可編程控制器技術(shù)(第三版)——PLC實現(xiàn)電動機正反轉(zhuǎn)控制主編何瓊?cè)蝿?wù)四

PLC實現(xiàn)電動機正反轉(zhuǎn)控制任務(wù)目標(biāo)任務(wù)描述任務(wù)實施任務(wù)檢查與評價知識鏈接動手做一做任務(wù)目標(biāo)（1）掌握電動機的正反轉(zhuǎn)控制電路。（2）用PLC進(jìn)行對象控制時，I/O點的確定，能實際正確接線。（3）學(xué)會用控制電路移植法設(shè)計梯形圖，并熟悉PLC的編程規(guī)則和技巧。

生產(chǎn)設(shè)備常常要求具有上下、左右、前后燈正反方向的運動，如機床工作臺的前進(jìn)與后退、機床主軸的正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)、升降機的上升與下降等，這些都要求電動機能實現(xiàn)正反轉(zhuǎn)控制。電動機正反轉(zhuǎn)的實現(xiàn)方法，改變通入電動機定子繞組的三相電源相序，即把接入電動機的三相電源進(jìn)線中的任意兩根對調(diào)，電動機即從正轉(zhuǎn)變?yōu)榉崔D(zhuǎn)。如圖4-1為繼電器-接觸器實現(xiàn)電動機正反轉(zhuǎn)控制電路圖，現(xiàn)要求采用PLC來實現(xiàn)電動機正反轉(zhuǎn)控制。任務(wù)描述圖4-1繼電器-接觸器實現(xiàn)電動機正反轉(zhuǎn)控制電路圖任務(wù)描述

圖4-2電動機正反轉(zhuǎn)控制電路工作過程演示任務(wù)描述幾點說明：

①互鎖控制：為保證電動機正反轉(zhuǎn)控制可靠工作，在控制電路中，將KM1、KM2正反轉(zhuǎn)接觸器的動斷觸點串接在對方線圈電路中，形成相互制約的控制，這種相互制約關(guān)系稱為互鎖控制?；ユi控制用于“當(dāng)要求甲接觸器工作時乙接觸器不能工作，而乙接觸器工作時甲接觸器不能工作”的場所。

②雙重互鎖

:在電路中還增設(shè)了啟動按鈕的互鎖，構(gòu)成具有電氣、按鈕互鎖（也稱機械互鎖）的控制電路，該電路的優(yōu)點是正反轉(zhuǎn)可以直接切換，不必再去按停止按鈕，從而使操作變得方便。任務(wù)實施步驟一準(zhǔn)備工作通電檢查實訓(xùn)裝置是否正常，檢查PLC與計算機的連接是否正常，置PLC于“STOP”狀態(tài)。步驟二讀懂電動機正反轉(zhuǎn)控制的電氣線路圖步驟三設(shè)計PLC控制I/O分配表PLC輸入輸出點I/O的分配情況如表4-1所示。

表4-1電動機正反轉(zhuǎn)控制PLC控制I/O分配表任務(wù)實施關(guān)于硬連鎖：在PLC的輸出規(guī)范與外部配線要求中，特別強調(diào)，對于同時接通有危險的正反轉(zhuǎn)接觸器等負(fù)載，除了用PLC內(nèi)部程序連鎖之外，還一定要有PLC的外部連鎖。在工程上，有時把PLC內(nèi)部程序連鎖稱為軟連鎖，把PLC外部連鎖稱為硬連鎖。步驟四畫出I/O硬件接線圖根據(jù)I/O分配表，得到如圖4-3所示的I/O硬件接線圖。PLC實現(xiàn)電動機正反轉(zhuǎn)控制圖4-3

PLC的I/O硬件接線圖幾點說明：

任務(wù)實施步驟五設(shè)計任務(wù)程序PLC實現(xiàn)電動機正反轉(zhuǎn)控制梯形圖如圖4-4所示。

圖4-4電動機正反轉(zhuǎn)控制梯形圖任務(wù)實施

雖然在梯形圖中已經(jīng)有了軟繼電器的互鎖觸點，但在外部硬件輸出電路中還必須使用KM1和KM2的動斷觸點進(jìn)行硬互鎖。因為PLC內(nèi)部軟繼電器互鎖只相差一個掃描周期，而外部硬件接觸器觸點的斷開時間往往大于一個掃描周期，來不及響應(yīng)。例如Y1雖然斷開，可能KM1的觸點還未斷開，在沒有外部硬件互鎖的情況下，KM2的觸點可能接通，引起主電路短路。因此必須采用軟硬件雙重互鎖。幾點說明：

任務(wù)實施步驟六下載程序打開編程軟件GXWorks2，正確將程序輸入并下載到PLC。步驟七運行程序，整體調(diào)試。將PLC的運行方式置于“RUN”位置。小組成員按下SB0、SB1和SB2觀察電動機的運行情況，并記下運行結(jié)果。步驟八整理技術(shù)文件任務(wù)實施一級指標(biāo)比例二級指標(biāo)比例得分電路設(shè)計及接線20%1.I/O地址分配5%

2.設(shè)計硬件接線圖5%

3.元件的選擇5%

4.接線情況5%

程序設(shè)計與輸入40%1.程序設(shè)計20%

2.指令的使用5%

3.編程軟件使用5%

4.程序輸入與下載10%

系統(tǒng)整體運行調(diào)試30%1.正確通電5%

2.系統(tǒng)模擬調(diào)試10%

3.故障排除15%

職業(yè)素養(yǎng)與職業(yè)規(guī)范10%1.設(shè)備操作規(guī)范性2%

2.材料利用效率，接線及材料損耗2%

3.工具、儀器、儀表使用情況2%

4.現(xiàn)場安全、文明情況2%

5.團(tuán)隊分工協(xié)作情況2%

總計100%

任務(wù)檢查與評價（1）自鎖與互鎖在PLC控制程序的設(shè)計中，經(jīng)常要對脈沖輸入信號或者是點動按鈕輸入信號進(jìn)行保持，這時常采用自鎖電路。要注意的是，自鎖電路必須有解鎖設(shè)計，一般在并聯(lián)之后采用某一動斷觸點作為解鎖條件。圖4-5自鎖電路舉例分析1）自鎖的應(yīng)用知識鏈接2）互鎖的應(yīng)用互鎖電路，有時也叫優(yōu)先電路圖4-6優(yōu)先電路舉例說明知識鏈接優(yōu)先電路還可變成這樣：互鎖自鎖自鎖圖4-7優(yōu)先電路另一種形式知識鏈接（2）梯形圖編程規(guī)則1）線圈不能重復(fù)使用圖4-8線圈不能重復(fù)使用的梯形圖知識鏈接2）線圈右邊無觸點梯形圖中每一邏輯行從左到右排列，以觸點與左母線連接開始，以線圈、功能指令與右母線（可允許省略右母線）連接結(jié)束。圖4-9線圈右邊無觸點的梯形圖知識鏈接觸點E被畫在垂直線上，便很難正確識別它與其他觸點的關(guān)系，也難判斷通過觸點E對輸出線圈的控制方向YABECD3）對橋渡回路不能編程序觸點應(yīng)畫在水平線上，不能畫在垂直線上。圖4-10觸點水平不垂直的梯形圖知識鏈接圖4-11橋渡電路變換舉例知識鏈接4）觸點可并可串無限制觸點可用于串行電路，也可用于并行電路，且使用次數(shù)不受限制，所有輸出繼電器也都可以作為輔助繼電器使用。

5）多個線圈可并聯(lián)輸出兩個或兩個以上的線圈可以并聯(lián)輸出，但不能串聯(lián)輸出。圖4-12多個線圈并聯(lián)輸出的梯形圖知識鏈接1）串聯(lián)電路塊的并聯(lián)指令（ORB）兩個或兩個以上的接點串聯(lián)連接的電路叫串聯(lián)電路塊。串聯(lián)電路塊并聯(lián)連接時，分支開始用LD、LDI指令，分支結(jié)果用ORB指令。ORB指令有時也簡稱為塊或指令。

ORB指令的使用方法有兩種：一種是在要并聯(lián)的每個串聯(lián)電路塊后加ORB指令；另一種是集中使用ORB指令。對于前者分散使用ORB指令時，并聯(lián)電路塊的個數(shù)沒有限制；但對于后者集中使用ORB指令時，這種電路塊并聯(lián)的個數(shù)不能超過8個。（3）ORB與ANB指令知識鏈接梯形圖指令表LDX000ANDX001LDIX002ANDX003ORBLDX004ANIX005ORBOUTY000圖4-13ORB的梯形圖與指令表1知識鏈接梯形圖指令表LDX000ANDX001LDIX002ANDX003LDX004ANIX005ORBORBOUTY000圖4-14ORB的梯形圖與指令表2知識鏈接2）并聯(lián)電路塊的串聯(lián)連接指令A(yù)NB

兩個或兩個以上接點并聯(lián)的電路稱為并聯(lián)電路塊。分支的起點用LD、LDI指令，并聯(lián)電路塊結(jié)束后，使用ANB指令與前面電路串聯(lián)。ANB指令也簡稱塊與指令。圖4-15ANB的梯形圖與指令表知識鏈接①與ORB指令相似，ANB指令分散使用時，次數(shù)不限；如果連續(xù)使用，則使用次數(shù)不能超過8次。②在具體編寫程序時，特別是在對程序步數(shù)有嚴(yán)格要氣的場合，建議通過調(diào)整軟元件的位置，少用或盡量不要ANB、ORB指令，以達(dá)到減少程序步數(shù)的目的。③簡化程序的技巧1：在串聯(lián)電路左右位置可調(diào)時，應(yīng)將單個觸點放在右邊。④簡化程序的技巧2：并聯(lián)電路上下位置可調(diào)，應(yīng)將單個觸點的支路放下面。幾點說明：知識鏈接串聯(lián)電路左右位置可調(diào)，應(yīng)將單個觸點放在右邊（串左原則）。X001（Y000）X002X004ANB（Y000）X001X002X004不優(yōu)化優(yōu)化圖4-16串聯(lián)電路優(yōu)化知識鏈接

并聯(lián)電路上下位置可調(diào)，應(yīng)將單個觸點的支路放下面（多上原則）。（Y000）X001X002X004ORBX001（Y000）X004X002不優(yōu)化優(yōu)化圖4-17并聯(lián)電路優(yōu)化知識鏈接LDX000ANDX001LDIM0ANDM1ORBORX002LDX003ORIM2ANBORM3ANIX004OUTY000例：梯形圖與指令表的轉(zhuǎn)換圖4-18ORB、ANB指令的應(yīng)用知識鏈接（4）MPS,MRD和MPPMPS、MRD和MPP這組棧操作指令在具有多重輸出的梯形圖中使用。在編程時需要將中間運算結(jié)果存儲時，就可以使用棧操作指令。1）MPS：進(jìn)棧指令，將數(shù)據(jù)壓入棧頂，用在回來開始分支的地方。2）MRD：讀棧指令，讀取棧數(shù)據(jù)。用在MPS下繼續(xù)的分支，表示分支的繼續(xù)。

3）MPP：出棧指令，取出棧頂?shù)臄?shù)據(jù)。用在最后分支的地方，表示分支的結(jié)束。知識鏈接

FX系列PLC有11個棧存儲器，有11個專門的存儲器構(gòu)成。采用先進(jìn)后出數(shù)據(jù)存取方式。123......1011←MRD總是讀取最上層的堆棧，操作時不影響堆棧的數(shù)據(jù)↓MPS將數(shù)據(jù)壓入堆?！麺PP將數(shù)據(jù)從最上的一層堆棧彈出注意：多重電路的第一個支路前使用MPS指令，中間支路前使用MRD指令，最后一個支路前使用MPP指令。知識鏈接LDX001MPSANDM100OUTY001MRDANDM101OUTY002MPPANDM102OUTY003梯形圖指令表圖4-18一層棧示例知識鏈接

1）MPS、MRD、MPP指令無編程元件。

2）MPS、MPP指令必須成對出現(xiàn)，可以嵌套使用。由于受到棧存儲器數(shù)量的限制，連續(xù)使用不能超過11次，否則數(shù)據(jù)丟失。

3）MRD指令在程序中可以使用，也可以不使用，使用次數(shù)可重復(fù)，不限制。幾點說明：圖4-19沒有使用MRD指令的梯形圖和指令表知識鏈接4）簡化程序的技巧：如果分支后直接輸出，作為特例，不作分支處理，而直接當(dāng)作輸出，第二條支路作為串聯(lián)處理，直接使用AND指令。圖4-20簡化前的梯形圖和指令表圖4-21簡化后的梯形圖指令表知識鏈接

5）棧操作指令僅在語句表中。圖4-22二層棧示例梯形圖及指令表

知識鏈接（5）MC與MCR指令MC：主控指令，用于公共觸點串聯(lián)連接，3個程序步。

MCR：主控復(fù)位指令，2個程序步

1）MC、MCR指令的編程元件為Y、M（不允許使用特殊輔助繼電器）；2）MC指令后用LD/LDI指令，表示建立子母線，MCR使母線返回到MC指令調(diào)用前的位置。3）MC、MCR指令成對出現(xiàn)，缺一不可，否則母線的位置錯亂導(dǎo)致程序出錯。4）MC、MCR指令的編程元件Y、M稱為主控節(jié)點，該節(jié)點是控制一組電路的總開關(guān)，接通時，MC、MCR之間的語句得以執(zhí)行；斷開時，MC、MCR之間的語句被跳過。5）MC、MCR指令可以嵌套使用，嵌套層次最多8級，為N0～N7知識鏈接X000Y001X001X003Y002MCN0M100MCRN0N0M100語句表程序0LDX0001MCN03個步長

M100主控節(jié)點4LDX0015OUTY0016LDX0037OUTY0028MCRN02個步長，

N0：嵌套0級

10···X000=1時執(zhí)行4-7步指令，X000=0時，跳至執(zhí)行第10步指令478許多線圈受一個或一組觸點控制，為了節(jié)約存儲空間，采用主控觸點圖4-23MC、MCR一級嵌套

知識鏈接圖4-24編程時的梯形圖格式

圖4-25程序轉(zhuǎn)