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第七章PLC2可编程序控制器的控制系统设计应用_图文

ζ7-4 PLC应用程序的基本环节 一般来说,复杂的应用程序都是由典型的基本环节组成 的,因此,应该掌握一些基本环节。来提高应用程序设计的 水平 ? 电动机的起动与停止控制程序 ? 具有点动调整功能的电动机起、停控制程序 ? 电动机的正、反转控制程序 ? 电动机的星-三角减压起动控制程序 ? 通电禁止输出程序 ? 闪烁控制程序 ? 定时器、计数器的扩展

一、电动机的起动与停止控制程序 (一)继电器控制如下图所示: 工作原理: 1.合上电源开关(手动开关) 2.起动:按下起动按钮SB2 →交流接触器KM线圈带电→ (1)KM常开主触头闭合→ 电动机接通电源起动并运行; (2)KM输助触头闭合(自锁)。

3.停止:按下停止按钮SB1→ 接触器KM线圈断电→ (1)KM常开主触头断开→电动机 断电停车; (2)KM自锁触头断开。 4.保护作用:当电动机过载时,热继电 器动作,FR的常闭触点断开,KM线 圈断电,电动机停转.

(二)PLC控制 I/O分配表如表7-4所示,PLC的I/O接线图如图7-20所示。

1.停止优先控制程序 停止优先控制程序如图7-21所示。对于该程序,若同时按下起动和停 止按钮,则停止优先。 工作原理: 起动: 按下SB2→I0.2闭合→ Q0.1带电→电机工作 停止 按下SB1→I0.1断开→ Q0.1不带电→电机停止工作

2.起动优先控制程序 起动优先的控制程序如图7-22所示。对于该程序,若同时按下起动和 停止按钮,则起动优先。 工作原理: 起动: 按下SB2→I0.2闭合→ Q0.1带电→电机工作 停止 按下SB1→I0.1断开→ Q0.1不带电→电机停止工作

二、具有点动调整功能的电动机起动、停止控制程序 含义:即可以点动运行、又可以连续运行。 输入设备:起动按钮SB2 、停止按钮外SB1 、点动按钮SB3 1.继电器控制如图下图所示: SB3是一个复合按钮。 连续运行时:按下SB2→ KM线圈带电→ (a) KM主触点闭合→ 电机工作 (b) KM 辅助触点闭合→ 自锁

点动控制时: 按下点动按钮SB3→ (a)常闭触点断开自锁电路 (b)常开触点闭合→ KM线圈带电→电机工作 松开点动按钮SB3→ (a)SB3常开触点断开→ KM线圈断电→ 电机停止工作 (b) SB3常闭触点闭合

2.PLC控制 (1)I/O分配表如表7-5所示。 (2)PLC的I/O接线图如图7-23所示。

(3)梯形图程序如图7-24所示 工作原理 连续运行时,按下SB2→I0.1闭合→ Q0.1闭合→KM带电→电机起动
点动时,按下SB3→I0.2闭合→ (a)连续控制回路应断开 (b)Q0.1闭合→KM带电→电机起动

三、电动机的正、反转控制程序 1.继电器控制如图下图所示: 输入信号: 停止按钮SB1 正向起动按钮SB2 反向起动按钮SB3 输出信号: 正、反转接触器KM1、KM2。

异步电动机正反转控制电路

工作原理:(合上QF) 正转: 按下SB2→KM1线圈通电→ (a)KM1主触头闭合→ 电动机通电正转 (b)KM1自锁触头闭合 (c)KM1常闭辅助触头 (联锁触头)断开→
切断KM2线圈回路

异步电动机正反转控制电路

反转运行: (1)按下停止按钮SB1→ KM1线圈断电→ (a)KM1主触头断开→ 电动机断电 (b)KM1自锁触头断开复位 (c)KM1常闭辅助触头 (联锁触头)闭合 (2) 按下反转按钮SB3→ KM2线圈通电→ (a)KM2主触头闭合→电动机通电反转 (b)KM2自锁触头闭合 (c)KM2常闭辅助触头(联锁触头)断开→切断KM1线圈回路

2.PLC控制 (1)I/O分配表如表7-6所示。

(2)I/O接线图如图7-25所示。

(3)梯形图程序如图7-26所示 电动机运行方向的改变是通 过两个接触器KM1、KM2的切 换来实现的。切换时要改变电 源的相序。在设计程序时,必 须消除由于电源换相所引起的 短路事故,例如,由正向运行 切换到反向运行时,当KM1断 开时,由于它的主触点瞬时产 生的电弧,使主触点还处于 接通状态;如果这时KM2闭 合,将导致电源短路。 因此必须在完全没有电弧的情 况下才能使反转的接触器闭合。

在程序设计中,采用定 时器T33、T34分别作为正 转、反转切换的延迟时间, 来消防切换时可能发生的 电源短路故障。

四、大功率电动机的星-三角减压起动控制程序 1.继电器控制 电动机由接触器 KM1、KM2、KM3控 制,其中KM3将电动 机绕组连接成星形, KM2将电动机绕组连 接成三角形。

工作原理: 1.按下SB2→ (1)KM3的线圈通电→ (a)KM3的主触点闭合→ 电动机绕组接成星形 (b) KM3的辅助触点闭合→ KM1通电并自锁 电动机在星形连接的情况下,起动起来。 (2)时间继电器KT开始计时(时间到) →其常闭触点断开→ (a)KM3线圈断电 (b)KM2线圈通电
将电动机绕组接成三角形。

2.PLC控制 (1)I/O分配表如表7-7所示

(2)I/O接线图如图7-27所示。

(3)梯形图程序如图7-28所示 注意: KM2与KM3不能同时吸 合,否则将产生电源短路。 在程序设计时,应考虑 由星形向三角形切换的时 间,即当电动机绕组从星 形切换到三角形时,由 KM3完全断开(包括灭弧 时间)到KM2接通这段时 间应锁定住,来消除电源 短路。

(3)梯形图程序如图7-28所示 用T34定时器使KM3断 电t2s后再让KM2通电,保 证KM3、KM2不同时接通, 避免电源相间短路。定时器 T33、T34、T35的延时时间 t1、t2、t3可根据电动机起动 电流的大小、所用接触器的型 号,通过实验调整,选定合适 的数值。t1、t2、t3的值过长 或过短均对电动机起动不利。

五、通电禁止输出程序 含义:在PLC上电进入RUN状态时, 禁止输出,如图7-29所示: 工作原理: SM0.3接通一个扫描周 期→使M1.0置1,→ M1.0的常闭接 点切断了输出线圈Q1.0、Q1.0、Q2.3 的控制逻辑,→故输出被禁止。

只有接通允许工作按钮I1.0时→ M1.0被复位→输出线圈Q1.0、Q1.1、 Q2.3才有可能输出。

六、闪烁控制程序 1.含义:控制灯光的闪烁频率。 2.方法:由两个定时器来实现控制灯光的闪烁 3.工作原理 如图7-30所示 当输入信号I0.1接通后→定时器 T37开始计时,1s后→使输出信 号Q0.1带电,同时定时器T38 开始计时;2s后→ T37复位→ Q0.1断电,定时器T38也复位; →定时器T37又开始计时。 重复上面的过程。使输出线圈Q0.1 每隔1s,持续接通2s的时间。若时 间调整得再短一些,则闪烁效果更 明显。(指示灯)

七、定时器、计数器的扩展 S7-200PLC定时器的最大计时时间为3276.7s。如果需要 计时的时间超过了3276.7s ,就可以将多个定时器、计数器 联合使用,来扩大其延时的时间。 1. 定时器串联扩展计时范围 图7-31中,从输入信号I2.0 接通后到输出线圈Q2.0有输出, 共延时 T=(30000+30000)*0.1s=6000s。 若还要增大计时范围,可增加串联 的定时器数量。 延时时间为两个定时器设定值之和

2. 定时器、计数器串联扩展计时范围 图7-32中,从电源接通到输出线圈Q3.0有输出,共延时 T=3000.0*30000s=9*10^7s, 若还要增大计时范围,可增加串 联的计数器的数目。 将一个定时器和一个计数器连 接以形成一个等效倍乘的定时器。

3.计数器串联扩展计数范围 S7-200CPU226模块的最大计数值为32767,当需要计数的数值超过了 32767时,可以将两个或多个计数器串级使用,来达到扩大计数器范围 的 目的。如图7-33所示

工作原理: 计数器C51的设定值为30000,C52的设定值为30000,由C51和C52 组合起来的计数器范围为30000*30000=9*10^8次 C51对I0.3的通断次数进行计数, 当计数次数达到30000次时,C51动 作,其常开接点将C51复位,另一常 开接点作为C52的计数输入,C52每 计数一次,表示C51已经计数30000次, 所以当C52的计数值达到设定值30000 时,I0.3的通断次数达到了 30000*30000=9*10^8次,输出继电器Q3.0 动作。

7.5 减少PLC输入/输出点的方法 在工艺要求改变后,常常要改变程序,有时会出现I/O点数不够又不 想增加PLC扩展单元,可采用一些方法来减少输 入点和输出点。 ? 减少输入点的方法 ? 减少输出点的方法

一、减少输入点的方法 1.由二极管隔离的分组输入法 控制系统一般具有手动和自 动的两种工作方式。由于手动 与自动是不同时发生的,可分 成两组,并由转换开关SA选择 自动(位置2)和手动(位置1) 的工作位置,如图7-35所示。 这样一个输入点就可当作两个 输入点使用。

2.触点合并式输入方法 在条件允许的情况下,将具有相同性质和功能的输入触点串联或并 联后再输入PLC输入端,使几个输入信号只占用一个输入点。 例如:设有一台电动机,要求分别在甲、乙两地均可以对它进行起动、 停止控制。甲地设停止按钮SB1,起动按钮SB3;乙地设停止按钮 SB2,起动按钮SB4。如图7-36a和表7-8所示。

对应的梯形图如图7-36b所示。不管是在甲地或乙地均可以对电 动机进行起、停控制。而只占用了PLC两个输入点(I0.0、I0.2)

3.单按钮起、停控制程序 一个按钮既作为启动按钮,又作为停止按钮。 如图7-37所示,I0.0作为 起动、停止按钮的地址, 第一次按下时Q1.0有输出, 第二次按下时Q1.0无输出, 第三次按下Q1.0又有输出。 图中示出了其工作时序图。

硬件编码,PLC内部软件译码。如图6-21所示。

二、减少输出点的方法 1. 对于两个通断状态完全相同的负载,可将它们并联以后共用一个 PLC的输出点,如图7-38所示。 两个负载并联使用一个输出点, 应注意两个输出负载电流总和不 能大于输出端子的负载能力。 由于信号灯负载电流很小, 故常用信号灯与被指示的负载 并联的方法,这样可少占有PLC 一个输出点。

2.负载多功能化 一个负载实现多种用途,如在PLC控制中,通过编程可以实现一个指 示灯的平光和闪烁,这样一个指示灯可以表示两种不同的信息,节省了输 出点。