梯形圖基本電路

第三節(jié)梯形圖基本電路起動(dòng)、保持和停止三相交流異步電動(dòng)機(jī)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器應(yīng)用程序搶答器常閉觸點(diǎn)輸入信號(hào)處理梯形圖設(shè)計(jì)法：經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法，繼電器電路圖設(shè)計(jì)法1、起動(dòng)、保持和停止電路起動(dòng)信號(hào)X1，停止信號(hào)X2持續(xù)ON的時(shí)間很短，稱短信號(hào)。當(dāng)X1為ON（起動(dòng)），X2為OFF時(shí)，Y1線圈為ON，Y1常開觸點(diǎn)接通，電路自鎖保持。此時(shí)，X1變?yōu)镺FF，電路仍接通。當(dāng)X2為ON時(shí)，Y1線圈斷電，常開觸點(diǎn)斷開，電路斷開（停止）。此時(shí)，X2為OFF，電路仍斷開。實(shí)際電路中，起動(dòng)信號(hào)和停止信號(hào)可能由多個(gè)觸點(diǎn)組成的串、并聯(lián)電路提供。2、三相異步電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制電路KM1、KM2分別為控制正、反轉(zhuǎn)運(yùn)行的交流接觸器，KM1、KM2的主觸點(diǎn)改變進(jìn)入電動(dòng)機(jī)的三相電源相序，改變電機(jī)轉(zhuǎn)向。FR是手動(dòng)復(fù)位的熱繼電器，電機(jī)過(guò)熱時(shí)其常閉觸點(diǎn)斷開，使KM1、KM2線圈斷電，電機(jī)停轉(zhuǎn)。梯形圖中，用兩個(gè)起保停電路來(lái)分別控制電動(dòng)機(jī)的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)。Y0、Y1的常閉觸點(diǎn)分別與對(duì)方線圈串聯(lián)，保證它們不會(huì)同時(shí)為ON，稱互鎖電路。X0、X1的常閉觸點(diǎn)接入對(duì)方的回路，稱按鈕互鎖電路。設(shè)電機(jī)在正轉(zhuǎn)，改成反轉(zhuǎn)時(shí)，可不按停止按鈕SB1，直接按反轉(zhuǎn)按鈕SB3 ，X1常閉觸點(diǎn)斷開Y0線圈。梯形圖中的互鎖和按鈕互鎖電路只能保證輸出模塊中與Y0、Y1對(duì)應(yīng)的硬件繼電器的觸點(diǎn)不會(huì)同時(shí)接通，但不能保證控制電機(jī)的主觸點(diǎn)由于電弧熔焊等故障，不能正常斷開時(shí)，造成三相短路的事故。3、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器應(yīng)用程序定時(shí)器范圍的擴(kuò)展閃爍電路延時(shí)接通/斷開電路定時(shí)器范圍的擴(kuò)展

FX系列的定時(shí)器最長(zhǎng)定時(shí)時(shí)間為3276.7s，如需更長(zhǎng)定時(shí)時(shí)間，可采用定時(shí)擴(kuò)展。第一種方法是T+C；第二種方法是接力定時(shí)：T1+T2+T3+T4（P55圖4-35）。X2為ON，其常開觸點(diǎn)為ON，T0開始定時(shí)，60s后T0定時(shí)時(shí)間到，T0常閉觸點(diǎn)斷開，自已復(fù)位，同時(shí)T0常開觸點(diǎn)為ON，使自已線圈重新通電定時(shí)，T0周而復(fù)始工作，直到X2為OFF，最上面一行電路是一個(gè)脈沖信號(hào)發(fā)生器，脈沖周期等于T0為設(shè)定值（60s）。T0產(chǎn)生的脈沖列送給C0計(jì)數(shù)，計(jì)滿60個(gè)數(shù)（1h）后，C0當(dāng)前值等于設(shè)定值60，其常開觸點(diǎn)閉合。T=0.1KTKC(s)閃爍電路T0、T1均為OFF，X0為常開觸點(diǎn)接通，T0線圈通電，2S后定時(shí)時(shí)間到，T0常開觸點(diǎn)接通，Y0變?yōu)镺N，同時(shí)T1的線圈通電，開始定時(shí)；3s后T1定時(shí)時(shí)間到，其常閉觸點(diǎn)斷開，T0線圈斷電，Y0斷電。Y0的線圈周期性地通電和斷電，直到X0變?yōu)镺FF，Y0的通/斷時(shí)間分別為T1/T0的設(shè)定值。延時(shí)接通/斷開電路X0控制Y1，X0的常開觸點(diǎn)接通后，T0開始定時(shí)，9s后T0常開觸點(diǎn)接通，Y1變?yōu)镺N，X0為ON時(shí)其常閉觸點(diǎn)斷開，使T1復(fù)位，X0變?yōu)镺FF后，T1開始定時(shí)，7s后T1的常閉觸點(diǎn)斷開，使Y1變?yōu)镺FF，T1被復(fù)位。即延時(shí)9秒接通，延時(shí)7秒斷開。搶答器異步電動(dòng)機(jī)Y/△啟動(dòng)控制

問題的提出：由電機(jī)及拖動(dòng)基礎(chǔ)可知，三相交流異步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)電流較大，一般是額定電流的（5～7）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，Y/△降壓起動(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1（a），（b）為繼電器—接觸器實(shí)現(xiàn)的Y/△降壓控制電路。

異步電動(dòng)機(jī)Y/△降壓起動(dòng)控制電路它是根據(jù)起動(dòng)過(guò)程中的時(shí)間變化，利用時(shí)間繼電器來(lái)控制Y/△的換接的。由（a）圖知，工作時(shí)，首先合上閘刀開關(guān)QS，當(dāng)接觸器KM1及KM3接通時(shí)，電動(dòng)機(jī)Y形起動(dòng)。當(dāng)接觸器KM1及KM2接通時(shí)，電動(dòng)機(jī)△形運(yùn)行。圖（b）為控制電路，其工作過(guò)程分析如下:線路中KM2和KM3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Y形或△形，以防止同時(shí)連接成Y形及△形而造成電源短路。異步電動(dòng)機(jī)Y/△啟動(dòng)控制

二、硬件配置

本模塊所需的硬件及輸入/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，SB1為停止按鈕，SB2為起動(dòng)按鈕，F(xiàn)R為熱繼電器的常開觸點(diǎn)，KM1為主電源接觸器，KM2為△形運(yùn)行接觸器，KM3為Y形起動(dòng)接觸器。

二、軟件設(shè)計(jì)工作過(guò)程分析如下：按下啟動(dòng)按鈕SB2時(shí)，輸入繼電器X0的常開觸點(diǎn)閉合，并通過(guò)主控觸點(diǎn)（M100常開觸點(diǎn)）自鎖，輸出繼電器Y1接通，接觸器KM3得電吸合，接著Y0接通，接觸器KM1得電吸合，電動(dòng)機(jī)在Y形接線方式下起動(dòng)；同時(shí)定時(shí)器T0開始計(jì)時(shí)，延時(shí)8秒后T0動(dòng)作,使Y1斷開，Y1斷開后，KM3失電，互鎖解除，使輸出繼電器Y2接通，接觸器KM2得電，電動(dòng)機(jī)在△形接線方式下運(yùn)行。0LDX01ORM1002ANIX13ANIX24MCN0M1007LDIT08ANIY29OUTY110LDY111ORY012OUTY013LDIY214OUTY0K8017LDIY118OUTY219MCRN021END

(b)指令表

實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)一：搶答器實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)二：電機(jī)Y-△啟動(dòng)實(shí)驗(yàn)梯形圖設(shè)計(jì)法：

1、經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法2、繼電器電路圖設(shè)計(jì)法

1、經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法在PLC發(fā)展初期，沿用了設(shè)計(jì)繼電器電路圖的方法來(lái)設(shè)計(jì)梯形圖，在一些典型電路基礎(chǔ)上，根據(jù)被控對(duì)象對(duì)控制系統(tǒng)的具體要求，不斷地修改和完善梯形圖。有時(shí)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(diǎn)，才能得到一個(gè)較滿意的結(jié)果。經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)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(jì)所用的時(shí)間、設(shè)計(jì)的質(zhì)量與設(shè)計(jì)者的經(jīng)驗(yàn)有很大關(guān)系。用于較簡(jiǎn)單的梯形圖設(shè)計(jì)。例1：送料小車自動(dòng)控制系統(tǒng)的梯形圖設(shè)計(jì)控制要求：送料小車在限位開關(guān)X4處裝料，10s后裝料結(jié)束,開始右行，碰到x3后停下來(lái)卸料，15s后左行,碰到x4后又停下來(lái)裝料，不停地循環(huán)，直到按下停止按鈕X2，X0，X1分別用來(lái)起動(dòng)小車右行和左行。為使小車自動(dòng)停止，將X3，X4常閉觸點(diǎn)分別與Y0，Y1線圈串聯(lián)。為使小車自動(dòng)起動(dòng)，將控制裝、卸料延時(shí)的定時(shí)器T0和T1常開觸點(diǎn)，分別與手動(dòng)起動(dòng)右行和左行的X0、X1常開觸點(diǎn)并聯(lián)，用兩個(gè)限位開關(guān)對(duì)應(yīng)的X4，X3常開觸點(diǎn)分別接通裝料、卸料電磁閥和相應(yīng)的定時(shí)器，設(shè)小車在起動(dòng)時(shí)是空車，按下左行起動(dòng)按鈕X1，小車開始左行，碰到左限位開關(guān)，X4常閉觸點(diǎn)為斷開（OFF），使Y1斷開，小車停止運(yùn)行。X4常開觸點(diǎn)接通（ON），使Y2，T0的線圈通電，開始裝料和延時(shí)，10s后T0常閉觸點(diǎn)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(guò)程基本相同；如果按停止按鈕X2，小車將停止運(yùn)行，系統(tǒng)停止工作。2、根據(jù)繼電器電路圖設(shè)計(jì)梯形圖的方法為了便于工廠電氣技術(shù)員和電工使用，采用梯形圖語(yǔ)言編程；當(dāng)用PLC改造繼電器控制系統(tǒng)時(shí)，根據(jù)原來(lái)的繼電器電路圖設(shè)計(jì)梯形圖顯然是一條捷徑；老繼電器控制系統(tǒng)經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期使用和驗(yàn)證，能完成系統(tǒng)控制要求，只要將繼電器控制電路圖譯成梯形圖，用軟元件代替硬元件。這種改造并沒改變系統(tǒng)原來(lái)的外部特性，（控制面板及上面的器件可不變）對(duì)操作工人來(lái)說(shuō)，系統(tǒng)可靠性提高了，但操作習(xí)慣未變，減少硬件改造費(fèi)用及改造工作量?；痉椒ǎ簩LC看成一個(gè)繼電器控制系統(tǒng)中的控制箱，PLC外部接線描述的是該控制箱的外部接線，梯形圖是該控制箱的內(nèi)部“線路圖”，梯形圖中的X，Y元件是控制箱與外部世界聯(lián)系的“中間