新PLC应用技术 教学课件 黄中玉 项目七 FX系列PLC与变频器

PLC原理与应用技术
第三讲
江苏省丹阳中等专业学校
可编程序控制器的编程语言与 基本逻辑指令
PLC的编程语言 FX系列PLC梯形图中的编程元件
一．PLC的编程语言
1. 可编程序控制器编程语言的国际标准 顺序功能图 (Sequential function chart) 梯形图 (Ladder diagram) 功能块图 (Function block diagram) 指令表 (Instruction list) 结构文本 (Structured text)
输入继电器 输出继电器 辅助继电器 状态寄存器 定时器 计数器
数据寄存器
跳步指令
2. FX系列的性能指标与编程元件 3. 1〕输入继电器〔X） 4. 2) 输出继电器 (Y) 5.
COM
输入触电
X0 X0
输入端子
PLC
X0
X1
Y0
Y0
梯形图
外部电源 实际端子
COM1
Y0 外部负载
2. FX系列的性能指标与编程元件
X1 X2 Y1
X5 X3 X4
X3 X5 X2 Y1
X1
X1 X5 X4
X3
梯形图特点
➢ 梯形图按从左到右、从上到下的顺序书写。最左边的竖 线称为起始母线也叫左母线，然后按一定的控制要求和 规则连接各个触点，最后以继电器线圈结束，称为一逻 辑行或一梯级，如下图。当PLC处于运行状态时，PLC对 梯形图是按扫描方式顺序执行程序。
Hale Waihona Puke 3. 3〕辅助继电器(M)
4.
通用辅助继电器〔十进制）
5. 断电保持辅助继电器
6. 特殊辅助继电器
M500
X0

用一根PC/PPI编程电缆将程序下载到S7 -226 PLC中。PLC 参考程序如图3-9所示。 4.变频器参数设置 接通断路器QS，变频器在通电状态下，完成相关参数设置， 具体设置见表3-4。
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3. 2变频器正反转的PLC控制
5.操作调试 (1)电动机正转运行。 当按下正转按钮SB1时，57 - 226型PLC输入继电器I0. 0得
电，辅助继电器M0. 0得电，M0. 0常开点闭合自锁，输出继 电器Q0. 1得电，变频器MM440的数字输入端口DIN2为“ON” 状态。电动机按P1120所设置的6s斜坡上升时间正向启动，经 过6s后，电动机正转运行在由P1040所设置的40 Hz频率对应 的转速上。
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3. 2变频器正反转的PLC控制
3. 1PLC与变频器的连接
任务目标 (1)掌握PLC和变频器联机方法。 (2)熟悉变频器与PLC连接的触点和接口等。 (3)熟悉PLC通过85485接口控制变频器的方法。 任务引入 PLC具有体积小、组装灵活、编程简单、抗干扰能力强及
可靠性高等诸多优点，PLC联机控制变频器目前在工业自动 化系统中是一种较为常见的应用，那么，PLC与变频器有几 种方式来联机控制变频器?通常选择哪种控制方法?它们具体 是如何连接的?
软件一套、通用电工工具一套。
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3. 1PLC与变频器的连接
三、操作方法和步骤 1.按要求进行硬件连接准备 (1)在使用MicroWin software创建项目之前，首先安装USS
protocol。 (2)设置通信接口(PC/PPI cable)。 (3)不!!用PC/PPI电缆连接PC与S7 -200 PORT1端口，为编

第七章 PLC控制变频器方法
2、控制电路端子的功能阐明
〔1〕输入信号：包括对运转/停顿、正转/反转、点动等运转形状进展操 作的数字操作信号。
变频器通常利用继电器接点或者晶体管集电极开路方式得到这些运转信号， 如PLC的继电器输出电路或PLC的晶体管输出电路。
PLC的输出端口可以和变频器的上述信号端子直接相衔接。 〔2〕监测输出信号：包括缺点检测信号、速度检测信号、频率信号和电 流信号等。分为开关量检测信号和模拟量检测信号两种，用来和其他设备配 合以组成控制系统。 模拟量检测输出信号既可根据需求送给电流表或频率表，也可以送给PLC 的模拟量输入模块。 开关量检测信号，它们是经过继电器接点或晶体管集电极开路的方式输出， 额定值均在24V/50mA之上，完全符合FX系列PLC对输入信号的要求，所 以可以将变频器的开关量检测信号和FX系列PLC的输入端直接相衔接，从而 实现信号的反响控制。
第七章 PLC控制变频器方法
控制电路端子的功能阐明
第七章 PLC控制变频器方法
三、VS-616G5变频器多级调速的PLC控制 设定方法： 可以利用PLC的开关量输入输出模块对变频器的多功能输入
端进展控制，实现三相异步电动机的正反转、多速控制。
可以利用变频器的数字操作器对多功能输入、输出端子的功能重新进展设 定〔表7-1中为出厂时所设定〕。用数字操作器对参数H1-01～H1-06进 展设定，可实现多达9段速运转。设定情况如下表所示。
与电机同轴相连的脉冲输出式旋转编码器PG会随着电机的转动而发出相位 互差90°的A、B两相脉冲，变频器速度卡PG-B2可以接纳这两相脉冲，并将 其转换为与实践转速相应的数字信号送给变频器，变频器将实践速度与内部的 给定速度相比较，从而调理变频器的输出频率和电压。

拉
60、生活的道路一旦选定，就要勇敢地 走到底 ，决不 回头。 ——左
_变频器与PLC应用技术..
•
26、我们像鹰一样，生来就是自由的 ，但是 为了生 存，我 们不得 不为自 己编织 一个笼 子，然 后把自 己关在 里面。 ——博 莱索
•
27、法律如果不讲道理，即使延续时 间再长 ，也还 是没有 制约力 的。— —爱·科 克
•
28、好法律是由坏风俗创造出来的。 ——马 克罗维 乌斯
•
Байду номын сангаас
29、在一切能够接受法律支配的人类 的状态 中，哪 里没有 法律， 那里就 没有自 由。— —洛克
•
30、风俗可以造就法律，也可以废除 法律。 ——塞·约翰逊
56、书不仅是生活，而且是现在、过 去和未 来文化 生活的 源泉。 ——库 法耶夫 57、生命不可能有两次，但许多人连一 次也不 善于度 过。— —吕凯 特 58、问渠哪得清如许，为有源头活水来 。—— 朱熹 59、我的努力求学没有得到别的好处， 只不过 是愈来 愈发觉 自己的 无知。 ——笛 卡儿

无线通讯技术
无线通讯技术的发展使得PLC的通讯能力得到提升，降低了布线 的成本和复杂性。
应用领域的拓展
工业物联网
PLC作为工业物联网的核心组件，将进一步拓展其在智能制造、 智能物流等领域的应用。
新能源与节能
随着新能源和节能需求的增长，PLC将在太阳能、风能等新能源领 域以及节能减排方面发挥更大的作用。
PLC能够实时监测生产线上各种设备的状态和数据，根据预设的程序进行自动调整 和优化，确保生产过程的稳定性和一致性。
PLC还可以实现生产线的故障诊断和预警，及时发现和解决设备故障，减少停机时 间，提高生产效益。
电机控制
1
PLC在电机控制方面具有广泛的应用，可以实现 对各种电机设备的启动、停止、调速和定位等操 作的控制。
智能停车系统
智能停车系统是利用PLC技术实现的一种现代化停车方式。 通过PLC的控制，可以实现停车场的自动化管理，提高停车 效率和安全性。
PLC能够实时监测停车场的车辆进出情况，自动计算停车费 用，并实现车辆的快速进出和有序管理。同时，PLC还可以 与智能卡系统、监控系统等其他智能化系统进行集成，实现 停车场的全面智能化管理。
自动驾驶与智能交通
自动驾驶技术的发展对控制系统提出了更高的要求，PLC作为核心 控制组件，将发挥更加重要的作用。
未来发展前景
标准化与开放性
未来PLC的发展将更加注重标准化和开放性，以实现不同设备之 间的互操作和信息共享。
安全与可靠性
随着工业控制系统的复杂度增加，PLC的安全性和可靠性将更加受 到重视。
第三单元 PLC的应用 基础
目录
• PLC在工业自动化中的应用 • PLC在智能家居中的应用 • PLC在交通领域的应用 • PLC在农业领域的应用 • PLC的发展趋势和未来展望

各种运算功能，可以完成数据的采集、分析及处理
（5）通信联网
可以组成“集中管理、分散控制的分布式控制系统，以满足工厂自动化 系统发展的需要
（6）在计算机集成制造系统中的应 用
2020/3/31
计算机集成制造系统简称CIMS，共分为6级子系 统，前三级为生产控制级EIC，PLC就是实现EIC综
合控制系统的整机设备 3
—
2ch模拟输入、1ch模拟输出 M- NET/ M1N1用(绞合导线) 4ch模拟输入 4ch模拟输出 4ch温度传感器输入( PT-100)
—8 —
8
8
—8 —
—8 —
—8 —
4ch温度传感器输入(热电偶)
—8 —
耗电 DC5V 20mA
60mA
60mA
20mA
—
30mA 20mA 30mA 30mA 30mA
16 16 0
—
FX2N-16EX
—
—
DC24V
16
0 16 FX2N-16EYR
—
FX2N-
FX2N-
—
16EYT 16EYS
连接形式
横端子台 横端子台 横端子台 横端子台 横端子台
纵端子台 纵端子台
区
型号
分
特殊 功能 板
FX2N-8AV-BD FX2N-422-BD
FX2N-485-BD
FX2N-232-BD
表1-2 扩展单元一览表
输入输出总 输入点 输出点
点数
数
数
32
16
16
48
24
24
继电器输出 FX2N-32ER FX2N-48ER
AC电源 DC输入 三端双向晶闸管开关元

2.应用 （1）开关量逻辑控制；（2）运动控制；（3）过程控制； （4）数据处理；（5）通信联网。
第十二章 通用变频器的基本知识
第一节 变频器的功能及参数 一 频ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ给定功能
变频器输出频率的给定方式有模拟量给定和数字量给定。
第十二章 通用变频器的基本知识
第一节 变频器的功能及参数 二 频率控制功能
（3）工具、仪表及劳保用品 电工基本工具一套，万用表、兆欧表、钳形电流表以及 工作服、绝缘鞋等。
（4）电器元件、材料准备
第十三章 操作技能训练
实训二 用PLC改造图6-1所示三相交流异步电动机正反转控制电路 并安装与调试
（1）目的和要求 熟悉PLC控制的基本知识，熟练掌握继电-接触式控制线路PLC改造设 计、安装与调试基本方法和操作技能。 （2）任务 ①设计：设计用PLC控制的主/控电路图（或控制系统框图、功能图等方案 图）；填写材料申领单；列出PLC控制I/O接口元件地址分配表（或称现场元件信号对照 表）；绘制PLC控制I/O接口接线图；设计梯形图；列出指令表。②按主/控电路图及PLC 控制I/O接口接线图进行安装与接线。③将所编程序输入PLC，按设计要求进行模拟调试。 ④通电调试，按照课题要求进行调试，使各电气元件的动作符合要求的功能。 （3）工具、仪表及劳保用品
（2）转换法；（3）逻辑法；（4）步进顺控法 4.程序设计的一般步骤
第十一章 PLC基本知识
第三节 PLC的相关知识 一 PLC的分类
1.按输入/输出点数分 根据PLC的输入/输出（I/O）点数的多少，一般可分为三类。 （1）小型机；（2）中型机；（3）大型机 2.按结构形式分 根据PLC结构形式的不同，可分为整体式和模块式两类。 3.按生产厂家分
1.上、下限频率 变频器输出频率的上限和下限要与生产机械所要求的最高和最低转速相对应。 2.跳变频率

功能指令的应用
KnMi中i为首位元件号，即字元件的最低位编号。例如，K2M0表示由M7～M0组成的8位数据，M0是最 低位，可存放的数据为8位。K4M10表示由M25到M10组成的16位数据，M10是最低位。K1 Y0表示由输出 继电器Y3～Y0组成字元件，最低位是Y0，存放4位数据。K4Y0表示由Y17～Y0组成16位的字元件。
功能指令的应用
【知识链接】 可编程序控制器的编程元件根据内部位数的不同可分为位元件和字元件。 1. 位元件 位元件是指用于处理ON/OFF状态的继电器，其内部只能存储一位数据0或1。例如输出继电器Y和一般 辅助继电器M等。 2. 字元件 字元件是由16位寄存器组成的，用于处理16位数据，如数据寄存器D、计数器C和定时器T都是字元件。 若要处理32位数据，则用两个相邻的数据寄存器就可以组成32位数据寄存器。 3. 位元件组合成字元件 一个位元件虽然只能表示一位数据，但是可以采用16个位元件组合在一起，作为一个字元件使用，即用 位元件组成字元件。下面以4个位元件为一组的原则来组合，例如KnMi。 KnMi中n表示组数，规定一组有4个位元件，4 × n为用位元件组成字元件的位数。K1表示有1组共4位， K2表示有2组共8位，K4表示有4组共16位。
功能指令的应用
【知识链接】 1. 功能指令的表达方式 PLC的功能指令又称为应用指令。它能完成指定的功能， 如前面学习的SET、RST指令等。功能指令由相应的助记符和 操作数组成，如图5-1所示。助记符是该功能指令的功能意义 的英文缩写，如MOV是MOVE缩写，可用计算机直接输入。 操作数是指功能指令用于运算的元件或数据。它包括源操 作数[S]、目标操作数[D]和数据个数(图5-1中未表示出来)三部 分。 源操作数[S]的特点是指令执行后，其内容不改变，如图 5-1所示的K50；若采用变址，则用[S.]表示。

3. VC控制变频器
VC控制变频器又称矢量控制变频器。
矢量控制的基本思想是仿照直流电动机的调速特点，把异步电动 机的定子电流，即变频器输出电流分解为产生磁场的电流分量(励磁电 流)和产生转矩的电流分量(转矩电流)。因此，通过控制电动机定子电 流的大小和相位(即定子电流矢量)就可以分别对电动机的励磁电流和 转矩电流进行控制，从而达到控制电动机转矩的目的，进而控制电动 机的转速。矢量控制分两类：
③由于控制回路的频率输入信号是微小电 流,所以在接点输入的场合,为了防止接 触不良,微小信号接点应使用两个并联的 接点或使用双生接点；
④控制回路建议用0.75mm的电缆接线。如 果使用1.25mm或以上的电缆,在布线太 多和布线不恰当时,前盖将盖不上,导致 操作面板或参数单元接触不良。
（2）端子排的排列
6.S型加减速功能
S型加减速功能的作用是为了使被驱动的机械设 备能够进行无冲击的起／停和加减速运行，在选择 了该功能时，变频器在收到控制指令后可以在加减 速的起点和终点使频率输出的变化成为弧形从而达 到减轻冲击的目的。
8.2变频器的工作原理
8.2.1 逆变电路的基本工作原理
1．逆变电路的工作原理
逆变电路的基本作用是将直流电源转换为交流电源。图 8.4给出了一个三相逆变电路。在这个逆变电路中，由六个开 关组成了一个三相桥式电路。交替打开和关断这六个开关， 就可以在输出端得到相位上各相差120度(电气角)的三相交流 电源。该交流电源的频率由开关频率决定．而幅值则等于直 流电源的幅值。为了改变该交流电源的相序从而达到改变异 步电动机转向的目的，只要改变各个开关打开和关断的顺序 即可。因为这些开关同时又起着改变电流流向的作用，所以 它们又被称为换流开关或换流器件。
①报警记录 用键能显示最近的4次报警。(带有“.”的表示最近的报 警。)当没有报警存在时，显示 E._ _0。如图8.16所示。