梯形圖基本電路剖析實(shí)用教案

1、1、起動(dòng)、保持(boch)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)(du )觸點(diǎn)組成的串、并聯(lián)電路提供。第1頁(yè)/共29頁(yè)第一頁(yè)，共29頁(yè)。2、三相(sn xin)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(sn xin)電源相序，改變電機(jī)轉(zhuǎn)向。

2、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)。第2頁(yè)/共29頁(yè)第二頁(yè)，共29頁(yè)。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(zhji)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(yuy)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、第3頁(yè)/共29頁(yè)第三頁(yè)，共29頁(yè)。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(ji tn)/斷開電路第4頁(yè)/共29頁(yè)第四頁(yè)，共29頁(yè)。定時(shí)器范圍(fnwi)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(jil)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

4、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)第5頁(yè)/共29頁(yè)第五頁(yè)，共29頁(yè)。閃爍(shn shu)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(kish)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。第6頁(yè)/共29頁(yè)第六頁(yè)，共29頁(yè)。延時(shí)接通/斷開(dun ki)電路X0控制Y1，X0的常開觸點(diǎn)(ch

5、din)接通后，T0開始定時(shí)，9s后T0常開觸點(diǎn)(ch din)接通，Y1變?yōu)镺N，X0為ON時(shí)其常閉觸點(diǎn)(ch din)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)(ch din)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。第7頁(yè)/共29頁(yè)第七頁(yè)，共29頁(yè)。搶答器第8頁(yè)/共29頁(yè)第八頁(yè)，共29頁(yè)。第9頁(yè)/共29頁(yè)第九頁(yè)，共29頁(yè)。第10頁(yè)/共29頁(yè)第十頁(yè)，共29頁(yè)。第11頁(yè)/共29頁(yè)第十一頁(yè)，共29頁(yè)。異步電動(dòng)機(jī)Y/啟動(dòng)(qdng)控制 問(wèn)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)

6、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(zhngchng)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。 第12頁(yè)/共29頁(yè)第十二頁(yè)，共29頁(yè)。異步電動(dòng)機(jī)Y/降壓(jin y)起動(dòng)控制電路 第13頁(yè)/共29頁(yè)第十三頁(yè)，共29頁(yè)。 它是根據(jù)起動(dòng)過(guò)程中的時(shí)間變化，利用(lyng)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KM 1 及KM 3 接通時(shí)，電動(dòng)機(jī)Y形起動(dòng)。當(dāng)接觸器KM 1

7、 及KM 2 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: 第14頁(yè)/共29頁(yè)第十四頁(yè)，共29頁(yè)。第15頁(yè)/共29頁(yè)第十五頁(yè)，共29頁(yè)。 線路中 KM 2 和KM 3 的常閉觸點(diǎn)(ch din)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)(qdng)控制 第16頁(yè)/共29頁(yè)第十六頁(yè)，共29頁(yè)。二、硬件(yn jin)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(qzhng)，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)，

8、KM 1 為主電源接觸器，KM 2 為形運(yùn)行接觸器，KM 3 為Y形起動(dòng)接觸器。 第17頁(yè)/共29頁(yè)第十七頁(yè)，共29頁(yè)。二、軟件設(shè)計(jì)工作過(guò)程分析如下：按下啟動(dòng)按鈕 SB 2 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(shch)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(dòng)機(jī)在Y形接線方式下起動(dòng)；同時(shí)定時(shí)器T 0 開始計(jì)時(shí)，延時(shí)8秒后T 0 動(dòng)作,使Y1斷開，Y1斷開后，KM 3 失電，互鎖解除，使輸出(shch)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。第18頁(yè)/共29頁(yè)第十八頁(yè)，共29頁(yè)。 0 LD

9、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 第19頁(yè)/共29頁(yè)第十九頁(yè)，共29頁(yè)。實(shí)驗(yàn)(shyn) 實(shí)驗(yàn)一：搶答器實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)二：電機(jī)(dinj)Y-啟動(dòng)實(shí)驗(yàn)第20頁(yè)/共29頁(yè)第二十頁(yè)，共29頁(yè)。梯形圖設(shè)計(jì)(shj)法：1、經(jīng)驗(yàn)(jngyn)設(shè)計(jì)法2、繼電器電路圖設(shè)計(jì)法第21頁(yè)/共29頁(yè)第二十一頁(yè)，共29頁(yè)。

10、1、經(jīng)驗(yàn)(jngyn)設(shè)計(jì)法 在PLC發(fā)展初期(chq)，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(méi)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)。第22頁(yè)/共29頁(yè)第二十二頁(yè)，共29頁(yè)。例1：送料小車(xioch)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

11、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)(yn li)起動(dòng)小車右行和左行。第23頁(yè)/共29頁(yè)第二十三頁(yè)，共29頁(yè)。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)(lin )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，第24頁(yè)/共29頁(yè)第二十四頁(yè)，共29頁(yè)。 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(dun ki)（O

12、FF），使Y1斷開(dun ki)，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。第25頁(yè)/共29頁(yè)第二十五頁(yè)，共29頁(yè)。2、根據(jù)(gnj)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)

13、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(méi)改變系統(tǒng)原來(lái)的外部(wib)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。第26頁(yè)/共29頁(yè)第二十六頁(yè)，共29頁(yè)。 基本方法： 將PLC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“中間繼電器”， 分析時(shí)，將梯形圖中X元件的觸點(diǎn)想象(xingxing)成對(duì)應(yīng)的外部輸入器件的觸點(diǎn)，Y元件的線圈想象(xingxing)成對(duì)應(yīng)的外部負(fù)載的線圈；外部負(fù)載的線圈除了受PLC