電氣控制與PLC應用（第3版）（張偉林王開吳清榮）課題一

電動機與基本電氣控制線路.ppt課題二

PLC基本指令的應用.ppt課題三

PLC步進指令的應用.ppt課題四

PLC功能指令的應用.ppt課題五

PLC通信.ppt課題六

PLC模擬量擴展模塊的使用.ppt課題七

變頻器的使用.ppt課題八

觸摸屏的使用.ppt全套可編輯PPT幻燈片課件（共8章）課題一電動機與基本電氣控制線路任務一認識三相交流異步電動機任務二實現(xiàn)電動機點動控制任務三實現(xiàn)電動機自鎖控制任務四實現(xiàn)電動機點動與自鎖混合控制任務五實現(xiàn)電動機正反轉(zhuǎn)控制

任務六實現(xiàn)工作機械行程與位置控制任務七實現(xiàn)電動機Y-△降壓啟動控制任務八實現(xiàn)電動機調(diào)速控制

在組裝電氣控制線路之前，要從以下幾個方面認識三相交流異步電動機：1．三相交流異步電動機的結(jié)構(gòu)；2．三相交流異步電動機的轉(zhuǎn)動原理；3．三相交流異步電動機的額定值；4．如何檢查三相交流異步電動機。任務一認識三相交流異步電動機任務引入一、三相交流異步電動機的結(jié)構(gòu)相關(guān)知識圖1.1三相交流異步電動機構(gòu)件分解圖1.定子圖1.2三相交流異步電動機的機座與定子鐵心1.定子圖1.3三相交流異步電動機定子繞組的連接方式2.轉(zhuǎn)子圖1.4三相交流異步電動機的轉(zhuǎn)子二、三相交流異步電動機的轉(zhuǎn)動原理1．鼠籠型轉(zhuǎn)子跟隨旋轉(zhuǎn)磁鐵轉(zhuǎn)動的實驗圖1.5鼠籠型轉(zhuǎn)子跟隨旋轉(zhuǎn)磁鐵轉(zhuǎn)動的實驗2．旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生圖1.6轉(zhuǎn)子空間旋轉(zhuǎn)磁場的變化2．旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生表1.1 磁極個數(shù)與旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速的關(guān)系磁極（個）2極4極6極8極10極12極n1r/min3

0001

5001

0007506005003．三相交流異步電動機的轉(zhuǎn)動原理和轉(zhuǎn)差率

轉(zhuǎn)差率是分析三相交流異步電動機工作特性的重要參數(shù)。電動機啟動瞬間，s

=

1，轉(zhuǎn)差率最大，啟動過程中隨著轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速升高，轉(zhuǎn)差率越來越小。由于三相交流異步電動機的額定轉(zhuǎn)速與旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速接近，所以額定轉(zhuǎn)差率很小，通常為1%～7%。通常將旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速n1與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n的差和旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速n1之比稱為轉(zhuǎn)差率，即（1）額定功率（kW）。指電動機在額定運行狀態(tài)下，轉(zhuǎn)軸上輸出的機械功率。（2）額定電壓（V）。指電動機在正常運行時，定子繞組規(guī)定使用的線電壓。常用的中小功率電動機額定電壓為380V。（3）額定電流（A）。指電動機在輸出額定功率時，定子繞組允許通過的線電流。由于電動機啟動時轉(zhuǎn)速很低，轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場的相對速度差很大，因此，轉(zhuǎn)子繞組中感生電流很大，引起定子繞組中電流也很大，所以，電動機的啟動電流約為額定電流的4～7倍。三、三相交流異步電動機的額定值（4）額定頻率（Hz）。指電動機在額定條件運行時的電源頻率。我國交流電的頻率為50Hz，在調(diào)速時則可通過變頻器改變電源頻率。（5）額定轉(zhuǎn)速（r/min）。指電動機在額定電壓、額定頻率及輸出額定功率時的轉(zhuǎn)速。（6）接法。指三相定子繞組的連接方式。當額定電壓為380V時，小功率（3kW以下）電動機多為形連接，中、大功率電動機為△形連接。三、三相交流異步電動機的額定值（1）機械方面的檢查。電動機的安裝基礎應牢固。用手轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)軸，能平穩(wěn)地旋轉(zhuǎn)，不應出現(xiàn)異常摩擦聲和機械撞擊聲。（2）接線可靠。機殼采取接地或接零保護。（3）定子繞組直流電阻的測試。各相繞組的阻值應均勻相等，正常阻值約為幾歐姆至十幾歐姆。（4）定子繞組絕緣電阻的測試。用500V兆歐表測試三相定子繞組相互間的絕緣電阻和三相定子繞組對機座的絕緣電阻，阻值應為2M

以上。（5）運行電流的測試。三相交流電流是否對稱和符合額定值。四、三相交流異步電動機的日常檢查與測試項目任務實施斷開電源開關(guān)，在斷電情況下檢查電動機。（1）檢查三相交流異步電動機的安裝是否牢靠。（2）用手撥動轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動應平穩(wěn)無噪聲。（3）觀察三相交流異步電動機的銘牌，熟悉銘牌上標示的技術(shù)參數(shù)。（4）打開接線盒，按接線方式連接。（5）檢查三相交流異步電動機的接地保護線是否牢靠。（6）用萬用表電阻擋測試三相定子繞組的直流電阻并記錄。（7）用500V兆歐表測試三相定子繞組相互間的絕緣電阻和三相定子繞組對機座的絕緣電阻并記錄。任務二實現(xiàn)電動機點動控制任務引入點動控制適用于電動機較短時間運轉(zhuǎn)。圖1.7點動控制線路原理圖圖1.8點動控制線路安裝接線圖電動機點動控制的操作為：按下點動按鈕SB，電動機M啟動運轉(zhuǎn)；松開點動按鈕SB，電動機M停止。圖1.9點動控制線路實物圖相關(guān)知識電氣控制線路可分為主電路和控制電路兩大部分。主電路是電動機電流流經(jīng)的電路。主電路的特點是電壓高（380V）、電流大?？刂齐娐肥菍χ麟娐菲鹂刂谱饔玫碾娐??？刂齐娐返奶攸c是電壓不確定（有24V、36V、48V、110V、220V、380V6個等級）、電流小。在電氣原理圖中，電源線水平繪制，主電路垂直繪在左側(cè)，控制電路垂直繪在右側(cè)。同一個電氣元器件的各個部分可以分別繪在不同的電路中。例如，接觸器的主觸頭繪在主電路中，線圈繪在控制電路中，主觸頭和線圈的圖形符號不同；但文字符號相同，表示為同一個電氣器件。一、電路構(gòu)成二、組合開關(guān)圖1.10HZ10-10/3組合開關(guān)三、按鈕圖1.11按鈕四、接觸器圖1.12交流接觸器四、接觸器圖1.13交流接觸器工作原理四、接觸器

4．交流接觸器的選用（1）主觸頭額定電壓的選擇。接觸器主觸頭的額定電壓應大于或等于被控制電路的額定電壓。（2）主觸頭額定電流的選擇。接觸器主觸頭的額定電流應大于或等于電動機的額定電流。如果用作電動機頻繁啟動、制動及正反轉(zhuǎn)的場合，應將接觸器主觸頭的額定電流降低一個等級使用。（3）線圈額定電壓的選擇。線圈額定電壓應與設備控制電路的電壓等級相同，通常選用380V或220V，若從安全方面考慮需用較低電壓時，也可選用36V或110V。五、熔斷器熔斷器屬于保護電器，使用時串聯(lián)在被保護的電路中，其熔體在過流時迅速熔化切斷電路，起到保護用電設備和線路安全運行的作用。熔斷器在一般低壓照明線路或電熱設備中作過載和短路保護，在電動機控制線路中作短路保護。表

1.2所示為常用熔體的安秒特性列表。表1.2 常用熔體的安秒特性熔體通過電流A1.25IN1.6IN1.8IN2IN2.5IN3IN4IN8IN熔斷時間s∞360012004084.52.51五、熔斷器圖1.14熔斷器外形、結(jié)構(gòu)與電路符號五、熔斷器3．熔體額定電流的選擇照明和電熱負載：熔體額定電流應等于或稍大于負載的額定電流。電動機控制電路的選擇應注意以下幾點。（1）對于單臺電動機，熔體額定電流應大于或等于電動機額定電流的1.5～2.5倍。（2）對于多臺電動機，熔體額定電流應大于或等于其中最大功率電動機的額定電流的1.5～2.5倍，再加上其余電動機的額定電流之和。對于啟動負載重、啟動時間長的電動機，熔體額定電流的倍數(shù)應適當增大。2．主要技術(shù)參數(shù)（1）額定電壓（V）。額定電壓指熔斷器長期安全工作的電壓。（2）額定電流（A）。額定電流指熔斷器長期安全工作的電流。任務實施二、操作步驟（1）仔細觀察各種不同類型、規(guī)格的按鈕和接觸器，熟悉它們的外形、結(jié)構(gòu)、型號及主要技術(shù)參數(shù)的意義和動作原理。（2）檢測按鈕和接觸器的質(zhì)量好壞，特別要注意檢查接觸器的線圈電壓是否符合控制電路的電壓等級。（3）檢測熔斷器是否開路。（4）按照圖1.7、圖1.8、圖1.9所示在控制板上安裝器件和接線，要求各器件安裝位置整齊、勻稱，間距合理。（5）檢查安裝的線路是否符合安裝及控制要求。（6）經(jīng)指導教師檢查合格后進行通電操作。閉合電源組合開關(guān)QS。啟動：按下按鈕SB→KM線圈通電→KM主觸頭閉合→電動機M通電運轉(zhuǎn)。停止：松開按鈕SB→KM線圈斷電→KM主觸頭分斷→電動機M斷電停止。（7）斷開電源組合開關(guān)QS。知識擴展中間繼電器

圖1.15中間繼電器的外形與電路符號任務三實現(xiàn)電動機自鎖控制任務引入自鎖控制適用于電動機較長時間運轉(zhuǎn)。圖1.16自鎖控制線路原理圖圖1.17自鎖控制線路安裝接線圖相關(guān)知識一、熱繼電器圖1.18常用熱繼電器一、熱繼電器圖1.19熱繼電器的結(jié)構(gòu)、動作原理和電路符號

熱繼電器是利用電流熱效應工作的保護電器。它主要與接觸器配合使用，用作電動機的過載保護。目前使用的熱繼電器有兩相和三相兩種類型。圖1.19（a）所示為兩相雙金屬片式熱繼電器。它主要由熱元件、傳動推桿、常閉觸頭、電流整定旋鈕和復位桿組成。

一、熱繼電器2．型號規(guī)格熱繼電器的型號規(guī)格如圖1.20所示，例如，JRS1-12/3表示JRS1系列額定電流12A的三相熱繼電器。

圖1.20熱繼電器的型號規(guī)格一、熱繼電器3．選用方法（1）選類型。一般情況可選擇兩相或普通三相結(jié)構(gòu)的熱繼電器，但對于三角形接法的電動機，應選擇三相結(jié)構(gòu)并帶斷相保護功能的熱繼電器。（2）選擇額定電流。熱繼電器的額定電流要大于或等于電動機的額定電流。（3）合理整定熱元件的動作電流。一般情況下，將整定電流值調(diào)整在與電動機的額定電流相等即可。但對于啟動時負載較重的電動機，整定電流值可略大于電動機的額定電流值。二、自鎖控制線路工作原理合上電源隔離開關(guān)QS。接觸器自鎖控制線路具有欠壓、失壓和過載保護功能。任務實施二、操作步驟（1）仔細觀察熱繼電器，熟悉外形、結(jié)構(gòu)、型號及主要技術(shù)參數(shù)的意義和動作原理，并根據(jù)電動機的額定電流值來調(diào)整熱繼電器的整定電流值。（2）檢測按鈕、熱繼電器、熔斷器和接觸器的質(zhì)量好壞。（3）按照圖1.16和圖1.17所示在控制板上安裝器件和接線，要求各器件安裝位置整齊、勻稱、間距合理。（4）檢查安裝的線路是否符合安裝及控制要求。（5）經(jīng)指導教師檢查合格后進行通電操作。（6）按下啟動按鈕SB1，交流接觸器KM通電，電動機M通電運行。（7）按下停止按鈕SB2，交流接觸器KM斷電，電動機M斷電停止。（8）操作完畢，關(guān)斷電源開關(guān)。知識擴展多地控制

圖1.21兩地自鎖控制線路任務四實現(xiàn)電動機點動與自鎖混合控制任務引入

啟動按鈕SB1、停止按鈕SB2、點動SB3按鈕。圖1.23點動與自鎖混合控制線路原理圖圖1.24點動與自鎖混合控制線路安裝接線圖相關(guān)知識一、低壓斷路器低壓斷路器又稱為自動空氣開關(guān)，簡稱斷路器。它集控制和保護于一體，在電路正常工作時，作為電源開關(guān)進行不頻繁接通和分斷電路；而在電路發(fā)生短路和過載等故障時，又能自動切斷電路，起到保護作用，有的斷路器還具備漏電保護和欠壓保護功能。圖1.25低壓斷路器一、低壓斷路器圖1.26DZ5系列低壓斷路器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和電路符號DZ5系列低壓斷路器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及電路符號如圖1.26所示。它主要有動、靜觸頭，操作機構(gòu)，滅弧裝置，保護機構(gòu)及外殼等部分組成。其中保護機構(gòu)由熱脫扣器（起過載保護作用）和電磁脫扣器（起短路保護作用）構(gòu)成。一、低壓斷路器3．選用方法（1）低壓斷路器的額定電壓和額定電流應等于或大于線路的工作電壓和工作電流。（2）熱脫扣器的額定電流應大于或等于線路的最大工作電流。（3）熱脫扣器的整定電流應等于被控制線路正常工作電流或電動機的額定電流。圖1.27DZ5系列低壓斷路器的型號規(guī)格二、工作原理（1）連續(xù)控制（2）點動控制任務實施二、操作步驟（1）按照圖1.23、圖1.24所示在控制板上安裝器件和接線，要求各器件安裝位置整齊、勻稱，間距合理。（2）檢查安裝的線路是否符合安裝及控制要求。（3）經(jīng)指導教師檢查合格后進行通電操作。（4）按下啟動按鈕SB1，交流接觸器KM通電，電動機M通電運行。（5）按下停止按鈕SB2，交流接觸器KM斷電，電動機M斷電停止。（6）按下點動按鈕SB3，交流接觸器KM通電，電動機M通電運行；松開點動按鈕SB3，交流接觸器KM斷電，電動機M斷電停止。（7）操作完畢，關(guān)斷電源開關(guān)。知識擴展電動機順序控制線路1

圖1.28順序控制線路1原理圖電動機順序控制線路2圖1.29順序控制線路2原理圖電動機順序控制線路3

圖1.30順序控制線路3原理圖任務五實現(xiàn)電動機正反轉(zhuǎn)控制任務引入有正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、停止3個按鈕。圖1.31電動機正反轉(zhuǎn)控制線路原理圖圖1.32電動機正反轉(zhuǎn)控制線路安裝接線圖相關(guān)知識電動機正反轉(zhuǎn)工作原理當改變?nèi)嘟涣麟妱訖C的電源相序時，電動機便改變轉(zhuǎn)動方向。正反轉(zhuǎn)控制線路中正轉(zhuǎn)接觸器KM1引入電源相序為L1—L2—L3，使電動機正轉(zhuǎn)；反轉(zhuǎn)接觸器KM2引入電源相序為L3—L2—L1，使電動機反轉(zhuǎn)。正轉(zhuǎn)接觸器與反轉(zhuǎn)接觸器不允許同時接通，否則會出現(xiàn)電源短路事故。主電路中的“▽”符號為機械聯(lián)鎖符號，表示KM1與KM2互相機械聯(lián)鎖。在控制電路中，也必須采用接觸器聯(lián)鎖措施，聯(lián)鎖的方法是將接觸器的常閉觸頭與對方接觸器線圈相串聯(lián)。在電路中起聯(lián)鎖作用的觸頭稱為聯(lián)鎖觸頭。電動機正反轉(zhuǎn)工作原理（1）正轉(zhuǎn)（2）停止（3）反轉(zhuǎn)任務實施二、操作步驟（1）按照圖1.31、圖1.32所示在控制板上安裝器件和接線，要求各器件安裝位置整齊、勻稱，間距合理。（2）檢查安裝的線路是否符合安裝及控制要求。（3）經(jīng)指導教師檢查合格后進行通電操作。（4）按下正轉(zhuǎn)按鈕SB1，交流接觸器KM1通電，電動機M通電正轉(zhuǎn)運行。（5）按下停止按鈕SB3，交流接觸器KM1斷電，電動機M斷電停止。（6）按下反轉(zhuǎn)按鈕SB2，交流接觸器KM2通電，電動機M通電反轉(zhuǎn)運行。（7）按下停止按鈕SB3，交流接觸器KM2斷電，電動機M斷電停止。（8）操作完畢，關(guān)斷電源開關(guān)。知識擴展雙重聯(lián)鎖的正反轉(zhuǎn)控制線路圖1.33雙重聯(lián)鎖的正反轉(zhuǎn)控制線路任務六實現(xiàn)工作機械行程與位置控制任務引入圖1.35運動工作臺的左右限位行程開關(guān)安裝圖圖1.36行程與位置控制線路原理圖和行車示意圖相關(guān)知識一、行程開關(guān)圖1.37行程開關(guān)外形、結(jié)構(gòu)與電路符號一、行程開關(guān)圖1.38行程開關(guān)的型號規(guī)格二、電路原理（1）行車向前運動二、電路原理（2）行車向后運動任務實施二、操作步驟（1）仔細觀察行程開關(guān)，熟悉外形、結(jié)構(gòu)、型號及主要技術(shù)參數(shù)的意義和動作原理。（2）根據(jù)圖1.36所示在控制板上安裝器件和接線，要求各器件安裝位置整齊、勻稱，間距合理。（3）檢查安裝的線路是否符合安裝及控制要求。（4）經(jīng)指導教師檢查合格后進行通電操作。（5）按下前進按鈕SB1，交流接觸器KM1通電，電動機M通電正轉(zhuǎn)運行。（6）撥動前進位置行程開關(guān)SQ1，交流接觸器KM1斷電，電動機M斷電停止。（7）按下后退按鈕SB2，交流接觸器KM2通電，電動機M通電反轉(zhuǎn)運行。（8）撥動后退位置行程開關(guān)SQ2，交流接觸器KM2斷電，電動機M斷電停止。（9）無論電動機處于何種狀態(tài)，按下停止按鈕SB3，電動機M斷電停止。知識擴展自動往返控制

圖1.39磨床工作臺自動往返控制線路

圖1.40工作臺自動往返控制線路原理圖任務七實現(xiàn)電動機Y—△降壓啟動控制任務引入中、大功率電動機啟動時把定子繞組接成Y形（繞組電壓220V），運轉(zhuǎn)后把定子繞組接成△形（繞組電壓380V），這種啟動方式稱為Y—△降壓啟動。Y—△降壓啟動可使啟動時電源線電流減少為全壓啟動的1/3，有效避免了啟動時過大電流對供電線路的影響。通常在控制電路中接入時間繼電器，利用時間繼電器的延時功能自動完成Y—△形切換?？刂埔笫牵喊聪聠影粹o，電動機Y形啟動，延時幾秒后，電動機自動轉(zhuǎn)為△形運轉(zhuǎn)；按下停止按鈕，電動機停止。電動機Y—△降壓啟動控制線路原理圖和安裝接線圖如圖1.41和圖1.42所示。圖1.41圖1.41Y—△降壓啟動控制線路原理圖圖1.42Y—△降壓啟動控制線路安裝接線圖相關(guān)知識一、時間繼電器圖1.43時間繼電器1—線圈；2—反力彈簧；3—銜鐵；4—鐵心；5—彈簧片；6—瞬時觸頭；

7—杠桿；8—延時觸頭；9—調(diào)節(jié)螺釘；10—推桿；11—空氣室；12—寶塔形彈簧一、時間繼電器圖1.44通電延時型時間繼電器的電路符號1．通電延時型時間繼電器一、時間繼電器圖1.45斷電延時型時間繼電器的電路符號2．斷電延時型時間繼電器一、時間繼電器3．型號規(guī)格圖1.46時間繼電器的型號規(guī)格一、時間繼電器4．晶體管式時間繼電器晶體管式時間繼電器延時精度高，時間長，調(diào)節(jié)方便。例如，圖1.43（c）所示的晶體管式時間繼電器的延時規(guī)格為30s，刻度調(diào)節(jié)范圍0～10，圖中所示調(diào)節(jié)旋鈕指向刻度5，則延時時間為15s。JS20-D是斷電延時型晶體管式時間繼電器的型號。主要技術(shù)數(shù)據(jù)如下。（1）供電電壓：交流（36V、110V、220V、380V）；直流（24V、27V、30V、36V、110V、220V）。（2）延時規(guī)格：5s、10s、30s、60s、120s、180s；5min、10min、20min、30min、60min。一、時間繼電器5．空氣阻尼式時間繼電器

空氣阻尼式時間繼電器是利用氣室內(nèi)的空氣通過小孔節(jié)流的原理來獲得延時動作的。通電延時型的工作原理是：當電磁線圈通電后，動鐵心吸合，瞬時觸頭立即動作，而與氣室緊貼的橡皮膜隨進入氣室的空氣量而開始移動，通過推桿使延時觸頭延時一定時間后才動作，調(diào)節(jié)進氣孔的大小可獲得所需要的延時量。斷電延時型的工作原理與通電延時型相似。JS7-A系列空氣阻尼式時間繼電器的工作觸頭包括兩對瞬時觸頭（一常開一常閉）和兩對延時觸頭（一常開一常閉）。主要技術(shù)數(shù)據(jù)如下。（1）供電電壓：交流（24V、36V、110V、220V、380V）。（2）延時規(guī)格：0.4～60s、0.4～180s。一、時間繼電器6．選用（1）根據(jù)系統(tǒng)的延時范圍和精度選擇時間繼電器的類型和系列。在延時精度要求不高的場合，可選用空氣阻尼式時間繼電器；要求延時精度高、延時范圍較大的場合，可選用晶體管式時間繼電器。目前電氣設備中較多使用晶體管式時間繼電器。（2）根據(jù)控制電路的要求選擇時間繼電器的延時方式（通電延時型或斷電延時型）。（3）時間繼電器電磁線圈的電壓應與控制電路電壓等級相同。二、電路原理（1）啟動（2）停止停止時，按下SB2即可實現(xiàn)。任務實施二、操作步驟（1）仔細觀察時間繼電器，熟悉它們的外形、結(jié)構(gòu)、型號及主要技術(shù)參數(shù)的意義和動作原理。（2）按照圖1.41、圖1.42所示在控制板上安裝器件和接線，要求各器件安裝位置整齊、勻稱，間距合理。（3）檢查安裝的線路是否符合安裝及控制要求。（4）經(jīng)指導教師檢查合格后進行通電操作。（5）將時間繼電器延時時間設置為6s。（6）按下啟動按鈕SB1，電源接觸器和Y形接觸器通電，電動機Y形啟動。當時間繼電器延時6s后，Y形接觸器斷電，△形接觸器通電，電動機△形運轉(zhuǎn)。（7）按下停止按鈕SB2，電動機斷電停止。（8）操作完畢，關(guān)斷電源開關(guān)。任務八實現(xiàn)電動機調(diào)速控制任務引入1．變極調(diào)速改變電動機的磁極對數(shù)P來達到調(diào)速目的稱為變極調(diào)速。變極調(diào)速是有級調(diào)速，通常使用的有雙速、3速電動機。變極調(diào)速電動機調(diào)速范圍窄，不能平滑調(diào)速。2．改變轉(zhuǎn)差率調(diào)速改變轉(zhuǎn)差率S調(diào)速適用于繞線式轉(zhuǎn)子繞組的電動機，調(diào)速方法是改變轉(zhuǎn)子繞組中串聯(lián)電阻的阻值來改變轉(zhuǎn)差率。改變轉(zhuǎn)差率調(diào)速電動機的機械特性較軟，功耗大。3．變頻調(diào)速改變電動機電源頻率f1來達到調(diào)速的目的稱為變頻調(diào)速。變頻調(diào)速具有調(diào)速范圍寬，調(diào)速平滑性好，機械特性硬的特點。在轉(zhuǎn)差率變化不大的情況下，電動機的轉(zhuǎn)速n與電源頻率f1成正比，若均勻地改變電源頻率f1，則能平滑地改變電動機的轉(zhuǎn)速n。相關(guān)知識一、雙繞組變級調(diào)速圖1.47雙繞組變極調(diào)速控制線路原理圖二、雙Y形繞組變級調(diào)速圖1.48雙圖1.48雙Y形繞組電動機變極調(diào)速控制線路原理圖三、雙Y形繞組電動機的結(jié)構(gòu)圖1.49電動機定子繞組的△/YY形接線圖當定子繞組接成△形時，每相繞組中的兩個線圈串聯(lián)，磁場為4極，同步轉(zhuǎn)速為1500r/min。將定子繞組由△形改為雙Y形，每相繞組中的兩個線圈并聯(lián)，磁場為2極，同步轉(zhuǎn)速為3000r/min。可見，雙Y形繞組電動機高速轉(zhuǎn)速是低速轉(zhuǎn)速的2倍。任務實施二、操作步驟（1）檢測調(diào)速電動機。（2）根據(jù)圖1.47或圖1.48所示在控制板上安裝器件和接線，要求各器件安裝位置整齊、勻稱，間距合理。（3）檢查安裝的線路是否符合安裝及控制要求。（4）經(jīng)指導教師檢查合格后進行通電操作。知識擴展機床電氣控制圖1.50CA6140車床電氣控制線路圖任務一PLC基本知識與操作任務二應用PLC實現(xiàn)電動機自鎖控制任務三應用PLC實現(xiàn)點動與自鎖混合控制任務四應用PLC實現(xiàn)順序啟?？刂迫蝿瘴鍛肞LC實現(xiàn)正反轉(zhuǎn)控制任務七應用PLC實現(xiàn)單按鈕啟動/停止控制任務八高速計數(shù)器的一般應用程序課題二PLC基本指令的應用任務六應用PLC實現(xiàn)電動機Y-△降壓啟動控制任務一PLC基本知識與操作任務引入

圖2.1PLC點動控制線路圖2.2PLC點動控制程序相關(guān)知識一、什么是PLCPLC是可編程邏輯控制器（ProgrammableLogicController）的簡稱，具有邏輯和運算控制等功能。由PLC組成的控制系統(tǒng)與繼電器控制系統(tǒng)相比較，具有以下特點。（1）邏輯控制。繼電器控制系統(tǒng)采用接線邏輯，而PLC控制系統(tǒng)采用編程邏輯，可以在不改變硬件接線的情況下通過修改程序來改變控制功能。（2）以軟件代替硬件。繼電器控制系統(tǒng)要使用眾多的物理繼電器，而PLC控制系統(tǒng)使用“軟繼電器”，硬件大大減少，安裝工程量小，維護方便，可靠性高。PLC作為新型工業(yè)控制器，與普通計算機一樣，主要由CPU、存儲器、輸入/輸出端口和電源等部分組成。CPU是PLC的邏輯運算和控制指揮中心，在系統(tǒng)程序的控制下，協(xié)調(diào)系統(tǒng)工作。存儲器用來存儲程序和數(shù)據(jù)，ROM存儲器中固化著系統(tǒng)程序，RAM存儲器中存放用戶程序和工作數(shù)據(jù)，在PLC斷電時由鋰電池供電。輸入/輸出端口是PLC與外部設備交換控制信號的窗口。二、三菱FX系列PLC圖2.3三菱FX2N-48MR內(nèi)部結(jié)構(gòu)二、三菱FX系列PLC圖2.4三菱FX2N-32MR面板二、三菱FX系列PLC圖2.6PLC輸入端外部接線與內(nèi)部電路二、三菱FX系列PLC圖2.7輸出接口電路二、三菱FX系列PLC三、LD、LDI、OUT、END指令任務實施一、連接PLC點動控制線路1．斷開電源，連接如圖2.1所示PLC點動控制電路。點動按鈕SB連接PLC輸入端X0，接觸器KM線圈連接輸出端Y0。2．按圖2.8所示用SC-09編程電纜連接計算機串行口COM1和PLC通信口RS-422，并將計算機串行口和PLC編程軟件的波特率均設置為9

600bit/s。圖2.8PLC與計算機通信電纜連接接線注意事項：（1）要認真核對PLC的電源規(guī)格。不同廠家、類型的PLC使用電源可能大不相同。FX2N系列PLC額定工作電壓為交流100～240V。交流電源必須接于專用端子上，如果接在其他端子上，就會燒壞PLC。（2）直流電源輸出端24+，是為外部傳感器供電，該端子不能與其他外部24V電源并接。（3）空端子“·

”上不能接線，以防損壞PLC。（4）接觸器應選擇線圈額定電壓為交流220V或以下（對應繼電器輸出型的PLC）。（5）PLC不要與電動機公共接地。（6）在實習中，PLC和負載可共用220V電源；在實際生產(chǎn)設備中，為了抑制干擾，常用隔離變壓器（380V/220V或220V/220V）為PLC單獨供電。二、編寫點動控制程序1.打開編程軟件

圖2.9GXDeveloper初始界面二、編寫點動控制程序2.創(chuàng)建新工程圖2.10“創(chuàng)建新工程”對話框二、編寫點動控制程序2.創(chuàng)建新工程圖2.11GX-Developer8.86編程主界面二、編寫點動控制程序3.梯形圖程序編輯圖2.12觸點輸入對話框二、編寫點動控制程序3.梯形圖程序編輯圖2.13輸出線圈對話框二、編寫點動控制程序3.梯形圖程序編輯圖2.14程序輸入完成界面二、編寫點動控制程序3.梯形圖程序編輯圖2.15程序變換后畫面二、編寫點動控制程序4.仿真測試圖2.16梯形圖邏輯測試啟動畫面二、編寫點動控制程序4.仿真測試圖2.17程序監(jiān)控畫面二、編寫點動控制程序4.仿真測試圖2.18軟元件測試選擇畫面二、編寫點動控制程序5.將點動程序?qū)懭隤LC圖2.19程序?qū)懭隤LC對話框二、編寫點動控制程序6.程序監(jiān)控點擊菜單欄“在線”→“監(jiān)視”→“監(jiān)視開始”，或按F3功能鍵進入程序監(jiān)控狀態(tài)，能從計算機屏幕上直觀觀察到軟元件的工作狀態(tài)，有助于分析和理解程序。7．遠程控制用戶程序運行在實習操作中，為了避免反復撥動工作狀態(tài)開關(guān)，可以將工作狀態(tài)開關(guān)始終撥到運行（RUN）狀態(tài)，用遠程控制方式?jīng)Q定PLC的工作狀態(tài)。按編程軟件提示單擊確認，在寫入用戶程序時，控制PLC處于停止（STOP）狀態(tài)；程序?qū)懭牒?，控制PLC返回運行（RUN）狀態(tài)。三、操作步驟（1）按下按鈕SB，輸入繼電器X0通電（X0LED亮），輸出繼電器Y0通電（Y0LED亮），交流接觸器KM通電，電動機M通電運行。（2）松開按鈕SB，輸入繼電器X0斷電，（X0LED熄滅），輸出繼電器Y0斷電（Y0LED熄滅），交流接觸器KM斷電，電動機M斷電停止。知識擴展一、PLC的分類PLC按結(jié)構(gòu)可分為整體式和模塊式。整體式的PLC也稱為PLC的基本單元，在基本單元的基礎上可以加裝擴展模塊以擴大使用范圍。整體式的PLC具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、價格低的優(yōu)勢，適合于常規(guī)電氣控制。模塊式的PLC是把CPU、輸入接口、輸出接口等做成獨立的單元模塊，具有配置靈活、組裝方便的優(yōu)勢，適合于輸入/輸出點數(shù)差異較大的控制系統(tǒng)。PLC按輸入/輸出接口（I/O接口）點數(shù)的多少可分為微型機、小型機、中型機和大型機。I/O點數(shù)小于64點為微型機；I/O點數(shù)在64～128點為小型機；I/O點數(shù)在129～512點為中型機；I/O點數(shù)在512點以上為大型機。PLC的I/O接口數(shù)越多，其存儲容量也越大，價格也越貴，因此，在設計程序時應盡量減少使用I/O接口的數(shù)目。二、PLC的循環(huán)掃描工作方式圖2.20PLC循環(huán)掃描工作方式任務二應用PLC實現(xiàn)電動機自鎖控制任務引入

圖2.21PLC自鎖控制線路相關(guān)知識任務實施二、編寫PLC自鎖控制程序1．自鎖控制程序一圖2.22電動機自鎖控制程序一二、編寫PLC自鎖控制程序2．自鎖控制程序二圖2.23電動機自鎖控制程序二三、操作步驟（1）按圖2.21所示連接PLC自鎖控制線路。（2）將圖2.22所示程序?qū)懭隤LC。（3）使PLC處于程序運行狀態(tài)，并進入程序監(jiān)控狀態(tài)。（4）PLC上輸入指示燈X0應點亮，表示輸入繼電器X0被熱繼電器KH常閉觸頭接通。如果指示燈X0不亮，說明熱繼電器KH常閉觸頭斷開，熱繼電器已過載保護。（5）PLC上輸入指示燈X1應點亮，表示輸入繼電器X1被停止按鈕SB1常閉觸頭接通。如果指示燈X1不亮，說明停止按鈕SB1未連接好。（6）按啟動按鈕SB2，輸出繼電器Y0通電自鎖，交流接觸器KM通電，電動機M通電運行。（7）按停止按鈕SB1，輸出繼電器Y0斷電解除自鎖，交流接觸器KM斷電，電動機M斷電停止。（8）將圖2.23所示程序?qū)懭隤LC，重新操作步驟（6）和步驟（7）。知識擴展多地控制圖2.24兩地控制輸入端接線圖和程序任務三應用PLC實現(xiàn)點動與自鎖混合控制任務引入

圖2.26點動自鎖混合控制線路相關(guān)知識輔助繼電器MM8000：運行監(jiān)控。PLC運轉(zhuǎn)時始終保持接通（ON）狀態(tài)；M8002：初始脈沖。PLC由停止狀態(tài)（STOP）轉(zhuǎn)為運行狀態(tài)（RUN）的瞬時接通一個掃描周期；M8011：周期10ms方波振蕩脈沖；M8012：周期100ms方波振蕩脈沖；M8013：周期1s方波振蕩脈沖；M8014：周期1min方波振蕩脈沖。任務實施一、編寫點動與自鎖混合控制程序圖2.27點動與自鎖混合控制程序二、操作步驟（1）按圖2.26所示連接點動與自鎖混合控制線路。（2）將圖2.27所示程序?qū)懭隤LC。（3）使PLC處于運行狀態(tài)，并進入程序監(jiān)控狀態(tài)。（4）PLC上輸入指示燈X0應點亮，表示輸入繼電器X0被熱繼電器KH常閉觸頭接通。（5）PLC上輸入指示燈X1應點亮，表示輸入繼電器X1被停止按鈕SB1常閉觸頭接通。（6）按下啟動按鈕SB2，電動機應連續(xù)運轉(zhuǎn)；按下停止按鈕SB1，電動機應停止。（7）按下點動按鈕SB3，電動機應啟動；松開點動按鈕SB3，電動機應停止。知識擴展電路塊串并聯(lián)指令圖2.28ANB指令的使用電路塊串并聯(lián)指令圖2.29ORB指令的使用任務四應用PLC實現(xiàn)順序啟停控制任務引入

通常生產(chǎn)設備往往需要多臺電動機進行驅(qū)動，各臺電動機的啟動順序由生產(chǎn)工藝決定。例如，某生產(chǎn)設備有3臺電動機，生產(chǎn)工藝要求是：按下啟動按鈕，第一臺電動機M1啟動；運行4s后，第二臺電動機M2啟動；再運行15s后，第三臺電動機M3啟動。按下停止按鈕，3臺電動機全部停止。PLC控制線路如圖2.31所示，輸入/輸出端口分配見表2.11。圖2.313臺電動機順序啟動控制線路相關(guān)知識定時器T定時器T的使用說明：（1）定時器是根據(jù)時鐘脈沖累計計時的，時鐘脈沖周期有1ms、10ms、100ms三種規(guī)格。（2）定時器有一個設定值寄存器，一個當前值寄存器。這些寄存器都是16位（即數(shù)值范圍為1～32

767），定時器的延時時間為設定值乘以時鐘脈沖周期。（3）每個定時器都有一個常開和常閉觸點，可以無限次引用，延時時間到其常開觸點閉合，常閉觸點斷開。任務實施一、編寫3臺電動機順序啟動控制程序圖2.323臺電動機順序啟動控制程序二、操作步驟（1）按圖2.31所示連接3臺電動機順序啟動控制線路。（2）將圖2.32所示程序?qū)懭隤LC。（3）使PLC處于運行狀態(tài)，并進入程序監(jiān)控狀態(tài)。（4）PLC上輸入指示燈X0應點亮，表示熱繼電器KH1、KH2、KH3工作正常；輸入指示燈X1應點亮，表示停止按鈕接入正常。（5）按下啟動按鈕SB2，3臺電動機應按控制要求順序啟動。（6）按下停止按鈕SB1，3臺電動機應同時停止。知識擴展一、長延時程序FX2N系列PLC的定時器最長延時時間為3

276.7s，如果需要更長延時時間，可采用多個定時器串聯(lián)延時，如圖2.33所示為延時5

000s的程序。圖2.335000s延時程序二、脈沖產(chǎn)生程序

1.固定脈沖程序FX2N系列PLC的特殊輔助繼電器M8011～M8014可以分別產(chǎn)生占空比為1/2、脈沖周期為10ms、100ms、1s和1min的時鐘信號，在需要時可以直接應用。如圖2.34所示的梯形圖中，用M8013的常開觸點控制輔助繼電器M0。圖2.34特殊輔助繼電器M8013、M8014的波形及M8013的應用二、脈沖產(chǎn)生程序2.任意周期脈沖程序在實際應用中也可以組成振蕩電路產(chǎn)生任意周期的脈沖信號。例如，圖2.35所示程序產(chǎn)生周期為15s、脈沖持續(xù)時間為一個掃描周期的信號。

圖2.35產(chǎn)生周期為15s的脈沖信號二、脈沖產(chǎn)生程序3.占空比可調(diào)的脈沖程序如果產(chǎn)生一個占空比可調(diào)的任意周期的脈沖信號則需要兩個定時器，脈沖信號的低電平時間為10s，高電平時間為20s的程序如圖2.36（a）所示。

圖2.36脈沖程序與時序圖任務五應用PLC實現(xiàn)正反轉(zhuǎn)控制任務引入

圖2.37電動機正反轉(zhuǎn)控制線路相關(guān)知識脈沖指令脈沖指令（1）LDP指令監(jiān)視取元件的接通狀態(tài)，LDF指令監(jiān)視取元件的斷開狀態(tài)。圖2.38LDP、LDF指令的使用說明脈沖指令（2）ANDP指令監(jiān)視與元件的接通狀態(tài)，ANDF指令監(jiān)視與元件的斷開狀態(tài)。圖2.39ANDP、ANDF指令的使用說明脈沖指令（3）ORP指令監(jiān)視或元件的接通狀態(tài)，ORF指令監(jiān)視或元件的斷開狀態(tài)。圖2.40ORP、ORF指令的使用說明任務實施一、編寫三相交流電動機正反轉(zhuǎn)控制程序圖2.41電動機正反轉(zhuǎn)控制程序二、操作步驟（1）按圖2.37所示連接三相交流電動機正反轉(zhuǎn)控制線路。（2）將圖2.41所示程序?qū)懭隤LC。（3）使PLC處于運行狀態(tài)，并進入程序監(jiān)控狀態(tài)。（4）PLC上輸入指示燈X0應點亮，表示熱繼電器KH工作正常。（5）PLC上輸入指示燈X1應點亮，表示停止按鈕連接正常。（6）正轉(zhuǎn)。按下正轉(zhuǎn)按鈕SB2時，輸入繼電器X2通電，X2聯(lián)鎖觸點斷開反轉(zhuǎn)輸出繼電器Y1；松開SB2時，X2接通一個掃描周期，正轉(zhuǎn)輸出繼電器Y0通電自鎖，交流接觸器KM1通電，電動機M通電正轉(zhuǎn)運行。（7）反轉(zhuǎn)。按下反轉(zhuǎn)按鈕SB3時，輸入繼電器X3通電，X3聯(lián)鎖觸點斷開正轉(zhuǎn)輸出繼電器Y0，解除Y0對反轉(zhuǎn)電路的聯(lián)鎖；松開SB3時，X3接通一個掃描周期，反轉(zhuǎn)輸出繼電器Y1通電自鎖，交流接觸器KM2通電，電動機M通電反轉(zhuǎn)運行。（8）停止。按下停止按鈕SB1，輸出繼電器Y0或Y1均斷電解除自鎖，交流接觸器斷電，電動機M斷電停止。任務六應用PLC實現(xiàn)電動機Y-△降壓啟動控制任務引入

圖2.42電動機Y—△降壓啟動控制線路相關(guān)知識堆棧存儲器圖2.43堆棧指令執(zhí)行過程圖2.44堆棧指令的使用說明圖2.45應用兩級堆棧任務實施一、編寫電動機Y-△降壓啟動控制程序圖2.46電動機Y—△降壓啟動控制程序二、操作步驟（1）按圖2.42所示連接三相交流電動機Y－△降壓啟動控制線路。（2）將圖2.46所示程序?qū)懭隤LC。（3）使PLC處于運行狀態(tài)，并進入程序監(jiān)控狀態(tài)。（4）PLC上輸入指示燈X0應點亮，表示熱繼電器KH工作正常。（5）PLC上輸入指示燈X1應點亮，表示停止按鈕連接正常。（6）按下啟動按鈕SB2，電動機Y形啟動，7s后自動轉(zhuǎn)為△形運行。按停止按鈕SB1，電動機停止。任務七應用PLC實現(xiàn)單按鈕啟動/停止控制任務引入

圖2.48電動機單按鈕啟動/停止控制線路相關(guān)知識一、普通計數(shù)器CFX2N系列PLC有256個計數(shù)器，地址編號為C0～C255，其中C0～C234為普通計數(shù)器，C235～C255為高速計數(shù)器。普通計數(shù)器的分類見表2.18。二、計數(shù)器的應用圖2.49計數(shù)器C0的程序監(jiān)控與時序圖二、計數(shù)器的應用圖2.50長延時控制程序當啟動端X0接通后，32位計數(shù)器C200對秒脈沖信號M8013進行計數(shù)，經(jīng)過1000小時（1s×3600000）的延時，Y0才通電。當停止端X1接通時，C200復位，Y0斷電。任務實施一、電動機單按鈕啟動/停止控制程序圖2.51電動機單按鈕啟動/停止控制程序二、操作步驟（1）按圖2.48所示連接電動機單按鈕啟動/停止控制線路。（2）將圖2.51所示程序?qū)懭隤LC。（3）使PLC處于運行狀態(tài)，并進入程序監(jiān)控狀態(tài)。（4）PLC上輸入指示燈X0應點亮，表示熱繼電器KH工作正常。（5）按下按鈕SB，電動機啟動；再次按下按鈕SB，電動機停止。知識擴展一、交替輸出指令ALT交替輸出指令屬于PLC的功能指令，其助記符、邏輯功能等指令屬性見表2.19。二、用交替輸出指令實現(xiàn)電動機單按鈕啟動/停止控制圖2.52電動機單按鈕啟動/停止控制任務八高速計數(shù)器的一般應用程序任務引入

一般情況下PLC的普通計數(shù)器只能接收頻率為幾十赫茲以下低頻脈沖信號，原因有兩點，一是與PLC輸入端連接的按鈕簧片在接通或斷開瞬間會產(chǎn)生連續(xù)的抖動信號，為了消除抖動信號的影響，PLC的輸入端設置了10ms的延遲時間；二是因為PLC的周期性掃描工作方式的影響，PLC只在輸入采樣階段接收外部輸入信號。一般PLC用戶程序的掃描周期在幾十至數(shù)百ms之間，小于掃描周期的信號不能有效接收。

但在實際生產(chǎn)中，PLC可能要處理幾kHz以上的高速信號。為此，F(xiàn)X2N系列PLC專門設置了21個高速計數(shù)器。使用高速計數(shù)器時其輸入端的延遲時間自動變?yōu)?0μs（X0、X1）或50μs（X2～X5），同時為了不受PLC周期性掃描工作方式的影響，高速計數(shù)程序采用中斷處理方式。因此高速計數(shù)器可以對頻率高達60kHz的脈沖信號計數(shù)。相關(guān)知識一、單相單計數(shù)輸入的高速計數(shù)器【例題2.1】接線圖如圖2.54（a）所示，分析如圖2.54（b）所示程序的功能。圖2.54使用高速計數(shù)器C235【例題2.2】接線圖如圖2.55（a）所示，分析如圖2.55（b）所示程序的功能。圖2.55使用高速計數(shù)器C245二、單相雙計數(shù)輸入的高速計數(shù)器【例題2.3】接線圖如圖2.56（a）所示，分析圖2.56（b）所示程序的功能。圖2.56使用高速計數(shù)器C247三、雙相雙計數(shù)輸入的高速計數(shù)器在A相狀態(tài)ON，B相狀態(tài)從OFF→ON（即上升沿）時增計數(shù)；反之，B相狀態(tài)從ON→OFF（即下降沿）時減計數(shù)。圖2.57雙相計數(shù)波形圖【例題2.4】接線圖如圖2.58（a）所示，分析圖2.58（b）所示程序。圖2.58使用高速計數(shù)器C252任務實施使用高速計數(shù)器C247計數(shù)的操作步驟如下。（1）按圖2.56（a）所示連接PLC控制電路。（2）接通PLC電源，使PLC處于編程狀態(tài)。（3）將圖2.56（b）所示的程序下載PLC。（4）使PLC處于程序運行狀態(tài)，并進入程序監(jiān)控狀態(tài)。（5）按下增計數(shù)按鈕X0，C247的當前值增加計數(shù)，Y1通電表示工作方式為增計數(shù)，當C247當前值等于或大于100時，C247常開觸點閉合，Y0通電。（6）按下減計數(shù)按鈕X1，C247的當前值減少計數(shù)，Y2通電表示工作方式為減計數(shù)，當C247當前值小于100時，C247常開觸點斷開，Y0斷電。（7）按下復位按鈕X2，C247復位清0，Y0斷電。任務一應用單流程模式實現(xiàn)3臺電動機順序啟動控制任務二應用選擇流程模式實現(xiàn)運料小車控制任務三應用并行流程模式實現(xiàn)交通信號燈控制*任務四應用混合流程模式實現(xiàn)電動機三速控制課題三PLC步進指令的應用任務一應用單流程模式實現(xiàn)3臺電動機順序啟動控制任務引入

某設備有3臺電動機，控制要求是：按下啟動按鈕，第1臺電動機M1啟動；運行5s后，第2臺電動機M2啟動；M2運行15s后，第3臺電動機M3啟動。按下停止按鈕或發(fā)生過載故障時，3臺電動機全部停止。圖3.13臺電動機順序啟動控制電路圖圖3.23臺電動機順序啟動工序圖和狀態(tài)流程圖相關(guān)知識一、工序圖工序圖是整個工作過程按一定步驟有序動作的圖形，它是一種通用的技術(shù)語言。繪制工序圖時要將整個工作過程依工藝順序分為若干步工序，每一步工序用一個矩形框表示，兩個相鄰工序之間用流程線連接，當滿足轉(zhuǎn)移條件時即轉(zhuǎn)入下一步工序。二、狀態(tài)流程圖狀態(tài)流程圖是在工序圖的基礎上利用狀態(tài)繼電器S來描述順序控制功能的圖形，也是設計步進指令程序的依據(jù)。狀態(tài)流程圖主要由狀態(tài)繼電器、控制對象、有向連線和轉(zhuǎn)移條件組成。1.狀態(tài)繼電器2.控制對象FX2N系列PLC的狀態(tài)繼電器共有1000個點，分為5類，見表3.3。狀態(tài)繼電器方框右邊用線條連接的負載線圈為本狀態(tài)下的控制對象。當狀態(tài)繼電器為活動狀態(tài)時，其控制對象通電；當狀態(tài)繼電器為非活動狀態(tài)時，其控制對象斷電。若要在狀態(tài)繼電器復位后仍然保持負載線圈通電，必須使用線圈置位指令SET。3.有向連線4.轉(zhuǎn)移條件有向連線表示狀態(tài)繼電器的轉(zhuǎn)移方向。在畫狀態(tài)流程圖時，將代表各狀態(tài)繼電器的方框按先后順序排列，并用有向連線將它們連接起來。表示從上至下或從左至右這兩個方向有向連線的箭頭可以省略。狀態(tài)繼電器之間的轉(zhuǎn)移條件用與有向連線垂直的短畫線和觸點代號來表示，可以是單個常開觸點或常閉觸點，也可以是它們的組合。三、步進指令STL、RET（1）STL指令是步進開始指令，STL指令建立臨時左母線，負載線圈可以連接臨時左母線，對于與臨時左母線連接的觸點要使用“取”指令。（2）RET是步進結(jié)束指令，其功能是返回到主母線的位置，RET僅在最后一個狀態(tài)繼電器的末行使用一次。任務實施一、編寫控制程序二、操作步驟（1）按圖3.1所示連接3臺電動機順序啟動控制電路。（2）將圖3.3所示步進指令程序?qū)懭隤LC。（3）使PLC處于運行狀態(tài)，并進入程序監(jiān)控狀態(tài)。（4）PLC上輸入繼電器X0指示燈應點亮，表示熱繼電器和停止按鈕連接正常。（5）按下啟動按鈕SB2，第1臺電動機啟動；運行5s后，第2臺電動機啟動；M2運行15s后，第3臺電動機啟動。（6）按下停止按鈕SB1，3臺電動機全部停機。任務二應用選擇流程模式實現(xiàn)運料小車控制任務引入

在多分支結(jié)構(gòu)中，根據(jù)不同的轉(zhuǎn)移條件來選擇其中的某一個分支，就是選擇流程模式。運料小車在左邊裝料處（X2限位）從a、b兩種原料中選擇一種裝入，然后右行，自動將原料對應卸在A（X3限位）、B（X4限位）處，然后返回裝料處。用開關(guān)X0的狀態(tài)選擇在何處卸料，當X0=1時，選擇卸在A處；當X0=0時，選擇卸在B處。圖3.5小車運料方式示意圖圖3.6運料小車控制電路圖3.7運料小車的狀態(tài)流程圖任務實施一、運料小車的控制程序圖3.8運料小車控制程序一、運料小車的控制程序圖3.8運料小車控制程序（續(xù)）二、操作步驟（1）將圖3.8所示的運料小車控制程序?qū)懭隤LC。（2）使PLC處于運行狀態(tài)，并進入程序監(jiān)控狀態(tài)。（3）模擬運料小車工作過程。a．原料卸在A處：X0=1，X2

=

1，按下運行按鈕X1，Y0燈亮，模擬小車右行；斷開X2，接通X3，延時20s后Y1燈亮，模擬小車左行；接通X2，程序返回S0狀態(tài)，小車停止。b．原料卸在B處：X0=

0，X2

=

1，按下運行按鈕X1，Y0燈亮，模擬小車右行；斷開X2，接通X3，狀態(tài)無變化；接通X4，延時20s后Y1燈亮，模擬小車左行；接通X2，程序返回S0狀態(tài)，小車停止。（4）在模擬運料小車運行過程中，使PLC處于程序停止狀態(tài)，小車停止運行。再次使PLC處于程序運行狀態(tài)，小車保持原方向繼續(xù)運行。任務三應用并行流程模式實現(xiàn)交通信號燈控制任務引入

圖3.10交通信號燈控制電路交通信號燈一個周期（120s）的時序圖如圖3.11所示。圖3.11交通信號燈時序圖圖3.12交通信號燈的狀態(tài)流程圖相關(guān)知識由兩個及兩個以上的分支流程組成，并且同時執(zhí)行各分支流程，稱為并行流程模式。在并行結(jié)構(gòu)的分支處，一旦轉(zhuǎn)移條件滿足，則所有分支流程同時被執(zhí)行；在并行結(jié)構(gòu)的匯合處，要等所有分支流程都執(zhí)行完畢后，才能同時轉(zhuǎn)移到下一個狀態(tài)。并行流程模式程序梯形圖中各狀態(tài)繼電器按狀態(tài)流程圖從左至右、從上至下的順序依次編程。例如，對圖3.12所示狀態(tài)流程圖編寫步進程序可按S0、S20、S30、S21、S31、S22、S32的順序進行。一、編寫交通信號燈控制程序任務實施圖3.13交通信號燈控制程序梯形圖一、編寫交通信號燈控制程序圖3.13交通信號燈控制程序梯形圖續(xù)一、編寫交通信號燈控制程序圖3.13交通信號燈控制程序梯形圖續(xù)二、操作步驟（1）按圖3.10所示連接交通信號燈控制電路。（2）接通PLC電源，將圖3.13所示步進程序?qū)懭隤LC。（3）使PLC處于運行狀態(tài)，并進入程序監(jiān)控狀態(tài)。（4）撥動運行/停止開關(guān)X0，步進程序運行，相應交通指示燈循環(huán)亮滅。*任務四應用混合流程模式實現(xiàn)電動機三速控制任務引入

在硬件方面使用了PLC-變頻器調(diào)速系統(tǒng)，可以進行電動機的低、中、高三速控制，電路特點如下：（1）為了便于操作，啟動與調(diào)速共用一個按鈕。（2）滿足平穩(wěn)啟動，高速生產(chǎn)的工藝要求。每當按下啟動/調(diào)速按鈕時，電動機逐級升速，即啟動→低速狀態(tài)→中速狀態(tài)→高速狀態(tài)。（3）在高速狀態(tài)下可以降為中速狀態(tài)來處理生產(chǎn)問題，處理完畢后再上升為高速狀態(tài)。即在高速狀態(tài)按下啟動/調(diào)速按鈕時，電動機從高速狀態(tài)→中速狀態(tài)。（4）在任何狀態(tài)下按下停止按鈕，電動機立即停止。圖3.15PLC變頻器調(diào)速系統(tǒng)控制線路圖圖3.16電動機三速控制狀態(tài)流程圖相關(guān)知識將固定電壓和頻率的交流電變換為可變電壓和頻率的交流電的裝置稱為“變頻器”。變頻器首先將交流電變換為直流電，然后再將直流電變換為電壓和頻率可變的三相交流電去驅(qū)動三相異步電動機，由于異步電動機的轉(zhuǎn)速與電源頻率成正比，所以電動機可以平滑調(diào)速。在變頻器上通常都有主電路接線端和控制電路接線端。控制電路的功能可分為正反轉(zhuǎn)方向控制以及低速、中速、高速控制等。例如，三菱FR-E540通用變頻器的低速、中速、高速頻率出廠設定值分別為10Hz、30Hz、50Hz。任務實施一、編寫電動機三速控制程序圖3.17電動機三速控制程序一、編寫電動機三速控制程序圖3.17電動機三速控制程序二、模擬操作步驟本任務只進行模擬操作，不接入變頻器。（1）接通PLC電源，將圖3.17所示步進程序?qū)懭隤LC。（2）使PLC處于運行狀態(tài)，并進入程序監(jiān)控狀態(tài)。（3）PLC上輸入指示燈X1應點亮，表示停止按鈕連接正常。（4）PLC上輸出指示燈Y0應點亮，表示接通變頻器正轉(zhuǎn)控制端。（5）第1次按下啟動/調(diào)速按鈕X0，輸出指示燈Y1應點亮，表示接通變頻器低速控制端；第2次按下按鈕X0，輸出指示燈Y2應點亮，表示接通變頻器中速控制端；第3次按下按鈕X0，輸出指示燈Y3應點亮，表示接通變頻器高速控制端；第4次按下按鈕X0，輸出指示燈Y2應點亮，表示接通變頻器中速控制端；第5次按下按鈕X0，輸出指示燈Y3應點亮，表示接通變頻器高速控制端。（6）無論在何種狀態(tài)下按下停止按鈕X1，輸出指示燈Y1、Y2、Y3均熄滅，表示變頻器速度控制端全部斷開，變頻器停止輸出。任務一應用數(shù)據(jù)傳送指令實現(xiàn)電動機Y-△降壓啟動控制任務二應用觸點比較指令實現(xiàn)彩燈循環(huán)控制任務三應用算術(shù)運算指令實現(xiàn)功率調(diào)節(jié)控制任務四應用組件比較指令實現(xiàn)不同規(guī)格的工件分別計數(shù)任務五應用時鐘控制功能實現(xiàn)馬路照明燈控制任務七應用跳轉(zhuǎn)指令實現(xiàn)手動/自動工作方式選擇控制任務八應用子程序調(diào)用指令編寫應用程序課題四PLC功能指令的應用任務六應用循環(huán)指令編寫求和程序任務九組裝5人競賽搶答器任務十應用BCD碼指令實現(xiàn)停車場空車位數(shù)碼顯示任務一應用數(shù)據(jù)傳送指令實現(xiàn)電動機Y-△降壓啟動控制任務引入

圖4.1電動機Y—△降壓啟動控制線路相關(guān)知識一、位元件與字元件1.位元件只具有接通或斷開兩種狀態(tài)的元件稱為位元件。常用的位元件有輸入繼電器X，輸出繼電器Y，輔助繼電器M和狀態(tài)繼電器S。例如X0、Y5、M100和S20等都是位元件。對位元件只能逐個操作，例如，取X0的狀態(tài)用取指令“LDX0”完成。如果取多個位元件狀態(tài)，例如取X0～X7的狀態(tài)，就需要8條“取”指令語句，程序較繁瑣。將多個位元件按一定規(guī)律組合成字元件后，便可以用一條功能指令語句同時對多個位元件進行操作，將大大提高編程效率和處理數(shù)據(jù)的能力。一、位元件與字元件2.字元件一、位元件與字元件2.字元件一、位元件與字元件2.字元件圖4.216位與32位數(shù)據(jù)寄存器結(jié)構(gòu)一、位元件與字元件2.字元件二、數(shù)據(jù)傳送指令MOV圖4.3功能指令格式任務實施一、編寫控制程序圖4.4電動機Y—△降壓啟動程序二、操作步驟（1）按圖4.1所示連接三相交流電動機Y－△降壓啟動控制線路。（2）將圖4.4所示程序?qū)懭隤LC。（3）使PLC處于運行狀態(tài)，并進入程序監(jiān)控狀態(tài)。（4）PLC上輸入指示燈X0應點亮，表示熱繼電器KH工作狀態(tài)正常。（5）PLC上輸入指示燈X1應點亮，表示停止按鈕連接正常。（6）按下啟動按鈕SB2，電動機Y形降壓啟動。10s后，Y形接觸器斷電。延時1s后，△形接觸器通電，電動機△形運轉(zhuǎn)。在啟動過程中，指示燈HL亮。（7）按下停止按鈕SB1，電動機停止。（8）過載保護。在電動機運轉(zhuǎn)中斷開熱繼電器常閉觸頭與X0的連線，模擬過載現(xiàn)象，則電動機停止，指示燈亮報警。任務二應用觸點比較指令實現(xiàn)彩燈循環(huán)控制任務引入

圖4.5彩燈控制線路圖相關(guān)知識一、觸點比較指令觸點比較指令常用于比較、判斷和選擇控制。在程序梯形圖中，觸點比較指令以常開觸點的形式出現(xiàn)，當符合比較條件時，常開觸點閉合；當不符合比較條件時，常開觸點分斷。一、觸點比較指令二、觸點比較指令的應用觸點相等取比較指令的應用如圖4.6所示。D0中存儲數(shù)據(jù)與常數(shù)K100相比較，如果兩者相等，比較觸點閉合，Y0通電；如果不相等，比較觸點斷開，Y0斷電。圖4.6觸點相等取比較指令應用舉例二、觸點比較指令的應用應用觸點比較指令產(chǎn)生斷電6s、通電4s的脈沖信號的程序與時序圖如圖4.7所示。T0的設定值為100，接成自復位電路，產(chǎn)生10s的振蕩周期信號。當T0的當前值等于或大于60時，比較觸點接通，Y0通電；當T0等于10s時，T0復位，Y0斷電圖4.7脈沖程序與時序圖任務實施一、編寫控制程序圖4.8彩燈控制程序二、操作步驟（1）按圖4.5所示連接彩燈控制線路。（2）將圖4.8所示程序?qū)懭隤LC。（3）使PLC處于運行狀態(tài)，并進入程序監(jiān)控狀態(tài)。（4）接通運行旋鈕X0，彩燈由狀態(tài)0至狀態(tài)9循環(huán)變化，變化速度為1次/s。（5）斷開運行旋鈕X0，彩燈熄滅。任務三應用算術(shù)運算指令實現(xiàn)功率調(diào)節(jié)控制任務引入

某加熱器的功率調(diào)節(jié)有7個擋位，分別是0.5kW、1kW、1.5kW、2kW、2.5kW、3kW和3.5kW。每按一次功率增加按鈕SB2，功率上升1擋；每按一次功率減少按鈕SB3，功率下降1擋；按停止按鈕SB1，停止加熱。圖4.9加熱器的功率調(diào)節(jié)控制線路相關(guān)知識一、加法指令ADD（1）加法運算是代數(shù)運算。（2）若相加結(jié)果為0，則零標志位M8020=1，可用來判斷兩個數(shù)是否相反數(shù)。（3）加法指令可以進行32位操作方式。例如，指令語句“DADDD0D10D20”的操作數(shù)構(gòu)成如下圖所示。一、加法指令ADD

圖4.11加法指令ADD的舉例1圖4.12加法指令ADD的舉例2（1）常數(shù)與數(shù)據(jù)寄存器中存儲的數(shù)據(jù)相加，結(jié)果存儲到數(shù)據(jù)寄存器。程序如圖4.11所示，如果X0觸點閉合，執(zhí)行加法指令。被加數(shù)為5，加數(shù)為10（存儲在數(shù)據(jù)寄存器D50），加法運算的結(jié)果15存儲在D60。（2）算術(shù)運算結(jié)果可以直接控制字元件。程序如圖4.12所示，如果X0觸點閉合，加法運算結(jié)果（3+7=10）送到字元件K1Y0，輸出端口Y1、Y3通電，Y0、Y2斷電。二、減法指令SUB減法指令SUB的說明如下。（1）減法運算是代數(shù)運算。（2）若相減結(jié)果為0時，則零標志位M8020

=

1，可用來判斷兩個數(shù)是否相等。三、加1指令I(lǐng)NC四、減1指令DEC任務實施一、編寫控制程序一、編寫控制程序圖4.13功率調(diào)節(jié)程序二、操作步驟（1）按圖4.9所示連接功率控制線路。由于負載電流較大，每個接觸器的3個主觸點可并接使用。在實習中，發(fā)熱元件R1、R2、R3可用白熾燈代替。（2）將圖4.13所示程序?qū)懭隤LC。（3）使PLC處于運行狀態(tài)，并進入程序監(jiān)控狀態(tài)。（4）每按一次功率增加按鈕SB2，功率增加0.5kW，最大達到3.5kW；每按一次功率減少按鈕SB3，功率減少0.5kW，最終為停止加熱；隨時按停止按鈕SB1，則停止加熱。知識擴展一、乘法指令MUL指令語句“MULD0D10D20”操作數(shù)結(jié)構(gòu)如圖4.14所示。圖4.1416位乘法的積占用32位一、乘法指令MUL運行監(jiān)控模式的程序梯形圖如圖4.15所示。如果X0觸點閉合，執(zhí)行數(shù)據(jù)傳送指令。如果X1觸點閉合，執(zhí)行乘法指令，乘法運算的結(jié)果（800×200=160000）存儲在D21、D20組件中。圖4.15乘法指令MUL的舉例二、除法指令DIV指令語句“DIVD0D10D20”操作數(shù)結(jié)構(gòu)如圖4.16所示。圖4.1616位除法的商和余數(shù)構(gòu)成32位目標操作數(shù)二、除法指令DIV運行監(jiān)控模式的程序梯形圖如圖4.17所示。如果X0觸點閉合，執(zhí)行數(shù)據(jù)傳送指令。如果X1觸點閉合，執(zhí)行除法指令。除法運算結(jié)果的商7存儲在D30，余數(shù)1存儲在D31?？梢钥闯?，數(shù)據(jù)除2后根據(jù)余數(shù)為1或為0可判斷數(shù)據(jù)的奇偶性。圖4.17除法指令DIV的舉例任務四應用組件比較指令實現(xiàn)不同規(guī)格的工件分別計數(shù)任務引入

如圖4.18所示在傳送帶上輸送大、中、小三種規(guī)格的工件，用3個垂直成一列的光電傳感器來判別工件規(guī)格。圖4.18傳送帶工作臺工件規(guī)格與光電信號轉(zhuǎn)換關(guān)系見表4.18。編寫對小、中、大工件根據(jù)規(guī)格分別進行統(tǒng)計數(shù)量的程序，程序中輸入繼電器和數(shù)據(jù)寄存器的作用見表4.19。相關(guān)知識組件比較指令組件比較指令CMP的助記符、操作數(shù)等指令屬性見表4.20。組件比較指令CM