《PLC控制技术基础》项目三PLC流水灯控制课件.ppt

1、项目三：流水灯的项目三：流水灯的PLCPLC控制控制3.1任务资讯任务资讯3.2任务分析任务分析3.3任务决策任务决策3.4任务计划任务计划3.5任务实施任务实施3.6评价提高评价提高 流水灯是利用彩灯对建筑物等进行装饰，达到流水灯是利用彩灯对建筑物等进行装饰，达到烘托效果。这实际上是考虑了烘托效果。这实际上是考虑了PLCPLC输出的空间效果输出的空间效果（上下、内外等）和时间顺序（上下、内外等）和时间顺序(先后先后)，而针对不，而针对不同的场合对彩灯的运行方式也有不同的要求，对同的场合对彩灯的运行方式也有不同的要求，对于要求彩灯有多种不同运行方式的情况下，采用于要求彩灯有多种不同运行方式的情

2、况下，采用PLCPLC中的定时器指令来进行控制非常方便。本次项中的定时器指令来进行控制非常方便。本次项目选用了目选用了6 6位流水灯例子进行说明。位流水灯例子进行说明。整体式整体式PLCPLC的硬件系统包括：的硬件系统包括：（1 1）微处理器（）微处理器（CPUCPU）；）；（2 2）存储器（）存储器（EPROMEPROM，RAMRAM）；）；（3 3）输入）输入/输出接口（输出接口（I/OI/O）；（4 4）外围设备；）外围设备；（5 5）电源。）电源。外部设备现场用户输出设备微处理器（CPU）运算器控制器输出部件输入部件系统存储器用户存储器I/O扩展接口通讯及编程接口编程设备计算机打印机等

3、传感器按钮、开关现场信号电磁阀中间继电器执行器现场用户输入设备扩展设备扩展单元通讯模块功能模块电源变换器110V/220V市电PLC基本单元基本单元PLCPLC系统结构示意图系统结构示意图 1.1.微处理器（微处理器（CPUCPU）接收并存储用户程序和数据；接收并存储用户程序和数据；诊断电源、诊断电源、PLCPLC工作状态及编程的语法错误；工作状态及编程的语法错误；接收输入信号，送入数据寄存器并保存；接收输入信号，送入数据寄存器并保存；运行时顺序读取、解释、执行用户程序，完成用户运行时顺序读取、解释、执行用户程序，完成用户 程序的各种操作；程序的各种操作；将用户程序的执行结果送至输出端。将用户

4、程序的执行结果送至输出端。CPUCPU型号：型号：（1 1）通用微处理器（）通用微处理器（80868086、8028680286等）；等）；（2 2）单片机；）单片机；（3 3）位片式微处理器；）位片式微处理器；CPUCPU位数：位数：（1 1）8 8位，小型机，价格低，通用性好；位，小型机，价格低，通用性好；（2 2）1616、3232位，中型机，集成度高，可靠；位，中型机，集成度高，可靠；（3 3）位片式微处理器，大型机，灵活、快速。）位片式微处理器，大型机，灵活、快速。专业生产专业生产PLCPLC的厂家均采用自己开发的的厂家均采用自己开发的CPUCPU芯片。芯片。2.2.存储器存储器存放

5、系统工作程序（监控程序）；存放系统工作程序（监控程序）；存放模块化应用功能子程序；存放模块化应用功能子程序；存放命令解释程序；存放命令解释程序；存放功能子程序的调用管理程序；存放功能子程序的调用管理程序；存放存储系统参数。存放存储系统参数。用户存储器用户存储器RAM/EPROM/EEPROM存放用户工作程序；存放用户工作程序；存放工作数据。存放工作数据。3.3.输入单元输入单元带光电隔离电路带光电隔离电路多种辅助电源类型：多种辅助电源类型：ACAC电源电源DC24VDC24V输入输入 DCDC电源电源DC24VDC24V输入输入 DCDC电源电源DC12VDC12V输入输入接收开关量及数字量信

6、号（数字量输入单元）；接收开关量及数字量信号（数字量输入单元）；接收模拟量信号（模拟量输入单元）；接收模拟量信号（模拟量输入单元）；接收按钮或开关命令（数字量输入单元）；接收按钮或开关命令（数字量输入单元）；接收传感器输出信号。接收传感器输出信号。4.4.输出单元输出单元带光电隔离器及滤波器带光电隔离器及滤波器多种输出方式多种输出方式：晶体管：晶体管 晶闸管晶闸管 继电器继电器驱动直流负载（晶体管输出单元）；驱动直流负载（晶体管输出单元）；驱动非频繁动作的交驱动非频繁动作的交/直流负载（继电器输出单元）；直流负载（继电器输出单元）；驱动频繁动作的交驱动频繁动作的交/直流负载（晶闸管输出单元）。

7、直流负载（晶闸管输出单元）。n5.5.电源电源n外接外接220V220V交流电交流电n提供提供5V5V供本机使用供本机使用n提供提供24V24V供输入端使用。供输入端使用。n1.1.输入继电器输入继电器（I I）n输入继电器输入继电器(又称输又称输入入映像寄存器映像寄存器)用于接受及存用于接受及存储输入端子的输入信号。机箱上每个输入端子都储输入端子的输入信号。机箱上每个输入端子都有一个输入继电器与之对应。输入信号通过隔离有一个输入继电器与之对应。输入信号通过隔离电路改变输入继电器的状态，一个输入继电器在电路改变输入继电器的状态，一个输入继电器在存储区中占一位。输入继电器的状态不受程序的存储区中

8、占一位。输入继电器的状态不受程序的执行所左右。执行所左右。n2.2.输出继电器输出继电器（Q Q）n输出继电器输出继电器(又称输出映像寄存器又称输出映像寄存器)存储程序执行的存储程序执行的结果结果。每个输出继电器在存储区中占一位，每一个每个输出继电器在存储区中占一位，每一个输出继电器与一个输出口相对应输出继电器与一个输出口相对应。输出继电器通过输出继电器通过隔离电路，将程序运算结果送到输出口并决定输出隔离电路，将程序运算结果送到输出口并决定输出口所连接器件的工作状态。正常运行中输出继电器口所连接器件的工作状态。正常运行中输出继电器的状态只由程序的执行决定。的状态只由程序的执行决定。3.3.辅助

9、继电器（辅助继电器（M M）辅助继电器也叫内部标志位辅助继电器也叫内部标志位，是是PLCPLC中数量较大的中数量较大的一种编程元件。它不直接接受外界信号，也不能用一种编程元件。它不直接接受外界信号，也不能用来直接驱动输出元件，作用类似于继电接触器电路来直接驱动输出元件，作用类似于继电接触器电路中的中间继电器中的中间继电器。辅助继电器常用来存放逻辑运算辅助继电器常用来存放逻辑运算的中间结果。的中间结果。编址范围编址范围M0.0M31.7M0.0M31.7。n 4.4.特殊辅助继电器（特殊辅助继电器（SMSM）n特殊辅助继电器是特殊辅助继电器是PLCPLC中用于特殊用途的存储器。它可中用于特殊用途

10、的存储器。它可以作为用户与系统程序之间的界面以作为用户与系统程序之间的界面，为用户提供一些为用户提供一些特殊的控制功能及系统信息。用户操作的一些特殊要特殊的控制功能及系统信息。用户操作的一些特殊要求也可以通过特殊辅助继电器通知系统。求也可以通过特殊辅助继电器通知系统。n5.5.定时器（定时器（T T）n定时器相当于继电接触器系统中的时间继电器，定时器相当于继电接触器系统中的时间继电器，用于时间控制。用于时间控制。PLCPLC中定时器具有一个位元件，中定时器具有一个位元件，用来表示计时是否完成，还有一个字元件用来存用来表示计时是否完成，还有一个字元件用来存储定时器的计时当前值，可以参与某些运算，

11、因储定时器的计时当前值，可以参与某些运算，因而称为位复合元件。而称为位复合元件。n6.6.计数器（计数器（C C）n普通计数器主要用来对程序中反映的信号或外部普通计数器主要用来对程序中反映的信号或外部输入端低频信号进行计数，称为机内计数器。高输入端低频信号进行计数，称为机内计数器。高速计数器则用来对高于速计数器则用来对高于PLCPLC扫描频率的机外脉冲计扫描频率的机外脉冲计数。高速计数器一般工作在中断状态。计数器工数。高速计数器一般工作在中断状态。计数器工作中需一个位元件及一个存储计数当前值的字元作中需一个位元件及一个存储计数当前值的字元件，也为位复合元件。件，也为位复合元件。n7.7.数据存

12、储器（数据存储器（V V）n数据存储器用来存放数据存储器用来存放“数字数字”类数据，有的类数据，有的PLCPLC中称为中称为变量存储器。变量存储器。PLCPLC中的运算数据有中的运算数据有2 2、8 8、1010、1616进制等。进制等。可以是整数，也可是浮点制小数。占用的存储单元可可以是整数，也可是浮点制小数。占用的存储单元可以是字节、字，也可以是双字。如以是字节、字，也可以是双字。如PIDPID指令的回路表、指令的回路表、网络读写缓冲区及自由端口缓冲区等都要用到数据存网络读写缓冲区及自由端口缓冲区等都要用到数据存储器。数据存储量一般比较大，某些机型的储器。数据存储量一般比较大，某些机型的P

13、LCPLC还有专还有专门的模拟量存储单元。门的模拟量存储单元。n8.8.顺控继电器（顺控继电器（S S）n顺序控制继电器顺序控制继电器S S又称状态元件，用来组织机器操作或又称状态元件，用来组织机器操作或进入等效程序段工步，以实现顺序控制和步进控制。进入等效程序段工步，以实现顺序控制和步进控制。顺控继电器用于顺序功能图法编程。每一个状态器可顺控继电器用于顺序功能图法编程。每一个状态器可以用来代表控制状态中的一个步序，能为编程提供方以用来代表控制状态中的一个步序，能为编程提供方便。可以按位、字节、字或双字来存取便。可以按位、字节、字或双字来存取S S位，编址范围位，编址范围S0.0S31.7S0

14、.0S31.7。n9.9.局部存储器局部存储器(L)(L)n局部存储器局部存储器(L)(L)和变量存储器和变量存储器(V)(V)很相似，主要区别在很相似，主要区别在于局部存储器于局部存储器(L)(L)是局部有效的，变量存储器是局部有效的，变量存储器(V)(V)则是则是全局有效。全局有效是指同一个存储器可以被任何程全局有效。全局有效是指同一个存储器可以被任何程序序(如主程序，中断程序或子程序如主程序，中断程序或子程序)存取，局部有效是存取，局部有效是指存储区和特定的程序相关联。指存储区和特定的程序相关联。n10.10.累加器累加器(AC)(AC)nCPUCPU提供了提供了4 4个个3232位累加

15、器位累加器(AC0AC3)(AC0AC3)，可以按字节、字，可以按字节、字和双字来存取累加器中的数据。按字节、字只能存取和双字来存取累加器中的数据。按字节、字只能存取累加器的低累加器的低8 8位或低位或低1616位，双字存取全部的位，双字存取全部的3232位，存取位，存取的数据长度由所用的指令决定。可以像存储器那样使的数据长度由所用的指令决定。可以像存储器那样使用读用读/写单元，例如可以用它向子程序传递参数，或从写单元，例如可以用它向子程序传递参数，或从子程序返回参数，以及用来存放计算的中间值。子程序返回参数，以及用来存放计算的中间值。n11.11.高速计数器高速计数器(HC)(HC)nCPU

16、22XPLCCPU22XPLC提供了提供了6 6个高速计数器个高速计数器(每个计数器最高每个计数器最高频率为频率为30kHz)30kHz)用来累计比用来累计比CPUCPU扫描速率更快的事件。扫描速率更快的事件。高速计数器的当前值为双字长的符号整数，且为只高速计数器的当前值为双字长的符号整数，且为只读值。高速计数器的地址由符号读值。高速计数器的地址由符号HCHC和编号组成，如和编号组成，如HC0HC5HC0HC5。定时器指令用来规定定时器的功能定时器指令用来规定定时器的功能。定时器中有定时器中有一个设定值寄存器（一个字长），一个当前值寄存一个设定值寄存器（一个字长），一个当前值寄存器（一个字长）

17、和一个用来存储其输出触点的映象器（一个字长）和一个用来存储其输出触点的映象寄存器（一个二进制位），这三个量使用同一地址寄存器（一个二进制位），这三个量使用同一地址编号。但使用场合不一样，意义也不同。编号。但使用场合不一样，意义也不同。FX3U系列中定时器时可分为通用定时器、积算系列中定时器时可分为通用定时器、积算定时器二种。它们是通过对一定周期的时钟脉冲的定时器二种。它们是通过对一定周期的时钟脉冲的进行累计而实现定时的，时钟脉冲有周期为进行累计而实现定时的，时钟脉冲有周期为1ms、10ms、100ms三种，当所计数达到设定值时触点三种，当所计数达到设定值时触点动作。设定值可用常数动作。设定值可

18、用常数K或数据寄存器或数据寄存器D的内容来的内容来设置。设置。1 1通用定时器通用定时器通用定时器的特点是不具备断电的保持功能，即当输通用定时器的特点是不具备断电的保持功能，即当输入电路断开或停电时定时器复位。通用定时器有入电路断开或停电时定时器复位。通用定时器有100ms100ms和和10ms10ms通用定时器两种。通用定时器两种。（1 1）100ms100ms通用定时器（通用定时器（T0T0T199T199）共共200200点，其中点，其中T192T192T199T199为子程序和中断服务程序专用定时器。这为子程序和中断服务程序专用定时器。这类定时器是对类定时器是对100ms100ms时钟

19、累积计数，设定值为时钟累积计数，设定值为1 13276732767，所以其定时范围为，所以其定时范围为0.10.13276.7s3276.7s。（2 2）10ms10ms通用定时器（通用定时器（T200T200T245T245）共共4646点。这类点。这类定时器是对定时器是对10ms10ms时钟累积计数，设定值为时钟累积计数，设定值为1 13276732767，所以其定时范围为所以其定时范围为0.010.01327.67s327.67s。2 2积算定时器积算定时器积算定时器具有计数累积的功能。在定时过程中如果积算定时器具有计数累积的功能。在定时过程中如果断电或定时器线圈断电或定时器线圈OFFO

20、FF，积算定时器将保持当前的计，积算定时器将保持当前的计数值（当前值），通电或定时器线圈数值（当前值），通电或定时器线圈ONON后继续累积，后继续累积，即其当前值具有保持功能，只有将积算定时器复位，即其当前值具有保持功能，只有将积算定时器复位，当前值才变为当前值才变为0 0。（1 1）1ms1ms积算定时器（积算定时器（T246T246T249T249）共共4 4点，是对点，是对1ms1ms时钟脉冲进行累积计数的，定时的时间范围为时钟脉冲进行累积计数的，定时的时间范围为0.0010.00132.767s32.767s。（2 2）100ms100ms积算定时器（积算定时器（T250T250T25

21、5T255）共）共6 6点，是对点，是对100ms100ms时钟脉冲进行累积计数的定时的时间范围为时钟脉冲进行累积计数的定时的时间范围为0.10.13276.7s3276.7s。项目三：流水灯的项目三：流水灯的PLCPLC控制控制3.1任务资讯任务资讯3.2任务分析任务分析3.3任务决策任务决策3.4任务计划任务计划3.5任务实施任务实施3.6评价提高评价提高 本实例中，流水灯的控制要求：本实例中，流水灯的控制要求：PLCPLC运行后，灯光自动开始显示，有时每次只亮一运行后，灯光自动开始显示，有时每次只亮一盏灯，顺序从上向下，或是从下向上；有时从底层从盏灯，顺序从上向下，或是从下向上；有时从底

22、层从下向上全部点亮，然后又从上向下熄灭。运行方式多下向上全部点亮，然后又从上向下熄灭。运行方式多样，学生可自行设计。样，学生可自行设计。具体讲，共有具体讲，共有6 6盏灯，每灯亮盏灯，每灯亮1s1s，按下启动按钮顺，按下启动按钮顺序依次为序依次为L1L2L3L4L5L6L5L4L3L2 L1L2L3L4L5L6L5L4L3L2 L1L1，循环往复亮灭。，循环往复亮灭。项目三：流水灯的项目三：流水灯的PLCPLC控制控制3.1任务资讯任务资讯3.2任务分析任务分析3.3任务决策任务决策3.4任务计划任务计划3.5任务实施任务实施3.6评价提高评价提高 完成本项目有多个方案：完成本项目有多个方案：

23、软件方案：软件方案：（1 1）定时器指令；（）定时器指令；（2 2）移位指令；）移位指令；（3 3）传送指令；）传送指令；（4 4）算术指令。）算术指令。项目三：流水灯的项目三：流水灯的PLCPLC控制控制3.1任务资讯任务资讯3.2任务分析任务分析3.3任务决策任务决策3.4任务计划任务计划3.5任务实施任务实施3.6评价提高评价提高 整个项目主要包含以下几个方面整个项目主要包含以下几个方面内容：项目设计、材料准备、项目内容：项目设计、材料准备、项目实施、项目评价。实施、项目评价。1.1.输入电路输入电路 本系统上电后自动运行，无输入电路。本系统上电后自动运行，无输入电路。2.2.输出电路输

24、出电路 输出电路由输出电路由6 6只发光二极管组成。只发光二极管组成。3.3.电源电源 使用使用220V220V、50HZ50HZ的交流电，接在的交流电，接在L L、N N端。图中输端。图中输入侧的直流电源由入侧的直流电源由PLCPLC提供，而输出侧的直流电源需提供，而输出侧的直流电源需另配备。另配备。n该任务中有该任务中有6 6个输出，无输入信号，用于个输出，无输入信号，用于自锁、互锁的触点无须占用外部接线端子自锁、互锁的触点无须占用外部接线端子而是由内部而是由内部“软开关软开关”代替，故不占用代替，故不占用I/OI/O点数，资源分配如表点数，资源分配如表 Y0Y0L1L1彩灯彩灯Y1L2彩

25、灯Y2L3彩灯Y3L4彩灯Y4L5彩灯Y5L6彩灯X0启动按钮X1 停止按钮项目三：流水灯的项目三：流水灯的PLCPLC控制控制3.1任务资讯任务资讯3.2任务分析任务分析3.3任务决策任务决策3.4任务计划任务计划3.5任务实施任务实施3.6评价提高评价提高（1 1）将）将PLCPLC与热源、高电压和电子噪声隔与热源、高电压和电子噪声隔离开离开 ；（2 2）为接线和散热留出适当的空间）为接线和散热留出适当的空间 （3 3）电源定额）电源定额 （4 4）接地和接线）接地和接线 （1 1）GX DeveloperGX Developer编程软件；编程软件；（2 2）连接）连接FX-3UCPUFX

26、-3UCPU；（3 3）通信配置；）通信配置；（4 4）编程基本操作。）编程基本操作。本项目中重点使用定时器指令，使用要本项目中重点使用定时器指令，使用要素较多。使用时主要是要弄清指令的逻辑素较多。使用时主要是要弄清指令的逻辑含义和梯形图表达形式。特别是如何实现含义和梯形图表达形式。特别是如何实现循环显示。循环显示。点击工具条中的下载图标或者在命令菜单中选点击工具条中的下载图标或者在命令菜单中选择择FileDownloadFileDownload来下载程序。来下载程序。单击工具条中的运行图标或者在命令菜单中选单击工具条中的运行图标或者在命令菜单中选择择PLCRUNPLCRUN。选择选择Debu

27、gProgram StatusDebugProgram Status来监控程序。来监控程序。项目三：流水灯的项目三：流水灯的PLCPLC控制控制3.1任务资讯任务资讯3.2任务分析任务分析3.3任务决策任务决策3.4任务计划任务计划3.5任务实施任务实施3.6评价提高评价提高 依据省技能竞赛标准对项目进行评价，依据省技能竞赛标准对项目进行评价，评价过程可以分为几个小组，互相按照标评价过程可以分为几个小组，互相按照标准进行打分评价。结果汇总，教师总结。准进行打分评价。结果汇总，教师总结。n1.1.可编程控制器可编程控制器主要由主要由CPUCPU、存储器、输入输出接、存储器、输入输出接口、外围设备、电源组成。口、外围设备、电源组成。n2.2.掌握掌握FX-3UPLCFX-3UPLC的内部资源便于熟练编程。的内部资源便于熟练编程。n3.3.定时器指令的要素较多，掌握该指令对于有时定时器指令的要素较多，掌握该指令对于有时间控制的场合是必需的间控制的场合是必需的。设计多功能流水灯，按下开关设计多功能流水灯，按下开关X0X0，8 8只灯自上向下亮，循环往复；按下开只灯自上向下亮，循环往复；按下开关关X1X1，8 8只灯自下向上亮，循环往复。只灯自下向上亮，循环往复。谢谢大家