[理學(xué)]S7-200PLC教程第5章ppt課件

1、 第5章 數(shù)字量控制系統(tǒng)梯形圖設(shè)計(jì)方法5.1 梯形圖的經(jīng)歷設(shè)計(jì)法與繼電器電路轉(zhuǎn)換法梯形圖的經(jīng)歷設(shè)計(jì)法與繼電器電路轉(zhuǎn)換法5.1.1 梯形圖的經(jīng)歷法設(shè)計(jì)法梯形圖的經(jīng)歷法設(shè)計(jì)法 1 啟動(dòng)、保持和停頓啟動(dòng)、保持和停頓 可編程控制器的根本邏輯控制功能是基于繼電接觸器控制系統(tǒng)而設(shè)計(jì)的，而可編程控制器的根本邏輯控制功能是基于繼電接觸器控制系統(tǒng)而設(shè)計(jì)的，而控制功能的實(shí)現(xiàn)是由應(yīng)用程序來完成的，而用戶程序是由使用者根據(jù)可編程控制控制功能的實(shí)現(xiàn)是由應(yīng)用程序來完成的，而用戶程序是由使用者根據(jù)可編程控制器消費(fèi)廠家所提供的編程語言并結(jié)合所要實(shí)現(xiàn)的控制任務(wù)而設(shè)計(jì)的。梯形圖便是器消費(fèi)廠家所提供的編程語言并結(jié)合所要實(shí)現(xiàn)的控制任

2、務(wù)而設(shè)計(jì)的。梯形圖便是諸多編程語言中較常用的一種類型，它是以圖形符號(hào)及圖形符號(hào)在圖中的互相關(guān)諸多編程語言中較常用的一種類型，它是以圖形符號(hào)及圖形符號(hào)在圖中的互相關(guān)系表示控制關(guān)系的編程語言，是從繼電器電路圖演變而來。系表示控制關(guān)系的編程語言，是從繼電器電路圖演變而來。梯形圖梯形圖b稱為啟稱為啟-保保-停電路。這個(gè)名稱主要來源于圖中的自保停電路。這個(gè)名稱主要來源于圖中的自保持觸點(diǎn)持觸點(diǎn)Q0.0。并聯(lián)在。并聯(lián)在 I0.0常開觸點(diǎn)上的常開觸點(diǎn)上的Q0.0常開觸點(diǎn)的作用是當(dāng)常開觸點(diǎn)的作用是當(dāng)鈕鈕SB1松開，輸入繼電器松開，輸入繼電器I0.0斷開時(shí)，線圈斷開時(shí)，線圈Q0.0仍然能保持接通狀仍然能保持接通狀

3、態(tài)。工程中把這個(gè)觸點(diǎn)叫做態(tài)。工程中把這個(gè)觸點(diǎn)叫做“自保持觸點(diǎn)。啟自保持觸點(diǎn)。啟-保保-停電路是梯停電路是梯形圖中最典型的單元，它包含了梯形圖程序的全部要素。它們是：形圖中最典型的單元，它包含了梯形圖程序的全部要素。它們是： 1 事件事件,每一個(gè)梯形圖支路都針對(duì)一個(gè)事件。事件輸出線圈每一個(gè)梯形圖支路都針對(duì)一個(gè)事件。事件輸出線圈或功能框表示，本例中為或功能框表示，本例中為Q0.0。 2事件發(fā)生的條件事件發(fā)生的條件, 梯形圖支路中除了線圈外還有觸點(diǎn)的組合，梯形圖支路中除了線圈外還有觸點(diǎn)的組合，使線圈置使線圈置1的條件既是事件發(fā)生的條件，本例中為起動(dòng)按鈕的條件既是事件發(fā)生的條件，本例中為起動(dòng)按鈕I0.

4、0置置 1 。 3 事件得以延續(xù)的條件事件得以延續(xù)的條件, 觸點(diǎn)組合中使線圈置觸點(diǎn)組合中使線圈置1得以持久的條得以持久的條件。本例中為與件。本例中為與I0.0并聯(lián)的并聯(lián)的Q0.0的自保持觸點(diǎn)。的自保持觸點(diǎn)。 4 使事件終止的條件使事件終止的條件, 觸點(diǎn)組合中使線圈置觸點(diǎn)組合中使線圈置0中斷的條件。本中斷的條件。本例中為例中為I0.1的常閉觸點(diǎn)斷開。的常閉觸點(diǎn)斷開。 2 應(yīng)用可編程控制器實(shí)現(xiàn)異步電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用可編程控制器實(shí)現(xiàn)異步電動(dòng)機(jī)的Y/啟動(dòng)控制啟動(dòng)控制 1 繼電器繼電器接觸器實(shí)現(xiàn)的接觸器實(shí)現(xiàn)的 Y/降壓控制電路降壓控制電路 由電機(jī)及拖動(dòng)根底可知，三相交流異步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)由電機(jī)及拖動(dòng)根底可知，三

5、相交流異步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)電流較大，一般是額定電流的電流較大，一般是額定電流的 5 7 倍。故對(duì)于倍。故對(duì)于功率較大的電動(dòng)機(jī)，應(yīng)采用降壓起動(dòng)方式，功率較大的電動(dòng)機(jī)，應(yīng)采用降壓起動(dòng)方式， Y/ 降壓降壓起動(dòng)是常用的方法之一。起動(dòng)是常用的方法之一。 起動(dòng)時(shí)，定子繞組首先接成星形，待轉(zhuǎn)速上升到接近起動(dòng)時(shí)，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(shí)，再將定子繞組的接線換成三角形，電動(dòng)額定轉(zhuǎn)速時(shí)，再將定子繞組的接線換成三角形，電動(dòng)機(jī)便進(jìn)入全電壓正常運(yùn)行狀態(tài)。圖機(jī)便進(jìn)入全電壓正常運(yùn)行狀態(tài)。圖5-4a，b為為繼電器繼電器接觸器實(shí)現(xiàn)的接觸器實(shí)現(xiàn)的 Y/降壓控制電路。降壓控制電路。它是根據(jù)起動(dòng)過程中的時(shí)間變化

6、，利用時(shí)間繼電器來它是根據(jù)起動(dòng)過程中的時(shí)間變化，利用時(shí)間繼電器來控制控制 Y/ 的換接的。由的換接的。由 a圖知，工作時(shí)，首先合圖知，工作時(shí)，首先合上刀開關(guān)上刀開關(guān)QS，當(dāng)接觸器，當(dāng)接觸器KM1及及KM2 接通時(shí)，電動(dòng)機(jī)接通時(shí)，電動(dòng)機(jī)Y形起動(dòng)。當(dāng)接觸器形起動(dòng)。當(dāng)接觸器KM1及及KM3接通時(shí)，電動(dòng)機(jī)形接通時(shí)，電動(dòng)機(jī)形運(yùn)行。運(yùn)行。 線路中線路中 KM2和和KM3的常閉觸點(diǎn)構(gòu)成電氣互鎖，保證電的常閉觸點(diǎn)構(gòu)成電氣互鎖，保證電動(dòng)機(jī)繞組只能接成一種形式，即動(dòng)機(jī)繞組只能接成一種形式，即Y形或形，以防止形或形，以防止同時(shí)連接成同時(shí)連接成Y形及形而造成電源短路。形及形而造成電源短路。 圖5-4 異步電動(dòng)機(jī)Y/降

7、壓起動(dòng)控制電路圖2可編程控制器的硬件配置可編程控制器的硬件配置 本模塊所需的硬件及輸入/輸出端口分配如以下圖所示。由圖可見，本模塊除可編程控制器要增加輸入輸出點(diǎn)數(shù)、SB1、SB2、FR之外還增添了兩個(gè)接觸器KM2、KM3，其中，SB1為起動(dòng)按鈕，SB2為停頓按鈕，F(xiàn)R為熱繼電器的常開觸點(diǎn)，KM1為主電源接觸器，KM3為形運(yùn)行接觸器，KM2為Y形起動(dòng)接觸器。Q0.2Q0.1KM2KM3KM3KM2FU2KM110.2FRSB2SB1FU1接 地 (PE)L+M10.110.01M203L201NLNQ0.01L圖5-5 異步電動(dòng)機(jī)Y/降壓起動(dòng)的PLC控制電路圖3軟件設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)本模塊的軟件設(shè)計(jì)除

8、應(yīng)用前述的部分根本指令及軟元件之外，還新增軟本模塊的軟件設(shè)計(jì)除應(yīng)用前述的部分根本指令及軟元件之外，還新增軟元件定時(shí)器元件定時(shí)器T40?？删幊炭刂频奶菪螆D程序如以下圖所示。可編程控制的梯形圖程序如以下圖所示。圖5-6 異步電動(dòng)機(jī)Y/降壓起動(dòng)PLC控制的梯形圖程序SDT40S5T#8ST40 工作過程分析如下：按下啟動(dòng)按鈕工作過程分析如下：按下啟動(dòng)按鈕 SB1 時(shí)，輸入繼電時(shí)，輸入繼電器器I0.0的常開觸點(diǎn)閉合，假如沒有故障，輸出繼電器的常開觸點(diǎn)閉合，假如沒有故障，輸出繼電器Q0.0接通，并通過接通，并通過Q0.0的常閉觸點(diǎn)自鎖，接觸器的常閉觸點(diǎn)自鎖，接觸器KM 1 得電吸合，接著得電吸合，接著Q

9、0.1接通，接觸器接通，接觸器KM2得電吸合，電得電吸合，電動(dòng)機(jī)在動(dòng)機(jī)在Y形接線方式下起動(dòng)；同時(shí)定時(shí)器形接線方式下起動(dòng)；同時(shí)定時(shí)器T40開場(chǎng)計(jì)時(shí)，開場(chǎng)計(jì)時(shí)，延時(shí)延時(shí)8秒后秒后T40 動(dòng)作動(dòng)作,使使Q0.1斷開，斷開，Q0.1斷開后，斷開后，KM2失電，使輸出繼電器失電，使輸出繼電器Q0.2接通，接觸器接通，接觸器KM3得電，電得電，電動(dòng)機(jī)在形接線方式下運(yùn)行。動(dòng)機(jī)在形接線方式下運(yùn)行。 假設(shè)要使電動(dòng)機(jī)停頓，按下假設(shè)要使電動(dòng)機(jī)停頓，按下SB2按鈕或過載保護(hù)按鈕或過載保護(hù)FR動(dòng)作，不管電動(dòng)機(jī)是起動(dòng)或運(yùn)行情況下都可使輸出繼動(dòng)作，不管電動(dòng)機(jī)是起動(dòng)或運(yùn)行情況下都可使輸出繼電器斷開，電動(dòng)機(jī)停頓運(yùn)行。電器斷開，

10、電動(dòng)機(jī)停頓運(yùn)行。 在梯形圖中，將在梯形圖中，將Q0.1和和Q0.2的常閉觸點(diǎn)分別與對(duì)方的的常閉觸點(diǎn)分別與對(duì)方的線圈串聯(lián)，可以保證它們不會(huì)同時(shí)為線圈串聯(lián)，可以保證它們不會(huì)同時(shí)為ON,因此因此KM2和和KM3的線圈不會(huì)同時(shí)通電，這種平安措施是通過程序的線圈不會(huì)同時(shí)通電，這種平安措施是通過程序控制來實(shí)現(xiàn)的，這叫控制來實(shí)現(xiàn)的，這叫“程序互鎖。程序互鎖。 但是程序互鎖還只能保證但是程序互鎖還只能保證PLC輸出模塊中與輸出模塊中與Q0.1和和Q0.2相對(duì)應(yīng)的硬件繼電器的常開觸點(diǎn)不會(huì)同時(shí)接通，相對(duì)應(yīng)的硬件繼電器的常開觸點(diǎn)不會(huì)同時(shí)接通，由于控制電動(dòng)機(jī)主回路的接觸器在切換過程中電感的由于控制電動(dòng)機(jī)主回路的接觸器

11、在切換過程中電感的延時(shí)作用，可能會(huì)出現(xiàn)一個(gè)接觸器的主觸點(diǎn)還未斷弧，延時(shí)作用，可能會(huì)出現(xiàn)一個(gè)接觸器的主觸點(diǎn)還未斷弧，另一個(gè)的主觸點(diǎn)已經(jīng)合上的現(xiàn)象，從而造成瞬間短路另一個(gè)的主觸點(diǎn)已經(jīng)合上的現(xiàn)象，從而造成瞬間短路事故。這時(shí)可以在事故。這時(shí)可以在PLC的外部輸出回路中，將的外部輸出回路中，將KM2和和KM3的輔助常閉觸點(diǎn)串聯(lián)在對(duì)方接觸器線圈的回路中的輔助常閉觸點(diǎn)串聯(lián)在對(duì)方接觸器線圈的回路中如圖如圖5-5所示。這種平安措施叫做所示。這種平安措施叫做“硬件互鎖。硬件互鎖。 3. 應(yīng)用可編程控制器實(shí)現(xiàn)異步電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)控應(yīng)用可編程控制器實(shí)現(xiàn)異步電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制制4. 應(yīng)用可編程控制器應(yīng)用可編程控制器實(shí)現(xiàn)異

12、步電動(dòng)機(jī)的正實(shí)現(xiàn)異步電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制反轉(zhuǎn)控制5.1.2 根據(jù)繼電器電路圖設(shè)計(jì)梯形圖根據(jù)繼電器電路圖設(shè)計(jì)梯形圖液壓動(dòng)力滑臺(tái)開場(chǎng)停在最左邊，在自動(dòng)形式,開關(guān)SA閉合。按下起動(dòng)按鈕SB1I0.0，YV11和YV2的線圈通電，快進(jìn)；碰到中限位開關(guān)變?yōu)楣みM(jìn)，YV2的線圈斷電；碰到右限位開關(guān)暫停8s，YV11的線圈斷電；時(shí)間到時(shí)快退，YV12的線圈通電；返回初始位置時(shí)YV12的線圈斷電，停頓運(yùn)動(dòng)。本卷須知本卷須知1. 應(yīng)遵守梯形圖語言中的語法規(guī)定2適當(dāng)別離繼電器電路圖中的某些電路。3盡量減少PLC的輸入信號(hào)和輸出信號(hào)4時(shí)間繼電器的處理。5設(shè)置中間單元。6設(shè)立外部聯(lián)鎖電路。7外部負(fù)載的額定電壓。5.2 順

13、序控制設(shè)計(jì)法與順序功能圖順序控制設(shè)計(jì)法與順序功能圖5.2.1 順序控制設(shè)計(jì)法順序控制設(shè)計(jì)法 順序控制設(shè)計(jì)法將系統(tǒng)的一個(gè)工作周期劃分為假設(shè)干個(gè)順序相連的階段步，Step，用編程元件例如M來代表各步。劃分步的原那么。5.2.2 步與動(dòng)作步與動(dòng)作5.2.3 有向連線與轉(zhuǎn)換有向連線與轉(zhuǎn)換當(dāng)系統(tǒng)正處于某一步所在的階段時(shí)，該步處于活動(dòng)狀態(tài)，稱該步為“活動(dòng)步。55圖5-13 動(dòng)作 動(dòng)作A動(dòng)作A動(dòng)作B動(dòng)作B 5.2.4 順序功能圖的根本構(gòu)造順序功能圖的根本構(gòu)造5.2.5 順序功能圖中轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)的根本規(guī)那么順序功能圖中轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)的根本規(guī)那么1轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)的條件1 該轉(zhuǎn)換所有的前級(jí)步都是活動(dòng)步；2 相應(yīng)的轉(zhuǎn)換條件得到滿足

14、。2. 轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)應(yīng)完成的操作1 使該轉(zhuǎn)換所有的后續(xù)步都變?yōu)榛顒?dòng)步；2 使該轉(zhuǎn)換所有的前級(jí)步都變?yōu)椴换顒?dòng)步。繪制順序功能圖的本卷須知1 兩個(gè)步絕對(duì)不能直接相連，必須用一個(gè)轉(zhuǎn)換將它們隔開。2 兩個(gè)轉(zhuǎn)換也不能直接相連，必須用一個(gè)步將它們隔開。3 初始步對(duì)應(yīng)于系統(tǒng)等待起動(dòng)的初始狀態(tài)，初始步是必不可少的。4 步和有向連線一般應(yīng)組成閉環(huán)。順序控制設(shè)計(jì)法的本質(zhì) 圖5-19 信號(hào)關(guān)系圖 梯形圖控制電路電路輸出MIQQI( ) a( )b 5.3 使用起保停電路的順序控制梯形圖編程方法使用起保停電路的順序控制梯形圖編程方法5.3.1 設(shè)計(jì)順序控制梯形圖的一些根本問題設(shè)計(jì)順序控制梯形圖的一些根本問題1程序的根本構(gòu)

15、造2執(zhí)行自動(dòng)程序的初始狀態(tài)3雙線圈問題4設(shè)計(jì)順序控制程序的根本方法用存儲(chǔ)器位M來代表步，順序控制程序分為控制電路和輸出電路兩部分。5.3.2 單序列的編程方法單序列的編程方法1控制電路的編程方法起保停電路的起動(dòng)電路只能接通一個(gè)掃描周期，必須用有記憶功能的電路來控制M。2輸出電路的編程方法圖5-20 自動(dòng)/手動(dòng)程序公用程序I2.0 CALL AUTOI2.0 CALL MAN3 . 0M)2 . 0M1 . 0I1 . 0M(2 . 0M5.3.3 選擇序列與并行序列的編程方法選擇序列與并行序列的編程方法5.3.4 僅有兩步的閉環(huán)的處理僅有兩步的閉環(huán)的處理 5.4 使用置位復(fù)位指令的順序控制梯形

16、圖編程方法使用置位復(fù)位指令的順序控制梯形圖編程方法5.4.2 選擇序列與并行序列的編程方法選擇序列與并行序列的編程方法 5.4.3 應(yīng)用舉例應(yīng)用舉例5.5 具有多種工作方式的系統(tǒng)的順序控制編程方法 連續(xù)與左限位單周期與左限位 夾緊松開上升左行下降右行上升下降M0.0初始I2.6 M0.5 M0.7 I0.4.M0.7 I0.4.M2.0M2.2M2.3Q4.0Q4.2Q4.3I0.1上限位右限位M2.4Q4.0下限位M2.1T0S Q4.1T0M2.5T1R Q4.1T1M2.6Q4.2上限位M2.7Q4.4下限位I0.2I0.1I0.3I0.21S1SM0.5 (I2.0 + I2.1).原點(diǎn)起動(dòng)夾緊上升右行下降松開上升左行連續(xù)下降轉(zhuǎn)換允許起動(dòng) 連續(xù)停止M0.6M2.1M0.7M2.0I2.4M0.7I2.7I2.6M0.7M0.6I2.2I2.6I2.6M0.0I0.4M2.7M2.0M2.0M2.1M2.2I0.1M2.1M2.1M2.2M2.3T0M2.2M2.2M2.3M2.4I0.2M2.3M