機床電氣控制技術PPT課件

.,機床電氣控制技術,電氣工程學院周力,.,.,一、本課程的性質(zhì)與任務本課程是一門實用性很強的專業(yè)課。主要內(nèi)容是以電動機或其他執(zhí)行電器為控制對象，介紹繼電接觸器控制系統(tǒng)的工作原理、典型機械的電氣控制線路、電氣控制技術、電氣控制系統(tǒng)的設計方法以及可編程序控制器的基本知識。,本課程的培養(yǎng)目標：（1）熟悉常用控制電器的結構、原理、用途;（2）熟悉掌握繼電接觸器控制線路的基本環(huán)節(jié);（3）能基本根據(jù)生產(chǎn)過程和控制要求進行系統(tǒng)設計。（4）熟悉典型設備的電氣控制系統(tǒng)。,緒論,.,二、電氣控制技術的發(fā)展概況,1、機床電力拖動系統(tǒng)的發(fā)展概況,（1）成組拖動（2）單機拖動（3）多機拖動,2、機床電氣控制系統(tǒng)的發(fā)展概況,在控制方法上，從手動控制發(fā)展到自動控制；在控制功能上，從單一功能發(fā)展到多種功能；在實際操作上從緊張繁重到輕松自如。,電氣控制系統(tǒng)發(fā)展的四個階段：（1）繼電器接觸器控制系統(tǒng)（2）連續(xù)控制系統(tǒng)及自動控制系統(tǒng)（3）可編程序控制器（4）計算機數(shù)字控制系統(tǒng),.,第一章常用低壓控制電器,.,.,第一節(jié)概述,電器的種類：按工作電壓分為高壓電器和低壓電器。按用途分為配電電器與控制電器。按動作方式分為自動切換電器和非自動切換電器。按工作原理可分為電磁式電器和非電量控制電器。,電器的定義：電器是根據(jù)外界信號（機械力、電動力和其它物理量）自動或手動接通和斷開電路,實現(xiàn)對電路或非電對象的切換、控制、保護、檢測、變換和調(diào)節(jié)用的元件或設備。,.,吸引線圈的作用：將電能轉(zhuǎn)換成磁能，即產(chǎn)生磁通，銜鐵在電磁吸力作用下產(chǎn)生機械位移使鐵心吸合。,鐵心,銜鐵,線圈,一.電磁機構電磁機構由吸引線圈、鐵心和銜鐵組成。如下圖所示。,.,交流電磁機構上短路環(huán)的作用,.,1.觸頭的結構形式,二.觸頭系統(tǒng)觸頭是電器的執(zhí)行機構，在銜鐵的帶動下起接通和分斷電路的作用。,.,3.電弧,2.觸頭的接觸方式,電弧：觸頭在通電狀態(tài)下動、靜觸頭脫離接觸時，由于電場的存在，使觸頭表面的自由電子大量溢出而產(chǎn)生電弧。,點接觸,線接觸,面接觸,電弧的存在既燒損觸頭金屬表面，降低電器的壽命，又延長了電路的分斷時間，所以必須迅速消除。,.,接觸器是一種用來頻繁地接通和斷開(交、直流)負荷電流的電磁式自動切換電器，主要用于控制電動機、電焊機、電容器組等設備，具有低壓釋放的保護功能，適用于頻繁操作和遠距離控制。,一、接觸器的結構及工作原理,1.交流接觸器的結構,交流接觸器主要由電磁機構、觸點系統(tǒng)、滅弧裝置和其他輔助部件四大部分組成。結構示意圖如下圖所示。,第二節(jié)接觸器,.,3.接觸器的工作原理及符號,(a)線圈(b)主觸常開、常閉觸點(c)輔助常開、常閉觸點接觸器的符號,1動觸頭2靜觸頭3銜鐵4彈簧5線圈6鐵心7墊氈8觸頭彈簧9滅弧罩10觸頭壓力彈簧,.,繼電器是一種根據(jù)某種輸入信號的變化來接通或斷開控制電路，實現(xiàn)自動控制和保護的電器。其輸入量可以是電壓、電流等電氣量，也可以是溫度、時間、速度、壓力等非電氣量。,一、電磁式繼電器,1底座2反力彈簧3、4調(diào)節(jié)螺釘5非磁性墊片6銜鐵7鐵心8極靴9電磁線圈10觸點系統(tǒng),第三節(jié)繼電器,.,電磁式繼電器的種類：,1.電磁式電流繼電器,2.電磁式電壓繼電器：,3.電磁式中間繼電器：中間繼電器觸點數(shù)量較多，觸點容量較大，且動作靈敏。其主要用途是當其他繼電器的觸點數(shù)量或觸點容量不夠時，可借助中間繼電器來擴大觸點容量(觸點并聯(lián))或觸點數(shù)量，起到中間轉(zhuǎn)換的作用。,電磁式繼電器符號：,.,1.時間繼電器的結構,(a)通電延時型,二、時間繼電器,(b)斷電延時型,.,2.時間繼電器的符號,三、熱繼電器,1.熱繼電器的作用,過載保護,.,2.熱繼電器的結構,1雙金屬片固定支點2雙金屬片3發(fā)熱元件4導板5補償雙金屬片6常閉觸點7常開觸點8復位調(diào)節(jié)9動觸點10復位按鈕11調(diào)節(jié)旋鈕12支撐13壓簧14推桿,3.熱繼電器符號,.,四、速度繼電器,.,2.速度繼電器符號,.,一、低壓開關,圖形及文字符號：,(a)單極(b)雙極(c)三極,第四節(jié)其他常用電器,.,二、低壓斷路器,結構及工作原理：,.,三、熔斷器,1.熔斷器的結構類型,.,2.熔斷器的符號及安秒特性,.,四、主令電器,1.控制按鈕,1）結構,.,2）符號,2.行程開關,1）結構,.,2）符號,back,.,第二章基本控制線路,.,第一節(jié)電氣控制線路的繪制,第二節(jié)基本電氣控制線路,第三節(jié)異步電動機降壓起動控制線路,第四節(jié)異步電動機制動控制線路,第五節(jié)雙速異步電動機調(diào)速控制線路,第六節(jié)位置控制電路,.,電氣控制線路是由各種有觸點的電器組成的控制線路。為了表達設備電氣控制系統(tǒng)的組成結構、工作原理等要求，需要用統(tǒng)一的工程語言即用工程圖的形式來表達，這種工程圖即是電氣圖。,一、電氣原理圖的繪制原則,電路圖有電氣原理圖和電氣安裝接線圖。前者是根據(jù)電氣動作原理繪制的，表示電氣的動作原理和分析動作原理及排除故障，而不考慮電氣設備的電氣元器件的實際結構和安裝情況。后者也叫電氣裝配圖，它是根據(jù)電氣設備和電氣元器件的實際結構、安裝情況繪制的，用來表示接線方式、電氣設備和電氣元器件的位置、接線場所的形狀和尺寸等。,第一節(jié)電氣控制線路的繪制,.,1.電氣原理圖繪制,電氣原理圖一般分主電路和控制電路兩部分。主電路是設備的驅(qū)動電路，主電路通常用粗實線畫在圖樣的左側(或上方)?？刂坪洼o助電路一般用細實線畫在圖樣的右側(或下方)。控制電路、輔助電路要分開畫。,2.電氣原理圖中的器件狀態(tài),(1)繼電器和接觸器的線圈處在非激勵狀態(tài)。(2)斷路器和隔離開關在斷開位置。(3)零位操作的手動控制開關在零位狀態(tài)。(4)機械操作開關和按鈕在非工作狀態(tài)或不受力狀態(tài)。(5)保護類元器件處在設備正常工作狀態(tài)。,.,.,一、異步電動機單向直接起動控制線路,1.工作原理,第二節(jié)基本電氣控制線路,.,二、多地點與多條件控制線路,兩地控制線路,兩個條件控制線路,.,三、點動控制,(a),(b),(c),(d),.,四、三相異步電動機的正反轉(zhuǎn)控制線路,1.“正停反”控制,.,2.“正反?！笨刂?.,五、順序控制線路,BACK,.,一、定子串電阻降壓起動控制電路,第三節(jié)異步電動機降壓起動控制線路,.,改進后的電路,.,二、星形三角形降壓起動控制電路,.,三、自耦變壓器降壓起動控制電路,.,三種降壓起動方式優(yōu)缺點：,1、串起動電阻起動的優(yōu)點：控制線路結構簡單、成本低、動作可靠、提高了功率因素、有利于保證電網(wǎng)質(zhì)量。缺點：消耗電能。適用場合：要求起動平穩(wěn)的中小容量電動機以及起動不頻繁的場合。,2、自耦變壓器起動的優(yōu)點：起動電流與起動轉(zhuǎn)矩的比值按變比平方倍降低。對電網(wǎng)電流沖擊小，功率損耗小。缺點：自耦變壓器價格較貴，相對電阻結構復雜，體積龐大，且是按照非連續(xù)工作制設計制造的，不允許頻繁操作。,3、Y-起動的優(yōu)點：定子繞組星形接法時，起動電壓為直接采用三角形接法時的1/3，起動電流為1/3，因而起動電流特性好，線路較簡單，投資少。缺點：起動轉(zhuǎn)矩也相應下降為三角形接法的1/3，轉(zhuǎn)矩特性差。此線路適合輕載或空載的場合。,BACK,.,一、反接制動控制線路,第四節(jié)異步電動機制動控制線路,.,改進后的電路,.,二、能耗制動控制線路,1.單向運行能耗制動控制線路,1)按時間原則控制線路,.,2)按速度原則控制線路,.,反接制動優(yōu)點：制動效果好，其缺點是能量損耗大，在制動過程中有沖擊，對轉(zhuǎn)動部件有害，故用于不太經(jīng)常起制動的設備。,能耗制動優(yōu)點：能量損耗少，在制動時磁場靜止不動，不會產(chǎn)生有害的反轉(zhuǎn)，制動停車準確，制動過程平穩(wěn)。缺點是需要整流電路，制動速度也較反接制動慢些。所以，能耗制動適用于電動機容量較大，要求制動平穩(wěn)和起動頻繁的場合。,兩種制動方式優(yōu)缺點的比較：,BACK,.,雙速異步電動機調(diào)速控制線路,第五節(jié)雙速異步電動機調(diào)速控制線路,BACK,.,第六節(jié)位置控制電路,BACK,.,第三章電氣控制線路設計基礎,.,.,一、電氣控制線路設計的基本要求,(1)熟悉所設計設備電氣線路的總體技術要求及工作過程，取得電氣設計的基本依據(jù)，最大限度地滿足生產(chǎn)機械和工藝對電氣控制的要求。,第一節(jié)電氣控制設計的主要內(nèi)容,(2)優(yōu)化設計方案、妥善處理機械與電氣的關系，通過技術經(jīng)濟分析，選用性能價格比最佳的電氣設計方案。在滿足要求的前提下，設計出簡單合理、技術先進、工作可靠、維修方便的電路。,(3)正確合理地選用電氣元器件，盡可能減少元器件的品種和規(guī)格，降低生產(chǎn)成本。,(4)設計中貫徹最新的國家標準。,.,(1)擬定電氣設計技術任務書；(2)提出電氣控制原理性方案及總體框圖；(3)編寫系統(tǒng)參數(shù)計算書；(4)繪制電氣原理圖(總圖及分圖)；(5)選擇整個系統(tǒng)的電氣元器件；(6)繪制電控裝置裝配圖和接線圖。(7)標準構件選用與非標準構件設計(包括電控箱的結構與尺寸、散熱器、導線、支架等)。(8)繪制裝置布置圖、出線端子圖和設備接線圖。(9)編寫操作使用、維護說明書。,二、電氣控制系統(tǒng)設計的基本內(nèi)容,.,三、電氣控制設備的設計步驟,.,一、確定拖動方式,1.單獨拖動單獨拖動就是一臺設備只由一臺電動機拖動。,2.分立拖動通過機械傳動鏈將動力傳送到達每個工作機構，一臺設備由多臺電動機分別驅(qū)動各個工作機構。,二、確定調(diào)速方案,可采用齒輪變速箱、液壓調(diào)速裝置、雙速或多速電動機以及電氣的無級調(diào)速傳動方案。無級調(diào)速有直流調(diào)壓調(diào)速、交流調(diào)壓調(diào)速和變頻變壓調(diào)速。,第二節(jié)電力拖動方案的確定、電動機的選擇,.,2.電動機起動、制動和反向要求一般說來，由電動機完成設備的起動、制動和反向要比機械方法簡單容易。因此，機電設備主軸的起動、停止、正反轉(zhuǎn)運動調(diào)整操作，只要條件允許最好由電動機完成。,1.電動機的選擇電動機的選擇包括電動機的種類、結構形式、額定轉(zhuǎn)速和額定功率。,三、電動機的選擇及起動、制動和反向要求,.,一、電氣控制方案的可靠性,一個系統(tǒng)或產(chǎn)品的質(zhì)量，一般包括技術性能指標和可靠性指標，設計的可靠性就是使一個系統(tǒng)或產(chǎn)品設計滿足可靠性指標。,二、電氣控制方案的確定,控制方案應與通用性和專用性的程序相適應。,第三節(jié)電氣控制方案的確定及控制方式的選擇,.,一、應最大限度地實現(xiàn)生產(chǎn)機械和工藝的要求,二、控制線路應簡單經(jīng)濟,舉例,第四節(jié)電氣設計的一般原則,.,.,三、保證控制線路工作的可靠和安全,(a)不合理連接(b)合理連接,(a)不合理接線(b)合理接線,.,寄生電路,觸點“競爭”,.,第五節(jié)保護環(huán)節(jié),.,舉例：,下圖所示是電動機常用保護電路，請指出各電氣元器件所起的保護作用。,.,舉例：,(4)橫梁夾緊與橫梁移動之間及正反向運動之間應有必要的聯(lián)鎖。,第六節(jié)電氣控制系統(tǒng)的一般設計方法,現(xiàn)要設計一個龍門刨床橫梁升降控制系統(tǒng)。其對電氣控制系統(tǒng)提出了如下要求：,保證橫梁能上下移動，夾緊機構能實現(xiàn)橫梁的夾緊或放松。,(2)橫梁夾緊與橫梁移動之間必須有一定的操作程序。,(3)橫梁在上升與下降時應有限位保護。,.,電氣控制線路設計步驟：,1.設計主電路,根據(jù)工藝要求可知，橫梁移動和橫梁夾緊需用兩臺異步電動機拖動。為了保證實現(xiàn)上下移動和夾緊放松的要求，需要四個接觸器分別控制兩個電動機的正反轉(zhuǎn)。那么，主電路就是兩臺電動機的正反轉(zhuǎn)電路。,2.設計基本控制電路,4個接觸器具有4個控制線圈，只能用兩個點動按鈕去控制上下移動和放松夾緊兩個運動。因此需要通過兩個中間繼電器進行控制。根據(jù)上述要求，可以設計出下圖所示的控制電路。為了實現(xiàn)這兩個自動控制要求，還需要做相應地改進，這需要恰當?shù)剡x擇控制過程中的變化參量來實現(xiàn)。,.,控制電路草圖,(a)主電路(b)控制電路橫梁控制電路,.,3.選擇控制參量、確定控制方案,4.設計聯(lián)鎖保護環(huán)節(jié),完整的控制線路,.,第四章典型機床電氣控制線路分析,.,.,一、概述,1.C650普通臥式車床的主要結構及運動形式,1進給箱2掛輪箱3主軸變速箱4滑板與刀架5溜板箱6尾座7絲杠8光杠9床身,第一節(jié)C650臥式車床的電氣控制線路,.,2.C650普通臥式車床的電力拖動要求與控制特點,(1)車削加工主軸電動機M1通常選用籠型異步電動機，完成主軸主運動和刀具進給運動的驅(qū)動。電動機采用直接起動的方式起動，可正反兩個方向旋轉(zhuǎn)和正反兩個方向制動，還具有點動功能。,(2)車削螺紋時，刀架移動與主軸旋轉(zhuǎn)運動之間必須保持準確的比例關系，因此，車床主軸運動和進給運動只由一臺電動機拖動，刀架移動由主軸箱通過機械傳動鏈來實現(xiàn)。,(3)拖板的快速移動由電動機M3單獨拖動。根據(jù)使用需要，可隨時手動控制起停。,(4)車削加工中，有一臺冷卻泵電動機M2。,(5)必要的保護環(huán)節(jié)、聯(lián)鎖環(huán)節(jié)、照明和信號電路。,.,二、C650臥式車床的電氣控制線路分析,1.主電路分析,C650臥式車床電氣控制原理圖,.,2.控制電路分析,3.常見故障分析,(1)主軸電動機不能起動?？赡艿脑颍弘娫礇]有接通；熱繼電器已動作，其常閉觸點尚未復位；起動按鈕或停止按鈕內(nèi)的觸點接觸不良；交流接觸器的線圈燒毀或接線脫落等。,(2)按下起動按鈕后，電動機發(fā)出嗡嗡聲，不能起動。電動機三相電源缺相，可能原因：熔斷器某一相熔絲燒斷；接觸器一對主觸點沒接觸好；電動機接線某一處斷線等。,(3)按下停止按鈕，主軸電動機不能停止?？赡艿脑颍航佑|器觸點熔焊、主觸點被雜物阻卡；停止按鈕常閉觸點被阻卡。,(4)主軸電動機不能點動?？赡茉颍狐c動按鈕SB4其常開觸點損壞或接線脫落。,.,一、概述,1.Z3040搖臂鉆床的主要結構與運動形式,1底座2內(nèi)立柱3外立柱4搖臂升降絲杠5搖臂6主軸箱7主軸8工作臺,第二節(jié)搖臂鉆床的電氣控制線路,.,2.Z3040搖臂鉆床的電力拖動的要求與控制特點,(1)主軸的旋轉(zhuǎn)運動、縱向進給運動及其變速機構均在主軸箱內(nèi)，由一臺主電動機拖動。,(2)為了適應多種加工方式的要求，主軸的旋轉(zhuǎn)與進給運動均有較大的調(diào)速范圍，由變速機構實現(xiàn)。,(3)加工螺紋時，要求主軸能正、反向旋轉(zhuǎn)，采用機械方法來實現(xiàn)。,(4)搖臂的升降由升降電動機拖動，要求電動機能正、反旋轉(zhuǎn)?？芍苯悠饎?，不需要調(diào)速和制動。,(5)拖動液壓泵的電動機要求正、反向旋轉(zhuǎn)，采用點動控制。,(6)主軸箱、立柱的夾與松由一條油路控制，且同時動作。,.,二、Z3040搖臂鉆床的電氣控制線路分析,1.主電路分析,Z3040搖臂鉆床的電氣控制線路原理圖,.,第五章可編程序控制器的基礎知識,.,第一節(jié)可編程序控制器的組成結構,第二節(jié)可編程序控制器的工作原理,第三節(jié)可編程序控制器的編程語言,.,.,.,第三節(jié)可編程序控制器的編程語言,.,主機,PLC的硬件系統(tǒng)簡化圖,基本組成,.,（）直流輸入模塊,、開關量輸入模塊,.,（）交流輸入模塊,.,（3）輸入接線方式,分隔式輸入接線,.,2、開關量輸出模塊的基本原理,.,.,.,工作原理,1、工作方式,2、工作過程,（1）輸入采樣階段：PLC以掃描方式依次讀入所有輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并將它們存入I/O映像區(qū)中相應的存儲單元內(nèi)。,（2）程序執(zhí)行階段：CPU按自上而下、自左而右順序掃描用戶程序，逐句執(zhí)行各條指令。,PLC采用周期循環(huán)掃描、集中輸入與集中輸出的工作方式。每次掃描的時間稱為掃描周期。,（3）輸出刷新階段：所有程序執(zhí)行完畢后，CPU將所有需輸出的數(shù)據(jù)一次性輸出以驅(qū)動外部負載。,.,1,2,2,3,4,5,.,工作原理,輸入輸出響應時序圖,電路,.,工作原理,滯后原因及改進的措施：,（1）提高掃描速度,（2）提供高速輸入端口以減少輸入濾波時間,（3）提供高速處理模塊,（4）采用I/O立即刷新指令,改進的措施有：,導致PLC滯后的因素主要為：,（1）輸入濾波的時間常數(shù)（輸入延遲）,（2）輸出繼電器的機械滯后（輸出延遲）,（3）PLC的循環(huán)掃描工作方式（工作原理）,（4）PLC的輸入采樣、輸出刷新的特殊性（工作原理）,（5）用戶程序的編程水平,.,梯形圖,左母線,右母線,軟元件,導線,邏輯行,.,梯形圖,語句表,.,第六章三菱FX-2N可編程控制器,.,.,FX-2N系列PLC是由電源、CPU、存貯器和輸入/輸出器件組成的單元型可編程控制器，而且AC電流、DC輸入型的內(nèi)裝DC24V電源作為傳感器的輔助電源。功能強大，可進行邏輯控制、開關量控制、模擬量控制，并可進行各種各種功能運算、傳送、變址尋址、移位等。,第一節(jié)三菱FX-2NPLC簡介,.,一型號名稱體系與其種類,舉例：,FX2N48MRFX2N32MSFX2N8EYRFX2N64MTFX2N8EX,.,二FX2NPLC的主要特點,1系統(tǒng)配置靈活方便,2具有在線和離線編輯功能,3高速處理功能,4高級應用功能,.,back,（1）輸入輸出16至256點。,（2）內(nèi)部隨機存取存貯器（8000步）。電池后備、RAM。,（3）內(nèi)部定時時鐘（可與公歷四位對應，還可進行閏年校正）。,（4）基本指令：27種步進階梯指令：5種應用指令：128種,三產(chǎn)品概述：,.,.,輸入繼電器等效電路,.,要點：,1、輸入繼電器是PLC與外部用戶設備連接的接口，用來接受用戶輸入設備發(fā)來的輸入信號。,2、輸入繼電器編址區(qū)域標號為X，采用八進制編址并從X000開始。,3、輸入繼電器只能由外部信號驅(qū)動，因此，它的線圈不能由內(nèi)部的指令驅(qū)動，而其觸點也不能直接去驅(qū)動外部負載。,4、輸入繼電器有無數(shù)對常開觸點和常閉觸點供編程時使用。,.,輸出繼電器電路,.,要點：,1、輸出繼電器用于將程序運算的結果經(jīng)過輸出端送到用戶輸出設備。,2、輸出繼電器編址區(qū)域標號為Y，采用八進制編址并從Y000開始。,3、輸出繼電器的線圈由程序執(zhí)行結果所驅(qū)動，每個輸出繼電器只有一個外部輸出用的觸點（三種輸出方式）與PLC的輸出端子相連，該外部觸點用來直接驅(qū)動負載。,4、每個輸出繼電器有無數(shù)對常開和常閉觸點（稱為內(nèi)部觸點）供編程使用。,.,輔助繼電器編址區(qū)域標號為M，采用十進制編址并從M000開始。它和輸出繼電器一樣只能由程序驅(qū)動。它也有無數(shù)對常開和常閉觸點，但只能在內(nèi)部編程使用，不能去直接輸出驅(qū)動外部負載。外部負載應由輸出繼電器驅(qū)動。輔助繼電器分為普通型、停電型和特殊型三種。,1、普通型輔助繼電器,特點：它們無斷電保持功能，即當切斷PLC的電源或?qū)LC進行復位時，普通型輔助繼電器均斷開。,地址編號：M0至M499，共500點,要點：,輔助繼電器,.,2、停電保持型輔助繼電器,地址編號：M500至M3071，共2572點，其中M500至M1023（共524點）可通過參數(shù)設定變?yōu)榉峭ｋ姳３中停雌胀ㄐ停?保持型輔助繼電器電路及其動作時序圖,舉例：,.,3、特殊型輔助繼電器,地址編號：M8000M8255，共256點。這些繼電器各自具有特定的功能，可分成以下兩類：,1）觸點利用型,M8000、M8001的動作時序,M8000、M8001：運行監(jiān)視繼電器,.,M8002、M8003：初始脈沖繼電器,M8002、M8003的動作時序,M8005：鋰電池電壓過低繼電器,M8005的用法,.,M8011至M8014：內(nèi)部時鐘脈沖,M801110msM8012100msM80131sM80141min,M8012的動作時序,內(nèi)部時鐘脈沖動作時序舉例：,.,2）線圈驅(qū)動型,M8040：禁止狀態(tài)轉(zhuǎn)移M8033：停止時保持輸出繼電器M8030：電池滅燈M8039：恒定掃描,M8034的用法,M8034：全部輸出禁止繼電器,.,2.停電保持型狀態(tài)繼電器：S500S899400點,3.信號報警器用狀態(tài)繼電器：S900S999100點,1.普通型狀態(tài)繼電器：,S0S499500點其中：供初始狀態(tài)使用（一般用雙框表示）S0S910點供返回原點使用S10S1910點,狀態(tài)繼電器,.,1）狀態(tài)S是對工序步進型控制進行簡易編程的重要軟元件，與步進階梯指令STL組合使用。在不用于步進階梯指令時，狀態(tài)S也和輔助繼電器一樣，可在一般的PLC中應用。,2）狀態(tài)S既可作信號報警器使用，也可用作外部故障診斷的輸出。,注意,.,定時器（T）：,1、普通型定時器（100ms和10ms兩種）,（1）100ms（T0T199200點）定時范圍：0.13276.7s,（2）10ms(T200T24546點）定時范圍：0.01327.67s,相當于時間繼電器，當定時器的線圈被驅(qū)動時，定時器以增計數(shù)方式對PLC內(nèi)的時鐘脈沖（1ms、10ms、100ms)進行累積計時，當計時的當前值與定時器的設定值相等時，其觸點動作；當定時器的線圈失電時，其觸點立即復位。,.,100ms普通定時器的工作過程,舉例：,.,2、積算型定時器（1ms和100ms兩種）,1）1ms積算定時器T246T249共4點定時范圍：0.00132.767s,2）100ms積算定時器T250T255共6點定時范圍：0.00132.767s,要點：計時不受斷電的影響，可以累加，復位時需要用指令。,.,1ms積算定時器的工作過程,舉例：,.,計數(shù)器（c）:,編程軟元件,計數(shù)器主要用于計數(shù)控制，分為兩大類：,內(nèi)部計數(shù)器是在執(zhí)行掃描時對PLC內(nèi)部軟元件（X、Y、M、S、T、C)的位信號（通/斷）進行計數(shù)的計數(shù)器。,（1）內(nèi)部計數(shù)器,內(nèi)部計數(shù)器有四種不同的類型：,1）普通型16位加計數(shù)器,地址編號為：C0C99共有100點,2）保持型16位加計數(shù)器,地址編號為：C100C199共有100點,.,兩種計數(shù)器的設定設定值范圍都為：132767（K）。,兩種類型計數(shù)器的復位都是由指令來復位的。,編程軟元件,3）普通型32位加/減計數(shù)器C200C219,4）保持型32位加/減計數(shù)器C220C234,兩種計數(shù)設定范圍都為：-2147483648+214748364（K）,要點,設定值除了可用常數(shù)K設定外，也可間接通過指定數(shù)據(jù)寄存器來設定，其設定值可超出規(guī)定范圍。,（2）外部計數(shù)器（高速計數(shù)器）,.,高速計數(shù)器也是32位停電保持型增/減計數(shù)器，但它們只對特定的輸入端子（X0X5）的脈沖進行計數(shù)。高速計數(shù)器采用終端方式處理，與掃描周期無關。,編程軟元件,單相單輸入高速計數(shù)器,.,編程軟元件,數(shù)據(jù)寄存器（D):,（1）普通型數(shù)據(jù)寄存器D0D199（200點),（2）停電保持型數(shù)據(jù)寄存器D200D7999（7800點）,（3）特殊型數(shù)據(jù)寄存器D8000D8255（256點）,數(shù)據(jù)寄存器是一種字元件，用來存儲數(shù)值數(shù)據(jù)的軟元件。每個數(shù)據(jù)寄存器都是16位。,數(shù)據(jù)寄存器可以分為三種類型,（1）P作為一種標號用于跳轉(zhuǎn)指令CJ或子程序調(diào)用指令CALL的跳轉(zhuǎn)或調(diào)用的地址指針。,指針（P/I）,要點,.,編程軟元件,（2）I用于中斷服務子程序的地址指針。采用中斷技術的用戶程序在開中斷期間，一旦中斷響應就停止執(zhí)行主程序，轉(zhuǎn)去執(zhí)行由I指針指定的指定服務子程序，直至遇到IRET指令再回到原主程序繼續(xù)執(zhí)行下去。,.,基本邏輯指令,1、接點取用與線圈輸出指令,舉例,X1,LD,0,Y1,OUT,1,X2,LDI,2,T1K20,OUT,3,M1,OUT,4,.,基本邏輯指令,2、邏輯運算指令,（1）ANB和ORB指令可連續(xù)使用，但不超過7次。,（2）在使用ANB和ORB指令時，每個塊電路開始總是用LD或LDI指令。,要點,.,基本邏輯指令,舉例,.,3、內(nèi)部信息與器件狀態(tài)處理指令(1),基本邏輯指令,.,基本邏輯指令,MPP,MPS、MRD、MPP:多重輸出指令或堆棧指令,X0,MPS,MRD,X0,.,基本邏輯指令,PLS、PLF：脈沖輸出指令,.,基本邏輯指令,SET、RST：強迫置位與復位指令,.,基本邏輯指令,4、內(nèi)部信息與器件狀態(tài)處理指令(2),LDP、ANDP、ORP指令,.,基本邏輯指令,LDF、ANDF、ORF指令,.,基本邏輯指令,5、程序處理指令,.,基本邏輯指令,MC、MCR：用于主控開始和主控結束指令,.,定時器編程,1、接通延時定時器,.,2、斷開延時定時器,定時器編程,.,計數(shù)器編程,.,定時器與定時器的串接使用,定時器與計數(shù)器的串接使用,.,計數(shù)器與計數(shù)器的串接使用,.,脈沖發(fā)生器,先通后斷,先斷后通,.,實例,例一,兩臺電動機動作的時序圖如下圖所示，試用PLC實現(xiàn)其控制。,.,.,例二,兩臺電動機相互協(xié)調(diào)運轉(zhuǎn)3次，其動作要求時序圖如下圖所示，試用PLC實現(xiàn)其控制。,.,.,例三,三臺電動機順序控制的時序圖如下圖所示。試用PLC實現(xiàn)其控制。,.,.,關鍵點：1、輸入輸出關系2、控制和監(jiān)控的關系3、脈沖發(fā)生器,I/O連接圖,例四,控制要求：用一臺信號燈來監(jiān)視三臺風機的運行狀態(tài)。監(jiān)視裝置投入運行時，若兩臺以上風機運行，則信號燈常亮；若一臺風機運行，則信號燈以0.5HZ的頻率閃光；若一臺風機也不運行，則信號燈以2HZ的頻率閃光。試用PLC實現(xiàn)其控制。,.,一臺風機運行,一臺風機也不運行,兩臺以上風機運行,輸出,2HZ脈沖發(fā)生器,0.5HZ脈沖發(fā)生器,.,例五,有甲乙兩組彩燈，每組均有4只燈泡。按下按鈕SB后，要求甲組彩燈周期性的亮0.5s，滅0.5s；同時乙組彩燈周期性的亮1s，滅1s，再次按下按鈕SB后，全部彩燈熄滅。試用PLC完成其控制要求。,解：,1、所需要的I/O點數(shù),輸入點：彩燈的點亮和熄滅由一只按鈕SB來控制，即只需一個輸入點。,輸出點：兩組彩燈共有8只燈泡，即需要8個輸出點。,2、型號選擇,選用FX2N-16MR型PLC。,3、分配I/O端子,具體分配見下表,.,.,4、I/O連接圖,.,5、控制電路,.,機械手動作示意圖,步進控制及狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖,.,步進控制是指在多工步的控制中，按照一定的順序分步動作，即上一動作結束后，下一動作才開始。,步進控制的編程軟元件是狀態(tài)繼電器S，與步進階梯指令STL組合使用。在不用于步進階梯指令時，狀態(tài)S也和輔助繼電器一樣，可在一般的PLC中應用。其次，狀態(tài)S既可作信號報警器使用，也可用作外部故障診斷的輸出。,步進控制及狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖,1.普通型狀態(tài)繼電器：S0S499500點,其中：供初始狀態(tài)使用（一般用雙框表示）S0S910點供返回原點使用S10S1910點,2.停電保持型狀態(tài)繼電器：S500S899400點,.,步進控制及狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖,3.信號報警器用狀態(tài)繼電器：S900S999100點,轉(zhuǎn)移條件,開始狀態(tài),狀態(tài)1,驅(qū)動負載,轉(zhuǎn)到下一狀態(tài),狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖繪制規(guī)則,.,機械手狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖,步進控制及狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖,.,步進梯形圖和步進指令,步進控制編程步驟：,1、根據(jù)工藝流程畫出狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖,2、根據(jù)狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖畫出步進梯形圖，并寫出指令表,步進指令：專門用于步進控制的指令。,指令格式：操作碼STL；操作數(shù)S,步進返回指令：RET,.,步進控制編程要點：,1、狀態(tài)也可作普通的輔助繼電器使用。但作為輔助繼電器使用時，不能提供步進接點。,2、步進控制輸出的驅(qū)動方法：,Y22不能編程,步進梯形圖和步進指令,Y22可以編程,.,3、棧指令的位置：,4、狀態(tài)的轉(zhuǎn)移方法：,步進梯形圖和步進指令,.,5、在不同的步進段，允許有重號的輸出（注意：狀態(tài)號不能重復使用）；在不相鄰的步進段，允許使用同一地址編號的定時器（注意：在相鄰的步進段不能使用）。,步進梯形圖和步進指令,.,多流程步進控制,1.選擇分支與匯合,.,2.并行分支與匯合,多流程步進控制,.,3、跳轉(zhuǎn)與循環(huán)