示范校PLC实训教材2分解.docx
《示范校PLC实训教材2分解.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《示范校PLC实训教材2分解.docx（28页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
示范校PLC实训教材2分解
可编程序控制器、变频器控制技术实训
一、实训课题名称
实训课题2：
三菱可编程序控制器的认识
二、学时分配
本课题安排在第学期第周，共12学时。
三、实训学习目标
知识目标：
了解可编程控制器的定义、特点及应用领域；了解PLC的硬件及软件系统；掌握PLC的分类；掌握FX系列PLC的系统配置、命名方式及扫描周期的计算；重点掌握PLC的扫描工作方式与过程，对输入输出的处理规则及编程元器件。
技能目标：
会对可编程的软件简单应用。
方法目标：
教师讲授与实际操作结合使学生听懂、会干；实验过程中出现问题会分析、排除。
职业态度：
培养学生的学习兴趣，提高学生的动手操作能力；使学生养成在学习中相互配合，团结协作的习惯；加强安全教育，使学生养成良好的安全操作习惯。
四、实训项目具体工作任务
（一）认真做好随堂笔记；
（二）熟悉可编程控制器输入输出的接线方式，学会扫描周期的计算。
五、安全生产注意事项
（一）对于实体电气，必须轻拿轻放，防止摔落地面；
（二）电器元件使用时，必须先固定在模拟板面上，再行操作；
（三）使用时不可用力过猛，防止拧裂或螺丝滑扣。
六、教师知识与技能准备
FX2系列PLC的硬件及软件系统的组成及使用，PLC扫描工作方式与过程。
七、学生知识与技能准备
（一）对可编程的感性认识；
（二）预习可编程控制器的基本组成及工作原理。
八、工具、设备与材料准备（按两人一小组准备）
设备与材料清单
工具与仪表清单
名称
型号
数量
名称
规格、型号
数量
可编程控制器
FX2N-32MR
1台
尖嘴钳
自定
1把
编程电缆
配套
1跟
中号螺丝刀
150
1把
微机
自定
1台
中号螺丝刀
150
1把
机螺丝
M4×20
若干
小号螺丝刀
100
1把
小号螺丝刀
100
1把
试电笔
自定
1支
剥线钳
自定
1把
断线钳
自定
1把
万用表
自定
1块
九、操作工艺步骤与技术要点
（一）工艺流程
预习→提问→听授→笔记→复习巩固→整理工位。
（二）技术要点
拆解时要心细，不许用力过大，不许无目的拆解，不知后果要多问。
十、教学进程安排
（一）实训课进程安排
1.入门指导及理论辅导，共6学时。
第二章三菱PLC的认识
2.1机器硬件的认识
2.1.1FX2N系列PLC各部分名称
135mm宽DIN导轨
2安装孔对角2个（φ4.5）
3③电源、辅助电源、输入信号用的装卸式端子
4输入指示灯
5⑤扩展单元、扩展模块特殊单元、特殊模块、接线插座盖板
6输出用的装卸式端子
7输出动作指示灯
8DIN导轨装卸用卡子
9面板盖
10外围设备接线插座、盖板
11动作指示灯
POWER—电源指示
RUN—运行指示灯
BATT.V—电池电压下降指示
PROG-E—出错指示闪烁（程序出错）
CPU-E—出错指示亮灯（CPU出错）
12锂电池（F2-40BL，标准装备）
13锂电池连接插座
14另选存储器滤波器安装插座
15功能扩展板安装插座
16内置RUN/STUP开关
17编程设备、数据存储单元接线插座
18产品名牌标示贴
2.1.2三菱可编程控制器（FN2N-32MR）的部分外部端子
2.1.3FX系列PLC型号名称的含义
①系列名称，如0S、0N、2N等。
②输入输出的总点数（4～128），2AD为2ch模拟输入的特殊模块，2DA为2ch模拟输出的特殊模块。
③单元类型：
M为基本单元，E为输入输出混合扩展单元与扩展模块，EX为输入专用扩展模块，EY为输出专用扩展模块。
④输出形式：
R为继电器输出，T为晶体管输出，S为双向可控硅输出。
⑤特殊品种的区别：
2.1.4系统框图的比较
2.1.5PLC的硬件等效电路图
接触器控制电动机单向旋转控制电路
2.1.6PLC的内部等效电路图
PLC控制系统等效电路图
§2.2可编程控制器的软件组成
可编程控制器的软件主要包括两部分：
系统程序和用户程序
2.2.1系统程序
系统程序主要包含：
1、系统管理程序
2、用户指令解释程序
3、标准程序模块及系统调用程序
2.2.2用户程序
1、梯形图（LAD）编程
（1）符号对照
（2）典型的梯形图示意图
2、指令表（STL）编程
3、状态流程图（功能图）编程
2.2.3可编程序控制器的程序结构
1、用户程序
2、数据块
3、参数块
§2.3可编程序控制器的工作原理
2.3.1可编程序控制器的工作方式与运行框图
继电接触器控制与PLC控制方式比较
a）继电接触器控制系统控制b）PLC控制梯形图
2.3.2PLC的工作方式
PLC的工作方式是一个不断循环的顺序扫描工作方式，每一次扫描所用的时间称为扫描周期。
CPU从第一条指令开始，按顺序逐条地执行用户程序直到用户程序结束，然后返回第一条指令开始新的一轮扫描。
PLC就是这样周而复始地重复上述循环扫描工作的。
2.3.3PLC的完整等效电路图实例
§2.4可编程序控制器的工作性能指标
2.4.1描述PLC性能的几个术语
Ø位：
二进制的一位，仅有1、0
Ø数字：
4位二进制数构成一个数字
Ø字节：
2个数字或8位二进制数构成一个字节
Ø字：
两个字节构成一个字。
2.4.2PLC的主要性能指标
（1）存储容量
（2）输入∕输出点数
（3）扫描速度
（4）编程指令的种类和数量
（5）扩展能力
（6）智能单元的数量
§2.5FX2系列PLC内部继电器的功能及编号
2.5.1输入继电器
输入继电器X（X0-X177）FX2N为X0-X267184点八进制
输入继电器是PLC用来接收用户设备发来的输入信号。
输入继电器与PLC的输入端相连。
输入继电器的地址编号采用八进制。
图5-1（a）输入继电器等效电路
2.5.2输出继电器Y（Y0-Y177）
输出继电器是PLC用来将输出信号传给负载的元件。
输出继电器的外部输出触点接到PLC的输出端子上。
输出继电器的地址编号采用八进制。
图5-1（b）输出继电器等效电路
2.5.3辅助继电器M
辅助继电器可分为：
通用型、断电保持型和特殊辅助继电器三种，辅助继电器按十进制编号。
（1）通用辅助继电器M0-M499（500点）
（2）断电保持辅助继电器M500-M1023（524点）。
（3）特殊辅助继电器M8000-M8255（256点）
PLC内的特殊辅助继电器各自具有特定的功能：
1）只能利用其触点的特殊辅助继电器，线圈由PLC自动驱动，用户只利用其触点
M8000：
运行监控用，PLC运行时M8000接通
M8002：
仅在运行开始瞬间接通的初始脉冲特殊辅助继电器
M8011：
产生10ms时钟脉冲的特殊辅助继电器
M8012：
产生100ms时钟脉冲的特殊辅助继电器
M8013：
产生1s时钟脉冲的特殊辅助继电器
2）可驱动线圈型特殊继电器，用于驱动线圈后，PLC作特定动作
M8030：
锂电池电压降低指示灯熄灭特殊继电器
M8033：
PLC停止时映像寄存器与数据寄存器中的内容保持不变
M8034：
禁止输出的特殊辅助继电器
M8039：
线圈“通电”时，PLC以D8039中指定的扫描时间工作
2.5.4状态继电器S
状态继电器S是编制步进控制顺序中使用的重要元件，它与步进指令STL配合使用
状态继电器有下列五种类型：
1）初始状态继电器：
S0-S9共10点
2）回零状态继电器：
S10-S19共10点
3）通用状态继电器：
S20-S499共480点
4）保持状态继电器：
S500-S899共400点
5）报警用状态继电器：
S900-S999共100点
2.5.5定时器T
定时器在PLC中的作用相当于一个时间继电器，它有一个设定值寄存器，一个当前值寄存器以及无限个触点。
三菱FX2N系列定时器的类型有两类:
一种是通用定时器,通用定时器没有保持功能,在控制条件为断开或停电时将复位;另外一种是积算定时器,具有断电保持功能,其复位可通过RST强制执行。
元器件个数和元件编号如表1所示,其定时值有一定范围,FX2N系列PLC定时器时间基数分为100ms,10ms,1ms,三档,由于时间常数范围在0～3276.7s,0.01～327.67s,0.001～32.767s,三档。
定时器可以用用户程序存储器内的常数k作为设定值，也可以用数据寄存器D的内容作为设定值。
定时器
时间基数ms
元件编号
元件个数
设定值范围
分辨率/ms
100ms通用定时器
100
T0-T199
200
0.1—3276.7s
100
10ms通用定时器
10
T200-T245
46
0.01—327.67s
10
1ms积算定时器
1
T246-T249
4
0.001—32.767s
1
100ms积算定时器
100
T250-T255
6
0.1—3276.7s
100
定时器的工作原理：
图5-2定时器的工作原理
图5-3积算定时器的工作原理图
2.5.6计数器C
计数器可分为普通计数器和高速计数器
（1）16位加计数器（设定值：
1-32767）
有两种16位加/减计数器：
通用型：
C0-C99共100点、断电保持型：
C100-C199共100点。
其设定值K在1-32767之间。
设定值K0与K1含义相同，即在第一次计数时，其输出触点动作。
加计数器的动作过程示例
图5-4加计数器的动作过程
（2）32位双向计数器（设定值：
-2147483648—+2147483647）
有两种32位加/减计数器：
通用计数器：
C200-C219共20点、保持计数器：
C220-C234共15点。
计数方向由特殊辅助继电器M8200-M8234设定。
加减计数方式设定：
对于C△△△，当M8△△△△接通（置1）时，为减计数器，断开（置0）时，为加计数器。
计数值设定：
直接用常数K或间接用数据寄存器D的内容作为计数值。
间接设定时，要用元件号紧连在一起的两个数据寄存器。
加减计数器的动作过程示例
图6-5加减计数器的动作过程
（3）高速计数器
高速计数器C235-C255共21点共享PLC上6个高速计数器输入（X000-X005）。
高速计数器按中断原则运行。
2.5.7数据寄存器D
（1）通用数据寄存器D0-D199共200点。
只要不写入其它数据，已写入的数据不会变化。
但是，PLC状态由运行→停止时，全部数据均清零。
（2）断电保持数据寄存器D200-D511共312点，只要不改写，原有数据不会丢失。
（3）特殊数据寄存器D8000-D8255共256点这些数据寄存器供监视PLC中各种元件的运行方式用。
（4）文件寄存器D1000-D2999共2000点。
2.5.8变址寄存器（V/Z）
变址寄存器的作用类似于一般微处理器中的变址寄存器（如Z80中的IX、IY），通常用于修改元件的编号。
§2.6认识三菱可编程FXGP软件
2.6.1设置编辑文件的路径：
v操作步骤：
1.首先打开Windows界面进入“我的电脑”
2.选中E盘，新建一文件夹取名为【学员PLC】
3.此下再建文件夹取名为【2009电气1班】
4.此下再建文件夹取名为【本人姓名】
5.此下再建文件夹取名为【课题*】
6.然后进入FXGP编程软件。
点击“开始”→所有程序→MELSEC-FFXApplications→→FXGP_WIN―C
2.6.2编辑文件的正确进入：
根据实际确定机型，若FX2N即选中FX2N，然后[确认]，就可马上进入编辑程序状态。
首先打开FXGP编程软件，
点击〈文件〉子菜单〈新文件〉或点击常用工具栏
弹出[PLC类型设置]对话框，供选择机型。
注意这时编程软件会自动生成一个SWOPC-FXGP/WIN-C-【UNTITL**】文件名，即C：
\FXGPWIN\（UNTITL**）,在这个文件名下可编辑程序。
2.6.3编辑文件的正确保存：
1.点击〈文件〉子菜单〈另存为〉
2.弹出[FileSaveAs]对话框，在“文件名”中能见到自动生成的〈SWOPC-FXGP/WIN-C-UNTITL**〉文件名
3.这是编辑文件用的通用名，在保存文件时可以使用，但我们建议一般不使用此类文件名
4.先擦去自动生成的“文件名”，然后在“文件名”框中输入（课题*.pmw）
5.有了文件名，单击“确定”键，弹出“另存为”对话框，在“文件题头名”框中输入一个自己认可的名字，单击“确定”键，完成文件保存。
注：
如果点击工具栏中“保存”按键只是在同名下保存文件。
2.6.4打开已经存在的文件：
v首先点击编程软件FXGP-WIN-C，在主菜单〈文件〉下选中〈打开〉弹出[FileOpen]对话框，选择正确的驱动、文件类型和文件名，单击“确定”键即可进入以前编辑的程序。
2.6.5FXGP-WIN-C编程软件的界面介绍：
§2-7各种各样的三菱PLC软件用途
三菱PLC软件应用非常广泛，比如AD/DA/SC等等，不过这些都只能用于Q系列，FX系列还是得用原来的指令，比如DA/AD的话，只能使用FROM和TO。
下面就是三菱可程序设计控制器系列软件介绍.
1、三菱PLC编程软件FXGP-WIN-C
三菱FX系列PLC程序设计软件（不含FX3U）,支持梯形图、指令表、SFC语言程序设计,可进行程序的线上更改、监控及调试，具有异地读写PLC程序功能。
2、三菱PLC编程软件GXDeveloper
三菱全系列PLC程序设计软件,支持梯形图、指令表、SFC、ST及FB、Label语言程序设计，网络参数设定，可进行程序的线上更改、监控及调试，结构化程序的编写（分部程序设计），可制作成标准化程序,在其它同类系统中使用。
3、三菱PLC编程仿真软件GXSimulator
三菱PLC的仿真调试软件，支持三菱所有型号PLC（FX,AnU,QnA和Q系列），模拟外部I/O信号，设定软件状态与数值。
4、三菱PLC编程软件GXExplorer
三菱全系列PLC维护工具,提供PLC维护必要的功能。
类Windows操作，通过拖动进行程序的上传/下载，可以同时打开几个窗口监控多CPU系统的资料，配合GXRemoteService-I使用网际网络维护功能.
5、三菱PLC编程软件GXRemoteServiceI
三菱全系列PLC远程访问工具，安装在服务器上，通过网际网络/局域网连接PLC和客户。
将PLC的状态发EMAIL给手机或计算机，可以通过网际网络流览器对软组件进行监控/测试。
在客户机上，可使用GXExplorer软件通过网际网络/局域网进入PLC。
6、三菱PLC编程软件GXConfigurator-CC
A系列专用，cclink单元的设定，监控工具。
用于A系列CC-Link主站模块的CC-Link网络参数设定,无需再编制顺控程序来设定参数，在软件图形输入屏幕中简单设定。
可以监控,测试和诊断CC-Link站的状态（主站/其它站），可以设置AJ65BT-R2的缓存寄存器。
7、三菱PLC编程软件GXConfigurator-AD
Q系列专用，A/D转换单元的设定，监控工具。
用于设置Q64AD、Q68ADV和Q68ADI模数转换模块的初始化数据和自动刷新资料，不用编制顺控程序即可实现A/D模块的初始化功能。
8、三菱PLC编程软件GXConfigurator-DA
Q系列专用，D/A转换单元的设定，监控工具。
用于设置Q62DA、Q64DA、Q68DAV和Q68DAI数模转换模块的初始化及自动刷新数据。
不用编制顺控程序即可实现D/A模块的初始化功能。
9、三菱PLC编程软件GX ConfigMB
Q系列专用，MODBUS决议串行通信单元的设定，监控工具。
用于设置串行通信模块QJ71MB91.
10、三菱PLC编程软件GXConfigurator-SC
Q系列专用，串行通信单元的设定，监控工具。
用于设置串行通信模块QJ71C24（N）、QJ71C24（N）-R2（R4）的条件资料。
不用顺控程序即可实现
（1）传送控制，
（2）MC协议通讯，（3）无协议通讯，（4）交互协议通讯，（5）PLC监视功能，（6）调制解调器设置参数设定。
11、三菱PLC编程软件GXConfigurator-CT
Q系列专用，高速计数器单元的设定，监控工具。
用于设置QD62、QD62E或QD62D高速计数模块的初始化数据和自动刷新资料，不用编制顺控程序即可实现初始化功能。
12、三菱PLC编程软件GXConfigurator-PT
Q系列专用，QD70单元的设定，监控工具。
用来设定QD70P4或QD70P8定位模块的初始化数据。
省去了用于初始化资料设定的顺控程序，便于检查设置状态和运行状态。
13、三菱PLC编程软件GXConfigurator-QP
Q系列专用，QD75P/DM用的定位单元的设定，监控工具。
可以对QD75□□进行各种参数、定位资料的设置、监视控制状态并执行运行测试。
进行（离线）预设定位资料基础上的模拟和对调试和维护有用的监视功能，即以时序图形式表示定位模块I/O信号、外部I/O信号和缓冲存储器状态的采样监视。
14、三菱PLC编程软件GXConfigurator-TI
Q系列专用，温度输入器单元的设定，监控工具。
用于设置Q64TD或Q64RD温度输入模块的初始化数据和自动刷新资料，不用编制顺控程序即可实现初始化功能。
15、三菱PLC编程软件GXConfigurator-TC
Q系列专用，温度调节器单元的设定，监控工具。
用于设置Q64TCTT、Q64TCTTBW、Q64TCRT或Q64TCRTBW温度控制模块的初始化数据和自动刷新数据。
16、三菱PLC编程软件GXConfigurator-AS
Q系列专用，AS-I主控单元的设定，监控工具。
用于设置AS-i主模块QJ71AS92自动读出/写入的通信资料、CPU软组件存储的自动刷新设置、配置资料的注册/EEPROM保存等的软件工具。
17、三菱PLC编程软件GXConfigurator-DP
MELSEC-PLC系列专用，Profibus-DP模块的设定，监控工具。
用于设置Profibus-DP主站模块QJ71PB92D和A（1S）J71PB92D网络参数（包括主站参数设定、总线参数设定、从站设定等）的软件工具。
使用QJ71PB92D时可以实现自动刷新功能，可以通过网络线上远程登入模块。
18、三菱PLC编程软件GXConverter
GXConverter软件包用于将GXDeveloper的资料转换成Word或Excel资料使文文件的创建简单化。
把Excel资料（CSV格式）或文本资料（TXT文件）用于GPPW，把GPPW程序表和软组件注释转换为Excel资料（CSV格式）或文本资料（TXT文件）。
19、三菱PLC编程软件MXComponent
MXComponent支持个人计算机与可程序设计控制器之间的所有通信路径，支持VisualC++、VisualBasic和AccessExcel的VBA、VBScript。
不用考虑各种通信协议的不同，只要经简单处理即可实现通信。
不用连接PLC，和GXSimulator同时使用，实现仿真调试。
20、三菱PLC编程软件MXSheet
MXSheet是一种软件包，它使用Excel，不用程序设计，只要进行简单设置，即可运行可程序设计控制器系统的监视/记录/警报信息的采集/设置值的更改操作。
将可程序设计控制器的软组件资料存储在Excel上，能够容易地收集和分析现场的品质、温度、试验结果等的资料。
Excel上显示可程序设计控制器内的软组件实时状态。
将可程序设计控制器内的位信息作为警报信息存储在Excel上，保存故障发生的历史记录。
自动保存按照指定时刻或可程序设计控制器发出触发条件Excel上显示出来的资料，可用来实现日报和试验结果表的制作和存储的自动化。
§2.8USB-SC09-FX编程电缆使用说明
USB-SC09-FXISO采用美国Silicon公司推出的USB-UART数据转换器,通过它实现USB2.0到UART的转换.适合新一代的带有USB接口的系统.通过USB接口提供串行连接及RS422信号转换的编程电缆，在电脑中运行的驱动程序控制下，将电脑的USB接口仿真成传统串口（俗称COM口），从而使用现有的各种编程软件、通信软件和监控软件等应用软件。
本电缆的工作电源取自USB端口，不再由PLC的编程口供电，转换盒上的双色发光二极管指示数据的收发状态。
USB-SC09-FXISO光电隔离型编程电缆适用于三菱FX3U/FX2N/FX1N/FX1S/FX0N/FX0S等系列PLC。
USB-SC09-FXISO电缆外形结构：
使用方法：
USB-SC09-FXISO编程电缆需要安装USB设备驱动程序才能使用，这些驱动程序均包含在随产品发售的光盘上，直接点击安装。
驱动程序安装完成后，在Windows的设备管理器中将出现cp2102USBtoUARTBridgeContrdler对应的COM口，只需在编程软件或其它应用软件中选择该COM口即可，其它通信参数使用默认设置，接下来的使用同传统的RS232口编程电缆完全相同。
特别注意：
插拔数据线必须在PLC断电情况下进行！
！
否则很容易烧毁数据线！
方向、轻插轻拔。
v使用USB编程电缆：
v1、安装相应驱动程序；
v2、端口设置：
vFXGP软件:
菜单中选PLC——端口设置（选COM3）
2.学生训练及巡回指导，共4学时。
内容及要求如下：
（1）按组分发材料；
（2）逐一登记，加强材料管理；
（3）拆装可编程，了解其结构。
3.结束指导及考核评价，共2学时。
内容及要求如下：
（1）对课堂发现的共性问题进行分析评价；
（2）指出本课教学要点。
十一、考核与评价
1.考核方法
现场提问及巡回评价，给出成绩。
2.评价标准
知识掌握：
20%
技能达标：
30%
方法掌握：
15%
职业态度：
15%
学习态度：
20%
.
十二、教学建议
先讲授后分组训练，全班按2人一个工作组，6-8人一个实训项目组，按人数不同分成若干项目组，每项目组设组长1人，副组长1人。
教学过程中应根据学生的掌握情况安排课题进度，在巡回指导中对共性问题要强调解决。
对学生的评价应客观公正，多鼓励少批评，激励学生的专业兴趣。
升级会员 