PLC梯形圖基本電路.ppt

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1、第三節(jié) 梯形圖基本電路,起動(dòng)、保持和停止（P118） 三相交流異步電動(dòng)機(jī) 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器應(yīng)用程序 搶答器 常閉觸點(diǎn)輸入信號(hào)處理 梯形圖設(shè)計(jì)法： 經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法，繼電器電路圖設(shè)計(jì)法,1、起動(dòng)、保持和停止電路,起動(dòng)信號(hào)X1，停止信號(hào)X2持續(xù)ON的時(shí)間很短，稱短信號(hào)。 當(dāng)X1為ON（起動(dòng)），X2為OFF時(shí)，Y1線圈為ON，Y1常開觸點(diǎn)接通，電路自鎖保持。此時(shí)，X1變?yōu)镺FF，電路仍接通。 當(dāng)X2為ON時(shí)，Y1線圈斷電，常開觸點(diǎn)斷開，電路斷開（停止）。此時(shí)，X2為OFF，電路仍斷開。 實(shí)際電路中，起動(dòng)信號(hào)和停止信號(hào)可能由多個(gè)觸點(diǎn)組成的串、并聯(lián)電路提供。,2、三相異步電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制電路,,KM1、KM2

2、分別為控制正、反轉(zhuǎn)運(yùn)行的交流接觸器， KM1、KM2的主觸點(diǎn)改變進(jìn)入電動(dòng)機(jī)的三相電源相序，改變電機(jī)轉(zhuǎn)向。 FR是手動(dòng)復(fù)位的熱繼電器，電機(jī)過熱時(shí)其常閉觸點(diǎn)斷開，使KM1、KM2線圈斷電，電機(jī)停轉(zhuǎn)。,梯形圖中，用兩個(gè)起保停電路來分別控制電動(dòng)機(jī)的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)。 Y0、Y1的常閉觸點(diǎn)分別與對(duì)方線圈串聯(lián)，保證它們不會(huì)同時(shí)為ON，稱互鎖電路。 X0、X1的常閉觸點(diǎn)接入對(duì)方的回路，稱按鈕互鎖電路。設(shè)電機(jī)在正轉(zhuǎn)，改成反轉(zhuǎn)時(shí)，可不按停止按鈕SB1，直接按反轉(zhuǎn)按鈕SB3，X1常閉觸點(diǎn)斷開Y0線圈。,梯形圖中的互鎖和按鈕互鎖電路只能保證輸出模塊中與Y0、Y1對(duì)應(yīng)的硬件繼電器的觸點(diǎn)不會(huì)同時(shí)接通， 但不能保證控制電機(jī)的主

3、觸點(diǎn)由于電弧熔焊等故障，不能正常斷開時(shí)，造成三相短路的事故。,3、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器應(yīng)用程序,定時(shí)器范圍的擴(kuò)展 閃爍電路 延時(shí)接通/斷開電路,定時(shí)器范圍的擴(kuò)展,FX系列的定時(shí)器最長(zhǎng)定時(shí)時(shí)間為3276 .7s，如需更長(zhǎng)定時(shí)時(shí)間，可采用定時(shí)擴(kuò)展。 X2為ON，其常開觸點(diǎn)為ON，T0開始定時(shí)，60s后T0定時(shí)時(shí)間到，T0常閉觸點(diǎn)斷開，自已復(fù)位，同時(shí)T0常閉觸點(diǎn)為ON，使自已線圈重新通電定時(shí)，T0周而復(fù)始工作，直到X2為OFF， 最上面一行電路是一個(gè)脈沖信號(hào)發(fā)生器，脈沖周期等于T0為設(shè)定值（60s）。 T0產(chǎn)生的脈沖列送給C0計(jì)數(shù)，計(jì)滿60個(gè)數(shù)（1h）后，C0當(dāng)前值等于設(shè)定值60，其常開觸點(diǎn)閉合。,T=0

4、.1KTKC(s),閃爍電路,T0、T1均為OFF，X0為常開觸點(diǎn)接通，T0線圈通電，2S后定時(shí)時(shí)間到， T0常開觸點(diǎn)接通，Y0變?yōu)镺N，同時(shí)T1的線圈通電，開始定時(shí)；3s后T1定時(shí)時(shí)間到，其常閉觸點(diǎn)斷開，T0線圈斷電，Y0斷電。 Y0的線圈周期性地通電和斷電，直到X0變?yōu)镺FF，Y0的通/斷時(shí)間分別為T1/T0的設(shè)定值。,延時(shí)接通/斷開電路,,X0控制Y1，X0的常開觸點(diǎn)接通后，T0開始定時(shí)，9s后T0常開觸點(diǎn)接通，Y1變?yōu)镺N， X0為ON時(shí)其常閉觸點(diǎn)斷開，使T1復(fù)位，X0變?yōu)镺FF后，T1開始定時(shí)，7s后T1的常閉觸點(diǎn)斷開，使Y1變?yōu)镺FF，T1被復(fù)位。,搶答器,報(bào)警系統(tǒng),,異步電動(dòng)機(jī)Y

5、/啟動(dòng)控制,問題的提出： 由電機(jī)及拖動(dòng)基礎(chǔ)可知，三相交流異步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)電流較大，一般是額定電流的（ 5 7 ）倍。故對(duì)于功率較大的電動(dòng)機(jī)，應(yīng)采用降壓起動(dòng)方式， Y/ 降壓起動(dòng)是常用的方法之一。 起動(dòng)時(shí)，定子繞組首先接成星形，待轉(zhuǎn)速上升到接近額定轉(zhuǎn)速時(shí)，再將定子繞組的接線換成三角形，電動(dòng)機(jī)便進(jìn)入全電壓正常運(yùn)行狀態(tài)。圖 1（a），（b）為繼電器接觸器實(shí)現(xiàn)的 Y/ 降壓控制電路。,異步電動(dòng)機(jī)Y/降壓起動(dòng)控制電路,它是根據(jù)起動(dòng)過程中的時(shí)間變化，利用時(shí)間繼電器來控制 Y/ 的換接的。由（ a）圖知，工作時(shí)，首先合上閘刀開關(guān)QS，當(dāng)接觸器KM 1 及KM 3 接通時(shí)，電動(dòng)機(jī)Y形起動(dòng)。當(dāng)接觸器KM 1 及

6、KM 2 接通時(shí)，電動(dòng)機(jī)形運(yùn)行。圖（b）為控制電路，其工作過程分析如下:,,線路中 KM 2 和KM 3 的常閉觸點(diǎn)構(gòu)成電氣互鎖，保證電動(dòng)機(jī)繞組只能接成一種形式，即Y形或形，以防止同時(shí)連接成Y形及形而造成電源短路。,二、硬件配置,本模塊所需的硬件及輸入 /輸出端口分配如圖所示。由圖可見：本模塊除可編程控制器之外，還增添了部分器件，其中，SB 1 為停止按鈕，SB 2 為起動(dòng)按鈕，F(xiàn)R為熱繼電器的常開觸點(diǎn)，KM 1 為主電源接觸器，KM 2 為形運(yùn)行接觸器，KM 3 為Y形起動(dòng)接觸器。,二、軟件設(shè)計(jì),工作過程分析如下： 按下啟動(dòng)按鈕 SB 2 時(shí)，輸入繼電器X0的常開觸點(diǎn)閉合，并通過主控觸點(diǎn)（M

7、100常開觸點(diǎn)）自鎖，輸出繼電器Y1接通，接觸器KM 3 得電吸合，接著Y0接通，接觸器KM1得電吸合，電動(dòng)機(jī)在Y形接線方式下起動(dòng)； 同時(shí)定時(shí)器T 0 開始計(jì)時(shí)，延時(shí)8秒后T 0 動(dòng)作,使Y1斷開，Y1斷開后，KM 3 失電，互鎖解除，使輸出繼電器Y2接通，接觸器KM2得電，電動(dòng)機(jī)在形接線方式下運(yùn)行。,0 LD X0 1 OR M100 2 ANI X1 3 ANI X2 4 MC N0 M100 7 LDI T0 8 ANI Y2 9 OUT Y1 10 LD Y1 11 OR Y0 12 OUT Y0 13 LDI Y2 14 OUT Y0 K80 17 LDI Y1 18 OUT Y2

8、19 MCR N0 21 END (b) 指令表,實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)一：搶答器實(shí)驗(yàn)（第10周） 實(shí)驗(yàn)二：電機(jī)Y-啟動(dòng)實(shí)驗(yàn) （第11周）,梯形圖設(shè)計(jì)法：,1、經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法 2、繼電器電路圖設(shè)計(jì)法,1、經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法,在PLC發(fā)展初期，沿用了設(shè)計(jì)繼電器電路圖的方法來設(shè)計(jì)梯形圖，在一些典型電路基礎(chǔ)上，根據(jù)被控對(duì)象對(duì)控制系統(tǒng)的具體要求，不斷地修改和完善梯形圖。 有時(shí)需多次反復(fù)地調(diào)試和修改梯形圖，不斷地增加中間編程元件和輔助觸點(diǎn)，才能得到一個(gè)較滿意的結(jié)果。,經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法沒有普遍的規(guī)律可遵循，具有很大的試探性和隨意性，結(jié)果不是惟一的，設(shè)計(jì)所用的時(shí)間、設(shè)計(jì)的質(zhì)量與設(shè)計(jì)者的經(jīng)驗(yàn)有很大關(guān)系。 用于較簡(jiǎn)單的梯形圖設(shè)計(jì)。,例1：送

9、料小車自動(dòng)控制系統(tǒng)的梯形圖設(shè)計(jì),控制要求：送料小車在限位開關(guān)X4處裝料，10s后裝料結(jié)束,開始右行，碰到x3后停下來卸料，15s后左行,碰到x4后又停下來裝料，不停地循環(huán)，直到按下停止按鈕X2，X0，X1 分別用來起動(dòng)小車右行和左行。,為使小車自動(dòng)停止，將X3，X4常閉觸點(diǎn)分別與Y0，Y1線圈串聯(lián)。 為使小車自動(dòng)起動(dòng)，將控制裝、卸料延時(shí)的定時(shí)器T0和T1常開觸點(diǎn)，分別與手動(dòng)起動(dòng)右行和左行的X0、X1常開觸點(diǎn)并聯(lián)， 用兩個(gè)限位開關(guān)對(duì)應(yīng)的X4，X3常開觸點(diǎn)分別接通裝料、卸料電磁閥和相應(yīng)的定時(shí)器，,,設(shè)小車在起動(dòng)時(shí)是空車，按下左行起動(dòng)按鈕X1，小車開始左行，碰到左限位開關(guān)，X4常閉觸點(diǎn)為斷開（OFF

10、），使Y1斷開，小車停止運(yùn)行。 X4常開觸點(diǎn)接通（ON），使Y2，T0的線圈通電，開始裝料和延時(shí)， 10s后T0常閉觸點(diǎn)閉合，Y0通電，小車右行； 小車離開左限位開關(guān)X4后，X4變?yōu)镺FF狀態(tài)，Y2，T0失電，停止裝料，T0復(fù)位； 右行和卸料過程基本相同； 如果按停止按鈕X2，小車將停止運(yùn)行，系統(tǒng)停止工作。,例2：兩處卸料的小車的自動(dòng)控制梯形圖設(shè)計(jì),控制要求：X4處裝料，X5，X3處輪流卸料；小車在一次工作循環(huán)中兩次右行都要碰到X5，第一次碰到X5停下來卸料，第二次碰到它時(shí)繼續(xù)前進(jìn)。,NOTE：應(yīng)設(shè)置一個(gè)具有記憶功能的編程元件，以區(qū)分第一或第二次碰到X5,小車第一次碰到X5，碰到X3時(shí)都應(yīng)停止

11、右行，將X5，X3常閉觸點(diǎn)與Y0線圈串聯(lián)； X5觸點(diǎn)并聯(lián)了中間環(huán)節(jié)M100的觸點(diǎn)，使X5停止右行的作用受到M100的約束，M100作記憶元件，只在小車第二次右行經(jīng)過X5時(shí)有用； 利用起保停電路控制M100，其起動(dòng)條件是X5，停止條件是X3，（在虛線行程內(nèi)為1狀態(tài)） 將X3，X5的觸點(diǎn)并聯(lián)后驅(qū)動(dòng)Y3，T1；,調(diào)試中，發(fā)現(xiàn)小車從X3開始左行，經(jīng)X5時(shí)M100也被置位，使小車下一次右行到X5時(shí)也無法停止運(yùn)行，則在M100起動(dòng)電路中串入Y1常閉觸點(diǎn)； 還有，小車往返經(jīng)過X5時(shí)，雖不會(huì)停止運(yùn)動(dòng)，但出現(xiàn)短暫的卸料動(dòng)作，將Y1，Y0的常閉觸點(diǎn)與Y3線圈串聯(lián)；,問題與思考,系統(tǒng)在裝料和卸料時(shí)按停止按鈕不能使系

12、統(tǒng)停止工作，如何解決該問題？,2、根據(jù)繼電器電路圖設(shè)計(jì)梯形圖的方法,為了便于工廠電氣技術(shù)員和電工使用，采用梯形圖語言編程； 當(dāng)用PLC改造繼電器控制系統(tǒng)時(shí)，根據(jù)原來的繼電器電路圖設(shè)計(jì)梯形圖顯然是一條捷徑； 老繼電器控制系統(tǒng)經(jīng)過長(zhǎng)期使用和驗(yàn)證，能完成系統(tǒng)控制要求，只要將繼電器控制電路圖譯成梯形圖，用軟元件代替硬元件。 這種改造并沒改變系統(tǒng)原來的外部特性，（控制面板及上面的器件可不變）對(duì)操作工人來說，系統(tǒng)可靠性提高了，但操作習(xí)慣未變，減少硬件改造費(fèi)用及改造工作量。,基本方法： 將PLC看成一個(gè)繼電器控制系統(tǒng)中的控制箱，PLC外部接線描述的是該控制箱的外部接線， 梯形圖是該控制箱的內(nèi)部“線路圖”，梯

13、形圖中的X，Y元件是控制箱與外部世界聯(lián)系的“中間繼電器”， 分析時(shí)，將梯形圖中X元件的觸點(diǎn)想象成對(duì)應(yīng)的外部輸入器件的觸點(diǎn)，Y元件的線圈想象成對(duì)應(yīng)的外部負(fù)載的線圈；外部負(fù)載的線圈除了受PLC控制外，可能還受外部觸點(diǎn)的控制。,某臥式鏜床的繼電器控制電路圖；主軸電機(jī)是雙速異步電動(dòng)機(jī)，中間繼電器ZZJ、ZFJ控制主軸電機(jī)的起動(dòng)和停止，接觸器ZZC，ZFC控制主軸電機(jī)的正反轉(zhuǎn)，接觸器1DSC，2DSC和時(shí)間繼電器SJ控制主軸電機(jī)的變速，接觸器ZDC用來短接串在定子回路的制動(dòng)電阻。1JPK，2JPK和1ZPK，2ZPK是變速操縱盤上的限位開關(guān)，1HKK，2HKK是主軸進(jìn)刀與工作臺(tái)移動(dòng)互鎖限位開關(guān)。,M20

14、0，M201，T0分別對(duì)應(yīng)ZZJ，ZFJ，SJ。,注意事項(xiàng)： （1）遵守梯形圖語言中的語法規(guī)定；,（2）適當(dāng)設(shè)置中間單元 （3）盡量減少PLC的輸入輸出信號(hào) （4）異步電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)的外部聯(lián)鎖電路 （5）外部負(fù)載的額定電壓（R，S輸出模塊最高只能驅(qū)動(dòng)UN=220VAC的負(fù)載，若原系統(tǒng)KM線圈為380V，應(yīng)改用220V的。）,作業(yè),2、用定時(shí)器設(shè)計(jì)一個(gè)延時(shí)25min的延時(shí)電路。,,,,,,,M100,,X0,,,,,,,,,,,,,,,,,X3,M100,X1,Y0,,Y0,,,,,,,,Y1,,X1,X2,,,,,,,Y1,,,,,,,,Y0,,X2,X0,,,,,,,Y0,,在x0起動(dòng),右行,

15、左行,第二次右行,畫梯形圖 LDX0 ORX1 ANIX2 ORM0 LDX3 ANDX4 ORM2 ORB ORI M1 OUTY2 OUTM0,LDX0 AND X1 MPS ANDX2 OUTY0 MPP ANDX3 OUTY1 LDX4 MPS ANDX5 OUTY2 MRD ANDX6 OUTY3 MPP AND X7 OUTY4,,,,,,,,,,,,,,,,,Y0,Y1,,,,,,,,,,,,,,,,,,Y2,Y3,Y4,,,,,,X0,X1,X2,X3,X4,X5,X6,X7,MPS,MPP,MPS,MPP,MRD,4、常閉觸點(diǎn)輸入信號(hào)的處理,梯形圖設(shè)計(jì)時(shí)，一般輸入的開關(guān)量信號(hào)均由外部常開觸點(diǎn)提供， 如圖（a）控制電機(jī)啟動(dòng)、停止的按鈕，如果將其常開觸點(diǎn)接入PLC的輸入端，則梯形圖中觸點(diǎn)類型與（a）完全一致。 但如圖（b），按下SB2，其常閉觸點(diǎn)斷開，X1為OFF，則X1為常開觸點(diǎn)斷開，所以，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)如圖（c），將X1常開觸點(diǎn)與Y0線圈串聯(lián)，（與常開觸點(diǎn)輸入時(shí)梯開圖內(nèi)繼電器的習(xí)慣相反） 建議盡可能用常開觸點(diǎn)作PLC的輸入信號(hào)。,