第四章PLC典型控制电路设计ppt.ppt

第四章第四章 典型控制环节的典型控制环节的PLC程序程序设计设计5.7.1单向运转电动机起动、停止控制程序5.7.2单按钮起动、停止控制程序5.7.3具有点动调整功能的电动机起、停控制程序5.7.4电动机的正、反转控制程序5.7.5大功率电动机的星-三角减压起动控制程序5.7.6闪烁控制程序5.7.7瞬时接通/延时断开程序5.7.8定时器、计数器的扩展5.7.9高精度时钟程序5.7.10多台电动机顺序起动、停止控制程序（多种方法编程）5.7.14：停车场数码显示应用程序5.7.1单向运转电动机起动、停止控制程序单向运转电动机起动、停止控制程序用置、复位指令实现用置、复位指令实现启、停控制程序及时序图启、停控制程序及时序图实习操作：电动机自锁控制电路与程序实习操作：电动机自锁控制电路与程序 1电动机自锁控制电路输入电动机自锁控制电路输入/输出端口分配输出端口分配输入输入/输出端口分配表输出端口分配表输输 入入输输 出出输入继电器输入继电器输输 入入 元元 件件作作 用用输出继电器输出继电器输输 出出 元元 件件I0.0KH常闭触点常闭触点过载保护过载保护Q0.2交流接触器交流接触器KMI0.1SB1常闭触点常闭触点停止停止I0.2SB2常开触点常开触点启动启动2电动机自锁控制电路电动机自锁控制电路 3电动机自锁控制程序电动机自锁控制程序图3-37电动机自锁控制电路图3-38电动机自锁控制程序5.7.2单按钮起动、停止控制程序单按钮起动、停止控制程序5.7.3具有点动调整功能的电动机起动、停具有点动调整功能的电动机起动、停止控制程序止控制程序I/O接线图及梯形图接线图及梯形图实习操作：点动自锁混合控制电路与程序实习操作：点动自锁混合控制电路与程序某生产设备有某生产设备有1台电动机，除连续运行控制外，还需要用点动控制调整生台电动机，除连续运行控制外，还需要用点动控制调整生产设备的状态。产设备的状态。1点动自锁混合控制电路的控制要求点动自锁混合控制电路的控制要求2点动自锁混合控制电路输入点动自锁混合控制电路输入/输出端口分配输出端口分配表表3-11输入输入/输出端口分配表输出端口分配表输输 入入输输 出出输入继电器输入继电器输入元件输入元件作作 用用输出继电器输出继电器输出元件输出元件控制对象控制对象I0.0SB1常开触点常开触点启动启动Q0.1接触器接触器KM1电动机电动机MI0.1SB2常闭触点常闭触点停止停止I0.2SB3常开触点常开触点点动点动I0.3KH常闭触点常闭触点过载保护过载保护3点动自锁混合控制电路点动自锁混合控制电路图3-52点动自锁混合控制电路4位存储器位存储器MPLC执行程序过程中，可以用内部软元件位存储器来存储中间操作状态和执行程序过程中，可以用内部软元件位存储器来存储中间操作状态和控制信息，其作用相当于电气控制中的中间继电器。位存储器用控制信息，其作用相当于电气控制中的中间继电器。位存储器用“M”表表示，共示，共256位，采用八进制（位，采用八进制（M0.0M0.7，M31.0M31.7）。）。5点动自锁混合控制程序点动自锁混合控制程序图3-53点动自锁混合控制程序例：（一）异步电动机正反转PLC控制1继电器-接触器控制电路设计5.7.4电动机的正、反转控制程序电动机的正、反转控制程序输入信号输出信号停止按钮SB1I02正转接触器KM1Q 00正转按钮SB2I00反转接触器KM2Q 01反转按钮SB2I01二、PLC外部接线图一、一、I/O分配表分配表梯形图梯形图三梯形图：三梯形图：实习操作：电动机正反转控制电路与程序实习操作：电动机正反转控制电路与程序三相异步电动机正反转控制要求如下：不通过停止按钮，直接按正三相异步电动机正反转控制要求如下：不通过停止按钮，直接按正反转按钮就可以改变电动机的转向，因此需要采用按钮联锁。为了减轻反转按钮就可以改变电动机的转向，因此需要采用按钮联锁。为了减轻正反转换向瞬间电流对电动机的冲击，适当延长变换过程。正反转换向瞬间电流对电动机的冲击，适当延长变换过程。1电动机正反转控制电路输入电动机正反转控制电路输入/输出端口分配输出端口分配 表表3-8输入输入/输出端口分配表输出端口分配表输输 入入输输 出出输入继电器输入继电器输入元件输入元件作用作用输出继电器输出继电器输出元件输出元件作用作用I0.0KH常闭触点常闭触点过载保护过载保护Q0.1接触器接触器KM1正转正转I0.1SB1常闭触点常闭触点停止停止Q0.2接触器接触器KM2反转反转I0.2SB2常开触点常开触点正转正转I0.3SB3常开触点常开触点反转反转2电动机正反转控制电路电动机正反转控制电路 图3-41电动机正反转控制电路3电动机正反转控制程序电动机正反转控制程序图3-42电动机正反转控制程序5.7.5三相异步电动机的三相异步电动机的Y降压启降压启动控制系统的研究动控制系统的研究1电气控制输入信号输出信号起动按钮SB1I01接触器KM1Q 01停止按钮SB2I02Y接触器KM2Q 02热保护继电器FR I03接触器KM3Q 03一、I/O分配表：二、PLC外部接线图：存在缺点：Y-转换间隔较短，容易引起电弧。三、梯形图：改进电路：防止电弧短路特点：电路在进行Y-切换时电路不带电，能防止弧光短路。电动机星-三角减压起动控制梯形图程序-带防止电弧短路功能采用数据传送指令控制的电动机星-三角减压起动输入信号输出信号停止按钮SB1I01接触器KM1Q 00起动按钮SB2I00Y接触器KM2Q 01热保护继电器I02接触器KM3Q 025.7.6闪烁控制程序闪烁控制程序闪烁控制梯形图及信号时序图5.7.7瞬时接通瞬时接通/延时断开程序延时断开程序瞬时接通/延时断开程序及信号时序图延时接通延时接通/延时短开电路延时短开电路5.7.8定时器、计数器的扩展定时器、计数器的扩展1.定时器串联扩展定时器串联扩展共延时共延时T=（30000+30000）0.1s=6000s 2.定时器、计数器串联扩展计时范围定时器、计数器串联扩展计时范围扩大计时范围也可采用扩大计时范围也可采用定时器和计数器串联的定时器和计数器串联的方法，程序如右。从电方法，程序如右。从电源接通到输出线圈源接通到输出线圈Q2.0有输出，共延时有输出，共延时T=3000.0s20000=6107s。若还要增大计时范。若还要增大计时范围，可增加串联的计数围，可增加串联的计数器数目。器数目。3.计数器串联扩展计数范围计数器串联扩展计数范围S7-200 CPU226模块的最大计数值为模块的最大计数值为32767，若需要更大的计数范围可将多个计数器串联若需要更大的计数范围可将多个计数器串联使用。下图，若增计数器使用。下图，若增计数器C51的输入信号的输入信号I0.3是一个光电脉冲是一个光电脉冲(如用来计工件数如用来计工件数)，从第一，从第一个工件产生的光电脉冲到输出线圈个工件产生的光电脉冲到输出线圈Q1.0有输有输出，共计数出，共计数N=3000030000=9108个工件，个工件，即当即当I0.3的上升沿脉冲数到的上升沿脉冲数到9108时，时，Q1.0才才有输出。有输出。计数器串联使用5.7.9高精度时钟程序高精度时钟程序5.7.10多台电动机顺序起动、停止控制程序多台电动机顺序起动、停止控制程序如要求三台电动机如要求三台电动机M1、M2、M3在按下自动在按下自动起动按钮后顺序起动，起动的顺序为起动按钮后顺序起动，起动的顺序为M1M2M3，顺序起动的时间间隔为，顺序起动的时间间隔为1min，起动完毕，三台电动机正常运行。按下停，起动完毕，三台电动机正常运行。按下停止按钮后逆序停止，停止的顺序为止按钮后逆序停止，停止的顺序为M3M2M1。停止的时间间隔为。停止的时间间隔为30s。分别采用三种方法实现：分别采用三种方法实现：1.采用定时器指令实现采用定时器指令实现2.采用比较指令实现采用比较指令实现3.采用移位寄存器指令实现采用移位寄存器指令实现种类种类名称名称地址地址种类种类名称名称地址地址输入输入信号信号自动起动自动起动按钮按钮SB1I 0.1输出输出信号信号接触器接触器KM1Q 0.1停止按钮停止按钮SB2I0.2接触器接触器KM2Q0.2接触器接触器KM3Q 0.3主电路及主电路及I/OI/O接线图接线图1.采用定时器采用定时器指令实现指令实现图中使用图中使用T37、T38两个定时器来控制两个定时器来控制三台电动机的顺序三台电动机的顺序起动，使用起动，使用T39、T40两个定时器来两个定时器来控制三台电动机的控制三台电动机的逆序停止。逆序停止。2.采用比较指令实现采用比较指令实现图中使用了断电延时定时器T383.采用移位寄存器指令实现采用移位寄存器指令实现5.7.11 自动门自动门PLC控制系统控制系统1自动门控制要求自动门在工厂、企业、军队系统、医院、银行、超市、酒店等行业应用非常广泛。图5-49为自动门控制示意图，利用两套不同的传感器系统来完成控制要求。超声开关发射声波，当有人进入超声开关的作用范围时，超声开关便检测出物体反射的回波。光电开关由两个元件组成：内光源和接收器。光源连续地发射光束，由接收器加以接收。如果人或其他物体遮断了光束，光电开关便检测到这个人或物体。作为对这两个开关的输入信号的响应，PLC产生输出控制信号去驱动门电动机，从而实现升门和降门。除此之外，PLC还接受来自门顶和门底两个限位开关的信号输入，用以控制升门动作和降门动作的完成。1自动门控制要求2系统硬件设计系统硬件设计3系统的软件设计系统的软件设计5.7.12工作台自动往返工作台自动往返PLC控制系统控制系统1.硬件设计2.软件设计：梯形图小车自动往返运动的梯形图设计小车自动往返运动的梯形图设计5.7.13 送料小车送料小车3点往返运行点往返运行PLC控制系统控制系统1.控制要求：某送料小车3点自动往返控制示意图，其一个工作周期的控制工艺要求如下。（1）按下启动按钮SB1，台车电机M正转，台车前进，碰到限位开关SQ1后，台车电动机反转，台车后退。（2）台车后退碰到限位开关SQ2后，台车电动机M停转，停5s。第2次前进，碰到限位开关SQ3，再次后退。（3）当后退再次碰到限位开关SQ2时，台车停止。延时5s后重复上述动作。2系统的硬件设计系统的硬件设计3软件设计及调试运行软件设计及调试运行5.7.14 5.7.14：停车场数码显示应用程序：停车场数码显示应用程序某停车场最多可停某停车场最多可停50辆车，用辆车，用2位数码管显示停车数量。用出入传位数码管显示停车数量。用出入传感器检测进出车辆数，每进一辆车停车数量增感器检测进出车辆数，每进一辆车停车数量增1，每出一辆车停车数量，每出一辆车停车数量减减1。场内停车数量小于。场内停车数量小于45时，入口处绿灯亮，允许入场；等于和大于时，入口处绿灯亮，允许入场；等于和大于45但小于但小于50时，绿灯闪烁，提醒待进场车辆司机注意将满场；等于时，绿灯闪烁，提醒待进场车辆司机注意将满场；等于50时，时，红灯亮，禁止车辆入场。红灯亮，禁止车辆入场。停车场输入、输出设备位置示意图如图停车场输入、输出设备位置示意图如图5-46所示。所示。1控制要求控制要求停车场输入/输出设备位置示意图多位数码显示多位数码显示当显示的数码不止当显示的数码不止1位时，就要并列使用多个数码管。以位时，就要并列使用多个数码管。以2位数码位数码显示为例，可以显示的范围十六进制是显示为例，可以显示的范围十六进制是0FF，十进制是，十进制是099。如果显示如果显示2位十进制数，要先用位十进制数，要先用BCD转换指令将二进制数据转换转换指令将二进制数据转换为为8位位BCD码，再将码，再将BCD码的高码的高4位和低位和低4位用七段编码指令位用七段编码指令SEG分别分别编码，最后用高、低位编码分别控制十位和个位数码管。编码，最后用高、低位编码分别控制十位和个位数码管。2控制电路控制电路停车场停车场PLC控制电路如图控制电路如图5-45所示。所示。停车场控制电路图输输 入入输输 出出输入继电器输入继电器输输 入入 元元 件件作作 用用输出继电器输出继电器控控 制制 对对 象象I0.0传感器传感器IN检测进场车辆检测进场车辆Q0.6Q0.0个位数显示个位数显示I0.1传感器传感器OUT检测出场车辆检测出场车辆Q1.0绿灯，允许信号绿灯，允许信号Q1.1红灯，禁行信号红灯，禁行信号Q2.6Q2.0十位数显示十位数显示通常传感器有通常传感器有3个端子，分别接个端子，分别接PLC内部直流电源内部直流电源24V的正极、输入的正极、输入公共端公共端1M（0V）和输入信号端）和输入信号端I。在图。在图5-45中，入口传感器中，入口传感器IN接接I0.0，出，出口传感器口传感器OUT接接I0.1。控制电路需要控制电路需要2个输入端口，个输入端口，16个输出端口。输入、输出端口的分配见表个输出端口。输入、输出端口的分配见表5-29。输入/输出端口分配表停车场PLC程序梯形图5.8梯形图编写规则梯形图编写规则1)PLC采用梯形图编程是模拟继电器控制系统的表示方法，因而梯形图内各种元件也沿用了继电器的叫法，称为“软继电器”。2)梯形图中流过的“电流”不是物理电流，而是“能流”，它只能从左到右、自上而下流动，且不允许倒流。3)梯形图中的常开、常闭触点不是现场物理开关的触点。4)梯形图中的输出线圈不是物理线圈，不能用它直接驱动现场执行机构。5)PLC的输入/输出继电器、中间继电器、定时器、计数器等编程元件的常开、常闭触点可无限次反复使用，因为存储单元中的位状态可取用任意次。编写梯形图程序时，还应遵循下列规则：1)梯形图由多个网络组成，每个网络开始于左母线，终止于右母线，线圈与右母线直接相连(S7-200PLC绘图时，将右母线省略)，触点不能放在线圈的右边，如下页图。2)梯形图中的线圈、定时器、计数器和功能指令框一般不能直接连接在左母线上，可通过特殊的中间继电器SM0.0来完成，如图5-58所示。3)在同一程序中，同一地址编号的线圈只能出现一次，通常不能重复使用，但是它的触点可以无限次使用。4)几个串联支路的并联，应将串联多的触点组尽量安排在最上面；几个并联回路的串联，应将并联回路多的触点组尽量安排在最左边示。5)桥式电路必须经过修改后才能画出梯形图。错误错误正确正确电路变换简化程序(减少指令的条数）（2）几个并联回路的串联，应将并联支路数多的安排在左面。）几个并联回路的串联，应将并联支路数多的安排在左面。（1）几个串联支路相并联，应将触点多的支路安排在梯级的上面；）几个串联支路相并联，应将触点多的支路安排在梯级的上面；为了减少用户程序步数、缩短程序扫描时间：为了减少用户程序步数、缩短程序扫描时间：不符合左大右小的电路，共不符合左大右小的电路，共5 5步步 符合左大右小的电路，共符合左大右小的电路，共4 4步步 1 LD I0.32 LDI0.43 OI0.54 ALD5 =Q0.01 LDI0.42 OI0.53 A I0.34 =Q0.0非桥式复杂电路必须修改后才能画出梯形图非桥式复杂电路必须修改后才能画出梯形图非桥式复杂电路必须修改后才能画出梯形图非桥式复杂电路必须修改后才能画出梯形图桥式电路必须修改后才能画出梯形桥式电路必须修改后才能画出梯形