西门子6ES7331-7PF01-0AB0功能参数

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 1．按钮式交通灯的控制要求

    采用PLC对很少有行人通过的公路实现按钮式交通灯的自动控制。图7.13所示为按钮式交通灯控制示意图。具体的控制要求为：无人通过公路时，车道始终为绿灯，人行道始终为红灯。当有人需要通过公路时，在人行横道边按下请求通过按钮后，交通灯控制系统按照表7.5中的时序控制交通灯点亮。

    附加控制要求为：

    (1)在有人请求通过公路时，采用数字显示器对车道绿灯亮的时间，进行显示；

(2)用脉冲信号驱动蜂鸣器实现人行道放行时间的声音提示，实现导盲功能。

图7.13 按钮式交通灯控制示意图

 表7.5 交通灯控制时序表

    2．PLC的I/O接线设计

    (I)I/O地址分配。PLC的输入端XO接入人行道请求通过按钮开关，Y10～Y16和Y20—Y26输出端口控制2个七段式数字显示器件，Y0～Y4端口用于控制交通灯，Y7端口控制蜂鸣器。I/O地址分配如表7.6所示。

    (2) I/O接线设计。采用单相220V电源为PLC供电，同时驱动PLC输出端的交通灯HL。LED数字显示器和HA蜂鸣器采用24VDC电源（用户电源）驱动。PLC的I/O接线图如图7.14所示。

    表7.6 I/O地址分配

    3．控制程序设计

    (1)功能图设计。根据控制要求确定功能图采用并行结构形式。按钮式交通灯的控制程序功能图如图7.15所示。功能图分析：PLC上电后，由区间复位指令ZRST给程序中使用的步状态器复位，并给S0步置位。S0步控制车道绿灯亮，人行道红灯亮。如果人行道此时没有人请求通过，车道绿灯、人行道红灯的工作状态将一直持续下去，因为X0为OFF状态，所以程序不能转移到下一步执行。

图7.14 按钮式交通灯的I/O接线图

图7.15 按钮式交通灯的控制程序功能图

    当有人按下人行道请求通过按钮，X0为ON，程序转移到S21和S31步，车道仍旧绿灯亮，人行道红灯亮，车道继续放行并开始计时，当30s时间到，车道黄灯亮lOs后，接着红灯亮5s（此时车道和人行道都是红灯亮），5s后人行道红灯熄灭，绿灯点亮，但车道仍保持红灯亮状态。人行道绿灯亮15s后，变为闪烁（闪烁5次时间为5s），5s结束后，人行道红灯亮5s（车道仍旧为红灯）后，程序返回到初始步S0，恢复为车道绿灯、人行道红灯的无人请求通过的初始状态，直至下次有人请求通过公路时，程序才能开始向下执行。

    (2)梯形图设计。将图7.15所示的功能图采用步进指令转换成梯形图，如图7.16所示。

    (3)附加控制要求的程序设计。

    ①导盲蜂鸣器控制程序设计。为引导盲人通过人行道，采用秒脉冲驱动蜂鸣器发声提示。导盲秒脉冲程序如图7.17 (a)所示。当人行道的绿灯点亮时，程序执行到S32步，定时器T3开始15s计时，采用PLC内部的特殊辅助继电器M8013的秒脉冲信号，经Y7端口驱动蜂鸣器发出嘀哒的声音。当15s时间到，程序转移到S33步，Y7自动关闭。

    图7.16 按钮式交通灯的控制程序梯形图

    ②数字显示程序设计，车道绿灯亮30s的显示程序如图7.17 (b)所示。定时器T0的计时脉冲周期（时基信号）为100ms，设定的延时时间常数为300，要采用十进制数300减去T0的当前值，才能得到定时器的变化数据。由于七段译码指令SEGD只能对BCD码操作，所以要将数据转换成BCD码并送K4M0中。由于T0的时基信号为0.1s，计时数据的小值为0.1s，而只需显示数据的十位和个位，所以只需要显示K2M4存储的数据，而小数点后面的数据(M3～M0)未被使用。

    因为七段译码指令SEGD只能将[S.]中的低四位数据译为七段码信号，要显示的两位数据（大30s），所以要执行两次SEGD指令，将K2M4分为K1M4和K1M8两组数据译码并驱动显示器件。即将K1M4转换成七段码输出到K2Y10，驱动的个位数（十进制数）显示器件，再将KIM8转换成七段码输出到K2Y20端，驱动的十位数的数字显示器件。由于本例中采用的是七段式显示器件，所以输出端Y17、Y27未使用，为空端。

1系统构成与控制方法简介

· 采用位置控制指令(DRVA)，大致阐述FX1S控制步进电机的方法。·FX系列PLC单元能同时输出两IOOKHZ脉冲，是控制伺服与步进电机的较好选择。

-PLS+，PLS一为步进驱动器的脉冲信号端子，DIR+，DIR一为步进驱动器的方向信号端子。

· 所谓位置控制(DRVA)，就是要走到距离原点的位置，原点位置数据存放于32位寄存器D8140里。当机械位于我们设定的原点位置时用程序把D8140的值清零，也就确定了原点的位置。

· 实例动作方式：X0闭合动作到A点停止，xl闭合动作到B点停止，接线图与动作位置示例如左图f距离用脉冲数表示)。

2程序

· 在原点时将D8140的值清零(本程序中没有做此功能)

· 32位寄存器D8140是存放Y0的输出脉冲数，正转时增加，反转时减少。当正转动作到A点时，D8140的值3000。此时闭合xl，机械反转动作到B点，也就是一3000的位置。D8140的值就是一3000。

· 当机械从A点向B点动作过程中，x1断开(女口在C点断开)则D8140的值就是200，此时再闭合X0，机械正转动作到A点停止。

· 当机械停在A点时，再闭合X0，因为机械已经在距离原点3000的位置上，故而机械没有动作!

· 把程序中的位置指令fDRVA)换成相对位置指令(DRVI)：

· 当机械在B点时设此时D8140的值是一3000)闭合X0，则机械正转3000个脉冲停止，也就是停在了原点。D8140的值为0。

· 当机械在B点时f设此时D8140的值是一3000)闭合xl，则机械反转3000个脉冲停止，也就是停在了左边距离B点3000的位置f图中未画出)，D8140的值为一6000。

3一般两相步进电机驱动器端子示意图

      ·FREE+，FREE一：脱机信号，步进电机的没有脉冲信号输入时具有自锁功能，也就是锁住转子不动。而当有脱机信号时解除自锁功能，转子处于自由状态并且不响应步进脉冲。

·v+，GND：为驱动器直流电源端子，也有交流供电类型。

2A+，A一，B+，B一分别接步进电机的两相线圈。

三菱PLC的发展历程：

1、1980-1990 三菱PLC主要有F\F1\F2系列小型PLC，K/A系列中、大型PLC

2、1990-2000 三菱PLC主要分为FX系列小型PLC，A系列（A2S\A2US\Q2A）中大型PLC

3、2000以后，三菱PLC主要分分为FX系列小型PLC，Q系列（Qn\QnPH）中大型PLC

三菱FX系列PLC介绍：

FX系列PLC包括FX1S \ FX1N \ FX2N \ FX3U四种基本类型的PLC，早期还包括FX0系列产品。

FX1S系列为整体固定I/O结构，大I\O点数为40，I\O点数不可扩展；

FX1N \ FX2N \ FX3U系列为基本单元加扩展的结构形式，可以通过I\O扩展模块增加I\O. FX1N大的I\O点数是128点

FX2N大的I\O点数是256点 厦门PLC培训找厦门铖毅自动化培训。

FX3U大的I\O点数是384点（包括CC-Lbbbb连接的远程I\O）

FX1NC \ FX2NC \ FX3UC是变形系列，主要区别是端子的连接方式和PLC的电源输入，变形系列的端子采用的插入式，输入电源只能24VDC，较普通系列要。普通系列的端子是接线端子连接，电压允许使用AC电源。

FX1S系列PLC只能通过RS-232、RS-422\RS-485等标准接口与外部设备、计算机以及PLC之间通讯. FX1N \ FX2N \ FX3U增加了AS-I \ CC-bbbb网络通讯功能。

 1．呼叫送料车的控制要求

    图7.18所示为某生产流水线的送料车呼叫控制示意图。送料车根据要求对1#～4#的工位进行送料。每个工位上都设置有位置检测传感器SQ，用于检测送料车到位状况。每个工位都设置有呼叫按钮SB，用于呼叫送料车。送料车在生产线1#～4#工位的范围内左、右运动，当某个工位的呼叫按钮闭合时，送料车将自动运行到呼叫工位。采用PLC对送料车进行控制，要求设置数字显示器，用于显示送料车的当前位置及当前呼叫按钮的编号。要求采用功能指令设计控制程序。

    图7.18 送料车呼叫控制示意图

    2．PLC控制系统的硬件电路设计

    (1)主电路设计。送料车采用电动机驱动，送料车呼叫的控制主电路如图7.19所示。通过交流接触器KM1和KM2控制电动机的正、反转，实现送料车左行、右行。所以，KM1、KM2为PLC的控制负载。

    (2)电气控制元件的选择。送料车采用Y112M-4型电动机驱动，电动机的额定功率为4kW，额定电压为380V。电源开关Q，选用HKI-30/3型瓷底、胶盖开关，配用熔丝线径为(2.30～2.52)mm; FUI选用RL-60型，配用2的熔体（管）；交流接触器KM选用CJ10-3H (LD1-D)型，线圈电压380VAC;热继电器FR选用电流等级11A、JR16-20/3D型；PLC外部的急停开关SBO选用LA20-11J型开关；PLC外部输出端的熔断器FU2选用RL2-15型，配用6A的熔体（管）。位置检测开关选用霍尔检测开关。

    主电路接线板采用三相四线380V±5%、50Hz交流电源。电路板输出的三相三线380V为电动机的动力电源；输出的单相220V电源为PLC供电。电源具有断电保护功能，对于可能出现的误操作，均能确保主机的。

图7.19 送料车呼叫的控制主电路

    (3)I/O地址分配。送料车呼叫的I/O地址分配如表7.7所示。送料车的位置检测开关SQ要安装在送料车运动导轨旁，可采用外部直流电源供电，呼叫按钮SB安置在各个工位上，数字显示，急停开关SBO（不进入PLC的内部）都安装在控制面板上。数字显示器件采用用户电源供电。

    表7.7 I/O地址分配

    3．PLC的控制程序设计

    (1)控制程序设计说明。控制程序分为4个部分：开机清零程序；送料车运动方向的判断程序；左、右运动控制及数字显示控制程序。

    ①送料车的运动方向判断。由送料车的控制示意图可知，送料车可能停止在生产流水线的任何一个工位上，而另外的3个工位都可以呼叫送料车，所以送料车的运动方向，由当前所在的工位和呼叫按钮号决定。设送料车停在2号工位，若4号工位呼叫，则送料车就要左行，此时若出现1号工位呼叫，则送料车就要右行，要编程实现送料车运动方向的判断。由的分析可知，当呼叫按钮号大于送料车当前所在的工位号时，送料车要左行，相反，呼叫按钮号小于当前所处工位号时，送料车要右行。所以，采用比较指令编程就可以实现送料车运动方向的判断。

    ②送料车左、右运动的控制。生产流水线共设置4个工位，当送料车停在4#工位时，不会出现向左运动的要求。同理，送料车停在1#工位时，也不会出现向右运动的要求。所以可以确定左、右运动的要求各为3个，这些要求就是送料车左行和右行的起动条件，而每个工位的位置检测传感器信号(SQ)为运动的停止信号。可以采用主控指令和跳转指令选择执行左行、右行的控制程序。

    ⑧数字显示。采用七段译码指令SEGD将数据寄存器中的数据译为七段码信号，驱动PLC输出端的数字显示器件，就可以实现数字显示。

    (2)控制程序分析。送料车呼叫程序如图7.20所示。采用区间复位指令ZRST给程序中使用的数据寄存器和辅助继电器复位。

图7.20 送料车呼叫控制程序

    X1～X4为各个工位的呼叫按钮开关，在任何一个呼叫开关闭合的上升沿，采用脉冲指令PLS得到一个扫描周期宽度的控制信号M0。用M0信号控制执行MOV指令，将当前的呼叫信号送到数据寄存器D1。同理，将送料车当前所处的位置号送到数据寄存器D11中。在M0为ON时执行比较指令，以确定送料车的运动方向。当D1中的内容（呼叫开关编号）大于D11中的内容（小车的当前工位号）时，M10动合触点闭合，满足NO号主控指令的执行条件，实现执行左行程序。相反，当D1中的内容小于D11中的内容时，M12的动合触点闭合，不满足主控指令和跳转指令的执行条件，M12为ON执行右行程序。

    在PLC运行期间，利用特殊辅助继电器M8000的动合触点一直为闭合状态，将送料车的呼叫按钮编号及当前位置编号用数字显示出来。

三菱PLC有基本逻辑指令20或27条、步进指令2条、功能指令100多条（不同系列有所不同）。本文以三菱FX2N为例，介绍其基本逻辑指令和步进指令及其应用。 三菱FX2N系列PLC的共有27条基本逻辑指令，其中包含了有些子系列PLC的20条基本逻辑指令。

取指令与输出指令（LD/LDI/LDP/LDF/OUT）

（1）LD（取指令） 一个常开触点与左母线连接的指令，每一个以常开触点开始的逻辑行都用此指令。

（2）LDI（取反指令） 一个常闭触点与左母线连接指令，每一个以常闭触点开始的逻辑行都用此指令。

（3）LDP（取上升沿指令）  与左母线连接的常开触点的上升沿检测指令，仅在位元件的上升沿（由OFF→ON）时接通一个扫描周期。

（4）LDF（取下降沿指令）  与左母线连接的常闭触点的下降沿检测指令。

（5）OUT（输出指令） 对线圈进行驱动的指令，也称为输出指令。

取指令与输出指令的使用如图1所示。

图1 取指令与输出指令的使用

取指令与输出指令的使用说明：

1）LD、LDI指令既可用于输入左母线相连的触点，也可与ANB、ORB指令配合实现块逻辑运算；

2）LDP、LDF指令仅在对应元件有效时维持一个扫描周期的接通。图3-15中，当M1有一个下降沿时，则Y3只有一个扫描周期为ON。

3）LD、LDI、LDP、LDF指令的目标元件为X 、Y 、M 、T、C、S；

4）OUT指令可以连续使用若干次（相当于线圈并联），对于定时器和计数器，在OUT指令之后应设置常数K或数据寄存器。

5）OUT指令目标元件为Y、M、T、C和S，但不能用于X。