電氣控制與S7-1200 PLC應(yīng)用教程 課件 項(xiàng)目10：星三角降壓起動(dòng)PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、安裝與調(diào)試

項(xiàng)目十：星三角降壓啟動(dòng)PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝與調(diào)試前面我們學(xué)過用傳統(tǒng)繼電器接觸器控制方式來控制電動(dòng)機(jī)的星三角降壓啟動(dòng)，如果用PLC來控制，該如何實(shí)現(xiàn)？項(xiàng)目引入項(xiàng)目引入項(xiàng)目3：星三角降壓啟動(dòng)PLC控制電路的設(shè)計(jì)、安裝與調(diào)試

知識目標(biāo)能夠正確應(yīng)用定時(shí)器指令進(jìn)行程序設(shè)計(jì)；能夠正確分析星三角降壓啟動(dòng)PLC控制系統(tǒng)的工作原理。項(xiàng)目預(yù)期學(xué)習(xí)目標(biāo)

技能目標(biāo)能夠正確安裝星三角降壓啟動(dòng)PLC控制電路；能夠熟練利用TIA軟件對PLC程序進(jìn)行調(diào)試；能夠分析解決聯(lián)機(jī)調(diào)試過程中出現(xiàn)的問題；具備良好的團(tuán)隊(duì)合作、表達(dá)溝通能力。

素質(zhì)目標(biāo)文明、守時(shí)、安全、衛(wèi)生意識。任務(wù)1：PLC定時(shí)器指令認(rèn)知任務(wù)2：星三角降壓啟動(dòng)PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)任務(wù)3：星三角降壓啟動(dòng)PLC控制電路安裝與調(diào)試任務(wù)4：電動(dòng)機(jī)延時(shí)啟動(dòng)PLC控制電路設(shè)計(jì)任務(wù)驅(qū)動(dòng)一、定時(shí)器分類任務(wù)1PLC定時(shí)器認(rèn)知S7-1200PLC支持4種類型的功能塊型定時(shí)器和對應(yīng)的線圈型定時(shí)器，此外還包含更新設(shè)定值指令PT和復(fù)位定時(shí)器指令RT。1.功能塊型定時(shí)器的分類脈沖定時(shí)器（TP）接通延時(shí)定時(shí)器（TON）斷開延時(shí)定時(shí)器（TOF）保持型接通延時(shí)定時(shí)器（TONR）時(shí)間繼電器定時(shí)器二、定時(shí)器指令格式TP脈沖型

注釋：IN—使能輸入端，前接常開常閉觸點(diǎn)；PT是設(shè)定的時(shí)間值；Q是輸出端，ET當(dāng)前時(shí)間值；R是復(fù)位輸入端。TONR保持型通電延時(shí)型TOF斷電延時(shí)型TON通電延時(shí)型

與S7-200/300/400不同，S7-1200/1500采用的是滿足IEC61131-3標(biāo)準(zhǔn)的IEC（國際電工委員會(huì)）定時(shí)器。這種定時(shí)器的設(shè)定值和當(dāng)前值的數(shù)據(jù)都是存儲在制定的數(shù)據(jù)塊中，在創(chuàng)建IEC定時(shí)器時(shí)會(huì)自動(dòng)進(jìn)行數(shù)據(jù)塊的創(chuàng)建。IEC定時(shí)器本質(zhì)上是功能塊FB，使用時(shí)需要為其指定背景數(shù)據(jù)塊或數(shù)據(jù)類型為IEC_TIMER的數(shù)據(jù)庫變量（相當(dāng)于定時(shí)器的名字）。三、工作原理分析：（1）

脈沖定時(shí)器（TP）

使用脈沖定時(shí)器指令，可以產(chǎn)生預(yù)設(shè)時(shí)間間隔的脈沖。上電周期或首次掃描時(shí)，定時(shí)器當(dāng)前值和輸出端Q均為0。輸入端IN出現(xiàn)上升沿后，輸出端Q導(dǎo)通；同時(shí)啟動(dòng)定時(shí)器，當(dāng)前值ET由0增加，當(dāng)前值達(dá)到設(shè)定值PT時(shí)（定時(shí)時(shí)間到），輸出端Q斷開，即輸出端Q導(dǎo)通時(shí)間取決于設(shè)定值PT。程序仿真調(diào)試定時(shí)器有輸出端使用實(shí)例程序仿真調(diào)試定時(shí)器無輸出端使用實(shí)例三、工作原理分析：（2）接通延時(shí)定時(shí)器（TON）

使用接通延時(shí)定時(shí)器指令，可以將輸出端Q延遲指定時(shí)間后導(dǎo)通。上電周期或首次掃描時(shí)，定時(shí)器當(dāng)前值和輸出端Q均為0。輸入端IN由0變?yōu)?（出現(xiàn)上升沿），啟動(dòng)定時(shí)器，當(dāng)前值ET由0增加，當(dāng)前值達(dá)到設(shè)定值PT時(shí)（定時(shí)時(shí)間到），輸出端Q導(dǎo)通，即輸出端Q延遲導(dǎo)通時(shí)間取決于設(shè)定值PT。輸入端IN在任意時(shí)刻由1變?yōu)?時(shí)，定時(shí)器自動(dòng)復(fù)位，當(dāng)前值為0，輸出端Q斷開。程序仿真調(diào)試電氣原理圖工作原理對比分析：（3）斷開延時(shí)定時(shí)器(TOF)

使用斷開延時(shí)定時(shí)器指令，可以將輸出端Q延遲指定時(shí)間后斷開。上電周期或首次掃描時(shí)，定時(shí)器當(dāng)前值和輸出端Q均為0。輸入端IN由1變?yōu)?時(shí)，啟動(dòng)定時(shí)器，當(dāng)前值由0增加，當(dāng)前值達(dá)到設(shè)定值PT時(shí)，輸出端Q斷開，即輸出端Q延遲斷開時(shí)間取決于設(shè)定值PT。輸入端IN在任意時(shí)刻由0變?yōu)?時(shí)，定時(shí)器自動(dòng)復(fù)位，當(dāng)前值為0，輸出端Q導(dǎo)通。

使用保持型接通延時(shí)定時(shí)器指令，可以將輸出端Q延遲指定的有效時(shí)間后導(dǎo)通。上電周期或首次掃描時(shí)，定時(shí)器當(dāng)前值和輸出端Q均為上次掉電前狀態(tài)。輸入端IN由0變?yōu)?時(shí)，啟動(dòng)定時(shí)器，當(dāng)前值ET從上次的保持值繼續(xù)增加，當(dāng)前值達(dá)到設(shè)定值PT時(shí)，輸出端Q導(dǎo)通，即輸出端Q延遲導(dǎo)通的有效時(shí)間取決于設(shè)定值PT。輸入端IN由1變?yōu)?時(shí)，定時(shí)器停止計(jì)時(shí)并保持當(dāng)前值，待輸入端IN再次由0變?yōu)?時(shí)，當(dāng)前值繼續(xù)增加。（4）保持型接通延時(shí)定時(shí)器（TONR）

定時(shí)器PT和IN參數(shù)值變化TP定時(shí)器運(yùn)行期間，更改PT沒有任何影響。定時(shí)器運(yùn)行期間，更改IN沒有任何影響。TON定時(shí)器運(yùn)行期間，更改PT沒有任何影響。定時(shí)器運(yùn)行期間，將IN更改為FALSE會(huì)復(fù)位并停止定時(shí)器。TOF定時(shí)器運(yùn)行期間，更改PT沒有任何影響。定時(shí)器運(yùn)行期間，將IN更改為TRUE會(huì)復(fù)位并停止定時(shí)器。TONR定時(shí)器運(yùn)行期間更改PT沒有任何影響，但對定時(shí)器中斷后繼續(xù)運(yùn)行會(huì)有影響。定時(shí)器運(yùn)行期間將IN更改為FALSE會(huì)停止定時(shí)器但不會(huì)復(fù)位定時(shí)器。將IN改回TRUE將使定時(shí)器從累積的時(shí)間值開始定時(shí)。

采用線圈型的TONR定時(shí)器T1對Q0.1進(jìn)行延時(shí)控制，假設(shè)I0.0代表電動(dòng)機(jī)運(yùn)行信號，當(dāng)累積運(yùn)行5s后，定時(shí)時(shí)間到，定時(shí)器輸出T1.Q導(dǎo)通，Q0.1線圈得電。I0.1為復(fù)位信號，若I0.1閉合，將TONR定時(shí)器T1當(dāng)前值清0，定時(shí)器輸出T1.Q斷開，Q0.1線圈失電，為下次延時(shí)控制做好準(zhǔn)備。（5）線圈型定時(shí)器圖10-10線圈型定時(shí)器指令格式

對于同一類型的定時(shí)器，功能塊指令和線圈指令在原理上是完全一樣的，具體使用時(shí)有幾點(diǎn)細(xì)微區(qū)別：功能塊型定時(shí)器可以直接輸出Q或ET，程序中可以不必出現(xiàn)背景數(shù)據(jù)塊（或IEC_TIMER類型變量）中的Q或ET；而線圈型定時(shí)器必須首先自定義背景數(shù)據(jù)塊或IEC_TIMER類型變量，再調(diào)用輸出Q或ET。功能塊型定時(shí)器在使用時(shí)可以自動(dòng)生成背景數(shù)據(jù)塊，也可選擇手動(dòng)建立；而線圈型定時(shí)器只能手動(dòng)建立所需的背景數(shù)據(jù)塊。線圈型定時(shí)器放在邏輯塊中間時(shí)，不會(huì)影響邏輯塊的邏輯運(yùn)算結(jié)果，它將輸入端的邏輯運(yùn)算結(jié)果直接送給線圈的輸出端。（6）功能塊型定時(shí)器與線圈型定時(shí)器的區(qū)別定時(shí)器指令應(yīng)用實(shí)例1兩條運(yùn)輸帶順序相連，為避免運(yùn)送的物料在1號運(yùn)輸帶上堆積，按下啟動(dòng)按鈕I0.3，1號帶開始運(yùn)行，8s后2號帶自動(dòng)啟動(dòng)。停機(jī)的順序與啟動(dòng)的順序相反，按了停止按鈕I0.2后，先停2號帶，8s后停1號帶。Q1.1和Q0.6分別控制兩臺電動(dòng)機(jī)M1和M2。定時(shí)器指令應(yīng)用實(shí)例2酒店為實(shí)現(xiàn)節(jié)水，對馬桶沖水時(shí)間進(jìn)行控制?？刂埔螅寒?dāng)紅外傳感器持續(xù)感應(yīng)到有人3秒之后，啟動(dòng)并保持沖水4秒；當(dāng)感應(yīng)到人離開后，馬上沖水，5s后停止。試用3種定時(shí)器設(shè)計(jì)酒店衛(wèi)生間馬桶沖水控制電路。任務(wù)1：PLC定時(shí)器、堆棧指令認(rèn)知任務(wù)2：星三角降壓啟動(dòng)PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)任務(wù)3：星三角降壓啟動(dòng)PLC控制電路安裝與調(diào)試任務(wù)4：電動(dòng)機(jī)延時(shí)啟動(dòng)PLC控制電路設(shè)計(jì)任務(wù)2星三角降壓啟動(dòng)PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)（2）確定與分配輸入輸出信號連接的外部設(shè)備功能說明PLC點(diǎn)名稱SB1啟動(dòng)按鈕I0.0SB2停止按鈕I0.1FR過載保護(hù)I0.2KM（KM１）控制電機(jī)Q0.1KMY（KM2）Y接法Q0.2KMΔ（KM3）Δ接法Q0.3（1）分析工作原理（3）繪制PLC控制系統(tǒng)的外部接線圖1AC/DC/RLY型號PLCDC/DC/DC型號PLC（3）繪制PLC控制系統(tǒng)的外部接線圖2（4）編寫PLC梯形圖程序連接的外部設(shè)備功能說明PLC點(diǎn)名稱SB1啟動(dòng)按鈕I0.0SB2停止按鈕I0.1FR過載保護(hù)I0.2KM控制電機(jī)Q0.1KMYY接法Q0.2KMΔΔ接法Q0.3（5）仿真調(diào)試（5）仿真調(diào)試（6）工作原理分析按下啟動(dòng)按鈕SB1，程序段1中I0.0觸點(diǎn)閉合，Q0.1線圈接通并自鎖，程序段2中Q0.1觸點(diǎn)閉合，Q0.2線圈接通，通電延時(shí)定時(shí)器"T40"開始計(jì)時(shí)，Q0.3線圈因Q0.2聯(lián)鎖而斷開，硬件電路中KM1、KM2線圈得電，KM1、KM2主觸點(diǎn)閉合，電動(dòng)機(jī)接成Y型啟動(dòng)。當(dāng)通電延時(shí)定時(shí)器T40計(jì)時(shí)時(shí)間到時(shí)（此處是60s），程序段2中T40常閉觸點(diǎn)（“T40”.Q)斷開，Q0.2線圈失電，Q0.2常閉觸點(diǎn)恢復(fù)閉合，Q0.3線圈接通，硬件電路中KM2線圈失電，KM3線圈得電，KM3主觸點(diǎn)閉合，電動(dòng)機(jī)接成三角型正常運(yùn)行。當(dāng)按下停止按鈕SB2時(shí)，程序段1中I0.1觸點(diǎn)斷開，Q0.1線圈失電，程序段2中Q0.1觸點(diǎn)斷開，Q0.3線圈失電，硬件電路中KM1、KM3線圈失電，KM1、KM3主觸點(diǎn)斷開，電動(dòng)機(jī)停止。任務(wù)1：PLC定時(shí)器、堆棧指令認(rèn)知任務(wù)2：星三角降壓啟動(dòng)PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)任務(wù)3：星三角降壓啟動(dòng)PLC控制電路安裝與調(diào)試任務(wù)4：電動(dòng)機(jī)延時(shí)啟動(dòng)PLC控制電路設(shè)計(jì)操作步驟：（1）元器件選型及系統(tǒng)安裝接線；（2）編寫程序、編譯無誤；（3）仿真調(diào)試；（4）接通電源，下載程序；（5）聯(lián)機(jī)調(diào)試。任務(wù)3星三角降壓啟動(dòng)PLC控制系統(tǒng)安裝與調(diào)試任務(wù)1：PLC定時(shí)器、堆棧指令認(rèn)知任務(wù)2：星三角降壓啟動(dòng)PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)任務(wù)3：星三角降壓啟動(dòng)PLC控制電路安裝與調(diào)試任務(wù)4：電動(dòng)機(jī)延時(shí)啟動(dòng)PLC控制電路設(shè)計(jì)用低壓電器元件與S7-1200PLC完成三相交流異步電動(dòng)機(jī)延時(shí)啟動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝與調(diào)試任務(wù)。具體控制要求：當(dāng)按下啟動(dòng)按鈕時(shí)，電動(dòng)機(jī)延時(shí)10s后再啟動(dòng)；當(dāng)按下停止按鈕時(shí)，電動(dòng)機(jī)延時(shí)10s后再停止。要求設(shè)計(jì)其PLC控制電路，并編寫程序，然后進(jìn)行仿真模擬、硬件安裝調(diào)試等。任務(wù)4電動(dòng)機(jī)延時(shí)啟動(dòng)PLC控制電路設(shè)計(jì)1.四種定時(shí)器（TP、TON、TOF、TONR）的應(yīng)用；2.星三角降壓啟動(dòng)PLC控制系統(tǒng)的分析；3.星三角降壓啟動(dòng)PLC控制系統(tǒng)的聯(lián)機(jī)調(diào)試；4.