可編程序控制器應(yīng)用舉例

1、第第1414章章 可編程序控制器應(yīng)用舉例可編程序控制器應(yīng)用舉例內(nèi)容提要內(nèi)容提要梯形圖編程規(guī)則（格式與編程規(guī)則）三相異步電動(dòng)機(jī)控制（單向直接起動(dòng)、點(diǎn)動(dòng)控制，正、反轉(zhuǎn)控制，星形-三角形降壓起動(dòng)控制）14.1 梯形圖編程格式與規(guī)則梯形圖編程格式與規(guī)則圖14.1梯級(jí)示意圖圖14.2輸出單元與觸點(diǎn)正確安排 14.1.1 梯形圖編程格式梯形圖編程格式 梯形圖編程格式是由多個(gè)梯級(jí)組成的。如圖14.1所示，每個(gè)輸出單元構(gòu)成一個(gè)梯級(jí)，每個(gè)梯級(jí)由一個(gè)或多個(gè)支路組成，支路中安排觸點(diǎn)（常開或常閉），它們組成輸出執(zhí)行條件的邏輯控制，安排在梯形圖左側(cè)。右側(cè)安排輸出單元，觸點(diǎn)不能放在輸出單元的右邊，如圖14.2所示。 14

2、.1.2 梯形圖編程規(guī)則梯形圖編程規(guī)則（1）繼電器（輸入繼電器、輸出繼電器、內(nèi)部輔助繼電器）、定時(shí)/計(jì)數(shù)器等器件的觸點(diǎn)可以多次重復(fù)使用，不必用復(fù)雜的程序結(jié)構(gòu)來減少觸點(diǎn)的使用次數(shù)，也就是說內(nèi)部繼電器的觸點(diǎn)數(shù)是無窮多，可以任意使用。 （2）線圈不能直接與左邊母線相連。如果需要，可以通過一個(gè)沒有使用的內(nèi)部輔助繼電器的動(dòng)斷觸點(diǎn)或者使用專用內(nèi)部輔助繼電器1813（常ON繼電器）來連接，如圖14.3所示。圖14.3線圈不能直接與母線相連（3）同一編號(hào)的線圈在同一程序中應(yīng)避免使用兩次，否則易引起誤操作。（4）梯形圖中串聯(lián)觸點(diǎn)和并聯(lián)觸點(diǎn)的個(gè)數(shù)沒有限制，可以無限制地串聯(lián)和并聯(lián)觸點(diǎn)，如圖14.4所示。（5）兩個(gè)以

3、上線圈可以并聯(lián)輸出。如圖14.5所示。圖14.4梯形圖中串聯(lián)觸點(diǎn)和并聯(lián)觸點(diǎn)的個(gè)數(shù)無限制圖14.5兩個(gè)以上線圈可以并聯(lián)輸出（6）梯形圖應(yīng)符合順序執(zhí)行的原則，即從左到右、從上到下地執(zhí)行，如果不符合順序執(zhí)行的電路不能直接編程。也就是說，觸點(diǎn)應(yīng)畫在水平線上，不畫在垂直線上。如圖14.6(a)所示梯形圖中0003觸點(diǎn)就無法直接編程，可修改成圖14.6(b)所示進(jìn)行編程。圖14.6編程應(yīng)符合順序執(zhí)行原則（7）編程按“上重下輕”、“左重右輕”原則進(jìn)行時(shí)，可使程序指令減少，既節(jié)省編程時(shí)間，也減少了占用內(nèi)部存儲(chǔ)器的空間。例如圖14.7(a)所示梯形圖將觸點(diǎn)多的支路安排在下面，將觸點(diǎn)少的支路安排在上面，就不符合“

4、上重下輕”的原則，應(yīng)將觸點(diǎn)多的支路安排在上面，將觸點(diǎn)少的支路安排在下面，如圖14.7(b)所示。圖14.7按“上重下輕”原則安排觸點(diǎn)的梯形圖圖14.7(a)的指令表程序?yàn)椋?.LD00022.LD00003.AND00054.OR-LD5.OUT0500圖14.7(b)的指令表程序?yàn)椋?.LD00002.AND05003.OR00024.OUT0500對(duì)比圖14.7(a)、(b)的指令表程序可見，圖14.7(b)少使用了OR-LD指令，這在程序較大的軟件編制過程中，就會(huì)體現(xiàn)出優(yōu)勢(shì)。對(duì)圖14.8（a）所示梯形圖，可改成圖14.8（b）所示梯形圖，這樣就符合“左重右輕”的原則。圖14.8按“左重右

5、輕”安排觸點(diǎn)的梯形圖圖14.8(a)的指令表程序?yàn)椋?. LD00022. LD00033. LD00044. AND00055. OR-LD6. AND-LD7. OUT0500圖14.8(b)的指令表程序?yàn)椋?. LD00042. AND00053. OR00034. AND00025. OUT0500（8）復(fù)雜電路的處理。對(duì)于結(jié)構(gòu)復(fù)雜的電路，可以重復(fù)使用一部分觸點(diǎn)畫出它們的等效電路，充分利用可編程序控制器內(nèi)部繼電器觸點(diǎn)數(shù)可以無限制使用的特點(diǎn)，然后再編程就比較容易了，如圖14.9(a)所示。對(duì)照?qǐng)D14.9(a)、(b)中的虛線可見，對(duì)應(yīng)輸出繼電器0500的4條支路邏輯關(guān)系沒有發(fā)生變化，所以

6、這兩個(gè)圖是等效的，但圖14.9(b)編程要簡(jiǎn)單得多，而且很直觀，不過使用的指令數(shù)可能會(huì)增多。圖14.9復(fù)雜電路的處理14.2 三相異步電動(dòng)機(jī)單向直接起動(dòng)、點(diǎn)動(dòng)控制三相異步電動(dòng)機(jī)單向直接起動(dòng)、點(diǎn)動(dòng)控制在繼電器-接觸器控制系統(tǒng)中，可分成主電路和控制電路兩部分。使用可編程序控制器技術(shù)，就是用其程序取代繼電器-接觸器系統(tǒng)中的控制電路的控制功能。所以可編程序控制器的輸入端一般連接一些主令電器，而其輸出端一般連接接觸器或電磁閥的線圈?？删幊绦蚩刂破鬏斎攵恕⑤敵龆伺c外部連接電路稱為I/O配線圖，配合梯形圖和程序清單，就可以組成可編程序控制器控制系統(tǒng)。通常情況下，可編程序控制器只起邏輯控制作用，不直接驅(qū)動(dòng)負(fù)載

7、（例如電動(dòng)機(jī)）。 為了便于分析，下面以繼電器-接觸器電路為例，逐步引入可編程序控制器的梯形圖。 14.2.1 繼電器繼電器-接觸器控制電路接觸器控制電路電動(dòng)機(jī)單向直接起動(dòng)、點(diǎn)動(dòng)控制繼電器-接觸器電路如圖14.10所示。圖中：SA：選擇開關(guān)?？蛇M(jìn)行自動(dòng)-手動(dòng)控制（圖示SA位置為“自動(dòng)”）；SQ1、SQ2：行程開關(guān)。在SA置于自動(dòng)位置時(shí)，由機(jī)械裝置上的撞塊壓合SQ1或SQ2，可自動(dòng)完成單向起動(dòng)和停止控制；SB1、SB2：停止、起動(dòng)按鈕。當(dāng)SA置于“手動(dòng)”位置時(shí)，SB1和SB2可進(jìn)行單向停止和起動(dòng)控制；SB3：點(diǎn)動(dòng)按鈕。當(dāng)SA置于“手動(dòng)”位置時(shí)，SB3可進(jìn)行點(diǎn)動(dòng)控制；FR：熱繼電器。對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行過載

8、保護(hù)；HL：信號(hào)燈。指示電動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)。圖14.10電動(dòng)機(jī)單向直接起動(dòng)、點(diǎn)動(dòng)控制繼電器-接觸器電路 14.2.2 可編程序控制器控制的可編程序控制器控制的I/O配線圖配線圖I/O配線圖是可編程序控制器的輸入/輸出連接圖，也是可編程序控制器外部接線圖?？删幊绦蚩刂破魉B接的外部電氣元件，根據(jù)其功能不同，應(yīng)分別連接在可編程序控制器的輸入端或輸出端，這些電氣元件可參見圖14.10(b)所示控制電路的元件。對(duì)于可編程序控制器輸入端或輸出端連接的元件，應(yīng)確定其對(duì)應(yīng)連接端子上的編號(hào)，這就是外部的電氣元件在可編程序控制器上的I/O編碼。電氣元件編碼如下：輸入元件：自動(dòng)-手動(dòng)選擇開關(guān)SA0000停止行程開關(guān)

9、SQ10001起動(dòng)行程開關(guān)SQ20002停止按鈕SB10003長(zhǎng)動(dòng)按鈕SB20004點(diǎn)動(dòng)按鈕SB30005輸出元件：接觸器線圈KM0500信號(hào)燈HL0501將輸入元件和輸出元件連接于可編程序控制器的相應(yīng)端子上，就構(gòu)成可編程序控制器的I/O配線圖，如圖14.11所示。圖14.11單向直接起動(dòng)、點(diǎn)動(dòng)控制I/O配線圖在圖14.11中，全部輸入元件都使用其動(dòng)合觸點(diǎn)接入。特別要提醒注意的是停止按鈕SB1，在圖14.10(b)繼電器-接觸器控制線路中是使用動(dòng)斷觸點(diǎn)，在這里是使用動(dòng)合觸點(diǎn)，這樣便于輸入端連線，不易發(fā)生接線錯(cuò)誤，但其對(duì)應(yīng)的輸入繼電器0003在梯形圖中采用動(dòng)斷觸點(diǎn)。熱繼電器FR的動(dòng)斷觸點(diǎn)仍接在可

10、編程序控制器的輸出端。所選用的輸入、輸出元件的電氣規(guī)格，要與所用可編程序控制器的輸入、輸出端所規(guī)定的電氣規(guī)格一致。 14.2.3 可編程序控制器控制的梯形圖可編程序控制器控制的梯形圖可編程序控制器控制的梯形圖如圖14.12所示。梯形圖工作情況：SA自動(dòng)-手動(dòng)選擇開關(guān)對(duì)應(yīng)的可編程序控制器輸入繼電器0000的觸點(diǎn)使用了兩個(gè)（動(dòng)合、動(dòng)斷各一個(gè)）。當(dāng)SA為斷開狀態(tài)時(shí)，利用其動(dòng)斷觸點(diǎn)0000執(zhí)行自動(dòng)程序，由內(nèi)部輔助繼電器1000驅(qū)動(dòng)輸出繼電器0500和0501。當(dāng)SA為閉合狀態(tài)時(shí)，利用其對(duì)應(yīng)的動(dòng)斷觸點(diǎn)0000斷開，自動(dòng)程序不被執(zhí)行；動(dòng)合觸點(diǎn)0000閉合，通過內(nèi)部輔助繼電器1001和分支指令I(lǐng)L執(zhí)行手動(dòng)程

11、序。因?yàn)閮?nèi)部輔助繼電器1002的觸點(diǎn)和自動(dòng)程序內(nèi)部輔助繼電器1000的觸點(diǎn)并聯(lián)。同樣可以驅(qū)動(dòng)輸出繼電器0500和0501。梯形圖工作過程如下。圖14.12單向直接起動(dòng)、點(diǎn)動(dòng)控制梯形圖1自動(dòng)自動(dòng)SA斷開，通過0000動(dòng)斷觸點(diǎn)執(zhí)行自動(dòng)程序，利用1000驅(qū)動(dòng)0500（KM）和0501（HL）。自動(dòng)工作上一個(gè)循環(huán)結(jié)束時(shí)，行程開關(guān)SQ2被壓下，使0002閉合：自 上述表達(dá)式中，0002表示該觸點(diǎn)先閉合后斷開（它對(duì)應(yīng)行程開關(guān)SQ2先被壓和后釋放）；1000表示該內(nèi)部繼電器得電后自鎖。其他依次類推。 2手動(dòng)控制手動(dòng)控制SA閉合，通過0000動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開，動(dòng)合觸點(diǎn)閉合，執(zhí)行手動(dòng)程序，利用1001和IL與ILC

12、指令手動(dòng)程序，通過1002同樣驅(qū)動(dòng)0500（KM）和0501（HL）。（1）長(zhǎng)動(dòng)。按下起動(dòng)按鈕SB2（0004）：（2）停車。按下停車按鈕SB1（0003）： （3）點(diǎn)動(dòng)。點(diǎn)動(dòng)按鈕SB3（0005）有三對(duì)0005的觸點(diǎn)，配合內(nèi)部輔助繼電器1003和延時(shí)繼電器TIM00實(shí)現(xiàn)點(diǎn)動(dòng)控制。按下點(diǎn)動(dòng)按鈕SB3（0005）：松開點(diǎn)動(dòng)按鈕SB3（0005）： 注意：TIM00是在SB3松開（0005-）才得電開始計(jì)時(shí)的，然后使用串聯(lián)于1002自鎖回路中的1003復(fù)位，這個(gè)過程就相當(dāng)于控制電路中復(fù)合按鈕SB3復(fù)位動(dòng)作的過程。因此，TIM00設(shè)定時(shí)間越短越好，取0.1s以保證緊接下一步手動(dòng)起動(dòng)時(shí)能夠可靠自鎖。

13、14.2.4 I/O配線圖與梯形圖的改進(jìn)配線圖與梯形圖的改進(jìn)對(duì)于圖14.11和圖14.12的設(shè)計(jì)方案，是可以實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)單向起動(dòng)控制功能的。如果考慮到I/O配線的合理性和對(duì)點(diǎn)數(shù)的節(jié)省等因素，可對(duì)上述線路進(jìn)行改進(jìn)，以便取得更好的控制效果。 1輸入設(shè)備采用動(dòng)合或動(dòng)斷觸點(diǎn)接入在圖14.11中，輸入設(shè)備全部采用動(dòng)合觸點(diǎn)接入，與一般繼電器-接觸器系統(tǒng)相比，不同之處是行程開關(guān)SQ1和停止按鈕SB1都改為動(dòng)合觸點(diǎn)方式接入。這種方式的I/O配線，其優(yōu)點(diǎn)是對(duì)可編程序控制器進(jìn)行I/O外部接線施工時(shí)，對(duì)所有的輸入設(shè)備統(tǒng)一按動(dòng)合觸點(diǎn)接線，可以有效地防止接線錯(cuò)誤。但就其安全性考慮，還是應(yīng)該將SQ1和SB1按照?qǐng)D14.10

14、中動(dòng)斷方式接入。因?yàn)閯?dòng)斷方式接入時(shí)，在SQ1或SB1的動(dòng)斷觸點(diǎn)發(fā)生觸點(diǎn)接觸不良、線路斷路、接線螺絲松動(dòng)等故障時(shí)，可以作為一種故障停機(jī)信號(hào)送入可編程序控制器，使電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)。如果采用動(dòng)合觸點(diǎn)方式接入，就無法反映這類外部故障。 如果SQ1和SB1用動(dòng)斷觸點(diǎn)方式接入，圖14.12所示梯形圖中對(duì)應(yīng)的輸入繼電器觸點(diǎn)狀態(tài)也應(yīng)改變，應(yīng)用0001和0003的動(dòng)合觸點(diǎn)代替圖中的動(dòng)斷觸點(diǎn)。 2熱繼電器動(dòng)斷觸點(diǎn)的處理在應(yīng)用可編程序控制器組成的控制系統(tǒng)中，原則上都應(yīng)該把輸出端被控對(duì)象的動(dòng)作狀態(tài)作為輸入信號(hào)接到輸入端，這樣可以充分發(fā)揮可編程序控制器的控制功能。 在前述圖14.11電動(dòng)機(jī)單向直接起動(dòng)、點(diǎn)動(dòng)控制I/O配線圖中

15、，是按照繼電器-接觸器系統(tǒng)控制方式，將熱繼電器動(dòng)斷觸點(diǎn)FR和接觸器KM線圈串聯(lián)，作為過載保護(hù)，這實(shí)質(zhì)上是一種外部保護(hù)。其保護(hù)過程是當(dāng)電動(dòng)機(jī)發(fā)生過載時(shí)，熱繼電器FR動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開，切斷接觸器KM線圈供電電路，電動(dòng)機(jī)因接觸器主觸點(diǎn)斷開（復(fù)位）而停車。這種保護(hù)方式此時(shí)只切斷了可編程序控制器輸出端的外部電路，而可編程序控制器主機(jī)本身并沒有停機(jī)，那么此時(shí)輸出繼電器0500對(duì)接觸器KM線圈仍然有輸出信號(hào)，只是接觸器KM線圈不通路而已。這種情況下若按動(dòng)熱繼電器FR的復(fù)位按鈕，那么其因過載而斷開的觸點(diǎn)會(huì)瞬時(shí)閉合，導(dǎo)致接觸器KM線圈被立即接通，電動(dòng)機(jī)也會(huì)隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，極易引起設(shè)備損壞或人身安全事故。解決這類問題的方法

16、是將電動(dòng)機(jī)的過載信號(hào)引入可編程序控制器輸入端，以便在電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)的同時(shí)，使可編程序控制器主機(jī)也停止工作，改進(jìn)后I/O配線圖和梯形圖如圖14.13所示。圖14.13過載保護(hù)改進(jìn)方案圖14.13(a)中，將接觸器KM的一對(duì)動(dòng)合觸點(diǎn)接于可編程序控制器輸入端。圖14.13(b)中，在1000和1002自鎖支路增加與接觸器KM動(dòng)合觸點(diǎn)對(duì)應(yīng)的輸入繼電器0006動(dòng)合觸點(diǎn)。電動(dòng)機(jī)工作正常（接觸器KM線圈得電，其動(dòng)合觸點(diǎn)閉合）時(shí)0006閉合，保證自鎖支路能夠正常工作。當(dāng)電動(dòng)機(jī)過載時(shí)，熱繼電器FR動(dòng)作，切斷接觸器KM線圈供電電路，接觸器KM所有觸點(diǎn)都復(fù)位，其接在可編程序控制器輸入端的動(dòng)合觸點(diǎn)就會(huì)把電動(dòng)機(jī)過載信號(hào)送入

17、可編程序控制器主機(jī)，使圖14.13(b)梯形圖中的0006觸點(diǎn)斷開，迫使可編程序控制器主機(jī)停止工作。這種改進(jìn)是將與負(fù)載狀態(tài)信號(hào)對(duì)應(yīng)的0006在梯形圖中作為自鎖條件串接于自鎖支路中，一旦發(fā)生過載，就可以從可編程序控制器內(nèi)部使其停止工作。另外，也可以直接將熱繼電器FR動(dòng)斷觸點(diǎn)作為可編程序控制器的一個(gè)輸入信號(hào)接至輸入端，適當(dāng)修改梯形圖，使得在電動(dòng)機(jī)過載引起熱繼電器FR動(dòng)作時(shí)，將過載信號(hào)送入可編程序控制器內(nèi)部（梯形圖），同樣可以從可編程序控制器內(nèi)部使其停止工作。 3輸出端負(fù)載的并聯(lián)輸出端負(fù)載的并聯(lián)對(duì)于可編程序控制器幾個(gè)不同的輸出點(diǎn)，若是同步動(dòng)作的，即執(zhí)行的是同一個(gè)動(dòng)作內(nèi)容，就可以考慮將它們并聯(lián)于同一個(gè)

18、輸出點(diǎn)，以減少使用輸出點(diǎn)數(shù)。例如前述內(nèi)容中接于輸出端0501上的信號(hào)燈HL，是顯示接觸器KM動(dòng)作情況的，也就是說它與KM同步，如果將它們二者并聯(lián)于同一個(gè)輸出端0500上，可以減少輸出點(diǎn)數(shù)的使用。對(duì)于從同步動(dòng)作角度來看可以并聯(lián)的負(fù)載，在實(shí)際操作時(shí)，要注意輸出接點(diǎn)的容量是否滿足要求，特別要提醒的是，負(fù)載的起動(dòng)電流應(yīng)引起注意。一般情況下，像接觸器線圈、白熾燈以及容量較大的容性負(fù)載，起動(dòng)電流都遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其額定電流，此時(shí)應(yīng)按它們的起動(dòng)電流來校驗(yàn)輸出觸點(diǎn)是否滿足要求，安全可靠應(yīng)該是考慮的重點(diǎn)，而節(jié)省輸出點(diǎn)數(shù)應(yīng)該放在第二位。 節(jié)省輸出點(diǎn)，除了采用并聯(lián)負(fù)載的方式以外，還可以借用接觸器KM的動(dòng)合觸點(diǎn)連接信號(hào)燈HL

19、，如圖14.14所示，這種在可編程序控制器外部電路上處理指示燈，也是節(jié)省輸出點(diǎn)數(shù)的方法之一。 4點(diǎn)動(dòng)環(huán)節(jié)的外部處理點(diǎn)動(dòng)環(huán)節(jié)的外部處理由圖14.12梯形圖可知，通過可編程序控制器的程序?qū)﹄妱?dòng)機(jī)進(jìn)行點(diǎn)動(dòng)控制時(shí)，顯得很復(fù)雜。在實(shí)際應(yīng)用中，可將點(diǎn)動(dòng)環(huán)節(jié)直接設(shè)置在可編程序控制器輸出端的外部電路中，如圖14.15所示。圖14.14可編程序控制器外部信號(hào)燈圖14.15點(diǎn)動(dòng)環(huán)節(jié)的外部處理 由圖14.15可見，點(diǎn)動(dòng)環(huán)節(jié)可以不經(jīng)過可編程序控制器的程序控制，而是在可編程序控制器輸出端外部，經(jīng)適當(dāng)?shù)倪B接線路也能進(jìn)行點(diǎn)動(dòng)環(huán)節(jié)的處理。按下點(diǎn)動(dòng)按鈕SB3，即可實(shí)現(xiàn)點(diǎn)動(dòng)控制，這種處理方式的明顯缺點(diǎn)是增加外部配線的工作量。14

20、.3 三相異步電動(dòng)機(jī)的正、反轉(zhuǎn)控制三相異步電動(dòng)機(jī)的正、反轉(zhuǎn)控制 14.3.1 繼電器繼電器-接觸器控制電路接觸器控制電路在電動(dòng)機(jī)正、反轉(zhuǎn)控制過程中，防止主電路的電源相間短路必須作為一個(gè)重要問題來考慮，引起短路的原因其一是正、反轉(zhuǎn)對(duì)應(yīng)的兩個(gè)接觸器同時(shí)通電動(dòng)作；其二是主觸點(diǎn)之間的電弧引起短路，這種情況的發(fā)生是因電弧尚未熄滅，使斷開的觸點(diǎn)仍然處于通電狀態(tài)，而另一接觸器又通電，其觸點(diǎn)閉合。解決這類問題的有效方法之一是使用互鎖環(huán)節(jié)。 圖14.16所示為可以防止正、反轉(zhuǎn)接觸器同時(shí)動(dòng)作引起短路的控制電路，其中SB1為停止按鈕，在進(jìn)行正、反轉(zhuǎn)切換時(shí)必須先按一下SB1。由于接觸器KM1和KM2的動(dòng)斷觸點(diǎn)串聯(lián)在對(duì)

21、應(yīng)線圈支路中，起到互鎖作用，這種互鎖稱為電氣互鎖。圖14.16所示電路電動(dòng)機(jī)由正轉(zhuǎn)過渡到反轉(zhuǎn)必須先按SB1，使其停車后才能進(jìn)行反轉(zhuǎn)控制，由于接觸器KM1和KM2電氣互鎖，所以該電路可防止兩接觸器同時(shí)接通引起的短路。圖14.16電氣互鎖控制電路 14.3.2 可編程序控制器控制的可編程序控制器控制的I/O配線圖配線圖 若要將圖14.16所示繼電器-接觸器控制改為可編程序控制器控制，就應(yīng)將接觸器的動(dòng)作狀態(tài)作為負(fù)載信號(hào)引入可編程序控制器輸入端，如圖14.17(a)所示，在可編程序控制器輸入端接有接觸器KM1和KM2的動(dòng)合觸點(diǎn)。為了可靠地對(duì)正、反轉(zhuǎn)接觸器進(jìn)行互鎖，在可編程序控制器輸出端兩個(gè)接觸器之間仍

22、然采用動(dòng)斷觸點(diǎn)構(gòu)成互鎖，這種互鎖稱為外部硬互鎖。在圖14.17(b)中，兩個(gè)輸出繼電器0500和0501之間，還相互構(gòu)成互鎖，這種互鎖稱為內(nèi)部軟互鎖。此外，兩個(gè)接觸器動(dòng)合觸點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的輸入繼電器對(duì)應(yīng)0003和0004的動(dòng)斷觸點(diǎn)，在梯形圖中除了作為互鎖條件外，對(duì)輸出繼電器也構(gòu)成一種軟互鎖。圖14.17三相異步電動(dòng)機(jī)正、反轉(zhuǎn)控制與圖14.17(a)對(duì)應(yīng)的I/O分配表為：輸入端：停止按鈕SB10000正轉(zhuǎn)按鈕SB20001反轉(zhuǎn)按鈕SB30002接觸器動(dòng)合觸點(diǎn)KM10003接觸器動(dòng)合觸點(diǎn)KM20004輸出端：接觸器線圈KM10500接觸器線圈KM20501圖14.17(b)所示梯形圖工作情況為： 停止按

23、鈕SB1采用動(dòng)斷觸點(diǎn)接入可編程序控制器輸入端，所以在未按起動(dòng)按鈕前，可編程序控制器第一個(gè)掃描周期輸入繼電器0000的動(dòng)合觸點(diǎn)就接通了。正轉(zhuǎn)。按下正轉(zhuǎn)按鈕SB2：停車。按下停止按鈕SB1：00010500-KM1-M-（停車）反轉(zhuǎn)。按下反轉(zhuǎn)按鈕SB3：圖14.17中為了防止兩個(gè)接觸器同時(shí)動(dòng)作引起短路，設(shè)置了軟互鎖和硬互鎖，它們作用的對(duì)象并不完全相同。（1）軟互鎖作用。防止因觸點(diǎn)熔焊燒死等外部故障時(shí)，本應(yīng)打開的那只接觸器因故障而未打開，可編程序控制器又對(duì)另一個(gè)接觸器發(fā)出了動(dòng)作信號(hào)，使兩只接觸器同時(shí)處于通電動(dòng)作狀態(tài)。設(shè)置軟互鎖后，利用軟互鎖不接通另一個(gè)輸出繼電器，從而防止主電路短路。（2）硬互鎖作用

24、。防止因噪聲在可編程序控制器內(nèi)部引起運(yùn)算處理錯(cuò)誤，導(dǎo)致出現(xiàn)兩個(gè)輸出繼電器同時(shí)有輸出，使正、反轉(zhuǎn)接觸器同時(shí)通電動(dòng)作，造成主電路短路。 總之，使用可編程序控制器進(jìn)行正、反轉(zhuǎn)控制時(shí)，應(yīng)該同時(shí)使用軟互鎖和硬互鎖，完全避免發(fā)生電源相間短路事故，以確保安全。 14.3.3 防止電弧短路的控制電路防止電弧短路的控制電路圖14.18所示電路為可以防止電弧短路的控制電路，它們的共同點(diǎn)是都設(shè)置電弧互鎖電路。其中，圖14.18(a)增設(shè)了中間繼電器KA1和KA2構(gòu)成電弧互鎖電路，圖14.18(b)利用復(fù)合按鈕實(shí)現(xiàn)電弧互鎖。圖14.18防止電弧短路的控制電路圖14.18(a)利用中間繼電器從線圈得電到觸點(diǎn)動(dòng)作所構(gòu)成的

25、動(dòng)作固有延時(shí)特性，待電弧熄滅后，另一只接觸器才會(huì)通電動(dòng)作。若將這種方法改換用可編程序控制器控制，要注意到可編程序控制器內(nèi)部繼電器的動(dòng)作基本上都是瞬時(shí)完成的，并無這種延時(shí)特性，如果在外部電路用中間繼電器構(gòu)成延時(shí)，其配線顯得較復(fù)雜。行之有效的方法是使用可編程序控制器內(nèi)部計(jì)時(shí)器，使兩個(gè)接觸器切換動(dòng)作之間有一個(gè)小的時(shí)間差來模糊中間繼電器觸點(diǎn)延時(shí)特性。 圖14.18(b)為復(fù)合按鈕正、反轉(zhuǎn)控制電路，這是一種常見的控制電路。它是利用復(fù)合按鈕動(dòng)合和動(dòng)斷觸點(diǎn)動(dòng)作的時(shí)間差工作的，若將其改成可編程序控制器控制，按鈕的互鎖功能可用內(nèi)部軟件實(shí)現(xiàn)，可編程序控制器的輸出端可以不安排硬互鎖。使用可編程序控制器控制時(shí)的I/O

26、配線圖如圖14.19所示。與圖14.19對(duì)應(yīng)的I/O配線表為：輸入端：停止按鈕SB10003正轉(zhuǎn)按鈕SB20001反轉(zhuǎn)按鈕SB30002接觸器動(dòng)合觸點(diǎn)KM10004接觸器動(dòng)合觸點(diǎn)KM20005輸出端：接觸器線圈KM10500接觸器線圈KM20501圖14.19三相異步電動(dòng)機(jī)正、反轉(zhuǎn)控制I/O配線圖 14.3.4 梯形圖設(shè)計(jì)梯形圖設(shè)計(jì) 由于可編程序控制器內(nèi)部觸點(diǎn)的動(dòng)作，相對(duì)繼電器接觸器系統(tǒng)來說是瞬時(shí)完成的，所以在梯形圖中，就要利用內(nèi)部計(jì)時(shí)器，強(qiáng)制性地使輸出繼電器的切換有一定的延時(shí)時(shí)間，如圖14.20所示。 圖14.20中，與停止按鈕SB1（動(dòng)斷）相對(duì)應(yīng)的輸入繼電器0003觸點(diǎn)使用動(dòng)合觸點(diǎn)，在可編

27、程序控制器接入電源時(shí)，它就變?yōu)殚]合狀態(tài)。正、反轉(zhuǎn)起動(dòng)按鈕SB2與SB3相對(duì)應(yīng)的輸入繼電器0001和0002，構(gòu)成具有按鈕互鎖功能的軟互鎖。構(gòu)成具有輸出軟互鎖的是驅(qū)動(dòng)輸出繼電器0500與0501的內(nèi)部繼電器1000和1001。另外，與兩個(gè)接觸器動(dòng)合觸點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的輸入繼電器0004和0005，除了作為自鎖條件外，也構(gòu)成互鎖?？梢?，圖14.20(a)所示梯形圖中，為了提高安全性，保證輸出繼電器0500和0501不會(huì)同時(shí)輸出，采用了三種軟互鎖。 圖14.20電動(dòng)機(jī)正、反轉(zhuǎn)梯形圖圖14.20(a)所示梯形圖的工作過程為：正轉(zhuǎn)。按下正轉(zhuǎn)按鈕SB2：注：t不能太長(zhǎng)，以免影響1000自鎖。反轉(zhuǎn)。按下反轉(zhuǎn)按鈕SB

28、3： 在分析上述工作過程時(shí)，要注意定時(shí)器TIM00和TIM01起電弧互鎖作用，它們分別作用在電動(dòng)機(jī)由正轉(zhuǎn)過渡到反轉(zhuǎn)，或由反轉(zhuǎn)過渡到正轉(zhuǎn)過程中，保證正、反轉(zhuǎn)切換時(shí)輸出繼電器0500和0501的輸出變換有一定的時(shí)間差，防止接觸器KM1和KM2切換引起電弧短路為了便于編程，也可以改用圖14.20(b)所示梯形圖，它所能完成的功能與圖14.20(a)完全一致，但它的程序步數(shù)明顯地少一些。圖14.20(b)所示電路工作過程為：正轉(zhuǎn)。按下正轉(zhuǎn)按鈕SB2：松開正轉(zhuǎn)按鈕SB2：停機(jī)。按下停機(jī)按鈕SB1：松開反轉(zhuǎn)按鈕SB3：反轉(zhuǎn)（設(shè)電動(dòng)機(jī)在正轉(zhuǎn)狀態(tài)）。按下反轉(zhuǎn)按鈕SB3：自動(dòng)控制的電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)電路中，與手動(dòng)控制

29、不同之處是不用按動(dòng)按鈕而是利用行程開關(guān)代替，只要將接于可編程序控制器輸入端的手動(dòng)按鈕SB1,SB2,SB3置換成行程開關(guān)SQ1,SQ2,SQ3就可以了，其他配線不用改變。具有手動(dòng)-自動(dòng)控制功能I/O配線圖如圖14.21所示。 圖14.21中保留手動(dòng)控制功能，是因?yàn)樵诳删幊绦蚩刂破魍C(jī)或設(shè)備維修時(shí)，還是要具有手動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)功能。手動(dòng)-自動(dòng)控制切換由開關(guān)SA完成。自動(dòng)工作時(shí)SA動(dòng)斷觸點(diǎn)不動(dòng)作，其工作原理不變。當(dāng)要進(jìn)行手動(dòng)控制時(shí)，SA動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開；動(dòng)合觸點(diǎn)閉合。手動(dòng)控制為點(diǎn)動(dòng)，其工作過程為：正轉(zhuǎn)。按下正轉(zhuǎn)按鈕SB1：松開正轉(zhuǎn)按鈕SB1：SB1-KM1-M-（停車）反轉(zhuǎn)。按下反轉(zhuǎn)按鈕SB2：松開反轉(zhuǎn)按鈕SB

30、2：SB2-KM2-M-（停車） 如果可編程序控制器輸出觸點(diǎn)容量足夠大，可將指示燈與接觸器線圈并聯(lián)，接在同一個(gè)輸出觸點(diǎn)上。若可編程序控制器輸出觸點(diǎn)容量不足，指示燈就必須占用一個(gè)輸出接點(diǎn)。例如要利用三個(gè)指示燈分別顯示電源正常、電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)、電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)三種狀態(tài)，可采用圖14.22(a)所示的I/O配線圖和圖14.22(b)所示的梯形圖。圖14.21手動(dòng)-自動(dòng)控制功能I/O配線圖圖14.22加裝指示燈時(shí)的可編程序控制器控制圖14.22中指示燈部分電路工作過程為：電動(dòng)機(jī)未起動(dòng)，電源正常，因可編程序控制器已起動(dòng)，但輸出繼電器0500和0501沒有輸出：0500-，0501-0502+HL（電源正常，指示燈

31、亮）正轉(zhuǎn)。按下正轉(zhuǎn)按鈕SB2：反轉(zhuǎn)。按下反轉(zhuǎn)按鈕SB3：114.4 三相異步電動(dòng)機(jī)的星形三相異步電動(dòng)機(jī)的星形三角形三角形 降壓起動(dòng)控制降壓起動(dòng)控制 14.4.1 繼電器繼電器-接觸器控制電路接觸器控制電路星形-三角形降壓起動(dòng)是針對(duì)容量較大的電動(dòng)機(jī)降壓起動(dòng)的常用方法之一，其繼電器-接觸器系統(tǒng)的控制電路如圖14.23所示。 圖14.23中，用接觸器KMY和KM的輔助動(dòng)斷觸點(diǎn)構(gòu)成互鎖，防止二者同時(shí)動(dòng)作引起主電路短路。時(shí)間繼電器KT的作用是用于控制星形接法降壓起動(dòng)時(shí)間的。到達(dá)設(shè)定的時(shí)間，接觸器KMY線圈斷電，KM線圈通電。為了進(jìn)一步提高電路運(yùn)行的可靠性，防止電弧短路現(xiàn)象發(fā)生，增設(shè)了一個(gè)中間繼電器KA，

32、它將接觸器KMY和接觸器KM之間的切換改變成接觸器KMY和繼電器KA之間的切換，然后經(jīng)中間繼電器KA線圈得電、觸點(diǎn)閉合的過程，使接觸器KM通電動(dòng)作，這個(gè)過程約需2030ms，在這段人為延時(shí)時(shí)間里接觸器KMY主觸點(diǎn)上的電弧已熄滅，可以有效防止電弧短路。 14.4.2 可編程序控制器控制的可編程序控制器控制的I/O配線圖配線圖繼電器-接觸器控制電路改用可編程序控制器控制，其I/O配線圖如圖14.24所示。與圖14.24中對(duì)應(yīng)的I/O配線表為：輸入端：停止按鈕SB10000起動(dòng)按鈕SB20001接觸器互鎖觸點(diǎn)KM0002接觸器互鎖觸點(diǎn)KM0003輸出端：接觸器線圈KM0500接觸器線圈KMY0501

33、 接觸器線圈KM0502圖14.23電動(dòng)機(jī)的星形-三角形降壓起動(dòng)控制電路圖14.24星形-三角形降壓起動(dòng)I/O配線圖 在I/O配線圖中，電路主接觸器KM和三角形全壓運(yùn)行接觸器KM的動(dòng)合觸點(diǎn)作為負(fù)載信號(hào)接于可編程序控制器的輸入端。輸出端外部保留星形和三角形接觸器線圈的硬互鎖環(huán)節(jié)，程序中另設(shè)軟互鎖。14.4.3 可編程序控制器控制的梯形圖可編程序控制器控制的梯形圖與圖14.24所示的I/O配線圖對(duì)應(yīng)的梯形圖如圖14.25所示。圖14.25星形-三角形降壓起動(dòng)梯形圖 在圖14.25所示的梯形圖中，與輸入信號(hào)KM觸點(diǎn)對(duì)應(yīng)的動(dòng)斷觸點(diǎn)輸入繼電器0003，串接于與起動(dòng)按鈕SB2對(duì)應(yīng)的輸入繼電器0001動(dòng)合觸

34、點(diǎn)之后，構(gòu)成起動(dòng)條件，也稱起動(dòng)自鎖。當(dāng)接觸器KM發(fā)生故障，例如主觸點(diǎn)燒死或銜鐵卡死打不開時(shí)，輸入端KM觸點(diǎn)就處于閉合狀態(tài)，相應(yīng)的輸入繼電器0003觸點(diǎn)則為斷開狀態(tài)。這時(shí)即使按下起動(dòng)按鈕SB2（0001閉合），輸出繼電器0500也不會(huì)有輸出，作為負(fù)載的KM就無法通電動(dòng)作，從而有效防止了電動(dòng)機(jī)出現(xiàn)三角形直接全壓起動(dòng)。 在正常工作情況下，通過星形-三角形起動(dòng)程序在電動(dòng)機(jī)起動(dòng)結(jié)束后，轉(zhuǎn)入正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，梯形圖中0002和0500觸點(diǎn)構(gòu)成自鎖環(huán)節(jié)，保證輸出繼電器0500有輸出，此時(shí)輸入端KM觸點(diǎn)為閉合狀態(tài)，動(dòng)斷觸點(diǎn)0003處于斷開狀態(tài)。圖14.25所示的梯形圖工作過程為：起動(dòng)。按下起動(dòng)按鈕SB2：停止。按下停止按鈕SB1：在上述程序執(zhí)行過程中，定時(shí)器TIM00延時(shí)5s，為星形起動(dòng)所需的時(shí)間；定時(shí)器TIM01延時(shí)0.5s，用以消除電弧短路。在梯形圖中還設(shè)置了0501和0502之間的軟互鎖，電動(dòng)機(jī)在全壓正常運(yùn)行時(shí)，TIM00,TIM01和0501都停止工作，只有0500和0502有輸出，保證外電路只有KM和KM通電工作。 圖14.26為圖14.