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1、课题二 基本控制指令应用任务3 三相异步电动机Y降压启动控制知识目标：1掌握主控指令MC、MRC的功能及应用，同时了解主控指令与多重输出指令的异同点。2掌握主控指令在PLC的软件系统及梯形图的编程原则。能力目标：1. 会根据控制要求，能灵活地运用经验法，通过主控指令或多重输出指令实现三相异步电动机Y-降压启动控制的梯形图程序设计。2. 能通过三菱GX-Developer编程软件，采用梯形图输入法或指令语句表输入法进行编程，并通过仿真软件采用软元件测试的方法，进行仿真；然后将仿真成功后的程序下载写入到事先接好外部接线的PLC中，完成控制系统的调试。如图2-3-1所示是三相异步电动机Y降压启动的继
2、电控制电路。本次任务就是：用PLC控制系统来实现如图2-3-1所示的三相交流异步电动机的Y降压启动控制，其控制的时序图如图2-3-2所示。图2-3-1 三相异步电动机Y降压启动的继电控制电路图2-3-2 三相异步电动机Y降压启动控制时序图任务控制要求：（1）能够用按钮控制三相交流异步电动机的Y-降压启动和停止。（2）具有短路保护和过载保护等必要的保护措施。（3）利用PLC基本指令中的主控指令或多重输出指令来实现上述控制。实施本任务教学所使用的实训设备及工具材料可参考表2-3-1所示。表2-3-1 实训设备及工具材料序号分类名称型号规格数量单位备注1工具电工常用工具1套2仪表万用表MF47型1块
3、3设备器材编程计算机要求机型：IBM PC/AT（兼容）；CPU：486以上；内存：8兆或更高（推荐16兆以上）；显示器：分辨率为800600点，16色或更高1台4接口单元采用FX-232AWC型RS-232/RS-422转换器（便携式）或FX-232AW型RS-232C/RS-422转换器（内置式），以及其他指定的转换器1套5通讯电缆FX-422CAB型RS-422缆线（用于FX2，FX2C型PLC，0.3m）或FX-422CAB-150型RS-422缆线（用于FX2，FX2C型PLC，1.5m），以及其他指定的缆线1条6可编程序控制器FX2N-48MR1台7安装配电盘600*900mm1块
4、8导轨C450.3米9空气断路器Multi9 C65N D201只10熔断器RT28-326只11按钮LA4-2H1只12接触器CJ10-10或CJT1-103只13接线端子D-2020只14三相异步电动机接法，自定1台15消耗材料铜塑线BV1/1.37mm210米主电路16铜塑线BV1/1.13mm215米控制电路17软线BVR7/0.75mm210米18紧固件 M4*20螺杆若干只19M 4*12螺杆若干只204平垫圈若干只214弹簧垫圈及4螺母若干只22号码管若干米23号码笔1支通过对如图2-3-1所示的继电器控制线路图和如图2-3-2所示的控制时序图分析，可知三相异步电动机的Y降压启动
5、控制原理为：启动时，首先合上总电源开关QF，按下启动按钮SB2，接触器KM1线圈得电，其辅助常开触头闭合自锁，主触头闭合；接触器KM3和时间继电器KT线圈同时得电，辅助常闭触头断开联锁；主触头闭合，电动机Y形启动。5S后，时间继电器KT的延时断开瞬时闭合常闭触头延时断开，接触器KM3线圈失电，其主触头断开，Y形启动结束。而KM3辅助常闭触头复位，时间继电器KT的延时闭合瞬时断开常开触头延时闭合，接触器KM2线圈得电，KM2主触头闭合，其辅助常开触头闭合自锁，电动机形运行；KM2辅助常闭触头断开联锁，时间继电器KT线圈失电，其延时断开瞬时闭合常闭触头复位为下次启动作准备。需要停止时，按下停止按钮
6、SB1即可。在进行本次任务学习时，应首先了解实现本次任务PLC控制的主控指令的功能及应用，以及主控指令在PLC的软件系统及梯形图的编程原则。然后根据控制要求，能灵活地运用经验法，按照梯形图的设计原则，运用主控指令将三相异步电动机Y降压启动的继电控制电路转换成梯形图。同时通过三菱GX-Developer编程软件，采用梯形图输入法或指令表输入法，输入控制程序，并通过仿真软件采用软元件测试的方法，进行模拟仿真运行；最后将仿真成功后的程序下载，并写入到事先接好外部接线的PLC中，完成控制系统的调试。一、主控移位和复位指令（MC、MRC）在编程时常遇到具有主控点的电路，使用主控触点移位和复位指令往往会使
7、编程简化。1. 指令的助记符和功能主控移位和复位指令的助记符和功能如下表2-3-2所示。表2-3-2 主控移位和复位指令的助记符及功能指令助记符、名称功能可作用的软元件程序步MC（主控移位）公共串联主控触点的连接N（层次），Y，M（特殊M除外）3MCR（主控复位）公共串联主控触点的清除N（层次）22.编程实例在编程时，经常会遇到多个线圈同时受一个或一组触点控制，如果在每个线圈的控制电路中都串入同样的触点，将占用很多存储单元，如图2-3-3所示就是多个线圈受一个触点控制的普通编程方法。MC和MCR指令可以解决这一问题。使用主控指令的触点称为主控触点，它在梯形图中一般垂直使用，主控触点是控制某一段
8、程序的总开关。对图2-3-3中的控制程序可采用主控指令进行简化编程，简化后的梯形图和指令表如图2-3-4所示。 a） b）图2-3-3 多个线圈受一个触点控制的普通编程方法a）梯形图 b）指令表图2-3-4 MC、MCR指令编程a）梯形图 b）指令表从如图2-3-4可知，当常开触点X001接通时，主控触点M0闭合，执行MC到MCR的指令，输出线圈Y001、Y002、Y003、Y004分别由X002、X003、X004、X005的通断来决定各自的输出状态。而当常开触点X001断开时，主控触点M0断开，MC到MCR的指令之间的程序不执行，此时无论X002、X003、X004、X005是否通断，输出
9、线圈Y001、Y002、Y003、Y004全部处于OFF状态。输出线圈Y005不在主控范围内，所以其状态不受主控触点的限制，仅取决于X006的通断。3. 关于指令功能的说明（1）当控制触点接通，执行主控MC指令，相对于母线（LD、LDI点）移到主控触点后，直接执行从MC到MCR之间的指令。MCR令其返回原母线。（2）当多次使用主控指令（但没有嵌套）时，可以通过改变Y、M地址号实行，通过常用的N0进行编程。N0的使用次数没有限制。（3）MC、MCR指令可以嵌套。嵌套时，MC指令的嵌套级N的地址号从N0开始按顺序增大。使用返回指令MCR时，嵌套级地址号顺次减少。（4）MC指令里的继电器M（或Y）不
10、能重复使用，如果重复使用会出现双重线圈的输出。MC到MCR在程序中是成对出现的。二、编程元件定时器（T）延时控制就是利用PLC的通用定时器和其他元器件构成各种时间控制，这是各类控制系统经常用到的功能。如本任务中的星形启动的延时控制就是利用PLC的通用定时器和其他元器件构成的时间控制电路。本次任务中只对通用定时器作简单的介绍，详细的内容将在下一任务“抢答器控制系统” 中进行介绍。PLC中的定时器（T）相当于继电器控制系统中的通电型时间继电器。它是通过对一定周期的时钟脉冲计数实现定时的，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，它可以提供无限对常开常闭延
11、时触点。设定值可用常数K或数据寄存器D来设置。1. 通用定时器的分类100ms通用定时器（T0T199）共200点，其中T192T199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132767，所以其定时范围为0.13276.7S。10ms通用定时器（T200T245）共46点，这类定时器是对10ms时钟累积计数，设定值为132767，所以其定时范围为0.01327.67S。2. 通用定时器的动作原理通用定时器的动作原理如图2-3-5所示。当X000闭合，定时器T0线圈得电，开始延时，延时时间t100ms10010s到，定时器常开触点T0闭合，驱动Y000。
12、当X000断开，T0失电，Y000失电。图2-3-5 通用定时器动作原理一、通过对本任务控制要求分析，分配输入点和输出点，写出I/O通道地址分配表根据任务控制要求，可确定PLC需要2个输入点，3个输出点，其I/O通道分配表见表2-3-3所示。表2-3-3 I/O通道地址分配表输入输出元件代号作用输入继电器元件代号作用输出继电器SB1停止按钮X000KM1正转控制Y000SB2启动按钮X001KM2三角形控制Y001KM3星形控制Y002二、画出PLC接线图（I/O接线图） PLC接线图如图2-3-6所示。图2-3-6 Y-降压启动控制I/O接线图在Y-降压启动的过程中要完成Y形到形的切换，Y形
13、启动和形运行不能同时通电。如果Y形和形同时通电，会造成电源相间短路。因此在设计Y-降压启动控制I/O接线图时，由于PLC的扫描周期和接触器的动作时间不匹配，只在梯形图中加入“软继电器”的互锁会造成Y002虽然断开，可能接触器KM3还未断开，在没有外部硬件联锁的情况下，接触器KM2会得电动作，主触头闭合，会引起主电路电源相间短路；同理，在实际控制过程中，当接触器KM2或接触器KM3任何一个接触器的主触头熔焊时，由于没有外部硬件的联锁，只在梯形图中加入“软继电器”的互锁会造成主电路电源相间短路。此外，还可以通过程序增加一个Y形断电后的延时控制再接通形。三、程序设计在进行PLC控制系统的编程设计时，
14、往往有多个设计方案，本次任务的编程设计也不例外，可以通过目前所学的相关基本指令进行设计，设计方案主要有以下三种。1. 采用块与指令及多重输出指令进行设计编程思路：用PLC控制系统对继电控制系统的改造，对于编程初学者来说，一般都是采用经验法，在原继电控制线路的基础上进行等效的变化。采用块与指令及多重输出指令将原继电控制线路等效出的控制程序及指令表如图2-3-7所示。图2-3-7 采用块与指令及多重输出指令实现的Y-降压启动控制程序a）梯形图 b）指令表2.采用串、并联及输出指令进行设计（1）Y-降压启动电源控制程序的设计编程思路：从如图2-3-1所示的Y-降压启动的继电控制电路原理和如图2-3-2所示的控制时序图分析可知，无论是Y形启动还是形运行，接触器KM1（Y000）始终保持得电，因此，可以采用在任务1中所学的“启-保-停”电路进行接触器KM1（Y000）的控制设计，其控制程序如图2-3-8所示。图2-3-8 Y-降
