PLC原理及應(yīng)用(三菱機(jī)型)PLC參考資料 第五.六.七.八講 第4章 可編程控制器梯形圖程序設(shè)計(jì)方法

4教學(xué)目的：、熟練掌握可編程序控制器梯形圖2、熟練掌握可編程控制器繼電-接觸器控制與可編程控制轉(zhuǎn)換3、掌握可編程控制器梯形圖的經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法教學(xué)重點(diǎn)：掌握可編程控制器梯形圖的經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法教學(xué)難點(diǎn)：用可編程控制器梯形圖的經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法設(shè)計(jì)程序參考課時(shí)：講課8課時(shí)實(shí)驗(yàn)2課時(shí)說明：適當(dāng)?shù)卦黾优c現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化有關(guān)聯(lián)的事例第一講：PLC的有關(guān)知識(shí)和可編程序控制器的工作特點(diǎn)和以往的經(jīng)驗(yàn)。通過實(shí)例，提出PLC般的設(shè)計(jì)步驟，以及實(shí)際應(yīng)用時(shí)的注意事項(xiàng)。一.可編程控制器梯形圖可編程控制器梯形圖中的某些元件沿用了繼電器這一名稱，而是在軟件中使用的”狀態(tài)，則表示梯形圖中對(duì)應(yīng)編程元件的線圈“通電”狀態(tài)，或該編程元件ON（接通。如果該存儲(chǔ)單元為“O”狀態(tài)，對(duì)應(yīng)的編程元件的線圈和觸點(diǎn)的狀態(tài)與上述相反，稱該”狀態(tài)，或該編程元件斷開。梯形圖兩側(cè)的垂直公共線稱為公共母線busba的方式編。同時(shí)應(yīng)注意如下幾點(diǎn)：11、注意適當(dāng)?shù)木幊添樞蚩蓽p少程序步。串聯(lián)觸點(diǎn)多的電路應(yīng)盡量放在上部，例圖4-1。圖4-1梯形圖并聯(lián)觸點(diǎn)多的電路應(yīng)盡量靠近母線，例圖4-2。圖4-2梯形圖為重新安排不能編程電路。圖4-3重新安排不能編程的電路在消去垂直方向上的觸點(diǎn)的原則是，保證原有的通路，在電路圖4-3(a)中，有(1)→(2)、(3)→(5)→(2)、(3)→(4)、(1)→(5)→(4)四條通路拆開成4-3(b)圖。(4)不能將觸點(diǎn)畫在線圈的右邊，只能在觸點(diǎn)的右邊接線圈，如圖4-4多重輸出的接法，同時(shí)把觸點(diǎn)多的電路放在下面。2圖4-4多重輸出的接法二.繼電-接觸器控制與可編程控制轉(zhuǎn)換、I/O圖4-5三相異步電動(dòng)機(jī)△—Y接起動(dòng)控制電路圖SB2、KM、

為三個(gè)執(zhí)行元件。因此可編程控制器的輸入、輸出分配表為表表4-13

1 2 3類別類別元件PLC元件作用FRX0熱繼電器輸入SB1X1停止按鈕SB2X2起動(dòng)按鈕KM1Y1電機(jī)主接觸器輸出KM2Y2Y起動(dòng)接觸器KM3Y3△運(yùn)行接觸器圖4-6三相異步電動(dòng)機(jī)△—Y接起動(dòng)PLC外部接線圖2、梯形圖語言與繼電—接觸器區(qū)別與轉(zhuǎn)換其步驟如下：熟悉被控設(shè)備的工藝過程和機(jī)械的動(dòng)作情況，根據(jù)繼電路圖分析系統(tǒng)的工作過程。出繼電器的元件，畫出可編程控制器的外部接線圖。確定圖中的中間繼電器，時(shí)間繼電器對(duì)應(yīng)的梯形圖中的輔助繼電器和定時(shí)器的元件(2)(3)兩步建立了繼電器電路圖和梯形圖中的元器件一一對(duì)應(yīng)關(guān)系（在此有4根據(jù)上述的對(duì)應(yīng)關(guān)系，參照繼電—接觸器線路圖畫出圖4-（ａ。4圖4-7三角形改星形起動(dòng)控制梯形圖根據(jù)梯形圖的要求可適當(dāng)調(diào)整為圖，為了節(jié)省輸入點(diǎn)也可把熱繼電器FR4-8。這樣可節(jié)省一個(gè)輸入點(diǎn)X0。圖4-8改接后的PLC外部接線圖同時(shí)為了安全，在輸出電路外部接線中，用與注意事項(xiàng)：應(yīng)遵守梯形圖語言中的語法規(guī)定。根據(jù)原有的動(dòng)作要求適當(dāng)考慮設(shè)置中間單元。盡量減少可編程控制器的輸入信號(hào)與輸出信號(hào)。從安全可靠方面應(yīng)考慮適當(dāng)采用外部繼電器的觸點(diǎn)進(jìn)行互鎖。外部負(fù)載的額定電壓。5三可編程控制器梯形圖的經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法個(gè)較為滿意的結(jié)果。叫做經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法，它可用于較簡單的梯形圖的設(shè)計(jì)。例1.三相繞線式異步電動(dòng)機(jī)控制轉(zhuǎn)子電路串電阻起動(dòng)控制三相繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)之一是轉(zhuǎn)子回路可以通過滑環(huán)外串電阻來達(dá)到減小起電路?？刂埔髲膱D4-9繼電—接觸器控制轉(zhuǎn)子電路串電阻起動(dòng)控制線路中可知，起動(dòng)過程中有三節(jié)電RRR分別通過延時(shí)經(jīng)KMKM

依次斷開。在繼電—接觸器控制中使用了1 2 3 2 3 4三個(gè)通電延時(shí)時(shí)間繼電器。初始狀態(tài)。電動(dòng)機(jī)停機(jī)，KM1=KM2=KM3=KM4=OFF，SB1=SB2=OFF。啟動(dòng)操作。按下啟動(dòng)按鈕，電阻R1R2R3分別串接在轉(zhuǎn)子繞組中。按照時(shí)間t1、t2、t3要求分別依次把R1、R2R3切除達(dá)到完成起動(dòng)。6在起動(dòng)前要求保證R1、R2R3電阻一定要串接在電機(jī)的轉(zhuǎn)子電路中。6圖4-9時(shí)間原則控制轉(zhuǎn)子電路串電阻起動(dòng)控制電路PLC輸入、輸出的確定1 根據(jù)控制要求可知，SB、SB1 KM、KM、KM、KM為輸出端。1 2 3 4I/O

類別元件類別元件PLC元件作用輸入(I)輸出(O)SB1X1停止按鈕SB2X2起動(dòng)按鈕KM1Y1定子繞組主接觸器KM2Y2切斷第一節(jié)起動(dòng)電阻KM3Y3切斷第二節(jié)起動(dòng)電阻KM4Y4切斷第三節(jié)起動(dòng)電阻7PLCI/O接線圖7圖4-10 I/O接線圖設(shè)計(jì)對(duì)應(yīng)PLC。圖4-11 繞線式三相異步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)控制梯形圖第二講：例2.智力競賽搶答器顯示系統(tǒng)8參加競賽人數(shù)為兒童組、學(xué)生組、成人組，其中兒童二人，成人二人，學(xué)生為一人，主持人一人。8圖4-12搶答系統(tǒng)示意圖1．控制要求當(dāng)主持人按下SB0(。同時(shí)按下二個(gè)按鈕對(duì)應(yīng)的指示燈才亮。當(dāng)一個(gè)問題回答完畢，主持人按下SB1一切狀態(tài)回復(fù)。成年人一人違例搶答燈L3閃出現(xiàn)。當(dāng)搶答時(shí)間超過302．根據(jù)控制要求寫出輸入、輸出分配表4-3。3．根據(jù)控制要求，設(shè)計(jì)對(duì)應(yīng)的梯形圖。設(shè)計(jì)過程：首先把三盞搶答成功亮的燈LL、L對(duì)應(yīng)的YY

按照要求(2)接通，因此1 2 3 1 2 331有X11與X12為并聯(lián)，而X 、X32為串聯(lián)，因?yàn)閾尨鸬氖前粹o，因此分別加上自鎖。31因?yàn)橐谥鞒秩说腨0接通后才能搶答，增加一條X0接通Y0的電路。搶答開始后通）30秒無人搶答，鈴響，增加T0接通Y4(鈴。用X1常閉觸點(diǎn)復(fù)位，使所有狀態(tài)返回。1 2 一組人搶答成功后，其它組搶答無效，增加了Y、Y、Y1 2 類別元件PLC元件作用表類別元件PLC元件作用SB0X0搶答開始SB1X1返回原狀輸入 SB11X11兒童搶答SB12X12兒童搶答SB21X21學(xué)生搶答9SB31X31成人搶答SB32X32成人搶答L0Y0表示搶答已開始燈L1Y1兒童搶答成功燈輸出 L2Y2學(xué)生搶答成功燈L3Y3成人搶答成功燈鈴Y4搶答時(shí)間已過鈴10圖4-13智力競賽搶答顯示系統(tǒng)梯形圖1 Y4不能被T0Y4線圈電路中串入YY1 Y3常閉觸點(diǎn)。0 若在主持人沒有起動(dòng)X→Y0 T T T Y Y 該組燈閃爍。增加了振蕩電路 、，將此 常開觸點(diǎn)串入 、T T T Y Y 1 2 2 1 2 3用Y0短接。同時(shí)考慮違例搶答后，因按鈕保證在按鈕返回時(shí)違例燈閃不能熄，增加了M1、M2、M3記憶回路。4-13為對(duì)應(yīng)的梯形圖。例3.三相異步電動(dòng)機(jī)可逆行的反接制動(dòng)控制在三相異步電動(dòng)機(jī)中，當(dāng)要求快速準(zhǔn)確停機(jī)時(shí)往往采用反接制動(dòng)。此時(shí)因制動(dòng)電流大，之所接入制動(dòng)電阻。圖4-14三相異步電動(dòng)機(jī)可逆行的反接制動(dòng)控制的主接線。類別元件PLC元件作用表4-4 I類別元件PLC元件作用SB1X1停止SB2X2起動(dòng)正轉(zhuǎn)輸入SB3X3起動(dòng)反轉(zhuǎn)KS1X11正轉(zhuǎn)時(shí)動(dòng)作KS觸點(diǎn)KS2X12反轉(zhuǎn)時(shí)動(dòng)作KS觸點(diǎn)輸出KM1KM2Y1Y2電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)接觸器電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)接觸器11KM3KM3Y3短接電阻R接觸器1.控制要求1.控制要求電動(dòng)機(jī)正、反轉(zhuǎn)。電機(jī)中的電阻R中限流，也在起動(dòng)時(shí)限流。電動(dòng)機(jī)要求反接制動(dòng)。2.根據(jù)可逆行的反接制動(dòng)控4-4。采用經(jīng)驗(yàn)法設(shè)計(jì)梯形圖參考梯形圖如下：12從圖4-15從圖4-15可逆行反接制動(dòng)控制梯形圖可知，因采用了Y1、Y2（正、反轉(zhuǎn)接觸器對(duì)應(yīng)的輸出繼電器）的動(dòng)合觸點(diǎn)自鎖，因此當(dāng)電動(dòng)機(jī)停機(jī)時(shí)，需用手按到停止按鈕?？吹诫姍C(jī)基本停下后，手放開。雖然反接制動(dòng)電機(jī)停機(jī)的時(shí)間很可逆行反接制動(dòng)控制梯形圖，在原圖4-15(1)線圈Y1正轉(zhuǎn)與Y2反轉(zhuǎn)）(2)M1M2的動(dòng)合觸Y1、Y2Y1、Y2動(dòng)4-15梯形圖中的缺點(diǎn)。圖4-16可逆行反接制動(dòng)控制(2)第三講：例4.十字路口交通信號(hào)燈的控制13十字路口交通信號(hào)燈如下圖：13圖4-17 十字路口交通信號(hào)燈示意圖控制要求：十字路口交通信號(hào)燈規(guī)律如下表4-5所示：表4-5綠燈綠燈綠燈黃燈南北燈紅燈（Y5）Y1亮 閃3次 亮Y3方向時(shí)間(秒)553260綠燈黃燈東西方燈紅燈（Y6）綠燈閃Y2亮 Y4向時(shí)間(秒)605532控制要求60秒其間，南北方向的綠燈亮55秒，后閃3次，共32秒。完成了半個(gè)循環(huán)，再轉(zhuǎn)換成南北方向的紅燈亮60S，在此其間，東西方向的綠燈亮55秒，后閃三次，共3秒，然后綠燈滅，東西方向的黃燈亮2秒。完成一個(gè)周期，進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)。144-1814圖4-18交通燈的時(shí)序圖根據(jù)控制要求與時(shí)序圖，初步提出設(shè)計(jì)思路。6055583T1T2)。但需要用中間繼電器將之分辯（M0）綠燈閃爍需要振蕩器，采用T7T8，以便根據(jù)需要易調(diào)節(jié)閃爍的時(shí)間。4-6

類別元件類別元件PLC元件作用輸入開關(guān)X0起動(dòng)、停止交通燈KM1Y1南北方向綠燈KM3Y3南北方向黃燈輸出KM5KM2Y5Y2南北方向紅燈東西方向綠燈KM4Y4東西方向黃燈KM6Y6東西方向紅燈15交通燈的梯形圖。15圖4-19交通信號(hào)燈控制梯形圖第四講：不充內(nèi)容小 結(jié)本章介紹了可編程控制器梯形圖和繼電—接觸器控制與梯形圖之間的轉(zhuǎn)換。最后通過實(shí)例敘述了可編程控制器控制系統(tǒng)分析設(shè)計(jì)?；緝?nèi)容包括：明確設(shè)計(jì)任務(wù)和技術(shù)條件，也就是明確各項(xiàng)設(shè)計(jì)要求、約束條件及控制要求。明確輸入設(shè)備的類型（如控制按鈕、行程開關(guān)、傳感器等）型（如信號(hào)燈、接觸器、電磁閥等）和數(shù)量；寫出I/O分配表及繪制I/O接線圖。根據(jù)控制要求設(shè)計(jì)梯形圖，在設(shè)計(jì)過程中應(yīng)遵守梯形圖語言中的語法規(guī)定，適當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)完成后，經(jīng)過多次修改和調(diào)試。16習(xí) 題按下按鈕X04-20所示的時(shí)序變化設(shè)計(jì)出梯形圖。圖4-20題4-14-21所示的波形圖。圖4-21題4-23X0為“1X，小車按圖34-22順序運(yùn)動(dòng)，最后返回并停在初始位置，試設(shè)計(jì)對(duì)應(yīng)的PLC控制電路。要求：(1)寫出I/O分配表；17I/O接線圖；(3)PLC(4)PLC指令表。17圖4-22題4-3 圖4-23題4-43小車在初始位置時(shí)行程開關(guān)受壓。按下起動(dòng)按鈕X4-23運(yùn)動(dòng)，對(duì)應(yīng)每到一個(gè)停止位置需停留時(shí)間t4-23所示。試設(shè)計(jì)對(duì)應(yīng)PLC控制電路。3要求：(1)I/O(2)I/OPLC(4)PLC指令表。現(xiàn)有一雙速電動(dòng)機(jī)，試按下述要求設(shè)計(jì)PLC控制線路：停止。要求：完成I/O分配