國家開放大學(xué)一網(wǎng)一平臺電大《可編程控制器應(yīng)用實訓(xùn)》形考任務(wù)1及3試題答案

國家開放大學(xué)一網(wǎng)一平臺電大《可編程控制器應(yīng)用實訓(xùn)》形考任務(wù)1及3試題答案形考任務(wù)1S7-200系列PLC的安裝配線2.結(jié)合S7-200系列PLC的實物，指出了解S7-200系列PLC的其組成結(jié)構(gòu)及各部件的作用。序號名稱型號備注1處12處13S7-226或自定臺14塊15組合開關(guān)個16交流接觸器只37套套38套R16-154套29個2套自定條1木螺絲個平墊圈個塑料軟銅線m塑料軟銅線m別徑壓端子個行線槽條5異型塑料管mS7-200的安裝方法有兩種：底板安裝和DIN導(dǎo)軌安裝。底板安裝是利用PLC機體外殼四個角上的安裝孔，用螺釘將其固定在底版上。DIN導(dǎo)軌安裝是利用模塊上的DIN夾子，把模塊固定在一個標準的DIN導(dǎo)軌上。溫度在0~55°℃范圍內(nèi)；相對濕度在35%~85%范圍內(nèi)(無結(jié)霜),周圍無易燃或腐蝕性氣體、過量的灰塵和塊的干擾，應(yīng)盡可能將S7-200西門子plc模塊與產(chǎn)生高電子噪聲的設(shè)備(如變頻器)分隔開。2.PLC的配線PLC的配線主要包括電源接線、接地、IO接線及對擴展單元的接線等。(1電源接線與接地PLC的工作電源有120/230V單相交流電源和24V直流電源。系統(tǒng)的大多數(shù)干擾往往通過電源進入PLC,在干擾強或可靠性要求高的場合，動力部分、控制部分、PLC自身電源及I/0回路的電源應(yīng)分開配線，用帶屏蔽層的隔離變壓器給PLC供電。隔離變壓器的一次側(cè)最好接380V,這樣可以避免接地電流的干擾。輸入用的外接直流電良好的接地是抑制噪聲干擾和電壓沖擊(保證PLC可靠工作的重要條件。PLC系統(tǒng)接地的基本原則是單點接(2)交流電源接線安裝如圖7-42所示。1)用一個單極開關(guān)a將電源與CPU所有的輸入電路和輸出(負載)電路隔開。2)用一臺過流保護設(shè)備b以保護CPU的電源輸出點以及輸入點，也可以為每個輸出點加上保險絲。3)當(dāng)使用MicroPLC24VDC傳感器電源c時可以取消輸入點的外部過流保護，因為該傳感器電源具有短路保4)將S7-200的所有地線端子同最近接地點d相連接以提高抗干擾能力。所有的接地端子都使用14AWG或1.5mm2的電線連接到獨立接地點上(也稱一點接地)。5)本機單元的直流傳感器電源可用來為本機單元的直流輸入e,擴展模塊f,以及輸出擴展模塊g供電。傳6)在安裝中如把傳感器的供電M端子接到地上h可以抑制噪聲。(3)直流電源安裝如圖7-43所示。1)用一個單極開關(guān)a,將電源同CPU所有的輸入電路和輸出(負載)電路隔開。2)用過流保護設(shè)備b、c、d,來保護CPU電源、輸出點，以及輸入點?；蛟诿總€輸出點加上保險絲進行過流保護。當(dāng)使用Micro24VDC傳感器電源時不.用輸入點的外部過流保護。因為傳感器電源內(nèi)部具有限流功3)用外部電容e來保證在負載突變時得到一個穩(wěn)定的直流電壓。4)在應(yīng)用中把所有的DC電源接地或浮地f(即把全機浮空，整個系統(tǒng)與大地的絕絳電阻不能小于50兆歐)可以抑制噪聲，在未接地DC電源的公共端與保護線PE之間串聯(lián)電阻與電容的并聯(lián)回路g,電阻提供了靜電釋放通路，電容提供高頻噪聲通路。常取R=1M,C=4700pf。5)將S7-200西門子plc所有的接地端子同最近接地點h連接，采用一點接地，以提高抗干擾能力。24V直流電源回路與設(shè)備之間，以及120/230V交流電源與危險環(huán)境之間，必須進行電氣隔離。(4)I/0接線和對擴展單元的接線可編程控制器的輸入接線是指外部開關(guān)設(shè)備PLC的輸入端口的連接線。輸出接線是指將輸I/0接線時應(yīng)注意：IO線與動力線、電源線應(yīng)分開布線，并保持一定的距離，如需在一個線槽中布線時，須使用屏蔽電纜；I/0線的距離一般不超過300m;交流線與直流線，輸入線與輸出線應(yīng)分別使用不同的電統(tǒng)；數(shù)字量和模擬量I/0應(yīng)分開走線，傳送模擬量I/0錢應(yīng)使用屏蔽線，且屏蔽層應(yīng)一端接地。PLC的基本單元與各擴展單元的連接比較簡單，接線時，先斷開電源，將扁平電纜的一端插入對應(yīng)的插口即可。PLC的基本單元與各擴展單元之間電纜傳送的信號小，頻率高，易受干擾。因此不能與其他連線敷盡管PLC外部接線比較簡單，但通過PLC的安裝配線，可實現(xiàn)對PLC硬件組成及各部分作用的的初步認知，為進一步理解PLC是如何工作的打下良好的基礎(chǔ)。形考任務(wù)3通過使用PLC的指令編程，并通過編程軟件進行程序的編制、編譯、調(diào)試相關(guān)的組態(tài)等工作，使學(xué)生掌握各類PLC指令的應(yīng)用。1.根據(jù)功能控制要求，編寫PLC程序，并通過編程軟件進行程序的編制、編譯、調(diào)試相關(guān)的組態(tài)等工作：2.同一班級中，可按照個人或小組在指導(dǎo)教師的指1.1FX系列PLC簡介(1)FX系列PLC特點FX系列可編程控制器是當(dāng)前國內(nèi)外新型的具有特色和代表性的微型PLC.它由日本三菱電機公司研制開發(fā)的。FX系列PLC基于“基本功能、高速處理、便于使用”的研發(fā)理念，使其具有數(shù)據(jù)傳送與比較、四則運沖輸出等高速處理指令，以及在SFC控制方面，將機械控制的標準動作封裝化的狀態(tài)初始化指令等，使功(2)FX系列PLC型號的含義(4)PX系列PLC主要性能指標①硬件指標：(5)F系列PLC的一般技術(shù)指標FX系列PLC的一般技術(shù)指標包括基本性能指標、輸入技術(shù)指標及輸出技術(shù)指標。1.輸入繼電器X輸入繼電器用來接收PLC外部開關(guān)信號，PLC通過輸入接口將外部輸入信號狀態(tài)(接通時為“1”,斷開時為應(yīng)位的地址代號。輸入繼電器在PLC內(nèi)部與輸入端子相連，它有無數(shù)的常開觸點和常閉觸點，這些動合、動斷觸點可在PLC編程時隨意使用。FX2N輸入繼電器的編號采用八進制編碼，范圍為X0~X267(184點)。輸出繼電器用來將PLC內(nèi)部信號輸出傳送給外部負載(用戶輸出設(shè)備)。輸出繼電器線圈是由PLC內(nèi)部程3.輔助繼電器M態(tài)暫存、移動運算等，它的數(shù)量常比軟元件X、Y多，這就是輔助繼電器。輔助繼電器的動合和動斷觸點使用次數(shù)不限，在PLC內(nèi)可以自由使用。但是，這些輔助繼電器的觸點不能對外直接輸出驅(qū)動外部負載，1.通用輔助繼電器(M000一M499)FXzN系列共有500個通用輔助繼電器。通用輔助繼電器在PLC運行時，如果電源斷電，則線圈斷開。當(dāng)電源再次接通時，除了因外部輸入信號而變?yōu)榻油ǖ囊酝猓溆嗟娜詫⒈３謹嚅_狀態(tài)，它2.斷電保持輔助繼電器(M500~M3071)FXzN系列有M500~M3071共2572個斷電保持輔助繼電器。它與通用輔助繼電器不同的是具有斷電保護功能，即能記憶電源中斷瞬時的狀態(tài)，并在重新通電后再現(xiàn)其狀態(tài)。比較圖6-15(a)和圖6-15(b),當(dāng)XO接通時，MO和M600都接通并自鎖，若此時突然停電后再來電，則MO處于斷開狀態(tài)，而M600仍然處于接通狀態(tài)(如果Xl常閉觸點開路，則M600也是斷開的).5。定時器T時器、積算定時器2種。定時器的定時值由設(shè)定值給定，定時器根據(jù)時鐘脈沖累積計時，計時到達設(shè)定值時，其觸點動作。定時器提供無限對常開和常閉延時觸點供編程(1)定時精度為100ms的定時器T000~T199,共計200點，設(shè)定值范圍0.1~3276.7s.(2)定時精度為10ms的定時器T200~245,共計46點，設(shè)定值范圍0.01~327.67s.(3)定時精度為lms的積算定時器T246~T249,共4點，是對1ms時鐘脈沖進行累積計數(shù)，設(shè)定值范圍0.001s~-32.767s.(4)定時精度為100ms的積算定時器T250~T255,共6點，是對100ms時鐘脈沖進行累積計數(shù)，設(shè)定值范圍6.計數(shù)器c它在執(zhí)行掃描操作時對內(nèi)部元件X、Y、M、S、T、C的信號進行計數(shù)。1)低速計數(shù)器低速計數(shù)器分為：16位加計數(shù)器、32位加/減計數(shù)器。高速計數(shù)器只能刻錄約定的經(jīng)輸入端子(輸入繼電器)送入的外部信號，而且這個信號的頻率可以高達幾7、狀態(tài)器S狀態(tài)器是在編制步進順序控制時使用的編程元件，它與步進順控指令STL組合使用，運用狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖，編器SO~S9進入步進控制復(fù)位狀態(tài)器SIO~S19只用于沒備回原位時的步進控制，并由初始狀態(tài)器置位：通用狀態(tài)器S20~S499用于設(shè)備工作步進控制，也需由初始狀態(tài)器置位。7.指針分支指令用PO~P62、P64~P127共127點。指針PO~P62、P64~P127為標號，用來指定條件跳轉(zhuǎn)，子程序調(diào)用等分支指令的跳轉(zhuǎn)目標。P63為結(jié)束跳轉(zhuǎn)用。中斷用指針I(yè)0口口~I8口共9點。其中輸入中斷6點，定時器中斷3點。8.數(shù)據(jù)寄存器D可編程控制器中的寄存器用于存儲模擬量控制、位置量控制、數(shù)據(jù)IO所需的數(shù)據(jù)及工作參數(shù)。每一個數(shù)據(jù)寄存器都是16位(最高位為符號位),可以用兩個數(shù)據(jù)寄存器合并起來存放32位數(shù)據(jù)《最高位為符號(1)通用數(shù)據(jù)寄存器DOD199(200點>(2)停電保持數(shù)據(jù)寄存器D200D511(312點)(3)特殊數(shù)據(jù)寄存器D8000cD8255(256點)(4)文件寄存器2.1PLC的基本指令功能常開觸點邏輯運算起始常閉觸點邏輯運算起始OUT輸出線圈驅(qū)動2.AND、ANI指令功能功能1)程序舉例：2)例題說明3)指令說明：1)程序舉例2)例題說明3)指令說明：17J積序舉例2)例題說明3)指令說明30空作省會NP、結(jié)京突令EHD1)LDPe上升沿檢測運算開始(檢測到信號的上升沿時閉合一個掃描周期).LDF:下降沿檢測運算開始(檢測到信號的下降沿時閉合一ANDP:t牙沿檢測思聯(lián)到接(檢冽到包軟元件上升沿信號時閉合一個掃描周期)ANDF:下沿拾測母聯(lián)球接(檢畫到誣教冠件下降沿信號時團合一個掃描周期}ORP:脈沖上升沿檢測并聯(lián)連接(檢測到位軟元件上升沿信號時閉合一個掃播周期)ORF:脈沖下降沿檢測并聯(lián)連接(檢測到位軟元件下降沿信號時閉合一個掃描周期)2)上述6個指令的操作軟元件都為X。Y。M、S、T、C.3.1狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖及狀態(tài)的功能3.1.1狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖用梯形圖或指令表方式編程固然廣為電氣技術(shù)人員接受，但對宇一個女雜的控制系統(tǒng)F尤其是順序控制系統(tǒng)，由于內(nèi)部的聯(lián)鎖?；雨P(guān)系極其復(fù)雜，其梯形圖往往過長。另外，在3.1.2FX2N系列PLC的步進順控指令FXx系列PLC的步進指令有兩條：步進接點指令STL和步進返回指令RET.1.STL(StepLadder):步進接點指令(梯形圖符號為一一)STL指令的意義為激活某個狀態(tài)。在梯形圖上體現(xiàn)為從母線上引出的狀態(tài)接點。STL指令有建立子母線的2.RET(Return):步進返回指令RET指令用于返回主母線。使步進順控程序執(zhí)行完畢時，非狀態(tài)程序的操作在主母線上完成，防止出現(xiàn)邏輯錯誤。狀態(tài)轉(zhuǎn)移程序的結(jié)尾必須使用RET指令。3.1.3運用狀態(tài)編程思想解決順控阿題的方法步驃3.2單流程狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖的編程3.2.1流程的概念→S20S21-$22-S23—$24→SO,沒有其他可能，所以叫單流程。當(dāng)然，現(xiàn)實當(dāng)中并非所有的順序控制均為3.2.2單流程狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖的編程方法(1)狀態(tài)的三要素對狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖進行編程，不僅是使用STL,RET指令的問題，還要搞清楚狀態(tài)的特性及要(2)狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖的編程方法，步進順控的編程原則為先進行負載驅(qū)動處理，然后進行狀態(tài)轉(zhuǎn)移處理。2.狀態(tài)的開啟與關(guān)閉及狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖執(zhí)行的特點STL指令的含意是提供一個步進接點，其對應(yīng)狀態(tài)的三個要素均在步進接點之后的子母線上實現(xiàn)。若對應(yīng)的狀態(tài)是開啟的(即"激活""),則狀態(tài)的負載驅(qū)動和轉(zhuǎn)移才有可能。若對應(yīng)狀態(tài)是關(guān)閉的，則負載驅(qū)動和狀態(tài)轉(zhuǎn)移就不可能發(fā)生。因此，除初始狀態(tài)外，其他所有狀態(tài)只有在其前一個狀態(tài)處立時才能開啟。同時一旦下一個狀態(tài)被“激活"",上一個狀態(tài)會自動關(guān)閉。從PLC程序的循環(huán)掃描執(zhí)行原理出發(fā)，在狀態(tài)編程程序段落中，所謂"激活""可以理解為該段程序被掃描執(zhí)行。而“關(guān)閉”則可以理解STL.(3)程序的最后必須使用步進返回指令RET,返回主母線。(4)驅(qū)動負載使用OUT指令(5)負載的驅(qū)動、狀態(tài)(6)若為順序不連續(xù)轉(zhuǎn)移，不能使用SET指令進行狀態(tài)轉(zhuǎn)移，應(yīng)改用OUT指令進行狀態(tài)轉(zhuǎn)移。(7)在STL與RET指令之間不能使用MC、MCR指令。(8)初始狀態(tài)可由其他狀態(tài)驅(qū)動，但運行開始必須用其他方法預(yù)先作好驅(qū)動，否則狀態(tài)流程不可能向下進3.3選擇性分支與匯合的編程3.3.1選擇性分支狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖的特點從多個流程順序中選擇執(zhí)行一個流程，稱為選擇性分支。3.3.2選擇性分支、匯合的編程編程原則是