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1、2.4项目四两台电动机顺序起动逆序停止控制一一延时控制方法 2.4.1 教学目的 1. 基本知识 掌握编程元件定时器(T) 2. 技能培养 (1) 能利用所学的指令和编程元件实现两台电动机顺序起动逆序停止控制 (2) 能熟练地应用延时控制电路，并将其应用于传送带控制系统、生产线顺序控制、 灯光闪烁控制、喷泉控制系统等 2.4.2 项目控制要求 图2-34所示为两台电动机顺序起动逆序停止控制电路图。按下起动按钮SB2，第一台 电动机M1开始运行，5s之后第二台电动机M2开始运行；接下停止按钮SB3，第二台电动 机M2停止运行，10s之后第一台电动机M1停止运行；S
2、B1为紧急停止按钮，当出现故障 时，只要按下SB1，两台电动机均立即停止运行。 KTi KT2 FU2 Lj ■ FU2 QS FUi KMi I pppl L〕力 FRi FR2 \\\ 图2-34两台电动机顺序起动逆序停止控制电路 项目要求用PLC来实现图2-34所示的两台电动机顺序起动逆序停止控制电路，其控制 时序图如图2-35所示。 SB2 SB3 n KM1 5s 10s KM2 图2-35控制时序图 利用PLC的定时器及其通电延时
3、控制电路可实现上述控制要求。 2.4.3 项目预备知识 1.编程元件（T)—通用定时器 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。它可以提供无限 对常开常闭延时触点。定时器中有一个设定值寄存器（一个字长)，一个当前值寄存器（一 个字长）和一个用来存储其输出触点的映像寄存器（一个二进制位)，这三个量使用同一地 址编号，定时器采用T与十进制数共同组成编号，如TO、T98、T199等。 FX2N系列中定时器可分为通用定时器、积算定时器两种。它们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
4、作。设定值可用常数K或数据寄存器D来设置。项目中所用为通用定时 器。 (1) 100ms通用定时器 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 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。 如图2-36所示是通用定时器的内部结构示意图。通用定时器的特点是不具备断电保持 功能，即
5、当输入电路断开或停电时定时器复位。如图2-37所示，当输入X000接通时，定 时器T0从0开始对100ms时钟脉冲进行累积计数，当T0当前值与设定值K1000相等时， 定时器T0的常开触点接通，Y0接通，经过的时间为1000X0.1 s=100 s。当X000断开时定 时器T0复位，当前值变为0，其常开触点断开，Y000也随之断开。若外部电源断电或输入 电路断开，定时器也将复位。 外接驱动信号 & D 当前值计数器（16位） T0 〜T199:100ms T200 〜T245:10ms T0 〜T245 复位 几r^L 时钟脉冲 当前值<设定值: 当前值
6、设定值： 设定值寄存器（16位）—— 映像寄存器为0，触点不动 映像寄存器为1，触点动作 叫卜 输出 触点 映像 寄存 器 图2-36 通用定时器的内部结构示意图 100s <100s 100s (b) 图2-37 通用定时器举例 (a)梯形图（b)时序图 2.通电延时控制方法 延时控制就是利用PLC的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。在FX2N系列P
7、LC中定时器是通电延时型，定时器的输入信号接通后， 定时器的当前值计数器开始对其相应的时钟脉冲进行累积计数，当该值与设定值相等时， 定时器输出，其常开触点闭合，常闭触点断开。 (1)通电延时接通控制 在图2-38中，当输入信号X001接通时，内部辅助继电器M100接通并自锁，同时接 通定时器T200，T200的当前值计数器开始对10ms的时钟脉冲进行累积计数。当该计数器 累积到设定值500时（从X001接通到此刻延时5s)，定时器T200的常开触点闭合，输出 继电器Y001接通。当输入信号X002接通时，内部辅助继电器M100断电，其常开触点断 开，定时器T200复位，定时器T200的常开
8、触点断开，输出继电器Y001断电。 X001 X002 X001 Ih (M100) M100 —IH M100 fL X002 5s (T200 k500) M100 T200 (Y001)— Y001 -[END ]- (b) ⑻ 图2-38通电延时接通控制程序 (a)梯形图(b)时序图 (2)通电延时断开控制 在图2-39中，当输入信号X001接通时，输出继电器Y001和内部辅助继电器M100同 时接通并均实现自锁，内部辅助继电器M100的常开触点接通定时器T0，T0的当前值计数 器开始对100ms的时钟脉冲进行累积计数。当该计数器累积到设定
9、值200时（从X001接通 到此刻延时20s)，定时器T0的常闭触点断开，输出继电器Y001断电。输入信号X002可 以在任意时刻接通，内部辅助继电器M100断电，其常开触点断开，定时器T0被复位。 X001 Ih M100 -IH M100 X002 -4f- (M100) X001 1 X002 n 一 20s 、 M100 Y001 • (T0 k200) X001 夺 M100 H卜 T0 并 ( Y001) [ END ] (a) (b)
10、 图2-39通电延时断开控制程序 (a) 梯形图(b)时序图 2.4.4项目实现 1. I/O (输入/输出）分配表 由上述控制要求可确定PLC需要3个输入点，2个输出点，其I/O分配表如表2-9所示。 表 2-9 I/O 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 X000 SB1 紧急停止 按钮 Y001 KM1 电动机M1运行用 交流接触器 X001 SB2 起动按钮 Y002 KM2 电
11、动机M2运行用 交流接触器 X002 SB3 停止按钮 2.编程 根据表2-9及图2-35控制时序图所示，当起动按钮SB2被按下时，输入继电器X001 接通，输出继电器Y001置1，交流接触器KM1线圈得电并自保，这时第一台电动机M1 运行，5s之后输出继电器Y002置1，第二台电动机M2开始运行；若按下停止按钮SB3时， 输入继电器X001接通，输出继电器Y002置0，第二台电动机M2停止运行，10s之后输出 继电器Y001置0。梯形图及指令表如图2-40所示。 LD OR ANI OUT OUT LD OR ANI ANI LD OR AN
12、I ANI OUT LD OR ANI OUT OUT END X001 M0 X002 M0 T0 K50 M0 M1 T1 X000 T0 Y002 X002 X000 Y002 X002 M1 T1 M1 T1 K100 (b) 指令表 图2-40 PLC控制两台电动机顺序起动逆序停止的梯形图与指令表 (a)梯形图（b)指令表 3.硬件接线 PLC的外部硬件接线图如图2-41所示。 图2-41 PLC的外部硬件接线图 2.4.5 知识进阶 1.编程元件（T)—积算定时器 (1) 1ms积算定时器 1ms
13、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 100ms积算定时器（T250〜T255)共6点，是对1ms时钟脉冲进行累积计数，定时的 时间范围为0. 1〜3276.7s。 如图2-42所示是积算定时器的内部结构示意图。积算定时器具备断电保持的功能，在 定时过程中如果断电或定时器线圈断开，积算定时器将保持当前的计数值(当前值)，通电或 定时器线圈接通后继续累积，即其当前值具有保持功能，只有将积算定时器复位，当前值 才变为0。如图2-43所示，当X1接通时，T250当前值计数器开始累积1
14、00ms的时钟脉冲 的个数。当X1经ti时间后断开，而T250计数尚未达到设定值k1000，其计数的当前值保 留。当X1再次接通，T250从保留的当前值开始继续累积，经过t1时间，当前值达到k1000 时，定时器T250的触点动作。累积的时间为t1+t2=0.1X 1000=100s。当复位输入X2接通时， 定时器才复位，当前值变为0，触点也跟着复位。 T255 复位 1 设定值寄存器（16位) ! T246 I 外接复位信号 1 当前值<设定值: 当前值=设定值： 外接驱动信号 _^r^L 时钟脉冲 & D 当前值计数器（16位）_
15、 T246 〜T249:1ms T250 〜T255:100ms 映像寄存器为0，触点不动 映像寄存器为1，触点动作 > 输出 触点 映像 寄存 器 ti Y1 图2-42积算定时器的内部结构示意图 (b) 图2-43积算定时器举例 (a)梯形图（b)时序图 2.其他几种延时控制方法 ( 1) 断电延时断开控制 在继电器接触器控制方式中经常用到断电延时，而PLC中的定时器只有通电延时功能， 可以利用软件的编制实现断电延时，如图2-44所示。 X001 X002 普 lh (M100)— M1
16、00 —I I~ Y001 M100 —I^ -(T1 k50) X001 —h T1 4f (Y001)— Y001 H卜 X001 n X002 n M100 5s ■<—> Y001 -[END ]- ⑻ （b) 图2-44断电延时断开控制程序 (a)梯形图(b)时序图 当输入信号X001接通时，输出继电器Y001和内部辅助继电器M100同时接通并均实 现自锁。当输入信号X002接通时，内部辅助继电器M100断电，其常闭触点闭合（此时输 出继电器Y001保持通电)，定时器T1接通，
17、T1的当前值计数器开始对100ms的时钟脉冲 进行累积计数。当该计数器累积到设定值50时（从X002接通到此刻延时5s)，定时器T1 的常闭触点断开，输出继电器Y001断电，Y001的常开触点断开，定时器T1也被复位。这 样就实现了在按下停止按钮X002后输出继电器Y001延时5s断开的功能。 (2)断电延时接通控制 断电延时接通电路在控制系统中应用也很多，图2-45所示为利用软件来实现断电延时 接通功能的程序。 X001 T0 •(M100) M100 -IH T0 -lh M101 —IH T1 —h (T0 k40) T1 4f- ( M101 ) (T1 k
18、20) X002 务 (Y001)— X001 1 X002 n M100 4s : 2s i i Y001 Y001 H卜 -[END ]- ⑷ (b) 图2-45断电延时接通控制程序 (a)梯形图(b)时序图 当输入信号X001接通时，定时器T0和内部继电器M100同时接通并由M100实现自 锁，T0的当前值计数器开始对100ms的时钟脉冲进行累积计数。当该计数器累积到设定值 40时（从X001接通到此刻延时4s)，定时器T0的常开触点闭合，定时器T1和内部继电器 M101实现自锁
19、同时T0的常开触点断开，内部辅助继电器M100断开，定时器T0被复位。 当T1延时到设定值2s时，T1的常开触点闭合，输出继电器Y001接通并实现自锁；T1的 常闭触点断开，M101断开，T1被复位。当输入信号X002接通时，输出继电器Y001断开。 (3)通电延时接通断电延时断开控制 在图2-46中，当输入信号X001接通时，内部辅助继电器M100接通并自锁，同时定时 器T1接通开始延时，2s后定时器T1的常开触点闭合，输出继电器Y001置位；当输入信 号X002接通时，内部辅助继电器M100断开，同时定时器T1复位，定时器T2接通（此时 输出继电器Y001的常开触点闭合，M100的常闭
20、触点闭合）开始延时，4s后定时器T2的 常开触点闭合，输出继电器Y001被复位。 (M100) (T1 k20)— (T2 k40) -[SET Y001]- —[RST Y001]— -[END ] X001 X002 M100 —I卜 M100 -II Y001 M100 HI^ T1 Ih T2 Ih X001 1 X002 n M100 i 2s T1 T2 Y001 4s (a) (b) 图2-46通电延时接通断电延时断开控制
21、程序 (a)梯形图(b)时序图 (4)长时间延时控制 FX2N系列PLC定时器的最长定时时间为3276.7s，如果需要更长的定时时间，可以采 用计数器、多个定时器的组合或者定时器与计数器的组合来获得较长的延时时间。 ①计数器 在图2-47中，以特殊辅助继电器M8014 (1min时钟）作为计数器C1的输入脉冲信号， 这样延时时间就是若干分钟（图中为1440个脉冲，即1440min)。如果一个计数器不能满足 要求，可以将多个计数器串联使用，即用前一个计数器的输出作为后一个计数器的输入脉冲 信号，实现更大倍数时间的延时。 X001 M8014 II——II- X001 (C1 k1
22、440) 1 X002 Ih -[RST C1] M8014 C1 —Ih 1440个脉冲 (Y001) X002 [ END ] 24h Y001 (b) (a) 图2-47计数器长时间延时控制程序 (a)梯形图(b)时序图 ②多个定时器组合控制 如图2-48所示。当X001接通，T1线圈得电并开始延时（2400 s)，延时到T1常开触 点闭合，又使T2线圈得电，并开始延时（2400 s)，当定时器T2延时到，其常开触点闭合， 再使T3线圈得电，并开始延时（2400 s)，当定时器T3延时到，其常开触点闭合，才使Y001 接通。 因此，从X001
23、接通到Y001接通共延时2h。 X001 Hh X001 (T1 k24000)一 40min ! T1 Hh T1 (T2 k24000)— 40min T2 Hh (T3 k24000)一 T2 40min T3 Hh (Y001) T3 2h [ END ] Y001 (a) (b) 图2-48多个定时器组合延时控制程序 (a)梯形图(b)时序图 ③定时器与计数器的组合控制 如图2-49所示。当X000的常闭触点闭合时，T0和C0复位不工作。当X0的常开触点 闭合时，T0开始定时，3000 s后T0定时时间到，其常闭触点断开，使它自己复
24、位，复位后 T0的当前值变为0，同时它的常闭触点接通，使它自己的线圈重新通电，又开始定时。T0 将这样周而复始地工作，直至X000变为OFF。从分析中可看出，图2-49中最上面一行电 路是一个脉冲信号发生器，脉冲周期等于T0的设定值。产生的脉冲列送给C0计数，计满 30000个数（即25000h)后，C0的当前值等于设定值，它的常开触点闭合，Y000开始输出。 X000 T0 ——1| y[ (T0 k30000) — T0 X001
25、 25000h 1 Y001 ——1| (C0 k30000) X000 ~ [RST C0]- C0 —| | (Y000) [END ] (a) (b) 图2-49定时器与计数器的组合延时控制程序 (a)梯形图(b)时序图 2.4.6 研讨与训练 1.如图2-50所示的梯形图同样能满足两台电动机顺序起动逆序停止的控制要求，试比 较与图2-40的编程思想不同之处。若删除图2-50中的T0的常闭触点，试上机调试并分析 出现的结果。 图2-50研讨与训练题1图 2.试上机调试如图2-51所示的梯形图，看是否能满足两台电动机顺序起动逆序停
26、止的 控制要求？ T1 4 X001 Hh Y001 叫卜 (Y001)— Y002 (T0 k50)— T0 X002 X000 Y001 Y002 X001 (M0) M0 (T1 k100) [END ] 图2-51研讨与训练题2图 3.如图2-52所示为两台电动机顺序起动逆序停止控制电路图。其特点是：在电动机 M2的控制电路中串接了接触器KM1的常开辅助触头，这就保证了只要M1不起动，KM1 常开触点不闭合，KM2线圈就不能得电，M2电动机就不能起动；在电动机M1的控制电路 的SB12的两端并联了接触器KM2的常开辅助触头，
27、从而实现了 M2停止后，M1才能停止 的控制要求，即顺序起动逆序停止。 SB11 SB12 n n SB21 门 n SB22 n KM1 KM2 图2-52 两台电动机顺序起动逆序停止控制电路图 试用PLC来实现图2-52所示的两台电动机顺序起动逆序停止控制电路，其控制时序图 如图2-53所示。 图2-53控制时序图 4.如图2-54所示电路，为了限制绕线式异步电动机的起动电流，在转子电路中串入电 阻。起动时接触器KM1合上，串入整个电阻R1。启动2s后KM4接通，切断转子回路 的一段电阻，剩下R2。经过1s
28、 KM3接通，电阻改为R3。再经过0.5s， KM2也 合上，转子外接电阻全部切除，起动完毕。在电机运行过程中按下停止按钮，电机停止。试 用PLC进行控制。 图2-54研讨与训练题4图 5. 试用PLC进行控制发射型天塔。发射型天塔有L1〜L9九个指示灯，其要求起动后， L1亮2s后灭，接着L2、L3、L4、L5亮2s后灭，接着L6、L7、L8、L9亮2s后灭，接着 L1亮2s后灭，如此循环下去。并可以实现一个按钮关断。 6. 图2-55所示是三条皮带运输机的示意图。对于这三条皮带运输机的控制要求是： 图2-55三条皮带运输机工作示意图 (1) 按下起动按钮，1号传送带运行2s后，2号传送带运行，2号传送带再运行2s后3 号传送带再开始运行，即顺序起动，以防止货物在皮带上堆积； (2) 按下停止按钮，3号传送带先停止，2s之后2号传送带停止，再过2s后1号传送带 停止，即逆序停止，以保证停车后皮带上不残存货物； 试列出I/O分配表与编写梯形图。 7.试设计一个振荡电路（闪烁电路)，其要求如下：X000外接的SB是带自锁的按钮，如 果Y000外接指示灯HL，HL就会产生亮3s灭2s的闪烁效果。试编写梯形图并画出时序图。
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