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三菱PLC是三菱电机在大连生产的主力产品。 它采用一类可编程的存储器,用于其内部存储程序,执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令,并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。三菱PLC在中国市场常见的有以下型号: FR-FX1N FR-FX1S FR-FX2N FR-FX3U FR-FX2NC FR-A FR-Q)。PLC系统组成及各部分的功能:
PLC相关组成
PLC相关组成(6张)
一.系统组成。
二.各部分的作用。
1. CPU运算和控制中心
起“心脏”作用。
纵:当从编程器输入的程序存入到用户程序存储器中,然后CPU根据系统所赋予的功能(系统程序存储器的解释编译程序),把用户程序翻译成PLC内部所认可的用户编译程序。
横:输入状态和输入信息从输入接口输进,CPU将之存入工作数据存储器中或输入映象寄存器。然后由CPU把数据和程序有机地结合在一起。把结果存入输出映象寄存器或工作数据存储器中,然后输出到输出接口、控制外部驱动器。
组成:CPU由控制器、运算器和寄存器组成。这些电路集成在一个芯片上。CPU通过地址总线、数据总线与I/O接口电路相连接。
2.存储器
具有记忆功能的半导体电路。
分为系统程序存储器和用户存储器。
系统程序存储器用以存放系统程序,包括管理程序,监控程序以及对用户程序做编译处理的解释编译程序。由只读存储器组成。厂家使用的,内容不可更改,断电不消失。
用户存储器:分为用户程序存储区和工作数据存储区。由随机存取存储器(RAM)组成。用户使用的。断电内容消失。常用的锂电池作为后备电源,寿命一般为3~5年。
3.输入/输出接口
(1)输入接口:
光电耦合器由两个发光二极度管和光电三极管组成。
发光二级管:在光电耦合器的输入端加上变化的电信号,发光二极管就产生与输入信号变化规律相同的光信号。
光电三级管:在光信号的照射下导通,导通程度与光信号的强弱有关。在光电耦合器的线性工作区内,输出信号与输入信号有线性关系。
输入接口电路工作过程:当开关合上,二极管发光,然后三极管在光的照射下导通,向内部电路输入信号。当开关断开,二极管不发光,三极管不导通。向内部电路输入信号。也就是通过输入接口电路把外部的开关信号转化成PLC内部所能接受的数字信号。
(2)输出接口
PLC的继电器输出接口电路
工作过程:当内部电路输出数字信号1,有电流流过,继电器线圈有电流,然后常开触点闭合,提供负载导通的电流和电压。当内部电路输出数字信号0,则没有电流流过,继电器线圈没有电流,然后常开触点断开,断开负载的电流或电压。也就是通过输出接口电路把内部的数字电路化成一种信号使负载动作或不动作。
三种类型:
继电器输出:有触点、寿命短、频率低、交直流负载
晶体管输出:无触点、寿命长、直流负载
晶闸管输出:无触点、寿命长、交流负载
4.编程器
编程器分为两种,一种是手持编程器,方便。我们实验室使用的就是手持编程器。二种是通过PLC的RS232口。与计算机相连。然后敲击键盘。通过NSTP-GR软件(或WINDOWS下软件)向PLC内部输入程序。
第二节 PLC的基本工作原理
一.PLC采用“顺序扫描,不断循环”的工作方式
1.每次扫描过程。集中对输入信号进行采样。集中对输出信号进行刷新。
2.输入刷新过程。当输入端口关闭时,程序在进行执行阶段时,输入端有新状态,新状态不能被读入。只有程序进行下一次扫描时,新状态才被读入。
3.一个扫描周期分为输入采样,程序执行,输出刷新。
4.元件映象寄存器的内容是随着程序的执行变化而变化的。
5.扫描周期的长短由三条决定。(1)CPU执行指令的速度(2)指令本身占有的时间(3)指令条数
6.由于采用集中采样。集中输出的方式。存在输入/输出滞后的现象,即输入/输出响应延迟。
二.PLC与继电器控制系统、微机区别
1.PLC与继电器控制系统区别
前者工作方式是“串行”,后者工作方式是“并行”。
前者用“软件”,后者用“硬件”。
2.PLC与微机区别
前者工作方式是“循环扫描”。后者工作方式是“待命或中断”
PLC 编程方式
PLC突出的优点采用“软继电器”代替“硬继电器”。用“软件编程逻辑”代替“硬件布线逻辑”。
PLC编程语言有梯形图、布尔助记符语言,等等。尤其前两者为常用。
梯形图语言特点:
1.每个梯形图由多个梯级组成。
2.梯形图中左右两边的竖线表示假想的逻辑电源。当某一梯级的逻辑运算结果为“1”时,有假想的电流通过。
3.继电器线圈只能出现一次,而它的常开、常闭触点可以出现无数次。
4.每一梯级的运算结果,立即被后面的梯级所利用。
5.输入继电器受外部信号控制。只出现触点,不出现线圈。
第四节 主要技术性能
用户程序存储容量:是衡量可存储用户应用程序多少的指标。通常以字或K字为单位。16位二进制数为一个字,每1024个字为1K字。PLC以字为单位存储指令和数据。一般的逻辑操作指令每条占1个字。定时/计数,移位指令占2个字。数据操作指令占2~4个字。
第五节 PLC的分类
按结构分类:
1. 整体式:是把PLC各组成部分安装在一起或少数几块印刷电路板上,并连同电源一起装在机壳内形成一个单一的整体,称之为主机或基本单元、小型、超小型PLC采用这种结构。
2.模块式:是把PLC各基本组成做成独立的模块。中型、大型PLC采用这种方式,便于维修。
产品系列
编辑
FX1S系列
常用的几款三菱plc
常用的几款三菱plc
三菱PLC是一种集成型小型单元式PLC。且具有完整的性能和通讯功能等扩展性。如果考虑安装空间和成本是一种理想的选择。
FX1N系列
是三菱电机推出的功能强大的普及型PLC。具有扩展输入输出,模拟量控制和通讯、链接功能等扩展性。是一款广泛应用于一般的顺序控制三菱PLC。
FX2N系列
在当时,是三菱PLC是FX家族中先进的系列。具有高速处理及可扩展大量满足单个需要的特殊功能模块等特点,为工厂自动化应用提供大的灵活性和控制能力。
FX3U系列
是三菱电机公司新近推出的新型第三代三菱PLC,可能称得上是小型至尊产品。基本性能大幅提升,晶体管输出型的基本单元内置了3轴独立高100kHz的定位功能,并且增加了新的定位指令,从而使得定位控制功能更加强大,使用更为方便。FX3U系列产品为FX2N替代产品,FX2N系列产品2012年12月三菱电机不再供货。以后大家都会选用FX3U系列产品。三菱PLC-FX3U系列产品介绍:
  ● FX3U系列PLC第三代微型可编程控制器,内置高达64K大容量的RAM存储器。
  ● 内置业界高水平的高速处理0.065μS/基本指令。
  ● 控制规模:16~384(包括CC-LINK I/O)点。
  ● 内置独立3轴100kHz定位功能(晶体管输出型)。
  ● 基本单元左侧均可以连接功能强大简便易用的适配器。
  ● 内置的编程口可以达到115.2kbps 的高速通信,而且多可以同时使用3 个通信口。
  ● 通过CC-Link 网络的扩展可以实现高84 点(包括远程I/O 在内)的控制。
  ● 模块上可以进行软元件的监控、测试,时钟的设定。
  ● FX3U系列还可以将该显示模块安装在控制柜的面板上。
  ● FX3U系列PLC编程软件:需要GX Developer 8.23Z 以上版本。
FX3G系列
是三菱电机公司新近推出的新型第三代三菱PLC,基本单元自带两路高速通讯接口(RS422&USB,内置高达32K大容量存储器,标准模式时基本指令处理速度可达0.21μs,控制规模:14~256点(包括CC-LINK网络I/O),定位功能设置简便(多三轴),基本单元左侧多可连接4台FX3U特殊适配器,可实现浮点数运算,可设置两级密码,每级16字符,增强密码保护功能
FX1NC FX2NC FX3UC三菱PLC:
在保持了原有强大功能的基础上实现了极为可观的规模缩小I/O型接线接口降低了接线成本,并大大节省了时间。
Q系列三菱PLC:
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。三菱电机中国事业的快速发展,为了更好地满足国内用户对三菱PLC,Q系列产品高性能、低成本的要求,三菱电机自动化特推出经济型QUTESET型三菱PLC,即一款以自带64点高密度混合单元的5槽Q00JCOUSET;另一款自带2块16点开关量输入及2块16点开关量输出的8槽Q00JCPU-S8SET,其性能指标与Q00J完全兼容,也完全支持GX-Developer等软件,故具有极佳的性价比。
A系列三菱PLC:
三菱PLC\A系列
三菱PLC\A系列
使用三菱专用顺控芯片(MSP),速度/指令可媲美大型三菱PLC;A2ASCPU支持32个PID回路。而QnASCPU的回路数目无限制,可随内存容量的大小而改变;程序容量由8K步至124K步,如使用存储器卡,QnASCPU则内存量可扩充到2M字节;有多种特殊模块可选择,包括网络,定位控制,高速计数,温度控制等模块。


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设计方法
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三菱PLC控制系统一般设计方法:
1、分析控制系统的控制要求
熟悉被控对象的工艺要求,确定必须完成的动作及动作完成的顺序,归纳出顺序功能图。
2、选择适当类型的PLC
根据生产工艺要求,确定I/O点数和I/O点的类型(数字量、模拟量等),并列出I/O点清单。进行内存容量的估计,适当留有余量。根据经验,对于一般开关量控制系统,用户程序所需存储器的容量等于I/O总数乘以8;对于只有模拟量输入的控制系统,每路模拟量需要100个存储器字;对于既有模拟量输入又有模拟量输出的控制系统,每路模拟量需要200个存储器字。确定机型时,还要结合市场情况,考察PLC生产厂家的产品及其售后服务、技术支持、网络通信等综合情况,选定性能价格比好一些的PLC机型。
3、硬件设计
根据所选用的PLC产品,了解其使用的性能。按随机提供的资料结合实际需求,同时考虑软件编程的情况进行外电路的设计,绘制电气控制系统原理接线图。
4、软件设计
(1)软件设计的主要任务是根据控制系统要求将顺序功能图转换为梯形图,在程序设计的时候好将使用的软元件(如内部继电器、定时器、计数器等)列表,标明用途,以便于程序设计、调试和系统运行维护、检修时查阅。
(2)模拟调试。将设计好的程序下载到PLC主单元中。由外接信号源加入测试信号,可用按钮或小开关模拟输入信号,用指示灯模拟负载,通过各种指示灯的亮暗情况了解程序运行的情况,观察输入/输出之间的变化关系及逻辑状态是否符合设计要求,并及时修改和调整程序,直到满足设计要求为止。
5、现场调试
在模拟调试合格的前提下,将PLC与现场设备连接。现场调试前要全面检查整个PLC控制系统,包括电源、接地线、设备连接线、I/O连线等。在保证整个硬件连接正确无误的情况下才可送电。将PLC的工作方式置为“RUN”。反复调试,消除可能出现的问题。当试运一定时间且系统运行正常后,可将程序固化在具有长久记忆功能的存储器中,做好备份。
一、保养规程、设备定期测试、调整规定
(1) 每半年或季度检查PLC柜中接线端子的连接情况,若发现松动的地方及时重新坚固连接;
(2) 对柜中给主机供电的电源每月重新测量工作电压;
二、设备定期清扫的规定
(1) 每六个月或季度对PLC进行清扫,切断给PLC供电的电源把电源机架、CPU主板及输入/输出板依次拆下,进行吹扫、清扫后再依次原位安装好,将全部连接恢复后送电并启动PLC主机。认真清扫PLC箱内卫生;
(2) 每三个月更换电源机架下方过滤网;
三、检修前准备、检修规程
(1) 检修前准备好工具;
(2) 为保障元件的功能不出故障及模板不损坏,必须用保护装置及认真作防静电准备工作;
(3) 检修前与调度和操作工联系好,需挂检修牌处挂好检修牌;
四、设备拆装顺序及方法
(1) 停机检修,必须两个人以上监护操作;
(2) 把CPU前面板上的方式选择开关从“运行”转到“停”位置;
(3) 关闭PLC供电的总电源,然后关闭其它给模坂供电的电源;
(4) 把与电源架相连的电源线记清线号及连接位置后拆下,然后拆下电源机架与机柜相连的螺丝,电源机架就可拆下;
(5) CPU主板及I/0板可在旋转模板下方的螺丝后拆下;
(6) 安装时以相反顺序进行;
五、检修工艺及技术要求
(1) 测量电压时,要用数字电压表或精度为1%的表测量
(2) 电源机架,CPU主板都只能在主电源切断时取下;
(3) 在RAM模块从CPU取下或插入CPU之前,要断开PC的电源,这样才能保证数据不混乱;
(4) 在取下RAM模块之前,检查一下模块电池是否正常工作,如果电池故障灯亮时取下模块PAM内容将丢失;
(5) 输入/输出板取下前也应先关掉总电源,但如果生产需要时I/0板也可在可编程控制器运行时取下,但CPU板上的QVZ(超时)灯亮;
(6) 拨插模板时,要格外小心,轻拿轻放,并远离产生静电的物品;
(7) 更换元件不得带电操作;
(8) 检修后模板安装一定要安插到位。
三菱PLC的主要特点(此处PLC是指电力线上网属错误引用)
① 结构灵活
不受环境的限制,有电即可组建网络,同时可以灵活扩展接入端口数量,使资源保持较高的利用率,在移动性方面可与WLAN媲美。
② 传输效果好
可以很平顺的在线观赏DVD影片,它所提供的14Mbps带宽可以为很多应用平台提供保证。新的电力线标准HomePlug AV传输速度已经达到了200Mbps;为了确保QoS,HomePlug AV采用了时分多路访问(TDMA)与带有冲突检测机能的载体侦听多路访问(CSMA)协议,两者结合,能够很好地传输流媒体。
③ 范围广
无所不在的电力线网络也是这种技术的优势。虽然无线网络可以做到不破墙,但对于高层建筑来说,其必需布设N多个AP才能满足需求,而且同样不能避免信号盲区的存在。而电力线是基础的网络,它的规模之大,是其他任何网络无法比拟的。由此,运营商就可以轻松地把这种网络接入服务渗透到每一处有电力线的地方。这一技术一旦全面进入商业化阶段,将给互联网普及带来极大的发展空间。终端用户只需要插上电力猫,就可以实现因特网接入,电视频道接收节目,打电话或者是可视电话。
④ 低成本
充分利用现有的低压配电网络基础设施,无需任何布线,节约了资源。无需挖沟和穿墙打洞,避免了对建筑物、公用设施、家庭装潢的破坏,同时也节省了人力。相对传统的组网技术,PLC成本更低,工期短,可扩展性和可管理性更强。目前国内已开通电力宽带上网的地方,其包月使用费用一般为50-80元/月左右,这样的价格和很多地方的ADSL包月相持平。
⑤ 适用面广
PLC作为利用电力线组网的一种接入技术,提供宽带网络“后一公里”的解决方案,广泛适用于居民小区,酒店,办公区,监控安防等领域。它是利用电力线作为通信载体,使得PLC具有极大的便捷性,只要在房间任何有电源插座的地方,不用拨号,就立即可享受4.5~45Mbps的高速网络接入,来浏览网页﹑拨打电话,和观看在线电影,从而实现集数据、语音、视频,以及电力于一体的“四网合一”。
plc发展新动向 PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器,用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令,并能通过数字式或模拟式的输入和输出,控制各种类型的机械或生产过程。PLC已经广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业,它具有高可靠性、抗干扰能力强、功能强大、灵活,易学易用、体积小,重量轻,价格便宜的特点。
发展动向
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1:产品规模向大、小两个方向发展 大:I/O点数达14336点、32位为微处理器、多CPU并行工作、大容量存储器、扫描速度高速化。 小:由整体结构向小型模块化结构发展,增加了配置的灵活性,降低了成本。
2:PLC在闭环过程控制中应用日益广泛
3:不断加强通讯功能
4:.新器件和模块不断推出 高档的PLC除了主要采用CPU以提高处理速度外,还有带处理器的EPROM或RAM的智能I/O模块、高速计数模块、远程I/O模块等专用化模块。
5:编程工具丰富多样,功能不断提高,编程语言趋向标准化 有各种简单或复杂的编程器及编程软件,采用梯形图、功能图、语句表等编程语言,亦有高档的PLC指令系统
6:发展容错技术 采用热备用或并行工作、多数表决的工作方式。
7:追求软硬件的标准化。
发展历史
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20世纪70年代初出现了微处理器。人们很快将其引入可编程控制器,使PLC增加了运算、数据传送及处理等功能,完成了真正具有计算机特征的工业控制装置。此时的PLC为微机技术和继电器常规控制概念相结合的产物。个人计算机发展起来后,为了方便和反映可编程控制器的功能特点,可编程序控制器定名为Programmable Logic Controller(PLC)。
20世纪70年代中末期,可编程控制器进入实用化发展阶段,计算机技术已全面引入可编程控制器中,使其功能发生了飞跃。更高的运算速度、超小型体积、更可靠的工业抗干扰设计、模拟量运算、PID功能及极高的性价比奠定了它在现代工业中的地位。
20世纪80年代初,可编程控制器在先进工业国家中已获得广泛应用。世界上生产可编程控制器的国家日益增多,产量日益上升。这标志着可编程控制器已步入成熟阶段。
20世纪80年代至90年代中期,是PLC发展快的时期,年增长率一直保持为30~40%。在这时期,PLC在处理模拟量能力、数字运算能力、人机接口能力和网络能力得到大幅度提高,PLC逐渐进入过程控制领域,在某些应用上取代了在过程控制领域处于统治地位的DCS系统。
20世纪末期,可编程控制器的发展特点是更加适应于现代工业的需要。这个时期发展了大型机和超小型机、诞生了各种各样的特殊功能单元、生产了各种人机界面单元、通信单元,使应用可编程控制器的工业控制设备的配套更加容易。
就业前景
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目前我国经济的发展主要特点:
1 、目前我国还是制造业大国,是世界的生产加工中心,有大量的制造业,就必须用各种生产设备,大部分生产设备都和 PLC 有关,需要大量的精通 PLC 控制的从业人员。
2 、产业结构已发生调整,逐渐有劳动力密集型转化为技术密集型,大量的新设备被采用,这些设备很多都和 PLC 控制相关,需大量的高技术人才。
PLC从业人员主要有:
1 、企业的设备维护和维修人员;
2 、从事工控设备销售的人员;
3 、从事设备开发,编程的电气工程师。
PLC就业的行业主要有:
1.电厂(包括各个公司,工厂的配电室);
2.软件开发(特别是单片机或EDA等);
3.PLC(大体是工控方向,搭建操作平台等);
4.各个矿山,或金属冶炼场所(进行自动化设备的维护,操作等);
5.去学校当老师;
6.做销售工作(专门卖自己专业相关的东西);
7.公务员,每个专业都可以的;
8.各种什么研究所;
9.产品设计,就是硬件电路设计了;
10.自动化专业就业方向很广的,仔细观察生活就知道很多自动化设备的。
三菱PLC和西门子是目前国内使用多的PLC,特别是中国沿海的工厂,更是主要以日系PLC为主,掌握三菱PLC的技术对就业是有很多帮助的。
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