第四章PLC典型控制电路设计.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第四章 典型控制环节的,PLC,程序设计,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,用置、复位指令实现启、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,1,电动机自锁控制电路输入,/,输出端口分配,输入,/,输出端口分配表,输 入,输 出,输入继电器,输 入 元 件,作 用,输出继电器,输 出 元 件,I0.0,KH,常闭触点,过载保护,Q0.2,交流接触器,KM,I0.1,SB1,常闭触点,停止,I0.2,SB2,常开触点,启动,2,电动机自锁控制电路,3,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,5.7.3,具有点动调整功能的电动机起动、停止控制程序,I/O,接线图及梯形图,实习操作：点动自锁混合控制电路与程序,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产设备的状态。,1,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,/,输出端口分配,表,3-11,输入,/,输出端口分配表,输 入,输 出,输入继电器,输入元件,作 用,输出继电器,输出元件,控制对象,I0.0,SB1,常开触点,启动,Q0.1,接触器,KM1,电动机,M,I0.1,SB2,常闭触点,停止,I0.2,SB3,常开触点,点动,I0.3,KH,常闭触点,过载保护,3,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,M,PLC,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“,M”,表示，共,256,位，采用八进制（,M0.0,M0.7,，,，,M31.0,M31.7,）。,5,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,输入信号,输出信号,停止按钮,SB1,I0,2,正转接触器,KM1,Q 0,0,正转按钮,SB2,I0,0,反转接触器,KM2,Q 0,1,反转按钮,SB2,I0,1,二、,PLC外部接线图,一、,I/O,分配表,梯形图,三梯形图：,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。,1,电动机正反转控制电路输入,/,输出端口分配,表,3-8,输入,/,输出端口分配表,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,I0.0,KH,常闭触点,过载保护,Q0.1,接触器,KM1,正转,I0.1,SB1,常闭触点,停止,Q0.2,接触器,KM2,反转,I0.2,SB2,常开触点,正转,I0.3,SB3,常开触点,反转,2,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,图,3-42,电动机正反转控制程序,5.7.5,三相异步电动机的,Y,降压启动控制系统的研究,1,电气控制,输入信号,输出信号,起动按钮,SB1,I0,1,接触器,KM1,Q 0,1,停止按钮,SB2,I0,2,Y,接触器,KM2,Q 0,2,热保护继电器,FR,I0,3,接触器,KM3,Q 0,3,一、,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,SB1,I0,1,接触器,KM1,Q 0,0,起动按钮,SB2,I0,0,Y,接触器,KM2,Q 0,1,热保护继电器,I0,2,接触器,KM3,Q 0,2,5.7.6,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,/,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,/,延时短开电路,5.7.8,定时器、计数器的扩展,1.,定时器串联扩展,共延时,T=,（,30000+30000,）,0.1s=6000s,2.,定时器、计数器串联扩展计时范围,扩大计时范围也可采用定时器和计数器串联的方法，程序如右。从电源接通到输出线圈,Q2.0,有输出，共延时,T=3000.0s20000=6107s,。若还要增大计时范围，可增加串联的计数器数目。,3.,计数器串联扩展计数范围,S7-200 CPU226,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使用。下图，若增计数器,C51,的输入信号,I0.3,是一个光电脉冲,(,如用来计工件数,),，从第一个工件产生的光电脉冲到输出线圈,Q1.0,有输出，共计数,N=3000030000=9108,个工件，即当,I0.3,的上升沿脉冲数到,9108,时，,Q1.0,才有输出。,计数器串联使用,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,如要求三台电动机,M1,、,M2,、,M3,在按下自动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,1min,，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,M3M2M1,。停止的时间间隔为,30s,。,分别采用三种方法实现：,1.,采用定时器指令实现,2.,采用比较指令实现,3.,采用移位寄存器指令实现,种类,名称,地址,种类,名称,地址,输入信号,自动起动按钮,SB1,I 0.1,输出信号,接触器,KM1,Q 0.1,停止按钮,SB2,I0.2,接触器,KM2,Q0.2,接触器,KM3,Q 0.3,主电路及,I/O,接线图,1.,采用定时器指令实现,图中使用,T37,、,T38,两个定时器来控制三台电动机的顺序起动，使用,T39,、,T40,两个定时器来控制三台电动机的逆序停止。,2.,采用比较指令实现,图中使用了断电延时定时器,T38,3.,采用移位寄存器指令实现,5.7.11,自动门,PLC,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,3,系统的软件设计,5.7.12,工作台自动往返,PLC,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,5.7.13,送料小车,3,点往返运行,PLC,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,3,软件设计及调试运行,5.7.14,：停车场数码显示应用程序,某停车场最多可停,50,辆车，用,2,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,1,，每出一辆车停车数量减,1,。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,45,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,50,时，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,5-46,所示。,1,控制要求,停车场输入,/,输出设备位置示意图,多位数码显示,当显示的数码不止,1,位时，就要并列使用多个数码管。以,2,位数码显示为例，可以显示的范围十六进制是,0,FF,，十进制是,0,99,。,如果显示,2,位十进制数，要先用,BCD,转换指令将二进制数据转换为,8,位,BCD,码，再将,BCD码的高,4,位和低,4,位用七段编码指令,SEG,分别编码，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,停车场,PLC,控制电路如图,5-45,所示。,停车场控制电路图,输 入,输 出,输入继电器,输 入 元 件,作 用,输出继电器,控 制 对 象,I0.0,传感器,IN,检测进场车辆,Q0.6,Q0.0,个位数显示,I0.1,传感器,OUT,检测出场车辆,Q1.0,绿灯，允许信号,Q1.1,红灯，禁行信号,Q2.6,Q2.0,十位数显示,通常传感器有,3,个端子，分别接,PLC,内部直流电源,24V,的正极、输入公共端,1M,（,0V,）和输入信号端,I,。在图,5-45,中，入口传感器,IN,接,I0.0,，出口传感器,OUT,接,I0.1,。,控制电路需要,2,个输入端口，,16,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,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,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。,（,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；,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,5,步,符合左大右小的电路，共,4,步,1 LD I0.3,2 LDI0.4,3 OI0.5,4 ALD,5 =Q0.0,1,LDI0.4,2,OI0.5,3 A I0.3,4,=Q0.0,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,