1、3.2 電動機連續(xù)運行PLC控制,主講：萬三國 第七周,主要內(nèi)容,1.電動機運行控制線路 2.置位和復(fù)位指令，SR指令 3.根據(jù)繼電器電路圖設(shè)計PLC梯形圖 4.程序編寫 5.控制邏輯仿真,一、電動機連續(xù)運行PLC控制,一、電動機連續(xù)運行控制線路,功能分析： （1）當(dāng)接通三相電源時，電動機M不轉(zhuǎn)； （2）當(dāng)按下正轉(zhuǎn)啟動按鈕時，電動機M連續(xù)運轉(zhuǎn) （3）當(dāng)按下停止按鈕時，電動機M停轉(zhuǎn),二、基礎(chǔ)知識,梯形圖 梯形圖是PLC使用得最多的圖形編程語言，被稱為PLC的第一編程語言。 四個概念 軟繼電器、能流、母線 梯形圖的邏輯解算,軟繼電器 PLC梯形圖中的某些編程元件沿用了繼電器這一名稱，如輸入繼電器、

2、輸出繼電器、內(nèi)部輔助繼電器等，但是它們不是真實的物理繼電器，而是一些存儲單元（軟繼電器），每一軟繼電器與PLC存儲器中映像寄存器的一個存儲單元相對應(yīng)。該存儲單元如果為“1”狀態(tài)，則表示梯形圖中對應(yīng)軟繼電器的線圈“通電”，,其常開觸點接通，常閉觸點斷開，稱這種狀態(tài)是該軟繼電器的“1”或“ON”狀態(tài)。如果該存儲單元為“0”狀態(tài)，對應(yīng)軟繼電器的線圈和觸點的狀態(tài)與上述的相反，稱該軟繼電器為“0”或“OFF”狀態(tài)。使用中也常將這些“軟繼電器”稱為編程元件。,能 流,如上圖所示觸點1、2接通時，有一個假想的“概念電流”或“能流”(Power Flow)從左向右流動，這一方向與執(zhí)行用戶程序時的邏輯運算的順序

3、是一致的。能流只能從左向右流動。利用能流這一概念，可以幫助我們更好地理解和分析梯形圖。圖a中可能有兩個方向的能流流過觸點5（經(jīng)過觸點1、5、4或經(jīng)過觸點3、5、2），這不符合能流只能從左向右流動的原則，因此應(yīng)改為圖b所示的梯形圖。,母 線,梯形圖兩側(cè)的垂直公共線稱為母線(Bus bar）。在分析梯形圖的邏輯關(guān)系時，為了借用繼電器電路圖的分析方法，可以想象左右兩側(cè)母線（左母線和右母線）之間有一個左正右負的直流電源電壓，母線之間有“能流”從左向右流動。右母線可以不畫出。,梯形圖的邏輯解算,根據(jù)梯形圖中各觸點的狀態(tài)和邏輯關(guān)系，求出與圖中各線圈對應(yīng)的編程元件的狀態(tài)，稱為梯形圖的邏輯解算。梯形圖中邏輯解

4、算是按從左至右、從上到下的順序進行的。解算的結(jié)果，馬上可以被后面的邏輯解算所利用。邏輯解算是根據(jù)輸入映像寄存器中的值，而不是根據(jù)解算瞬時外部輸入觸點的狀態(tài)來進行的,三、位邏輯指令,1） 輸入繼電器 I,I0.0=“1”：輸入點狀態(tài)為“通”,I0.0=“0”：輸入點狀態(tài)為“斷”,2） 輸出繼電器（輸出映像寄存器）：Q,Q0.0=“1”：輸出點狀態(tài)為“通電”,Q0.0=“0”：輸出點狀態(tài)為“斷電”,3） 輔助繼電器：M,M作為邏輯運算中的中間繼電器來使用，暫存中間狀態(tài)。,M也稱為內(nèi)部標(biāo)志位（Marker）。,1. 邏輯?。ㄑb載）及線圈驅(qū)動指令 LD（load）：常開觸點邏輯運算的開始。 LDN（l

5、oad not）：常閉觸點邏輯運算的開始 =（OUT）：線圈驅(qū)動指令。,位操作類指令,2. 觸點串聯(lián)指令A(yù)/AN指令 A (And)：與操作，表示串聯(lián)連接單個常開觸點。 AN (And not)：與非操作，表示串聯(lián)連接單個常閉觸點。,3. 觸點并聯(lián)指令：O（Or）/ON（Or not） O：或操作，表示并聯(lián)連接一個常開觸點。 ON：或非操作，表示并聯(lián)連接一個常閉觸點。,網(wǎng)絡(luò)1 LD I0.0 O I0.1 ON M0.0 = Q0.0,網(wǎng)絡(luò)2 LDN Q0.0 A I0.2 O M0.1 AN I0.3 O M0.2 = M0.1,置位/復(fù)位指令 S/R,置位（S）和復(fù)位（R）指令根據(jù)邏輯運算

6、結(jié)果（RLO）的值來決定操作數(shù)的信號狀態(tài)是否改變，,對于置位指令（S）， 一旦RLO為“1”，則操作數(shù)的狀態(tài)置“1”，即使RLO又變?yōu)椤?”，輸出仍保持為“1”；若RLO為“0”，則操作數(shù)的信號狀態(tài)保持不變。 只有復(fù)位指令（R）才能把它變?yōu)榱?對于復(fù)位（R）操作， 一旦RLO為“1”，則操作數(shù)的狀態(tài)置“0”，即使RLO又變?yōu)椤?”，輸出仍保持為“0”；若RLO為“0”，則操作數(shù)的信號狀態(tài)保持不變。,位操作類指令,RS和SR觸發(fā)器,SR觸發(fā)器為“置位優(yōu)先”型觸發(fā)器（當(dāng)R和S驅(qū)動信號同時為“1”時，觸發(fā)器最終為置位狀態(tài)）； RS觸發(fā)器為“復(fù)位優(yōu)先”型觸發(fā)器（當(dāng)R和S驅(qū)動信號同時為“1”時，觸發(fā)器最

7、終為復(fù)位狀態(tài)）。 RS觸發(fā)器和SR觸發(fā)器的“位地址”、置位（S）、復(fù)（S）及輸出（Q）所使用的操作數(shù)可以是：I、Q、M、L、D。,回本段,RS觸發(fā)器指令的真值表,起動保持停止電路（起保停電路）,LD I0.0,起動 I0.0,停止 I0.1,Q0.0,O Q0.0,AN I0.1,= Q0.0,0,1,0,1,1,1,位操作類指令應(yīng)用實例,用S7-200仿真演示,四、梯形圖的基本繪制規(guī)則,1）NETWORK 2) 能流/使能 3）編輯順序 4）編號分配 5）內(nèi)、外觸點的配合 6）觸點的使用次數(shù) 7）線圈的使用次數(shù),梯形圖的編程規(guī)則,PLC使用與繼電器電路圖極為相似梯形圖語言。根據(jù)控制繼電器的電

8、路圖設(shè)計PLC梯形圖，是系統(tǒng)升級改造和學(xué)習(xí)PLC梯形圖編程的比較實用的方法。,五、根據(jù)繼電器電路圖設(shè)計 PLC梯形圖,繼電器電路圖是一個純粹的硬件電路圖。將它改為PLC控制時，需要用PLC的外部接線圖和梯形圖來等效繼電器電路圖。 可以將PLC想象成是一個控制箱，其外部接線圖描述了這個控制箱的外部接線，梯形圖是這個控制箱的內(nèi)部“線路圖”，梯形圖中的輸入位和輸出位是這個控制箱與外部世界聯(lián)系的“接口繼電器”，這樣就可以用分析繼電器電路圖的方法來分析PLC控制系統(tǒng)。,基本方法,基本方法,了解和熟悉被控設(shè)備的工作原理、工藝過程和機械的動作情況，根據(jù)繼電器電路圖分析和掌握控制系統(tǒng)的工作原理。,基本方法,確

9、定PLC的輸入信號和輸出負載。交流接觸器和電磁閥等如果用PLC來控制，它們的線圈在PLC的輸出端。按鈕、操作開關(guān)和行程開關(guān)、接近開關(guān)等提供PLC的數(shù)字量輸入信號，中間繼電器、時間繼電器的功能用PLC內(nèi)部的存儲器位和定時器來完成，它們與PLC的輸入 位、輸出位無關(guān)。,選擇PLC的CPU模塊型號、電源模塊和數(shù)字量輸入和輸出模塊。對硬件進行組態(tài)和安裝位置。,確定PLC各數(shù)字量輸入信號與輸出負載對應(yīng)的輸入位和輸出位的地址，畫出PLC的外部接線圖。,確定PLC各數(shù)字量輸入信號與輸出負載對應(yīng)的輸入位和輸出位的地址，畫出PLC的外部接線圖。,確定PLC各數(shù)字量輸入信號與輸出負載對應(yīng)的輸入位和輸出位的地址，畫

10、出PLC的外部接線圖。,KM交流接觸器的線圈 SB2啟動按鈕 SB1停止按鈕 FR熱繼電器的常閉觸點,確定與繼電器電路圖中的中間、時間繼電器對應(yīng)的梯形圖中的存儲器和定時器、計數(shù)器的地址。,根據(jù)上述的對應(yīng)關(guān)系畫出梯形圖。,基本方法,注意事項, 應(yīng)遵守梯形圖語言中的語法規(guī)定。,由于工作原理不同，梯形圖不能完全照搬繼電器控制電路。在繼電器電路中，線圈可以放在任意位置側(cè)，但是在梯形圖中，線圈必須放在電路的最右邊。,順序控制,適當(dāng)?shù)姆蛛x繼電器電路圖中的某些電路。,注意事項,設(shè)計繼電器電路圖時的一個基本原則是盡量減少圖中使用的觸點的個數(shù)，因為這意味著成本的節(jié)約，但是這往往會使某些線圈的控制電路交織在一起。

11、 在設(shè)計梯形圖時首要的問題是設(shè)計的思路要清楚，設(shè)計出的梯形圖容易閱讀和理解，并不是特別在意是否多用幾個觸點，因為這不會增加硬作的成本，只是在輸入程序稍微長一點。,適當(dāng)?shù)姆蛛x繼電器電路圖中的某些電路。,盡量減少PLC的輸入和輸出點。,PLC的價格與I/O點數(shù)有關(guān)，因此輸入、輸出信號的點數(shù)是降低硬件費用的主要措施。,注意事項,在梯形圖中，若多個線圈都受某一觸點串并聯(lián)電路的控制。為了簡化電路，在梯形圖中可以設(shè)置中間單元，即用該電路來控制某存儲位，在各線圈的控制電路中使用其常開觸點。這種中間元件類似于繼電器電路中的中間繼電器。,設(shè)置中間單元,注意事項,M0.0緩存器中存放著I1.0和I1.1相與的結(jié)果

12、； M1.1存放著I1.0、I1.1、I1.2和I1.3相與后取反的結(jié)果； M2.2存放著整個邏輯運算的結(jié)果。,控制異步電動機正反轉(zhuǎn)的交流接觸器如果同時動作，將會造成三相電源短路。為了防止出現(xiàn)這樣的事故，應(yīng)在PLC外部設(shè)置硬件互鎖電路。,設(shè)立外部互鎖電路,PLC晶體管輸出一般只能驅(qū)動額定電壓24V的直流負載，如果系統(tǒng)原來的交流接觸器的線圈電壓為380V或220V的線圈，應(yīng)設(shè)置外部中間繼電器。,外部負載的額定電壓,注意事項,啟動STEP 7 MicroWin 4.0，建立項目“電動機起?？刂啤?，輸入控制梯形圖。,輸入的地址為“I”開頭，加上PLC面板上的編號。如：連接的輸入端子為“0.3”，地址就是“I0.3”；輸入地址是“2.0”，地址就是“I2.0”。,輸入輸出指令的物理地址編寫方式：,輸出地址為“Q”開頭，加上PLC面板上的編號。如：輸出端子是“0.2”，則地址就是“Q0.2”。,六、控制邏輯仿真,首先導(dǎo)出程序，從菜單命令“文件導(dǎo)出”導(dǎo)出后綴為“awl”的文件“電動機起停控制.awl”。,導(dǎo)出：導(dǎo)出的程序供給仿真程序或PLC使用。 保存：保存的程序只能給編程軟件使用。,程序?qū)С龊?，打開S7-200仿真程序裝入程序，然后開始進行仿真。,程序裝載完成后，運行仿真程序，CPU上的運行“run”指示燈亮。,撥動