項目三三菱FX系列PLC簡介一、學習目標1.知識目標⑴掌握三菱FX2N系列PLC基本構成。⑵掌握三菱FX2N系列PLC的編程軟元件。⑶掌握三菱FX2N系列PLC的系統組成。⑷掌握三菱編程軟件GXDeveloper的安裝方法。⑸掌握三菱PLC與計算機的連接方法。

⑴初步具備三菱編程軟件GXDeveloper的安裝能力。⑵初步具備三菱FX2N系列PLC的編程能力。⑶初步具備三菱PLC程序的下載能力。⑷初步具備三菱PLC工程的調試能力。2.能力目標二、要求學生必備的知識與技能1.必備知識⑴三菱PLC基本指令。⑵控制系統基本知識。⑶存儲器基本知識。2.必備技能⑴熟練的計算機操作技能。⑵熟練的軟件安裝技能。

三、理實一體化教學任務

FX2N系列PLC可以應用在大多數單機控制或簡單的網絡控制中，FX2N系列PLC由基本單元(見表1-3-2)、擴展單元(見表1-3-3)和擴展模塊組成?；締卧?M)：內有CPU、存儲器、電源和一定量的輸入／輸出接口，為必用裝置。擴展單元(E)：要增加I/0點數時使用的裝置，擴展模塊用于擴展一些特殊用的功能，還可以以8位為單位增加I/O點數，或只增加輸入點數或輸出點數，擴展模塊與擴展單元的區(qū)別在于擴展模塊自身不帶電源。四、理實一體化教學步驟1.三菱FX2N系列PLC基本構成

表1-3-2FX2N系列PLC基本單元一覽表

表1-3-3FX2N系列PLC擴展單元一覽表

PLC的編程軟元件即為存儲器單元，每個單元都有唯一的地址。為方便不同的編程功能需要，存儲器單元作了分區(qū)，因而有不同類型的編程軟元件。2.三菱FX系列PLC的編程軟元件

輸入繼電器的外部輸入端接收外部的開關輸入信號，內部與輸入端連接的輸入繼電器(X)是光電隔離的電子繼電器，它們的編號與接線端子編號一致，線圈的吸合或釋放只取決于PLC外部觸點的狀態(tài)。內部有常開、常閉兩種狀態(tài)的觸點供編程使用，且使用次數不限。輸入電路的時間常數一般小于10ms一個掃描周期。各基本單元都是八進制輸入的地址，輸入為X000～X007、X010～X017和X020～X027等。⑴輸入繼電器（X）

⑵輸出繼電器(Y)

輸出繼電器向外部負載輸出信號。輸出繼電器的線圈由程序控制，外部輸出主觸點接到PLC的輸出端子上供外部負載使用，其余的常開、常閉觸點供內部程序使用。輸出繼電器的常開、常閉觸點使用次數不限。輸出電路的時間常數是固定的。各基本單元都是八進制輸出的地址，輸出為Y000～Y007、Y010～Y017和Y020～Y027等。

⑶輔助繼電器(M)

PLC內部有許多輔助繼電器見表1-3-4(按十進制數分配)，輔助繼電器與輸出繼電器一樣，只能通過程序驅動，相當于繼電器控制線路中的中間繼電器。輔助繼電器也具有大量的可以供編程使用的電子常開觸點與常閉觸點，但該觸點不能接外部負載。

用途一般用停電保持用停電保持專用特殊用FX2N系列FX2N系列M0~M499M500~M1023M1024~M3071M8000~M8255表1-3-4輔助繼電器(M)的編號

⑷定時器（T）

定時器在PLC中的作用相當于一個時間繼電器，有—個設定值寄存器(一個字長)、一個當前值寄存器(一個字長)以及無限個觸點(一個位)。對于每個定時器，這三個量使用同一個地址編號名稱，但使用場合不一樣，其所指的也不一樣。定時器的分類見表1-3-5。

表1-3-5定時器的分類型號常規(guī)定時器累積型電位器型0~255100ms0.1~3276.7s10ms0.01~327.67s1ms0.001~32.767s1ms0.1~3276.7sFX2N系列T0~T199T200~T245T246~T249T250~T255功能擴展板

①通用定時器：

100ms定時器:

T0~T199，共200點，其中T192~T199為子程序和中斷服務程序專用定時器。對100ms時鐘累積計數，啟動后每過100ms計數內容加1。

10ms定時器:T200~T245，共46點，對10ms時鐘累積計數。通用定時器無斷電保持功能。通用定時器有100ms和10ms兩種。由于FX2N系列PLC是16位的，所以計數值范圍為l~32767。

②積算定時器：

積算定時器具有計數累積的功能。在定時過程中，如果斷電或定時器線圈斷開，積算定時器就保持當前的計數值，通電或定時器線圈接通后繼續(xù)累積，即其當前值具有保持功能，只有將積算定時器復位才會使當前值變?yōu)?。1ms積算定時器:T246~T249，共4點，對1ms時鐘脈沖進行累積計數，定時范圍為0.001-32.767s。

100ms積算定時器:T250~T255，共6點，對100ms時鐘脈沖進行累積計數，定時范圍為0.1-3276.7s。

⑸計數器(C)FX2N系列計數器主要分為16位順計數器和32位順/倒計數器，其特點見表1-3-6。

表1-3-616位順計數器和32位順/倒計數器特點

表1-3-7計數器的分類兩種計數器又分為多種，計數器的分類見表1-3-7

計數器又分為內部計數器和高速計數器.

內部計數器：內部計數器在執(zhí)行掃描操作時對內部信號進行計數。

16位增計數器(C0~C199)：共200點，其中C0~C99為通用型，Cl00~C199為斷電保持型，即斷電后能保持當前值，等到通電后能繼續(xù)計數。

32位增減計數器(C200~C234)：內部計數器指的是16位順計數器和32位順/倒計數器中的一般用/停電保持用計數器。高速計數器指的是32位順/倒計數器中的高速計數用計數器。C200~C219為通用型，C200~C234為斷電保持型，由特殊輔助繼電器M8200~M8234設定，C200~C234是增計數或是減計數，當其對應的特殊輔助繼電器設置為ON時為減計數，設置為OFF時為增計數。

②高速計數器(C235~C255)：高速計數器可分為以下幾類。單相單計數輸入高速計數器(C235~C245)：雙相雙向數輸入高速計數器(C246~C250)：AB相雙相高速計數器(C251~C255)：A相和B相信號決定計數器是增計數還是減計數。當A相為ON，若B相由OFF→0N時，則為增計數方式；當A相為ON，若B相由ON→OFF時，則為減計數方式。這類高速計數器具有兩個輸入端，一個為增計數輸入，一個為減計數輸入，利用M8246~M8250來設置對應的計數器的動作。其觸點動作與32位增/減計數器相同，可進行增/減計數。高速計數器與內部計數器相比，具有輸入頻率高且都有斷電保持功能，通過參數設定也可變成非斷電保持。在FX2N型PLC中適合做高速計數輸入的端口為X0~X7，輸入端口不能重復使用。③特殊數據寄存器(D8000~D8255)：①通用數據寄存器(D0~D199)：②斷電保持數據寄存器(D200~D7999)：

PLC在進行輸入輸出處理、模擬量控制、位置控制時，需要許多數據寄存器存儲數據和參數。數據寄存器為16位，最高位為符號位?？捎脙蓚€數據寄存器來存儲32位數據，最高位仍為符號位。當M8033為ON時，D0~D199有斷電保護功能，反之無斷電保護功能，這種情況下，PLC由RUN→STOP或停電時，數據全部清零。其中D200~D511有斷電保持功能，通過設置外部設備的參數改變通用數據寄存器與有斷電保持功能數據寄存器的分配；D490~D509供通信用；D512~D7999的斷電保持功能不能用軟件改變，但可用指令清除它們的內容。根據參數設定，將D1000以上作為文件寄存器。特殊數據寄存器是用來監(jiān)控PLC的運行狀態(tài)，未加定義的特殊數據寄存器，用戶不能使用。FX2N系列PLC有V0~V7和Z0~Z7共16個變址寄存器，它們都是16位的寄存器。⑹數據寄存器(D，V，Z)④變址寄存器(V/Z)

⑺文件寄存器(D)⑻狀態(tài)繼電器(S)

通用狀態(tài)繼電器

報警用繼電器①文件寄存器是數據寄存器的一部分，為了方便使用，D1000以后數據寄存器是普通的保持寄存器，通過參數設定作為最大數為7000點的文件寄存器使用。③特殊數據寄存器(D8000~D8255)：特殊數據寄存器是用來監(jiān)控PLC的運行狀態(tài)，未加定義的特殊數據寄存器，用戶不能使用。②通過參數設定，可指定1~14個塊，每個塊有500個文件寄存器。將Dl000以后的一部分設定為文件寄存器時，其余的作為通用保持寄存器使用。狀態(tài)繼電器主要用于編寫順序控制程序，一般與步進控制指令配合使用。常用狀態(tài)繼電器為S0~S9。歸零狀態(tài)繼電器為S10~S19，供返回起始點使用。S20~S499，這類繼電器不具有斷電保護功能。斷電保持狀態(tài)繼電器為S500~S899，斷電時帶鋰電池的RAM或EEPROM保持功能。為S900~S999，使用ANS或ANR指令時具有故障輸出功能。變量存儲區(qū)存儲具有較大容量的變量寄存器，用于存儲程序執(zhí)行過程中控制邏輯的中間結果，或用來保存與工序或任務相關的其他數據。。

FX2N系列PLC控制器硬件系統由四部分組成：CPU模塊、擴展模塊及PC/PPI電纜，還有計算機。系統連接如圖1-3-1所示。3.三菱FX2N系列PLC系統組成

4.三菱編程軟件的安裝

⑴打開安裝包中的EnvMEL文件夾，運行SETUP.EXE文件，進入安裝界面，在彈出窗口中選擇下一個（如圖1-3-2所示），直至完成安裝。

圖1-3-2EnvMEL安裝界面

⑵在安裝包根目錄下運行SETUP.EXE文件，彈出如圖1-3-3所示的窗口。

圖1-3-3EnvMEL安裝選擇界面⑶單擊確定按鈕，在彈出的窗口中選擇“下一步”，彈出如圖1-3-4所示的窗口。

圖1-3-3EnvMEL安裝選擇界面圖1-3-4EnvMEL安裝注冊信息界面⑷單擊“是”按鈕，彈出如圖1-3-5所示的窗口。5.編程軟件的使用

⑴打開GXDeveloper三菱PLC編程軟件如圖1-3-6所示。圖1-3-

6GXDeveloper三菱PLC編程界面圖1-3-7創(chuàng)建GXDeveloper新工程

⑸選擇是，進入程序編輯窗口如圖1-3-10所示。⑹如下圖1-3-11所示所示改變程序類型。

⑺選中改變程序類型，彈出如圖1-3-12所示的窗口。⑻選擇梯形圖，單擊確定。

⑼單擊工具欄上的元件，如選擇常開觸點，彈出如圖1-3-13所示的窗口。

⑽程序編輯結束后，如圖1-3-14所示對程序進行編譯。

6.工程的下裝⑴選擇工程→打開工程，彈出如圖1-3-15所示的窗口。⑵在彈出的窗口中選擇要下裝的工程，彈出如圖1-3-16所示的窗口。⑶單擊打開，彈出如圖1-3-17所示的窗口。

⑷選擇在線，PLC寫入如圖1-3-18所示。

⑸彈出如圖1-3-19所示的窗口。⑹選擇程序中的MAIN，單擊執(zhí)行，彈出如圖1-3-20所示的窗口。

⑺選擇是，彈出如圖1-3-21所示的窗口。⑻選擇是，彈出如圖1-3-22所示的窗口。⑼寫入完畢，彈出如圖1-3-23所示的窗口⑽選擇是，PLC進入運行狀態(tài)。7.工程調試主要測試PLC控制系統的接線是否正確，PLC控制器及其模塊是否正常工作。當整個系統接線完畢后，調試人員要根據接線圖仔細檢查，看是否出現了接線錯誤，特別是電源，要警惕電源線短路的情況，如果出現短路情況，就會燒壞系統元器件，甚至燒壞PLC。如果接線正確，則打開電源，查看PLC系統的運行情況，一般情況下報錯指示燈亮，表明系統有錯誤，要確定是硬件錯誤還是軟件錯誤，分別去排除。將設計好的程序寫入PLC后，首先逐條仔細檢查，并改正寫入時出現的語法錯誤。用戶程序一般先在實驗室模擬調試，實際的輸入信號用開關和按鈕來模擬，各輸出量的通斷狀態(tài)用PLC上的發(fā)光二極管來顯示。根據功能表，在適當的時候用開關或按鈕來模擬實際的反饋信號。對于順序控制程序，調試程序的主要任務是檢查程序的運行是否符合功能表的規(guī)定。模擬調試結束后，將PLC安裝在控制現場進行聯機總調試，在調試過程中將暴露出系統中可能存在的傳感器、執(zhí)行器等方面的問題，應對出現的問題及時加以解決。如果調試達不到指標要求，則對相應硬件和軟件部分作相應的調整，通常只需要修改程序就可能解決問題。全部調試通過后，經過一段時間的試運行，系統就可以投入使用了。PLC系統的調試分為硬件調試和PLC程序調試。硬件調試：PLC程序的調試:可以分為模擬調試和現場調試。⑴程序的模擬調試⑵聯機調試五、實操考核項目考核采用步進式考核方式，考核內容見表1-3-8.

表1-3-8項目考核表

六、注意事項1、如何用三菱編程軟件設計PLC程序？2、安裝三菱編程軟件時，注意安裝路徑。3、給PLC下裝程序時，要將PLC置于STOP狀態(tài)。七、系統調試1、三菱編程軟件GXDeveloper的安裝調試。2、三菱編程軟件GXDeveloper安裝后，運行GXDeveloper軟件，看是否能進入正常的編程界面。3、PLC程序的下載調試。4、程序下載后，將PLC置于運行狀態(tài)，觀察PLC是否實現正常的控制功能。

八、思考題1、用GXDeveloper編程軟件下載程序時，數據傳輸采用串行傳輸還是并行傳輸？2、如果PLC程序有錯誤，程序能正常下載嗎？3、為什么程序在下載之前要進行變換？項目四西門子S7-300PLC簡介

一、學習目標1.知識目標⑴掌握西門子PID指令的使用方法。⑵掌握西門子S7-300PLC系統組成。⑶掌握西門子編程元件的使用方法。⑷掌握西門子存儲器的相關知識。⑸掌握西門子PLC與計算機的連接方法

2.能力目標⑴初步具備用PLC搭建PID控制系統能力。⑵初步具備STEP7軟件的安裝能力。⑶初步具備編程軟件的使用能力。⑷初步具備PLC程序的下載能力。⑸初步具備PLC工程的調試能力。二、要求學生必備的知識與技能1.必備知識⑴計算機控制基本知識。⑵計算機直接數字控制系統基本知識。⑶西門子S7300PLC系統基本知識。⑷西門子S7300PLC指令系統基本知識。⑸

I/O信號處理基本知識。⑹檢測儀表及調節(jié)儀表的基本知識。⑺

PID控制原理。⑻

PLC梯形圖和語句表編程的基本知識。二、要求學生必備的知識與技能2.必備技能⑴熟練的計算機操作技能。⑵簡單過程控制系統分析能力。⑶

S7-300PLC系統搭建能力。⑶

S7-300PLCPID模塊應用能力。⑷儀表信號類型的辨識能力。⑸

S7-300PLC簡單程序的編程技能。三、理實一體化教學任務任務一S7-300PLC的CPU類型任務二西門子編程元件任務三西門子PID指令任務四西門子S7-300PLC系統組成任務五西門子S7-300PLC存儲器任務六PC-PPI電纜任務七STEP7軟件的安裝任務八編程軟件的使用方法任務九PLC程序的下載任務十工程調試四、理實一體化教學步驟1.西門子S7300PLC基本知識1）SIMATICS7-300的組成

四、理實一體化教學步驟1.西門子S7300PLC基本知識2）S7-300的擴展能力四、理實一體化教學步驟1.西門子S7300PLC基本知識3）S7-300模塊地址的確定四、理實一體化教學步驟2.S7-300PLC存儲區(qū)四、理實一體化教學步驟3.S7-300系列PLC模塊性能簡介1）CPU模塊概述四、理實一體化教學步驟3.S7-300系列PLC模塊性能簡介1）CPU模塊概述四、理實一體化教學步驟CPU模塊面板布置示意圖四、理實一體化教學步驟2）數字量信號模塊四、理實一體化教學步驟2）數字量信號模塊四、理實一體化教學步驟2）數字量信號模塊（2）數字量輸出模塊SM322。數字量輸出模塊SM322將S7-300內部信號電平轉換成過程單元所要求的外部信號電平，可直接用于驅動電磁閥、接觸器、小型電動機、燈和電動機等。晶體管輸出模塊只能帶直流負載，屬于直流輸出模塊；可控硅輸出模塊屬于交流輸出模塊；繼電器觸點輸出模塊屬于交直流兩用輸出模塊。從響應速度上看，晶體管響應最快，繼電器