PLC模塊三(二)基本電路編程(課堂用)

1、項目項目3.1 三相異步電動機的起停控制三相異步電動機的起?？刂?P92)圖3-1三相異步電動機直接起動繼電器接觸器控制原理圖1). 輸入與輸出點分配輸入與輸出點分配 輸入輸入輸出輸出設(shè)備名稱設(shè)備名稱代號代號輸入點編號輸入點編號設(shè)備名稱設(shè)備名稱代號代號輸出點輸出點編號編號啟動按鈕（常開觸點）啟動按鈕（常開觸點）SB1SB1X0X0接觸器線圈接觸器線圈KMKMY0Y0停止按鈕（常開觸點）停止按鈕（常開觸點）SB2SB2X1X1熱繼電器（常開觸點）熱繼電器（常開觸點）FRFRX2X22). PLC接線示意圖接線示意圖圖3-2三相異步電動機直接起動的PLC控制系統(tǒng)外部接線示意圖3).梯形圖方案和指令

2、程序設(shè)計3Z12A.TIF熱繼電器過載信號的處理熱繼電器過載信號的處理v一般將熱繼電器的常閉觸點或常開觸點接在一般將熱繼電器的常閉觸點或常開觸點接在PLCPLC的輸入端，借的輸入端，借助于梯形圖程序來實現(xiàn)過載保護助于梯形圖程序來實現(xiàn)過載保護。v若熱繼電器屬于手動復(fù)位型，即熱繼電器動作后要按一下它自帶的若熱繼電器屬于手動復(fù)位型，即熱繼電器動作后要按一下它自帶的復(fù)位按鈕，其觸點才會恢復(fù)原狀（即常開觸點斷開，常閉觸點閉合）復(fù)位按鈕，其觸點才會恢復(fù)原狀（即常開觸點斷開，常閉觸點閉合）。這種熱繼電器的常閉觸點可以接在。這種熱繼電器的常閉觸點可以接在PLCPLC的輸出電路中，亦可接在的輸出電路中，亦可接在

3、PLCPLC的輸入電路中，這種方案還可以節(jié)約的輸入電路中，這種方案還可以節(jié)約PLCPLC的一個輸入點。的一個輸入點。在方法一的梯形圖中，用X1、X2的常閉觸點；而在方法2中，用X1、X2的常開觸點，但它們的外部輸入接線卻完全相同。圖3-12電動機起?？刂铺菪螆D和指令程序(停止優(yōu)先)4). 運行并調(diào)試程序運行并調(diào)試程序1)在斷電狀態(tài)下，連接好在斷電狀態(tài)下，連接好PCPPI電纜。電纜。2)將將PLC運行模式選擇開關(guān)撥到運行模式選擇開關(guān)撥到STOP位置，此時位置，此時PLC處于停止狀處于停止狀態(tài)，可以進行程序編寫。態(tài)，可以進行程序編寫。3)在作為編程器的計算機上，運行在作為編程器的計算機上，運行SW

4、OPC-FXGP/WIN-C或或GX Developer編程軟件。編程軟件。4) 分別將圖分別將圖3-12和和3-13所示的梯形圖程序或指令程序輸入到計算機所示的梯形圖程序或指令程序輸入到計算機中。中。5) 執(zhí)行執(zhí)行“PLC”“”“傳送傳送”“”“寫出寫出”命令，將程序文件下載到命令，將程序文件下載到PLC6) 將將PLC運行模式的開關(guān)撥到運行模式的開關(guān)撥到RUN位置，使位置，使PLC進入運行方式。進入運行方式。7)分別按下起動按鈕分別按下起動按鈕SB1和停止按鈕和停止按鈕SB2，對程序進行調(diào)試運行，對程序進行調(diào)試運行，觀察程序的運行情況。，觀察程序的運行情況。8)記錄程序調(diào)試的結(jié)果記錄程序調(diào)

5、試的結(jié)果。清華大學(xué)出版社清華大學(xué)出版社（三）常用基本環(huán)節(jié)梯形圖程序（三）常用基本環(huán)節(jié)梯形圖程序v 1.1.起動、保持和停止電路起動、保持和停止電路(P100)(P100)v 2.2.三相異步電動機正反轉(zhuǎn)三相異步電動機正反轉(zhuǎn)控制電路控制電路 ( (互鎖控制）互鎖控制） v 3.3.多地控制電路多地控制電路 v 4.4.順序起動控制電路順序起動控制電路v 5 5 閃光電路（振蕩電路）閃光電路（振蕩電路） (P126)(P126)v 6.6.計時電路計時電路v 7.7.定時范圍擴展電路定時范圍擴展電路v 8.8.大容量計數(shù)電路大容量計數(shù)電路 清華大學(xué)出版社清華大學(xué)出版社1 1、啟動、保持和停止電路（

6、、啟動、保持和停止電路（P100)P100)v 這些梯形圖均能實現(xiàn)啟動、保持和停止的功能。v X0為啟動信號，X1為停止信號。v 圖a、c是利用Y10 常開觸點實現(xiàn)自鎖保持，而圖b、d是利用SET、RST指令實現(xiàn)自鎖保持。v 若輸入為常閉觸頭，梯形圖設(shè)計應(yīng)剛好相反 清華大學(xué)出版社清華大學(xué)出版社第四章第四章 可編程控制器程序設(shè)計可編程控制器程序設(shè)計清華大學(xué)出版社清華大學(xué)出版社常閉觸點輸入信號的處理常閉觸點輸入信號的處理(P100)(P100)v 如果輸入信號只能由常開觸點提供，梯形圖中的觸點類型與繼電器電路的觸點類型完全一致。v 如果接入PLC的是輸入信號的常閉觸點，這時在梯形圖中所用的X1的觸

7、點的類型與PLC外接SB2的常開觸點時剛好相反，與繼電器電路圖中的習(xí)慣也是相反的。建議盡可能采用常開觸點作為PLC的輸入信號。 清華大學(xué)出版社清華大學(xué)出版社2.2.互鎖控制電路互鎖控制電路v 下圖是3個輸出線圈的互鎖電路。其中X0、X1和X2是起動按鈕，X3是停止按鈕。由于Y0、Y1、Y2每次只能有一個接通，所以將Y0、Y1、Y2的常閉觸點分別串聯(lián)到其它兩個線圈的控制電路中。v 在各自的線圈電路中分別串入對方的常閉清華大學(xué)出版社清華大學(xué)出版社電動機正反轉(zhuǎn)控制電路電動機正反轉(zhuǎn)控制電路v 不僅在軟件程序中需要互鎖，在PLC外部接線的輸出端口也需要互鎖，確保電源不會短路清華大學(xué)出版社清華大學(xué)出版社3

8、 3、多繼電器線圈控制電路、多繼電器線圈控制電路v 下圖是可以自鎖的同時控制4個繼電器線圈的電路圖。其中X0是起動按鈕，X1是停止按鈕。v 將被控的線圈并聯(lián)清華大學(xué)出版社清華大學(xué)出版社4 4、多地控制電路、多地控制電路v 下圖是兩個地方控制一個繼電器線圈的程序。其中X0和X1是一個地方的起動和停止控制按鈕，X2和X3是另一個地方的起動和停止控制按鈕。v 將啟動按鈕常開并聯(lián)，將停止按鈕常閉串聯(lián)清華大學(xué)出版社清華大學(xué)出版社5 5、順序起動控制電路、順序起動控制電路v 如圖所示。Y0的常開觸點串在Y1的控制回路中，Y1的接通是以Y0的接通為條件。這樣，只有Y0接通才允許Y1接通。v 將要求先通電的元

9、件的常開串入后通電的元件的線圈6.計時電路（延和延分電路）(P126)圖3-49得電延時閉合梯形圖及時序圖圖3-50失電延時斷開梯形圖及時序圖v 定時器的自鎖需借助輔助繼電器完成v PLC中斷電延時的定時器的獲得方法。清華大學(xué)出版社清華大學(xué)出版社7 7、振蕩電路（閃爍電路）、振蕩電路（閃爍電路）(P128)(P128)v 當(dāng)撥動開關(guān)將X0接通，啟動脈沖發(fā)生器。延時2s后Y0接通，再延時3s后Y0斷開。這一過程周期性地重復(fù)。Y0輸出一系列脈沖信號，其周期為5s，脈寬為3s。v 振蕩電路可以產(chǎn)生特定的通斷時鐘脈沖，它應(yīng)用在脈沖信號源或閃光振蕩電路可以產(chǎn)生特定的通斷時鐘脈沖，它應(yīng)用在脈沖信號源或閃光

10、報警電路中報警電路中圖3-56振蕩電路二的梯形圖和輸出波形M8012是以100毫秒的頻率周期震蕩，M8013是以一秒的頻率周期震蕩，也就是在一秒鐘接通一次, M8014是以一分鐘的頻率周期震蕩，也就是一分鐘接通一次.圖3-57應(yīng)用M8013的振蕩電路梯形圖清華大學(xué)出版社清華大學(xué)出版社8 8、定時范圍擴展電路、定時范圍擴展電路v FX2N系列PLC定時器的最長定時時間為3276.7s，如果需要更長的定時時間，可以采用以下方法以獲得較長延時時間。v多個定時器組合電路多個定時器組合電路v定時器和計數(shù)器組合定時器和計數(shù)器組合清華大學(xué)出版社清華大學(xué)出版社多個定時器組合電路多個定時器組合電路v 如圖所示。

11、當(dāng)X0接通，T0線圈得電并開始延時，延時到T0常開觸點閉合，又使T1線圈得電，并開始延時，當(dāng)定時器T1延時到，其常開觸點閉合，再使T2線圈得電，并開始延時，當(dāng)定時器T2延時到，其常開觸點閉合，才使Y0接通。因此，從X0為ON開始到Y(jié)0接通共延時9000s。清華大學(xué)出版社清華大學(xué)出版社定時器和計數(shù)器組合定時器和計數(shù)器組合v 當(dāng)X1為ON時，T1開始定時，0.6s后T1定時時間到，其常閉觸點斷開，使它自己復(fù)位，復(fù)位后T1的當(dāng)前值變?yōu)?，同時它的常閉觸點接通，使它自己的線圈重新通電，又開始定時。T1將這樣周而復(fù)始地工作，直至X1變?yōu)镺FF。從分析中可看出，1最上面一行電路是一個脈沖信號發(fā)生器，脈沖周

12、期等于T1的設(shè)定值。 v 產(chǎn)生的脈沖列送給C0計數(shù)，計滿3個數(shù)后，C0的當(dāng)前值等于設(shè)定值，它的常開觸點閉合，Y0開始輸出。 9、大容量計數(shù)電路FX2N系列PLC的16位計數(shù)器的最大值計數(shù)次數(shù)為32767。圖3-53兩個計數(shù)器相加串級圖3-54兩個計數(shù)器相乘串級項目項目3.2 三相異步電動機的星三相異步電動機的星-三角形啟動控制三角形啟動控制圖3-16三相異步電動機星形三角形減壓起動控制原理圖1.輸入與輸出點分配輸入與輸出點分配表3-7三相異步電動機星形三角形減壓起動PLC控制系統(tǒng)的輸入/輸出(I/O)端口地址分配表 輸入輸入輸出輸出設(shè)備名稱設(shè)備名稱代號代號輸入點編號輸入點編號設(shè)備名稱設(shè)備名稱代

13、代號號輸出點編輸出點編號號啟動按鈕（常開觸點）啟動按鈕（常開觸點）SB2SB2X0X0線路接觸器線路接觸器KM1KM1Y0Y0停止按鈕（常開觸點）停止按鈕（常開觸點）SB1SB1X1X1星形接觸器星形接觸器KM2KM2Y1Y1熱繼電器（常開觸點）熱繼電器（常開觸點）FRFRX2X2三角形接觸器三角形接觸器KM3KM3Y2Y22.PLC接線示意圖接線示意圖圖3-17三相異步電動機星形-三角形減壓起動PLC控制接線示意圖3.梯形圖和指令程序設(shè)計(1)用堆棧指令和基本指令編程圖3-23梯形圖和指令程序(2)用輔助繼電器優(yōu)化在圖3-23中，要用到ANB、MPS等指令，因此，可進一步將梯形圖和指令程序優(yōu)

14、化成如圖3-24所示的梯形圖和指令程序。圖3-24用輔助繼電器優(yōu)化后的梯形圖和指令程序(3)用主控觸點指令優(yōu)化若用主控觸點指令優(yōu)化，可得圖3-25所示的梯形圖和指令程序。圖3-25用主控觸點指令優(yōu)化后的梯形圖和指令程序項目項目3.33.3：彩燈循環(huán)點亮的：彩燈循環(huán)點亮的PLCPLC控制控制v 控制要求如下：控制要求如下：1 1）打開開關(guān)）打開開關(guān)SB1SB1，六盞彩燈開始按間隔，六盞彩燈開始按間隔3S3S依依次點亮次點亮。2)2)當(dāng)彩燈全部點亮，維持當(dāng)彩燈全部點亮，維持5S5S，然后全部熄滅。，然后全部熄滅。3 3）全部熄滅）全部熄滅2S2S后，自動重復(fù)下一輪循環(huán)。后，自動重復(fù)下一輪循環(huán)。4

15、4）重復(fù)循環(huán)滿）重復(fù)循環(huán)滿5 5次時，讓彩燈全部熄滅時間次時，讓彩燈全部熄滅時間延長至延長至8S8S，再重復(fù)下一輪循環(huán)。，再重復(fù)下一輪循環(huán)。5 5）關(guān)閉開關(guān)）關(guān)閉開關(guān)SB1SB1時，彩燈全部熄滅。時，彩燈全部熄滅。工作原理分析工作原理分析v小循環(huán)：打開開關(guān)小循環(huán)：打開開關(guān)SB1SB1彩燈開始依次循環(huán)點亮（間隔彩燈開始依次循環(huán)點亮（間隔3s3s）彩燈全部點亮（維持彩燈全部點亮（維持5s5s）彩燈全部熄滅（維持彩燈全部熄滅（維持2s2s）重復(fù)小重復(fù)小循環(huán)循環(huán)5 5次次v大循環(huán)：小循環(huán)滿大循環(huán)：小循環(huán)滿5 5次次彩燈全部熄滅（維持彩燈全部熄滅（維持8s8s）重復(fù)小循重復(fù)小循環(huán)環(huán)v只要關(guān)閉開關(guān)只要關(guān)閉

16、開關(guān)SB1SB1，彩燈立即無條件全部熄滅。，彩燈立即無條件全部熄滅。1.輸入與輸出點分配輸入與輸出點分配表3-13彩燈循環(huán)點亮PLC控制系統(tǒng)的IO端口地址分配表2.PLC接線圖接線圖圖3-31PLC接線示意圖3. PLC控制系統(tǒng)梯形圖和指令程序設(shè)計控制系統(tǒng)梯形圖和指令程序設(shè)計v彩燈循環(huán)點亮彩燈循環(huán)點亮PLCPLC控制系統(tǒng)梯形圖和指令程序如圖控制系統(tǒng)梯形圖和指令程序如圖3 33838所示。所示。打開開關(guān)打開開關(guān)SB1SB1，X0X0常開觸點接通，輔助繼電器常開觸點接通，輔助繼電器M0M0線圈接通，輸出線圈接通，輸出繼電器繼電器Y0Y0線圈接通，第一只彩燈點亮，接著，線圈接通，第一只彩燈點亮，接著

17、，Y1Y1、Y2Y2、Y3Y3、Y4Y4、Y5Y5間隔間隔3s3s依次導(dǎo)通，用定時器依次導(dǎo)通，用定時器T0T0T4T4實現(xiàn)彩燈循環(huán)點亮間隔實現(xiàn)彩燈循環(huán)點亮間隔3s3s的定時的定時; ;當(dāng)彩燈全部點亮后，由定時器當(dāng)彩燈全部點亮后，由定時器T5T5實現(xiàn)延時實現(xiàn)延時5s5s，彩燈全，彩燈全部熄滅維持部熄滅維持2s2s，由定時器，由定時器T6T6實現(xiàn)延時實現(xiàn)延時2s2s，由，由C1C1實現(xiàn)循環(huán)記數(shù)實現(xiàn)循環(huán)記數(shù)5 5次次，彩燈全部熄滅維持，彩燈全部熄滅維持8s8s，由定時器，由定時器T7T7實現(xiàn)延時實現(xiàn)延時8s;8s8s;8s到后，到后，Y0Y0Y4Y4又依次點亮，開始新一輪循環(huán)。又依次點亮，開始新一輪

18、循環(huán)。只要關(guān)閉開關(guān)只要關(guān)閉開關(guān)SB1SB1，X0X0常開觸點恢復(fù)斷開，彩燈立即全部熄滅。常開觸點恢復(fù)斷開，彩燈立即全部熄滅。圖3-38梯形圖和指令程序 梯形圖經(jīng)驗設(shè)計法梯形圖經(jīng)驗設(shè)計法(P139)(P139)v 經(jīng)驗設(shè)計方法也叫試湊法，經(jīng)驗設(shè)計方法需要設(shè)計者掌握大量的典型電路，在掌握這些典型電路的基礎(chǔ)上，充分理解實際的控制問題，將實際控制問題分解成典型控制電路，然后用典型電路或修改的的典型電路進行拼湊梯形圖。v 一般用于較簡單的梯形圖設(shè)計一般用于較簡單的梯形圖設(shè)計 項目項目3.5 3.5 繼電器控制電路移植法繼電器控制電路移植法( (轉(zhuǎn)換法）改造搖臂鉆床轉(zhuǎn)換法）改造搖臂鉆床主軸電動機：正反轉(zhuǎn)、

19、調(diào)速、制動由液壓系統(tǒng)和齒輪傳動系統(tǒng)實現(xiàn)主軸電動機：正反轉(zhuǎn)、調(diào)速、制動由液壓系統(tǒng)和齒輪傳動系統(tǒng)實現(xiàn)搖臂升降電動機：沿外立柱由電動機正反轉(zhuǎn)實現(xiàn)，不設(shè)過載保護搖臂升降電動機：沿外立柱由電動機正反轉(zhuǎn)實現(xiàn)，不設(shè)過載保護液壓泵電動機：帶動液壓泵送出壓力油實現(xiàn)搖臂的松開與夾緊液壓泵電動機：帶動液壓泵送出壓力油實現(xiàn)搖臂的松開與夾緊搖臂升降到位后，延時搖臂升降到位后，延時1-3S1-3S再夾緊，再夾緊，電磁閥線圈：油路開關(guān)，斷電時送油。電磁閥線圈：油路開關(guān)，斷電時送油?？刂齐娐贩治觯?、主軸電動機的控制：2、搖臂的升降控制：由升降電動機和搖臂夾緊機構(gòu)協(xié)調(diào)配合，自動完成搖臂松開搖臂上升（下降）-搖臂夾緊的工作過程。升降電動機由KM2，KM3控制正反轉(zhuǎn)；搖臂松開與夾緊由KM4和KM5控制。以上升為例：1）搖臂放松：按下上升按鈕SB3，時間繼電器（斷電延時）通電吸合。2）當(dāng)上升到所需位置時，松開SB3，延時后接通KM5，搖臂夾緊 繼電器控制電路移植法設(shè)計梯形圖繼電器控制電路移植法設(shè)計梯形圖設(shè)計步驟v 1. 了解和熟悉被控設(shè)備的工藝過程和機械的 動作情況。v 2.確定PLC的輸入信號和輸出負載，畫出PLC外部接線圖。繼電器電路中的按鈕，行程開關(guān)和各種傳感器信號的觸點接在PLC的輸入端，用PLC的輸入繼電器替代，用來給PLC提供控制命令；而交流接觸器和電磁閥等執(zhí)行機構(gòu) 的硬件線圈接在輸出端，用輸出