工业自动化控制实训装置使用说明书1312975390.doc

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1、工业自动化控制技术实训台实验指导书山东栋梁科技设备有限公司前 言本实训台包括三菱可编程序控制器（PLC）FX2N-32MT主机一台、通讯模块FX2N-485BD一块、三菱（A740）变频器一台，人机界面(EX370GP)一台，步进电机和步进电机驱动器；其它附件包括按钮盒、交流接触器、接近开关、电位器、开关电源（24V）、下载通讯电缆等。另外，为了能够实现以太网的通讯功能，后续还应当扩展以太网模块及网络交换机等设备。在整个实验装置中，我们围绕可编程序控制器（PLC）为核心，利用周围元器件来模拟工业设备中大量应用的开关量（I/O）逻辑控制、运动控制、人机界面交互控制、数据处理和通讯联网等功能。使学

2、生更直观的了解和学习现代工业控制的理论基础，达到学以致用的效果，为学生的就业之路更为平坦，使学校的教学质量更上一层楼。目 录第一章 概 述41.1可编程序控制器(PLC)发展的几个阶段51.2 可编程序控制器的定义71.3 可编程序控制器的分类81.4 可编程序控制器的特点101.5 可编程序控制器的功能和应用13第二章 产品介绍152.1三菱可编程序控制器（PLC）152.2变频器简介162.3 EX370GP人机界面172.4 步进电机简介18第三章I/O逻辑控制实验203.1可编程序控制器（PLC）控制电机启动、停止212.2利用人机界面EX370GP控制电机的启动、停止242.3利用触

3、摸式人机界面GOT1000系列控制电机的启动、停止27第四章 变频器控制364.1变频器面板控制电机启动、停止、正转和反转364.2变频器外部端子控制38第五章 可编程序控制器(PLC)控制步进电机425.1程序控制器（PLC）控制步进电机正反转42第六章 通 讯466.1计算机通过以太网对可编程序控制器(PLC)远程操作466.2两台可编程序控制器之间的485通讯466.3可编程序控制器与变频器通讯48综合实训54第一章 概 述在可编程序控制器问世以前，工业控制领域中是以继电器控制占主导地位的。这种由继电器构成的控制系统有着明显的缺点：体积大、耗电多、可靠性差、寿命短、运行速度不高，尤其是对

4、生产工艺多变的系统适应性更差，一旦生产任务和工艺发生变化，就必须重新设计，并改变硬件结构，这造成了时间和资金的严重浪费。 1968年，美国通用汽车公司(GM公司)为了在每次汽车改型或改变工艺流程时不改动原有继电器柜内的接线，以便降低生产成本，缩短新产品的开发周期，而提出了研制新型逻辑顺序控制装置，并提出了该装置的研制指标要求，即10项招标技术指标。其主要内容如下：(1) 在使用者的工厂里，能以最短的中断服务时间，迅速方便地对其控制的硬件和设备进行编程，并重新进行程序设计。 (2) 所有系统单元必须能在工厂内无特殊支持的设备、硬件及环境条件下运行。 (3) 系统的维修必须简单易行。在系统中应设计

5、有状态指示器和插入式模块，以便在最短的停车时间内使维修和故障诊断变得简单易行。 (4) 装置的体积应小于原有继电器控制柜的体积，它的能耗也应比较少。(5) 必须能与中央数据收集处理系统进行通信，以便监视系统的运行状态和运行情况。 (6) 输入开关量可以是已有的标准控制系统的按钮和限位开关的交流115 V电压信号。 (7) 输出的驱动信号必须能驱动以交流运行的电动机启动器和电磁阀线圈，每个输出量将设计为可开停和连续操纵具有115 V、2 A以下容量的电磁阀等负载设备。 (8) 具有灵活的扩展能力。在扩展时必须能以系统最小的变动及最短的更换和停机时间，使原有装置从系统的最小配置扩展到系统的最大配置

6、。(9) 在购买和安装费用上，应有与原有继电器控制和固态逻辑控制系统的竞争力，即具有较高的性能价格比。 (10) 用户存储器容量至少在4 KB以上(根据当时的汽车装配过程的要求提出)。从上述10项指标可以看出，它实际上就是当今可编程序控制器最基本的功能。将它们归纳一下，其核心为以下四点： (1) 用计算机代替继电器控制盘。 (2) 用程序代替硬件接线。 (3) 输入/输出电平可与外部装置直接连接。 (4) 结构易于扩展。1.1可编程序控制器(PLC)发展的几个阶段可编程序控制器的发展与计算机技术、半导体集成技术、控制技术、数字技术、通信网络技术等高新技术的发展息息相关。这些高新技术的发展推动了

7、可编程序控制器的发展，而可编程序控制器的发展又对这些高新技术提出了更高、更新的要求，促进了它们的发展。从控制功能来分，可编程序控制器的发展经历了下列四个阶段： 第一阶段，从第一台可编程序控制器问世到20世纪70年代中期，是可编程序控制器的初创阶段。这一阶段的产品主要用于逻辑运算和定时、计数，它的CPU由中小规模的数字集成电路组成，它的控制功能比较简单。这一阶段的典型产品有MODICON公司的084、ALLEN-BRADLEY(AB)公司的PDQII、DEC的PDP-14、日立公司的SCY-022等。第二阶段，从20世纪70年代中期到末期，是可编程序控制器的扩展阶段。这一阶段产品的主要控制功能得

8、到了较大的发展。它的发展主要来自两方面，一是从可编程序控制器发展而来的控制器，它的主要功能是逻辑运算，同时扩展了其他运算功能；二是从模拟仪表发展而来的控制器，其主要功能是模拟运算，同时扩展了逻辑运算功能。这一阶段的产品有MODICON公司的184、284、384，西门子公司的SYMATIC S3系列，富士电机公司的SC系列等。第三阶段，从20世纪70年代末期到80年代中期，是PLC通信功能的实现阶段。与计算机通信的发展相联系，PLC也在通信方面有了很大的发展，初步形成了分布式的通信网络体系，但是，由于制造企业各自为政，通信系统自成系统，因此，各产品互相通信是较困难的。在该阶段，由于生产过程控制

9、的需要，对PLC的需求大大增加，产品的功能也得到了发展，数学运算的功能得到了较大的扩充，产品的可靠性进一步提高。这一阶段的产品有西门子公司的SYMATIC S6系列、富士电机公司的MI-CREX和德州仪器公司的TI530等。第四阶段，从20世纪80年代中期开始，是PLC的开放阶段。由于开放系统的提出，使PLC也得到了较大的发展。主要表现为通信系统的开放，使各制造企业的产品可以互相通信，通信协议的标准化使用户得到了好处。在这一阶段，产品的规模增大，功能不断完善，大中型产品多数有CRT屏幕的显示功能，产品的扩展也因通信功能的改善而变得方便，此外，还采用了标准的软件系统，增加了高级编程语言等。这一阶

10、段的产品有西门子公司的SYMATIC S5和S7系列、AB公司的PLC-5、三菱公司的FX系列等。1.2 可编程序控制器的定义 由于PLC在不断发展，因此，对它进行确切的定义是比较困难的。美国电气制造商协会(NEMA)经过四年的调查工作，于1980年正式将可编程序控制器命名为PC(Programmable Controller)，并给PC作了如下定义： PC是一个数字式的电子装置，它使用了可编程序的记忆体来存储指令，用以执行诸如逻辑、顺序、定时、计数与演算等功能，并通过数字或类似的输入/输出模件来控制各种机械或工作程序。一部数字电子计算机若是用来执行PC的功能，亦被视同为PC，但不包括鼓式或类

11、似的机械式顺序控制器。1982年，国际电工委员会(International Electrical Committee，IEC)颁布了PLC标准草案，1985年提交了第2版，并在1987年的第3版中对PLC作了如下的定义：PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的进行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、定时、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及其有关的外围设备都应按照易于与工业控制系统形成一个整体和易于扩展其功能的原则而设计。 上述的定义表明，PLC是一种能直接应用于工业环

12、境的数字电子装置，是以微处理器为基础，结合计算机技术、自动控制技术和通信技术，用面向控制过程、面向用户的“自然语言”编程的一种简单易懂、操作方便、可靠性高的新一代通用工业控制装置。1.3 可编程序控制器的分类 一 按硬件的结构类型分类 可编程序控制器发展很快，目前，全世界有几百家工厂正在生产几千种不同型号的PLC。为了便于在工业现场安装，便于扩展，方便接线，其结构与普通计算机有很大区别。通常从组成结构形式上将这些PLC分为两类：一类是一体化整体式PLC，另一类是结构化模块式PLC。1) 整体式结构 从结构上看，早期的可编程序控制器是把CPU、RAM、ROM、I/O接口及与编程器或EPROM写入

13、器相连的接口、输入/输出端子、电源、指示灯等都装配在一起的整体装置。一个箱体就是一个完整的PLC。它的特点是结构紧凑，体积小，成本低，安装方便，缺点是输入/输出点数是固定的，不一定能适合具体的控制现场的需要。这类产品有OMRON公司的C20P、C40P、C60P，三菱公司的Fl系列，东芝公司的EX20/40系列等。 2) 模块式结构 模块式结构又叫积木式。这种结构形式的特点是把PLC的每个工作单元都制成独立的模块，如CPU模块、输入模块、输出模块、电源模块、通信模块等。另外，机器上有一块带有插槽的母板，实质上就是计算机总线。把这些模块按控制系统需要选取后，都插到母板上，就构成了一个完整的PLC

14、。这种结构的PLC的特点是系统构成非常灵活，安装、扩展、维修都很方便，缺点是体积比较大。常见产品有OMRON公司的C200H、C1000H、C2000H，西门子公司的S5-115U、S7-300、S7-400系列等。 二 按应用规模及功能分类 为了适应不同工业生产过程的应用要求，可编程序控制器能够处理的输入/输出信号数是不一样的。一般将一路信号叫做一个点，将输入点数和输出点数的总和称为机器的点。按照点数的多少，可将PLC分为超小(微)、小、中、大、超大等五种类型。 (1) 超小型PLC：I/O点数小于64点，内存容量为256 B1 KB。 (2) 小型PLC：I/O点数为65128点，内存容量

15、为13.6 KB。 小型及超小型PLC在结构上一般是一体化整体式的，主要用于中等容量的开关量控制，具有逻辑运算、定时、计数、顺序控制、通信等功能。(3) 中型PLC：I/O点数范围为129512点，内存容量为3.613 KB。 中型PLC除具有小型、超小型PLC的功能外，还增加了数据处理能力，适用于小规模的综合控制系统。 (4) 大型PLC：I/O点数范围为513896点，内存容量为13 KB以上。 (5) 超大型PLC：I/O点数为896点以上，内存容量为13 KB以上。 上述划分方式并不十分严格，也不是一成不变的。随着PLC的不断发展，划分标准已有过多次的修改。可编程序控制器还可以按功能分

16、为低档机、中档机和高档机。低档机以逻辑运算为主，具有定时、计数、移位等功能。中档机一般有整数及浮点运算、数制转换、PID调节、中断控制及联网功能，可用于复杂的逻辑运算及闭环控制场合。高档机具有更强的数字处理能力，可进行矩阵运算、函数运算，完成数据管理工作，有更强的通信能力，可以和其他计算机构成分布式生产过程综合控制管理系统。 可编程序控制器的按功能划分及按点数规模划分是有一定联系的。一般来说，大型机、超大型机都是高档机。机型和机器的结构形式及内部存储器的容量一般也有一定的联系，大型机一般都是模块式机，都有很大的内存容量。1.4 可编程序控制器的特点 PLC能如此迅速发展的原因，除了工业自动化的

17、客观需要外，还有许多独特的优点。它较好地解决了工业控制领域中普遍关心的可靠、安全、灵活、方便、经济等问题。其主要特点如下： 一 编程方法简单易学 梯形图是可编程序控制器使用最多的编程语言，其电路符号和表达方式与继电器电路原理图相似。梯形图语言形象直观，易学易懂，熟悉继电器电路图的电气技术人员只要花几天时间就可以熟悉梯形图语言，并用来编制用户程序。梯形图语言实际上是一种面向用户的高级语言，可编程序控制器在执行梯形图程序时，应先用解释程序将它“翻译”成汇编语言后再去执行。二 功能强，性能价格比高 一台小型可编程序控制器内有成百上千个可供用户使用的编程元件，可以实现非常复杂的控制功能。与相同功能的继

18、电器系统相比，它具有很高的性能价格比。可编程序控制器可以通过通信联网，实现分散控制与集中管理。三 硬件配套齐全，用户使用方便，适应性强 可编程序控制器产品已经标准化、系列化、模块化，配备有品种齐全的各种硬件装置供用户选用，用户能灵活方便地进行系统配置，组成不同功能、不同规模的系统。可编程序控制器的安装接线也很方便，一般用接线端子连接外部接线。可编程序控制器有较强的带负载能力，可以直接驱动一般的电磁阀和交流接触器。硬件配置确定后，可以通过修改用户程序，方便快速地适应工艺条件的变化。四 可靠性高，抗干扰能力强 传统的继电器控制系统中使用了大量的中间继电器、时间继电器。由于触点接触不良，容易出现故障

19、。可编程序控制器用软件代替大量的中间继电器和时间继电器，仅剩下与输入和输出有关的少量硬件，接线可减少到继电器控制系统的1/101/100，因触点接触不良造成的故障大为减少。可编程序控制器采取了一系列硬件和软件抗干扰措施，具有很强的抗干扰能力，平均无故障时间达到数万小时以上，可以直接用于有强烈干扰的工业生产现场。可编程序控制器已被广大用户公认为是最可靠的工业控制设备之一。五 系统的设计、安装、调试工作量少 可编程序控制器用软件功能取代了继电器控制系统中大量的中间继电器、时间继电器、计数器等器件，使控制柜的设计、安装、接线工作量大大减少。 可编程序控制器的梯形图程序一般采用顺序控制设计法。这种编程

20、方法很有规律，容易掌握。对于复杂的控制系统，梯形图的设计时间比继电器系统电路图的设计时间要少得多。 可编程序控制器的用户程序可以在实验室模拟调试，输入信号用小开关来模拟，通过可编程序控制器上的发光二极管可观察输出信号的状态。完成了系统的安装和接线后，在现场的统调过程中发现的问题一般通过修改程序就可以解决，系统的调试时间比继电器系统要少得多。 六 维修工作量小，维修方便 可编程序控制器的故障率很低，且有完善的自诊断和显示功能。可编程序控制器或外部的输入装置和执行机构发生故障时，可以根据可编程序控制器上的发光二极管或编程器提供的信息迅速地查明产生故障的原因，用更换模块的方法迅速地排除故障。 七 体

21、积小，能耗低 对于复杂的控制系统，使用可编程序控制器后，可以减少大量的中间继电器和时间继电器，小型可编程序控制器的体积仅相当于几个继电器的大小，因此可将开关柜的体积缩小到原来的1/21/10。 可编程序控制器的配线比继电器控制系统的配线少得多，故可以省下大量的配线和附件，减少大量的安装接线工时，加上开关柜体积的缩小，可以节省大量的费用。1.5 可编程序控制器的功能和应用 一 开关逻辑和顺序控制 这是PLC应用最广泛、最基本的场合。它的主要功能是完成开关逻辑运算和进行顺序逻辑控制，从而可以实现各种简单或十分复杂的控制要求。 二 模拟控制 在工业生产过程中，许多连续变化的需要进行控制的物理量，如温

22、度、压力、流量、液位等，这些都属于模拟量。为了实现工业领域对模拟量控制的广泛要求，目前大部分PLC产品都具备处理这类模拟量的功能。特别是当系统中模拟量控制点数不多，同时混有较多的开关量时，PLC具有其他控制装置所无法比拟的优势。另外，某些PLC产品还提供了典型控制策略模块，如PID模块，从而可实现对系统的PID等反馈或其他模拟量的控制运算。三 定时控制 PLC具有很强的定时、计数功能，它可以为用户提供数十甚至上百个定时器与计数器。对于定时器，其定时间隔可以由用户加以设定。对于计数器，如果需要对频率较高的信号进行计数，则可以选择高速计数器。 四 数据处理 新型PLC都具有数据处理的能力，它不仅能

23、进行算术运算、数据传送，而且还能进行数据比较、数据转换、数据显示打印等功能，有些PLC还可以进行浮点运算和函数运算。 五 信号联锁系统 信号联锁是安全生产所必需的。在信号联锁系统中，采用高可靠性的PLC是安全生产的要求。对安全要求高的系统还可采用多重的检出元件和联锁系统，而对其中的逻辑运算等，可采用冗余的PLC实现。 六 通信联网 把PLC作为下位机，与上位机或同级的可编程序控制器进行通信，可完成数据的处理和信息的交换，实现对整个生产过程的信息控制和管理，因此PLC是实现工厂自动化的理想工业控制器。第二章 产品介绍2.1三菱可编程序控制器（PLC）三菱可编程序控制器（PLC）是日本三菱电机工业

24、有限公司自行研发和制造的自主产品，根据功能的不同分为FX0N系列、FX1N系列、FX2N系列、Q系列等；根据输出方式的不同又分为MT(晶体管)输出和MR(继电器)输出。FX2系列可编程序控制器是日本三菱公司继F1、F2系列可编程序控制器之后推出的新产品。它采用整体式结构，按功能可分为基本单元、扩展单元、扩展模块及特殊适配器等四种类型产品。基本单元内有CPU、存储器、输入/输出(I/O)、电源等，是一个完整的PC机，可以单独使用。基本单元型号表示方法如下：FX2M 1 2 式中，1部分用两位数表示输入/输出(I/O)的总点数，有16、24、32、48、64和80六种；2部分用字符表示输出类型：R

25、表示继电器触点输出，T表示晶体管输出，S表示双向晶闸管输出。 例如，FX2-32MR表示是FX2系列的基本单元，输入/输出(I/O)总点数为32点，其中16点为直流24 V输入，16点为继电器输出。FX2系列输入类型为直流输入，采用直流24 V或交流220V供电。输出类型有继电器、晶体管、双向晶闸管三种输出形式。继电器输出可靠性高，价格低，适用电压范围广，既可控制交流负载又可控制直流负载，因而使用广泛；但因为有触点输出，尤其在感性负载时继电器触点寿命较短，动作响应时间较长(10 ms以下)，因而不适应要求高速通断、快速响应的工作场合。晶体管输出是无触点输出，动作响应时间短(0.5 ms以下)，

26、用于控制直流负载。双向晶闸管输出亦是无触点输出，动作响应时间较短，用于控制交流负载。晶体管和双向晶闸管输出过载、过压能力较差，价格高，因而适应于要求高速通断、快速响应的工作场合。在本装置中我们使用的是FX2N32MT的主机。本装置选用MT（晶体管输出）机型的主要原因是为了能够在本装置上同时实现PLC晶体管的运动控制及I/O控制功能的实训。2.2变频器简介三菱变频器全称为“三菱交流变频调速器”，主要用于三相异步交流电机，用于控制和调节电机速度。当电机的工作电流频率低于50Hz的时候，会节省电能，因此变频器是国家号召提倡推广的节能产品之一。随着节能的普及和工业自动化的推广，变频器的使用越来越多，每

27、年在中国有上百亿的销售额。三菱变频器，是三菱电机自动化（上海）有限公司生产的一款产品，具有闭环时可进行高精度的转矩速度位置控制、无传感器矢量控制可实现转矩速度控制、内置PLC功能（特殊型号）、强大的网络通讯功能，支持DeviceNet，Profibus-DP，Modbus等协议等功能。例如：恒压供水系统、自动配料系统、定长裁断系统等等。对电网适应性强，过载能力强，特别适应电网质量较差的国家与地区。它操作及接线简单易学，功能齐全，比较有代表性，很适合学生的学习、实验、实训要求。2.3 EX370GP人机界面人机界面是设备或系统的操作者与机器交流信息的最主要的工具，人机界面的广泛应用是目前工业自动

28、化发展的一个大趋势，随着人机界面成本的不断降低，它已经成为自动控制系统中不可或缺的控制元件。 在一些设备控制中时常会遇到需要对一些必要的参数进行监视或设定的情况，如：温度、压力、时间、长度等，特别是自动运转的设备中最为典型，这就需要一种能够与PLC内部运转的程序进行对话的工具-人机界面。EX370GP是可编程序控制器的小型人机界面,以文字或指示灯等形式监视、修改PLC内部寄存器或继电器的数值及状态，从而使操作人员能够自如地控制机器设备。EX370GP显示器有以下特长:n 通过编辑软件OP20在计算机上作画,自由输入汉字及设定PLC地址,使用串口通讯下载画面n 通讯协议和画面数据一同下载到显示器

29、,无须PLC编写通讯程序n 对应PLC机种广泛,包括三菱FX系列、力扬EX系列、欧姆龙C系列、西门子S7-200系列、光洋SG系列等n 具有密码保护功能n 内置时钟（可选件）n 文本精灵，动态显示文本n 具有报警列表功能，逐行实时显示当前报警信息n 7个按键可被定义成功能键,可替代部分控制柜上机械按键n 自由选择通讯方式，RS232/RS422/RS485任选n 带背景光STN液晶显示，可显示24字符4行，即12汉字4行n 显示器表面IP65构造，防水、防油n 可显示位图在本装置中我们选用EX370GP作为实训的工具，虽然功能较为简单但比较有代表性，且目前在生产中应用相当广泛。它的操作界面清晰

30、，而且编程简单易学，可以设置系统口令，显示报警画面，DC 24V直流供电，操作安全，每一个按键可以在不同画面下定义不同的作用，使用方便，在一些小型设备中被广泛应用。2.4 步进电机简介本装置所选用的步进电机及驱动器是北京四通公司的产品，也是目前市场上比较通用的一款产品。它采用控制电源及驱动电源分开的供电方式，带有一个高速脉冲信号接收端及方向信号接收端,电气原理图如图2-1。步进电机驱动器可提供整步、改善半步、4细分、8细分、16细分、32细分和64细分七种运行模式，利用驱动器面板上六位拨码开关的第1、2、3 三位可组合出不同的状态。也可以根据负载的不同选择不同的输出电流，利用拨码开关的第4、5

31、、6 三位组合出不同的电流输出值。图 2-1第三章I/O逻辑控制实验实训目的：通过实验了解和熟悉三菱可编程序控制器的结构和外部接线方法，了解和熟悉GX Developer7编程软件的使用方法。通过一些简单程序的写入和模拟运行，熟悉三菱可编程序控制器的的指令，了解写入和编辑程序的方法，以及运行监视的方法。初步了解EX370GP的使用方法，初步认识人机界面的编程软件。实验装置：三菱可编程序控制器(PLC)FX2N32MT主机一台。人机界面EX370GP一台。接触器，按钮盒,交流电机、测试线等附件。各实验所用的实验装置都是相同的，开关量输入盒上的按钮开关用来产生模拟的开关输入信号，连接图如附图3-1

32、所示主电路：图 3-1实验内容：3.1可编程序控制器（PLC）控制电机启动、停止按附图2-1接线，将编程电缆连接到计算机的COM1串口上，并将通讯板上的按钮开关拨到STOP位置，接通可编程序控制器的电源。打开计算机上的GX Developer编程软件，工程/创建新工程，会出现如图3-2：选择“PLC系列”为FXCPU,“PLC类型”为FX2N 如图3-3,图3-4所示，选择“设置工程名”输入驱动路经和工程名，如图3-5确认后进入工作画面。 图 3-2图 3-3图 3-4图 3-5进入到编程画面后输入程序：梯形图：图 3-6按“F4”将程序编译后写入到PLC,写入完毕后把通讯板上的开关拨到RUN

33、 ,PLC的RUN指示灯亮，这时用“在线监视”来观察运行情况。2.2利用人机界面EX370GP控制电机的启动、停止将上一程序中的X10、X11改成M0、M1后编译写入到PLC中，然后再打开EX20编程软件，新建一个工程，显示器选择EX370GP,如图3-7所示，PLC选择为“力扬(EX)、三菱(FX)”如图3-8所示。图 3-7 通信参数：三菱PLC是9600、7位、1位停止位、偶校验。图 3-8制作画面：在画面中放入按钮和文字，每一个按钮在一个画面中只能使用一次，不能重复定义内容，但可以在另一个画面中定义。如图3-9：图 3-9然后定义每个按键在PLC内部映像的线圈地址和该点的触发方式；启动

34、按钮的线圈选择M,线圈号为0,设定触发方式为瞬时ON，如图3-10所示，用同样的方法定义停止键，将下载电缆接到通讯板上，按下载键将画面下载到370GP,下载结束后用专用通讯电缆把PLC与人机界面370GP连接起来。按下启动键，电机启动；按下停止键，电机停止。图3-10：图 3-102.3利用触摸式人机界面GOT1000系列控制电机的启动、停止将2.1程序中的X10、X11改成M0、M1后编译写入到PLC中，然后再打开GT Designer2编程软件，如图3-11所示图 3-11单击工程新建，打开新建工程向导，如图3-12所示图 3-12单击下一步，GOT类型选择GT11*-Q-C(320*24

35、0)，颜色设置选择256色，显示方式选择横向，（颜色设置和显示方式用户可根据与自己需要设置），如图3-13所示图 3-13单击下一步，出现GOT的系统设置确认，确认无误后点击下一步，如图3-14所示图 3-14单击下一步后，出现连接机器设置，在连接机器选项，选择所用的PLC类型，我们选择MELSEC-FX，如图3-15所示图 3-15 单击下一步后，进行I/F设置，此时我们根据与PLC连接线的方式选择422接口或232接口，在这里我们选择422接口，如图3-16所示图 3-16 单击下一步，进入通讯驱动程序选择，我们选择默认设置，如图3-17所示图 3-17 单击下一步进行确认，确认无误后单击

36、下一步，如需增加条形码设备可选择追加，在这里我们选择下一步，如图3-18所示图 3-18 单击下一步后，进行画面切换软元件的设置界面，这里我们选择默认值，如需变化请参考GT11系列使用说明，如图3-19所示图 3-19单击下一步进行确认，结束，如图3-20所示图 3-20单击通讯跟GOT的通讯，进入下载界面，进行OS安装，如图3-21所示图 3-21选择通讯设置，进入通讯设置界面，如图3-22所示图 3-22选择USB通讯模式，测试，如果显示连接失败，请检查触摸屏电源是否打开，USB接口是否连接正确，直至连接成功后选择“OS安装GOT”,如图3-23所示图 3-23 选中基本功能，然后安装，安

37、装过程中请勿关闭GOT电源，OS安装完毕后即可对触摸屏进行设置，详细设置请参考GOT11系列使用说明书（65页89页）内容。 设置完毕后即可在软件作图区绘制图形，设定元件参数及触发方式，如图3-24所示图 3-24 完成后，下载至PLC，将PLC与GOT连接电缆接好，上电运行即可。第四章 变频器控制实训目的：通过实验了解和熟悉三菱变频器的结构和接线方法，学习面板的使用方法，逐步了解变频器的参数设定方法和和控制方式。选用元件：三菱变频器一台，三菱可编程序控制器主机一台，电位器、交流电机等其它附件实验内容：使用变频器前请务必仔细阅读三菱通用变频器FR-A700使用手册，务必注意变频器电源的输入和输

38、出，切忌颠倒。4.1变频器面板控制电机启动、停止、正转和反转首先，将变频器接好,检查线路，变频器的供电部分（R、S、T）接在交流电源模块的L1、L2、L3上，检查有没有会引起短路的线头落在端子上，变频器输出部分（U、V、W）接在电机的U、V、W端子上。检查无误后通电试运行。、4.2变频器外部端子控制在现代电气控制中会常常利用变频器的外部端子控制变频器的启动、停止和调速，在控制中我们利用可编程序控制器来控制电机的启动、停止；利用变频器的三个外部端子，形成7种不同的二进制编码从而控制电机的7段速运行。先按图接线，检查无误后通电。具体参数设置请参照三菱通用变频器 FR-A700使用手册。人机界面EX

39、370GP:定义为正转按钮=M10；为反转按钮=M11；为加速，为减速；END键为停止键。设置正转按钮如图4.1.2图4.1.2:M10设定为瞬时ON;同样，M11;M12,M13,M14都设定为瞬时ON;设定段速，设定好以后，可以利用界面上的按键加速或减速，按键可以设定为隐形按钮，利用上、下键来实现加、减速，也可以直接设定运行第几段速。可以让学生在现有的基础上，更根据自己的理解，或者用自己的一套程序实现电机的多段速启动，多段速停止。也可以利用接近开关来做输入信号控制电机。注意：这一套程序所完成的功能，可以利用一些基本指令来实现，也可以利用高级指令来实现。思路不同，程序自然就不一样。但都是为了

40、实现一个目的。第五章 可编程序控制器(PLC)控制步进电机实训目的：通过对步进电机控制的实训，进一步实现对PLC控制功能的理解和熟悉，进一步熟悉它的指令和接线方法，了解一些可编程序控制器的高级指令，了解现代数控机床中精确定位的实现方法。选用元件：可编程序控制器(PLCFX2N32MT主机一台，人机界面EX370GP一台，步进电机与驱动器一套，接近开关，开关电源等。实训内容：5.1程序控制器（PLC）控制步进电机正反转 步进电机是一种非常精密的动力装置，在大多数的应用中都通过PLC 的脉冲控制被用来定位，或同步跟踪。步进电机的基本参数（1） 适用电压范围宽(2040VDC) （2）采用恒流斩波,

41、双极性全桥式驱动 （3） 运行特性良好 （4）自动半流锁定（5） 可靠性高 （6） 适配2A以下两相、四相混合式步进电机技术数据：1. 输入电压：2030VDC单电压供电。2. 相电流：本模块相电流0.4A。3. 驱动模式：全桥驱动。4. 运行方式：1/8.5. 保护形式：过热保护，锁定自动半流。 6. 外型尺寸：100mm61mm19mm7. 重量：300g.8. 运行环境：温度-1540 湿度90%。+接线端子：1、 VCC：供电电源2030VDC 注：切忌超过35V，以免损坏模块.2、 GND：VCC电源对应地线3、 B+： 步进电机一相线包4、 B-：5、 A+：步进电机另一相线包6、

42、 A-：7、 CP IN+：时钟脉冲输入端，光藕输入端，上升沿有效。8、 CP IN-：光藕输入负端。9、 CW/CCW+：电机运转方向控制，光藕输入端。10、CW/CCW-：光藕输入负端。在我们所选的PLC中，Y0,Y1是高速脉冲输出点，它可以最高输出频率为100KHz。先将线路按电路图5-1接好，对PLC编程，在编程过程中要使用脉冲指令。PLSY指令是无加减速的脉冲输出指令，PLSR是带加减速的脉冲输出。这里由于电机功率比较小，我们直接用PLSY指令就行。图 5-1程序如下：梯形图：按钮控制启动停止。用接近开关模拟限位，使电机正反转。利用人机界面设定D0，即脉冲输出总数，当脉冲输出完毕后，

43、X11、X12没有输入信号的情况下改变方向。第六章 通 讯实训目的：近年来，工厂自动化得到了迅速的发展，相当多的企业已经在大量的使用可编程设备，如工业控制计算机、可编程序控制器、变频器等。将不同厂家生产的设备连在一个网络上，相互之间进行数据通讯，集中管理，我们有必要通过实训了解有关可编程序控制器的通讯功能，与工厂自动化通讯网络方面的初步知识选用元件：可编程序控制器(PLC)FX2N32MT主机，人机界面EX370GP一台，RS485BD通讯模块，变频器，RS232/RS485模块，以太网模块等。实训内容：6.1计算机通过以太网对可编程序控制器(PLC)远程操作在现场工业自动化控制中，大多数控制

44、使用工业控制计算机作为上位机通过网络与下位机通讯，每一个下位机通过以太网模块都可以专门定义一个网络地址，不需要对可编程序控制器进行通讯方面的编程工作，通讯距离远，还可以对可编程序控制器远程操作、监视、维护等工作，工作人员可以不到现场进行调试，节省大量时间。在我们实验室中，可以用一台计算机将程序写入到任何一台在线的PLC中，实现统一管理6.2两台可编程序控制器之间的485通讯在现场工业控制中，由于485通讯为半双工，只有一对平衡差分信号线，不能同时发送和接受，可以使用485通讯接口和双绞线组成串行网络，构成分布式系统。可以连接到32个站点。 PLC编程时要使用数据通讯指令RS;通讯格式是由D81

45、20来设定。RS 指令被驱动后D8120不能被修改；D8121设定PLC的站号，两台PLC的站号不能相同，但通讯格式一定要相同。 我们用两台PLC通过485通讯，相互控制对方的继电器动作。这里用M继电器映射给对方的Y继电器输出，继电器动作由学生自由发挥编程。2号站程序：3号站程序：6.3 1：N通信网络 使用计算机作为上位机，对485网络中的各个PLC进行监视和控制。 三菱FX系列PLC在进行计算机链接（专用协议）和无协议通讯（RS指令）时均须对通讯格式（D8120）进行设定。其中包含有波特率、数据长度、奇偶校验、停止位和协议格式等。在修改了D8120的设置后，确保关掉PLC的电源，然后再打开。另外RS指令在修改以后也须关掉PLC的电源，然后再打开。在这里对D8120采用下述设置：RS485b15 b01110 0000 1000 0000 E 0 8 0 即数据长度为7位，无校验，1位停止位，波特率为9600bps，无标题符和终结符，没有添加和校验码，采用专用协议（RS485）。