第三单元 PLC的应用基础 任务一 三相异步电动机连续运行控制电路 任务三 二台电动机顺序启动的电路 任务五 Y 启动的可逆运行电动机 任务六 灯光闪烁电路 任务四 顺序相连的传送带控制系统 任务二 三相异步电动机的正反转控制 任务一 三相异步电动机连续运行控制电路 图3 1 三相异步电动机连续运行电路 一 任务提出 如图3 1是三相异步电动机继电器 接触器控制的连续运行电路 本任务研究用 PLC来实现其控制功能 二 原理分析 为了将图3 1b的控制电路用PLC控制器来实现 PLC需要3个输入点 1 个输出点 输入输出点分配见表3 1 输入输出 输入继电器输入元件作用输出继电器输出元件作用 X0SB1启动按钮Y0KM运行用交流接触器 X1SB2停止按钮 X2KH过载保护 表3 1 输入输出点分配表 1 PLC控制系统中的触点类型沿用继电器控制系统中的触点类型 图3 2 PLC实现三相异步电动机连续运行电路方案一 2 PLC 控制系统中的所有输入触点类型全部采用常开触点 图3 3 PLC实现三相异步电动机连续运行电路方案二 3 为了节省PLC的输入点 将过载保护的常闭触点接在输出端 图3 4 PLC实现三相异步电动机连续运行电路方案三 三 知识链接 1 指令 1 触点串联指令 AND ANI ANDP ANDF AND 与指令 完成逻辑 与 运算 ANI 与非指令 完成逻辑 与非 运算 ANDP 上升沿与指令 受该类触点驱动的线圈只在触点的上升沿接通一个扫描周期 ANDF下降沿与指令 受该类触点驱动的线圈只在触点的下降沿接通一个扫描周期 图3 5 上升沿与指令 图3 6 下降沿与指令 2 触点并联指令 OR ORI ORP ORF OR 或指令 实现逻辑 或 运算 ORI 或非指令 实现逻辑 或非 运算 ORP 上升沿或指令 受该类触点驱动的线圈只在触点的上升沿接通一个扫描周期 ORF 下降沿或指令 受该类触点驱动的线圈只在触点的下降沿接通一个扫描周期 图3 7 触点并联指令 3 自保持与解除 也称置位复位 指令 SET RST SET 自保持 置位 指令 指令使被操作的目标元件置位并保持 RST 解除 复位 指令 指令使被操作的目标元件复位并保持清零状态 图3 8 SET RST指令的使用 四 任务实施 按如图 所示接线图连接主电路 检查正确性 确保 无误 按如图 a所示接线图连接PLC控制电路 检查线路正 确性 确保无误 输入如图 b所示的梯形图或指令表 进行程序调试 检查是否实现了连续运行的功能 输入图 c所示的梯形图或指令表 进行程序调试 检 查是否完成了连续运行的功能 主电路同第一步不变 按如图 a所示接线图连接PLC 控制电路 输入如图 b所示的的梯形图或如图 c所示的 指令表 进行程序调试 检查是否实现了连续运行的功能 四 任务实施 主电路和PLC控制电路同上一步 把如图 b所示的用启 保 停方法编写的梯形图改用置位复位指令编写的梯形图 进行程序调 试 直到完成连续运行的功能 主电路同第一步不变 按如图 a所示的接线图连接PLC 控制电路 输入如图 b所示的梯形图或如图 c所示的指令 表 进行程序调试 检查是否完成了连续运行的功能 主电路和PLC控制电路同上一步 把如图 b所示用启 保 停方法编写的梯形图改用置位复位指令编写的梯形图 进行程序调 试 直到完成连续运行的功能 上述实训中 个梯形图中所用的触点都是电平触发的 它 们可以改为边沿触发吗 试着修改 并进行调试 任务二 三相异步电动机的正反转控制 1 任务提出 如图3 11所示为三相异步电动机正反转控制电路 本任务研究用PLC来实现 三相异步电动机正反转控制 图3 11 三相异步电动机正反转控制电路 二 原理分析 为了将图3 11b的控制电路用PLC控制器来实现 PLC需要4个输入点 2个输出点 输入输出点分配如表3 3 表3 3 输入输出点分配表 输入输出 输入继电器输入元件作用输出继电器输出元件作用 X0SB1正向启动按钮Y0KM1正向运行用交流接触器 X1SB2停止按钮Y1KM2反向运行用交流接触器 X2SB3反向启动按钮 X3KH过载保护 1 根据输入输出点分配 画出PLC的接线图如图3 12 图3 12 PLC实现三相异步电动机正反转控制电路 2 PLC实现三相异步电动机正反转控制电路的优化设计 图3 13 PLC实现电动机正反转控制电路的优化设计 三 知识链接 1 指令 ORB指令的使用 几个串联电路块并联连接时 每个串联电路块开始应该用LD LDI LDP或 LDF指令 图3 14中有三个串联电路块 X0 X1 X2 X3 X4 X5 每块开始的 三个触点X0 X2 X4都使用了LD指令 图3 14 串联电路块并联连接 ORB指令也可以连续使用 如图3 15所示 但这种程序写法不推荐使用 ORB只能连续使用8次以下 图3 15 ORB指令连续使用 ANB指令的使用 并联电路块串联连接时 并联电路块的开始应该用LD LDI LDP或LDF指令 如图3 16所示 ANB指令的使用次数没有限制 也可连续使用ANB 但与ORB一样 使用次数不超过8次 图3 16 并联连接的电路之间的串联 栈存储器指令 在FX系列PLC中有11个存储单元 如图3 17a所示 它们采用先进后出的数据存 取方式 专门用来存储程序运算的中间结果 被称为栈存储器 图3 17 栈存储器指令 堆栈指令的使用说明 堆栈指令没有目标元件 MPS和MPP必须配对使用 由于栈存储单元只有11个 所以栈的层次最多11层 2 梯形图画法规则与梯形图的优化 1 画法规则 触点电路块画在梯形图的左边 线圈画在梯形图的右边 2 优化 1 在串联电路中 单个触点应放在电路块的右边 2 在并联电路中 单个触点应放在电路块的下边 3 在有线圈的并联电路中 将单个线圈放在上面 a 不推荐的梯形图 b 推荐的梯形图 图3 19 梯形图优化 四 任务实施 1 按图3 11a连接主电路 检查电路正确性 确保无误 2 按图3 12a连接PLC控制电路 检查电路正确性 确保无误 3 输入图3 12b的梯形图 观察能否录入 并说明原因 4 输入如图3 12c的梯形图或指令表 进行程序调试 检查是否实现了正 反转运行的功能 5 输入如图3 13b所示的梯形图或指令表 进行程序调试 检查是否实现 了正反转运行的功能 6 把图3 13b所示用启 保 停方法编写的梯形图改用置位复位指令 进行 程序调试 直到完成正反转运行的功能 7 图3 13b所用的触点都是电平触发的 它们可以改为边沿触发吗 试修 改 并进行调试 任务三 二台电动机顺序启动的电路 1 任务提出 在实际工作中 常常需要两台或多台电机顺序起动 如图3 24所示 两台交流 异步电动机M1和M2 按下启动按钮SB1后 第一台电机M1启动 5s后第二台电机 M2启动 完成相关工作后按下停止按钮SB2 两台电动机同时停止 本任务研究用 PLC实现两台电动机的顺序启动控制 图3 24 两台电动机顺序启动及运行 二 原理分析 PLC需要4个输入点 2个输出点和1个定时器 输入输出点分配如表3 4 表3 4 输入输出点分配表 输入资源内部与输出资源 输入继电器输入元件作用内部与输出资源元件作用 X0SB1M1启动按钮Y1KM1M1用交流接触器 X1SB2停止按钮Y2KM2M2用交流接触器 X2KH1M1过载保护T0KT5s延时 X3KH2M2过载保护 根据资源分配 画出PLC的接线图如图3 25a所示 PLC 控制系统中的所有输 入触点类型全部采用常开触点 由此设计的梯形图如图3 25b所示 图3 25 PLC控制二台电机顺序启动及运行 三 知识链接 1 编程元件 定时器 FX2N系列中定时器可分为通用定时器 积算定时器二种 它们是通过对一定周 期的时钟脉冲的个数进行累计而实现定时的 时钟脉冲的周期有1ms 10ms 100ms三种 当所计脉冲个数达到设定值时触点动作 设定值可用常数K或数据寄存 器D的内容来设置 1 通用定时器 1 100ms通用定时器 T0 T199 共200点 其中T192 T199为子程序和 中断服务程序专用定时器 这类定时器是对100ms时钟累积计数 设定值为1 32767 所以其定时范围为0 1 3276 7s 2 10ms通用定时器 T200 T245 共46点 这类定时器是对10ms时钟累 积计数 设定值为1 32767 所以其定时范围为0 01 327 67s 图3 26是通用定时器的内部结构示意图 通用定时器的特点不具备断电保持功 能 即当输入电路断开或停电时定时器复位 图3 26 通用定时器的内部结构示意图 图3 27 通用定时器举例 2 积算定时器 1 1ms积算定时器 T246 T249 共4点 是对1ms时钟脉冲进行累积计 数 定时的时间范围为0 001 32 767s 2 100ms积算定时器 T250 T255 共6点 是对100ms时钟脉冲进行累积 计数 定时的时间范围为0 1 3276 7s 图3 28 积算定时器的内部结构示意图 图3 29 积算定时器举例 2 断电延时问题 FX2N系列的定时器是通电延时定时器 如果需要使用断电延时的定时器 可用图 3 30的电路 图3 30 断电延时定时器 四 任务实施 按图3 24a连接主电路 检查电路正确性 确保无误 按图3 25a连接PLC控制电路 检查电路正确性 确保无误 输入如图3 25b所示的梯形图或指令表 进行程序调试 检查是否 实现了顺序启动的功能 自行设计接线图和操作步骤 调试图3 30的程序 观察是否实现了 断电延时的功能 自行设计接线图和操作步骤 调试图3 37的程序 定性观察通用定 时器无断电保持的功能 自行设计接线图和操作步骤 调试图3 29的程序 定性观察积算定 时器的断电保持功能 任务四 顺序相连的传送带控制系统 一 任务提出 如图3 32a所示为某车间两条顺序相连的传送带 为了避免运送的物料在2号 传送带上堆积 按下启动按钮后 2号传送带开始运行 5s后1号传送带自动启动 而停机时 则是1号传送带先停止 10s后2号传送带才停止 本任务研究用PLC 实现顺序相连的传送带控制系统 图3 32 两条顺 序相连的传送带 二 原理分析 表3 5 PLC资源分配表 输入资源内部与输出资源 输入继电器输入元件作用内部与输出资源元件作用 X0SB1启动按钮Y0KM11号传送带接触器 X1SB2停止按钮Y1KM22号传送带接触器 T0KT15s通电延时 T1KT210s断电延时 SB1是2号传送带的启动按钮 1号传送带在2号传送带启动5s后自行启动 SB2 是1号传送带的停止按钮 1号传送带停止10s后2号传送带自行停止 为了将这个控 制关系用PLC控制器实现 PLC需要2个输入点 2个输出点和2个定时器 PLC资源 分配见表3 5 借助辅助继电器M0或M1间接驱动Y1 可以解决双线圈问题 如图3 34所示 图3 34 PLC控制二条顺序相连传送带的梯形图和时序图 三 知识链接 1 编程元件 辅助继电器 1 通用辅助继电器 M0 M499 FX2N系列共有500点通用辅助继电器 通用辅助继电器在PLC运行时 如果电源 突然断电 则全部线圈均断开 2 断电保持辅助继电器 M500 M3071 FX2N系列有M500 M3071共2572个断电保持辅助继电器 它与普通辅助继电器 不同的是具有断电保护功能 即能记忆电源中断瞬时的状态 并在重新通电后再现其 状态 图3 35 通用辅助继电器和断电保持辅助继电器比较 下面通过小车往复运动控制来说明断电保持辅助继电器的应用 如图3 36所示 运行的过程是X0 ON M600 ON Y0 ON 小车右行 停电 小车中途停止 上电 M600 ON Y0 ON 再右行 X1 ON M600 OFF M601 ON Y1 ON 左行 可见由于M600和M601具有断电保持 所以在小车中途因停电停止后 一 旦电源恢复 M600或M。
