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1、项目二CPM2A系列PLC基本指令的应用,任务1 PLC实现对电动机的点动控制 任务2 PLC实现对电动机长时控制 任务3 PLC实现电动机的正、反转控制 任务4 YLC实现两台电动机的顺序启动逆序停止控制 任务5 YLC实现电动机的Y降压启动,返回,任务1 PLC实现对电动机的点动控制,二、任务引入与分析 在自动生产过程中，最简单也最常用的控制过程应该是生产机械的启动与停止。图2-1为三相异步电动机的点动运行控制电路，SB1为启动按钮，KM为交流接触器。如果要启动电动机，需先合上QS，引入三相电源。再按下SB1 , KM线圈得电，主触点闭合，电动机M接通电源直接启动运行;松开SB1, KM线
2、圈断电释放，KM常开主触点释放，三相电源断开，电动机M停止运行。此电路只能实现电动机的单方向、无自锁的启/停控制，一般常用于车床拖板箱快速电动机控制、电葫芦控制以及故障检修中的试运行过程。 本任务将图2-1所示的用继电器实现电动机的点动运行控制电路，用PLC来改造完成，其控制时序图如图2 -2所示。,下一页,返回,任务1 PLC实现对电动机的点动控制,三、知识链接 1.指令的组成 一条指令由操作码和操作数两部分组成。其中，操作码定义要执行的功能，它告诉CPU要“做什么”;而操作数是指定操作的对象，它以地址的方式表达，告诉CPU操作对象存放的具体位置。 在梯形图编程语言的指令中，操作码由图形之间
3、的连接方式及指令的标识符表示。而在指令表编程语言中，操作码通过助记符来表达功能。 操作数即操作对象，可具体存放的空间一般以位(bit、数字(digit)、字节(byte ) ,字(word)或通道(channel)来表达。,上一页,下一页,返回,任务1 PLC实现对电动机的点动控制,位:一个二进制数，仅1、0两个取值，分别对应继电器线圈得电(ON)或失电( OFF)及继电器触点的通(ON)或断(OFF) 。 数字:4位二进制数构成一个数字，这个数字可以是0一9(用于十进制数的表示)，也可以是0F(用于十六进制数的表示)。 字节:2个数字或8位二进制数构成一个字节。 字:2个字节构成一个字，字也
4、称为通道(CH)，一个通道含有16位，或者说含有16个继电器。上述关系如图2-3所示。存储器是字元件，按字使用，每个字16位。继电器是位元件，按位使用，它们的地址按通道进行管理。,上一页,下一页,返回,任务1 PLC实现对电动机的点动控制,PLC的内部结构等效为一个继电器系统。在PLC内部有很多存储器，一个存储器单元由8个触发器组成，一个触发器等效为一个继电器，这种等效继电器的通断由软件控制，故也可称为软继电器，简称软元件。 在CPM2A系列中，软元件地址通常由通道(CH)号和通道内序号两部分组成。详细的继电器地址分配见表2-1。 (1)输入/输出继电器(IR) 输入继电器是PLC用来接收用户
5、输入设备发出的输入信号的元件。输入继电器只能由外部信号驱动，不能用程序内部的指令来驱动，因此，在程序中，输入继电器只有触点。,上一页,下一页,返回,任务1 PLC实现对电动机的点动控制,前文所述的输入模块可等效为输入继电器的线圈，其等效电路如图2 -4所示。 输出继电器是PLC用来将输出信号传送给负载的元件。输出继电器由内部程序驱动，其触点有两类，一类是由软件构成的内部触点(软触点);另一类是由输出模块构成的外部触点(硬触点)。它具有一定的带负载能力，其等效电路如图2-5所示。 从图中看出，输入继电器或输出继电器是由硬件(I/O模块)和软件构成的。因此，由软件构成的内部触点可任意取用，不限数量
6、，而由硬件构成的外部触点只能单一使用。 (2)内部辅助继电器(IR),上一页,下一页,返回,任务1 PLC实现对电动机的点动控制,辅助继电器中的200 231 C H为内部辅助继电器，共32个通道。内部辅助继电器与输入/输出继电器一样，都属于IR区，不同的是，它仅供内部程序使用，不能读取外部输入，也不能直接驱动外部负载，只起到中间继电器的作用。 输入、输出继电器号与外部的输入、输出端子号相对应，没有使用的输入、输出通道也可作为内部继电器号使用。 (3)特殊辅助继电器(SR) 辅助继电器中的232255 CH为特殊辅助继电器，共24个通道。SR区和IR区实际上是PLC的同一数据区，其主要区别在于
7、，IR区供用户使用，而SR区供系统使用。,上一页,下一页,返回,任务1 PLC实现对电动机的点动控制,特殊辅助继电器主要用作动作状态标志、动作启动标志、时钟脉冲输出、模拟电位器、高速计数器、计数模式、中断等各种功能的设定值或现在值的存储单元。 (4)暂存继电器(TR) 暂存继电器TR是在复杂的梯形图中，暂存回路的分支点的ON/OFF状态的继电器。有TROTR7共8点。在用指令表编程时，暂存继电器的作用明显。但在用梯形图编程时，由于系统内部能自动处理，暂存继电器的作用可能会被忽视，请读者注意。 (5)保持继电器(HR),上一页,下一页,返回,任务1 PLC实现对电动机的点动控制,保持继电器HR具
8、有断电保持功能，断电时也能保持断电前的ON/OFF状态，在程序内可以自由使用，有HR0HR19CH共20个通道。 (6)辅助记忆继电器(AR) 辅助记忆继电器AR是具有PLC各种动作标志功能的继电器，用于存放PLC的动作异常标志、高速计数、脉冲输出动作状态标志、扫描周期最大值和当前值、扩展单元连接台数、断电发生次数、通信出错码等。辅助记忆继电器有A R0AR15CH共16个通道. (7)链接继电器(LR),上一页,下一页,返回,任务1 PLC实现对电动机的点动控制,链接继电器LR是当CPM2A同系列、CPM2A和CQM1 , CPM1 , SRM1或者 C200HX/HE/Hg 1: 1链接通
9、信时，与对方PLC交换数据的继电器，共有LR0LR15CH共16个通道。 (8)定时器(TIM)和计数器(CNT) CPM2A中的定时器相当于继电器控制系统中的通电延时时间继电器，它从设定值开始，按PLC内的10 ms, 100 ms等时钟脉冲速率进行减法计数，当达到0时，定时器的输出接点动作。常用的定时器有两种，即普通定时器和高速定时器，定时范围分别为0999.9 s和099. 99 s,上一页,下一页,返回,任务1 PLC实现对电动机的点动控制,计数器也有两种，即减法计数器和可逆计数器，计数范围均为09 999。 定时器T和计数器C的编号000127是共用的，如使用了T000，就不能使用C
10、000,请读者在编程时注意。 (9)数据存储器(DM) 数据存储器DM是用来存储数值、数据的软元件，以字为单位。数据存储器的内容在PLC断电、运行开始或停止时都能保持。利用DM区还能实现间接寻址，其符号为*DM. 数据存储区共1 536个字(通道)，其范围为DM0000DM1023 , DM6144DM6655 ,每个字16位。数据存储器区只能以字为单位，不能以位为单位。,上一页,下一页,返回,任务1 PLC实现对电动机的点动控制,DM0000 DM0999 , DM1022 DM1023为程序可读写区，用户程序可自由读写其内容;DM 1000DM1021主要用作故障履历存储器，记录有关故障信
11、息，如果不用作故障履历存储器，也可作普通数据存储器使用。是否作为故障履历存储器，由DM6655的0003位来设定;DM6144DM6599为只读存储区，用户程序可以读出但不能改写其内容，利用编程器可预先写入数据;DM6600DM6655为系统设定区，用来设定各种系统参数，通道中的数据不能用程序写入，只能用编程器写入;DM6600DM6614仅在编程模式时设定;DM6615DM6655可在编程模式时设定，也可在监控模式时设定。,上一页,下一页,返回,任务1 PLC实现对电动机的点动控制,2.基本指令 (1)输入和输出指令 输入指令、输出指令的操作码、名称、功能、梯形图、操作数见表2 -2。 LD
12、 , LD NOT , OUT , OUT NOT的应用如图2-6所示。 (2)结束指令 END指令强制结束当前的扫描过程，即END指令后的程序不再扫描。所以，在调试时，可将程序分段后插入END指令，从而依次对各程序段的运算进行检查。,上一页,下一页,返回,任务1 PLC实现对电动机的点动控制,四、任务实现 1. I/O分配 根据任务要求，按钮SB1是整个过程的控制信号，应作为输入信号和PLC输入点连接。由于电动机的载荷比较大，一般不与PLC直接相连，而是通过接触器来控制。因此，KM作为被控信号连接在PLC输出点上。在不考虑热继电器作用时，I/O分配见表2 -3。 2.程序编制 梯形图及指令表
13、如图2 -7所示。 3.硬件接线 PLC的外部硬件接线图如图2-8所示。,上一页,下一页,返回,任务1 PLC实现对电动机的点动控制,4.程序调试与运行 把程序下载到PLC。 运行并调试程序。选择“PLC”菜单中“操作模式”下的“运行”或“监视”命令，PLC开始运行程序;然后选择“PLC”菜单中的“监视”命令，使程序进入监控状态，观察程序运行结果。也可以使用强制功能，进行脱机调试。 操作控制按钮，观察运行结果。,上一页,返回,任务2 PLC实现对电动机长时控制,二、任务引入与分析 在自动化生产的过程中，操作者按下电动机的启动按钮后，无须长按此按钮，电动机就能够实现长时运转;当按下停止按钮后，电
14、动机应自动停止。 图2-13即为三相异步电动机的长时控制电路。启动时，按下总开关QS，引入三相电源。按下启动按钮SB1，交流接触器KM线圈得电，电动机接通电源直接启动，同时，与SB1并联的KM线圈的常开辅助触点闭合，这时松开触点SB1，接触器KM线圈仍然可以通过自身的辅助触点继续通电，保持电动机的长时运行。将交流接触器的这类辅助触点称为自锁触点。电动机长时控制时序图如图2-14所示。,下一页,返回,任务2 PLC实现对电动机长时控制,三、知识链接 1.串联指令 串联指令的操作码、名称、功能、梯形图和操作数见表2-5. 2.并联指令 并联指令的操作码、名称、功能、梯形图和操作数见表2-6。 注意
15、:当或、或非指令用于取或取反指令时，即对前面的LD , LD NOT指令再并联一个触点，可以连续使用。 四、任务实现 1. I/O分配,上一页,下一页,返回,任务2 PLC实现对电动机长时控制,根据电动机长时控制的任务要求，按钮SB1是整个实验过程的启动信号，应作为输入信号和PLC输入点连接;按钮SB2作为整个过程的停止信号，也是直接和PLC输入点相连接;线圈KM作为被控信号，连接在PLC输出点上。在不考虑热继电器作用时，I/O分配见表2-7。 2.程序编制 当按下按钮SB1时，输入继电器0. 00接通，触点闭合，输出继电器10. 00得电输出，交流接触器KM线圈得电，电动机连续运行，此时松开
16、按钮SB1，输出继电器10. 00仍保持接通状态，这就是“自锁”或“自保持”功能;当按下按钮SB2时，输入继电器0. 01接通，触点断开，电动机停止运行。,上一页,下一页,返回,任务2 PLC实现对电动机长时控制,从以上的分析可知，要实现电动机连续运行的控制要求，可以通过以下方法。 如图2-17所示的梯形图程序又称“启一保一停”程序，它是最基本的程序之一，应用极为广泛，其主要特点是具有保持功能。 3.硬件连接 电动机的长时控制电路外部硬件接线图如图2-18所示。 4.程序调试与运行 把程序下载到PLC。 运行与调试程序。,上一页,下一页,返回,任务2 PLC实现对电动机长时控制,选择“PLC”菜单中“操作模式”下的“运行”或“监视”命令，PLC开始运行程序;然后选择“PLC”菜单中的“监视”命令，使程序进入监控状态，观察程序运行结果。也可以使用强制功能，进行脱机调试。 操作控制按钮，观察运行结果。,上一页,返回,任务3 PLC实现电动机的正、反转控制,二、任务引入与分析 生产机械的各种运动之间往往存在着各种相互制约的关系，
