1、【授課課次】15【基本課題】 項(xiàng)目十五 聯(lián)鎖報(bào)警控制【目的要求】1、利用PLC完成控制系統(tǒng)的聯(lián)鎖報(bào)警系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法。 2、掌握PLC基本指令及編程技巧。【教學(xué)重點(diǎn)】掌握PLC基本指令及編程技巧【教學(xué)難點(diǎn)】利用PLC完成聯(lián)鎖報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)【教學(xué)方法】項(xiàng)目教學(xué)、實(shí)驗(yàn) 【教學(xué)手段】多媒體教學(xué)、PLC實(shí)驗(yàn)裝置湖南水利水電職業(yè)技術(shù)學(xué)院Hunan Technical College of Water Resources and Hydro Power15.1 項(xiàng)目要求結(jié)合生產(chǎn)過程自動(dòng)化課程學(xué)習(xí)的內(nèi)容，利用PLC完成控制系統(tǒng)的聯(lián)鎖報(bào)警系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法。通過程序的編制，進(jìn)一步掌握PLC指令系統(tǒng)，掌握編程的基本方法

2、，總結(jié)編程技巧，提高編程速度與能力。湖南水利水電職業(yè)技術(shù)學(xué)院Hunan Technical College of Water Resources and Hydro Power項(xiàng)目十五 聯(lián)鎖報(bào)警控制項(xiàng)目十五 聯(lián)鎖報(bào)警控制15.2 項(xiàng)目所需設(shè)備、工具、材料最好能與學(xué)校自動(dòng)化系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)設(shè)備結(jié)合。在條件不具備的情況下，也可以采用模擬裝置替代，利用開關(guān)等代替?zhèn)鞲衅?。若采用開關(guān)代替?zhèn)鞲衅?，?xiàng)目所需設(shè)備與材料見表15-1。 表15-1 項(xiàng)目所需設(shè)備、工具材料名稱型號(hào)或規(guī)格數(shù)量名稱型號(hào)或規(guī)格數(shù)量可編程控制器FX2N-48MR1臺(tái)指示燈24V DC/0.5W一個(gè)按鈕4只連接導(dǎo)線若干開關(guān)（傳感器）2個(gè)電工工具一套

3、電笛24V1個(gè)項(xiàng)目十五 聯(lián)鎖報(bào)警控制15.3 相關(guān)知識(shí)本項(xiàng)目除要訓(xùn)練與掌握生產(chǎn)過程聯(lián)鎖報(bào)警的設(shè)置，將PLC與生產(chǎn)過程聯(lián)系起來，同時(shí)能夠通過項(xiàng)目訓(xùn)練掌握閃爍輸出的方法?？梢岳肍X2N系列PLC內(nèi)部特殊輔助繼電器、振蕩電路、特殊定時(shí)器指令以及交替輸出指令等方法實(shí)現(xiàn)。在FX2N系列PLC中，還有一個(gè)報(bào)警專用指令，在此也做簡(jiǎn)單介紹，以便開闊思路。湖南水利水電職業(yè)技術(shù)學(xué)院Hunan Technical College of Water Resources and Hydro Power項(xiàng)目十五 聯(lián)鎖報(bào)警控制K5K5T0T0圖15-1 交替（振蕩）電路梯形圖、時(shí)序圖、指令表T1X0T1Y0（a）（b）0

4、.5sX0T0T1Y00 LD X01 ANI T12 OUT T0 K55 LD T06 OUT T1 K5OUT Y0END（c）END15.3.1 振蕩電路15.3.2 內(nèi)部特殊繼電器在內(nèi)部特殊繼電器中有4個(gè)時(shí)鐘繼電器，分別為M8011（10ms）、M8012（100ms）、M8013（1s）和M8014（1min）。這些繼電器在PLC運(yùn)行時(shí)，不斷發(fā)出對(duì)應(yīng)時(shí)間寬度的脈沖，如M8011為5ms通、5ms斷。Y0圖15-3 內(nèi)部特殊繼電器產(chǎn)生交替電路梯形圖M8013X0END若要在X0接通的情況下，Y0能0.5s通、斷交替，可以用圖15-2所示一段梯形圖實(shí)現(xiàn)?？梢?，這種方式很容易，最大缺點(diǎn)是

5、脈沖類型只有四種。湖南水利水電職業(yè)技術(shù)學(xué)院Hunan Technical College of Water Resources and Hydro Power項(xiàng)目十五 聯(lián)鎖報(bào)警控制Y0圖15-2 內(nèi)部特殊繼電器產(chǎn)生交替電路梯形圖M8013X0END圖15-4 交替輸出指令功能說明X0FNC 66ALT(P)M0X0M0（a）指令格式（b）時(shí)序圖15.3.3 交替輸出指令交替輸出指令是功能指令中的方便指令之一。指令功能號(hào)FNC（66），助記符ALT（P）。圖15-4為交替輸出指令功能說明。在該圖中，交替輸出指令就是將輸入X0的二分頻電路。其波形見圖15-4(b) 所示。圖15-5表示由一個(gè)輸入按

6、鈕進(jìn)行啟動(dòng)、停止控制的電路。按下X0時(shí)，Y0為1，再按X0時(shí)，Y1為0。15-6為用交替輸出指令實(shí)現(xiàn)的閃爍電路。產(chǎn)生0.5sON，0.5sOFF的閃爍電路。湖南水利水電職業(yè)技術(shù)學(xué)院Hunan Technical College of Water Resources and Hydro Power項(xiàng)目十五 聯(lián)鎖報(bào)警控制湖南水利水電職業(yè)技術(shù)學(xué)院Hunan Technical College of Water Resources and Hydro Power項(xiàng)目十五 聯(lián)鎖報(bào)警控制圖15-4 交替輸出指令功能說明X0FNC 66ALT(P)M0X0M0（a）指令格式（b）時(shí)序圖2s2sK5圖15-6

7、 閃爍電路T2X1圖14-5 單鍵啟動(dòng)/停止電路X0FNC 66ALT(P)M0M0Y0T2T2X1FNC 66ALT(P)M0X1Y7（a）梯形圖（b）時(shí)序圖T2圖15-6 閃爍電路T2X1圖15-5 單鍵啟動(dòng)/停止電路X0FNC 66ALT(P)M0M0Y0T2T2X1FNC 66ALT(P)M0X1Y7（a）梯形圖（b）時(shí)序圖T24 特殊定時(shí)器指令 圖15-7 特殊定時(shí)器指令FNC 65STMRSnD特殊定時(shí)器指令是功能指令中的方便指令之一。指令功能號(hào)FNC（65），助記符STMR。指令格式如圖15-7所示。其中S為T0T199，時(shí)間單位為100ms；n為十進(jìn)制（K）或十六進(jìn)制（H）數(shù)，

8、范圍為132767；D為Y、M、S繼電器。湖南水利水電職業(yè)技術(shù)學(xué)院Hunan Technical College of Water Resources and Hydro Power項(xiàng)目十五 聯(lián)鎖報(bào)警控制圖15-7 特殊定時(shí)器指令FNC 65STMRSnD特殊定時(shí)器指令用來產(chǎn)生延時(shí)定時(shí)器、單觸發(fā)定時(shí)器、閃爍定時(shí)器電路。圖15-8為特殊定時(shí)器應(yīng)用說明。當(dāng)合上X0時(shí)，M0M3輸出相應(yīng)的波形，其輸出波形如圖15-8(b)所示。N的值（K100）是定時(shí)器T10的設(shè)定值。M0為延時(shí)定時(shí)器；M1為輸入X0從ONOFF后的單觸發(fā)定時(shí)器，M2、M3為閃爍定時(shí)電路，X0為OFF，則M0、M1、M3延時(shí)到設(shè)定值后

9、為OFF。湖南水利水電職業(yè)技術(shù)學(xué)院Hunan Technical College of Water Resources and Hydro Power項(xiàng)目十五 聯(lián)鎖報(bào)警控制湖南水利水電職業(yè)技術(shù)學(xué)院Hunan Technical College of Water Resources and Hydro Power項(xiàng)目十五 聯(lián)鎖報(bào)警控制10s10s10s10s10s10sX0X0M1（a）梯形圖（b）時(shí)序圖M0圖15-8 特殊定時(shí)器指令應(yīng)用說明FNC 65STMRT10K100M0M2M3湖南水利水電職業(yè)技術(shù)學(xué)院Hunan Technical College of Water Resources

10、and Hydro Power項(xiàng)目十五 聯(lián)鎖報(bào)警控制10s10s10s10sX0X0M1（a）梯形圖（b）時(shí)序圖M2圖15-8 利用特殊定時(shí)器指令實(shí)現(xiàn)的閃爍電路FNC 66STMRT10K100M0M3若將M3的常閉觸點(diǎn)接到特殊定時(shí)器指令的輸入端，則M2、M1的波形輸出正好為閃爍電路（或正/反脈沖）輸出，如圖15-8所示。15.4 訓(xùn)練內(nèi)容根據(jù)生產(chǎn)過程控制的要求，對(duì)生產(chǎn)過程變量越限進(jìn)行報(bào)警和聯(lián)鎖控制。根據(jù)生產(chǎn)的要求，報(bào)警可以分成非閃光報(bào)警和閃光報(bào)警兩種情況進(jìn)行討論。湖南水利水電職業(yè)技術(shù)學(xué)院Hunan Technical College of Water Resources and Hydro

11、Power項(xiàng)目十五 聯(lián)鎖報(bào)警控制15.4.1 非閃光報(bào)警項(xiàng)目描述工藝過程見圖15-10，當(dāng)液位超過上限或下限值時(shí)，對(duì)應(yīng)的指示燈亮，電笛響。按下消音按鈕后，電笛停。超限值恢復(fù)到正常值時(shí)，報(bào)警消除。若超過上上限，電磁閥得電，切斷供水閥的氣源，停止供水，電機(jī)停轉(zhuǎn)。湖南水利水電職業(yè)技術(shù)學(xué)院Hunan Technical College of Water Resources and Hydro Power項(xiàng)目十五 聯(lián)鎖報(bào)警控制LSLALALHHH圖15-10 液位報(bào)警系統(tǒng)工藝流程圖湖南水利水電職業(yè)技術(shù)學(xué)院Hunan Technical College of Water Resources and Hyd

12、ro Power項(xiàng)目十五 聯(lián)鎖報(bào)警控制實(shí)訓(xùn)要求（I/O點(diǎn)分配、PLC接線圖、參考程序、程序輸入與調(diào)試）I/O點(diǎn)分配根據(jù)控制要求，該P(yáng)LC控制系統(tǒng)的I/O點(diǎn)分配見表15-1。表15-1 訓(xùn)練一 PLC輸入和輸出點(diǎn)分配表輸入信號(hào)輸出信號(hào)名稱代號(hào)輸入點(diǎn)編號(hào)名稱代號(hào)輸出點(diǎn)編號(hào)上限輸入開關(guān)SB1X0上限指示燈HLHY0下限輸入開關(guān)SB2X1下限指示燈HLLY1上上限輸入開關(guān)SB3X2電笛DDY2消音按鈕SB4X3氣源電磁閥DVY3電動(dòng)機(jī)電源繼電器KY4PLC接線圖根據(jù)工藝要求與I/O點(diǎn)分配，按照?qǐng)D15-11完成PLC接線。圖中也可以將電磁閥與電機(jī)電源的繼電器接同一輸出端子。湖南水利水電職業(yè)技術(shù)學(xué)院Hun

13、an Technical College of Water Resources and Hydro Power項(xiàng)目十五 聯(lián)鎖報(bào)警控制圖15-11 PLC接線圖SB1X0X1X2X3COMSB2SB3SB4PLCY0Y1HLHDLY2HLLCOM1Y324VCOM2Y4DVK湖南水利水電職業(yè)技術(shù)學(xué)院Hunan Technical College of Water Resources and Hydro Power項(xiàng)目十五 聯(lián)鎖報(bào)警控制X0Y0END圖15-12 非閃光報(bào)警控制程序X1Y2Y2X0Y1X1X2X3Y3Y4X0M1X1M1圖14-11 PLC接線圖SB1X0X1X2X3COMSB2S

14、B3SB4PLCY0Y1HLHDLY2HLLCOM1Y324VCOM2Y4DVK程序設(shè)計(jì)程序中要求高限指示燈、下限指示燈直接隨報(bào)警點(diǎn)的狀態(tài)變換，因此，一旦上限或下限報(bào)警發(fā)生，指示燈平光指示。同時(shí)，利用報(bào)警點(diǎn)的上升沿驅(qū)動(dòng)連接電笛的輸出繼電器導(dǎo)通，電笛鳴叫，由于是采用沿指令，因此，采用自鎖方式保證電笛聲持續(xù)。當(dāng)按消音按鈕或報(bào)警消除時(shí)，消音。參考程序見圖15-12。從安全角度，要求沒有超過上上限時(shí)，電磁閥與電機(jī)均通電，因此，采用常閉觸點(diǎn)控制。當(dāng)一旦超過上上限后，對(duì)應(yīng)的輸出（Y3、Y4）失電，聯(lián)鎖停車 運(yùn)行并調(diào)試程序?qū)⑻菪螆D程序輸入到計(jì)算機(jī)。下載程序到PLC，并對(duì)程序進(jìn)行調(diào)試運(yùn)行。調(diào)試運(yùn)行并記錄調(diào)試結(jié)

15、果湖南水利水電職業(yè)技術(shù)學(xué)院Hunan Technical College of Water Resources and Hydro Power項(xiàng)目十五 聯(lián)鎖報(bào)警控制湖南水利水電職業(yè)技術(shù)學(xué)院Hunan Technical College of Water Resources and Hydro Power項(xiàng)目十五 聯(lián)鎖報(bào)警控制15.4.2 閃光報(bào)警項(xiàng)目描述圖15-13所示為加熱爐控制流程圖。在加熱爐出口溫度與燃料調(diào)節(jié)閥閥后壓力的選擇性控制系統(tǒng)中，采用氣開式調(diào)節(jié)閥，選擇器采用低選器，溫度和壓力控制器均采用反作用。正常生產(chǎn)時(shí)，溫度控制器工作，當(dāng)由于某種擾動(dòng)作用，使調(diào)節(jié)閥閥后壓力過高，達(dá)到安全極限時(shí)，

16、壓力控制器通過低選器取代溫度控制器工作，關(guān)小調(diào)節(jié)閥，以防脫火。一旦正常后，溫度控制器又恢復(fù)工作，壓力控制器退出工作，轉(zhuǎn)為后備狀態(tài)。當(dāng)燃料氣流量過低時(shí)，流量檢測(cè)裝置FSAL1觸點(diǎn)動(dòng)作；或當(dāng)爐內(nèi)火焰熄滅時(shí)，火焰檢測(cè)器BS動(dòng)作；或當(dāng)原料流量過低時(shí)，流量檢測(cè)裝置FSAL2動(dòng)作。當(dāng)以上三個(gè)檢測(cè)裝置一個(gè)或幾個(gè)接通時(shí)，閃光報(bào)警，同時(shí)使三通電磁閥失電，將來自于氣源的壓縮空氣放空，溫度控制器或壓力控制器上的信號(hào)失效，由于是氣開式調(diào)節(jié)閥，因此，失去信號(hào)而關(guān)閉，切斷燃料氣。圖中氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥上D/Q表示電/氣轉(zhuǎn)換器，三通電磁閥接在氣源上。 湖南水利水電職業(yè)技術(shù)學(xué)院Hunan Technical College of

17、 Water Resources and Hydro Power項(xiàng)目十五 聯(lián)鎖報(bào)警控制原料T1TT1C燃料LSFTFSAPTPCBSFTFSA圖15-13 加熱爐的安全聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)L1L2SRD/Q氣源聯(lián)鎖動(dòng)作以后，不能自動(dòng)復(fù)位，只有經(jīng)過檢查認(rèn)為危險(xiǎn)已經(jīng)解除后，才可以人工復(fù)位，投入運(yùn)行，以免誤動(dòng)作而造成爆炸事故。圖中電磁閥上的R表示需要人工復(fù)位。不同變量報(bào)警時(shí)，對(duì)應(yīng)的指示燈閃亮，電笛響。按下消音按鈕后，電笛停，指示燈變平光。超限值即使恢復(fù)到正常值時(shí)，報(bào)警也消除，只有在報(bào)警恢復(fù)正常植且按確認(rèn)按鈕后，報(bào)警消除。在沒有報(bào)警發(fā)生時(shí)，按實(shí)驗(yàn)按鈕，指示燈平光顯示、電笛響，松開按鈕后，燈滅、電笛不響。湖南水

18、利水電職業(yè)技術(shù)學(xué)院Hunan Technical College of Water Resources and Hydro Power項(xiàng)目十五 聯(lián)鎖報(bào)警控制實(shí)訓(xùn)要求I/O點(diǎn)分配湖南水利水電職業(yè)技術(shù)學(xué)院Hunan Technical College of Water Resources and Hydro Power項(xiàng)目十五 聯(lián)鎖報(bào)警控制表15-2 訓(xùn)練二PLC輸入和輸出點(diǎn)分配表輸入信號(hào)輸出信號(hào)名稱代號(hào)輸入點(diǎn)編號(hào)名稱代號(hào)輸出點(diǎn)編號(hào)燃料流量下限檢測(cè)FL1X0電笛DD Y0原料流量下限檢測(cè)FL2X1燃料流量下限報(bào)警指示燈L1Y1火焰檢測(cè)BSX2原料流量下限報(bào)警指示燈L2Y2消音按鈕SB1X3火焰熄滅

19、報(bào)警指示燈L3Y3確認(rèn)按鈕SB2X4電磁閥DVY4實(shí)驗(yàn)按鈕SB3X5PLC接線圖根據(jù)工藝流程圖和I/O點(diǎn)分配情況，設(shè)計(jì)PLC接線示意圖如圖15-14所示。湖南水利水電職業(yè)技術(shù)學(xué)院Hunan Technical College of Water Resources and Hydro Power項(xiàng)目十五 聯(lián)鎖報(bào)警控制圖15-14 PLC接線圖FL1X0X1X2X3COMFL2BSPLCY0Y1DLY2L1COM1Y324VCOM2Y4DVSB1X4X5SB2SB3L3L2程序設(shè)計(jì)見圖15-15所示的參考程序。前三行為聯(lián)鎖報(bào)警記憶與確認(rèn)。一旦該變量超限，利用中間繼電器記憶保持。當(dāng)報(bào)警消除后，按確認(rèn)

20、按鈕，記憶解除。在沒有按確認(rèn)按鈕之前，即使報(bào)警變量恢復(fù)正常值，報(bào)警與聯(lián)鎖仍然存在。而當(dāng)報(bào)警變量沒有恢復(fù)時(shí)，按確認(rèn)按鈕無效。湖南水利水電職業(yè)技術(shù)學(xué)院Hunan Technical College of Water Resources and Hydro Power項(xiàng)目十五 聯(lián)鎖報(bào)警控制湖南水利水電職業(yè)技術(shù)學(xué)院Hunan Technical College of Water Resources and Hydro Power項(xiàng)目十五 聯(lián)鎖報(bào)警控制X3M2X5X0X1X2X1M1X1X4X2M2X2X4X3M10M0X3M11M1M12M0M1M11M10M2M12X0M0M0X0X4M1M2M10

21、M11M12Y0報(bào)警記憶與確認(rèn)（X4確認(rèn)按鈕）消音記憶（X3消音按鈕）電笛控制與實(shí)驗(yàn)（X5為實(shí)驗(yàn)按鈕）ABM0M1M8013M2M8013M0M0M10M8013X5X0M1M11X5X1M2M12X5X2ENDY1Y2Y3M1M2Y4指示燈控制與實(shí)驗(yàn)（M8013為1s脈沖）聯(lián)鎖，切斷控制閥氣源M0M1M8013M2M8013M0M0M10M8013X5X0M1M11X5X1M2M12X5X2ENDY1Y2Y3M1M2Y4指示燈控制與實(shí)驗(yàn)（M8013為1s脈沖）聯(lián)鎖，切斷控制閥氣源AB第三至第六行表示報(bào)警消音。在報(bào)警記憶存在時(shí)，按下消音按鈕，對(duì)應(yīng)的內(nèi)部輔助繼電器接通并記憶。一旦報(bào)警確認(rèn)獲準(zhǔn)后，

22、該記憶信號(hào)也被解除。第四行表示電笛控制。無論那一個(gè)變量報(bào)警記憶接通，且該報(bào)警沒有按消音前，電笛鳴叫提示。在所有變量都沒有超限時(shí)，按實(shí)驗(yàn)按鈕X5，電笛也響。第五行至第七行為報(bào)警燈控制程序。在沒有按消音按鈕前，利用1s脈沖繼電器，使指示燈閃亮。當(dāng)按下消音按鈕后，指示燈變平光。在該點(diǎn)沒有報(bào)警時(shí)，按實(shí)驗(yàn)按鈕，該指示燈亮。湖南水利水電職業(yè)技術(shù)學(xué)院Hunan Technical College of Water Resources and Hydro Power項(xiàng)目十五 聯(lián)鎖報(bào)警控制運(yùn)行并調(diào)試程序?qū)⑻菪螆D程序輸入到計(jì)算機(jī)。下載程序到PLC，并對(duì)程序進(jìn)行調(diào)試運(yùn)行。調(diào)試運(yùn)行并記錄調(diào)試結(jié)果湖南水利水電職業(yè)技術(shù)學(xué)院Hunan Technical College of Water Resources and Hydro Power項(xiàng)目十五 聯(lián)鎖報(bào)警控制編程練習(xí)根據(jù)項(xiàng)目練習(xí)二的要求，嘗試用其他種方法實(shí)現(xiàn)閃光報(bào)警。改造項(xiàng)目練習(xí)一的程序，實(shí)現(xiàn)閃光報(bào)警。湖南水利水電職業(yè)技術(shù)學(xué)院Hunan Technical College of Water Resources and Hydro Power項(xiàng)目十五 聯(lián)鎖報(bào)警控制15.5 實(shí)訓(xùn)報(bào)告與考核標(biāo)準(zhǔn)實(shí)訓(xùn)報(bào)告要求根據(jù)給出的梯形圖，寫出指令表；按照接線示意圖畫出實(shí)際接線圖