两台电动机顺序起动逆序停止控制延时控制方法

2 4项目四两台电动机顺序起动逆序停止控制一一延时控制方法 2 4 1 教学目的 1 基本知识 掌握编程元件定时器 T 2 技能培养 1 能利用所学的指令和编程元件实现两台电动机顺序起动逆序停止控制 2 能熟练地应用延时控制电路 并将其应用于传送带控制系统 生产线顺序控制 灯光闪 烁控制 喷泉控制系统等 2 4 2 项目控制要求 图 2 34 所示为两台电动机顺序起动逆序停止控制电路图 按下起动按钮 SB2 第一台 电动机 M1 开始运行 5s 之后第二台电动机 M2 开始运行 接下停止按钮 SB3 第二台电动 机 M2 停止运 行 10s 之后第一台电动机 M1 停止运行 SB1 为紧急停止按钮 当出现故障 时 只要按下 SB1 两台电动机均立即停止运行 图 2 34 两台电动机顺序起动逆序停止控制电路 项目要求用 PLC 来实现图 2 34 所示的两台电动机顺序起动逆序停止控制电路 其控制 时序图 如图 2 35 所示 KTiKT2 FU2 LJ FU2 QS FUi KMi I p p p l L 力 FRiFR2 图 2 35 控制时序图 利用 PLC 的定时器及其通电延时控制电路可实现上述控制要求 2 4 3 项目预备知识 1 编程元件 T 通用定时器 PLC 中的定时器 T 相当于继电器控制系统中的通电型时间继电器 它可以提供无限 对常开 常闭延时触点 定时器中有一个设定值寄存器 一个字长 一个当前值寄存器 一 个字长 和一 个用来存储其输出触点的映像寄存器 一个二进制位 这三个量使用同一地 址编号 定时器采用 T 与十进制数共同组成编号 如 TO T98 T199 等 FX2N 系列中定时器可分为通用定时器 积算定时器两种 它们是通过对一定周期的时 钟脉冲 计数实现定时的 时钟脉冲的周期有 1ms 10ms 100ms 三种 当所计脉冲个数达 到设定值时触点 动作 设定值可用常数 K 或数据寄存器 D 来设置 项目中所用为通用定时 器 1 100ms 通用定时器 100ms 通用定时器 T0 T199 共 200 点 其中 T192 T199 为子程序和中断服务程序 专用定 时器 这类定时器是对 100ms 时钟累积计数 设定值为 1 32767 所以其定时范围 为 0 1 3276 7s 2 10ms 通用定时器 10ms 通用定时器 T200 T245 共 46 点 这类定时器是对 10ms 时钟累积计数 设定 值为 1 32767 所以其定时范围为 0 01 327 67s 如图 2 36 所示是通用定时器的内部结构示意图 通用定时器的特点是不具备断电保持 功能 即当输入电路断开或停电时定时器复位 如图 2 37 所示 当输入 X000 接通时 定 时器 T0 从 0 开 始对 100ms 时钟脉冲进行累积计数 当 T0 当前值与设定值 K1000 相等时 定时器 T0 的常开触点 接通 Y0 接通 经过的时间为 1000X0 1 s 100 s 当 X000 断开时定 时器 T0 复位 当前值变为 0 其常开触点断开 Y000 也随之断开 若外部电源断电或输入 电路断开 定时器也将复位 SB2 SB3n KM15s10s KM2 外接驱动信号 D 当前值计数器 16 位 T0 T199 100ms T200 T245 10ms T0 T245 复位 几r L 时钟脉冲 当 前值 设定值 当 前值 设定值 设定值寄存器 16 位 映像寄存器为 0 触点不动 映 像寄存器为 1 触点动作 叫卜 输出 触点 映像 寄存 器 图2 36 通用定时器的内部结构示意图 100s 1 00s 10 0s b 图 2 37 通用定时器举例 a 梯形图 b 时序图 2 通电延时控制方法 延时控制就是利用 PLC 的定时器和其他元器件构成各种时间控制 这是各类控制系统 经常用 到的功能 在 FX2N 系列 PLC 中定时器是通电延时型 定时器的输入信号接通后 定时器的当前 值计数器开始对其相应的时钟脉冲进行累积计数 当该值与设定值相等时 定时器输出 其常开触点闭合 常闭触点断开 1 通电延时接通控制 在图2 38中 当输入信号X001接通时 内部辅助继电器M100接通并自 锁 同时接 通定时器T200 T200的当前值计数器开始对10ms的时钟脉冲进行累积计数 当该计数 器 累积到设定值500时 从X001接通到此刻延时5s 定 时 器T200的常开触点闭合 输出 继电 器Y001接通 当输入信号X002接通时 内部辅助继电器M100断电 其常开触点断 开 定时器 T200复位 定时器T200的常开触点断开 输出继电器Y001断电 X001 X002 X001Ih M100 M100 IH M100 f L X002 5s T200 k500 M100 T200 Y001 Y001 END b 图2 38通电延时接通控制程序 a 梯 形图 b 时 序 图 2 通电延时断开控制 在图2 39中 当输入信号X001接通时 输出继电器Y001和内部辅助继 电器M100同 时接通并均实现自锁 内部辅助继电器M100的常开触点接通定时器T0 T0的当前值 计数 器开始对100ms的时钟脉冲进行累积计数 当该计数器累积到设定值200时 从X001接通 到 此刻延时20s 定 时 器T0的常闭触点断开 输出继电器Y001断电 输入信号X002可 以在任意 时刻接通 内部辅助继电器M100断电 其常开触点断开 定时器T0被复位 X001 Ih M100 IH M100 X002 4f M100 X0 01 1 X0 02 n 一 20s M1 00 Y0 01 T0 k200 X001 夺 M100 H卜 T0 并 Y001 END a b LD OR ANI OUT OUT LD OR ANI ANI LD OR ANI ANI OUT LD OR ANI OUT OUT END 图 2 39 通电延时断开控制程序 a 梯形图 b 时序图 2 4 4 项目实现 2 编程 根据表 2 9 及图 2 35 控制时序图所示 当起动按钮 SB2 被按下时 输入继电器 X001 接通 输 出继电器 Y001 置 1 交流接触器 KM1 线圈得电并自保 这时第一台电动机 M1 运行 5s 之后输出 继电器 Y002 置 1 第二台电动机 M2 开始运行 若按下停止按钮 SB3 时 输入继电器 X001 接通 输出继电器 Y002 置 0 第二台电动机 M2 停止运行 10s 之后输出 继电器 Y001 置 0 梯形图及指 令表如图 2 40 所示 X001 M0 X002 M0 T0 K50 M0 M1 T1 X000 T0 Y002 X002 X000 Y002 X002 M1 T1 M1 T1 K100 b 指令表 1 I O 输入 输出 分配表 由上述控制要求可确定 PLC 需要 3 个输入点 2 个输出点 其 I O 分配表如表 2 9 所示 表 2 9 I O 分配表 输入输出 输入继电器输入元 件 作用输出继电器输出元 件 作用 X000SB1 紧 急 停 止 按 钮 Y001KM1 电动机 M1 运行用 交流接触器 X001SB2起动按钮Y002KM2 电动机 M2 运行用 交流接触器 X002SB3停止按钮 图 2 40 PLC 控制两台电动机顺序起动逆序停止的梯形图与指令表 a 梯 形 图 b 指令表 3 硬 件 接 线 PLC 的外部硬件接线图如图 2 41 所示 2 4 5 知识进阶 1 编程元件 T 积算定时器 1 1ms 积算定时器 1ms 积算定时器 T246 T249 共 4 点 是对 1ms 时钟脉冲进行累积计数 定时的时 间范围为 0 001 32 767s 2 100ms 积算定时器 100ms 积算定时器 T250 T255 共 6 点 是对 1ms 时钟脉冲进行累积计数 定时的 时间范围 为 0 1 3276 7s 如图 2 42 所示是积算定时器的内部结构示意图 积算定时器具备断电保持的功能 在 定时过 程中如果断电或定时器线圈断开 积算定时器将保持当前的计数值 当前值 通电或 定时器线圈接 通后继续累积 即其当前值具有保持功能 只有将积算定时器复位 当前值 才变为 0 如图 2 43 所 示 当 X1 接通时 T250 当前值计数器开始累积 100ms 的时钟脉冲 的个数 当 X1 经 ti 时间后断开 而 T250 计数尚未达到设定值 k1000 其计数的当前值保 留 当 X1 再次接通 T250 从保留的当前 值开始继续累积 经过 t1 时间 当前值达到 k1000 时 定时器 T250 的触点动作 累积的时间为 t1 t2 0 1X 1000 100s 当复位输入 X2 接通时 定时器才复位 当前值变为 0 触点也跟着复位 图 2 41 PLC 的外部硬件接线图 T246 I 外接复位信号 1 当前值 输出 触点 映像 寄存 器 图 2 43 积算定时器举例 a 梯 形图 b 时 序 图 2 其他几种延时控制方法 1 断电延时断开控制 在继电器接触器控制方式中经常用到断电延时 而 PLC 中的定时器只有通电延时功能 可以利用软件的编制实现断电延时 如图 2 44 所示 X001 X002 END b 图 2 44 断电延时断开控制程序 a 梯形图 b 时序图 当输入信号 X001 接通时 输出继电器 Y001 和内部辅助继电器 M100 同时接通并均实 现自锁 当输入信号 X002 接通时 内部辅助继电器 M100 断电 其常闭触点闭合 此时输 出继电器 Y001 保持通电 定 时 器 T1 接通 T1 的当前值计数器开始对 100ms 的时钟脉冲 进行累积计数 当该 计数器累积到设定值 50 时 从 X002 接通到此刻延时 5s 定 时 器 T1 的常闭触点断开 输出继电 器 Y001 断电 Y001 的常开触点断开 定时器 T1 也被复位 这 样就实现了在按下停止按钮 X002 后输出继电器 Y001 延时 5s 断开的功能 2 断电延时接通控制 断电延时接通电路在控制系统中应用也很多 图 2 45 所示为利用软件来实现断电延时 接通功 能的程序 X001 T0 M100 Y001 H 卜 END b 普 lh M100 M100 I I Y001 M100 I T1 k50 X001 h T1 4f Y001 Y001 H卜 X00 1n X00 2n M1 00 5s Y00 1 M100 IH T0 lh M101 IH T1 h T0 k40 T1 4f M101 T1 k20 X002 务 Y001 X00 11 X00 2n M1 00 4s 2s i i Y00 1 M100 T1 k20 T2 k40 SET Y001 RST Y001 END 图 2 45 断电延时接通控制程序 a 梯形图 b 时序图 当输入信号 X001 接通时 定时器 T0 和内部继电器 M100 同时接通并由 M100 实现自 锁 T0 的当前值计数器开始对 100ms 的时钟脉冲进行累积计数 当该计数器累积到设定值 40 时 从 X001 接通到此刻延时 4s 定 时 器 T0 的常开触点闭合 定时器 T1 和内部继电器 M101 实现自锁 同时 T0 的常开触点断开 内部辅助继电器 M100 断开 定时器 T0 被复位 当 T1 延时到设定值 2s 时 T1 的常开触点闭合 输出继电器 Y001 接通并实现自锁 T1 的 常闭触点断开 M101 断开 T1 被 复位 当输入信号 X002 接通时 输出继电器 Y001 断开 3 通电延时接通断电延时断开控制 在图 2 46 中 当输入信号 X001 接通时 内部辅助继电器 M100 接通并自锁 同时定时 器 T1 接通开始延时 2s 后定时器 T1 的常开触点闭合 输出继电器 Y001 置位 当输入信 号 X002 接通时 内部辅助继电器 M100 断开 同时定时器 T1 复位 定时器 T2 接通 此时 输出继电器 Y001 的常开触点闭合 M100 的常闭触点闭合 开始延时 4s 后定时器 T2 的 常开触点闭合 输出继电器 Y001 被复位 X001 X002 M100 I 卜 M100 II Y001 M100 HI T1 Ih T2 Ih a b 图 2 46 通电延时接通断电延时断开控制程序 a 梯形图 b 时序图 4 长时间延时控制 FX2N 系列 PLC 定时器的最长定时时间为 3276 7s 如果需要更长的定时时间 可以采 用计数 器 多个定时器的组合或者定时器与计数器的组合来获得较长的延时时间 计 数 器 在图 2 47 中 以特殊辅助继电器 M8014 1min 时钟 作为计数器 C1 的输入脉冲信号 这样 延时时间就是若干分钟 图中为 1440 个脉冲 即 1440min 如果一个计数器不能满足 要求 可以 将多个计数器串联使用 即用前一个计数器的输出作为后一个计数器的输入脉冲 信号 实现更大倍 数时间的延时 X00 1 1 X00 2 n M1 00 i 2s T1 T2 4sY001 X001 M8014 II II X001 C1 k1440 1 X002 I h RST C1 M8014 C1 Ih 1440个脉冲 Y001 X002 END 24h Y001 b a 图2 47计数器长时间延时控制程序 a 梯形 图 b 时序图 多个定时器组合控制 如图2 48所示 当X001接通 T1线圈得电并开始延时 2400 s 延 时 到T1常开触 点闭合 又使T2线圈得电 并开始延时 2400 s 当 定 时 器T2延时到 其常开触点闭合 再使T3线圈 得电 并开始延时 2400 s 当定时器T3延时到 其常开触点闭合 才使Y001 接通 因此 从X001接通到Y001接通共延时2h X001 HhX001 T1 k24000 一 40min T1 Hh T1 T2 k24000 40min T2 Hh T3 k24000 一T2 40min T3 Hh Y001 T3 2h END Y001 a b 图2 48多个定时器组合延时控制程序 a 梯形图 b 时序图 定时器与计数器的组合控制 如图2 49所示 当X000的常闭触点闭合时 T0和C0复位不工作 当X0的常开触点 闭合时 T0开始定时 3000 s后T0定时时间到 其常闭触点断开 使它自己复位 复位后 T0的当前值变为 0 同时它的常闭触点接通 使它自己的线圈重新通电 又开始定时 T0 X00125000h 1 Y001 将这样周而复始地工作 直至 X000 变为 OFF 从分析中可看出 图 2 49 中最上面一行电 路是一个脉 冲信号发生器 脉冲周期等于 T0 的设定值 产生的脉冲列送给 C0 计数 计满 30000 个数 即 25000h 后 C0 的当前值等于设定值 它的常开触点闭合 Y000 开始输出 X000 T0 1 y T0 k30000 T0 1 C0 k30000 X000 RST C0 C0 Y000 END a b 图 2 49 定时器与计数器的组合延时控制程序 a 梯形图 b 时序图 2 4 6 研讨与训练 1 如图 2 50 所示的梯形图同样能满足两台电动机顺序起动逆序停止的控制要求 试比 较与图 2 40 的编程思想不同之处 若删除图 2 50 中的 T0 的常闭触点 试上机调试并分析 出现的结果 T0 图 2 50 研讨与训练题 1 图 2 试上机调试如图 2 51 所示的梯形图 看是否能满足两台电动机顺序起动逆序停止的 控制要求 X002 X000 Y001 T1 k100 END 图 2 51 研讨与训练题 2 图 3 如图 2 52 所示为两台电动机顺序起动逆序停止控制电路图 其特点是 在电动机 M2 的控制 电路中串接了接触器 KM1 的常开辅助触头 这就保证了只要 M1 不起动 KM1 常开触点不闭合 KM2 线圈就不能得电 M2 电动机就不能起动 在电动机 M1 的控制电路 的 SB12 的两端并联了接 触器 KM2 的常开辅助触头 从而实现了 M2 停止后 M1 才能停止 的控制要求 即顺序起动逆序停 止 Y00 2 X00 1 M0 M 0 T1 4 X001 Hh Y001 叫 卜 Y001 Y002 T0 k50 图2 52 两台电动机顺序起动逆序停止控制电路图 试用PLC来实现图2