武 汉 软 件 工 程 职 业 学 院WUHAN VOCATIONAL COLLEGE OF SOFTWARE AND ENGINEERING 机电设备电气控制系统设计与装调20162017学年秋季机械工程学院机自专业15034总90学时/周7学时可编程控制器技术FX3U(2N)三菱PLC教师：梁启裕QQ：910353932个人网站http:/kairry.cloud33.49host.com武 汉 软 件 工 程 职 业 学 院WUHAN VOCATIONAL COLLEGE OF SOFTWARE AND ENGINEERING 030402Contents Contents课程简介 课程性质、学习方法030404项目一、PLC基本知识 认知、结构、历史发展、应用、编程语言030408补充项目、电气控制基础 常用低压电器、电气基本控制线路项目二、PLC实现电动机启停控制 工作原理、软元件、I/O分配、逻辑指令03项目三、PLC实现电动机正反转控制 编程规则、逻辑块、栈、主控指令03项目四、PLC实现电动机顺序启停控制 编程方法、定时器应用03项目五、PLC实现物料输送线控制 计数器应用、脉冲指令项目六、PLC实现组合机床控制 状态转移图SFC、步进指令03项目七、PLC实现大小球传送控制 SFC设计、选择性、并行性流程03项目八、PLC实现工作台自动往返控制 功能指令、复杂程序编制03项目九、提高篇 模拟量控制、网络通信0608080808141606【项目引入】生产设备常常要求具有上下、左右、前后等正反方向的运动 ，要求电动机能实现正反转控制。电动机正反转的实现方法， 改变通入电动机定子绕组的三相电源相序，即把接入电动机的 三相电源进线中的任意两根对调，电动机即从正转变为反转 。 【学习目标】（1）掌握电动机的正反转控制电路 。 （2）用PLC进行对象控制时，I/O点的确定，能实际正确接线 。 （3）学会用控制电路移植法设计梯形图，并熟悉PLC的编程规则和技巧 。项目三 PLC实现电动机正反转控制 项目三 PLC实现电动机正反转控制 任务一 控制分析与硬件接线一 电气控制电路及分析电动机正反转控制电路图 项目三 PLC实现电动机正反转控制 几点说明：（1）互锁控制：为保证电动机正反转控制可靠工作，在控 制电路中，将KM1、KM2正反转接触器的动断触点串接在对方 线圈电路中，形成相互制约的控制，这种相互制约关系称为 互锁控制。互锁控制用于“当要求甲接触器工作时乙接触器 不能工作，而乙接触器工作时甲接触器不能工作”的场所 。（2）双重互锁 :在电路中还增设了启动按钮的互锁，构成 具有电气、按钮互锁（也称机械互锁）的控制电路，该电路 的优点是正反转可以直接切换，不必再去按停止按钮，从而 使操作变得方便 。项目三 PLC实现电动机正反转控制 二、PLC控制I/O分配表输入输出I/O点分配表 类别元件I/O点编号备注输入SB0X0停止按钮SB1X1正转按钮SB2X2反转按钮FRX3热继电器触点输出KM1Y1正转接触器KM2Y2反转接触器关于硬连锁：在PLC的输 出规范与外部配线要求中 ，特别强调，对于同时接 通有危险的正反转接触器 等负载，除了用PLC内部 程序连锁之外，还一定要 有PLC的外部连锁。在工 程上，有时把PLC内部程 序连锁称为软连锁，把 PLC外部连锁称为硬连锁 。 三 I/O硬件接线图项目三 PLC实现电动机正反转控制 任务二 梯形图的设计与分析项目三 PLC实现电动机正反转控制 一、 梯形图的设计项目三 PLC实现电动机正反转控制 虽然在梯形图中已经有了软继电器的互锁触点， 但在外部硬件输出电路中还必须使用KM1和 KM2的动断 触点进行硬互锁。因为PLC内部软继电器互锁只相差一 个扫描周期，而外部硬件接触器触点的断开时间往往 大于一个扫描周期，来不及响应。例如Y1虽然断开， 可能KM1的触点还未断开，在没有外部硬件互锁的情况 下，KM2的触点可能接通，引起主电路短路。因此必须 采用软硬件双重互锁。项目三 PLC实现电动机正反转控制 二、 自锁的应用在PLC控制程序的设计中，经常要对脉冲输入信号或者是点 动按钮输入信号进行保持，这时常采用自锁电路。要注意的 是，自锁电路必须有解锁设计，一般在并联之后采用某一动 断触点作为解锁条件。 项目三 PLC实现电动机正反转控制 三、 互锁的应用 互锁电路，有时也叫优先电路项目三 PLC实现电动机正反转控制 任务三 控制电路移植法及梯形图编程规则梯形图程序设计是指用户编写程序的设计过程，即以指令 为基础，结合被控制对象的控制要求和现场信号，对照PLC 的软元件，画出梯形图，进而写出指令表程序的过程。 一、 电路移植法编程用PLC改造继电器控制系统时，继电器电路图与梯形图在表示 方法和分析方法上有很多相似之处，因此可以根据继电器电路 图设计梯形图，即将继电器电路转换为具有相同功能的PLC外部 接线硬件接线图和梯形图，这就是继电器控制电路移植法设计 梯形图。项目三 PLC实现电动机正反转控制 继电器控制电路移植法设计梯形图的步骤如下： （1）了解和熟悉被控设备的工艺过程和机械的动作情况， （2）确定PLC的输入信号和输出信号，画出PLC外部接线图。 （3）确定与继电器电路图中的中间继电器、时间继电器对应的梯形图中的辅助继电器（M） 和定时器（T）的元件号。 （4）根据上述对应关系画出PLC的梯形图。 （5）根据被控设备的工艺过程和机械的动作情况以及梯形图编程的基本规则，优化梯形图。 项目三 PLC实现电动机正反转控制 二、 梯形图编程规则 （1） 线圈不能重复使用项目三 PLC实现电动机正反转控制 （2） 线圈右边无触点 梯形图中每一逻辑行从左到右排列，以触点与左母线连接开 始，以线圈、功能指令与右母线（可允许省略右母线）连接 结束。触点E被画在垂直线上，便很难正确识别它与其他触点的 关系，也难判断通过触点E对输出线圈的控制方向YABECD（3） 对桥渡回路不能编程序触点应画在水平线上，不能画在垂直线上 。项目三 PLC实现电动机正反转控制 项目三 PLC实现电动机正反转控制 （4） 触点可并可串无限制触点可用于串行电路，也可用于并行电路，且使用 次数不受限制，所有输出继电器也都可以作为辅助 继电器使用。 （5） 多个线圈可并联输出两个或两个以上的线 圈可以并联输出，但 不能串联输出。 项目三 PLC实现电动机正反转控制 自动往返行程控制电路常用于机械加工设备需 要其运动部件在一定范围内自动往返循环的场合。 在摇臂钻床、万能铣床、镗床、桥式起重机及各种 自动或半自动控制机床设备中经常遇到这种控制要 求。其继电器接触器控制电路如图所示。讨论设计 ：选用合适的方法，并利用FX2N系列PLC来实现其电 路改造。 停止按钮正转按钮项目三 PLC实现电动机正反转控制 任务四 基本逻辑指令学习 一、 ORB与ANB 1串联电路块的并联指令（ORB） 两个或两个以上的接点串联连接的电路叫串联电路块 。串联电路块并联连接时，分支开始用LD、LDI指令， 分支结果用ORB指令。ORB指令有时也简称为或块指令 。ORB指令的使用方法有两种：一种是在要并联的每 个串联电路块后加ORB指令；另一种是集中使用ORB指 令。对于前者分散使用ORB指令时，并联电路块的个数 没有限制；但对于后者集中使用ORB指令时，这种电路 块并联的个数不能超过8个。 梯形图指令表LD X000 AND X001 LDI X002 AND X003 ORB LD X004 ANI X005 ORB OUT Y000ORB的梯形图与指令表1梯形图指令表ORB的梯形图与指令表2LD X000 AND X001 LDI X002 AND X003 LD X004 ANI X005 ORB ORB OUT Y0002.并联电路块的串联连接指令ANB两个或两个以上接点并联的电路称为并联电路块 。分支的起点用LD、LDI指令，并联电路块结束后，使 用ANB指令与前面电路串联。ANB指令也简称与块指令 。项目三 PLC实现电动机正反转控制 （1）与ORB指令相似，ANB指令分散使用时，次数不限；如果连 续使用，则使用次数不能超过8次。（2）在具体编写程序时，特别是在对程序步数有严格要气的场合 ，建议通过调整软元件的位置，少用或尽量不要ANB、ORB指令， 以达到减少程序步数的目的。 （3）简化程序的技巧1：在串联电路左右位置可调时，应将单 个触点放在右边 。（4）简化程序的技巧2：并联电路上下位置可调，应将单个触 点的支路放下面 。串联电路左右位置可调，应将单个触点放在右边（串 左原则）。 X001 （Y000Y000）X002X004ANB（Y000Y000）X001X002X004不优化 优化 并联电路上下位置可调，应将单个触点的支路放下面（ 多上原则）。 （Y000Y000）X001X002X004ORBX001（Y000Y000）X004X002不优化 优化 项目三 PLC实现电动机正反转控制 二、 MPS,MRD和MPPMPS 、MRD和 MPP这组栈操作指令在具有多重输出 的梯形图中使用。在编程时需要将中间运算结果存储 时，就可以使用栈操作指令。（1）MPS：进栈指令，将数据压入栈顶，用在回来开始分支 的地方。（2）MRD：读栈指令，读取栈数据。用在MPS下继续的分支 ，表示分支的继续。 （3）MPP：出栈指令，取出栈顶的数据。用在最后分支 的地方，表示分支的结束 。FX系列PLC有11个栈存储器，有11个专门的存储 器构成。采用先进后出数据存取方式。1231011MRD总是读取最上层的堆栈， 操作时不影响堆栈的数据 MPS将数据压入堆栈 MPP将数据从最上的一层堆栈 弹出注意：多重电路的第一个支路前使用MPS指令，中间支路 前使用MRD指令，最后一个支路前使用MPP指令。LD X001 MPS AND M100 OUT Y001 MRD AND M101 OUT Y002 MPP AND M102 OUT Y003梯形图指令表一层栈示例1项目三 PLC实现电动机正反转控制 （1）MPS、MRD、MPP指令无编程元件。 （2）MPS、MPP指令必须成对出现，可以嵌套使用。由于受到栈存储器数量的限制，连续使用不能超过11次，否则数据丢失 。 （3）MRD指令在程序中可以使用，也可以不使用，使用次数可重复，不限制 。没有使用MRD指令梯形图和指令表 项目三 PLC实现电动机正反转控制 （4）简化程序的技巧：如果分支后直接输出，作为特例，不作 分支处理，而直接当作输出，第二条支路作为串联处理，直接使 用AND指令 。简化前的梯形图和指令表 简化后梯形图指令表 项目三 PLC实现电动机正反转控制 （5）栈操作指令仅在语句表中。 二层栈示例梯形图及指令表 项目三 PLC实现电动机正反转控制 三、 MC与MCR MC：主控指令，用于公共触点串联连接，3个程序步 。 MCR：主控复位指令，2个程序步 执行MC指令后，母线（LD，LDI）向MC触点后移动，这个MC触点 称为主控触点。相当于分支电路中的总开关。MCR则是将其反回 到原母线指令。 在没有嵌套结构时，可再次使用N0编制程序，N0的使用次数 无限制。在有嵌套结构时，嵌套级的编号从N0 N1N6 N7增大。 在将指令返回时，采用MCR指令，则从大的嵌套级开始消除。 （N7N6N5N4N3N2N1N0）。嵌套级最大可编写8级 （N7）。项目三 PLC实现电动机正反转控制 三、 MC与MCR（1）MC、M