PLC梯形圖基本電路.ppt

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1、第三節(jié) 梯形圖基本電路,起動、保持和停止（P118） 三相交流異步電動機 定時器/計數(shù)器應(yīng)用程序 搶答器 常閉觸點輸入信號處理 梯形圖設(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,起動信號X1，停止信號X2持續(xù)ON的時間很短，稱短信號。 當(dāng)X1為ON（起動），X2為OFF時，Y1線圈為ON，Y1常開觸點接通，電路自鎖保持。此時，X1變?yōu)镺FF，電路仍接通。 當(dāng)X2為ON時，Y1線圈斷電，常開觸點斷開，電路斷開（停止）。此時，X2為OFF，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、并聯(lián)電路提供。,2、三相異步電動機的正反轉(zhuǎn)控制電路,,KM1、KM2

2、分別為控制正、反轉(zhuǎn)運行的交流接觸器， KM1、KM2的主觸點改變進(jìn)入電動機的三相電源相序，改變電機轉(zhuǎn)向。 FR是手動復(fù)位的熱繼電器，電機過熱時其常閉觸點斷開，使KM1、KM2線圈斷電，電機停轉(zhuǎn)。,梯形圖中，用兩個起保停電路來分別控制電動機的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)。 Y0、Y1的常閉觸點分別與對方線圈串聯(lián)，保證它們不會同時為ON，稱互鎖電路。 X0、X1的常閉觸點接入對方的回路，稱按鈕互鎖電路。設(shè)電機在正轉(zhuǎn)，改成反轉(zhuǎn)時，可不按停止按鈕SB1，直接按反轉(zhuǎn)按鈕SB3，X1常閉觸點斷開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對應(yīng)的硬件繼電器的觸點不會同時接通， 但不能保證控制電機的主

3、觸點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。,3、定時器、計數(shù)器應(yīng)用程序,定時器范圍的擴(kuò)展 閃爍電路 延時接通/斷開電路,定時器范圍的擴(kuò)展,FX系列的定時器最長定時時間為3276 .7s，如需更長定時時間，可采用定時擴(kuò)展。 X2為ON，其常開觸點為ON，T0開始定時，60s后T0定時時間到，T0常閉觸點斷開，自已復(fù)位，同時T0常閉觸點為ON，使自已線圈重新通電定時，T0周而復(fù)始工作，直到X2為OFF， 最上面一行電路是一個脈沖信號發(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計數(shù)，計滿60個數(shù)（1h）后，C0當(dāng)前值等于設(shè)定值60，其常開觸點閉合。,T=0

4、.1KTKC(s),閃爍電路,T0、T1均為OFF，X0為常開觸點接通，T0線圈通電，2S后定時時間到， T0常開觸點接通，Y0變?yōu)镺N，同時T1的線圈通電，開始定時；3s后T1定時時間到，其常閉觸點斷開，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/斷時間分別為T1/T0的設(shè)定值。,延時接通/斷開電路,,X0控制Y1，X0的常開觸點接通后，T0開始定時，9s后T0常開觸點接通，Y1變?yōu)镺N， X0為ON時其常閉觸點斷開，使T1復(fù)位，X0變?yōu)镺FF后，T1開始定時，7s后T1的常閉觸點斷開，使Y1變?yōu)镺FF，T1被復(fù)位。,搶答器,報警系統(tǒng),,異步電動機Y

5、/啟動控制,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動時電流較大，一般是額定電流的（ 5 7 ）倍。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。 起動時，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，再將定子繞組的接線換成三角形，電動機便進(jìn)入全電壓正常運行狀態(tài)。圖 1（a），（b）為繼電器接觸器實現(xiàn)的 Y/ 降壓控制電路。,異步電動機Y/降壓起動控制電路,它是根據(jù)起動過程中的時間變化，利用時間繼電器來控制 Y/ 的換接的。由（ a）圖知，工作時，首先合上閘刀開關(guān)QS，當(dāng)接觸器KM 1 及KM 3 接通時，電動機Y形起動。當(dāng)接觸器KM 1 及

6、KM 2 接通時，電動機形運行。圖（b）為控制電路，其工作過程分析如下:,,線路中 KM 2 和KM 3 的常閉觸點構(gòu)成電氣互鎖，保證電動機繞組只能接成一種形式，即Y形或形，以防止同時連接成Y形及形而造成電源短路。,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，SB 1 為停止按鈕，SB 2 為起動按鈕，F(xiàn)R為熱繼電器的常開觸點，KM 1 為主電源接觸器，KM 2 為形運行接觸器，KM 3 為Y形起動接觸器。,二、軟件設(shè)計,工作過程分析如下： 按下啟動按鈕 SB 2 時，輸入繼電器X0的常開觸點閉合，并通過主控觸點（M

7、100常開觸點）自鎖，輸出繼電器Y1接通，接觸器KM 3 得電吸合，接著Y0接通，接觸器KM1得電吸合，電動機在Y形接線方式下起動； 同時定時器T 0 開始計時，延時8秒后T 0 動作,使Y1斷開，Y1斷開后，KM 3 失電，互鎖解除，使輸出繼電器Y2接通，接觸器KM2得電，電動機在形接線方式下運行。,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 OUT Y0 K80 17 LDI Y1 18 OUT Y2

8、19 MCR N0 21 END (b) 指令表,實驗,實驗一：搶答器實驗（第10周） 實驗二：電機Y-啟動實驗 （第11周）,梯形圖設(shè)計法：,1、經(jīng)驗設(shè)計法 2、繼電器電路圖設(shè)計法,1、經(jīng)驗設(shè)計法,在PLC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，根據(jù)被控對象對控制系統(tǒng)的具體要求，不斷地修改和完善梯形圖。 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)驗有很大關(guān)系。 用于較簡單的梯形圖設(shè)計。,例1：送

9、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)X4處裝料，10s后裝料結(jié)束,開始右行，碰到x3后停下來卸料，15s后左行,碰到x4后又停下來裝料，不停地循環(huán)，直到按下停止按鈕X2，X0，X1 分別用來起動小車右行和左行。,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)，X4常閉觸點為斷開（OFF

10、），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。,例2：兩處卸料的小車的自動控制梯形圖設(shè)計,控制要求：X4處裝料，X5，X3處輪流卸料；小車在一次工作循環(huán)中兩次右行都要碰到X5，第一次碰到X5停下來卸料，第二次碰到它時繼續(xù)前進(jìn)。,NOTE：應(yīng)設(shè)置一個具有記憶功能的編程元件，以區(qū)分第一或第二次碰到X5,小車第一次碰到X5，碰到X3時都應(yīng)停止

11、右行，將X5，X3常閉觸點與Y0線圈串聯(lián)； X5觸點并聯(lián)了中間環(huán)節(jié)M100的觸點，使X5停止右行的作用受到M100的約束，M100作記憶元件，只在小車第二次右行經(jīng)過X5時有用； 利用起保停電路控制M100，其起動條件是X5，停止條件是X3，（在虛線行程內(nèi)為1狀態(tài)） 將X3，X5的觸點并聯(lián)后驅(qū)動Y3，T1；,調(diào)試中，發(fā)現(xiàn)小車從X3開始左行，經(jīng)X5時M100也被置位，使小車下一次右行到X5時也無法停止運行，則在M100起動電路中串入Y1常閉觸點； 還有，小車往返經(jīng)過X5時，雖不會停止運動，但出現(xiàn)短暫的卸料動作，將Y1，Y0的常閉觸點與Y3線圈串聯(lián)；,問題與思考,系統(tǒng)在裝料和卸料時按停止按鈕不能使系

12、統(tǒng)停止工作，如何解決該問題？,2、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，采用梯形圖語言編程； 當(dāng)用PLC改造繼電器控制系統(tǒng)時，根據(jù)原來的繼電器電路圖設(shè)計梯形圖顯然是一條捷徑； 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，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。,基本方法： 將PLC看成一個繼電器控制系統(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

13、形圖中的X，Y元件是控制箱與外部世界聯(lián)系的“中間繼電器”， 分析時，將梯形圖中X元件的觸點想象成對應(yīng)的外部輸入器件的觸點，Y元件的線圈想象成對應(yīng)的外部負(fù)載的線圈；外部負(fù)載的線圈除了受PLC控制外，可能還受外部觸點的控制。,某臥式鏜床的繼電器控制電路圖；主軸電機是雙速異步電動機，中間繼電器ZZJ、ZFJ控制主軸電機的起動和停止，接觸器ZZC，ZFC控制主軸電機的正反轉(zhuǎn)，接觸器1DSC，2DSC和時間繼電器SJ控制主軸電機的變速，接觸器ZDC用來短接串在定子回路的制動電阻。1JPK，2JPK和1ZPK，2ZPK是變速操縱盤上的限位開關(guān)，1HKK，2HKK是主軸進(jìn)刀與工作臺移動互鎖限位開關(guān)。,M20

14、0，M201，T0分別對應(yīng)ZZJ，ZFJ，SJ。,注意事項： （1）遵守梯形圖語言中的語法規(guī)定；,（2）適當(dāng)設(shè)置中間單元 （3）盡量減少PLC的輸入輸出信號 （4）異步電動機正反轉(zhuǎn)的外部聯(lián)鎖電路 （5）外部負(fù)載的額定電壓（R，S輸出模塊最高只能驅(qū)動UN=220VAC的負(fù)載，若原系統(tǒng)KM線圈為380V，應(yīng)改用220V的。）,作業(yè),2、用定時器設(shè)計一個延時25min的延時電路。,,,,,,,M100,,X0,,,,,,,,,,,,,,,,,X3,M100,X1,Y0,,Y0,,,,,,,,Y1,,X1,X2,,,,,,,Y1,,,,,,,,Y0,,X2,X0,,,,,,,Y0,,在x0起動,右行,

15、左行,第二次右行,畫梯形圖 LDX0 ORX1 ANIX2 ORM0 LDX3 ANDX4 ORM2 ORB ORI M1 OUTY2 OUTM0,LDX0 AND X1 MPS ANDX2 OUTY0 MPP ANDX3 OUTY1 LDX4 MPS ANDX5 OUTY2 MRD ANDX6 OUTY3 MPP AND X7 OUTY4,,,,,,,,,,,,,,,,,Y0,Y1,,,,,,,,,,,,,,,,,,Y2,Y3,Y4,,,,,,X0,X1,X2,X3,X4,X5,X6,X7,MPS,MPP,MPS,MPP,MRD,4、常閉觸點輸入信號的處理,梯形圖設(shè)計時，一般輸入的開關(guān)量信號均由外部常開觸點提供， 如圖（a）控制電機啟動、停止的按鈕，如果將其常開觸點接入PLC的輸入端，則梯形圖中觸點類型與（a）完全一致。 但如圖（b），按下SB2，其常閉觸點斷開，X1為OFF，則X1為常開觸點斷開，所以，設(shè)計時應(yīng)如圖（c），將X1常開觸點與Y0線圈串聯(lián)，（與常開觸點輸入時梯開圖內(nèi)繼電器的習(xí)慣相反） 建議盡可能用常開觸點作PLC的輸入信號。,