4.2-梯形圖基本電路資料

1、第三節(jié) 梯形圖基本電路 起動、保持和停止起動、保持和停止 三相交流異步電動機三相交流異步電動機 定時器定時器/計數(shù)器應(yīng)用程序計數(shù)器應(yīng)用程序 搶答器搶答器 常閉觸點輸入信號處理常閉觸點輸入信號處理 梯形圖設(shè)計法：梯形圖設(shè)計法：經(jīng)驗設(shè)計法，繼電器電路圖設(shè)計法經(jīng)驗設(shè)計法，繼電器電路圖設(shè)計法1、起動、保持和停止電路、起動、保持和停止電路起動信號起動信號X1，停止信號，停止信號X2持續(xù)持續(xù)ON的時間很短，稱短信號。的時間很短，稱短信號。當(dāng)當(dāng)X1為為ON（起動起動），），X2為為OFF時，時，Y1線圈為線圈為ON，Y1常開常開觸點接通，電路觸點接通，電路自鎖保持自鎖保持。此時，。此時，X1變?yōu)樽優(yōu)镺FF，

2、電路仍接通。，電路仍接通。當(dāng)當(dāng)X2為為ON時，時，Y1線圈斷電，常開觸點斷開，電路斷開（線圈斷電，常開觸點斷開，電路斷開（停停止止）。此時，）。此時，X2為為OFF，電路仍斷開。，電路仍斷開。實際電路中，起動信號和停止信號可能由多個觸點組成的串、實際電路中，起動信號和停止信號可能由多個觸點組成的串、并聯(lián)電路提供。并聯(lián)電路提供。2、三相異步電動機的正反轉(zhuǎn)控制電路、三相異步電動機的正反轉(zhuǎn)控制電路KM1、KM2分別為分別為控制正、反轉(zhuǎn)運行的控制正、反轉(zhuǎn)運行的交流接觸器交流接觸器，KM1、KM2的的主觸主觸點點改變進入電動機的改變進入電動機的三相電源相序，改變?nèi)嚯娫聪嘈?，改變電機轉(zhuǎn)向。電機轉(zhuǎn)向。FR

3、是手動復(fù)位的是手動復(fù)位的熱熱繼電器繼電器，電機過熱時，電機過熱時其常閉觸點斷開，使其常閉觸點斷開，使KM1、KM2線圈斷線圈斷電，電機停轉(zhuǎn)。電，電機停轉(zhuǎn)。梯形圖中，用兩個梯形圖中，用兩個起保起保停電路停電路來分別控制電動來分別控制電動機的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)。機的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)。Y0、Y1的常閉觸點分別的常閉觸點分別與對方線圈串聯(lián)，保證與對方線圈串聯(lián)，保證它們不會同時為它們不會同時為ON，稱，稱互鎖電路互鎖電路。X0、X1的常閉觸點接入的常閉觸點接入對方的回路，稱對方的回路，稱按鈕互按鈕互鎖電路鎖電路。設(shè)電機在正轉(zhuǎn)，。設(shè)電機在正轉(zhuǎn)，改成反轉(zhuǎn)時，可不按停改成反轉(zhuǎn)時，可不按停止按鈕止按鈕SB1，直接按反轉(zhuǎn)，直接

4、按反轉(zhuǎn)按鈕按鈕SB3，X1常閉常閉觸點斷開觸點斷開Y0線圈。線圈。梯形圖中的梯形圖中的互鎖和按鈕互鎖電互鎖和按鈕互鎖電路路只能保證輸出模塊中與只能保證輸出模塊中與Y0、Y1對應(yīng)的硬件繼電器的觸點不會對應(yīng)的硬件繼電器的觸點不會同時接通，同時接通，但不能保證控制電機的主觸點但不能保證控制電機的主觸點由于電弧熔焊等故障，不能正常由于電弧熔焊等故障，不能正常斷開時，造成三相短路的事故。斷開時，造成三相短路的事故。3、定時器、計數(shù)器應(yīng)用程序、定時器、計數(shù)器應(yīng)用程序 定時器范圍的擴展定時器范圍的擴展 閃爍電路閃爍電路 延時接通延時接通/斷開電路斷開電路定時器范圍的擴展定時器范圍的擴展FX系列的定時器最長定

5、時時間為系列的定時器最長定時時間為3276 .7s，如需更長定時時間，可采用，如需更長定時時間，可采用定時擴展。第一種方法是定時擴展。第一種方法是T+C；第二種；第二種方法是接力定時：方法是接力定時：T1+T2+T3+T4（P55圖圖4-35）。X2為為ON，其常開觸點為，其常開觸點為ON，T0開始開始定時，定時，60s后后T0定時時間到，定時時間到，T0常閉觸常閉觸點斷開，自已復(fù)位點斷開，自已復(fù)位，同時，同時T0常開觸點為常開觸點為ON，使自已線圈重新通電定時，使自已線圈重新通電定時，T0周周而復(fù)始工作，直到而復(fù)始工作，直到X2為為OFF，最上面一行電路是一個脈沖信號發(fā)生最上面一行電路是一個

6、脈沖信號發(fā)生器，脈沖周期等于器，脈沖周期等于T0為設(shè)定值（為設(shè)定值（60s）。）。T0產(chǎn)生的脈沖列送給產(chǎn)生的脈沖列送給C0計數(shù)，計滿計數(shù)，計滿60個數(shù)（個數(shù)（1h）后，）后，C0當(dāng)前值等于設(shè)定值當(dāng)前值等于設(shè)定值60，其常開觸點閉合。其常開觸點閉合。T=0.1KTKC(s)閃爍電路閃爍電路T0、T1均為均為OFF，X0為為常開觸點接通，常開觸點接通，T0線圈通線圈通電，電，2S后定時時間到，后定時時間到，T0常開觸點接通，常開觸點接通，Y0變?yōu)樽優(yōu)镺N，同時，同時T1的線圈通電，的線圈通電，開始定時；開始定時；3s后后T1定時時定時時間到，其常閉觸點斷開，間到，其常閉觸點斷開，T0線圈斷電，線圈

7、斷電，Y0斷電。斷電。Y0的線圈周期性地通電和的線圈周期性地通電和斷電，直到斷電，直到X0變?yōu)樽優(yōu)镺FF，Y0的通的通/斷時間分別為斷時間分別為T1/T0的設(shè)定值。的設(shè)定值。延時接通延時接通/斷開電路斷開電路X0控制控制Y1，X0的常開觸點接通后，的常開觸點接通后，T0開始定開始定時，時，9s后后T0常開觸點接通，常開觸點接通，Y1變?yōu)樽優(yōu)镺N，X0為為ON時其常閉觸點斷開，使時其常閉觸點斷開，使T1復(fù)位，復(fù)位，X0變?yōu)樽優(yōu)镺FF后，后，T1開始定時，開始定時，7s后后T1的常閉觸點的常閉觸點斷開，使斷開，使Y1變?yōu)樽優(yōu)镺FF，T1被復(fù)位。被復(fù)位。即延時即延時9秒接通，延時秒接通，延時7秒斷開

8、。秒斷開。搶答器搶答器異步電動機異步電動機Y/啟動控制啟動控制 問題的提出：問題的提出： 由電機及拖動基礎(chǔ)可知，三相交流異步電動機起由電機及拖動基礎(chǔ)可知，三相交流異步電動機起動時電流較大，一般是額定電流的（動時電流較大，一般是額定電流的（ 5 7 ）倍。）倍。故對于功率較大的電動機，應(yīng)采用降壓起動方式，故對于功率較大的電動機，應(yīng)采用降壓起動方式， Y/ 降壓起動是常用的方法之一。降壓起動是常用的方法之一。 起動時起動時，定子繞組首先接成星形，待轉(zhuǎn)速，定子繞組首先接成星形，待轉(zhuǎn)速上升到接近額定轉(zhuǎn)速時，再將定子繞組的上升到接近額定轉(zhuǎn)速時，再將定子繞組的接線換成三角形，電動機便進入全電壓正接線換成三

9、角形，電動機便進入全電壓正常運行狀態(tài)。圖常運行狀態(tài)。圖 1（a），（），（b）為繼電器）為繼電器接觸器實現(xiàn)的接觸器實現(xiàn)的 Y/ 降壓控制電路。降壓控制電路。 異步電動機異步電動機Y/降壓起動控制電路降壓起動控制電路 它是根據(jù)起動過程中的時間變化，利用它是根據(jù)起動過程中的時間變化，利用時間繼電器時間繼電器來控制來控制 Y/ 的換接的。由的換接的。由（ a）圖知，工作時，首先合上閘刀開關(guān)）圖知，工作時，首先合上閘刀開關(guān)QS，當(dāng)接觸器，當(dāng)接觸器KM 1 及及KM 3 接通時，電接通時，電動機動機Y形起動。當(dāng)接觸器形起動。當(dāng)接觸器KM 1 及及KM 2 接通時，電動機接通時，電動機形運行。圖（形運行。

10、圖（b）為控）為控制電路，其工作過程分析如下制電路，其工作過程分析如下: 線路中線路中 KM 2 和和KM 3 的常閉觸點構(gòu)成電的常閉觸點構(gòu)成電氣互鎖氣互鎖，保證電動機繞組只能接成一種，保證電動機繞組只能接成一種形式，即形式，即Y形或形或形，以防止同時連接成形，以防止同時連接成Y形及形及形而造成電源短路。形而造成電源短路。 異步電動機異步電動機Y/啟動控制啟動控制 二、硬件配置二、硬件配置 本模塊所需的硬件及輸入本模塊所需的硬件及輸入 /輸出端口分配如圖所示。由圖可輸出端口分配如圖所示。由圖可見：本模塊除可編程控制器之外，還增添了部分器件，其中，見：本模塊除可編程控制器之外，還增添了部分器件，

11、其中，SB1為停止按鈕，為停止按鈕，SB2為起動按鈕，為起動按鈕，F(xiàn)R為熱繼電器的常開觸為熱繼電器的常開觸點，點，KM 1 為主電源接觸器，為主電源接觸器，KM 2 為為形運行接觸器，形運行接觸器，KM 3 為為Y形起動接觸器。形起動接觸器。 二、軟件設(shè)計二、軟件設(shè)計 工作過程分析如下：工作過程分析如下： 按下啟動按鈕按下啟動按鈕 SB 2 時，輸入時，輸入繼電器繼電器X0的常開觸點閉合，的常開觸點閉合，并通過主控觸點（并通過主控觸點（M100常開常開觸點）自鎖，輸出繼電器觸點）自鎖，輸出繼電器Y1接通，接觸器接通，接觸器KM 3 得電吸合，得電吸合，接著接著Y0接通，接觸器接通，接觸器KM1

12、得得電吸合，電動機在電吸合，電動機在Y形接線方形接線方式下起動；式下起動； 同時定時器同時定時器T 0 開始計時，延開始計時，延時時8秒后秒后T 0 動作動作,使使Y1斷開，斷開，Y1斷開后，斷開后，KM 3 失電，互鎖失電，互鎖解除，使輸出繼電器解除，使輸出繼電器Y2接通，接通，接觸器接觸器KM2得電，電動機在得電，電動機在形接線方式下運行。形接線方式下運行。 0 LD X0 1 OR M100 2 ANI X1 3 ANI X2 4 MC N0 M100 7 LDI T0 8 ANI Y2 9 OUT Y1 10 LD Y1 11 OR Y0 12 OUT Y0 13 LDI Y2 14

13、OUT Y0 K80 17 LDI Y1 18 OUT Y2 19 MCR N0 21 END (b) 指令表 實驗 實驗一：搶答器實驗實驗一：搶答器實驗 實驗二：電機實驗二：電機Y-啟動實驗啟動實驗梯形圖設(shè)計法：1、經(jīng)驗設(shè)計法、經(jīng)驗設(shè)計法2、繼電器電路圖設(shè)計法、繼電器電路圖設(shè)計法1、經(jīng)驗設(shè)計法、經(jīng)驗設(shè)計法 在在PLC發(fā)展初期，沿用了設(shè)計繼電器電路圖的發(fā)展初期，沿用了設(shè)計繼電器電路圖的方法來設(shè)計梯形圖，在一些典型電路基礎(chǔ)上，方法來設(shè)計梯形圖，在一些典型電路基礎(chǔ)上，根據(jù)被控對象對控制系統(tǒng)的具體要求，不斷地根據(jù)被控對象對控制系統(tǒng)的具體要求，不斷地修改和完善修改和完善梯形圖。梯形圖。 有時需多次反復(fù)

14、地調(diào)試和修改梯形圖，不斷地有時需多次反復(fù)地調(diào)試和修改梯形圖，不斷地增加中間編程元件和輔助觸點，才能得到一個增加中間編程元件和輔助觸點，才能得到一個較滿意的結(jié)果。較滿意的結(jié)果。 經(jīng)驗設(shè)計法沒有普遍的規(guī)律可遵循，具有很大經(jīng)驗設(shè)計法沒有普遍的規(guī)律可遵循，具有很大的試探性和隨意性，結(jié)果不是惟一的，設(shè)計所的試探性和隨意性，結(jié)果不是惟一的，設(shè)計所用的時間、設(shè)計的質(zhì)量與設(shè)計者的經(jīng)驗有很大用的時間、設(shè)計的質(zhì)量與設(shè)計者的經(jīng)驗有很大關(guān)系。關(guān)系。 用于較簡單的梯形圖設(shè)計。用于較簡單的梯形圖設(shè)計。例1：送料小車自動控制系統(tǒng)的梯形圖設(shè)計控制要求：送料小車在限位開關(guān)控制要求：送料小車在限位開關(guān)X4處處裝料裝料，10s后裝

15、料結(jié)束后裝料結(jié)束,開始右行，碰到開始右行，碰到x3后后停下來卸料停下來卸料，15s后左行后左行,碰到碰到x4后又停下來裝料，不停地循環(huán)，后又停下來裝料，不停地循環(huán)，直到按下直到按下停止按鈕停止按鈕X2，X0，X1 分別用來起動小分別用來起動小車右行和左行。車右行和左行。為使小車自動停止，將X3，X4常閉觸點分別與Y0，Y1線圈串聯(lián)。為使小車自動起動，將控制裝、卸料延時的定時器T0和T1常開觸點，分別與手動起動右行和左行的X0、X1常開觸點并聯(lián)，用兩個限位開關(guān)對應(yīng)的X4，X3常開觸點分別接通裝料、卸料電磁閥和相應(yīng)的定時器， 設(shè)小車在起動時是空車，按下左行起動按鈕X1，小車開始左行，碰到左限位開關(guān)

16、，X4常閉觸點為斷開（OFF），使Y1斷開，小車停止運行。 X4常開觸點接通（ON），使Y2，T0的線圈通電，開始裝料和延時， 10s后T0常閉觸點閉合，Y0通電，小車右行； 小車離開左限位開關(guān)X4后，X4變?yōu)镺FF狀態(tài)，Y2，T0失電，停止裝料，T0復(fù)位； 右行和卸料過程基本相同； 如果按停止按鈕X2，小車將停止運行，系統(tǒng)停止工作。2、根據(jù)繼電器電路圖設(shè)計梯形圖的方法、根據(jù)繼電器電路圖設(shè)計梯形圖的方法 為了便于工廠電氣技術(shù)員和電工使用，為了便于工廠電氣技術(shù)員和電工使用，采用梯采用梯形圖語言編程形圖語言編程； 當(dāng)用當(dāng)用PLC改造繼電器控制系統(tǒng)時，改造繼電器控制系統(tǒng)時，根據(jù)原來的根據(jù)原來的繼電器

17、電路圖設(shè)計梯形圖繼電器電路圖設(shè)計梯形圖顯然是一條捷徑；顯然是一條捷徑； 老繼電器控制系統(tǒng)經(jīng)過長期使用和驗證，能完老繼電器控制系統(tǒng)經(jīng)過長期使用和驗證，能完成系統(tǒng)控制要求，只要將繼電器控制電路圖譯成系統(tǒng)控制要求，只要將繼電器控制電路圖譯成梯形圖，成梯形圖，用軟元件代替硬元件用軟元件代替硬元件。 這種改造并沒改變系統(tǒng)原來的外部特性，（控這種改造并沒改變系統(tǒng)原來的外部特性，（控制面板及上面的器件可不變）對操作工人來說，制面板及上面的器件可不變）對操作工人來說，系統(tǒng)可靠性提高了，但操作習(xí)慣未變，減少硬系統(tǒng)可靠性提高了，但操作習(xí)慣未變，減少硬件改造費用及改造工作量。件改造費用及改造工作量。 基本方法：基本方法：將將PLC看成看成一個繼電器控制系統(tǒng)中的一個繼電器控制系統(tǒng)中的控制箱控制箱，PLC外部接線描述的是該控制箱的外部接線，外部接線描述的是該控制箱的外部接線，梯形圖是梯形圖是該控制箱的該控制箱的內(nèi)部內(nèi)部“線路圖線路圖”，梯形圖中，梯形圖中的的X，Y元件是控制箱與外部世界聯(lián)系的元件是控制箱與外部世界聯(lián)系的“中間中間繼電器繼電器”，分析