1、摘要：本文介紹了一種采用PLC的電動機控制線路設計、安裝、調試與檢修的實施方案，該方案采用了S7/200PLC（CPU226）芯片，在電動機正反轉傳統(tǒng)控制的基礎上，討論了PLC控制的電氣原理圖，對應的I/O配置接線圖，PLC梯形圖，相應的程序，并對原理進行了分析，得出了結論性的判斷和最終設計方案。關鍵詞：電動機正反轉；PLC；功能圖；梯形圖Abstract：In the positive and traditional motor control problems exist on the basis of discussions to improve the electrical contr

2、ol relay contacts schematics, the corresponding I / O configuration wiring diagram, PLC ladder, the corresponding procedures, and improved the principle The analysis, come to the conclusion of the judgement and the finally plant. Key words: the electric motor is reversing；PLC；ladder目 錄摘 要 （6）前 言 （8）

3、1 系統(tǒng)結構及功能介紹 （8）1.1 系統(tǒng)工作原理概述 （8）1.2 系統(tǒng)的特點和使用 （9）1.2.1 系統(tǒng)的特點 （9）1.2.2 系統(tǒng)使用說明 （9）2 設計方案 （10）2.1 方案比較 （10）2.1.1 整體方案 （10）2.2 最佳選用方案 （14）3 軟件設計 （14）3.1 系統(tǒng)的硬件設計 （14）3.1.1 主電路的設計 （14）3.1.2 PLC選型和資源配置（15）3.2 系統(tǒng)硬件基本組成 （17）4 軟件設計 （18）4.1 概述 （18）4.2 系統(tǒng)的軟件設計(18)5 系統(tǒng)調試與仿真 （29）5.1 系統(tǒng)安裝 （24）5.2 系統(tǒng)調試 （25）5.3 系統(tǒng)檢測 （

4、26）5.3.1 熱繼電器是否接入PLC（26）5.3.2 熔斷器是否接入電路 （27）6 總 結（30）7 參考文獻 （30）8 致 謝（31）9 附 錄 （32）9.2 位置圖和裝配圖（32）9.3 成品照片（33）前 言 1969年美國數(shù)據(jù)設備公司(DEC)為GM公司的生產(chǎn)流水線研制了世界上公認的第一臺可編程控制器。當時的可編程序控制器只能用于執(zhí)行邏輯判斷、計時、計數(shù)等順序控制功能，所以被稱為可編程序邏輯控制器(Programmable Logical Controller)，簡稱PLC。 可編程控制器（PLC）是一種以微機為基礎發(fā)展起來的新型自動控制裝置，它將傳統(tǒng)的繼電器接觸器控制技術

5、、計算機技術和通信技術融為一體，高可靠性，抗干擾能力強；適應性強，應用靈活；編程方便，易于使用；功能強，擴展能力強；PLC控制系統(tǒng)設計、安裝、調試方便；PLC體積小、重量輕、易于機電一體化等優(yōu)點。并被廣泛應用于順序控制；運動控制；過程控制；數(shù)據(jù)處理；通信和聯(lián)網(wǎng)。根據(jù)I/O點數(shù)將PLC分為微型機、小型機、中型機和大型機。 從結構上看，PLC可分為整體式、模塊式及分散式三種形式。近年來發(fā)展很快，功能越來越完善，已成為現(xiàn)代工業(yè)自動化的三大支柱之一。另一方面電動機的正反轉大量應用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中。對三相異步電動機來講，定子繞組通入三相交流電會產(chǎn)生旋轉磁場。磁場的旋轉方向取決三相交流電的相序，改變相序，就

6、能改變磁場旋轉的方向，從而改變電動機的轉向。1 系統(tǒng)結構及功能介紹1.1 系統(tǒng)工作原理概述本系統(tǒng)以SIEMENS公司生產(chǎn)的S7-200系列PLC可編程序控制器為中心，用交流接觸器觸點互鎖原理來控制電機正反轉狀態(tài)，用熱繼電器和熔斷器過載過流斷電原理來保護線路及電源。主電路是電氣線路中強電流通過的部分，即從電源經(jīng)電源開關QA0，接觸器QA1、QA2或QA3的主觸頭，熱繼電器FR的發(fā)熱元件到電動機M（詳見圖3-12-2）。輔助電路包括電動機的控制線路和保護線路，由繼電器和接觸器線圈、繼電器的觸頭、接觸器的輔助觸頭、主令電器（主令控制、按鈕）及其他電器元件組成.為了易與區(qū)別主電路和輔助電路，通過強電流

7、的主電路為圖3-12-2（a），通過弱電流的輔助電路為圖3-12-2（b）。電器原理圖只表明電氣線路的工作原理，因此電器在圖中一般不表示其空間位置，同一電器各元件往往根據(jù)需要畫在不同的位置。如圖中的接觸器QA1，主觸頭畫在主電路中，線圈和輔助觸頭畫在控制電路中，而且對各對輔助觸頭可按需要畫在不同的位置上，但同一電器的各元件都要用同一文字符號標出。這種展開式畫法對于表達或通用電器線路原理都較為方便。1.2 系統(tǒng)的特點和使用1.2.1 系統(tǒng)的特點1.2.1.1用戶可以通過刀鍘開關直接控制總電路。1.2.1.2用戶可以通過按鈕來控制電動機的啟動、停止和正反轉運動。1.2.1.3系統(tǒng)啟動采用降壓啟動模

8、式，停止按鈕可以隨時停止電動機的正反轉運動。1.2.1.4小車可以自動往返運動，運動過程中由限位開關控制電動機的正反轉。1.2.2 系統(tǒng)使用說明小車往返運動控制廣泛應用于工業(yè)生產(chǎn)設備中。下圖1.2.2是小車自動往復循環(huán)示意圖和電路圖，它利用行程開關實現(xiàn)往復運動控制的，通常叫做行程控制。啟動電源，系統(tǒng)開啟并進入工作初始化狀態(tài)，系統(tǒng)先自動讀取存儲器中的程序數(shù)據(jù)，然后按下相關按鈕即可開始運行。系統(tǒng)中SF1 為停止按鈕（紅色）、SF2 為正轉控制按鈕（黃色），SF3 為反轉控制按鈕（黑色）。QA1、QA2 常閉觸點相互閉鎖，當按下正向啟動按鈕，QA1接通，電阻降壓正向啟動；當電動機達到穩(wěn)定工作狀態(tài)時，

9、線圈QA3接通，短路電阻，實現(xiàn)全壓運轉，小車右行；當小車運行到左邊前臂碰到左邊行程開關，QA2接通，電阻降壓反向啟動；當電動機達到穩(wěn)定工作狀態(tài)時，線圈QA3接通，實現(xiàn)全壓運轉，小車左行；按下停止按鈕，QA1、QA3 斷開，QA2接通，實現(xiàn)反接電阻制動，小車停止；當按下反向啟動按鈕，QA2接通，電阻降壓反向啟動；當電動機達到穩(wěn)定工作狀態(tài)時，線圈QA3接通，實現(xiàn)全壓運轉，小車左行；當小車運行到右邊前臂碰到右邊行程開關，QA1接通，電阻降壓正向啟動；當電動機達到穩(wěn)定工作狀態(tài)時，線圈QA3接通，短路電阻，實現(xiàn)全壓運轉，小車右行；按下停止按鈕，QA2、QA3斷開，QA1接通，實現(xiàn)反接電阻制動，小車停止；

10、圖1.2.2小車自動往返控制示意圖系統(tǒng)按鈕說明SF1（紅）停止按鈕SF2（黃）正向啟動按鈕SF3（黑）反向啟動按鈕SQ1左邊行程開關SQ2右行行程開關2 設計方案本項目要求通過對電動機控制線路設計、安裝、調試與檢修，電氣線路安裝，熟悉電器元件的選擇方法；電氣線路的安裝步驟和安裝工藝；電動機點動、制動及正反轉控制原理與設計方法；電動機時間控制原則、行程控制原則；并選用電動機的常用保護，而電動機的正反轉控制又是最基礎且最重要的電機控制方式之一。2.1 方案比較2.1.1 整體方案2.1.1.1方案一方案一如圖2.2.1所示，采用反接制動的方式，當電動機快速轉動而需停轉時，改變電源相序，使轉子受一個

11、與原轉動方向相反的轉矩而迅速停轉。（注意，當轉子轉速接近零時，應及時切斷電源，以免電機反轉）為了限制電流，對功率較大的電動機進行制動時必須在定子電路（鼠籠式）或轉子電路（繞線式）中接入電阻。這種方法比較簡單，制動力強，效果較好，但制動過程中的沖擊也強烈，易損壞傳動器件，且能量消耗較大，頻繁反接制動會使電機過熱。對有些中型車床和銑床的主軸的制動采用這種方法。生產(chǎn)設備常常要求具有上下、左右、前后等正反方向的運動，這就要求電動機能正反向工作，對于交流感應電動機，一般借助接觸器改變定子繞組相序來實現(xiàn)。常規(guī)繼電控制線路如下圖所示。圖2.2.1原理圖在該控制線路中，按下正向啟動按鈕SF2，中間繼電器KF3

12、線圈接通并自鎖，其常閉觸點打開，互鎖中間繼電器KF4線圈電路，KF3常開觸點閉合，使接觸器QA1線圈通電，QA1主觸點閉合使定子繞阻經(jīng)3個電阻接通正序三相電源，電動機M開始降壓啟動；當電動機轉速上升到一定值時，速度繼電器的正轉使常開觸點BS1閉合，使中間繼電器KF1通電并自鎖，這時由于KF1、KF3的常開觸點閉合，接觸器QA3線圈通電，于是3個電阻被短接，定子繞阻直接加以額定電壓，電機轉速上升到穩(wěn)定工作轉速。在電機正常運轉過程中，若按下停止按鈕SF1，則KF3、QA1、QA3三只線圈相繼斷電。由于此時電機轉子的慣性轉速仍然很高，使速度繼電器的正轉常開觸點BS1尚未復原，中間繼電器KF1仍處于工

13、作狀態(tài)，所以在接觸器QA1常閉觸點復位后，接觸器QA2線圈便通電，其常開觸點閉合，使定子繞組經(jīng)3個電阻獲得反相序三相電源，對電機進行反接制動，電動機轉速迅速下降。當電動機轉速低于速度繼電器動作值時，速度繼電器常開觸點復位，KF1線圈斷電，接觸器QA2釋放，反接制動過程結束。反之，電機反向啟動和制動停車與正轉時相同。2.1.1.2 方案二方案二如圖3-12-2所示，采用了PLC 控制電機正反轉I/O 分配及硬件接線。按照控制線路的要求，將正轉按紐、反轉按紐和停止按紐接入PLC 的輸入端，將正轉繼電器和反轉繼電器接入PLC 的輸出端。注意正轉、反轉控制繼電器必須有互鎖。編程和下載：在個人計算機運行

14、編程軟件STEP 7 Micro-WIN4.0，首先對電機正反轉控制程序的I/O 及存儲器進行分配和符號表的編輯，然后實現(xiàn)電機正反轉控制程序的編制，并通過編程電纜傳送到PLC 中。在STEP 7 Micro-WIN4.0 中，單擊“查看”視圖中的“符號表”，彈出圖所示窗口，在符號欄中輸入符號名稱，中英文都可以，在地址欄中輸入寄存器地址。圖符號表定義完符號地址后，在程序塊中的主程序內(nèi)輸入如下圖程序。注意當菜單“察看”中“符號尋址”選項選中時，輸入地址，程序中自動出現(xiàn)的是符號編址。若選中“查看”菜單的“符號信息表”選項，每一個網(wǎng)絡中都有程序中相關符號信息。程序監(jiān)控與調試：通過個人計算機運行編程軟件

15、STEP 7 Micro-WIN4.0，在軟件中應用程序監(jiān)控功能和狀態(tài)監(jiān)視功能，監(jiān)測PLC 中的各按紐的輸入狀態(tài)和繼電器的輸出狀態(tài)。電機的正反轉控制項目結果分析表：注意在硬件接線中必須實現(xiàn)互鎖！在PLC 的梯形圖中也應實現(xiàn)互鎖。方案二中PLC電機控制電路采用了以S7/200PLC（CPU226）芯片為核心的控制的電路，PLC通常采用積木式結構，這便于用戶檢修和更換模板，同時在各模板上都設有故障檢測電路，并用相應的指示器標志它的狀態(tài)，使用戶能迅速確定故障的位置。2.2 最終選用方案以上二個整體方案各有各的特點，經(jīng)過比較看出，方案一是比較優(yōu)秀的方案，但是考慮到方案一在要求電氣高度自動化、小型化的今

16、天顯然不適用，所以選擇了采用PLC的電機控制電路，即方案二。 3 軟件設計3.1 概述整個系統(tǒng)的功能主要由硬件電路配合軟件程序來實現(xiàn)的，當硬件電路基本定型后，軟件程序的功能也基本確定下來了。從軟件的功能不同可以分為兩大類一是監(jiān)控程序（主程序），它是整個控制系統(tǒng)的核心，專門用來協(xié)調各執(zhí)行模塊和操作者的關系。二是執(zhí)行軟件（子程序），它是用來完成各種實質性的功能，如輸入、控制、采樣、輸出等。每一個執(zhí)行軟件也就是一個小的功能執(zhí)行模塊。各執(zhí)行模塊規(guī)劃好后，就可以規(guī)劃監(jiān)控程序了。3.2 PLC 類型的選擇在選擇PLC機型，主要考慮以下幾個方面：功能的選擇。I/O點數(shù)的確定，統(tǒng)計被控系統(tǒng)的開關量、模擬量的I

17、/O點數(shù)，并考慮以后的擴充（一般加上10%-20%的備用量），從而選擇PLC的I/O點數(shù)和輸出規(guī)格。內(nèi)存的估算：存儲容量=開關量輸入點x10+開關量輸出點x8+模擬通道數(shù)x100+定時器/計數(shù)器數(shù)量x2+通信接口數(shù)x300+備用量在本次設計中，所用到的I/O點數(shù)分別都為5個;內(nèi)存的存儲容量=5x10+5x8+0 x100+16x2+1x300+2000=2412 B在對上述系統(tǒng)功能進行綜合分析后，考慮輸入輸出端子決定采用西門子S7-200并且采用CPU 224 CN便能滿足要求。CPU 224 CN的大致技術規(guī)范如下：本機數(shù)字量I/O：14入/10出；擴展模塊數(shù)量：7；用戶程序區(qū)/KB: 8;

18、數(shù)據(jù)存儲區(qū)：8；用戶數(shù)據(jù)存儲區(qū)/B：8192；數(shù)據(jù)存儲區(qū)/B：8192；RS-485通信口個數(shù)/個： 1，等等這些規(guī)范都達到了本次設計的要求。 3.3 程序原理 本程序設計的原理是利用PLC 的功能指令，使程序按照：數(shù)據(jù)輸入數(shù)據(jù)移位小車執(zhí)行工序工序完成后復位的步驟進行的。據(jù)劇小車運行要求，設計小車運行順序功能圖、梯形圖與語句表如圖4-2-1、表4-2-2和圖4-2-3所示。設計小車初始位置時停在左邊，限位開關I0.5為1狀態(tài)。按下啟動按鈕I0.0后，電動機正向降壓啟動，小車準備向右運動，當電動機轉速上升到穩(wěn)定工作轉速，小車向右運動（簡稱前進），碰到限位開關使I0.6動作后，電動機反轉制動，小車

19、停在該處，當電動機轉速上升到穩(wěn)定工作速度時，小車向左運動（簡稱后退），以此循環(huán)運動。當按下按鈕I0.2后，電動機反轉制動，直到電動機停止，小車停在該處。反之，反轉啟動同正轉啟動方法相同。根據(jù)Q0.1、Q0.2和Q0.3狀態(tài)的變化，可以將一個工作周期分為左行、停止和右行三步，另外還應設置等待啟動的初始步，分別用S0.0S1.0來代替這四步。啟動按鈕I0.0、I0.1和限位開關I0.5、I0.6的常開觸點、I0.3速度繼電器是各步之間的轉換條件。梯形圖設計時，用LSCR（梯形圖中為SCR）和SCRE指令表示SCR段的開始和結束。在SCR段中用SM0.0的常開觸點來驅動在該步中應為1狀態(tài)的輸出點（Q

20、）的線圈，并用轉換條件對應的觸點或電路來驅動轉換到后續(xù)步的SCRT指令。系統(tǒng)工作原理如下:首先掃描時SM0.1的常開觸點接通一個掃描周期，使順序控制繼電器S0.0置位，初始步變?yōu)榛顒硬?，只?zhí)行S0.0對應的SCR段。如果小車在最左邊，I0.5為1狀態(tài)，此時按下右啟動按鈕I0.0，使S0.1變?yōu)?狀態(tài)，S0.0變?yōu)?狀態(tài)，系統(tǒng)從初始步轉換到右行步等待狀態(tài)，執(zhí)行S0.1對應的SCR段，在該段中，SM0.0的常開觸點閉合，使Q0.1的線圈得電，電動機正向降壓啟動，當電動機速度達到穩(wěn)態(tài)后，I0.3開關閉合，使程序S0.1轉移到S0.2，使系統(tǒng)從右行步等待狀態(tài)轉換到右行步，執(zhí)行S0.2對應的SCR段，在

21、該段中，SM0.0的常開觸點閉合，使Q0.3的線圈得電，電動機正轉運行，小車右行。在操作系統(tǒng)沒有執(zhí)行S0.1對應的SCR段時，Q0.1的線圈不會通電。右行碰到右限位開關時,I0.6常開觸點閉合,將實現(xiàn)右行步S0.2到暫停步S0.3的轉換。執(zhí)行S0.3對應的SCR段，在該段中，SM0.0的常開觸點閉合，使Q0.2的線圈得電，同時Q0.1、Q0.3的線圈失電，電動機反轉制動，使系統(tǒng)從停止狀態(tài)轉向左行步等待狀態(tài)，此過程中電動機的速度由正向速度逐漸轉向停止然后緊接著轉向反向速度，當電動機的反向速度達到穩(wěn)定狀態(tài)后，使程序由S0.6轉移到S0.7，執(zhí)行S0.7對應的SCR段，在該段中，SM0.0的常開觸點

22、閉合，使Q0.3的線圈得電,電動機反轉運行,小車左行。整個行駛過程中當出現(xiàn)緊急情況（障礙物阻擋、過載斷電）時，使系統(tǒng)直接轉向執(zhí)行S0.5或者S1.0狀態(tài)，執(zhí)行S0.5對應的SCR段，在該段中，SM0.0的常開觸點閉合，使Q0.1、Q0.2、Q0.3相繼斷電復位，使系統(tǒng)返回初始步S0.0狀態(tài)。在順序功能圖的一個單流程中，一次只有一個狀態(tài)被激活（為活動步），被激活的狀態(tài)有自動關閉前一個狀態(tài)的功能。3.4 PLC程序設計語言在可編程控制器中有多種程序設計語言,它們是梯形圖、語句表、功能塊圖等。1.梯形圖（Ladder Diagram）程序設計語言 用圖形的方式進行邏輯運算、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)的輸入輸出等

23、達到控制目標的程序表現(xiàn)形式。 a 觸點 b 線圈 c 指令盒2. 語句表（Statement List）程序設計語言語句表程序設計語言是用布爾助記符來描述程序的一種程序設計語言。(1) 采用助記符來表示操作功能，具有容易記憶；(2) 在編程器的鍵盤上采用助記符表示，具有便于操作的特點，可在無計算機的場合進行編程設計；(3) 用編程軟件可以將語句表與梯形圖可以相互轉換。3.功能塊圖（Function Block Diagram）程序設計語言功能塊圖程序設計語言是采用邏輯門電路的編程語言。功能塊圖指令由輸入、輸出段及邏輯關系函數(shù)組成。3.5 基本指令分析與應用1. 邏輯取及線圈指令LD/LDNLD

24、（load）：對應梯形圖為在左側母線或線路分支點處初始裝載一個常開觸點。將觸點對應的寄存器位的值讀到PLC的邏輯運算器中來。常開觸點邏輯運算的開始。LDN（load not）：對應梯形圖則為在左側母線或線路分支點處初始裝載一個常閉觸點。將觸點對應的寄存器位的值讀到PLC的邏輯運算器中來并進行取反。常閉觸點是邏輯運算的開始。=（OUT）：輸出指令，對應梯形圖則為線圈驅動?；疚徊僮髦噶罹W(wǎng)絡1LD I0.0 /裝載常開觸點= M1.5 /輸出線圈網(wǎng)絡2LDN M1.5 /裝載常閉觸點= Q0.2 /輸出線圈2. 觸點串聯(lián)指令A(And)、AN(And Not)A(And)：與操作，在梯形圖中表示串

25、聯(lián)連接單個常開觸點。取觸點對應的寄存器位的值，并跟PLC邏輯運算器的原來的值進行與運算，結果存放在PLC的邏輯運算器中。AN(And not)：與非操作，在梯形圖中表示串聯(lián)連接單個常閉觸點。取觸點對應的寄存器位的值并且進行取反，再跟PLC邏輯運算器的原來的值進行與運算，結果存放在PLC的邏輯運算器中。網(wǎng)絡1LD I0.0 A I0.1 = M0.0 網(wǎng)絡2LDN I1.1 A m10.1 AN M0.0= Q0.0 A Q0.1 = Q0.7 3.觸點并聯(lián)指令：O（Or）/ON（Or not） O： 或操作，在梯形圖中表示并聯(lián)連接一個常開觸點。取觸點對應的寄存器位的值，并跟PLC邏輯運算器的原

26、來的值進行或運算，結果存放在PLC的邏輯運算器中。ON： 或非操作，在梯形圖中表示并聯(lián)連接一個常閉觸點。取觸點對應的寄存器位的值并且進行取反，再跟PLC邏輯運算器的原來的值進行或運算，結果存放在PLC的邏輯運算器中。網(wǎng)絡1LD I0.0 O I0.1 = Q0.0 網(wǎng)絡2LDN I1.1 A Q0.1 ON M0.0 AN I0.2 O I0.3 = Q0.1 4.3 各模塊子程序設計4.電路塊的串聯(lián)指令ALD（1）指令功能ALD：塊“與”操作，用于串聯(lián)連接多個并聯(lián)電路組成的電路塊。ALD指令使用說明：并聯(lián)電路塊與前面電路串聯(lián)連接時，使用ALD指令。分支的起點用LD/LDN指令，并聯(lián)電路結束后

27、使用ALD指令與前面電路串聯(lián)。5.電路塊的并聯(lián)指令OLDOLD：塊“或”操作，用于并聯(lián)連接多個串聯(lián)電路組成的電路塊。網(wǎng)絡1LD I0.0 /串聯(lián)塊1開始A I0.1AN I0.2LD I0.3/串聯(lián)塊2開始A I0.4OLDLDN I0.5 /串聯(lián)塊3開始A I0.6OLD= M0.1 6.置位/復位指令 S/R置位指令S：設置從位地址bit開始的N 個寄存器位（線圈）的值為“1”并保持。復位指令R：設置從位地址bit開始的N 個寄存器位（線圈）的值為“0”并保持。網(wǎng)絡1LD I0.0S Q0.0, 1網(wǎng)絡2LD I0.1R Q0.0, 18. 脈沖生成指令 EU/EDEU（Edge Up）指

28、令：當EU指令的輸入端的能流有一個上升沿時產(chǎn)生一個寬度為一個掃描周期的脈沖，驅動后面的輸出線圈。ED（Edge Down）指令：當ED指令的輸入端能流有一個下降沿時產(chǎn)生一個寬度為一個掃描周期的脈沖，驅動其后的線圈。3.6 編程注意事項及編程技巧1. 梯形圖語言中的語法規(guī)定（1）程序應按自上而下，從左至右的順序編寫。（2）同一操作數(shù)的輸出線圈在一個程序中不能使用兩次，不同操（3）線圈不能直接與左母線相連。如果需要，可以通過特殊內(nèi)部標志位存儲器SM0.0來連接。（4）適當安排編程順序，以減少程序的步數(shù)。2. 串聯(lián)觸點支路并聯(lián)時遵循 “上重下輕”的原則，即串聯(lián)多的支路應盡量放在上部。3. 并聯(lián)電路塊

29、串聯(lián)時遵循“左重右輕”的原則，即并聯(lián)多的支路應靠近左母線.定時器指令介紹（1）通電延時定時器（TON）工作原理程序及時序分析如圖4-29所示。當I0.0接通時即使能端（IN）輸入有效時，驅動T37開始計時，計數(shù)當前值從0開始遞增，計時到設定值PT（5）時，T37 狀態(tài)位置1，其常開觸點T37接通，驅動Q0.0輸出，其后當前值仍增加，但不影響狀態(tài)位。當前值的最大值為32767。當I0.0分斷時，使能端無效時，T37復位，當前值清0，狀態(tài)位也清0，即回復原始狀態(tài)。若I0.0接通時間未到設定值就斷開，T37則立即復位，Q0.0不會有輸出。通電延時定時器工作工程過程（2）記憶型通電延時定時器（TONR

30、）指令工作原理使能端（IN）輸入有效時（接通），定時器開始計時，當前值遞增，當前值大于或等于預置值PT（4）時，輸出狀態(tài)位置1。使能端輸入無效（斷開）時，當前值保持（記憶），使能端（IN）再次接通有效時，在原記憶值的基礎上遞增計時。 （3）斷電延時型定時器（TOF）指令工作原理斷電延時型定時器用來在輸入斷開，延時一段時間后，才斷開輸出。使能端（IN）輸入有效時，定時器輸出狀態(tài)位立即置1，當前值復位為0。使能端（IN）斷開時，定時器開始計時，當前值從0遞增，當前值達到預置值時，定時器狀態(tài)位復位為0，并停止計時，當前值保持。三種脈沖發(fā)生器3.7 系統(tǒng)順序功能圖 圖4-7 小車運行順序功能圖3.8

31、系統(tǒng)梯形圖 4 硬件設計4.1 系統(tǒng)的硬件設計4.1.1 主電路的設計主電路是反接制動電阻的可逆運行反接制動的主電路，由接觸器QA1控制電動機正向降壓啟動，小車前進，由接觸器QA2控制電動機反向降壓啟動，小車后退，由接觸器QA3控制電動機全壓運轉，小車正常運行。具體工作過程如下：（1）按下正向啟動按鈕，QA1接通，電阻降壓正向啟動；當速度達到穩(wěn)態(tài)后，QA3接通，短路電阻，實現(xiàn)全壓運轉，小車右行；當小車運行到左邊前臂碰到左邊行程開關，QA2接通，電阻降壓反向啟動；當速度達到穩(wěn)態(tài)后，QA3接通，實現(xiàn)全壓運轉，小車左行；按下停止按鈕，QA1、QA3 斷開，QA2接通，實現(xiàn)反接電阻制動，小車停止；（2

32、）按下反向啟動按鈕，QA2接通，電阻降壓反向啟動；當速度達到穩(wěn)態(tài)后，QA3接通，實現(xiàn)全壓運轉，小車左行；當小車運行到右邊前臂碰到右邊行程開關，QA1接通，電阻降壓正向啟動；當速度達到穩(wěn)態(tài)后，QA3接通，短路電阻，實現(xiàn)全壓運轉，小車右行；按下停止按鈕，QA2、QA3斷開，QA1接通，實現(xiàn)反接電阻制動，小車停止；4.1.2 PLC外部接線本次所采用的是S7-200系列中的224CN CPU它的具體技術規(guī)范如上介紹。在PLC設計系統(tǒng)中，PLC與仿真試驗臺各模塊的鏈接如下：1、公共端V+要求與主機模塊電源L+相連； 2、輸出公共端COM要求與主機模塊電源M相連；3、1L、2L、3L、M四點鏈接在一起；

33、4、M1與V+（DC24V）相連； PLC外圍接線圖4.2 系統(tǒng)硬件基本組成 PLC電機控制電路采用了以S7-200/CPU224芯片為核心的控制的電路，PLC通常采用積木式結構，這便于用戶檢修和更換模板，同時在各模板上都設有故障檢測電路，并用相應的指示器標志它的狀態(tài)，使用戶能迅速確定故障的位置。并根據(jù)設計要求和性能指標制定裝配線工藝規(guī)程的步驟如下圖所示：首先分析裝配線上的產(chǎn)品原始資料；確定裝配線的裝配方法組織形式；劃分裝配單元；確定裝配順序；劃分裝配工序；編制裝配工藝文件；制定產(chǎn)品檢測與試驗規(guī)范。用PLC控制電機正反轉電阻降壓啟動和制動控制設備、材料、工具設備：3KW電動機一臺；S7-200

34、/CPU224主控芯片一個；熱繼電器若干；速度繼電器；原控制柜一臺（含操作按鈕、電動機控制配電）。材料：三相四線制銅芯線纜2.5mm2，控制線纜等，長度依據(jù)現(xiàn)場條件決定；接地線；絕緣膠布。工具：電腦一臺（操作系統(tǒng)Windows 2000、Windows XP、Vista，至少350M硬盤空間）；萬用表，測電筆，螺絲刀，扳手等常用工具。 表3.2.1 設備材料清單代號名稱型號規(guī)格數(shù)量 M三相異步電動機 Y112M-44KW、380V、8.8A 1 FU熔斷器 RL1-60/25 15A配熔體2A 2 KM1、KM2接觸器 CJ10/20 20A、線圈電壓380V 2 FR熱繼電器 JR16-20

35、/3 三級、20A、整數(shù)電流8.8A 1 SBSB2按紐 LA10-3H 保護式、按紐數(shù)3 3 XT端子板 JDO-1020 380V、10A、20節(jié) 1主電路導線BVR-1.5 1.5m(7mm0.52mm) 若干控制電路導線 BVR-1.01m(7mm0.43mm)若干按紐線 BVR-0.75 0.75m若干接地線 BVR-1.5 1.5m若干走線槽 18mm25mm若干控制板500mm400mm20mm 1 5 系統(tǒng)調試與仿真5.1 PLC程序功能驗證雙擊桌面上的STEP 7-Micro/WIN圖標，打開編程軟件，在程序區(qū)編輯3.5節(jié)的梯形圖。5.1.1 PLC與計算機通信設置雙擊指令樹

36、的“通信”文件夾中的“設置PG/PC接口”圖標，進入“設置PG/PC接口”對話框設置編程計算機的通信參數(shù)，具體如下：1、選擇通信硬件打開“設置PG/PC接口”對話框后，在“已使用的接口參數(shù)分配”列表框中，選擇通信協(xié)議，本設計使用PPI多主站電纜，選擇“PC/PPI cable (PPI)”,在“應用程序訪問點”列表框中，將出現(xiàn)“Micro/WIN-PC/PPI cable (PPI)”。2、設置PC/PPI電纜的PPI參數(shù)在“設置PG/PC接口”對話框中單擊“屬性”按鈕，將會出現(xiàn)“屬性- PC/PPI cable (PPI)”對話框，對“站參數(shù)”設置：地址（A）設為0；超時（T）設為1S；對“

37、網(wǎng)絡參數(shù)”設置：傳輸率設為9.6kbps；最高站地址設為31。單擊“本地連接”選項卡，選擇連接PC/PPI電纜的計算機的RS-223C通信接口（COM口）。設置完成后點擊“確定”按鈕。3、設置S7-200的波特率和站地址雙擊指令樹中“系統(tǒng)塊”文件下的“通信端口”圖標，將打開設置S7-200的通信參數(shù)的選項卡，設置如圖5-2圖5-2 系統(tǒng)塊中的通信端口設置5.1.2 計算機與PLC在線連接的建立在STEP 7-Micro/WIN中雙擊指令樹中的“通訊”，將出現(xiàn)“通訊”對話框。雙擊對話框中“雙擊刷新”旁邊的藍色箭頭組成的圖標，編程軟件將自動搜索連接在網(wǎng)絡上的S7-200地址，本設計中該地址為：2。

38、點擊“確定”完成連接。5.1.3 下載程序計算機與PLC建立起通信連接后，可以將程序下載到PLC中去。執(zhí)行菜單命令“文件”中的“下載”，將會出現(xiàn)下載對話框，在確定遠程地址為：2時，點擊“下載”按鈕，開始下載數(shù)據(jù)。注意：下載應在STOP模式進行，下載時可以將CPU自動切換到STOP模式，下載結束后可以自動切換帶RUN模式。5.1.4 運行和調試程序下載程序后，將PLC的工作模式開關撥到RUN位置，“RUN”LED亮，此刻將小車運行開關撥到開啟狀態(tài)，程序開始運行，小車按照程序設定要求進行運行。運行情況可詳見附錄。6 總結通過這次仿真實驗，驗證了設計的PLC程序的正確性，對設計要求都能夠順利完成。在

39、設計、仿真中，不僅對PLC理論知識進行了鞏固加深，而且還對系統(tǒng)中PLC的外部接線和PLC與計算機的通信都有了掌握；更重要的是對以前接觸比較少的STEP 7軟件有了深入了解，掌握了定義畫面、定義變量、動畫連接以及運行仿真等。在仿真過程中也遇到了問題：在PLC程序設計上如何實現(xiàn)小車的循環(huán)運行以及每次循環(huán)位置的起始/終止點？解決方案：采用一個移位寄存器（SHRB）進行移位控制，即在首次掃描時，將指定的位存儲器的高電平移入指定位存儲器的最低位，而每一次移位僅在電動機進行正轉時。這樣不同的循環(huán)過程中，以指定位存儲器的最低位后的地址值就不同，就可以通過這個位的高電平來進行循環(huán)設置。本文以PLC小車運行控制為設計目標，針對PLC設計的特點，從系統(tǒng)綜合分析，系統(tǒng)板塊的PLC程序設計以及對整個系統(tǒng)的運行、仿真等幾個方面設計了原始資料中的小車運行控制的電氣部分。1、對整個系統(tǒng)作了較深入的分析，研究了該系統(tǒng)所承擔的運行情況以及運行要求的更改等情況。2、在已知運行狀況下，通過采用電子驅動和控制，取締以往的繼電器、限位開關等硬件，