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PLC应用技术与技能训练项目二 电动机PLC控制系统设计安装与调试

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项目二 电动机PLC控制系统的设计、 安装与调试
项目二 电动机PLC控制系统的设计、 安装与调试

工作任务1 工作任务2 工作任务3 工作任务4 工作任务5

电动机单向启动、停止的PLC控制 电动机正、反转的PLC控制 电动机Y∕△降压启动的PLC控制 电动机带动传送带的PLC控制 运料小车的PLC控制

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工作任务1 电动机单向启动、停止的 PLC控制
电机是自动化控制的目标,采用先进的PLC控制技术使 电机的自动控制技术大为提高,电机控制在自动生产线上应 用很广泛。 如图2-1所示,继电器控制三相异步电动机的单向转动启动、 停止控制电路。该控制电路可以实现电动机启动—单向转 动—停止的控制功能。

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图2-1 电动机的单向转动启动、停止控制电路

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继电器控制电路工作原理: (1) 闭合开关QS,按下启动按钮SB2,KM线圈得电, 主触点闭合电机转动,KM常开触点闭合自锁且灯HL1亮。 (2) 按下停止按钮SB1,KM线圈失电,KM的各个触点 复位,电机停止转动。

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由图2-1可知,继电器控制三相异步电动机的单向转动 启动、停止电路,在电机连续转动控制电路中,为了使电机 能连续运转,给启动按钮并接一个接触器线圈的常开触点, 形成自锁控制,使得接触器KM持续得电。这些控制要求应 在梯形图中体现。
如图2-1所示,继电器控制三相异步电动机的单向转动 启动、停止电路系统功能可以改由使用PLC的指令来实现。 设计PLC控制三相异步电动机的单向转动启动、停止,控制 要求如下:

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(1) 当接通三相电源时,电动机M不运转。 (2) 当按下启动按钮SB2时,电动机M连续转动。 (3) 当按下停止按钮SB1时,电动机M停转。 (4) 热继电器做过载保护,FR触点动作,电动机立即停 止转动。

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电动机的启动和停止控制是最基本的控制,采用PLC又 是如何实现电机在使用时的启动和停止呢?
如图2-1所示,当继电器控制三相异步电动机的单向转 动启动、停止电路系统功能改由PLC控制系统来完成时,仍 然需要保留主电路部分,控制电路的功能可由PLC执行程序 来取代。在PLC的控制系统中,要求对PLC的输入、输出端 口进行设置即I/O分配,然后根据I/O分配情况完成PLC的硬

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1. I/O分配 I/O分配情况如表2-1所示。
表2-1 I/O分配表

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2. PLC硬件接线 PLC硬件接线图如图2-2所示。
图2-2 电动机单向转动启动、停止控制PLC硬件接线图

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3. 使用一般逻辑指令设计的控制程序如图2-3所示。
图2-3 电动机单向转动启动、停止控制程序

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4. (1) (2) 输入程序并运行程序,监控程序的运行状态,分析
(3) 程序符合控制要求后再接通主电路试车,进行系统 调试,直到最大限度地满足系统的控制要求为止。

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一、PLC的指令系统概述 梯形图是PLC通用的语言,它接*于电气控制原理图,
直观易懂,较易掌握,但缺点是对编程工具要求较高。过去 需要使用图形编程器才能将梯形图程序输入PLC。因此,人 们又设计一种语句编程方法,即将图形图转化为语句表后, 用简易编程器就可将其输入到PLC内存中。语句表和微型计 算机的汇编语言形式类似,但比汇编语言简单得多。

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*几年来,已普遍采用普通PC或笔记本电脑并在 Windows环境下应用视窗编程软件CX-Programmer进行PLC 的编程。通过该软件可以编辑、修改用户的梯形图程序或语 句表程序,监控系统运行,采集和处理数据,在CRT屏幕上 显示系统运行状况,打印文件,将程序储存在磁盘上,使计 算机和PLC之间的程序相互传送,实现梯形图和语句表之间 的相互转换,对工业现场和系统进行仿真等。这样人们就不 必再考虑如何将梯形图人工转化为语句表的问题了。

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根据功能分类,欧姆龙PLC指令可分为基本指令和应用 指令两大类。基本指令直接对输入/输出点进行操作,包括 输入、输出和逻辑“与”“或”“非”基本运算等;应用指 令包括定时/计数指令、联锁指令、跳转指令、数据比较指 令、数据移位指令、数据传达指令、数据转换指令、十进制 运算指令、二进制运算指令、逻辑运算指令、子程序控制指 令、高速计数器控制指令、脉冲输出控制指令、中断控制指 令、步进指令及一些特殊指令等。

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1. 指令的格式为:
助记符(指令码) 操作数1 操作数2 操作数3
助记符表示指令的功能。指令码是指令的代码,用两位 数字表示。基本指令没有指令码,几乎所有的应用指令都有 指令码。在简易编程器上,只有基本指令的助记符有相应的 按键,输入程序时只需按下对应的按键即可;其他指令都没 有相应的按键,输入程序时可按下“FUN”键,再键入其指 令码。

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操作数提供了指令执行的对象。少数指令不带操作数, 有的指令带1个或2个,有的指令带3个。操作数一般为继电 器号、通道号常数,此外,还可以对DM区进行间接寻址。 为区别常数和继电器通道号,常数前需加前缀“#”。
当操作数为常数时,可以是十进制,也可以是十六进制, 这取决于指令的需要。间接寻址操作数用“*DM”表示。通 道DM中的数据为另一DM通道的地址,它必须为BCD码, 且不得超出DM区域。

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指令执行可能影响SR区的标志位有以下几种: ER(25503) CY(25504) GR(25505) EQ(25506) LE(25507):小于标志位。 ER是用于监视指令执行最常用的标志。当ER变“ON” 时,表明正在执行的当前指令出错,须停止执行指令。在后 面介绍每一条指令时,将给出可能是ER置位的原因。

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2. 欧姆龙PLC的绝大多数应用指令都有微分型和非微分型 两种形式。微分型指令是在指令助记符前加@标记。只要执 行条件为ON,指令的非微分型式在每个循环周期都将执行。 而微分型指令仅在执行条件由OFF变为ON时才执行一次, 如果执行条件不发生变化,或者从上一个循环周期的ON变 为OFF,微分指令是不执行的。

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图2-4为数据传送指令MOV的两种形式。其中,图2-4(a) 为非微分型的,只要执行条件0.00为ON时,就执行MOV指 令,将HR10通道中的数据传到DM0000中去,所以如果0.00 为ON的时间很长,则会执行很多次MOV指令;图2-4(b)为 微分型的,只有当执行条件0.00由OFF变为ON时,才执行 一次MOV指令,将HR10通道中的数据传送到DM0000中, 当0.00继续为ON时,将不再执行MOV指令。
图2-4 数据传送指令MOV的两种形式

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1. LD和LD NOT指令 1) 格式

LD

B

LD NOT

B

其中,B为操作数。LD、LD NOT指令的梯形图符号如

图2-5所示。

图2-5 LD、LD NOT指令的梯形图符号

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2) LD指令表示常开触点与左侧母线连接。 LD NOT指令表示常闭触点与左侧母线连接。 3) (1) LD、LD NOT指令只能以位单位进行操作,它们的 执行不影响标志位。 (2) 有时也可将LD、LD NOT指令称为装载或起始指令,

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2. AND和AND NOT指令

1)

AND

B

AND NOT

B

AND、AND NOT指令的梯形图符号如图2-6所示。

图2-6 AND、AND NOT 指令的梯形图符号

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2) AND指令表示常开触点与前面的触点电路相串联,或 者说AND指令后面的位与其前面的状态进行逻辑“与”运 算。 AND NOT指令表示常闭触点与前面的触点电路相串联,或 者说AND NOT指令后面的位数取“反”后再与其前面的状 态进行逻辑“与”运算。
3) (1) AND、AND NOT 指令只能以位为单位进行操作, 它们的执行不影响标志位。 (2) 串联触点的个数没有限制。

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3. OR和OR NOT指令

1)

OR

B

OR NOT

B

OR、OR NOT指令的梯形图符号如图2-7所示。

图2-7 OR、OR NOT 指令的梯形图符号

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2) OR指令表示常开触点与前面的触点电路相并联,或者 说OR后面的位与其前面的状态进行逻辑“或”运算。 OR NOT指令表示常闭触点与前面的触点电路相并联, 或者说OR NOT后面的位数取“反”后再与其前面的状态进 行逻辑“或”运算。
3) (1) OR和OR NOT 指令只能以位为单位进行操作,且不 影响标志位。 (2) 并联触点的个数没有限制。

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4. OUT和OTU NOT指令

1)

OUT

B

OUT NOT

B

OUT、OUT NOT指令的梯形图符号如图2-8所示。

图2-8 OUT、OTU NOT 指令的梯形图符号

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2) OUT指令表示输出逻辑运算结果。 OUT NOT指令表示将逻辑运算结果取“反”后再输出。 输出位相当于继电器线路中的线圈。若输出位为PLC的 输出点,则运算结果输出到PLC的外部;若输出位为PLC的 内部继电器,则逻辑运算结果为中间结果,不输出到PLC的 外部。

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3) (1) OUT和OUT NOT 指令只能以位为单位进行操作, 且不影响标志位。 (2) IR区中已用作输入通道的位不能作为OUT和OUT NOT的输出位。 (3) OUT和OUT NOT指令常用于一条梯形图支路的最后,但 有时也用于分支点。 (4) 线圈并联输出时,可连续使用OUT和OUT NOT指令。

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5. AND LD和OR LD指令 1)
AND LD OR LD AND LD指令的梯形图符号如图2-9所示。
图2-9 AND LD指令的梯形图符号

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OR LD指令的梯形图符号如图2-10所示。
图2-10 OR LD指令的梯形图符号

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2) AND LD指令用于逻辑块的串联连接,即对逻辑块进行 逻辑“与”操作。每一个逻辑块都以LD或LD NOT指令开始。 AND LD指令写在串联逻辑块之后,每两个串联逻辑块用一 个AND LD指令。AND LD指令单独使用,后面没有操作数。 OR LD指令用于逻辑块的并联连接,即对逻辑块进行逻辑 “或”操作。每一个逻辑块都以LD或LD NOT指令开始。 OR LD指令写在并联逻辑块之后,每两个并联逻辑块用一个 OR LD指令。OR LD指令单独使用,后面没有操作数。

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使用这两条指令有分置法和后置法两种方法。两种方法 都可以得到相同的运算结果,但使用分置法时触点组数没有 限制,而采用后置法时触点组数不能超过8。AND LD和OR LD指令的具体应用如图2-11所示。

(a) AND LD指令应用

(b) OR LD指令应用

图2-11 AND LD和OR LD指令应用实例梯形图

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(1) 图2-11(a)用分置法实现:

LD

0.00

OR

0.03

LD

0.01

OR

0.04

AND LD

LD NOT

0.02

OR NOT

0.05

AND LD

OUT

100.00

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(2) 图2-11(a)用后置法实现:

LD

0.00

OR

0.03

LD

0.01

OR

0.04

LD NOT

0.02

OR NOT

0.05

AND LD

AND LD

OUT

100.00

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(3) 图2-11(b)用分置法实现:

LD

0.00

AND

0.01

LD

0.02

AND NOT

0.03

OR LD

LD NOT

0.04

AND

0.05

OR LD

OUT

100.01

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(4) 图2-11(b)用后置法实现:

LD

0.00

AND

0.01

LD

0.02

AND NOT

0.03

LD NOT

0.04

AND

0.05

OR LD

OR LD

OUT

100.01

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6. 结束指令END 1)
END END指令的梯形图符号如图2-12所示,该指令无操作数。
图2-12 END指令的梯形图符号

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2) END指令表示程序结束。
3) (1) END指令用于程序的结尾处,是程序的最后一条指 令。如果有子程序,则END指令应放在最后一个子程序后。 PLC执行到END指令,即认为程序到此结束,后面的指令一 概不执行,马上返回到程序的起始处再次开始执行程序,因 此,在调试程序时,可以将END指令插在各段程序之后, 分段进行调试。若整个程序没有END指令,则PLC不执行程 序,并显示出错信息“NO END INST”。

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(2) 执行END指令时,ER、CY、GR、EQ和LE标志位 被置为“OFF”
本项工作任务的评分标准见表2-2所示。

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表2-2 评 分 标 准

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1. 控制要求 三相交流异步电动机的点动控制。 (1) 闭合开关QS,按下启动按钮SB1(不动),KM线圈得 电,KM主触点闭合,电机得电启动,同时KM常开触点闭 合,灯HL1亮。 (2) 松开按钮SB1,KM线圈失电,接触器各个触点复位, 电机停止转动。 电路连接和控制电路如图2-13所示,用PLC控制实现其 功能。

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图2-13 点动控制电路

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2. 训练内容 (1) 写出I/O (2) 绘制PLC (3) (4) (5) (6) 汇总整理文档,保留工程文件。

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工作任务2 电动机正、反转的PLC控制
在生产实际中,各种生产机械常常要求具有上、下、左、 右、前、后等相反方向的运动,这就要求电动机能够正、反 向运动。三相交流电动机可以借助正、反向接触器改变定子 绕组相序来实现动作要求。
如图2-14所示为继电器控制三相异步电动机的正、反转 控制电路,该控制电路可以实现电动机正转—停止—反转— 停止的控制功能。

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图2-14 三相异步电动机的正、反转控制电路

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继电器控制电路工作原理如图2-15所示。
图2-15 继电器控制电路工作原理

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由图2-14可知,继电器控制三相异步电动机的正、反转 电路,为保证电机正常工作,避免发生两相电源短路事故, 可在电机正、反转控制电路中的两个接触器线圈电路中互串 一个对方的动断触点,形成相互制约的控制,使得接触器 KM1和接触器KM2不能同时得电,这对动断触点的联锁称 为互锁触点。这些控制要求都应在梯形图中体现出来。
如图2-14所示,继电器控制三相异步电动机的正、反转 电路系统功能可以改由PLC的指令来实现。

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设计PLC控制三相异步电动机的正、反转,控制要求如 下:
(1) 当接通三相电源时,电动机M不运转。 (2) 当按下启动按钮SB1时,电动机M连续正转。 (3) 当按下启动按钮SB2时,电动机M连续反转。 (4) 当按下停止按钮SB3时,电动机M停转。 (5) 热继电器做过载保护,FR触点动作,电动机立即停 止转动。

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如图2-14所示,当继电器控制三相异步电动机的正、反 转电路系统功能由PLC控制系统来完成时,仍然需要保留主 电路部分,控制电路的功能由PLC执行程序取代。在PLC的 控制系统中,还要求对PLC的输入、输出端口进行设置即 I/O分配,然后根据I/O分配情况来完成PLC的硬件接线,直 到系统调试符合控制要求为止。
1. I/O分配 I/O分配情况如表2-3所示。
表2-3 I/O分配表

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2. PLC硬件接线 PLC硬件接线图如图2-16所示。为保证电机正常运行, 不出现电源短路情况,在PLC的输出端口线圈电路中应接上 接触器的动断互锁触点。
图2-16 电动机正、反转控制PLC硬件接线图

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3. (1) 使用一般逻辑指令设计的控制程序如图2-17所示。
图2-17 一般逻辑指令控制梯形图

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(2) 使用置位和复位指令设计的控制程序如图2-18所示。
图2-18 置位、复位指令控制梯形图

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4. (1) (2) 输入程序并运行,监控程序运行状态,分析程序运
(3) 程序符合控制要求后再接通主电路试车,进行系统 调试,直到最大限度地满足系统的控制要求为止。

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一、置位、复位指令(SET、RSET)

1. (1) 置位、复位指令格式:

SET

N

RSET

N

SET和RSET指令的梯形图符号如图2-19所示。

图2-19 置位(SET)、复位(RSET)指令的梯形图符号

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操作数N为地址编号,取值区域是IR、SR、AR、HR、 LR。
(2) 置位、复位指令的功能:当SET指令的执行条件为 ON时,使指定继电器置位为ON;当执行条件为OFF时, SET指令不改变指定继电器的状态。当RSET指令的执行条 件为ON时,使指定继电器复位为OFF;当执行条件为OFF 时,RSET指令不改变指定继电器的状态。

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2. 图2-20为置位、复位指令的应用示例。在图2-20中,当 I0.00由OFF变为ON时,Q100.00被置位为ON,并保持ON,即 使I0.00变为OFF;当I0.01由OFF变为ON时,Q100.00被置位 为OFF,并保持OFF,即使I0.01变为OFF。
图2-20 SET和RSET指令的应用示例

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二、上升沿微分指令和下降沿微分指令(DIFU、DIFD)

1. 上升沿微分指令为DIFU指令,下降沿微分指令为DIFD 指令。

(1) 上升沿微分指令和下降沿微分指令格式:

DIFU

N

DIFD

N

DIFU和DIFD指令的梯形图符号如图2-21所示。

图2-21 DIFU、DIFD指令的梯形图符号

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操作数N为地址编号,取值区域是IR、SR、AR、HR、 LR。
(2) 上升沿微分指令和下降沿微分指令功能:当执行条 件由OFF变为ON时,上升沿微分指令DIFU使指定继电器在 一个扫描周期内置位为ON状态;当执行条件由ON变为OFF 时,下降沿微分指令DIFD使指定继电器在一个扫描周期内 置位为ON状态。

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2. 图2-22为上升沿微分指令和下降沿微分指令的应用示例。 在图2-22中,当I0.00由OFF变为ON时,DIFU输出使Q100.00 接通为ON,但接通时间只有一个周期,即只执行一次;当 I0.00由ON变为OFF时,DIFD输出使Q100.01接通为ON,但 接通时间只有一个周期,即只执行一次。
图2-22 DIFU和DIFD指令的应用示例

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三、保持指令(KEEP)

1.

(1) 保持指令(KEEP)的格式:

条件

S

条件

R

KEEP

N

KEEP指令的梯形图符号如图2-23所示。该指令有两个

执行条件,S称为置位输入,R称为复位输入。

图2-23 KEEP指令的梯形图符号

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操作数N为地址编号,取值区域是IR、SR、AR、HR、 LR。
(2) 保持指令(KEEP)的功能: 根据两个执行条件, KEEP指令用来保持指定继电器N的ON状态或OFF状态。当 置位输入端为ON时,继电器N保持为ON状态,直至复位输 入端为ON时使其变为OFF。复位具有高优先级,当两个输 入端同时为ON时,继电器N处在复位状态OFF。

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2. 图2-24为保持指令的应用示例。在图2-24中,当I0.00由 OFF变为ON时,Q100.00被置位为ON,并保持ON,即使I0.00 变为OFF。直到当I0.01由OFF变为ON时,Q100.00被置位为 OFF,并保持OFF,即使I0.01变为OFF。在用语句表编写程序 时,先编置位端,再编复位端,最后编写KEEP指令。
图2-24 KEEP指令的应用示例

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本项工作任务的评分标准见表2-4所示。
表2-4 评 分 标 准

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1. 控制要求 自动循环控制电路如图2-25所示,用PLC控制实现其功 能。 2. 训练内容 (1) 写出I/O (2) 绘制PLC (3) (4) (5) (6) 汇总整理文档,保留工程文件。

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图2-25 自动循环控制电路

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工作任务3 电动机Y∕△降压启动 的PLC控制
由于三相交流异步电动机直接启动时电流达到额定值的 4~7倍,电动机功率越大,电网电压波动率也越大,对电动 机及机械设备的危害也越大,因此对容量较大的电动机可以 采用降压启动来限制启动电流。Y-△降压启动是常见的启 动方法,其基本控制线路如图2-26所示,它是根据启动过程 中的时间变化而利用时间继电器来控制Y-△切换的。

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图2-26 Y-△降压启动控制线路

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继电器控制电路工作原理如图2-27所示。Y接法启动如 图2-27(a)所示;当电机转速升高到一定值时,按SB2按钮使 电机△接法全压运行,如图2-27(b)所示;当按下SB3按钮,

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图2-27 继电器控制电路工作原理

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三相异步电动机采用Y—△降压启动,由图2-26可知, 合上电源开关QS后,按下启动按钮SB1,接触器KMY和时 间继电器KT的电磁线圈同时获电吸合,KMY的常闭触点断 开,使KM△回路不能通电起到互锁作用,防止KM、KMY与 KM△同时闭合造成三相直接短路;KMY的常开辅助触点闭 合使KM线圈得电吸合,KM常开触点闭合自锁;同时时间 继电器开始计时,KM和KMY主触点闭合,电动机定子绕组 为星形连接,进行降压启动;当到达时间继电器设定的动作
时间时,KT延时常闭触点断开,KMY的电磁线圈断电释放, 在KM△电磁线圈支路上的常闭辅助触点恢复闭合,KM△的

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电磁线圈通电,主触点闭合,电动机定子绕组由星形连接转 换为三角形连接,电动机在额定电压下运行。串联在KT线 圈支路上的KM△常闭辅助触点断开,防止KMY和KM△同时
电机以Y-△方式启动,Y形接法运行5 s后转换为△形全 压运行。所以,可以利用PLC内部的定时器指令来实现定时 功能,避免发生直接短路故障。本任务的重点是学*PLC中 定时器指令的应用。

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1. Y-△降压启动控制要求 设计PLC控制三相异步电动机的Y-△降压启动,控制要 求如下: (1) 当按下启动按钮SB1,电动机M连续运转,电动机Y 形启动,即KM1和KMY吸合,5 s后KM1断开,KM△吸合, 电动机△形运行,启动完成。 (2) 当按下停止按钮SB2时,电动机M停转。 (3) 热继电器做过载保护,如果电动机超负荷运行,FR 触点动作,电动机立即停止运行。 2. I/O分配 I/O分配情况如表2-5所示。

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表2-5 I/O分配表

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3. PLC的Y-△硬件接线 Y-△控制系统的PLC硬件接线图如图2-28所示。
图2-28 Y-△控制系统的PLC硬件接线图

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4. 梯形图程序如图2-29所示。
图2-29 Y-△梯形图程序

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5. (1) 按图2-28 (2) 输入并运行程序,监控程序运行状态, 分析程序运
(3) 程序符合控制要求后再接通主电路试车,并进行系 统调试,直到最大限度地满足系统的控制要求为止。

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一、定时器指令(TIM)

1. 定时器指令的格式如下:

TIM

N

SV 定时器指令的梯形图符号如图2-30所示。

图2-30 定时器指令的梯形图符号

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操作数N表示定时器的编号,编号范围为000~255;SV 表示定时器的预设值,设定值为BCD码,取值区域是IR、 DM、AR、HR、LR。
TIM定时器的最小定时单位为0.1 s,以0.1 s为单位作一 减量定时器。定时范围为0~999.9 s,设定值SV的取值范围 为0~9999,实际定时时间为SV×0.1 s。定时器还有一个当 前值PV,开始计时PV值递减,一直减到0为止。设定值SV 无论是常数还是通道内的内容,都必须是BCD数。
TIM工作过程如图2-31所示。完成标志转为ON前,定 时器输入置OFF,如图2-32所示。

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图2-31 TIM工作过程
图2-32 TIM工作完成

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2. 定时器的基本功能为通电延时。当定时器的输入为OFF 时,定时器的输出为OFF;当定时器的输入变为ON时,开 始定时;定时时间到,定时器的输出变为ON;若输入继续 为ON,则定时器的输出保持为ON;当定时器的输入变为 OFF时,定时器的输出随之变为OFF。
3. (1) 定时器的设定值可以为某通道中的数据。以通道内 容设定SV值时,如果在定时过程中改变通道内容,新的设 定值对本次定时不产生影响,只有当TIM的输入经过OFF后, 从下一次定时开始新的设定值才有效。

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(2) 定时器没有断电保持功能。断电时,定时器复位, 不能保持定时器的当前值PV。
(3) 定时器的出错标志位为“25503”,当设定值SV不是 BCD数或间接寻址的DM通道不存在时,出错标志位 “25503”置为ON。
4. 延时接通定时器用于单一时间间隔的定时,其应用如图 2-33所示。

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图2-33 定时器应用示例梯形图

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如图2-33所示为接通延时定时器,图中定时器TIM000 在I0.00接通时开始计时,计时到预置3 s时状态位置1,其常 开触点接通,驱动Q100.02输出;其后当前值仍增加,但不 影响状态位。当I0.0分断时,TIM000复位,当前值清零,状 态位也清零,即恢复原始状态。若I0.00接通时间未到预置 值就断开,则TIM000跟随复位,Q100.02不会输出。 二、高速定时器指令(TIMH)
1. TIMH指令格式

TIMH

N

SV TIMH指令的梯形图符号如图2-34所示。

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图2-34 TIMH定时器指令的梯形图符号

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操作数N表示定时器的编号,编号范围为000~255。SV 表示定时器的预设值,设定值为BCD码,取值区域是IR、 DM、AR、HR、LR。
TIMH定时器的最小定时单位为0.01 s,以0.01 s为单位 作一减量定时器,定时范围为0~99.99 s,设定值SV的取值 范围为0~9999,实际定时时间为SV×0.01 s。设定值SV无 论是常数还是通道内的内容,都必须是BCD数。
TIMH工作过程与TIM工作过程相同,如图2-31所示。 完成标志转为ON前,定时器输入置OFF,如图2-32所 示。

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2. 当TIMH定时器设定值SV不是BCD数或间接寻址的DM 通道不存在时,出错标志位25503置为ON 本项工作任务的评分标准见表2-6所示。

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表2-6 评 分 标 准

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1. 控制要求 有2台三相异步电动机M1、M2,三相异步电动M1采用 Y-△降压启动,M2采用直接启动。顺序控制要求如下: (1) 按下按钮SB1,电机M1以Y-△方式启动,Y形接法 运行3 s后转换为△形全压运行。 (2) 电机M1全压运行工作后,M2启动工作。 (3) 按下停止按钮SB2,M2电机立即先停止运行,然后 M1电机方可停止运行。

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2. 训练内容 (1) 写出I/O (2) 绘制PLC (3) (4) (5) (6) 汇总整理文档,保留工程文件。

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工作任务4 电动机带动传送带的PLC控制
图2-35所示为一种典型的传送带控制装置,其工作过程 为:按下启动按钮,运货车到位,传送带开始传送工件。件 数检测仪用来计量工件数量,当件数检测仪检测到3个工件 时,推板机推动工件到运货车,此时传送带停止传送。当工 件推到运货车上后(行程可以由时间控制)推板机返回,计数 器复位,准备重新计数。只有当下一辆运货车到位,并且按 下启动按钮后,传送带和推板机才能重新开始工作。

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图2-35 传送带控制装置示意图

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分析上述控制要求可见,传送带启动条件为启动按钮接

通、运货车到位,传送带停止条件为计数器的当前值等于3。 推板机推板的行程由定时器的延时时间(10 s)来确定,传送 带与推板机之间应有联锁控制功能。计数器的计数脉冲为件

数检测仪的信号,计数器复位信号为推板机启动;设定计数

器的设定值为3。在本任务中将重点学*计数器指令的应用。

1. I/O分配

根据控制要求分析输入信号与被控信号,I/O分配情况

如表2-7

表2-7 I/O分配表

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2. PLC硬件接线 PLC硬件接线图如图2-36所示。
图2-36 PLC硬件接线图

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3. 梯形图程序如图2-37所示。
图2-37 梯形图程序

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4. (1) 按照图2-36 (2) 输入并运行程序,监控程序运行状态,分析程序运
(3) 程序符合控制要求后再接通主电路试车,进行系统 调试,直到最大限度地满足系统的控制要求为止。

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一、计数器指令(CNT) 1. CNT指令格式 CNT指令格式为:

CP

R

CNT

N

SV CNT指令的梯形图符号如图2-38所示。

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其中,操作数N表示计数器的编号,编号范围为000~ 255;SV表示定计数的设定值;CP为计数脉冲输入端;R为 复位端。设定值SV无论是常数还是通道内的数据,都必须 为BCD数,取值范围为0~9999,取值区域是IR、DM、AR、 HR、LR。
图2-38 计数器指令的梯形图符号

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2. CNT计数器的工作方式为递减计数。计数器计数时,当 前值PV开始递减,一直减到0为止。CNT指令的工作过程如 图2-39所示。
图2-39 CNT指令的工作过程

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图2-40为计数器应用示例梯形图,在图中,CNT000的 设定值SV为10。当复位端0.01为ON时,计数器处于复位状 态,不能计数,当前值PV=SV,输出为OFF;当复位端由 ON变为OFF时,计数器开始计数,当前值PV值从设定值10 开始,每当计数脉冲端0.00由OFF变为ON时减1,一直到当 前值PV减至0,即计满10个脉冲时,将不再接收计数脉冲, 停止计数,计数器CNT000的输出变为ON,常开触点闭合, 使100.00得电输出为ON。若在计数结束以后或在计数过程 中,复位端0.01由OFF变为ON时,则计数器立即复位,当 前值PV恢复到设定值SV。计数器复位后,输出为OFF,使 100.00断电为OFF。

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图2-40 计数器应用示例程序

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3. (1) 计数器和定时器的编号是共用的,使用时不能发生 冲突,如使用TIM000,就不能再使用CNT000。 (2) 计数器具有断电保持功能。断电时,计数器的当前 值PV保持不变。 (3) 当设定值SV不是BCD数或间接寻址的DM通道不存 在时,出错标志位25503置为ON。 (4) 注意:计数器每次都要先复位后才能开始计数。

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二、可逆计数器指令(CNTR)

1. 可逆计数器指令格式如下:

II

DI

R

CNT

N

SV CNTR指令的梯形图符号如图2-41所示。

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图2-41 CNTR指令的梯形图符号

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其中,操作数N表示计数器的编号,编号范围为000~ 255;SV表示计数器的设定值;II(Increment Input)为加计数 脉冲输入端;DI(Decrement Input)为减计数脉冲输入端;R
SV无论是常数还是通道内的数据,都 必须为BCD数,取值范围为0~9999,取值区域是IR、DM、 AR、HR、LR。
2. CNTR计数器的工作方式为双向可逆计数,当前值PV既 可递增也可递减。CNTR指令的工作过程如图2-42所示。

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图2-42 CNTR计数器指令的工作过程

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3. (1) 可逆计数器编程时,先编加计数脉冲输入端,再编 减计数脉冲输入端,后编复位端,最后编CNTR指令。 (2) 计数器具有断电保持功能。断电时,计数器的当前 值PV保持不变。 (3) 当设定值SV不是BCD数或间接寻址的DM通道不存 在时,出错标志位25503置为ON。 (4) 注意:计数器每次都要先复位后才能开始计数。 本项工作任务的评分标准见表2-8所示。

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表2-8 评 分 标 准

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1. 控制要求 按下启动按钮,KM1通电,电动机正转;经过延时5 s, KM1断电,同时KM2得电,电动机反转;再经过6 s延时, KM2断电,KM1通电。这样反复8次后电动机停止运转。 2. 训练内容 (1) 写出I/O (2) 绘出PLC
(3)
(4)
(5) (6) 汇总整理文档,保留工程文件。

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工作任务5 运料小车的PLC控制
针对工业控制企业生产线上运输工程的需要,设计自动 生产线上运料小车的自动控制系统的工作过程。一小车运行 过程如图2-43所示,小车原位在后退终端,当小车压下后限 位开关SQ1时,按下启动按钮SB,小车前进;当小车运行至 料斗下方时,前限位开关SQ2动作,此时料斗打开给小车加 料,延时7 s后关闭料斗,小车后退返回;SQ1动作时,打开 小车底门卸料,5 s后结束,完成一次动作。如此循环3次后 系统停止运行。

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图2-43 小车运行过程示意图

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分析上述控制要求可见,初始状态小车停在左侧,后限 位开关接通。小车的左右行走由电动机正、反转控制线路来 实现,小车底门和料斗翻门的电磁阀用中间继电器控制。小 车右行的启动条件为后限位开关接通和启动按钮接通,停止 条件为前限位开关接通;料斗翻门打开的条件为前限位开关 接通,关闭条件为定时器延时(7 s)时间到。小车左行的启动 条件为定时器延时(7 s)时间到,停止条件为后限位开关接通; 小车底门打开的条件为后限位开关接通,停止条件为定时器 延时(5 s)时间到。小车的左右行走应有联锁控制功能,电动 机应设置过载保护装置。通过计数器计数循环3次,系统停 止运行。

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1. I/O分配 根据控制要求分析输入信号与被控信号,I/O分配情况 如表2-9所示。
表2-9 I/O分配表

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2. PLC硬件接线 PLC硬件接线图如图2-44所示。
图2-44 PLC硬件接线图

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3. 梯形图程序如图2-45所示。
图2-45 梯形图程序

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4. (1) 按照图2-44 (2) 输入并运行程序,监控程序运行状态,分析程序运
(3) 程序符合控制要求后再接通主电路试车,进行系统 调试,直到最大限度地满足系统的控制要求为止。

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1. 联锁/联锁解除指令(IL、ILC) (1) IL和ILC指令的格式如下:
IL ILC IL和ILC指令的梯形图符号如图2-46所示,该指令无操 作数。
图2-46 IL和ILC指令的梯形图符号

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(2) 功能:IL指令总是和ILC指令一起使用,用于处理梯 形图中的分支电路。如果IL输入条件为ON,则位于IL和ILC 之间的联锁程序段正常执行,如同程序中没有IL和ILC一样。 IL和ILC指令的工作过程如图2-47
图2-47 IL和ILC指令的工作过程

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2. 空操作指令(NOP) (1) NOP指令的格式如下:

NOP 该指令无梯形图符号,无操作数。

(2) 功能:此指令无功能。NOP不执行任何处理。 3. 故障报警指令(FAL)和严重故障报警指令(FALS) (1) FAL和FALS指令的格式如下:

FAL

N

FALS N FAL指令的梯形图符号如图2-48所示。FALS指令的梯 形图符号如图2-49所示。

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图2-48 FAL指令的梯形图符号

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图2-49 FALS指令的梯形图符号

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(2) 功能:故障报警指令(FAL)产生或清除用户定义的非 致命错误。此错误不会使PC停止运行,也会产生系统非致 命错误。FAL指令的功能如图2-50所示。
图2-50 故障报警指令(FAL)的功能图

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严重故障报警指令(FALS)产生用户定义的致命错误。 此错误使PC机停止运行,并在系统中产生致命错误。FALS 指令的功能如图2-51所示。
图2-51 严重故障报警指令(FALS)的功能图

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本项工作任务的评分标准见表2-10所示。 表2-10 评 分 标 准

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多种液体混合装置控制系统:在炼油、化工、制药等行 业中,多种液体混合是必不可少的工序,而且也是其生产过 程中十分重要的组成部分。如图2-52所示,以三种液体混合 控制为例,其要求是将三种液体按照一定比例混合,在电动 机搅拌后要达到一定的温度才能将液体输出容器,并形成循 环状态,在按停止按钮后依然要完成本次混合后才能结束。

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图2-52 三种液体混合装置控制系统图

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1. 控制要求
1) 在初始状态,容器是空的,Y1、Y2、Y3、Y4电磁阀和 搅拌机均为OFF,液面传感器L1、L2、L3均为OFF。
2) 按下“启动”按钮,开始下列操作: (1) 电磁阀Y1闭合(Y1=ON),开始注入液体A,至液面 高度为L3(L3=ON)时,停止注入液体A(Y1=OFF),同时开启 液体B、电磁阀Y2(Y2=ON),注入液体B,当液面高度为L2 (L2=ON)时,停止注入液体B(Y2=OFF),同时开启液体C、 电磁阀Y3(Y3=ON),注入液体C,当液面高度为L1(L1=ON) 时,停止注入液体C(Y3=OFF)。

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(2) 停止注入液体C时,开启搅拌机M(M=ON),搅拌混 合时间为10 s。
(3) 停止搅拌后加热器H开始加热(H=ON)。当混合液温 度达到某一指定值时,温度传感器T动作(T=ON),加热器H 停止加热(H=OFF)。
(4) 开始放出混合液体(Y4=ON),至液体高度降为L3后, 再经5 s混合液体停止放出(Y4=OFF)。
3) 按下“停止”按钮后,停止操作,回到初始状态。

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2. 训练内容 (1) 写出I/O (2) 绘制PLC (3) (4) (5) (6) 汇总整理文档,保留工程文件。




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