《PLC可編程控制技術(shù)》第四章-2

一、項目說明

如圖所示，液體攪拌器有三個電磁閥X1、X2、X3，對應(yīng)伴有三個指示燈L4、L6和L7，M為攪拌電機，對應(yīng)指示燈為L5。

工作過程控制如下：按下啟動按鈕SB，閥門X1打開，注入液體A；5s后閥門X1關(guān)閉，X2打開注入液體B；再經(jīng)過3s閥門X2關(guān)閉，攪拌電機開始工作。攪拌電機正轉(zhuǎn)8s反轉(zhuǎn)6s進行攪拌，反復3次后攪拌結(jié)束。閥門X3打開，液體往外排出，液面下降，5s后液體排空關(guān)閉閥門X3。二、項目分析

分解為4個子項目：子項目1：電磁閥的起?？刂圃O(shè)計子項目2：電磁閥與攪拌電機的順序起動控制設(shè)計子項目3：攪拌電機的正反向攪拌及3次循環(huán)控制設(shè)計子項目4：整體匯總設(shè)計這是工程中應(yīng)用較多的一個實際項目，也是入門學習PLC編程元件、基本指令和程序設(shè)計的第一個項目。示范項目2

三相異步電機的Y/△降壓起動控制

在以前常規(guī)的繼電器控制電路中，對于大功率的電機的啟動我們經(jīng)常應(yīng)用Y-△降壓啟動，應(yīng)用延時繼電器來控制從Y連接轉(zhuǎn)換為△連接的時間，現(xiàn)在采用PLC來完成控制任務(wù)。要求：按下起動按鈕，電機Y形連接起動，30s后轉(zhuǎn)換成△運行?！卷椖空f明】示范項目2

三相異步電機的Y/△降壓起動控制

按下起動按鈕，接觸器KM1線圈得電并自鎖，KMY和KT線圈也得電，電機呈Y形連接降壓起動；KT延時30s到（此時電機已達到規(guī)定轉(zhuǎn)速），KT的延時觸點將KMY線圈回路切斷，將KM△線圈回路接通，電機轉(zhuǎn)換成△形連接進入全壓運行狀態(tài)。按下停止按鈕，KM1及KM△斷電，主觸點斷開，電機停止。很明顯需要用到PLC的定時功能。【項目分析】示范項目設(shè)計過程【試試看】編制梯形圖程序根據(jù)繼電器接觸器電氣原理圖，可得出PLC的軟件程序知識擴展

1.積算定時器（T246～T255）的用法特點：線圈的驅(qū)動信號斷開或停電時，積算定時器累計計時。當前值達到設(shè)定值時，輸出觸點相應(yīng)動作。必須要用復位信號對積算定時器復位。當復位信號接通時，積算定時器復位。觸點跟著復位，當前值清零，且不計時。知識擴展：定時器的基本用法

積算定時器地址編號積算定時器的應(yīng)用梯形圖時序圖

地址指令數(shù)據(jù)0LDX11OUTT250K3454LDT2505OUTY16LDX27RSTT2502.定時器自復位電路過程分析：

X20接通1S時，T0接通，其常開觸點使Y0接通；常閉觸點在第二個掃描周期中使T0線圈斷開，Y0跟著斷開；第三個掃描周期T0重新接通開始定時，重復前面的過程。用于循環(huán)定時。3.振蕩電路【試試看】：分析以下兩個電路的功能和特點，畫出輸入輸出波形圖。

改變T0、T1的參數(shù)值，可以調(diào)整Y0的輸出脈沖寬度。試試看開關(guān)K0接輸入X20，燈泡L0接輸出Y0。要求合上K0后L0亮0.5s滅0.5s，如何修改震蕩電路？液體攪拌器裝置的自動控制設(shè)計項目教學一子項目3：攪拌電機的正反向攪拌及3次循環(huán)控制【項目解說】項目要求“攪拌電機正轉(zhuǎn)8s反轉(zhuǎn)6s進行攪拌，反復3次后攪拌結(jié)束，閥門X3打開，液體往外排出。”。從這些要求看出，攪拌電機需要正反兩方向運行，兩個方向之間用時間進行控制和銜接，每次正轉(zhuǎn)8s反轉(zhuǎn)6s為一個小周期，連續(xù)三個周期后才接受攪拌，這需要用到PLC的定時控制和計數(shù)控制。

PLC的編程元件（計數(shù)器C，輔助繼電器M）?！旧婕暗降男轮R】示范項目3

進庫物品的統(tǒng)計監(jiān)控程序一小型倉庫，需要對每天存放進來的貨物進行統(tǒng)計：當貨物達到150件時，倉庫監(jiān)控室的綠燈亮；當貨物數(shù)量達到200件時，倉庫監(jiān)控室紅燈1s頻率閃爍報警?！卷椖空f明】首先需要有計數(shù)檢測裝置，可在進庫口設(shè)置傳感器檢測是否有物品進庫。本項目要求對貨物進行計數(shù)統(tǒng)計，這需要用到PLC的編程元件------計數(shù)器。紅燈1s頻率閃爍報警要用到特殊輔助繼電器M?！卷椖糠治觥俊局R準備1】

FX系列PLC的輔助繼電器(M)用于PLC內(nèi)部編程，其線圈和觸點只能在程序中使用，不能直接對外輸入輸出，經(jīng)常用作狀態(tài)暫存等。輔助繼電器采用M十進制地址編號。輔助繼電器分類：①通用輔助繼電器M0～M499(500點)②斷電保持輔助繼電器M500～M1023(524點)裝有后備電池，用于保存停電前的狀態(tài)，并在運行時再現(xiàn)該狀態(tài)的情形。③特殊輔助繼電器

M8000～M8255(256點)

系統(tǒng)規(guī)定了專門用途，使用時查閱產(chǎn)品說明書即可。線圈由PLC自行驅(qū)動，用戶可直接利用觸點。如：M8000（運行監(jiān)控），M8002（初始脈沖），M8013（1s時鐘脈沖）等用戶驅(qū)動線圈后，PLC作特定的動作。如：M8033指PLC停止時輸出保持，M8034指PLC禁止全部輸出知識準備2

FX系列PLC的計數(shù)器

1.功能：

對內(nèi)部元件X、Y、M、S、T、C的信號進行計數(shù)。

2.結(jié)構(gòu)：線圈、內(nèi)部觸點、設(shè)定值寄存器(字)、當前值寄存器(字)

。3.設(shè)定值

等于計數(shù)脈沖的個數(shù)。用常數(shù)K設(shè)定4.定時器地址編號

字母C＋（十進制）地址編號

C0～C25516位低速計數(shù)器通用加計數(shù)器：C0～C99(100點)；設(shè)定值區(qū)間為K1～K32767

停電保持加計數(shù)器：C100～C199)；設(shè)定區(qū)間為K1～K32767特點：停電保持計數(shù)器在外界停電后能保持當前計數(shù)值不變，恢復來電時能累計計數(shù)。通用加計數(shù)器工作原理計數(shù)信號每接通一次（上升沿到來），加計數(shù)器的當前值加1，當前值達到設(shè)定值時，計數(shù)器觸點動作；復位信號接通時計數(shù)器復位。

計數(shù)器處于復位狀態(tài)時，當前值清0，觸點復位，且不計數(shù)。示范項目設(shè)計過程選擇輸入輸出設(shè)備，分配I/O地址：X0-------進庫物品檢測傳感器X1-----監(jiān)控啟動（計數(shù)復位）按鈕SB；Y0-------監(jiān)控室紅燈L0Y1-------監(jiān)控室綠燈L1I/O接線圖動動手:設(shè)計軟件程序M8013---1s時鐘脈沖，特殊輔助繼電器。C1當前值達到200時，常開觸點接通，與M8013串聯(lián)后實現(xiàn)Y0紅燈1s頻率閃爍報警。0LDX11RSTC02RSTC13LDX04OUTC0K1505OUTC1K2006LDC07OUTY18LDC19ANDM801310OUTY011END倉庫物品統(tǒng)計指令表程序

Y0紅燈1s閃爍是否還有其它設(shè)計方法？討論【知識擴展1】

32位加減雙向計數(shù)器通用加/減雙向計數(shù)器：C200～C219(20點)；停電保持加/減雙向計數(shù)器：C220～C234(15點)；【注意】加減雙向計數(shù)器的設(shè)定值可正可負，計數(shù)過程中當前值可加可減，分別用特殊輔助繼電器M8200～M8234指定計數(shù)方向，特殊M斷開時為加計數(shù)，特殊M接通時為減計數(shù)。加減雙向計數(shù)器工作特點計數(shù)器當前值到達設(shè)定值的方式有兩種：加計數(shù)到達設(shè)定值時，計數(shù)器輸出觸點動作，且當前值仍隨計數(shù)信號的變化而變化；減計數(shù)到達設(shè)定值時，計數(shù)器輸出觸點復位，且當前值仍隨計數(shù)信號的變化而變化。試試看

若貨物每天既有進庫的，也有出庫的，為了實現(xiàn)對進出倉庫的貨物都能計數(shù)統(tǒng)計，如何修改程序？X1—監(jiān)控起動按鈕（計數(shù)復位）X2—貨物出庫開關(guān)，出庫時合上X0—計數(shù)檢測信號知識擴展2：計數(shù)器自復位電路作用：用于循環(huán)計數(shù)。實訓子項目3

攪拌電機的正反向攪拌及3次循環(huán)控制

本此實訓的程序設(shè)計主要分為二部分：一是攪拌電機的正反轉(zhuǎn)控制程序設(shè)計。這部分主要用定時器進行控制，在正反轉(zhuǎn)程序之間按時間要求進行自動轉(zhuǎn)換；二是正反向攪拌三個周期的計數(shù)程序設(shè)計。要用到PLC的計數(shù)器元件C。且三個周期結(jié)束后要轉(zhuǎn)換到后面的電磁閥X3工作。這個子項目3同樣沒有PLC外圍的輸入設(shè)備，子項目2工作結(jié)束的信號就是子項目3的起動信號。【項目分析】

液體攪拌器裝置的自動控制設(shè)計項目教學一子項目4：攪拌器控制系統(tǒng)的整體匯總設(shè)計

【項目解說】項目要求對液體攪拌器裝置的自動控制系統(tǒng)進行整體匯總設(shè)計。這不但要求我們要把所有子項目的控制程序、輸入輸出設(shè)備及I/O地址進行匯總，而且還要進行控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計。

PLC控制系統(tǒng)硬件設(shè)計。【涉及到的新知識】【知識準備2】

PLC控制系統(tǒng)程序設(shè)計

先將系統(tǒng)任務(wù)進行分塊。就是把一個復雜的工程，分解成多個比較簡單的子項目（小任務(wù)）。這樣就把一個復雜的大問題化為多個簡單的小問，便于編制程序。分塊設(shè)計完畢后要將各子項目的設(shè)計進行綜合匯總，檢查和完善總體程序。重點檢查各子項目所完成的動作是否協(xié)調(diào)；I/O地址分配有無重疊沖突；自動工作循環(huán)是否符合要求；必要的保護和聯(lián)鎖是否已考慮周全等等。實訓子項目4

液體攪拌器控制系統(tǒng)的整體匯總設(shè)計

本項目的整個工作過程是自動控制，因而只有一個輸入設(shè)備，就是整個系統(tǒng)的自動控制起動按鈕。輸出設(shè)備比較多，需要理清思路，正確選擇，然后繪制整個系統(tǒng)的I/O接線圖；本項目有許多指示信號燈，可以把他們作為輸入輸出設(shè)備分配I/O地址，也可以不分配單獨的地址，把他們與相應(yīng)的輸入輸出設(shè)備并聯(lián)處理；本項目的電磁閥比較多，要注意起動的先后順序和時間要求。

【項目分析】

項目說明

如圖所示，液體攪拌器有三個電磁閥X1、X2、X3，對應(yīng)伴有三個指示燈L4、L6和L7，M為攪拌電機，對應(yīng)指示燈為L5。工作過程控制如下：按下啟動按鈕SB，閥門X1打開，注入液體A；5s后閥門X1關(guān)閉，X2打開注入液體B；再經(jīng)過3s閥門X2關(guān)閉，攪拌電機開始工作。攪拌電機正轉(zhuǎn)8s反轉(zhuǎn)6s進行攪拌，反復3次后攪拌結(jié)束。閥門X3打開，液體往外排出，液面下降，5s后液體排空關(guān)閉閥門X3。【知識擴展】邊沿指令1.LDP/LDF------取上升沿/下降沿指令功能：取單個常開觸點的上升沿/下降沿與母線（左母線、分支母線等）相連接，當上升沿信號到來時指定操作元件接通1個掃描周期。2.ANDP/ANDF-----與上升沿/下降沿指令功能：串聯(lián)單個常開觸點的上升沿/下降沿。3.ORP/ORF--------或上升沿/下降沿指令功能：串聯(lián)單個常開觸點的上升沿/下降沿?！驹囋嚳础?/p>

設(shè)計洗手間的沖水控制程序【要求】：當有人進去時，光電開關(guān)使X20接通，3s后開始沖水（Y0接通使控制水閥打開），時間為2s；使用者離開后，再一次沖水，時間為3s。【建議】：先畫出輸入輸出波形圖，再設(shè)計梯形圖?！舅伎俭w會】上升沿/下降沿指令與微分（脈沖）指令（PLS/PLF）有何異同？空操作指令使用說明：

NOP是空操作指令，它不執(zhí)行任何操作。在程序中插入NOP指令后，程序的容量稍有增加，但對算術(shù)運算結(jié)果沒有影響。在編程時插入NOP指令，相當于留存了位置，當根據(jù)實際情況需要改動或追加程序時，可以避免對步序號的修改，為程序的檢查和修改提供了方便。用NOP指令替換已寫入的指令，可以改變電路狀態(tài)。LD、LDI、ANB、ORB等指令若換成NOP指令，電路構(gòu)成將有大幅度變化，所以用NOP指令替換已寫入的指令要特別注意。執(zhí)行程序全清操作后，全部指令都變成NOP。用NOP指令改變電路梯形圖(1)短路觸點

地址指令數(shù)據(jù)0LDX01ANDX12ANIX23OUTY0梯形圖若將AND、ANI指令用NOP代替地址指令數(shù)據(jù)0LDX01NOP2NOP3OUTY0梯形圖(2)斷路觸點若將梯形圖(一)中的ORB指令替換為NOP指令，則電路將變成圖(二)的形式，NOP代替ORB使得前面的電路被切斷了，這可能會引起電路出現(xiàn)錯誤

主控觸點指令(MC/MCR)主控觸點指令表符號、名稱功能電路表示及操作元件程序步MC主控主控電路塊起點3MCR主控復位主控電路塊終點2主控觸點指令的使用梯形圖時序圖

地址指令數(shù)據(jù)0LDX01MCN0MC為3步指令3SPM100SP是編程器上的空格鍵4LDX15OUTY06LDX27OUTY18MCRN0MCR為2步指令使用主控觸點指令說明：MC和MCR是主控電路塊開始與主控電路塊結(jié)束指令。在控制觸點斷開時，在MC和MCR之間的程序處于?？貭顟B(tài)，可編程控制器會跳過MC與MCR之間的指令。此時，有如下情況：①保持當前狀態(tài)的元件：積算定時器、計數(shù)器、用SET/RST指令驅(qū)動的元件。②變成斷開的元件：非積算定時器，用OUT指令驅(qū)動的元件。MC指令不能直接從母線開始。在程序中MC和MCR必須成對出現(xiàn)，且每對編號相同。使用不同的Y、M元件號，可多次使用MC指令。在無嵌套結(jié)