项目3的任务4

1、 PLC综合应用技术综合应用技术 童克波童克波 项目项目3 PLC对电动机负载的控制对电动机负载的控制任务任务4 PLC如何实现对多台电动机的控制如何实现对多台电动机的控制 任务引入任务引入 PLC功能强大，适合对多负载进行控制。例如三级皮带传输系统中，功能强大，适合对多负载进行控制。例如三级皮带传输系统中，对三台电动机实行顺序启动，反序停止的控制。液料搅拌系统中，对混合对三台电动机实行顺序启动，反序停止的控制。液料搅拌系统中，对混合液料进行搅拌、加热及散热的控制等都涉及到了多负载的控制。如何根据液料进行搅拌、加热及散热的控制等都涉及到了多负载的控制。如何根据要求对多负载实施控制，是本节要完成

2、的任务。要求对多负载实施控制，是本节要完成的任务。要完成该任务，必须具备以下知识：要完成该任务，必须具备以下知识：1掌握指令掌握指令SET、RST的用法。的用法。2掌握计数器掌握计数器C的结构和工作原理。的结构和工作原理。3能画出计数器的动作波形。能画出计数器的动作波形。 4能熟练使用定时器、计数器。能熟练使用定时器、计数器。 任务分析任务分析1置位指令置位指令SET 、复位指令、复位指令RSTl 指令说明指令说明 SET：置位指令，使元件动作保持。：置位指令，使元件动作保持。 RST：复位指令，使元件复位或清零。：复位指令，使元件复位或清零。 SET/RST指令的使用如图指令的使用如图3-3

3、6所示。当所示。当X0接通时，接通时，Y0的线圈被驱动置位的线圈被驱动置位成成ON状态，即使状态，即使X0断开，断开，Y0的状态也依然保持的状态也依然保持ON，如要使，如要使Y0的状态变为的状态变为OFF，则必须使，则必须使X1接通，当接通，当X1一接通，复位指令一接通，复位指令RST立刻将元件立刻将元件Y0的状态复的状态复位，位，Y0从从ON状态变为状态变为OFF状态。图状态。图3-36（b）时序图表明了）时序图表明了SET/RST指令的指令的动作过程。动作过程。 相关知识相关知识 (a) 梯形图梯形图 (b) 时序图时序图图图3-36 SET/RST指令的用法指令的用法l 指令格式指令格式

4、 SET、RST指令助记符及功能如表指令助记符及功能如表3-6所示。所示。 表表3-6 SET、RST指令助记符及功能表指令助记符及功能表 相关知识相关知识助记符、名称助记符、名称功功 能能回路表示和可用操作元件回路表示和可用操作元件程序步长程序步长SET SET 置位置位动作保持动作保持Y，M：1S S，特，特M：2RST RST 复位复位消除元件动作保持或使元件消除元件动作保持或使元件T T、C C及寄存器当前值清零及寄存器当前值清零D，V，Z，特，特D：3,T，C：2 SET、RST指令可以多次使用，其顺序没有限制。指令可以多次使用，其顺序没有限制。 RST指令还可以使数据寄存器（指令还

5、可以使数据寄存器（D）、变址寄存器（）、变址寄存器（V、Z）的内容清零。）的内容清零。此外积算定时器此外积算定时器T246T255的当前值的清零和触点的复位也可以使用的当前值的清零和触点的复位也可以使用RST指指令，计数器令，计数器C的当前值清零和触点的复位也可以使用的当前值清零和触点的复位也可以使用RST指令。指令。 相关知识相关知识 l 计数器计数器C的结构的结构 作用：在程序中对作用：在程序中对PLC内部信号、内部信号、M、等元件的信号计数。、等元件的信号计数。 结构：线圈，符号：结构：线圈，符号： 或或 常开触点，符号：常开触点，符号： 常闭触点，符号：常闭触点，符号： 元件编号：按十

6、进制编号。元件编号：按十进制编号。 K：表示十进制数。：表示十进制数。 5：表示计数器要计的次数为：表示计数器要计的次数为5次。次。 计数器的动作原理：当计数器的线圈得电，计数器计数一次，然后计数计数器的动作原理：当计数器的线圈得电，计数器计数一次，然后计数器的线圈失电，线圈再得电，计数器计数第二次，器的线圈失电，线圈再得电，计数器计数第二次，。当计数器的当前值。当计数器的当前值等于设定值时，计数器的常开触点闭合，常闭触点断开。此时即使计数器的等于设定值时，计数器的常开触点闭合，常闭触点断开。此时即使计数器的线圈失电，计数器的当前值也不清零。只有使用复位指令线圈失电，计数器的当前值也不清零。只

7、有使用复位指令RST对计数器线圈对计数器线圈的当前值清零，才能使其常开触点断开，常闭触点闭合。的当前值清零，才能使其常开触点断开，常闭触点闭合。 计数器计数在信号的上升沿计数。所以计数器计数与信号的持续时间长计数器计数在信号的上升沿计数。所以计数器计数与信号的持续时间长短没有关系。短没有关系。 2计数器（计数器（C）（字、）（字、bit） 相关知识相关知识l 计数器分类计数器分类 内部计数器用来对内部计数器用来对PLC内部信号、内部信号、M、等计数，属低速计数器。内、等计数，属低速计数器。内部计数器输入信号接通或断开的持续时间应大于可编程控制器的扫描周期。部计数器输入信号接通或断开的持续时间应

8、大于可编程控制器的扫描周期。 1）16位加计数器位加计数器 16位加计数器的设定值为位加计数器的设定值为132767，其中，其中C0C99为通用型，为通用型，C100C199为断电保持型。为断电保持型。 如图如图3-37给出了加计数器的工作过程，图中给出了加计数器的工作过程，图中X10的常开触点接通后，的常开触点接通后，C0被复被复位，它对应的位存储单元被置位，它对应的位存储单元被置0，它的常开触点断开，常闭触点接通，同时其计，它的常开触点断开，常闭触点接通，同时其计数当前值被置为数当前值被置为0。X11用来提供计数输入信号，当计数器的复位输入电路断开，用来提供计数输入信号，当计数器的复位输入

9、电路断开，计数输入电路由断开变为接通（即计数脉冲的上升沿）时，计数器的当前值加计数输入电路由断开变为接通（即计数脉冲的上升沿）时，计数器的当前值加1。在在9个计数脉冲之后，个计数脉冲之后，C0的当前值等于设定值的当前值等于设定值9，它对应的位存储单元的内容被置，它对应的位存储单元的内容被置1，其常开触点接通常闭触点断开。再来计数脉冲时当前值不变，直到复位输，其常开触点接通常闭触点断开。再来计数脉冲时当前值不变，直到复位输入电路接通，计数器的当前值被置为入电路接通，计数器的当前值被置为0。 除了可由常数除了可由常数K来设定计数器的设定值外，还可以通过指定数据寄存器来设来设定计数器的设定值外，还可

10、以通过指定数据寄存器来设定，这时设定值等于指定的数据寄存器中的数。定，这时设定值等于指定的数据寄存器中的数。 相关知识相关知识图图3-37 16位加计数器的工作过程位加计数器的工作过程 图图3-38 加加/减计数器减计数器 2）32位加减计数器位加减计数器 32位加减计数器的设定值为位加减计数器的设定值为21474836482147483647，其中，其中C200C219（共（共20点）为通用型，点）为通用型，C220C234（共（共15点）为断电保持型。点）为断电保持型。 32位加减计数器位加减计数器C200C234的加减计数方式由特殊辅助继电器的加减计数方式由特殊辅助继电器M8200M82

11、34设定，对应的特殊辅助继电器为设定，对应的特殊辅助继电器为ON时，为减计数；反之为加计数。时，为减计数；反之为加计数。 计数器的设定值除了可由常数计数器的设定值除了可由常数K设定外，还可以通过指定数据寄存器来设定，设定外，还可以通过指定数据寄存器来设定，32位设定值存放在元件号相连的两个数据寄存器中。如果指定的是位设定值存放在元件号相连的两个数据寄存器中。如果指定的是D0，则设定值，则设定值存放在存放在D1和和D0中。中。32位加减计数器的设定值可正可负。图位加减计数器的设定值可正可负。图3-38中中C200的设定的设定值为值为5，在加计数时，若计数器的当前值由，在加计数时，若计数器的当前值

12、由4变变5，计数器的输出触点，计数器的输出触点ON，当前值，当前值5时，输出触点仍为时，输出触点仍为ON。当前值由。当前值由5变变4时，输出触点时，输出触点OFF，当前值，当前值4时，输出触时，输出触点仍为点仍为OFF。 复位输入复位输入X13的常开触点接通时，的常开触点接通时，C200被复位，其常开触点断开，常闭触点被复位，其常开触点断开，常闭触点接通，当前值被置为接通，当前值被置为0。如果使用断电保持计数器，在电源中断时，计数器停止计。如果使用断电保持计数器，在电源中断时，计数器停止计数，并保持计数当前值不变，电源再次接通后在当前值的基础上继续计数，因此数，并保持计数当前值不变，电源再次接

13、通后在当前值的基础上继续计数，因此断电保持计数器可累计计数。断电保持计数器可累计计数。 相关知识相关知识21tt 相关知识相关知识3定时器、计数器的应用定时器、计数器的应用l 延时程序延时程序 定时器延时时间短，如果要求延时时间超过定时器的延时范围（一个定定时器延时时间短，如果要求延时时间超过定时器的延时范围（一个定时器延时的最长时间为时器延时的最长时间为3276.7S），此时可以使用定时器加计数器的方式进），此时可以使用定时器加计数器的方式进行计时。行计时。 例如要求例如要求Y10在带电在带电2小时后停止，其梯形图、时序图如图小时后停止，其梯形图、时序图如图3-39所示。所示。 相关知识相关

14、知识 (a) 梯形图梯形图 （b）时序图）时序图图图 3-39 延时程序延时程序 当启动输入信号当启动输入信号X0后，后，M100线圈得电，通过自身的常线圈得电，通过自身的常开触点形成自锁，开触点形成自锁，M100常开触点闭合，输出继电器常开触点闭合，输出继电器Y10线线圈得电，同时定时器圈得电，同时定时器T10计时开始，假设计时开始，假设PLC经过经过N个扫描个扫描周期，周期，T10计时到计时到30分钟（即分钟（即K=18000），此时定时器），此时定时器T10的常开触点闭合，计数器的常开触点闭合，计数器C10的线圈得电，计数器计数一的线圈得电，计数器计数一次。次。 也就是计数器计数一次为也

15、就是计数器计数一次为30分钟时间。分钟时间。4次就是次就是2小时。小时。l 控制要求控制要求 1）某传输系统如图）某传输系统如图3-40所示。使用三级皮带传输，每条皮带使用一台电动机进行控所示。使用三级皮带传输，每条皮带使用一台电动机进行控制，共用三台电动机。制，共用三台电动机。2）启动皮带传输系统时，第一台电动机）启动皮带传输系统时，第一台电动机M1先启动运行，先启动运行，5秒后，第二台电动机秒后，第二台电动机M2启启动运行，动运行，5秒后，第三台电动机秒后，第三台电动机M3启动运行。当第三条皮带运行启动运行。当第三条皮带运行1分钟后，三台电分钟后，三台电动机按与启动相反的顺序间隔动机按与启

16、动相反的顺序间隔5秒依次停止。系统完成第一个周期的运行。间隔秒依次停止。系统完成第一个周期的运行。间隔2分钟后，系统重复上述过程，完成第二个周期的运行。如此完成分钟后，系统重复上述过程，完成第二个周期的运行。如此完成5个周期后，系统个周期后，系统自动停止。自动停止。3）按停止按钮，可随时停止皮带传输系统运行。）按停止按钮，可随时停止皮带传输系统运行。4）皮带传输系统运行时，如果有一台电动机过载，系统自动停止。）皮带传输系统运行时，如果有一台电动机过载，系统自动停止。5）如果要调整皮带上的物料，此时可单独运行控制该皮带的电动机。）如果要调整皮带上的物料，此时可单独运行控制该皮带的电动机。6）皮带

17、调整运行与整个系统传输运行不能同时进行。）皮带调整运行与整个系统传输运行不能同时进行。 任务实施任务实施用用PLC实现对三级皮带传输系统的控制实现对三级皮带传输系统的控制 任务实施任务实施图图3-40 三级皮带传输系统示意图三级皮带传输系统示意图l 讲解要达到的目的讲解要达到的目的 1）熟练掌握定时器、计数器的应用。）熟练掌握定时器、计数器的应用。 2）尝试掌握复杂程序的编写方法。）尝试掌握复杂程序的编写方法。l 控制要求分析控制要求分析 三级皮带控制系统的核心其实是三台电动机的顺序启动、反序停止，循环三级皮带控制系统的核心其实是三台电动机的顺序启动、反序停止，循环5次的控制程序。皮带单独调整

18、时，是电动机点动控制程序。次的控制程序。皮带单独调整时，是电动机点动控制程序。 任务实施任务实施用用PLC实现对三级皮带传输系统的控制实现对三级皮带传输系统的控制 任务实施任务实施l 实训设备实训设备FX2N64MR 一台。一台。电路控制板（由空气开关、交流接触器、热继电器、熔断器组成）电路控制板（由空气开关、交流接触器、热继电器、熔断器组成） 一块。一块。 05KW 4极三相异步电动机极三相异步电动机 三台。三台。 任务实施任务实施l 设计步骤设计步骤 1）I/O信号分配信号分配 输入输出信号分配如表输入输出信号分配如表3-7所示。所示。表表3-7 输入输出信号分配表输入输出信号分配表输输

19、入（入（I I）输输 出（出（O O）元件元件功能功能信号地址信号地址元件元件功能功能信号地址信号地址按钮按钮SB1SB1三台电机顺序控制启动信号三台电机顺序控制启动信号X0KM1控制电机控制电机M1运行运行Y0按钮按钮SB2SB2三台电机顺序控制停止信号三台电机顺序控制停止信号X1KM2控制电机控制电机M2运行运行Y1FR1FR1M1过载保护信号过载保护信号X2KM3控制电机控制电机M3运行运行Y2FR2FR2M2过载保护信号过载保护信号X3FR3FR3M3过载保护信号过载保护信号X4按钮按钮SB3SB3M1调整信号调整信号X5按钮按钮SB4SB4M2调整信号调整信号X6按钮按钮SB5SB5

20、M3调整信号调整信号X7 任务实施任务实施2）可编程控制器的外部接线图如图）可编程控制器的外部接线图如图3-41所示所示图图3-41 三级皮带传输系统控制接线图三级皮带传输系统控制接线图 3）梯形图如图）梯形图如图3-42所示所示 任务实施任务实施图图3-42 三级皮带传输系统控制梯形图、指令表三级皮带传输系统控制梯形图、指令表l 程序讲解程序讲解 1）图）图3-42所示梯形图实际由两部分组成：一部分是由所示梯形图实际由两部分组成：一部分是由M0控制的电机顺序控制的电机顺序启动，循环启动，循环5次的程序；另一部分是三台电动机调整皮带的程序。次的程序；另一部分是三台电动机调整皮带的程序。 2）第

21、一部分程序中，第一段程序控制）第一部分程序中，第一段程序控制M0的线圈，为控制三台电动机顺序的线圈，为控制三台电动机顺序启动的总开关，当有停止信号、过载信号、电动机调整信号时，启动的总开关，当有停止信号、过载信号、电动机调整信号时，M0线圈都失电，线圈都失电，三台电动机顺序启动的程序不能执行。三台电动机顺序启动的程序不能执行。 3）第二段程序控制）第二段程序控制M1的线圈。的线圈。M1在顺序启动程序中，相当于循环开关。在顺序启动程序中，相当于循环开关。其得电与失电由定时器其得电与失电由定时器T5的常闭触点控制。当整个顺序启动程序运行一遍结束，的常闭触点控制。当整个顺序启动程序运行一遍结束，定时

22、器定时器T5延时时间到，其常闭触点断开，使延时时间到，其常闭触点断开，使M1的线圈失电，则的线圈失电，则M1控制的元件控制的元件线圈都失电，定时器线圈都失电，定时器T5线圈也失电。进入下一个扫描周期后，线圈也失电。进入下一个扫描周期后，T5的常闭触点又的常闭触点又闭合，使闭合，使M1的线圈再次得电，程序进入下一遍运行。的线圈再次得电，程序进入下一遍运行。 4）顺序启动程序与皮带调整程序实行互锁控制。当顺序启动程序运行时，）顺序启动程序与皮带调整程序实行互锁控制。当顺序启动程序运行时，其常闭触点将其常闭触点将M2、M3、M4的线圈回路断开，使其不可能得电而进行皮带调整。的线圈回路断开，使其不可能得电而进行皮带调整。同样，当进行皮带调整时，同样，当进行皮带调整