8A版PLC入门实战教程百技.docx
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8A版PLC入门实战教程百技
第一贴
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上图(点击图片可放大)是一个三菱FR2N—32MR型号的PLC,从上图中我们可以看出,PLC的上下两端全部是接线端子,我们在使用的时候,也是使用这些端子来连接其它的设备,如输入按钮、继电器等。
下面我们就来介绍一下PLC上各个部件的作用。
首先来解释上下两排端子的作用:
在PLC的端子排上,已经标出了各个端子的名称,如L、N、com、R1等。
途中红色箭头所指的是PLC标注的端子名称,绿色箭头所指的是对应的接线端子。
虽然PLC的主要功能是控制其他电器元件,但他本身也是一个电器,他在工作的时候,也需要工作电源,上图中标有L、N的两个端子,就是给PLC接工作电源的,我们可以给PLC输入110V—220V之间的交流电源,在这个区间的电压PLC都可以正常工作。
那个标有24V字样的端子是一个直流的24伏电源,有朋友可能迷惑了,24V电源怎么就一个端子,只有正极没有负极呀?
别着急,你没有看到那个标有COM的端子吗?
那是一个公共端子,它可以作为24V电源的负极使用,同时它还与那些标有R1、R2等字样的输入端子一起作为输入端使用。
输入端?
什么是输入端?
输入端就是输入端嘛!
例如我们要用PLC控制一个继电器。
当我们要想让继电器吸合的时候,总的给PLC发号施令吧,对就是启动按钮,我们把启动按钮接在输入端上,例如接在R1端子上,当我们按启动按钮的时候,就相当于向PLC的R1端子输入了一个信号。
PLC接受到一个输入信号之后,就会根据我们编辑的逻辑程序进行工作。
下面一排标有R1、R2~R17等字样的端子是输出端子。
也就是接被PLC控制的设备的。
如继电器、接触器等。
COM端子:
输出端的公用端。
我们看到从R0~R17一共有16个输出端子,而只有4个标有COM的端子,即COM1~COM4,所以,就要每4个输出端共用一个公共端。
如果这些端子的用处你没有看明白,不理解,没关系,后面我们会用实例来讲解如何使用这些端子。
你只要知道输入端、输出端这两个名字就行了。
可能细心的朋友看出问题来了,上面,我说从R0~R17一共是16个端子,可能有的朋友会认为我算错了。
在这里我说一下,大家注意了,PLC的端子编号都是按八进制进行编制的,满8进一,你也看到了,上面没有标R8、R9。
至于八进制,如果不明白,在网上搜一下“八进制”就可以。
另外,在PLC上面还有一些指示灯,上面的一排IN字样旁边的是输入端子指示灯,一个输入端子对应一个,例如当R1端子有信号输入时,标有1的那个指示灯就亮,R7有输入时,标7的指示灯亮。
下面的一排,OUT旁面的是输出指示灯,和输入指示灯意义一样,当输出端子有输出时,相应的指示灯亮。
右面的power是电源指示等,只要给PLC通上工作电源,这个指示灯就亮。
RUN是运行指示灯,PLC在接通电源之后有两种状态,一种是我们正在向PLC内部输入我们编写的程序。
另外一种就是PLC正在按照我们编写的程序工作着,也就是运行状态,这是RUN灯亮。
BATTV指示灯是PLC内部电池的电量指示灯,当这个灯亮了,就说明PLC内的电池电量不足了,需要更换电池了。
PLC内电池的作用是当PLC断开工作电源时,它为存储我们编写的程序的存储器以及保持PLC运行状态的存储器提供电源的。
当PLC内的电池长时间没电时,我们输入至PLC内的程序就会丢失,PLC就无法正常工作。
PROG.E指示灯是故障指示灯,在这里不详细介绍了。
第二贴
在上一节我们讲了PLC的外部结构,大家对PLC有了一个大致的了解。
这一节我们讲如何向PLC输入控制信号,如何让PLC控制外部的设备以及这些控制线如何连接。
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首先我们看上面的电路图,上面的电路图是一个典型的点动控制电路图,工作原理我想就不用再讲了吧,如果你连这个都看不懂,还是好好补习一下电工基础,然后再来学习PLC吧。
废话少说,在上面的电路图中,合上断路器QS,然后按按钮SB1,继电器KM就会吸合,电动机旋转,松开按钮SB,接触器KM释放,电动机停止转动。
那么,按钮与接触器的逻辑关系就是。
合上按钮——接触器吸合;松开按钮——接触器释放。
如果我们要将上面的电路改成用PLC控制的话(这么简单的电路在实际应用中是不会用PLC控制的,我们只是为了好理解,才举了一个简单的例子)。
当我们想要让接触器吸合的时候,我们就要向PLC输入一个控制信号,PLC收到这个信号之后,就会输出一个信号,使接触器KM吸合。
当我们断开PLC的输入信号时,PLC就会断开输出端的输出信号,接触器KM释放。
(当然,PLC要想按照我们上面说的逻辑关系工作的话,还需要我们想PLC内部输入程序。
在这里只是举例,关于这个动作的程序,在以后再讲。
)
现在,我们来看看要实现上面所说的功能,如何对PLC进行外部接线。
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上图是PLC的输入输出端子接线图(点击图片可放大)。
上边的是实物图,下边的是原理图。
PLC的L、N端子接220V电源,为PLC本身提供工作电源。
控制按钮的一端接PLC的输入端R0端子,另一端接在输入端的公共端COM端子。
这样,当按控制按钮时,就相当于将R0与com接通了,PLC就知道R0端子输入信号了。
输出端的接线方法是,接触器的一端接输出端R0,另一端接电源。
PLC的公共输出端COM接在电源的另一相上。
电源的电压应与接触器线圈的工作电压相符,例如接触器线圈的工作电压是220V的,我们就要接在220V的电源上,接触器线圈的工作电压是380V的,我们就要接380V电源。
这样,当R0输出信号时,接触器就会吸合。
至于输入与输出端是如何工作的,我们再来看看PLC输入输出端的内部结构:
输入端的内部结构:
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输入端的大致原理如上图。
我们可以把每一个输入端的内部理解为一个继电器的线圈,如我们可以认为R0端子的内部就接着一个编号为R0的继电器线圈,其余类似。
他们内部的接线方式如上图的红色部分。
电池代表PLC内部提供的一个电源。
当我们按外部按钮SB1时,就接通了PLC输入继电器R1线圈的电源,输入继电器R1吸合,就相当于向PLC内部输入了一个信号。
输出端的内部结构:
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继电器输出型的PLC输出端的内部就是一个一个的继电器(当然,还有晶体管输出型、晶闸管输出型的)R0输出端子接的是R0继电器的触点,他们总的接线方式如上图。
当R0有输出时,就相当于内部的R0继电器吸合,将R0触点闭合,这样就接通了接触器KM线圈的电源回路,KM继电器吸合。
(上图中,红色部分为输出继电器的触点部分电路。
蓝色部分为线圈电路。
)
注:
以上所讲的是三菱FR2N系列PLC的接线方法,其他类型PLC的接法与这个也许相同,也许有点出入,具体接法请操作PLC的说明书。
第三贴
在上一贴我们讲了PLC的输入与输出端子的接线方法。
当PLC的输入与输出端子接线完毕之后,要想让输入与输出直接按照我们想要的逻辑关系运行,我们就要编写一个PLC能够执行的程序,然后将这个程序输入到PLC内部,接下来的帖子,我们就讲如何编写一个简单的程序,并将这个程序输入到PLC的内部使其按照我们编写的程序运行。
要想编写PLC的用户程序,就需要在你的电脑上安装一个编写程序的软件,不同厂家、不同型号的PLC所使用的编程软件也是不一样的。
至于什么厂家的PLC使用什么样的编程软件,一般在PLC的说明书或者编程手册中都有介绍。
三菱PLC的编程软件有多个版本。
以下两个软件,安装其中一个即可。
我们将以GRWorks这个软件为范例进行讲解。
一、GRDeveloper的下载与安装
你可以通过以下途径获取三菱PLC的编程软件GRDeveloper
1、使用搜索引擎搜索“三菱编程软件”或“GRDeveloper”。
目前有许多下载网站及PLC技术相关网站都提供GRDeveloper软件的下载,你可以通过搜索引擎找到它们。
2、你可以到三菱PLC的官网下载此软件:
GRDeveloper的安装
一般下载完GRDeveloper软件之后,在软件的压缩包内,或者软件的下载界面都有GRDeveloper软件安装的大体步骤,大家按照这个步骤安装即可。
相信大家接触计算机都这么长时间了,也安装过不少的应用软件。
GRDeveloper软件的安装和其它应用程序的安装也没有太大的区别,在这里就不过多的介绍了。
二、GRWorks的下载与安装
GRWorks是三菱的一个集成化的开发环境,里面包含多个模块,包括设计、仿真、数据转换等,建议大家安装此软件,我们也将以这个软件为范例进行讲解。
下载地址:
安装就不用介绍了,大家都会的!
第四贴
在上一贴,我们编写了一个简单的点动控制的梯形图,现在我们来讲一讲这个梯形图的工作原理,我们为什么这么编程。
大家只有理解了编程原理之后,才能够更好的根据自己的需要进行程序的编写。
图一PLC点动控制的外部接线图。
当我们按按钮SB1时,将输入端R1与com端接通。
由于PLC内部有24V的直流电源,这时就相当于接通了输入继电器R1的线圈回路。
输入继电器R1线圈得电吸合。
如下图(注:
我们这里所说的线圈,在PLC内部实际是不存在的。
PLC的输入端其实全是电子电路,这样讲,只是方便大家理解。
大家可以按照这个方式去理解、分析而不必去研究他的电子电路是如何工作的。
)
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图二
当R1的线圈吸合之后,梯形图中R1的继电器常开触点就会闭合。
如下图:
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图三
当R001闭合之后,就接通了线圈R001的电源回路。
R001线圈得电吸合。
因为在梯形图中,左边的母线(即左边竖线)表示电源的正极,右边母线表示负极,当在书本上画梯形图的时候,右面的母线可以省略。
单在使用软件编辑梯形图时,左右母线自动生成)
因为左右母线表示电源,所以R001常开触点只要闭合,就接通了R001的电流回路。
R001线圈吸合之后,其输出端R1的继电器常开点就会闭合。
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R1输出继电器常开的闭合之后,接通继电器KM线圈电源回路,KM吸合,KM所控制的电器开始运行。
当松开按钮SB1时,输入端R1失去输入信号,即线圈回路断开,梯形图中的R1常开点也会断开,从而断开输出继电器R1的线圈电源回路,输出继电器R1停止输出。
KM线圈断电释放。
这就是PLC点动控制的原理。
另外需要说明一点,PLC的输出继电器是真实存在的,PLC的输出端就是使用的小型的继电器。
当然,PLC的输出端还有其他的形式,如三极管输出和晶闸管输出。
如下图:
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第五贴
在前面我们讲了如何编写一个简单的PLC点动控制程序。
编写完程序之后,要把编写的PLC程序从电脑里输入到PLC里之后,PLC才能够运行我们编写的程序。
要把程序从电脑里下载到PLC里,在这两个设备之间就要有一个连接线,也就是三菱USB-SC9-FR编程电缆。
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该编程电缆一端为USB接口,另一端为MD8F圆形插口,USB端连接电脑,另一端连接PLC。
在编程电缆第一次使用的时候,要在电脑里安装该编程电缆的驱动程序之后,才能够正常使用。
编程电缆驱动程序的安装非常简单。
只需要三步,要比把大象关到冰箱里简单的多得多。
第一步:
将驱动光盘放入电脑的光驱中
第二步:
将编程电缆的USB端插到电脑的任意一个USB口上。
(要记住:
这次插的是哪个USB口,以后使用的时候还要插在这个USB口上,否则还要重新安装驱动程序)
第三步:
一路确认
(1)编程电缆插入电脑之后,在电脑的右下角会提示发现新硬件
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(2)然后弹出硬件安装向导,这是我们选择自动安装,点击下一步
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(3)这是,电脑会自动查找所需要的驱动程序及其位置,并自动对程序进行安装,安装完成之后,提示你完成找到新硬件向导。
(4)这是点击完成。
最后在电脑的右下角弹出提示窗口,提示“新硬件已经安装并可以使用了。
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是不是非常简单?
第六贴
安装完USB-SC9-FR编程电缆的驱动程序之后,在你的电脑里就多出了一个串行通信COM端口。
因为PLC是使用串行通信与外界进行数据传输的,而我们的电脑目前已经不带串行通信用的COM端口了,所以我们就使用USB-SC9-FR编程电缆将电脑的USB传输端口转换成串行通信的COM口与PLC连接。
所以安装完成USB-SC9-FR编程电缆的驱动程序之后,你的电脑里就多出了一个串行通信COM端口。
要想使电脑与PLC正常通信,我们还要对此端口进行设置。
1、在电脑桌面上右击“我的电脑”,然后在弹出的下拉菜单中选择“属性”
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2、在弹出的窗口中选择“硬件”,然口点击“设备管理器”。
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3、在设备管理器中找到“端口(COM和LPT)”。
点击前面的+号,使其展开,然后双击JIACHENG(COM4)。
注:
插在不同的USB端口上,后面的COM4会不一样,也可能是COM1或者COM2,这就是我们前面提到的,你在安装驱动的时候,编程电缆插在哪个USB口上,以后使用的时候也要插在这个USB口上的原因。
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4、在这里可以对端口的各项参数进行设置,不过一般不用设置,直接使用默认值即可。
点击属性中的“高级按钮”
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5、在高级设置中还可以设置一下其他的参数,以及COM端口号。
不过一般情况下默认即可,不用设置。
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说了这么多,其实我们一个参数也没有设置,全是使用的默认参数。
目的只是告诉你设置的方法。
注意:
有两个参数你一定要记住,那就是每秒位数(即传输速率)和COM端口号,
我们例子中的每秒位数是9600(见第4步中图片);端口号是COM4,(见第5步中图片)
你的计算机和我们的可能不一样,这个一定要记住,我们在后面要用到,否则你的计算机无法和PLC连接。
第七贴
为了把计算机中编写好的程序存储至PLC里,计算机与PLC之间的硬件连接使用的是USB-SC9-FR编程电缆。
它们的连接步骤如下。
1、掀开PLC上的插座保护盖,露出MD8M插座,在插座的旁边有一个停止/运行转换开关,将此开关拨至“STOP”位置,使PLC停止运行。
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2、将编程电缆的串口端插在MD8M插座上,另一端的USB口与我们上贴中讲的那个安装完驱动程序的计算机USB口相连。
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3、给PLC通上220V电源。
PLC初次通上电源,电源灯亮。
由于PLC内部没有用户程序,所以程序错误灯闪烁。
如果你正在使用的三菱FR2N系列的PLC如果这个灯闪烁,就说明PLC内部的用户程序出错了。
应该检查PLC的电池是不是没有电了,更换一个新电池,然后重新输入用户程序。
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4、硬件连接完成之后,我们就可以打开GRworks编程软件了。
编程软件中如何对连接进行设置,我们在下一贴再讲。
第八贴
当使用三菱USB-SC9-FR编程电缆将PLC和计算机连接起来之后,就要对GRworks中的通讯参数进行设置了(其它参数的设置,看前面的帖子)。
1、打开GRworks软件,在软件界面的左下角有“连接目标”一览,点击“连接目标”。
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2、打开连接目标栏之后,我们可以看到当前连接的目标,和所有连接目标。
双击这个当前连接的目标。
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3、双击连接目标Connection1之后,弹出连接目标设置Connection1窗口。
从窗口中我们可以看出,计算机侧的连接端口是COM1,传输速度是19.2Kbps,与我们前面在《虚拟端口设置》帖子中让大家记住的两个参数值不一样。
那时我们记得端口号是COM4,每秒位数(即传输速度)是9600,现在这两个参数用上了。
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4、双击上图中的serialUSB图标,在弹出的“计算机侧I/F串行详细设置”窗口中,将COM端口设置为4,传输速度设置为9.6Kbps即9600,然后点击确定。
让这里的参数与USB-SC9-FR编程电缆在电脑中的虚拟端口参数一致。
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至此三菱编程软件GRworks中PLC与计算机连接的通讯参数设置就设置完了,下一步就是将程序写入到PLC里了。
第九贴
前面已经讲了PLC与计算机连接时各种参数的设置。
参数设置完之后。
我们就可以将写好的程序输入PLC了。
1、点击菜单栏中的“在线”,在下拉菜单中选择“PLC写入”。
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2、在弹出的窗口中选择要输入的程序文件,然后点击“执行”。
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3、程序下载中
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4、程序下载完成之后,拔掉PLC与计算机之间的编程线。
然后将运行/停止开关拨至RUN运行位,PLC就可以按照我们编写的程序运行了。
第十贴
在前面,我们编写了一个简单的梯形图,并将其输入到PLC中,在前面编写的梯形图,主要是为了做一个简单的示范,前面几贴的主要内容是让大家了解如何将一个梯形图输入到PLC。
如果学会了前面的内容,就可以进行一些实际的应用了。
什么不信,现在就来试试将继电器控制的启保停电路改为PLC控制。
好,我们先看看继电器控制的启保停电路原理图。
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根据上面的原理图,我们先对PLC的外部接线进行设计。
大家可以先自己考虑应该在PLC的输入输出端子上接哪些元件,如何接。
自己考虑完之后,再看看下面的结果:
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上图是PLC的外部接线图:
当热继电器FR动作时,热继电器常开点闭合,R1端有输入信号,如果这时电机正在运行,则会保护动作停止。
当按按钮SB2时,R3端有输入信号,表示要启动,输出端R1有输出,KM1吸合。
当按按钮SB1时,R2端有输入信号,表示要停止,输出端R1停止输出,KM释放。
大家可以根据上图自己先试着编写梯形图,然后在和我们的梯形图比较。
看看你编写的是否正确。
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上图是梯形图,其原理是:
启动:
按启动按钮SB2,R3输入继电器得到信号吸合,常开点R003闭合,输出继电器R001吸合。
KM继电器线圈得电。
自保:
输出继电器R001吸合之后,PLC内部的R001常开触点也闭合了,这样即使松开了启动按钮SB2,R3没有输入信号。
但是R001内部触点是闭合的,仍旧可以接通R001线圈回路。
电路自保。
停止:
当按下停止按钮SB1时,输入继电器R2吸合,其常闭点断开,从而断开了R001线圈的回路,使R001释放。
热继电器动作保护的原理和按停止按钮的原理一样。
梯形图的原理是不是非常简单,和继电器控制电路原理差不多,所以,如果你有良好的继电器控制电路基础,学PLC是非常简单的。
不知道大家看出来没有,在继电器电路与PLC电路中,使用的按钮不一样。
在继电器电路中,停止按钮和热继电器触点为常闭点。
而在PLC外部端子中,我们使用的全是常开点。
其实,我们也可以和继电器电路使用一样的按钮,热继电器和停止都使用常闭触点,不过梯形图就不能这么写了。
大家自己考虑考虑吧!
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