1、 PLC綜合應用技術綜合應用技術 童克波童克波 項目項目3 PLC對電動機負載的控制對電動機負載的控制任務任務4 PLC如何實現(xiàn)對多臺電動機的控制如何實現(xiàn)對多臺電動機的控制 任務引入任務引入 PLC功能強大，適合對多負載進行控制。例如三級皮帶傳輸系統(tǒng)中，功能強大，適合對多負載進行控制。例如三級皮帶傳輸系統(tǒng)中，對三臺電動機實行順序啟動，反序停止的控制。液料攪拌系統(tǒng)中，對混合對三臺電動機實行順序啟動，反序停止的控制。液料攪拌系統(tǒng)中，對混合液料進行攪拌、加熱及散熱的控制等都涉及到了多負載的控制。如何根據(jù)液料進行攪拌、加熱及散熱的控制等都涉及到了多負載的控制。如何根據(jù)要求對多負載實施控制，是本節(jié)要完成

2、的任務。要求對多負載實施控制，是本節(jié)要完成的任務。要完成該任務，必須具備以下知識：要完成該任務，必須具備以下知識：1掌握指令掌握指令SET、RST的用法。的用法。2掌握計數(shù)器掌握計數(shù)器C的結構和工作原理。的結構和工作原理。3能畫出計數(shù)器的動作波形。能畫出計數(shù)器的動作波形。 4能熟練使用定時器、計數(shù)器。能熟練使用定時器、計數(shù)器。 任務分析任務分析1置位指令置位指令SET 、復位指令、復位指令RSTl 指令說明指令說明 SET：置位指令，使元件動作保持。：置位指令，使元件動作保持。 RST：復位指令，使元件復位或清零。：復位指令，使元件復位或清零。 SET/RST指令的使用如圖指令的使用如圖3-3

3、6所示。當所示。當X0接通時，接通時，Y0的線圈被驅(qū)動置位的線圈被驅(qū)動置位成成ON狀態(tài)，即使狀態(tài)，即使X0斷開，斷開，Y0的狀態(tài)也依然保持的狀態(tài)也依然保持ON，如要使，如要使Y0的狀態(tài)變?yōu)榈臓顟B(tài)變?yōu)镺FF，則必須使，則必須使X1接通，當接通，當X1一接通，復位指令一接通，復位指令RST立刻將元件立刻將元件Y0的狀態(tài)復的狀態(tài)復位，位，Y0從從ON狀態(tài)變?yōu)闋顟B(tài)變?yōu)镺FF狀態(tài)。圖狀態(tài)。圖3-36（b）時序圖表明了）時序圖表明了SET/RST指令的指令的動作過程。動作過程。 相關知識相關知識 (a) 梯形圖梯形圖 (b) 時序圖時序圖圖圖3-36 SET/RST指令的用法指令的用法l 指令格式指令格式

4、 SET、RST指令助記符及功能如表指令助記符及功能如表3-6所示。所示。 表表3-6 SET、RST指令助記符及功能表指令助記符及功能表 相關知識相關知識助記符、名稱助記符、名稱功功 能能回路表示和可用操作元件回路表示和可用操作元件程序步長程序步長SET SET 置位置位動作保持動作保持Y，M：1S S，特，特M：2RST RST 復位復位消除元件動作保持或使元件消除元件動作保持或使元件T T、C C及寄存器當前值清零及寄存器當前值清零D，V，Z，特，特D：3,T，C：2 SET、RST指令可以多次使用，其順序沒有限制。指令可以多次使用，其順序沒有限制。 RST指令還可以使數(shù)據(jù)寄存器（指令還

5、可以使數(shù)據(jù)寄存器（D）、變址寄存器（）、變址寄存器（V、Z）的內(nèi)容清零。）的內(nèi)容清零。此外積算定時器此外積算定時器T246T255的當前值的清零和觸點的復位也可以使用的當前值的清零和觸點的復位也可以使用RST指指令，計數(shù)器令，計數(shù)器C的當前值清零和觸點的復位也可以使用的當前值清零和觸點的復位也可以使用RST指令。指令。 相關知識相關知識 l 計數(shù)器計數(shù)器C的結構的結構 作用：在程序中對作用：在程序中對PLC內(nèi)部信號、內(nèi)部信號、M、等元件的信號計數(shù)。、等元件的信號計數(shù)。 結構：線圈，符號：結構：線圈，符號： 或或 常開觸點，符號：常開觸點，符號： 常閉觸點，符號：常閉觸點，符號： 元件編號：按十

6、進制編號。元件編號：按十進制編號。 K：表示十進制數(shù)。：表示十進制數(shù)。 5：表示計數(shù)器要計的次數(shù)為：表示計數(shù)器要計的次數(shù)為5次。次。 計數(shù)器的動作原理：當計數(shù)器的線圈得電，計數(shù)器計數(shù)一次，然后計數(shù)計數(shù)器的動作原理：當計數(shù)器的線圈得電，計數(shù)器計數(shù)一次，然后計數(shù)器的線圈失電，線圈再得電，計數(shù)器計數(shù)第二次，器的線圈失電，線圈再得電，計數(shù)器計數(shù)第二次，。當計數(shù)器的當前值。當計數(shù)器的當前值等于設定值時，計數(shù)器的常開觸點閉合，常閉觸點斷開。此時即使計數(shù)器的等于設定值時，計數(shù)器的常開觸點閉合，常閉觸點斷開。此時即使計數(shù)器的線圈失電，計數(shù)器的當前值也不清零。只有使用復位指令線圈失電，計數(shù)器的當前值也不清零。只

7、有使用復位指令RST對計數(shù)器線圈對計數(shù)器線圈的當前值清零，才能使其常開觸點斷開，常閉觸點閉合。的當前值清零，才能使其常開觸點斷開，常閉觸點閉合。 計數(shù)器計數(shù)在信號的上升沿計數(shù)。所以計數(shù)器計數(shù)與信號的持續(xù)時間長計數(shù)器計數(shù)在信號的上升沿計數(shù)。所以計數(shù)器計數(shù)與信號的持續(xù)時間長短沒有關系。短沒有關系。 2計數(shù)器（計數(shù)器（C）（字、）（字、bit） 相關知識相關知識l 計數(shù)器分類計數(shù)器分類 內(nèi)部計數(shù)器用來對內(nèi)部計數(shù)器用來對PLC內(nèi)部信號、內(nèi)部信號、M、等計數(shù)，屬低速計數(shù)器。內(nèi)、等計數(shù)，屬低速計數(shù)器。內(nèi)部計數(shù)器輸入信號接通或斷開的持續(xù)時間應大于可編程控制器的掃描周期。部計數(shù)器輸入信號接通或斷開的持續(xù)時間應

8、大于可編程控制器的掃描周期。 1）16位加計數(shù)器位加計數(shù)器 16位加計數(shù)器的設定值為位加計數(shù)器的設定值為132767，其中，其中C0C99為通用型，為通用型，C100C199為斷電保持型。為斷電保持型。 如圖如圖3-37給出了加計數(shù)器的工作過程，圖中給出了加計數(shù)器的工作過程，圖中X10的常開觸點接通后，的常開觸點接通后，C0被復被復位，它對應的位存儲單元被置位，它對應的位存儲單元被置0，它的常開觸點斷開，常閉觸點接通，同時其計，它的常開觸點斷開，常閉觸點接通，同時其計數(shù)當前值被置為數(shù)當前值被置為0。X11用來提供計數(shù)輸入信號，當計數(shù)器的復位輸入電路斷開，用來提供計數(shù)輸入信號，當計數(shù)器的復位輸入

9、電路斷開，計數(shù)輸入電路由斷開變?yōu)榻油ǎ从嫈?shù)脈沖的上升沿）時，計數(shù)器的當前值加計數(shù)輸入電路由斷開變?yōu)榻油ǎ从嫈?shù)脈沖的上升沿）時，計數(shù)器的當前值加1。在在9個計數(shù)脈沖之后，個計數(shù)脈沖之后，C0的當前值等于設定值的當前值等于設定值9，它對應的位存儲單元的內(nèi)容被置，它對應的位存儲單元的內(nèi)容被置1，其常開觸點接通常閉觸點斷開。再來計數(shù)脈沖時當前值不變，直到復位輸，其常開觸點接通常閉觸點斷開。再來計數(shù)脈沖時當前值不變，直到復位輸入電路接通，計數(shù)器的當前值被置為入電路接通，計數(shù)器的當前值被置為0。 除了可由常數(shù)除了可由常數(shù)K來設定計數(shù)器的設定值外，還可以通過指定數(shù)據(jù)寄存器來設來設定計數(shù)器的設定值外，還可

10、以通過指定數(shù)據(jù)寄存器來設定，這時設定值等于指定的數(shù)據(jù)寄存器中的數(shù)。定，這時設定值等于指定的數(shù)據(jù)寄存器中的數(shù)。 相關知識相關知識圖圖3-37 16位加計數(shù)器的工作過程位加計數(shù)器的工作過程 圖圖3-38 加加/減計數(shù)器減計數(shù)器 2）32位加減計數(shù)器位加減計數(shù)器 32位加減計數(shù)器的設定值為位加減計數(shù)器的設定值為21474836482147483647，其中，其中C200C219（共（共20點）為通用型，點）為通用型，C220C234（共（共15點）為斷電保持型。點）為斷電保持型。 32位加減計數(shù)器位加減計數(shù)器C200C234的加減計數(shù)方式由特殊輔助繼電器的加減計數(shù)方式由特殊輔助繼電器M8200M82

11、34設定，對應的特殊輔助繼電器為設定，對應的特殊輔助繼電器為ON時，為減計數(shù)；反之為加計數(shù)。時，為減計數(shù)；反之為加計數(shù)。 計數(shù)器的設定值除了可由常數(shù)計數(shù)器的設定值除了可由常數(shù)K設定外，還可以通過指定數(shù)據(jù)寄存器來設定，設定外，還可以通過指定數(shù)據(jù)寄存器來設定，32位設定值存放在元件號相連的兩個數(shù)據(jù)寄存器中。如果指定的是位設定值存放在元件號相連的兩個數(shù)據(jù)寄存器中。如果指定的是D0，則設定值，則設定值存放在存放在D1和和D0中。中。32位加減計數(shù)器的設定值可正可負。圖位加減計數(shù)器的設定值可正可負。圖3-38中中C200的設定的設定值為值為5，在加計數(shù)時，若計數(shù)器的當前值由，在加計數(shù)時，若計數(shù)器的當前值

12、由4變變5，計數(shù)器的輸出觸點，計數(shù)器的輸出觸點ON，當前值，當前值5時，輸出觸點仍為時，輸出觸點仍為ON。當前值由。當前值由5變變4時，輸出觸點時，輸出觸點OFF，當前值，當前值4時，輸出觸時，輸出觸點仍為點仍為OFF。 復位輸入復位輸入X13的常開觸點接通時，的常開觸點接通時，C200被復位，其常開觸點斷開，常閉觸點被復位，其常開觸點斷開，常閉觸點接通，當前值被置為接通，當前值被置為0。如果使用斷電保持計數(shù)器，在電源中斷時，計數(shù)器停止計。如果使用斷電保持計數(shù)器，在電源中斷時，計數(shù)器停止計數(shù)，并保持計數(shù)當前值不變，電源再次接通后在當前值的基礎上繼續(xù)計數(shù)，因此數(shù)，并保持計數(shù)當前值不變，電源再次接

13、通后在當前值的基礎上繼續(xù)計數(shù)，因此斷電保持計數(shù)器可累計計數(shù)。斷電保持計數(shù)器可累計計數(shù)。 相關知識相關知識21tt 相關知識相關知識3定時器、計數(shù)器的應用定時器、計數(shù)器的應用l 延時程序延時程序 定時器延時時間短，如果要求延時時間超過定時器的延時范圍（一個定定時器延時時間短，如果要求延時時間超過定時器的延時范圍（一個定時器延時的最長時間為時器延時的最長時間為3276.7S），此時可以使用定時器加計數(shù)器的方式進），此時可以使用定時器加計數(shù)器的方式進行計時。行計時。 例如要求例如要求Y10在帶電在帶電2小時后停止，其梯形圖、時序圖如圖小時后停止，其梯形圖、時序圖如圖3-39所示。所示。 相關知識相關

14、知識 (a) 梯形圖梯形圖 （b）時序圖）時序圖圖圖 3-39 延時程序延時程序 當啟動輸入信號當啟動輸入信號X0后，后，M100線圈得電，通過自身的常線圈得電，通過自身的常開觸點形成自鎖，開觸點形成自鎖，M100常開觸點閉合，輸出繼電器常開觸點閉合，輸出繼電器Y10線線圈得電，同時定時器圈得電，同時定時器T10計時開始，假設計時開始，假設PLC經(jīng)過經(jīng)過N個掃描個掃描周期，周期，T10計時到計時到30分鐘（即分鐘（即K=18000），此時定時器），此時定時器T10的常開觸點閉合，計數(shù)器的常開觸點閉合，計數(shù)器C10的線圈得電，計數(shù)器計數(shù)一的線圈得電，計數(shù)器計數(shù)一次。次。 也就是計數(shù)器計數(shù)一次為也

15、就是計數(shù)器計數(shù)一次為30分鐘時間。分鐘時間。4次就是次就是2小時。小時。l 控制要求控制要求 1）某傳輸系統(tǒng)如圖）某傳輸系統(tǒng)如圖3-40所示。使用三級皮帶傳輸，每條皮帶使用一臺電動機進行控所示。使用三級皮帶傳輸，每條皮帶使用一臺電動機進行控制，共用三臺電動機。制，共用三臺電動機。2）啟動皮帶傳輸系統(tǒng)時，第一臺電動機）啟動皮帶傳輸系統(tǒng)時，第一臺電動機M1先啟動運行，先啟動運行，5秒后，第二臺電動機秒后，第二臺電動機M2啟啟動運行，動運行，5秒后，第三臺電動機秒后，第三臺電動機M3啟動運行。當?shù)谌龡l皮帶運行啟動運行。當?shù)谌龡l皮帶運行1分鐘后，三臺電分鐘后，三臺電動機按與啟動相反的順序間隔動機按與啟

16、動相反的順序間隔5秒依次停止。系統(tǒng)完成第一個周期的運行。間隔秒依次停止。系統(tǒng)完成第一個周期的運行。間隔2分鐘后，系統(tǒng)重復上述過程，完成第二個周期的運行。如此完成分鐘后，系統(tǒng)重復上述過程，完成第二個周期的運行。如此完成5個周期后，系統(tǒng)個周期后，系統(tǒng)自動停止。自動停止。3）按停止按鈕，可隨時停止皮帶傳輸系統(tǒng)運行。）按停止按鈕，可隨時停止皮帶傳輸系統(tǒng)運行。4）皮帶傳輸系統(tǒng)運行時，如果有一臺電動機過載，系統(tǒng)自動停止。）皮帶傳輸系統(tǒng)運行時，如果有一臺電動機過載，系統(tǒng)自動停止。5）如果要調(diào)整皮帶上的物料，此時可單獨運行控制該皮帶的電動機。）如果要調(diào)整皮帶上的物料，此時可單獨運行控制該皮帶的電動機。6）皮帶

17、調(diào)整運行與整個系統(tǒng)傳輸運行不能同時進行。）皮帶調(diào)整運行與整個系統(tǒng)傳輸運行不能同時進行。 任務實施任務實施用用PLC實現(xiàn)對三級皮帶傳輸系統(tǒng)的控制實現(xiàn)對三級皮帶傳輸系統(tǒng)的控制 任務實施任務實施圖圖3-40 三級皮帶傳輸系統(tǒng)示意圖三級皮帶傳輸系統(tǒng)示意圖l 講解要達到的目的講解要達到的目的 1）熟練掌握定時器、計數(shù)器的應用。）熟練掌握定時器、計數(shù)器的應用。 2）嘗試掌握復雜程序的編寫方法。）嘗試掌握復雜程序的編寫方法。l 控制要求分析控制要求分析 三級皮帶控制系統(tǒng)的核心其實是三臺電動機的順序啟動、反序停止，循環(huán)三級皮帶控制系統(tǒng)的核心其實是三臺電動機的順序啟動、反序停止，循環(huán)5次的控制程序。皮帶單獨調(diào)整

18、時，是電動機點動控制程序。次的控制程序。皮帶單獨調(diào)整時，是電動機點動控制程序。 任務實施任務實施用用PLC實現(xiàn)對三級皮帶傳輸系統(tǒng)的控制實現(xiàn)對三級皮帶傳輸系統(tǒng)的控制 任務實施任務實施l 實訓設備實訓設備FX2N64MR 一臺。一臺。電路控制板（由空氣開關、交流接觸器、熱繼電器、熔斷器組成）電路控制板（由空氣開關、交流接觸器、熱繼電器、熔斷器組成） 一塊。一塊。 05KW 4極三相異步電動機極三相異步電動機 三臺。三臺。 任務實施任務實施l 設計步驟設計步驟 1）I/O信號分配信號分配 輸入輸出信號分配如表輸入輸出信號分配如表3-7所示。所示。表表3-7 輸入輸出信號分配表輸入輸出信號分配表輸輸

19、入（入（I I）輸輸 出（出（O O）元件元件功能功能信號地址信號地址元件元件功能功能信號地址信號地址按鈕按鈕SB1SB1三臺電機順序控制啟動信號三臺電機順序控制啟動信號X0KM1控制電機控制電機M1運行運行Y0按鈕按鈕SB2SB2三臺電機順序控制停止信號三臺電機順序控制停止信號X1KM2控制電機控制電機M2運行運行Y1FR1FR1M1過載保護信號過載保護信號X2KM3控制電機控制電機M3運行運行Y2FR2FR2M2過載保護信號過載保護信號X3FR3FR3M3過載保護信號過載保護信號X4按鈕按鈕SB3SB3M1調(diào)整信號調(diào)整信號X5按鈕按鈕SB4SB4M2調(diào)整信號調(diào)整信號X6按鈕按鈕SB5SB5

20、M3調(diào)整信號調(diào)整信號X7 任務實施任務實施2）可編程控制器的外部接線圖如圖）可編程控制器的外部接線圖如圖3-41所示所示圖圖3-41 三級皮帶傳輸系統(tǒng)控制接線圖三級皮帶傳輸系統(tǒng)控制接線圖 3）梯形圖如圖）梯形圖如圖3-42所示所示 任務實施任務實施圖圖3-42 三級皮帶傳輸系統(tǒng)控制梯形圖、指令表三級皮帶傳輸系統(tǒng)控制梯形圖、指令表l 程序講解程序講解 1）圖）圖3-42所示梯形圖實際由兩部分組成：一部分是由所示梯形圖實際由兩部分組成：一部分是由M0控制的電機順序控制的電機順序啟動，循環(huán)啟動，循環(huán)5次的程序；另一部分是三臺電動機調(diào)整皮帶的程序。次的程序；另一部分是三臺電動機調(diào)整皮帶的程序。 2）第

21、一部分程序中，第一段程序控制）第一部分程序中，第一段程序控制M0的線圈，為控制三臺電動機順序的線圈，為控制三臺電動機順序啟動的總開關，當有停止信號、過載信號、電動機調(diào)整信號時，啟動的總開關，當有停止信號、過載信號、電動機調(diào)整信號時，M0線圈都失電，線圈都失電，三臺電動機順序啟動的程序不能執(zhí)行。三臺電動機順序啟動的程序不能執(zhí)行。 3）第二段程序控制）第二段程序控制M1的線圈。的線圈。M1在順序啟動程序中，相當于循環(huán)開關。在順序啟動程序中，相當于循環(huán)開關。其得電與失電由定時器其得電與失電由定時器T5的常閉觸點控制。當整個順序啟動程序運行一遍結束，的常閉觸點控制。當整個順序啟動程序運行一遍結束，定時

22、器定時器T5延時時間到，其常閉觸點斷開，使延時時間到，其常閉觸點斷開，使M1的線圈失電，則的線圈失電，則M1控制的元件控制的元件線圈都失電，定時器線圈都失電，定時器T5線圈也失電。進入下一個掃描周期后，線圈也失電。進入下一個掃描周期后，T5的常閉觸點又的常閉觸點又閉合，使閉合，使M1的線圈再次得電，程序進入下一遍運行。的線圈再次得電，程序進入下一遍運行。 4）順序啟動程序與皮帶調(diào)整程序?qū)嵭谢ユi控制。當順序啟動程序運行時，）順序啟動程序與皮帶調(diào)整程序?qū)嵭谢ユi控制。當順序啟動程序運行時，其常閉觸點將其常閉觸點將M2、M3、M4的線圈回路斷開，使其不可能得電而進行皮帶調(diào)整。的線圈回路斷開，使其不可能得電而進行皮帶調(diào)整。同樣，當進行皮帶調(diào)整時，同樣，當進行皮帶調(diào)整