三菱Q系列PLC.docx

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三菱Q系列PLC

技师核心技术专题研修

课题报告

课题名称三菱Q系列课题设计

专业班级0

学生姓名

学号0

指导教师

宁波技师学院电气技术系

二零一二年五月

摘要

Q系列三菱PLC是三菱机公司推出的大型PLC,CPU类型有基本型CPU，高性能型CPU，过程控制CPU,运动控制CPU,冗余CPU等。

可以满足各种复杂的控制需求Q系列PLC是三菱公司从原A系列PLC基础上发展过来的中、大型PLC系列产品，Q系列PLC采用了模块化的结构形式，系列产品的组成与规模灵活可变，最大输入输出点数达到4096点；最大程序存储器容量可达252K步，采用扩展存储器后可以达到32M；基本指令的处理速度可以达到34ns；其性能水平居世界领先地位，可以适合各种中等复杂机械、自动生产线的控制场合。

Q系列PLC的基本组成包括电源模块、CPU模块、基板、I/O模块等。

通过扩展基板与I/O模块可以增加I/O点数，通过扩展储存器卡可增加程序储存器容量，通过各种特殊功能模块可提高PLC的性能，扩大PLC的应用范围。

Q系列PLC可以实现多CPU模块在同一基板上的安装，CPU模块间可以通过自动刷新来进行定期通信或通过特殊指令进行瞬时通信，以提高系统的处理速度。

特殊设计的过程控制CPU模块与高分辨率的模拟量输入/输出模块，可以适合各类过程控制的需要。

最大可以控制32轴的高速运动控制CPU模块，可以满足各种运动控制的需要。

本论文主要采用的型号为Q02HCPU、QJ71E71-100、QJ61BT11N、QX41、QY41、CC-LINK和变频器E700。

关键词：

QPLC；以太网；远程I/O模块；CC-LINK；三菱变频器E700。

引言

三菱公司PLC网络继承了传统使用的MELSEC网络，并使其在性能、功能、使用简便等方面更胜一筹。

Q系列PLC提供层次清晰的三层网络，针对各种用途提供最合适的网络产品.

（1）信息层/Ethernet（以太网）信息层为网络系统中最高层，主要是在PLC、设备控制器以及生产管理用PC之间传输生产管理信息、质量管理信息及设备的运转情况等数据，信息层使用最普遍的Ethernet。

它不仅能够连接windows系统的PC、UNIX系统的工作站等，而且还能连接各种FA设备。

Q系列PLC系列的Ethernet模块具有了日益普及的因特网电子邮件收发功能，使用户无论在世界的任何地方都可以方便地收发生产信息邮件，构筑远程监视管理系统。

同时，利用因特网的FTP服务器功能及MELSEC专用协议可以很容易的实现程序的上传/下载和信息的传输。

（2）控制层/MELSECNET/10（H）是整个网络系统的中间层，在是PLC、CNC等控制设备之间方便且高速地进行处理数据互传的控制网络。

作为MELSEC控制网络的MELSECNET/10，以它良好的实时性、简单的网络设定、无程序的网络数据共享概念，以及冗余回路等特点获得了很高的市场评价，被采用的设备台数在日本达到最高，在世界上也是屈指可数的。

而MELSECNET/H不仅继承了MELSECNET/10优秀的特点，还使网络的实时性更好，数据容量更大，进一步适应市场的需要。

（3）设备层/现场总线CC-Link设备层是把PLC等控制设备和传感器以及驱动设备连接起来的现场网络，为整个网络系统最低层的网络。

采用CC-Link现场总线连接，布线数量大大减少，提高了系统可维护性。

而且，不只是ON/OFF等开关量的数据，还可连接ID系统、条形码阅读器、变频器、人机界面等智能化设备，从完成各种数据的通信，到终端生产信息的管理均可实现，加上对机器动作状态的集中管理，使维修保养的工作效率也大有提高。

在Q系列PLC中使用，CC-Link的功能更好，而且使用更简便。

在三菱的PLC网络中进行通信时，不会感觉到有网络种类的差别和间断，可进行跨网络间的数据通信和程序的远程监控、修改、调试等工作，而无需考虑网络的层次和类型。

MELSECNET/H和CC-Link使用循环通信的方式，周期性自动地收发信息，不需要专门的数据通信程序，只需简单的参数设定即可。

MELSECNET/H和CC-Link是使用广播方式进行循环通信发送和接收的，这样就可做到网络上的数据共享。

对于Q系列PLC使用的Ethernet、MELSECNET/H、CC-Link网络，可以在GXDeveloper软件画面上设定网络参数以及各种功能，简单方便。

1总体设计

1.1控制要求

本课题是2台电动机用一台变频器控制并完成以下功能：

1）电动机运行速度在0.1HZ~50HZ之间任意可调；

2）在低频率段运行时，需保证100%转矩（5HZ）；

3）触摸屏显示电机运行曲线；

4）加减速时间控制；

5）触摸屏开机画为学校的俯视图；

6）调电动机频率设定键要有权限（1~8）密码；

7）主页显示设计者信息（照片、电话、单位、邮箱）;

8）主页显示万年历（可调来源PLC）；

9）设备自动运行，每天8:

00~~13:

30，下午13:

00~~17:

00，双休日不运行，一台电机;

10）触摸屏无法使用时可以通过远程I/O进行控制1HZ（BCD码）；

11）保护齐全，设备故障，错误代码显示（声光报警）；

2、硬件设计

2.1变频器

2.1.1变频器

变频器（Variable-frequencyDrive，VFD）是应用变频技术与微电子技术，通过改变电机工作电源频率方式来控制交流电动机的电力控制设备。

变频器主要由整流（交流变直流）、滤波、逆变（直流变交流）、制动单元、驱动单元、检测单元微处理单元等组成。

变频器靠内部IGBT的开断来调整输出电源的电压和频率，根据电机的实际需要来提供其所需要的电源电压，进而达到节能、调速的目的，另外，变频器还有很多的保护功能，如过流、过压、过载保护等等。

随着工业自动化程度的不断提高，变频器也得到了非常广泛的应用。

变器主要参数使用：

P79运行模式设置，

P340通讯启动模式选择，P542通讯

EEPROM写入选择根据站号选择变频器

的内部设备编号指令，主要用到：

RYn0（启动正转），RYn1（启动正转），

RYnC（启动监视器），

RYnD（启动频率设定RAM），

RYnF（启动命令代码执行）。

RXnF（命令代码执行完成）

变频器内部代码用到：

H1（监视代码），

RWw0（远程监视寄存器），W0（监视值），

H7（加速时间读取代码P.7），

W102（RWw2加速时间读取远程寄存器），

H87（加速时间代码），W103（RWw3加速时间写

入远程寄存器），

W101（设定频率写入远程寄存器）。

图2-1-1变频器

2.1.2变频器接线图

图2-1-2变频器接线图

2.2CPU模块

Q02HCPU简介：

属于高性能型CPU，I/O点数达到4096点，程序容量28K步，基本处理速度达到0.034us。

Q02HCPU特点：

高性能模式（Q02CPU，Q02H/06H/12H/25HCPU）

支持的本地I/O达4096点，最快指令仅34纳秒

程序容量从28K-252K步（1步=4byte）支持结构化编程，最大程序数量为252个，每个程序克设定为扫描、低速、等待，且可互相切换

内置标准RAM及ROM，文件寄存器数量128K，且可扩展到1M

具有12MUSB及115KRS232编程接口（Q02只有RS232编程口）

内部软元件约30K，可自由设定

支持多达4个CPU，一个系统中可集成顺控CPU、过程控制CPU、运动控制CPU（最大96轴）、PCCPU

支持100M以太网，另有WEBSERVER模块，可用浏览器通过INTRANET、INTERNET监控PLC，进行程序监控、读写等远程维护功能

高可靠10M/25MMELSECNET/H光纤双环网，通讯距离达30KM，同时支持总线型同轴电缆MELSECNET/H网络，最远距离2500米

除支持开放式现场总线CC-LINK外，还支持主要的工业网络，如Profibus,DeviceNet,Modbus,ASi等

如图2-2，属于高性能型CPU，I/O点数达到4096点，程序容量28K步，基本处理速度达到0.034us。

具有12MUSB及115KRS232编程接口（Q02只有RS232编程口）。

支持100M以太网，另有WEBSERVER模块，可用浏览器通过INTRANET、INTERNET监控PLC，进行程序监控、读写等远程维护功能。

支持开放式现场总线CC-LINK外，还支持主要的工业网络。

图2.2Q02HCPU模块

2.3输入模块

QX41是Q系列输入模块，是可配用Q系列CPU模块的总线输入模块，DC输入模块的响应时间可改变，且可支持在线更换，输入点数为32点，额定输入电压24VDC，额定输入电流4mA；

图2-3输入模块

2.4输出模块

三菱输出模块QY41P是晶体管输出模块（漏型），型号为QY41P，额定负载电压12-24VDC，最大负载电流0.1A/1点，最大启动电流0.7A，有热保护和短路保护，输出点数为32点。

信号编号Y00到Y0F和Y10到Y1F，引脚B02，B01必须接12/24VDC，引脚A02，A01必须接COM在使用时要注意对应的卡槽位置，用来分配输出的设定。

输出的设定是根据卡槽的位置改变的。

图2-4输出模块

2.5远程I/O控制

远程I/O模块在保持了传统模块的功能，而且缩小了体积，我们使用的是AJ65SBTC1-32DT为晶体管输出复合型，连接站点的最大数量64个，远程站/本地站/智能设备站/备用主站每个站的最大链接点数，远程I/O（RX,RY）：

32点本地站点。

连接远程I/O模块是要把，DA（黄现），DG（蓝线），DB（白线）与在主站上上的QJ61BT11N对应上否则CPU就会报错，远程I/O的电源+24V和24G的电源必须要接，还有I/O的点源COM+和COM-都要接。

注意：

如果过把远程I/O模块设置为第一站，要把STATION下的按钮拨到1的位置，说明是第一站，它的I/O就可以定义为，输入X0到XF，输出Y10到Y1F。

如果把如果过把远程I/O模块设置为第二站，要把STATION下的按钮拨到2的位置，说明是第二站，它的I/O就可以定义为，输入X20到X2F，输出Y30到Y3F。

如果指示灯RUN没亮说明没有通讯上。

要检查接线，和软件设置。

图2.4为AJ65SBTC1-32DT

2.6三菱触摸屏GOT1000

GOT1000是三菱电机全新一代的人机界面产品，它强大的功能不仅可以适用各种各样的FA场合，也同样是非FA行业的理想选择。

为了满足不同客户的需要，GOT1000分为GT15和GT11两个系列，其中GT15为高性能机型，GT11为基本功能机型。

它们均采用64位处理器，内置有USB接口。

对应GOT1000系列的画面设计软件为GTDesigner2Version2软件。

GT11-C主要面向低端市场，具备独立操作的基本功能，是性价比很高的触摸屏产品，现有256色显示与单色显示；屏幕尺寸有10.4英寸,8.4英寸和5.7英寸。

特点：

1．GT11-C采用64位RISC处理器，同时内置3MB的内存容量，这使得监控及画面操作速度更为快捷，响应速度约为以前的4倍。

2．在通讯方面，其内置的RS-232口和RS-422口可以实现高速通讯。

其内置的USB高通讯接口可以实现最高115.2kbps的高速通讯，无论是连接三菱PLC，还是其他品牌的PLC都可以实现高速通讯。

其内置的USB高速通讯接口可以实现高速的画面数据传送。

3．可以连接种类繁多的对象，包括三菱变频器、三菱伺服放大器、温度控制器、三菱CNC以及其他品牌的PLC等。

4．A/FX列表编辑功能，方便在现场对程序做出修改。

5．他最高的亮度可达350cd/m2,在任何环境下都可以清晰显示。

6除了以上特点之外，GT11-C可以使用Windows字体，还可以对文字进行装饰，因此可以实现绚丽

的文字显示，同时由于支持Unicode2.1，可以显示多国语言，使其可以方便地在全世界范围内使用。

图2.5为GOT1000触摸屏

3软件设计

3.1　工程创建

打开软件图标，点击工程，选择创建新工程，出现对话框，选择对应的系列和类型，如图3-1-1，

图3-1-1

选好以后就可以点击确定，出现编程的页面，找到工程设置对话框点击参数，如图3-1-2

图3-1-2

在点击PLC参数，选择I/O分配表，此I/O分配表，可以自己选择，也可从PLC内部读取，但前提是要连接PLC，选选择好以后就可以结束设置了，注意：

如果收动设置一定要对应卡槽上的模块，不能选择错，否则PLC报错，如图3-1-3

图3-1-3

3.2以太网设置

在工程中设置对话框中设置，网络参数如图3-2-1

选择以太网，进行设置，我们的触摸屏，是用

以太网进行通讯的，点击以太网会出现，

如图3-2-2

图4-2-1

图3-2-2

在这里起始I/O要填写注意，因为我们组态时CC-LINK是放在第一个位子说明的它的起始I/O已经被站用（0000和0010）2个，而以太网模块是放在第二格位置，所以起始I/O从0020开始，设置完这些点机操作设置，如图3-2-3

图3-2-3

在图3-2-3中的IP必须设置，这是个固定IP，设置不对，对通讯会造成影响。

设置好以后就可以结束设置，以太网PLC软件上就完成了。

3.3CC-LINK设置

设置CC-LINK我们还是在工程窗口里选择，如图3-3-1

图3-3-1

在这里我们要设置起始I/O，类型，模式，远程输入输出，远程寄存器。

特殊继电器。

设置完后如图3-3-1。

在完成以上设置还有一项站信息要设置。

如图3-3-2

图3-3-2

我们在这里把变频器设置为第一站，CC-LINK设置为第二站。

设置好以后点击结束设置，CC-LINK在软件上就设置好了。

3.4变频器设置

我们使用的变频器可以用三菱变频器软件设置，。

点击变频器图标出现，选择EasySetup如图3-4-1

图3-4-1

选择好以后就出现，如图3-4-2，点击下一步。

图3-4-2

点击下一步出现，如图3-4-3，选择USB端口。

在出现如图3-4-4对话框时，点机开始进行搜索变频器型号参数。

图3-4-4

在点击了开始之后就会出下变频器型号，注意一定要和变频器通信上，如图3-4-5

图3-4-5

在完以上操作后点击下一步，将出现图3-4-6，点击登入系统设置在出现的对话框中选择是，完成登入设置。

图3-4-6

在完成以后就会出现如图3-4-6对话框，在这里要注意，不能点击下一步了，如果点击下一步将会反回到上一步，我们点击完成就可以了。

图4-4-6

根据以上图步骤，就会出现，如图3-4-7在这里我们点击参数一览表就会出现我们变频器所有的参数了，但是要点机ONLINE开始设置按钮，否则，改完参数，不能写入。

图3-4-7

到这里我们的变频器设置就完成了。

3.5触摸屏设置

点击触摸频设置图标，首先选择新建工程如图3-5-1，点击下一步，

图3-5-1

出现如图3-5-2，选择GOT类型，我们用的是800*600的，选择还点击下一步。

图3-5-2

之后选择的都是默认的，只要下一步就好了。

当出现如图3-5-3时，对话框上出现了，我们使用的触摸屏的好多数据，看看是否对应，之后点击结束。

就新建工程完成。

图3-5-3

下面在触摸屏上创建画面，在工程-基本画面上右击，新建，出现如下图3-5-4对话框，点击确定按钮，这样我们新花面就完成了。

图3-5-4

在创建画面完成后我们要设置以太网，在工程上点击公共设置，选择以太网。

如图3-5-5，对IP地址进行设置，这个IP要与PLC的IP对应，否则不能通讯，

设置成功后点击确定。

完成以太网设置。

图3-5-5

在完成以上设置后，还要对连接机进行设置。

在工程上-公共设置-系统环境设置-连接机器设置。

出现如图3-5-6。

对标准I/F-1设置，扩展I/F1-2设置，在设完之后，还要点击详细设置，进行修改。

图3-5-6

详细设置如图3-5-7，设置GOT网络号，GOT站号，IP，这里的是触摸屏的IP，要设置对，在完成以后，点击确定就可以一了，这样我们的触摸频全都设置好了。

就可以使用，和写入了。

图3-5-7

3.6PLC程序说明

3.6.1电机的比较

图3.6.1为排序指令的使用

图为使用两个寄存器，为之后排序过后进行比较；

图为当排序完成之后M30得电，最小的和之前的值进行比较，如相等驱动辅助寄存器，从而驱动继电器，使其电机运转；

这个程序为再次比较时使用的，因为D0-D5在排序过后时的数值已经混乱了；如要再次比较的话那要将没有改变过的D10-D15的数值进行传送给D0-D5寄存器当中；

3.6.2万年历

要是写时钟数据时要先将要改的数据先改好，这改数据时要根据现实生活当中实际情况进行修改，不然CPU会报错，导致程序不能运行；

4结论

经过4个星期的学习，对三菱Q系列的PLC有了一个初步的了解，从刚开始的错误的认识，到一个模糊地概念，再到能按要求编出程序的过程中，我自己看资料，靠同学的帮助，过程虽然很累，但当自己学会后还挺开心的。

进入技师班以后，在大部分的情况下还是要靠自己自学，从没有资料到有资料后的自学，老师不再会长时间地给我们讲课，只会给我们稍做介绍，再当我们遇到麻烦的时候稍作指点。

进过这4个星期，我感觉我的自学能力还是有待提高。

对于三菱Q系列的PLC我们还是刚刚接触，对它的使用还很生疏，虽然它与FX系列的PLC有很多的共通之处，但刚开始学的时候还是感觉很吃力，特别是那些特殊寄存器的应用，都与FX系列的PLC有很大的区别。

在老师刚给我们题目的时候感觉很简单，在FX下面写这个程序，但是要用到Q系列的时候，就没有办法了，只能自己慢慢地看老师给我们的资料，有很多的资料刚开始看的时候感觉迷茫，不知重点在那里该从哪里着手。

看了好长时间以后，慢慢有了感觉。

又在其他同学的帮助下，程序慢慢成形了，但调试了好久也没有成功，后来就边调试边修改程序，经过半天的努力，终于把程序调试成功了。

附录1控制系统I/O分配表

I/O分配表如表4-1所示:

输入

输出

选择电机启动

X41

6台电机

Y60—Y65

启动

X42

时间控制

Y66

停止

X45

手动控制

Y67

急停

X44

奇偶电机

Y68

比较

X43

报警灯

Y69

方式选择

M40

正转

Y1000

方式启动

X48

频率设定

Y100D

方式停止

X49

频率监视

Y100C

方式急停

X4A

命令代码执行

Y100F

调时确定

X40

报错按钮

X4B—X52

附录2程序图