机加工自动线PLC控制系统

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1、第9章机加工自动线PLC控制系统9.1项目概况在机械行业，机械加工自动线已成为一种常见的自动化生产形式。其控制系统的设计、调试、操作和故障分析与排除是自动化工程技术人员的岗位职责。本系统旨在为学生进行机加工自动线电气控制系统的设计、调试、操作和故障分析与排除提供一个实训环境。通过工程实训，使学生熟悉机加工自动线的操作步骤，掌握自动线PLC控制系统的软硬件设计、布线工艺、调试和故障分析与排除的思路和方法，增强PLC的工程应用能力，为将来从事PLC应用方面的技术工作打下基础。9.2理论知识由于机加工自动线控制系统的控制装置采用的是日本三菱公司生产的FX2系列PLC，因此，这里有必要简要地学

2、习一下FX2系列PLC方面的有关知识。9.2.1FX2系列PLC的基本数据结构9.2.1.1位元件FX2系列PLC有4种基本位元件供用户编程使用，并给它们分别指定了专用的字母符号：输入继电器：X；输出继电器：Y；辅助继电器：M；状态继电器：S。上述四种位元件都只有两种不同的状态，即ON和OFF，可以分别用二进制数1和0来表示这两种状态。9.2.1.2字元件8个连续的位组成一个字节，2个连续的字节组成一个字，两个连续的字组成一个双字。一个字的最高位(第15位)为符号位，正数的符号位为0，负数的符号位为1。有符号的字可以表示的最大正整数为32767。在FX2系列PLC中，纯粹的字元件只有只

3、有一种，即数据寄存器，其专用的字母符号为D。但前面提到的四种位元件中的每一种的16个或32个连续的位都可以组成一个字或一个双字。9.2.1.3位与字结合的元件在FX2系列PLC中，位与字结合的元件只有两种：定时器和计数器，它们的触点为位元件，而用来存放它们的设定值和当前值的数据寄存器为字元件。定时器和计数器的专用的字母符号分别为T和C。9.2.2FX2系列PLC的编成元件FX2系列PLC梯形图中的编程元件的名称由字母和数字组成，它们分别表示元件的类型和元件号，例如Y10、M129。输入继电器和输出继电器的元件号用八进制数表示，八进制数只有0～7这8个数字符号，遵循“逢8进1”的运算规则

4、。例如，八进制数17和20是两个相邻的整数。表9-1给出了FX2系列PLC的输入／输出继电器元件号。9.2.2.1输入继电器(X)输入继电器是PLC接收外部输入的开关量信号的窗口。PLC通过光耦合器，将外部信号的状态读入并储存在输入映像寄存器中。在梯形图中，可以多次使用输入继电器的常开触点和常闭触点。图9-1是一个PLC控制系统的示意图，X0端子外接的输入电路接通时，它对应的输入映像寄存器为1状态，断开时为0状态。输入继电器的状态唯一地取决于外部输入信号的状态，不受用户程序的控制，因此在梯形图中绝对不能出现输入继电器的线圈。图9-1输入继电器与输出继电器9.2.2.2输出继电器（Y）输

5、出继电器是PLC向外部负载发送信号的窗口。输出继电器用来将PLC的输出信号传送给输出模块，再由后者驱动外部负载。如果图9-1梯形图中Y4的线圈“通电”,继电器型输出模块中对应的硬件继电器的常开触点闭合，使外部负载工作。输出模块中的每一个硬件继电器仅有一对常开触点，但在梯形图中，每一个输出继电器的常开触点和常闭触点都可以多次使用。9.2.2.3辅助继电器（M）辅助继电器是用软件实现的，它们不能接收外部的输入信号，也不能直接驱动外部负载，是一种内部的状态标志，相当于继电器控制系统中的中间继电器。辅助继电器的编号范围如表9-2所示。9.2.2.3.1通用辅助继电器FX2系列PLC的通用辅助继

6、电器没有断电保持功能。在FX2系列PLC中，除了输入继电器和输出继电器的元件号采用八进制外，其他编程元件的元件号均采用十进制。如果在PLC运行时电源突然中断，输出继电器和通用辅助继电器将全部变为OFF。若电源再次接通，除了因外部输入信号而变为ON的以外，其余的仍将保持为OFF状态。9.2.2.3.2锁存辅助继电器在PLC外部电源断电后，PLC内部的锂电池会自动地将外部电源断电前一瞬间锁存辅助继电器的状态保存下来。并一直持续到外部电源重新通电后的第一个扫描周期结束时为止。由于这个原因，我们可以把锁存辅助继电器看作是具有断电记忆功能的编程元件。为了使锁存辅助继电器在外部电源重新通电后保持通

7、电状态的时间更长一些，可采用图9-2所示的有记忆功能的电路来实现。图9-2断电保持功能图9-3波形图9.2.2.3.3特殊辅助继电器特殊辅助继电器共256点，可分为两类：(1)触点利用型特殊辅助继电器由PLC的系统程序来驱动它们的线圈，在用户程序中直接使用其触点，但是不能出现它们的线圈，常用的触点利用型特殊辅助继电器有：M8000(运行监视)：当PLC执行用户程序时，M8000为ON；停止执行时，M8000为0FF(见图9-7)。M8002(初