電動(dòng)機(jī)連續(xù)運(yùn)行的PLC控制

1、3.2 3.2 電動(dòng)機(jī)連續(xù)運(yùn)行電動(dòng)機(jī)連續(xù)運(yùn)行PLCPLC控制控制 主講：萬三國主講：萬三國 第七周第七周主要內(nèi)容主要內(nèi)容1.電動(dòng)機(jī)運(yùn)行控制線路2.置位和復(fù)位指令，SR指令3.根據(jù)繼電器電路圖設(shè)計(jì)PLC梯形圖4.程序編寫5.控制邏輯仿真 一、電動(dòng)機(jī)連續(xù)運(yùn)行一、電動(dòng)機(jī)連續(xù)運(yùn)行PLCPLC控制控制一、電動(dòng)機(jī)連續(xù)運(yùn)行控制線路一、電動(dòng)機(jī)連續(xù)運(yùn)行控制線路v功能分析：功能分析：v（1）當(dāng)接通三相電源時(shí)，電動(dòng)機(jī)M不轉(zhuǎn)；v（2）當(dāng)按下正轉(zhuǎn)啟動(dòng)按鈕時(shí)，電動(dòng)機(jī)M連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)v（3）當(dāng)按下停止按鈕時(shí)，電動(dòng)機(jī)M停轉(zhuǎn)二、基礎(chǔ)知識(shí)v梯形圖梯形圖v梯形圖是PLC使用得最多的圖形編程語言，被稱為PLC的第一編程語言。v四個(gè)概念四個(gè)

2、概念v軟繼電器、能流、母線v梯形圖的邏輯解算 v軟繼電器軟繼電器v PLCPLC梯形圖中的某些編程元件沿用了繼電梯形圖中的某些編程元件沿用了繼電器這一名稱，如輸入繼電器、輸出繼電器、內(nèi)部器這一名稱，如輸入繼電器、輸出繼電器、內(nèi)部輔助繼電器等，但是它們不是真實(shí)的物理繼電器，輔助繼電器等，但是它們不是真實(shí)的物理繼電器，而是一些存儲(chǔ)單元（軟繼電器），每一軟繼電器而是一些存儲(chǔ)單元（軟繼電器），每一軟繼電器與與PLCPLC存儲(chǔ)器中映像寄存器的一個(gè)存儲(chǔ)單元相對(duì)應(yīng)。存儲(chǔ)器中映像寄存器的一個(gè)存儲(chǔ)單元相對(duì)應(yīng)。該存儲(chǔ)單元如果為該存儲(chǔ)單元如果為“1”“1”狀態(tài)，則表示梯形圖中對(duì)狀態(tài)，則表示梯形圖中對(duì)應(yīng)軟繼電器的線圈

3、應(yīng)軟繼電器的線圈“通電通電”，v其常開觸點(diǎn)接通，常閉觸點(diǎn)斷開，稱這種其常開觸點(diǎn)接通，常閉觸點(diǎn)斷開，稱這種狀態(tài)是該軟繼電器的狀態(tài)是該軟繼電器的“1”1”或或“ON”O(jiān)N”狀態(tài)。狀態(tài)。如果該存儲(chǔ)單元為如果該存儲(chǔ)單元為“0”0”狀態(tài)，對(duì)應(yīng)軟繼電狀態(tài)，對(duì)應(yīng)軟繼電器的線圈和觸點(diǎn)的狀態(tài)與上述的相反，稱器的線圈和觸點(diǎn)的狀態(tài)與上述的相反，稱該軟繼電器為該軟繼電器為“0”0”或或“OFF”O(jiān)FF”狀態(tài)。使用狀態(tài)。使用中也常將這些中也常將這些“軟繼電器軟繼電器”稱為編程元件。稱為編程元件。能能 流流 v 如上圖所示觸點(diǎn)如上圖所示觸點(diǎn)1、2接通時(shí)，有一個(gè)假想的接通時(shí)，有一個(gè)假想的“概念電流概念電流”或或“能流能流”

4、(Power Flow)從左向右從左向右流動(dòng)，這一方向與執(zhí)行用戶程序時(shí)的邏輯運(yùn)算的流動(dòng)，這一方向與執(zhí)行用戶程序時(shí)的邏輯運(yùn)算的順序是一致的。能流只能從左向右流動(dòng)。利用能順序是一致的。能流只能從左向右流動(dòng)。利用能流這一概念，可以幫助我們更好地理解和分析梯流這一概念，可以幫助我們更好地理解和分析梯形圖。圖形圖。圖a中可能有兩個(gè)方向的能流流過觸點(diǎn)中可能有兩個(gè)方向的能流流過觸點(diǎn)5（經(jīng)過觸點(diǎn)（經(jīng)過觸點(diǎn)1、5、4或經(jīng)過觸點(diǎn)或經(jīng)過觸點(diǎn)3、5、2），這不），這不符合能流只能從左向右流動(dòng)的原則，因此應(yīng)改為符合能流只能從左向右流動(dòng)的原則，因此應(yīng)改為圖圖b所示的梯形圖。所示的梯形圖。 母母 線線v 梯形圖兩側(cè)的垂直公

5、共線稱為母線(Bus bar）。在分析梯形圖的邏輯關(guān)系時(shí)，為了借用繼電器電路圖的分析方法，可以想象左右兩側(cè)母線（左母線和右母線）之間有一個(gè)左正右負(fù)的直流電源電壓，母線之間有“能流”從左向右流動(dòng)。右母線可以不畫出。 梯形圖的邏輯解算梯形圖的邏輯解算v 根據(jù)梯形圖中各觸點(diǎn)的狀態(tài)和邏輯關(guān)根據(jù)梯形圖中各觸點(diǎn)的狀態(tài)和邏輯關(guān)系，求出與圖中各線圈對(duì)應(yīng)的編程元件的系，求出與圖中各線圈對(duì)應(yīng)的編程元件的狀態(tài)，稱為梯形圖的邏輯解算。梯形圖中狀態(tài)，稱為梯形圖的邏輯解算。梯形圖中邏輯解算是按從左至右、從上到下的順序邏輯解算是按從左至右、從上到下的順序進(jìn)行的。解算的結(jié)果，馬上可以被后面的進(jìn)行的。解算的結(jié)果，馬上可以被后面

6、的邏輯解算所利用。邏輯解算是根據(jù)輸入映邏輯解算所利用。邏輯解算是根據(jù)輸入映像寄存器中的值，而不是根據(jù)解算瞬時(shí)外像寄存器中的值，而不是根據(jù)解算瞬時(shí)外部輸入觸點(diǎn)的狀態(tài)來進(jìn)行的部輸入觸點(diǎn)的狀態(tài)來進(jìn)行的 三、位邏輯指令三、位邏輯指令1） 輸入繼電器 II0.0=“1”：輸入點(diǎn)狀態(tài)為“通”I0.0=“0”：輸入點(diǎn)狀態(tài)為“斷”2） 輸出繼電器（輸出映像寄存器）：QQ0.0=“1”：輸出點(diǎn)狀態(tài)為“通電”Q0.0=“0”：輸出點(diǎn)狀態(tài)為“斷電”3） 輔助繼電器：MM作為邏輯運(yùn)算中的中間繼電器來使用，暫存中間狀態(tài)。M也稱為內(nèi)部標(biāo)志位（Marker）。 1. 1. 邏輯取（裝載）及線圈驅(qū)動(dòng)指令邏輯?。ㄑb載）及線圈驅(qū)

7、動(dòng)指令 LD（load）：常開觸點(diǎn)邏輯運(yùn)算的開始。 LDN（load not）：常閉觸點(diǎn)邏輯運(yùn)算的開始 =（OUT）：線圈驅(qū)動(dòng)指令。 位操作類指令 2. 2. 觸點(diǎn)串聯(lián)指令觸點(diǎn)串聯(lián)指令A(yù)/ANA/AN指令指令 A (And)A (And)：與操作，表示串聯(lián)連接單個(gè)常開觸點(diǎn)。 AN (And not)AN (And not)：與非操作，表示串聯(lián)連接單個(gè)常閉觸點(diǎn)。 3. 3. 觸點(diǎn)并聯(lián)指令：觸點(diǎn)并聯(lián)指令：O O（OrOr）/ON/ON（Or Or notnot） O O：或操作，表示并聯(lián)連接一個(gè)常開觸點(diǎn)。 ONON：或非操作，表示并聯(lián)連接一個(gè)常閉觸點(diǎn)。 網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)1LD I0.0O I0.1 ON

8、M0.0= Q0.0網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)2LDN Q0.0A I0.2O M0.1AN I0.3O M0.2= M0.1置位置位/ /復(fù)位指令復(fù)位指令 S/RS/R v 置位（置位（S S）和復(fù)位（）和復(fù)位（R R）指令根據(jù)）指令根據(jù)邏輯運(yùn)算邏輯運(yùn)算結(jié)果結(jié)果（RLORLO）的值來決定操作數(shù)的信號(hào)狀態(tài)）的值來決定操作數(shù)的信號(hào)狀態(tài)是否改變，是否改變，v對(duì)于置位指令（對(duì)于置位指令（S S），v一旦一旦RLORLO為為“1”“1”，則操作數(shù)的狀態(tài)，則操作數(shù)的狀態(tài)置置“1”“1”，即使，即使RLORLO又變?yōu)橛肿優(yōu)椤?”“0”，輸出仍保持為輸出仍保持為“1”“1”；若；若RLORLO為為“0”“0”，則操作數(shù)的信號(hào)

9、狀態(tài)保持，則操作數(shù)的信號(hào)狀態(tài)保持不變。不變。v只有復(fù)位指令（只有復(fù)位指令（R R）才能把它變?yōu)椋┎拍馨阉優(yōu)榱懔鉽對(duì)于復(fù)位（對(duì)于復(fù)位（R R）操作）操作，v一旦一旦RLORLO為為“1”“1”，則操作數(shù)的狀態(tài)，則操作數(shù)的狀態(tài)置置“0”“0”，即使，即使RLORLO又變?yōu)橛肿優(yōu)椤?”“0”，輸出仍保持為輸出仍保持為“0”“0”；若；若RLORLO為為“0”“0”，則操作數(shù)的信號(hào)狀態(tài)保持，則操作數(shù)的信號(hào)狀態(tài)保持不變。不變。網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)1LD I0.0S Q0.0, 1 網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)2LD I0.1R Q0.0, 1位操作類指令位操作類指令 RS RS和和SRSR觸發(fā)器觸發(fā)器 lSRSR觸發(fā)器觸發(fā)器為為“置

10、位優(yōu)先置位優(yōu)先”型觸發(fā)器（當(dāng)型觸發(fā)器（當(dāng)R R和和S S驅(qū)驅(qū)動(dòng)信號(hào)同時(shí)為動(dòng)信號(hào)同時(shí)為“1”“1”時(shí)，觸發(fā)器最終為時(shí)，觸發(fā)器最終為置位狀置位狀態(tài)態(tài)）；）；lRSRS觸發(fā)器觸發(fā)器為為“復(fù)位優(yōu)先復(fù)位優(yōu)先”型觸發(fā)器（當(dāng)型觸發(fā)器（當(dāng)R R和和S S驅(qū)驅(qū)動(dòng)信號(hào)同時(shí)為動(dòng)信號(hào)同時(shí)為“1”“1”時(shí)，觸發(fā)器最終為時(shí)，觸發(fā)器最終為復(fù)位狀復(fù)位狀態(tài)態(tài)）。）。 RS RS觸發(fā)器和觸發(fā)器和SRSR觸發(fā)器的觸發(fā)器的“位地址位地址”、置位（、置位（S S）、）、復(fù)（復(fù)（S S）及輸出（）及輸出（Q Q）所使用的操作數(shù)可以是：）所使用的操作數(shù)可以是：I I、Q Q、M M、L L、D D。 回本段回本段RSRS觸發(fā)器指令的真值表

11、觸發(fā)器指令的真值表起動(dòng)保持停止電路（起保停電路）（ ）（ ）I0.0I0.1Q0.0Q0.0（ ）（ ）I0.0I0.1Q0.0Q0.0LD I0.0起動(dòng) I0.0停止 I0.1Q0.0O Q0.0AN I0.1= Q0.001011 1位操作類指令應(yīng)用實(shí)例位操作類指令應(yīng)用實(shí)例 用用S7-200S7-200仿真演示仿真演示四、梯形圖的基本繪制規(guī)則四、梯形圖的基本繪制規(guī)則v1）NETWORKv2) 能流/使能v3）編輯順序v4）編號(hào)分配v5）內(nèi)、外觸點(diǎn)的配合v6）觸點(diǎn)的使用次數(shù)v7）線圈的使用次數(shù)梯形圖的編程規(guī)則梯形圖的編程規(guī)則 PLC使用與繼電器電路圖極為相似梯形圖語言。根據(jù)控制繼電器的電路圖

12、設(shè)計(jì)PLC梯形圖，是系統(tǒng)升級(jí)改造和學(xué)習(xí)PLC梯形圖編程的比較實(shí)用的方法。五、根據(jù)繼電器電路圖設(shè)計(jì)五、根據(jù)繼電器電路圖設(shè)計(jì)PLC梯形圖梯形圖 繼電器電路圖是一個(gè)純粹的硬件電路圖。將它改為PLC控制時(shí)，需要用PLC的外部接線圖和梯形圖來等效繼電器電路圖。 可以將PLC想象成是一個(gè)控制箱，其外部接線圖描述了這個(gè)控制箱的外部接線，梯形圖是這個(gè)控制箱的內(nèi)部“線路圖”，梯形圖中的輸入位和輸出位是這個(gè)控制箱與外部世界聯(lián)系的“接口繼電器”，這樣就可以用分析繼電器電路圖的方法來分析PLC控制系統(tǒng)?；痉椒ɑ痉椒?基本方法 了解和熟悉被控設(shè)備的工作原理、工藝過程和機(jī)械的動(dòng)作情況，根據(jù)繼電器電路圖分析和掌握控制系

13、統(tǒng)的工作原理。基本方法基本方法 確定PLC的輸入信號(hào)和輸出負(fù)載。交流交流接觸器和電磁閥接觸器和電磁閥等如果用PLC來控制，它們的線圈在PLC的輸出端。按鈕、操作開按鈕、操作開關(guān)和行程開關(guān)、接近開關(guān)關(guān)和行程開關(guān)、接近開關(guān)等提供PLC的數(shù)字量輸入信號(hào)，中間繼電器、時(shí)間繼電器的功能用PLC內(nèi)部的存儲(chǔ)器位和定時(shí)器來完成，它們與PLC的輸入 位、輸出位無關(guān)。 選擇選擇PLCPLC的的CPUCPU模塊型號(hào)、電源模塊和數(shù)字量輸入模塊型號(hào)、電源模塊和數(shù)字量輸入和輸出模塊。對(duì)硬件進(jìn)行組態(tài)和安裝位置。和輸出模塊。對(duì)硬件進(jìn)行組態(tài)和安裝位置。 確定確定PLCPLC各數(shù)字量輸入信號(hào)與輸出負(fù)載對(duì)應(yīng)的輸入各數(shù)字量輸入信號(hào)與

14、輸出負(fù)載對(duì)應(yīng)的輸入位和輸出位的地址，畫出位和輸出位的地址，畫出PLCPLC的外部接線圖。的外部接線圖。數(shù)字量輸入數(shù)字量輸入數(shù)字量輸出數(shù)字量輸出啟動(dòng)按鈕SB1停止按鈕SB2熱繼電器保護(hù)FR交流接觸器KMI0.0I0.1I0.2Q0.0確定確定PLCPLC各數(shù)字量輸入信號(hào)與輸出負(fù)載對(duì)應(yīng)的輸入各數(shù)字量輸入信號(hào)與輸出負(fù)載對(duì)應(yīng)的輸入位和輸出位的地址，畫出位和輸出位的地址，畫出PLCPLC的外部接線圖。的外部接線圖。確定PLC各數(shù)字量輸入信號(hào)與輸出負(fù)載對(duì)應(yīng)的輸入位和輸出位的地址，畫出PLC的外部接線圖。KM交流接觸器的線圈SB2啟動(dòng)按鈕SB1停止按鈕FR熱繼電器的常閉觸點(diǎn) 確定與繼電器電路圖中的中間、時(shí)間

15、繼電器對(duì)應(yīng)的梯形圖中的存儲(chǔ)器和定時(shí)器、計(jì)數(shù)器的地址。 根據(jù)上述的對(duì)應(yīng)關(guān)系畫出梯形圖。 基本方法 注意事項(xiàng)注意事項(xiàng) 應(yīng)遵守梯形圖語言中的語法規(guī)定。 由于工作原理不同，梯形圖不能完全照搬繼電器控制電路。在繼電器電路中，線圈可以放在任意位置側(cè)，但是在梯形圖中，線圈必須放在電路的最右邊。順序控制適當(dāng)?shù)姆蛛x繼電器電路圖中的某些電路。注意事項(xiàng) 設(shè)計(jì)繼電器電路圖時(shí)的一個(gè)基本原則是盡量減少圖中使用的觸點(diǎn)的個(gè)數(shù)，因?yàn)檫@意味著成本的節(jié)約，但是這往往會(huì)使某些線圈的控制電路交織在一起。 在設(shè)計(jì)梯形圖時(shí)首要的問題是設(shè)計(jì)的思路要清楚，設(shè)計(jì)出的梯形圖容易閱讀和理解，并不是特別在意是否多用幾個(gè)觸點(diǎn)，因?yàn)檫@不會(huì)增加硬作的成本，

16、只是在輸入程序稍微長一點(diǎn)。適當(dāng)?shù)姆蛛x繼電器電路圖中的某些電路。盡量減少PLC的輸入和輸出點(diǎn)。 PLC的價(jià)格與I/O點(diǎn)數(shù)有關(guān)，因此輸入、輸出信號(hào)的點(diǎn)數(shù)是降低硬件費(fèi)用的主要措施。注意事項(xiàng) 在梯形圖中，若多個(gè)線圈都受某一觸點(diǎn)串并聯(lián)電路的控制。為了簡化電路，在梯形圖中可以設(shè)置中間單元，即用該電路來控制某存儲(chǔ)位，在各線圈的控制電路中使用其常開觸點(diǎn)。這種中間元件類似于繼電器電路中的中間繼電器。設(shè)置中間單元注意事項(xiàng) M0.0緩存器中存放著I1.0和I1.1相與的結(jié)果；M1.1存放著I1.0、I1.1、I1.2和I1.3相與后取反的結(jié)果；M2.2存放著整個(gè)邏輯運(yùn)算的結(jié)果。 控制異步電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)的交流接觸器如果

17、同時(shí)動(dòng)作，將會(huì)造成三相電源短路。為了防止出現(xiàn)這樣的事故，應(yīng)在PLC外部設(shè)置硬件互鎖電路。設(shè)立外部互鎖電路 PLC晶體管輸出一般只能驅(qū)動(dòng)額定電壓24V的直流負(fù)載，如果系統(tǒng)原來的交流接觸器的線圈電壓為380V或220V的線圈，應(yīng)設(shè)置外部中間繼電器。 外部負(fù)載的額定電壓注意事項(xiàng) 啟動(dòng)STEP 7 MicroWin 4.0，建立項(xiàng)目“電動(dòng)機(jī)起停控制”，輸入控制梯形圖。輸入的地址為“I”開頭，加上PLC面板上的編號(hào)。如：連接的輸入端子為“0.3”，地址就是“I0.3”；輸入地址是“2.0”，地址就是“I2.0”。 輸入輸出指令的物理地址編寫方式： 輸出地址為“Q”開頭，加上PLC面板上的編號(hào)。如：輸出端子是“0.2”，則地址就是“Q0.2”。 六、控制邏輯仿真六、控制邏輯仿真首先導(dǎo)出程序，從菜單命令“文件導(dǎo)出”導(dǎo)出后綴為“awl”的文件“電動(dòng)機(jī)起停控制.awl”。 導(dǎo)出：導(dǎo)出的程序供給仿真程序或PLC使用。保存：保存的程序只能給編程軟件使用