PLC梯形图基本电路

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1、第三节梯形图基本电路 起动 保持和停止 P118 三相交流异步电动机定时器 计数器应用程序抢答器常闭触点输入信号处理梯形图设计法 经验设计法 继电器电路图设计法 1 1 起动 保持和停止电路 起动信号X1 停止信号X2持续ON的时间很短 称短信号 当X1为ON 起动 X2为OFF时 Y1线圈为ON Y1常开触点接通 电路自锁保持 此时 X1变为OFF 电路仍接通 当X2为ON时 Y1线圈断电 常开触点断开 电路断开 停止 此时 X2为OFF 电路仍断开 实际电路中 起动信号和停止信号可能由多个触点组成的串 并联电路提供 2 2 三相异步电动机的正反转控制电路 KM1 KM2分别为控制正 反转运

2、行的交流接触器 KM1 KM2的主触点改变进入电动机的三相电源相序 改变电机转向 FR是手动复位的热继电器 电机过热时其常闭触点断开 使KM1 KM2线圈断电 电机停转 3 梯形图中 用两个起保停电路来分别控制电动机的正转和反转 Y0 Y1的常闭触点分别与对方线圈串联 保证它们不会同时为ON 称互锁电路 X0 X1的常闭触点接入对方的回路 称按钮互锁电路 设电机在正转 改成反转时 可不按停止按钮SB1 直接按反转按钮SB3 X1常闭触点断开Y0线圈 梯形图中的互锁和按钮互锁电路只能保证输出模块中与Y0 Y1对应的硬件继电器的触点不会同时接通 但不能保证控制电机的主触点由于电弧熔焊等故障 不能正

3、常断开时 造成三相短路的事故 4 3 定时器 计数器应用程序 定时器范围的扩展闪烁电路延时接通 断开电路 5 定时器范围的扩展 FX系列的定时器最长定时时间为3276 7s 如需更长定时时间 可采用定时扩展 X2为ON 其常开触点为ON T0开始定时 60s后T0定时时间到 T0常闭触点断开 自已复位 同时T0常闭触点为ON 使自已线圈重新通电定时 T0周而复始工作 直到X2为OFF 最上面一行电路是一个脉冲信号发生器 脉冲周期等于T0为设定值 60s T0产生的脉冲列送给C0计数 计满60个数 1h 后 C0当前值等于设定值60 其常开触点闭合 T 0 1KTKC s 6 闪烁电路 T0 T

4、1均为OFF X0为常开触点接通 T0线圈通电 2S后定时时间到 T0常开触点接通 Y0变为ON 同时T1的线圈通电 开始定时 3s后T1定时时间到 其常闭触点断开 T0线圈断电 Y0断电 Y0的线圈周期性地通电和断电 直到X0变为OFF Y0的通 断时间分别为T1 T0的设定值 7 延时接通 断开电路 X0控制Y1 X0的常开触点接通后 T0开始定时 9s后T0常开触点接通 Y1变为ON X0为ON时其常闭触点断开 使T1复位 X0变为OFF后 T1开始定时 7s后T1的常闭触点断开 使Y1变为OFF T1被复位 8 抢答器 9 10 11 12 报警系统 13 14 15 异步电动机Y 启

5、动控制 问题的提出 由电机及拖动基础可知 三相交流异步电动机起动时电流较大 一般是额定电流的 5 7 倍 故对于功率较大的电动机 应采用降压起动方式 Y 降压起动是常用的方法之一 起动时 定子绕组首先接成星形 待转速上升到接近额定转速时 再将定子绕组的接线换成三角形 电动机便进入全电压正常运行状态 图1 a b 为继电器 接触器实现的Y 降压控制电路 16 异步电动机Y 降压起动控制电路 17 它是根据起动过程中的时间变化 利用时间继电器来控制Y 的换接的 由 a 图知 工作时 首先合上闸刀开关QS 当接触器KM1及KM3接通时 电动机Y形起动 当接触器KM1及KM2接通时 电动机 形运行 图

6、 b 为控制电路 其工作过程分析如下 18 19 线路中KM2和KM3的常闭触点构成电气互锁 保证电动机绕组只能接成一种形式 即Y形或 形 以防止同时连接成Y形及 形而造成电源短路 20 二 硬件配置 本模块所需的硬件及输入 输出端口分配如图所示 由图可见 本模块除可编程控制器之外 还增添了部分器件 其中 SB1为停止按钮 SB2为起动按钮 FR为热继电器的常开触点 KM1为主电源接触器 KM2为 形运行接触器 KM3为Y形起动接触器 21 二 软件设计 工作过程分析如下 按下启动按钮SB2时 输入继电器X0的常开触点闭合 并通过主控触点 M100常开触点 自锁 输出继电器Y1接通 接触器KM

7、3得电吸合 接着Y0接通 接触器KM1得电吸合 电动机在Y形接线方式下起动 同时定时器T0开始计时 延时8秒后T0动作 使Y1断开 Y1断开后 KM3失电 互锁解除 使输出继电器Y2接通 接触器KM2得电 电动机在 形接线方式下运行 22 0LDX01ORM1002ANIX13ANIX24MCN0M1007LDIT08ANIY29OUTY110LDY111ORY012OUTY013LDIY214OUTY0K8017LDIY118OUTY219MCRN021END b 指令表 23 实验 实验一 抢答器实验 第10周 实验二 电机Y 启动实验 第11周 24 梯形图设计法 1 经验设计法2 继电

8、器电路图设计法 25 1 经验设计法 在PLC发展初期 沿用了设计继电器电路图的方法来设计梯形图 在一些典型电路基础上 根据被控对象对控制系统的具体要求 不断地修改和完善梯形图 有时需多次反复地调试和修改梯形图 不断地增加中间编程元件和辅助触点 才能得到一个较满意的结果 26 经验设计法没有普遍的规律可遵循 具有很大的试探性和随意性 结果不是惟一的 设计所用的时间 设计的质量与设计者的经验有很大关系 用于较简单的梯形图设计 27 例1 送料小车自动控制系统的梯形图设计 控制要求 送料小车在限位开关X4处装料 10s后装料结束 开始右行 碰到x3后停下来卸料 15s后左行 碰到x4后又停下来装料

9、 不停地循环 直到按下停止按钮X2 X0 X1分别用来起动小车右行和左行 28 为使小车自动停止 将X3 X4常闭触点分别与Y0 Y1线圈串联 为使小车自动起动 将控制装 卸料延时的定时器T0和T1常开触点 分别与手动起动右行和左行的X0 X1常开触点并联 用两个限位开关对应的X4 X3常开触点分别接通装料 卸料电磁阀和相应的定时器 29 设小车在起动时是空车 按下左行起动按钮X1 小车开始左行 碰到左限位开关 X4常闭触点为断开 OFF 使Y1断开 小车停止运行 X4常开触点接通 ON 使Y2 T0的线圈通电 开始装料和延时 10s后T0常闭触点闭合 Y0通电 小车右行 小车离开左限位开关X

10、4后 X4变为OFF状态 Y2 T0失电 停止装料 T0复位 右行和卸料过程基本相同 如果按停止按钮X2 小车将停止运行 系统停止工作 30 例2 两处卸料的小车的自动控制梯形图设计 控制要求 X4处装料 X5 X3处轮流卸料 小车在一次工作循环中两次右行都要碰到X5 第一次碰到X5停下来卸料 第二次碰到它时继续前进 NOTE 应设置一个具有记忆功能的编程元件 以区分第一或第二次碰到X5 31 小车第一次碰到X5 碰到X3时都应停止右行 将X5 X3常闭触点与Y0线圈串联 X5触点并联了中间环节M100的触点 使X5停止右行的作用受到M100的约束 M100作记忆元件 只在小车第二次右行经过X

11、5时有用 利用起保停电路控制M100 其起动条件是X5 停止条件是X3 在虚线行程内为1状态 将X3 X5的触点并联后驱动Y3 T1 32 调试中 发现小车从X3开始左行 经X5时M100也被置位 使小车下一次右行到X5时也无法停止运行 则在M100起动电路中串入Y1常闭触点 还有 小车往返经过X5时 虽不会停止运动 但出现短暂的卸料动作 将Y1 Y0的常闭触点与Y3线圈串联 33 问题与思考 系统在装料和卸料时按停止按钮不能使系统停止工作 如何解决该问题 34 2 根据继电器电路图设计梯形图的方法 为了便于工厂电气技术员和电工使用 采用梯形图语言编程 当用PLC改造继电器控制系统时 根据原来

12、的继电器电路图设计梯形图显然是一条捷径 老继电器控制系统经过长期使用和验证 能完成系统控制要求 只要将继电器控制电路图译成梯形图 用软元件代替硬元件 这种改造并没改变系统原来的外部特性 控制面板及上面的器件可不变 对操作工人来说 系统可靠性提高了 但操作习惯未变 减少硬件改造费用及改造工作量 35 基本方法 将PLC看成一个继电器控制系统中的控制箱 PLC外部接线描述的是该控制箱的外部接线 梯形图是该控制箱的内部 线路图 梯形图中的X Y元件是控制箱与外部世界联系的 中间继电器 分析时 将梯形图中X元件的触点想象成对应的外部输入器件的触点 Y元件的线圈想象成对应的外部负载的线圈 外部负载的线圈

13、除了受PLC控制外 可能还受外部触点的控制 36 某卧式镗床的继电器控制电路图 主轴电机是双速异步电动机 中间继电器ZZJ ZFJ控制主轴电机的起动和停止 接触器ZZC ZFC控制主轴电机的正反转 接触器1DSC 2DSC和时间继电器SJ控制主轴电机的变速 接触器ZDC用来短接串在定子回路的制动电阻 1JPK 2JPK和1ZPK 2ZPK是变速操纵盘上的限位开关 1HKK 2HKK是主轴进刀与工作台移动互锁限位开关 37 38 M200 M201 T0分别对应ZZJ ZFJ SJ 39 注意事项 1 遵守梯形图语言中的语法规定 2 适当设置中间单元 3 尽量减少PLC的输入输出信号 4 异步电

14、动机正反转的外部联锁电路 5 外部负载的额定电压 R S输出模块最高只能驱动UN 220VAC的负载 若原系统KM线圈为380V 应改用220V的 40 作业 2 用定时器设计一个延时25min的延时电路 41 M100 X0 X3 M100 X1 Y0 Y0 Y1 X1 X2 Y1 Y0 X2 X0 Y0 在x0起动 右行 左行 第二次右行 42 画梯形图LDX0ORX1ANIX2ORM0LDX3ANDX4ORM2ORBORIM1OUTY2OUTM0 43 LDX0ANDX1MPSANDX2OUTY0MPPANDX3OUTY1LDX4MPSANDX5OUTY2MRDANDX6OUTY3MPPANDX7OUTY4 44 Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 X0 X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7 MPS MPP MPS MPP MRD 45 4 常闭触点输入信号的处理 梯形图设计时 一般输入的开关量信号均由外部常开触点提供 如图 a 控制电机启动 停止的按钮 如果将其常开触点接入PLC的输入端 则梯形图中触点类型与 a 完全一致 但如图 b 按下SB2 其常闭触点断开 X1为OFF 则X1为常开触点断开 所以 设计时应如图 c 将X1常开触点与Y0线圈串联 与常开触点输入时梯开图内继电器的习惯相反 建议尽可能用常开触点作PLC的输入信号 46