用三位八進(jìn)制數(shù)表示，例如：X000～X007，X010～X017，X020～X027，X030～X037等等。任務(wù)二PLC控制電動機點動

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圖2-2-2

輸入繼電器輸出繼電器結(jié)構(gòu)⒉輸出繼電器Y

輸出繼電器用Y表示，主要作用是驅(qū)動外部的負(fù)載，一個輸出繼電器對應(yīng)于輸出單元外接的一個物理繼電器或其他執(zhí)行元件，其特點是受PLC程序的控制，每一個輸出繼電器都有線圈和觸點，輸出繼電器的常開、常閉觸點在編程時都可以無限次數(shù)的使用，線圈的得電情況靠程序控制。動作原理和輸入繼電器一樣，輸出繼電器編號用三位八進(jìn)制數(shù)表示，例如：Y000～Y007，Y010～Y017，Y020～Y027等。任務(wù)二PLC控制電動機點動

五．相關(guān)基本指令⒈邏輯取及線圈驅(qū)動指令（LD、LDI、OUT）

LD（Load）：取指令，適用于梯形圖中與左母線相連的第一個常開觸點，表示一個邏輯行的開始。如圖2-2-3的常開觸點X000

LDI(LoadInverse)：取反指令，適用于梯形圖中與左母線相連的第一個常閉觸點。如圖2-2-3的常閉觸點X001。

OUT(OUT)：線圈的驅(qū)動指令，適用于將結(jié)果驅(qū)動輸出繼電器、定時器、計數(shù)器、狀態(tài)繼電器等元件的線圈，但是不能用于輸入線圈。OUT指令用于驅(qū)動定時器或計數(shù)器線圈時后面必須要由常數(shù)K的值。書寫指令時，每一條指令占一行，每行的左邊為步序號，中間為指令或者常數(shù)K，右邊為繼電器編號或者常數(shù)K值，使用方法如圖2-2-3所示。任務(wù)二PLC控制電動機點動

0000LDX0010001OUTY0010002LDIX0020003OUTM00004OUTT20005K200006LDT20007OUTY002任務(wù)二PLC控制電動機點動

圖2-2-3

LD、LDI、OUT指令使用說明使用注意：⑴LD、LDI兩條指令用于將觸點接到左母線上。⑵OUT是驅(qū)動線圈的輸出指令，對于X不能使用OUT指令，可以連續(xù)使用多次使用OUT指令驅(qū)動線圈，OUT指令驅(qū)動定時器或計數(shù)器時必須設(shè)定常數(shù)K，常數(shù)K的設(shè)定在編程中也占一個步序位置。任務(wù)二PLC控制電動機點動

2.程序結(jié)束指令(END)END是一個無操作數(shù)的指令，PLC的工作原理為循環(huán)掃描方式，即開機執(zhí)行程序均由第一句指令語句(步序號為0000)開始執(zhí)行，一直執(zhí)行到最后一條語句END，依次循環(huán)執(zhí)行，END后面的指令無效，即PLC不執(zhí)行.所以利用在程序的適當(dāng)位置插入END，可以方便的進(jìn)行程序的分段調(diào)試。但要注意在某段程序調(diào)試完畢后，及時刪去END指令。任務(wù)二PLC控制電動機點動

六、畫梯形圖的規(guī)則和技巧⒈梯形圖的左母線與線圈間一定要有觸點，而線圈與右母線間不能有任何觸點。觸點只能在水平線上，不能畫在垂直分支上.如圖2-2-4所示，線圈可以是圓圈、橢圓和括號。任務(wù)二PLC控制電動機點動

圖2-2-4梯形圖設(shè)計規(guī)則之一⒉有串聯(lián)電路相并聯(lián)時，應(yīng)將觸點最多的那個串聯(lián)支路放在梯形圖的最上面。這種安排可減少指令語句，是程序簡練，如圖2-2-5所示。任務(wù)二PLC控制電動機點動

圖2-2-5梯形圖設(shè)計規(guī)則之二⒊有并聯(lián)電路相串聯(lián)時，應(yīng)將觸點最多的那個并聯(lián)支路放在梯形圖的最左面，這樣也可以減少指令語句，使程序簡便，如圖2-2-6所示。任務(wù)二PLC控制電動機點動

圖2-2-6梯形圖設(shè)計規(guī)則之三⒋同一編號的線圈如果使用兩次則稱為雙線圈，如圖2-2-7所示雙線圈輸出，雙線圈輸出容易引起誤操作，所以在一個程序中應(yīng)盡量避免使用雙線圈。任務(wù)二PLC控制電動機點動

圖2-2-7梯形圖設(shè)計規(guī)則之四⒌橋式電路不能直接編程，必須畫出相應(yīng)的等效梯形圖。如圖2-2-8所示。任務(wù)二PLC控制電動機點動

圖2-2-8梯形圖設(shè)計規(guī)則之五⒍如果電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，用ANB、ORB等難以處理，可以重復(fù)使用一些觸點改成等效電路，在進(jìn)行編程。如圖2-2-9所示。任務(wù)二PLC控制電動機點動

圖2-2-9梯形圖設(shè)計規(guī)則之六任務(wù)實施實際操作⒈主電路如圖2-2-10所示電動機點動運行主電路。根據(jù)繼電器－接觸器控制三相異步電動機電動控制原理可知其控制原理為：合上斷路器QF之后，當(dāng)KM主觸點接通電動機運轉(zhuǎn)；當(dāng)KM主觸點斷開，電動機停止。任務(wù)二PLC控制電動機點動

圖2-2-10電動機點動運行主電路⒉PLC的I/O接線圖根據(jù)接觸器的工作原理可知：接觸器線圈得電時，接觸器觸點動作即常開觸點閉合常閉觸點斷開。由此可推出對PLC控制要求是：按下按鈕SB時KM線圈得電，松開按鈕SB時KM線圈斷電。因此得到PLC輸入設(shè)備有按鈕SB,輸出設(shè)備有接觸器KM的線圈。

I/O地址分配見表2-2-2

任務(wù)二PLC控制電動機點動

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表2-2-2

PLC控制電動機點動運行I/O地址分配

輸入設(shè)備啟動按鈕X000輸出設(shè)備KM1線圈Y000分配好I/O信號后可以得到PLC的I/O接線圖如圖2-2-11圖2-2-11電動機點動運行PLC接線圖

PLC的輸入繼電器X是接收外部開關(guān)信號的窗口，如圖2-2-11所示電路中，沒有按下按鈕SB時，X000的輸入信號為0，X000常開觸點斷開，按下按鈕SB時，X000的輸入信號為1，X000常開觸點閉合。

PLC的輸出繼電器Y是向外部負(fù)載輸出信號的窗口，如圖2-2-11所示電路中，當(dāng)PLC程序輸出Y000信號為1時，接觸器KM線圈得電，主電路中的主觸點閉合，電動機得電運行；當(dāng)程序輸出Y000信號為0時，接觸器KM線圈斷電，主電路中的主觸點斷開，電動機停止。任務(wù)二PLC控制電動機點動

⒊PLC編程程序完成主電路和PLC外部接線以后，控制要求可以轉(zhuǎn)化為對PLC程序的控制要求，也就是當(dāng)X000為0時，Y000為0；當(dāng)X000為1時，Y000為1?？刂铺菪螆D如圖2-2-12。任務(wù)二PLC控制電動機點動

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