PLC梯形圖基本電路

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)器應用程序 搶答器 常閉觸點輸入信號處理 梯形圖設計法：經驗設計法，繼電器電路圖設計法1、起動、保持和停止電路、起動、保持和停止電路起動信號起動信號X1，停止信號，停止信號X2持續(xù)持續(xù)ON的時間很短，稱短信號。的時間很短，稱短信號。當當X1為為ON（起動起動），），X2為為OFF時，時，Y1線圈為線圈為ON，Y1常開常開觸點接通，電路觸點接通，電路自鎖保持自鎖保持。此時，。此時，X1變?yōu)樽優(yōu)镺FF，電路仍接通。，電路仍接通。當當X2為為ON時，時，Y1線圈斷電，常開觸點斷開，電路斷開（線圈斷電，常開觸點斷開，

2、電路斷開（停停止止）。此時，）。此時，X2為為OFF，電路仍斷開。，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、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。并聯(lián)電路提供。2、三相異步電動機的正反轉控制電路、三相異步電動機的正反轉控制電路KM1、KM2分別為分別為控制正、反轉運行的控制正、反轉運行的交流接觸器，交流接觸器，KM1、KM2的主觸的主觸點改變進入電動機的點改變進入電動機的三相電源相序，改變三相電源相序，改變電機轉向。電機轉向。FR是手動復位的熱是手動復位的熱繼電器，電機過熱時繼電器，電機過熱時其常閉觸點斷開，使其常閉觸點斷開，使KM1、K

3、M2線圈斷線圈斷電，電機停轉。電，電機停轉。梯形圖中，用兩個起保梯形圖中，用兩個起保停電路來分別控制電動停電路來分別控制電動機的正轉和反轉。機的正轉和反轉。Y0、Y1的常閉觸點分別的常閉觸點分別與對方線圈串聯(lián)，保證與對方線圈串聯(lián)，保證它們不會同時為它們不會同時為ON，稱，稱互鎖電路互鎖電路。X0、X1的常閉觸點接入的常閉觸點接入對方的回路，稱對方的回路，稱按鈕互按鈕互鎖電路鎖電路。設電機在正轉，。設電機在正轉，改成反轉時，可不按停改成反轉時，可不按停止按鈕止按鈕SB1，直接按反轉，直接按反轉按鈕按鈕SB3，X1常閉常閉觸點斷開觸點斷開Y0線圈。線圈。梯形圖中的梯形圖中的互鎖和按鈕互鎖電互鎖和按

4、鈕互鎖電路路只能保證輸出模塊中與只能保證輸出模塊中與Y0、Y1對應的硬件繼電器的觸點不會對應的硬件繼電器的觸點不會同時接通，同時接通，但不能保證控制電機的主觸點但不能保證控制電機的主觸點由于電弧熔焊等故障，不能正常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。斷開時，造成三相短路的事故。3、定時器、計數(shù)器應用程序、定時器、計數(shù)器應用程序 定時器范圍的擴展 閃爍電路 延時接通/斷開電路定時器范圍的擴展定時器范圍的擴展FX系列的定時器最長定時時間為系列的定時器最長定時時間為3276 .7s，如需更長定時時間，可采用定時擴展。如需更長定時時間，可采用定時擴展。X2為為ON，其常開觸點為，其

5、常開觸點為ON，T0開始定時，開始定時，60s后后T0定時時間到，定時時間到，T0常閉觸點斷開，自常閉觸點斷開，自已復位，同時已復位，同時T0常閉觸點為常閉觸點為ON，使自已線，使自已線圈重新通電定時，圈重新通電定時，T0周而復始工作，直到周而復始工作，直到X2為為OFF，最上面一行電路是一個脈沖信號發(fā)生器，最上面一行電路是一個脈沖信號發(fā)生器，脈沖周期等于脈沖周期等于T0為設定值（為設定值（60s）。）。T0產生的脈沖列送給產生的脈沖列送給C0計數(shù)，計滿計數(shù)，計滿60個數(shù)個數(shù)（1h）后，）后，C0當前值等于設定值當前值等于設定值60，其常，其常開觸點閉合。開觸點閉合。T=0.1KTKC(s)閃

6、爍電路閃爍電路T0、T1均為均為OFF，X0為為常開觸點接通，常開觸點接通，T0線圈通線圈通電，電，2S后定時時間到，后定時時間到，T0常開觸點接通，常開觸點接通，Y0變?yōu)樽優(yōu)镺N，同時，同時T1的線圈通電，的線圈通電，開始定時；開始定時；3s后后T1定時時定時時間到，其常閉觸點斷開，間到，其常閉觸點斷開，T0線圈斷電，線圈斷電，Y0斷電。斷電。Y0的線圈周期性地通電和的線圈周期性地通電和斷電，直到斷電，直到X0變?yōu)樽優(yōu)镺FF，Y0的通的通/斷時間分別為斷時間分別為T1/T0的設定值。的設定值。延時接通延時接通/斷開電路斷開電路X0控制控制Y1，X0的常開觸點接通后，的常開觸點接通后，T0開始

7、定開始定時，時，9s后后T0常開觸點接通，常開觸點接通，Y1變?yōu)樽優(yōu)镺N，X0為為ON時其常閉觸點斷開，使時其常閉觸點斷開，使T1復位，復位，X0變?yōu)樽優(yōu)镺FF后，后，T1開始定時，開始定時，7s后后T1的常閉觸點的常閉觸點斷開，使斷開，使Y1變?yōu)樽優(yōu)镺FF，T1被復位。被復位。搶答器搶答器報警系統(tǒng)報警系統(tǒng)異步電動機異步電動機Y/啟動控制啟動控制 問題的提出：問題的提出： 由電機及拖動基礎可知，三相交流異步電動機起由電機及拖動基礎可知，三相交流異步電動機起動時電流較大，一般是額定電流的（動時電流較大，一般是額定電流的（ 5 7 ）倍。）倍。故對于功率較大的電動機，應采用降壓起動方式，故對于功率

8、較大的電動機，應采用降壓起動方式， Y/ 降壓起動是常用的方法之一。降壓起動是常用的方法之一。 起動時起動時，定子繞組首先接成星形，待轉速，定子繞組首先接成星形，待轉速上升到接近額定轉速時，再將定子繞組的上升到接近額定轉速時，再將定子繞組的接線換成三角形，電動機便進入全電壓正接線換成三角形，電動機便進入全電壓正常運行狀態(tài)。圖常運行狀態(tài)。圖 1（a），（），（b）為繼電器）為繼電器接觸器實現(xiàn)的接觸器實現(xiàn)的 Y/ 降壓控制電路。降壓控制電路。 異步電動機異步電動機Y/降壓起動控制電路降壓起動控制電路 它是根據(jù)起動過程中的時間變化，利用它是根據(jù)起動過程中的時間變化，利用時間繼電器時間繼電器來控制來控

9、制 Y/ 的換接的。由的換接的。由（ a）圖知，工作時，首先合上閘刀開關）圖知，工作時，首先合上閘刀開關QS，當接觸器，當接觸器KM 1 及及KM 3 接通時，電接通時，電動機動機Y形起動。當接觸器形起動。當接觸器KM 1 及及KM 2 接通時，電動機接通時，電動機形運行。圖（形運行。圖（b）為控）為控制電路，其工作過程分析如下制電路，其工作過程分析如下: 線路中線路中 KM 2 和和KM 3 的常閉觸點構成電的常閉觸點構成電氣互鎖氣互鎖，保證電動機繞組只能接成一種，保證電動機繞組只能接成一種形式，即形式，即Y形或形或形，以防止同時連接成形，以防止同時連接成Y形及形及形而造成電源短路。形而造成

10、電源短路。 二、硬件配置二、硬件配置 本模塊所需的硬件及輸入本模塊所需的硬件及輸入 /輸出端口分配如圖所示。由圖可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，其見：本模塊除可編程控制器之外，還增添了部分器件，其中，中，SB 1 為停止按鈕，為停止按鈕，SB 2 為起動按鈕，為起動按鈕，F(xiàn)R為熱繼電器的為熱繼電器的常開觸點，常開觸點，KM 1 為主電源接觸器，為主電源接觸器，KM 2 為為形運行接觸形運行接觸器，器，KM 3 為為Y形起動接觸器。形起動接觸器。 二、軟件設計二、軟件設計 工作過程分析如下：工作過程分析如下： 按下啟動按鈕按下啟動按鈕 SB 2 時，

11、輸入時，輸入繼電器繼電器X0的常開觸點閉合，的常開觸點閉合，并通過主控觸點（并通過主控觸點（M100常開常開觸點）自鎖，輸出繼電器觸點）自鎖，輸出繼電器Y1接通，接觸器接通，接觸器KM 3 得電吸合，得電吸合，接著接著Y0接通，接觸器接通，接觸器KM1得得電吸合，電動機在電吸合，電動機在Y形接線方形接線方式下起動；式下起動； 同時定時器同時定時器T 0 開始計時，延開始計時，延時時8秒后秒后T 0 動作動作,使使Y1斷開，斷開，Y1斷開后，斷開后，KM 3 失電，互鎖失電，互鎖解除，使輸出繼電器解除，使輸出繼電器Y2接通，接通，接觸器接觸器KM2得電，電動機在得電，電動機在形接線方式下運行。形

12、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 19 MCR N0 21 END (b) 指令表 實驗 實驗一：搶答器實驗（第實驗一：搶答器實驗（第10周）周） 實驗二：電機實驗二：電機Y-啟動實驗啟動實驗 （第（第11周）周）梯形圖設計法：1、經驗設計法2、繼電器電路圖設計法1、經驗設計法 在PLC發(fā)展初期，沿用了設計繼電器電路圖

13、的方法來設計梯形圖，在一些典型電路基礎上，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。 有時需多次反復地調試和修改梯形圖，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果。 經驗設計法沒有普遍的規(guī)律可遵循，具有很大的試探性和隨意性，結果不是惟一的，設計所用的時間、設計的質量與設計者的經驗有很大關系。 用于較簡單的梯形圖設計。例1：送料小車自動控制系統(tǒng)的梯形圖設計控制要求：送料小車在限位開關X4處裝料，10s后裝料結束,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

14、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)，用兩個限位開關對應的X4，X3常開觸點分別接通裝料、卸料電磁閥和相應的定時器， 設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，X4常閉觸點為斷開（OFF），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X4后，X4變?yōu)镺FF狀態(tài)，Y2，T0失電，停止裝料，T0復位； 右行和卸料過程基本相

15、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。NOTE：應設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小車第一次碰到小車第一次碰到X5，碰到，碰到X3時都應停止右行，將時都應停止右行，將X5，X3常常閉觸點與閉觸點與Y0線圈串聯(lián)；線圈串聯(lián)；X5觸點并聯(lián)了中間環(huán)節(jié)觸點并聯(lián)了中間環(huán)節(jié)M100的觸點，使的觸點，使X5停止右行的作用停止右行的作用受到受到M100的約束，的約束，M100作記作記憶元件，只在

16、小車第二次右行憶元件，只在小車第二次右行經過經過X5時有用；時有用；利用起保停電路控制利用起保停電路控制M100，其起動條件是其起動條件是X5，停止條件是，停止條件是X3，（在虛線行程內為，（在虛線行程內為1狀態(tài)）狀態(tài)）將將X3，X5的觸點并聯(lián)后驅動的觸點并聯(lián)后驅動Y3，T1； 調試中，發(fā)現(xiàn)小車從調試中，發(fā)現(xiàn)小車從X3開始左行，經開始左行，經X5時時M100也被置位，使小車下一也被置位，使小車下一次右行到次右行到X5時也無法停時也無法停止運行，則在止運行，則在M100起動起動電路中串入電路中串入Y1常閉觸點；常閉觸點； 還有，小車往返經過還有，小車往返經過X5時，雖不會停止運動，時，雖不會停止

17、運動，但出現(xiàn)短暫的卸料動作，但出現(xiàn)短暫的卸料動作，將將Y1，Y0的常閉觸點與的常閉觸點與Y3線圈串聯(lián)；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統(tǒng)停止工作，如何解決該問題？2、根據(jù)繼電器電路圖設計梯形圖的方法 為了便于工廠電氣技術員和電工使用，采用梯形圖語言編程； 當用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計梯形圖顯然是一條捷徑； 老繼電器控制系統(tǒng)經過長期使用和驗證，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，但操作習慣未變，減少硬件

18、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“中間繼電器”，分析時，將梯形圖中X元件的觸點想象成對應的外部輸入器件的觸點，Y元件的線圈想象成對應的外部負載的線圈；外部負載的線圈除了受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某臥式鏜床的繼電器控制電路圖；制電路圖；主軸電機是雙主軸電機是雙速異步電動機，速異步電動機，中間繼電中間繼電器器ZZJ、ZFJ控制主軸電控制主軸電機的起動和停止，接觸器機的起動和停止，接觸器ZZC，ZFC控制

19、主軸電機控制主軸電機的正反轉，接觸器的正反轉，接觸器1DSC，2DSC和時間繼電器和時間繼電器SJ控控制主軸電機的變速，接觸制主軸電機的變速，接觸器器ZDC用來短接串在定子用來短接串在定子回路的制動電阻。回路的制動電阻。1JPK，2JPK和和1ZPK，2ZPK是是變速操縱盤上的限位開關，變速操縱盤上的限位開關，1HKK，2HKK是主軸進是主軸進刀與工作臺移動互鎖限位刀與工作臺移動互鎖限位開關。開關。M200，M201，T0分別對應ZZJ，ZFJ，SJ。 注意事項：（1）遵守梯形圖語言中的語法規(guī)定；（2）適當設置中間單元（3）盡量減少PLC的輸入輸出信號（4）異步電動機正反轉的外部聯(lián)鎖電路（5）外部負載的額定電壓（R，S輸出模塊最高只能驅動UN=220VAC的負載，若原系統(tǒng)KM線圈為380V，應改用220V的。）作