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项目一. PLC 编程基础知识. 广东省普宁职业技术学校. 2011 、 3. 可编程控制器 FX 2N. 1.1 简单了解 PLC. 项目一 PLC 编程基础知识. 学习目的： 对 PLC 这个陌生的设备有所认识，并了解其在工业生产中的重要位置。. 1.1 简单了解 PLC. 学习重点 ： （ 1 ） PLC 的定义； （ 2 ） PLC 的发展状况； （ 3 ） PLC 的应用场合； （ 4 ） PLC 结构。.

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  1. 项目一 PLC编程基础知识 广东省普宁职业技术学校 2011、3

  2. 可编程控制器FX2N

  3. 1.1 简单了解PLC

  4. 项目一 PLC编程基础知识 学习目的：对PLC这个陌生的设备有所认识，并了解其在工业生产中的重要位置。 1.1 简单了解PLC 学习重点：（1）PLC的定义； （2）PLC的发展状况； （3）PLC的应用场合； （4）PLC结构。 课 时：2节 教学方法：讲授

  5. 1.可编程控制器的名字 根据可编程控制器这个名字可以理解为它是一个可以编写程序来实现某些控制的机器；英文名为Programmable Logical Controller简称PLC 2 、可编程控制器 (PLC)的定义 国际电工委员会（IEC）定义： 可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下的应用设计。它采用可编程的存储器，用来存储执行逻辑运算和顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字或模拟的输入/输出接口，控制各种类型的机器设备或生产过程。 是一种易与工业控制系统连成一个整体且具有扩充功能的设备，是一种具有通讯功能与可扩展输入/输出接口的工业计算机。

  6. 3、PLC的产生与发展 世界第一台PLC： 1969年由美国数字设备公司（DEC公司）研制成功。 1970～1980年：PLC的结构定型阶段。应用主要面向机床、生产线。 1980 ～1990年：PLC普及阶段。应用向顺序控制的各个工业领域扩展。 1990 ～2000年：PLC的多功能与小型化阶段。应用由顺序控制向现场控制拓展。 2000年至今：PLC继续高性能与网络化阶段。应用面向全部工业自动化控制领域。

  7. 4.PLC的特点 PLC从开始研制到成熟应用只有短短几十年，作为工业自动控制的核心器件，PLC在工业自动控制领域应用之广、应用之普及，很大程度在于它具备以下两个优势：一是有着强大的功能与很高的可靠性，二是它的程序编写思路与继电器控制电路极为相似，容易为电气技术人员所掌握，因此深受电气技术人员的欢迎。 PLC的特点 ⑴ 可靠性高：适应不同的工业环境，抗外部干扰强，无故障时间长，系统程序与用户程序相对独立，不容易发生死机现象。 ⑵使用灵活：以基本单元加扩展模块的形式，能满足更多的接口需要与多功能需要。 ⑶编程容易：编程语言面向电气工程人员，采用与继电器控制线路相似的梯形图（或顺序控制流程图）进行设计，简洁直观，易于理解和掌握。 ⑷安装、调试、维修方便：只需进行输入/输出接口接线，外部连接线少。有自诊断和动态监控功能，方便调试，可现场进行程序调整与修改。

  8. 5.PLC的应用 PLC应用领域很广,目前，PLC在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业中。最常见的电梯、交通灯、机械手、生产线等等。

  9. PLC的应用 注塑机 印刷机械 饮料灌装机 组合车床 各种自动化设备的单机 与多机组的顺序控制 PLC 物料包装线 电镀工作线 工作检测线 自动线的顺序控制 ⑴用PLC作设备自动运行的顺序控制

  10. PLC的应用 食品包装系统

  11. PLC的应用 啤酒生产线

  12. PLC的应用 购物选择按钮 1.5元 2.5元 自动售货机 L1 灯亮:投币不足 灯闪:无货 L2 灯亮:无币找零 3元 3.5元 投币口 5角 1元 5元 退币按钮 取物口 退币口 ⑵ 用PLC作随机控制 PLC 电梯控制 恒压供水系统控制 自动售货机

  13. PLC的应用 4 3 2 1 电梯运行方向控制要求 1、根据最早输入的呼梯信号，判断电梯是上行还是下行。 定向分轿厢内指令定向和轿厢外呼梯定向。 2、同向先执行方式： 电梯在收到多个呼梯信号时，采用首个呼梯信号定向，同向的信号先执行；一个方向的任务全部执行完毕后再换向。 3、一个方向的任务执行完毕后换向时，依据最远站响应的原则。 4、系统具有同向顺路搭客的载车功能。 四层电梯模型

  14. PLC的应用 恒压供水系统 恒压供水控制要求 用户用水的多少是经常变动的，因此，供水不足或供水过剩的情况经常发生。而用水与供水间的不平衡集中地反映到供水的压力上；用水多而供水少，则压力低；用水少而供水多，则压力大。保持供水的压力恒定，可使供水与用水保持平衡，即用水多时供水也多，用水少时供水也少。通过控制系统实现流量从0到最大之间变化时保持水压恒定。达到供水合理、节能的目的。

  15. PLC的应用 X-Y加工机 X-Y封装机 ⑶ 用PLC作运动控制 驱动步进电动机或伺服电动机作单轴与多轴位置、速度的平滑与高精度控制

  16. PLC的应用 转盘式的定位加工机 X-Y定位加工机 驱动步进电动机或伺服电动机作单轴与多轴位置、速度的平滑与高精度控制

  17. PLC的应用 废品焚化系统 恒温加工场 ⑷ 用PLC作过程控制 对在工作过程中连续变化的温度、压力、流量等物理量作调节 将一个具有PID控制能力的PLC用于过程控制，当控制过程中某个变量出现偏差时，PID控制算法会计算出正确的输出，把变量保持在设定值上。PID算法一旦适应了工艺，就不管工艺发生什么样混乱而保持设定值。从而实现闭环控制功能。

  18. PLC的应用 ⑸ 用PLC作数据处理 数控机床（CNC） 把顺序控制的PLC与计算机数值控制（CNC）设备结合。 机械加工中心 加工系统

  19. PLC的应用 工厂自动化（FA）系统 PLC与PLC间、PLC与上级计算机间采用光纤通信、多级传递。I/O模块按功能各自放置在生产现场作分散控制，用现场总线组成网络构成集中管理信息的分布式实时控制网络系统。 柔性制造（FMS）系统 集 散 系 统 ⑹通信和联网

  20. 6、PLC的基本构成 电源 中央处理器 （CPU） 输入接口 输出接口 用户控制元件 用户执行元件 存储器 系统程序（ROM）（已固化） 用户程序（RAM）（可修改） （I） （O） 编程器 计算机、编程软件；人机界面；手编器 ②.CPU：中央处理器，负责指挥信号与数据的接收与处理、程序执行，输出控制等系统工作。 ①.电源：为PLC内部提供工作电源，同时也为外部元件提供一个容量不大的DC24V电源。 ④RAM：用户存储器，用于存储用户编写的程序，可由用户根据控制需要进行删改。 ③.ROM：系统存储器，内部固化了厂家的系统管理程序与用户指令解释程序，不能删改。

  21. PLC的基本构成 电源 中央处理器 （CPU） 输入接口 输出接口 用户控制元件 用户执行元件 存储器 系统程序（ROM）（已固化） 用户程序（RAM）（可修改） （I） （O） 编程器 计算机、编程软件；人机界面；手编器 PLC设置有通信接口与外部设备（如计算机、触摸屏等）进行通信联接。PLC还安装有扩展接口，在有需要时可以接上各种功能扩展卡，增加PLC的功能。 ⑥.输出接口 用于连接指示灯、接触器线圈、电磁阀线圈等执行元件，输出PLC的程序指令驱动执行元件。 ⑤.输入接口 用于连接各类开关、按钮和传感器等，接受外来元件如开关、按钮、传感器输入的接通或断开的开关量信号，或电位器、传感器等数值连续变化输入的模拟量信号（需要进行模拟量与数字量的变换）。

  22. 7、目前国内常见的PLC品牌 日本三菱 德国西门子 日本欧姆龙 日本松下 目前，在我国设备上较多使用的PLC主要有德国的西门子公司、日本三菱公司、松下公司和欧姆龙公司的产品，美国的AB公司和GE公司也有产品在我国使用。由于不同公司产品的程序指令各有不同，因此每应用任何一种不同公司的PLC产品，都需要进行使用前的学习。

  23. 8、目前常用的三菱PLC型号 Q系列 FX3U FX2N FX1N

  24. 9、PLC型号说明 输 入 输 出 点 数 系列名称 基本单元 输出形式 三菱（PLC）其中一种型号 （输入24点，输出24点） R：继电器输出（有接点、交流、直流负载两用） T：晶体管输出（无接点、直流负载用） S：三端双向可控硅开关元件输出（无接点，交流负 载用） E：扩展设备 FX2N— 4 8 M R

  25. 10、三菱PLC（ FX2N—48MR）基本单元的面板结构 PLC输入端用Xn表示，用8位数制标注，（X0～X7、 X10～X17…）。 POWER （电源指示） 内置RUN/STOP开关 输入程序时置STOP； 程序运行时置RUN； RUN （运行指示） · COM X0 X2 X4 X6 X10 X12 X14 X16 X20 X22 X24 X26 · BATT。V （电池电压下降指示） IN PROG—E CPU—E （程序出错指示闪烁） COM 1 L N Y1 Y3 · COM 2 24+ X1 Y5 X3 Y7 COM 3 X5 X7 Y11 X10 Y13 X13 COM 4 Y15 X15 Y17 X17 X24 Y21 Y23 X25 X27 （CPU出错指示闪烁） OUT 通信插座： 连接手编器、计算机的通信接口 Y2 · Y4 Y6 · Y10 Y12 · Y14 Y16 Y20 Y22 Y24 Y26 COM 5 Y0 Y25 Y27 （输入指示灯） （输出动作指示灯） PLC输出端用Yn表示，用8位数制标注，（Y0～Y7、 Y10～Y17…）。 可在脱离负载的状态下，通过观察输入/输出指示灯的发光情况对程序进行判断。

  26. 11、训练器材 PLC模块 按钮、开关模块 天塔之光 电机控制 水塔供水 液体混合 电源模块 交通灯 邮件分拣 送料装车 自动售货 自动扶梯 无塔供水 由实验模块组成的实训设备示意图

  27. PLC训练设备的电源模块简图 使用说明： ⑴QF为空气开关，设有短路与过载保护，作实训装置的电源总控制。 ⑵PLC工作电源（L、N）可接交流220V电源插座。用SA2开关控制。 ⑶直流24V电源用插接孔连接输出，最大工作电流为2A。用开关SA1控制，并设有短路保护的熔断器。 AC220V0．2A ～ — DC24V2A FU 电源总开关 ～220V电源开关 SA1 SA2 QF ～380V电源 U V W N ～220V电源 +24V 0V （实训时要注意用电安全）

  28. PLC训练设备的开关按钮模块简图 符号说明： C 开关插孔 连接结插接孔 开关 常闭按钮插孔 SA1 SA0 SA5 SA2 SA6 SA4 SA3 SA7 常开按钮插孔 开关 SB0 SB1 SB2 SB3 按钮插孔 公共插孔 按钮 按钮 （公共点） （公共点） 实训时要正确接线与操作

  29. 计算机与编程软件 编程前应在计算机内预装以下PLC（三菱）编程软件。 FX—PCS/WIN或GX Developer 本书程序使用GX Developer编写 两种软件的用法大致相同，但版面菜单与操作略有区别。都可以在实训中使用。

  30. 项目一 PLC编程基础知识 （1）了解实训相关设备；（2）掌握实训应遵循的步骤；（3）掌握PLC内部等效电路图原理，以便更准确的接线与编程。 1.2 PLC（三菱）实训相关知识 学习重点： 课 时：2节 学习目的： 学习实训设备相关知识，为一体化教学做准备。 教学方法：多媒体

  31. 1、用PLC实现控制的基本工作步骤 ⑴理解实训任务的内容与控制要求。 ⑵画制PLC的I/O接线图或I/O分配表。 ⑶根据PLCI/O接线图或I/O分配表完成PLC与外接输入元件和输出元件的接线。 ⑷根据控制要求，用计算机编程软件编写梯形图程序或指令程序；并将编写好的PLC程序从计算机传送到PLC。 ⑸将负载送电，执行程序，将程序调试到满足任务的控制要求。 请记住这个工作步骤，以后进行的每一个PLC控制的实训任务，都基本上按此工作流程进行。不要怕麻烦。籍此养成细致有序的工作作风，对你是大有益处的。

  32. 2、PLC输入继电器 PLC输入继电器用Xn表示， 用8位数制标注 PLC输入继电器的接线端子 外接控制和信号元件 PLC内部的输入继电器 常开按钮 SB1 X0 X5 X10 X3 X2 X1 X11 X7 X0 X4 X6 常闭按钮 SB2 X1 开关（常开触点） SA1 X2 开关（常闭触点） SA2 X3 旋转开关（常开触点） SA3 X4 旋转开关（常闭触点） SA4 X5 SQ1 X6 位置开关（常开触点） SQ2 X7 位置开关（常闭触点） S1 传感器常开触点 X10 S2 X11 磁性开关常开触点 COM 输入继电器（X）工作特点： 1）输入继电器只提供常开触点与常闭触点供用户使用。 2）每一个输入继电器有无数个常开触点和常闭触点。 3）输入继电器的触点状态是由其所接的外部元件的开关状态（断开或闭合）或输入的数字信号（1或0）所决定的（若是模拟量输入，则应先把它转变为数字量再输入）。 PLC PLC输入端是由内部多个输入继电器（X）组成。用于接受与PLC输入端相接的外接元件的指令信号。

  33. PLC输入继电器（X）与部分外接元件 PLC输入继电器的接线端子 外接控制和信号元件 PLC内部的输入继电器 常开按钮 SB1 X0 X7 X1 X3 X0 X4 X5 X6 X2 X10 X11 常闭按钮 SB2 X1 开关（常开触点） SA1 X2 开关（常闭触点） SA2 X3 旋转开关（常开触点） SA3 X4 旋转开关（常闭触点） SA4 X5 位置开关（常开触点） X6 SQ1 位置开关（常闭触点） X7 SQ2 S1 传感器常开触点 X10 S2 X11 磁性开关常开触点 COM PLC 可以与输入继电器（X）连接的硬元件主要有各种开关、按钮、传感器和接近开关等 +24V

  34. FX2N—48MRPLC基本单元输入继电器（X）的数量 · COM X0 X2 X4 X6 X10 X12 X14 X16 X20 X22 X24 X26 · L N · 24+ X1 X3 X5 X7 X10 X13 X15 X17 X24 X25 X27 FX2N—48MR PLC基本单元有输入继电器（X）24个: X0、X2、X3、X4、X5、X6、X7 X10、X11、X12、X13、X14、X15、X16、X17 X20、X3、21、X22、X23、X24、X25、X26、X27 （若加装I/O接口的扩展模块，可达到256个）

  35. 3、PLC输出继电器 PLC输出继电器用Yn表示， 用8位数制标注 PLC输出继电器的接线端子 PLC内部的输出继电器 输出继电器（Y）工作特点： 1）每个输出继电器都提供1个线圈及与线圈地址相同的无数个常开触点与常闭触点给用户使用。 2）当线圈被驱动时，该线圈对应的触点也会相应动作。而接在这个输出继电器的执行元件就会同时被驱动。 PLC的输出端是由内部多个输出继电器（Y）组成的。用于向接在PLC输出端的执行元件发出控制信号。

  36. PLC输出继电器（Y）与部分外接元件 PLC输出继电器的接线端子 PLC内部的输入继电器 外接执行元件 与输出继电器联接的硬元件通常有灯、电磁阀线圈、接触器线圈等执行元件；以及变频器、步进电动机驱动器等专用设备控制器的控制端。 （执行元件的接线注意点请参阅教材P6）

  37. FX2N—48MRPLC基本单元输出继电器（Y）的数量 COM 1 Y1 Y3 COM 2 Y5 Y7 COM 3 Y11 Y13 COM 4 Y15 Y17 Y21 Y23 Y2 · Y4 Y6 · Y10 Y12 · Y14 Y16 Y20 Y22 Y24 Y26 COM 5 Y0 Y25 Y27 FX2N—48MR PLC基本单元有输出继电器（X）24个: Y0、Y1、Y2、Y3（COM1）； Y4 、Y5、Y6、Y7（COM2）； Y01、Y11、Y12、Y13（COM3）； Y14、Y15、Y16、Y17（COM4） Y20、Y21、Y22、Y23、Y24、Y25、Y26、Y27（COM5）

  38. 4、初步了解PLC的接线 接入输入执行元件 接入电源 AC220并接地 开关、按钮和传感器等 L E N 输入继电器线端子 连接计算机 通过计算机进行程序的编写 输出继电器接线端子 接入输出执行元件 指示灯、接触器线圈、电磁阀线圈等

  39. PLC的I/O接线图 HL1 指示灯 SB1 常开按钮 Y0 KM2 X0 KM1 接触器线圈 Y1 SB2 常闭按钮 KM1 X1 KM2 接触器线圈 Y2 SA1 开关（常开触点） X2 电感线圈 QS2 带漏电保护的断路器 FU1 M L 浪涌吸收器 Y3 AC220V SA2 开关（常闭触点） R X3 LED COM1 SA3 旋转开关（常开触点） X4 Y4 SA4 X5 旋转开关（常闭触点） 微型直流电动机 PLC Y5 LED灯 X6 SQ1 位置开关（常开触点） YV 电磁阀线圈 Y6 X7 SQ2 位置开关（常闭触点） HR 蜂鸣器 S1 Y7 +24V X10 传感器常开触点 FU2 SQ1 COM2 S2 0V X11 磁性开关常开触点 COM 输入端（I）接线 输出端（O）接线

  40. PLC（ FX2N）输入与输出点的接线示意图 元件一端接PLC输入端的公共点（COM） PLC电源 元件一端接PLC输入继电器接线端 L N PE · COM X0 X2 X4 X6 X10 X12 X14 X16 X20 X22 X24 X26 · COM 1 L N Y1 · Y3 COM 2 24+ X1 Y5 X3 Y7 X5 COM 3 X7 Y11 X10 Y13 COM 4 X13 Y15 X15 Y17 X17 X24 Y21 X25 Y23 X27 Y2 · Y4 Y6 · Y10 Y12 · Y14 Y16 Y20 Y22 Y24 Y26 COM 5 Y0 Y25 Y27 元件一端接PLC输出继电器接线端 N 灯和继电器的电源 AC220V L 电器阀的电源DC24V 元件一端接工作电源 - + 切记 不同电压要分别接在不同的对应公共端（COM）

  41. 5、PLC(FX2N)的梯形图（LAD）程序 控制一个灯发光的梯形图程序 控制一个灯闪烁的梯形图程序 梯形图是PLC的一种程序编写方式，它具有逻辑性强、图形直观、执行过程可监控的特点。 （Y0启动与停止控制）

  42. X1 Y0 KM SB2 SB1 KM Y0 X0 AC220V DC24V 梯形图采用了与继电器控制线路图极为相似的图形结构与分析方法。 继电器线路图 PLC梯形图 线路图 SB1按钮作启动控制 SB2按钮作停止控制 KM继电器线圈 KM常开触点起自保持作用 输入继电器X0（软元件）作启动控制 输入继电器X1（软元件）作停止控制 输出继电器Y0(软元件） Y0常开触点起自保持作用 线路元件 当连接输入继电器X0的按钮接通时，输入继电器X0接通，使连接输出继电器Y0的执行器通电；此时输出继电器触点Y0同时接通，使连接Y0的执行器保持接通。 当连接输入继电器X1的按钮接通时，输入继电器X1断开，输出继电器Y0断电，同时Y0常开触点复位断开。 按下按钮SB1，线圈KM通电；KM常开触点闭合自锁，线圈保持接通状态。 按下按钮SB2，线圈KM断电，同时KM常开触点复位断开。 线路原理

  43. 4.如何用PLC实现1个开关控制一个指示灯的发光与熄灭4.如何用PLC实现1个开关控制一个指示灯的发光与熄灭 HL1 SA1 HL1 合上开关SA1，灯HL1发光。断开开关SA1，灯HL1熄灭。 Y0 X0 电源 SA1 左母线 右母线 电源线 理解为 电源线 转化为PLC的梯形图程序 HL1 SA1 X0 Y0 FU1 灯工作电源 COM COM1 PLC 电路工作原理 PLC接线图 合上开关SA1，输入继电器X0常开触点闭合，输出继电器Y0=ON，灯HL1发光。 断开开关SA1，输入继电器X0常开触点复位(断开)，输出继电器Y0=OFF，灯HL1熄灭。

  44. PLC（FX系列）的梯形图的常用图形符号

  45. 6、PLC PLC(FX2N)的指令程序 梯形图程序 指令程序 0 LD X0 1 OR Y0 2 ANI X1 3 OUT Y0 4 END 上述梯形图程序与指令程序控制效果相同 CMP（具有比较功能的应用指令） 如： ADD （具有二进制数加法功能的应用指令） MOV （具有传送功能的应用指令） 基本指令(27个):只有单一功能,是程序组成的最基本部分。 应用指令(246个):具有综合或特殊控制功能

  46. PLC的学习方法 第一：要有信心。 第二：要争取成功。 第三：要 “边做边学、边复习边学、边读书边学”。 第四：要动手动脑。边做边思考，边思考边理解，理解后再继续做。 第五：要独立思考，互助和交流。

  47. PLC实训的注意事项 设备送电要按操作安全要求进行。特别在实训中若发生突然停电后，应立即将实训装置的电源切断。 1．注重安全 2．注重操作规范 3．注重工作质量 4．建立环保意识

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