林小宁《可编程控制器应用技术》模块2任务2-2

1、 通过通过3 3项与电动机控制相关任务的实施，达到熟悉梯形图的编程项与电动机控制相关任务的实施，达到熟悉梯形图的编程规则、掌握基本逻辑指令的应用、进一步掌握规则、掌握基本逻辑指令的应用、进一步掌握PLCPLC的接线方法，能够的接线方法，能够熟练运用编程软件进行联机调试；了解经验设计法的一般步骤、了熟练运用编程软件进行联机调试；了解经验设计法的一般步骤、了解联锁控制的意义并掌握解联锁控制的意义并掌握PLCPLC联锁控制的设计要点、掌握堆栈操作指联锁控制的设计要点、掌握堆栈操作指令的应用；掌握定时器的种类及基本用法；掌握定时器常见的基本令的应用；掌握定时器的种类及基本用法；掌握定时器常见的基本应用

2、电路、掌握复位应用电路、掌握复位/ /置位指令、边沿触发指令的用法。置位指令、边沿触发指令的用法。任务任务2-1 三相异步电动机连续控制三相异步电动机连续控制 任务任务2-2 三相异步电动机正反转控制三相异步电动机正反转控制 任务任务2-3 S7-200三相异步电动机三相异步电动机Y-降压启动控制降压启动控制 学习目标 任务任务2-2 2-2 三相异步电动机正反转控制三相异步电动机正反转控制 r任务目标任务目标（1 1）了解经验设计法的一般步骤。）了解经验设计法的一般步骤。（2 2）了解联锁控制的意义，并掌握）了解联锁控制的意义，并掌握PLCPLC联锁控制的设联锁控制的设计要点。计要点。（3

3、3）掌握堆栈指令的应用。）掌握堆栈指令的应用。（4 4）运用）运用“经验设计法经验设计法”设计三相异步电动机正反转设计三相异步电动机正反转控制系统梯形图程序，能够熟练运用编程软件进行联控制系统梯形图程序，能够熟练运用编程软件进行联机调试。机调试。 任务任务2-2 2-2 三相异步电动机正反转控制三相异步电动机正反转控制 r前导知识前导知识1 1PLCPLC联锁控制联锁控制 在生产机械的各种运动之间，往往存在着某种相互制约或者由一种运动制约另一种运动的控制关系，一般均采用联锁控制来实现。 任务任务2-2 2-2 三相异步电动机正反转控制三相异步电动机正反转控制 r前导知识前导知识2 2堆栈操作指

4、令堆栈操作指令 采用梯形图程序指令编写程序时，程序由一系列图形组合而成，用户可以方便地根据需要进行梯形图的绘制。但是在使用语句表程序指令编程时，如遇到复杂电路则不能直接使用触点“与”或触点“或”指令进行描述，为此各类型PLC均有专门用于描述复杂电路的语句表指令，称为堆栈操作指令。 S7-200系列PLC中采用了模拟堆栈的结构，用于保存逻辑运算结果及断点地址，称为逻辑堆栈。S7-200系列PLC使用一个9层堆栈来处理所有逻辑操作，它和计算机中的堆栈结构相同。堆栈是一组能够存储和取出数据的暂存单元，其特点是“先进后出”。每一次进行入栈操作，新值放入栈顶，栈底值丢失；每一次进行出栈操作，栈顶值弹出，

5、栈底值补进随机数。 任务任务2-2 2-2 三相异步电动机正反转控制三相异步电动机正反转控制 2 2堆栈操作指令堆栈操作指令 堆栈操作指令的格式及功能如表所示堆栈操作指令的格式及功能如表所示 r前导知识前导知识 任务任务2-2 2-2 三相异步电动机正反转控制三相异步电动机正反转控制 指令名称指令名称语句表语句表STLSTL功功 能能操作码操作码操作数操作数栈装载与指令栈装载与指令（And LoadAnd Load）ALDALD无无对堆栈中第一层和第二层的值作逻辑对堆栈中第一层和第二层的值作逻辑“与与”操作，结果放入栈顶，操作，结果放入栈顶，执行完执行完ALDALD指令后，堆栈深度减指令后，堆

6、栈深度减1 1栈装载或指令栈装载或指令（Or LoadOr Load）OLDOLD无无对堆栈中第一层和第二层的值作逻辑对堆栈中第一层和第二层的值作逻辑“或或”操作，结果放入栈顶，操作，结果放入栈顶，执行完执行完OLDOLD指令后，堆栈深度减指令后，堆栈深度减1 1逻辑推入栈指逻辑推入栈指（Logic PushLogic Push）LPSLPS无无复制栈顶的值，并将其推入堆栈，栈底的值被推出并消失复制栈顶的值，并将其推入堆栈，栈底的值被推出并消失逻辑读栈指令逻辑读栈指令（Logic ReadLogic Read）LRDLRD无无复制堆栈第二层的值到栈顶，堆栈没有推入栈或者弹出栈操作，复制堆栈第二

7、层的值到栈顶，堆栈没有推入栈或者弹出栈操作，但旧的栈顶值被新的复制值取代但旧的栈顶值被新的复制值取代逻辑弹出栈指令逻辑弹出栈指令（Logic PopLogic Pop）LPPLPP无无弹出栈顶的值，堆栈第二层的值成为新的栈顶值弹出栈顶的值，堆栈第二层的值成为新的栈顶值装入栈指令装入栈指令（Load StackLoad Stack）LDSLDSn n复制堆栈中的第复制堆栈中的第n n个值，推入堆栈，栈底的值被推出并消失个值，推入堆栈，栈底的值被推出并消失r前导知识前导知识2 2堆栈操作指令堆栈操作指令 执行ALD、OLD、LPS、LRD、LPP指令对逻辑堆栈的影响 任务任务2-2 2-2 三相异

8、步电动机正反转控制三相异步电动机正反转控制 r前导知识前导知识2 2堆栈操作指令堆栈操作指令（1）OLD 指令 用于“串联电路块”的并联连接指令 两个或两个以上触点串联的电路称为“串联电路块”说明：1)在支路起点用LD或LDN指令，在支路终点用OLD指令。2)如果将多个“串联电路块”并联连接时，则并联连接的电路块的个数不受限制。 任务任务2-2 2-2 三相异步电动机正反转控制三相异步电动机正反转控制 r前导知识前导知识2 2堆栈操作指令堆栈操作指令（2）ALD 指令 用于“并联电路块”的串联连接指令 两个或两个以上触点并联的电路称为“并联电路块”说明：1）电路块始端用LD或LDN指令（使用指

9、令后生成一条新母线），完成并联电路组块后使用ALD指令将电路块与前面电路串联连接（使用ALD指令后新母线自动终结）。2）如果多个“并联电路块”顺次与前面电路连接，使用次数不受限制。 任务任务2-2 2-2 三相异步电动机正反转控制三相异步电动机正反转控制 r前导知识前导知识2 2堆栈操作指令堆栈操作指令（3）LPS、LRD和LPP指令LPS和LPP必须配对使用 任务任务2-2 2-2 三相异步电动机正反转控制三相异步电动机正反转控制 r任务内容任务内容 图为采用继电器控制的电动机正反转控制电路。 主电路由电源开关Q、熔断器FU1、交流接触器KM1和KM2的常开主触点、热继电器FR热元件和电动机

10、M构成；控制电路由熔断器FU2、正转启动按钮SB1、反转启动按钮SB2、停止按钮SB3、交流接触器KM1和KM2的常开及常闭辅助触点、热继电器FR的常闭触点和交流接触器线圈KM1和KM2组成。 任务任务2-2 2-2 三相异步电动机正反转控制三相异步电动机正反转控制 r任务内容任务内容 设计PLC控制的三相异步电动机正反转控制系统，功能要求如下：r当接通三相电源时，电动机M不运转；r当按下正转启动按钮SB1后，电动机M连续正转；r当按下反转启动按钮SB2后，电动机M连续反转；r当按下停止按钮SB3后，电动机M停止运转；r电动机具有长期过载保护。 任务任务2-2 2-2 三相异步电动机正反转控制

11、三相异步电动机正反转控制 r制定计划制定计划工作计划工作计划: : 在实际行动之前，预先对目标和行动方案作出选择和具体安排，计划是预测与构想，即预先进行行动安排；围绕预期的目标，采取具体行动措施的工作过程，随着目标的调整进行行动的调整。 任务任务2-2 2-2 三相异步电动机正反转控制三相异步电动机正反转控制 r任务实施任务实施1 1分析控制要求，确定输入分析控制要求，确定输入/ /输出设备输出设备 通过对继电器控制的三相异步电动机正反转电路分析，可以归纳出电路中出现的输入/输出设备： 4个输入设备：正转启动按钮SB1、反转启动按钮SB2、停止按钮SB3和热继电器FR； 2个输出设备：正转接触

12、器KM1、反转接触器KM2。 任务任务2-2 2-2 三相异步电动机正反转控制三相异步电动机正反转控制 r任务实施任务实施2 2对输入对输入/ /输出设备进行输出设备进行I/OI/O地址分配地址分配 任务任务2-2 2-2 三相异步电动机正反转控制三相异步电动机正反转控制 r任务实施任务实施3 3绘制绘制PLCPLC外部接线图外部接线图三相异步电动机正反转控制电路PLC接线图 任务任务2-2 2-2 三相异步电动机正反转控制三相异步电动机正反转控制 r任务实施任务实施4 4PLCPLC程序设计程序设计 根据控制电路的要求，设计PLC控制程序如图所示。 5安装配线 按照PLC外部接线图进行配线，

13、安装方法及要求与继电器电路相同。 6运行调试 任务任务2-2 2-2 三相异步电动机正反转控制三相异步电动机正反转控制 r检查评价检查评价r成果展示成果展示 按任务检查与评价标准进行。按任务检查与评价标准进行。r成果展示、分组交流成果展示、分组交流 任务任务2-2 2-2 三相异步电动机正反转控制三相异步电动机正反转控制 r相关知识相关知识1 1PLCPLC程序设计方法程序设计方法经验设计法经验设计法 经验设计也称为试凑法。实际上是沿用了传统继电器系统电气原理图的设计方法，即在一些典型单元电路（梯形图）的基础上，根据被控对象对控制系统的具体要求，不断地修改和完善梯形图。有时需要多次反复调试和修

14、改梯形图，增加很多辅助触点和中间编程元件，最后才能得到一个较为满意的结果。这种设计方法没有规律可遵循，具有很大的试探性和随意性，最后的结果因人而异。设计所用时间、设计质量与设计者的经验有很大关系，所以称之为经验设计法，一般可用于较简单的梯形图程序设计。 任务任务2-2 2-2 三相异步电动机正反转控制三相异步电动机正反转控制 r相关知识相关知识2 2经验设计法举例经验设计法举例 自动循环控制线路如图所示，用PLC控制实现其功能。工作台往复自动循环示意图 任务任务2-2 2-2 三相异步电动机正反转控制三相异步电动机正反转控制 r相关知识相关知识2 2经验设计法举例经验设计法举例 控制要求：当按

15、下启动按钮SB1（SB2）后，工作台前进（后退），前进（后退）到位，碰块压下行程开关SQ2（SQ1），工作台后退（前进），后退（前进）到位，碰块压下行程开关SQ1（SQ2），工作台前进（后退）。如此循环，直到压下停止按钮SB3，工作台停止运动为止。限位开关SQ3和SQ4用于限位保护，即当工作台前进或后退超出行程，使工作台立即停止运动。 工作台往复自动循环实质上就是在电动机正、反转控制的基础上，增加了由行程开关控制电动机正反转，并考虑了运动部件的限位保护，由限位开关控制电动机停止。它在表2-6的基础上，为SQ1SQ4分配地址I0.4I0.7。在图2-22的基础上设计的PLC控制程序如图2-24所

16、示。 任务任务2-2 2-2 三相异步电动机正反转控制三相异步电动机正反转控制 r相关知识相关知识2 2经验设计法举例经验设计法举例 任务任务2-2 2-2 三相异步电动机正反转控制三相异步电动机正反转控制 图图2-24 2-24 工作台往复自动循环控制系统的工作台往复自动循环控制系统的PLCPLC控制程序控制程序 某生产自动线如图所示，有一小车用电动机拖动，电动机正转，小车前进，某生产自动线如图所示，有一小车用电动机拖动，电动机正转，小车前进，电动机反转，小车后退。开始时，小车在原位电动机反转，小车后退。开始时，小车在原位0 0，要求在按下启动按钮，要求在按下启动按钮SB1SB1后小车后小车

17、前进，碰到限位开关前进，碰到限位开关SQ1SQ1后后退，退到原位后后退，退到原位0 0碰到限位开关碰到限位开关SQ3SQ3后再前进，碰到限位后再前进，碰到限位开关开关SQ2SQ2后后退，退到原位后后退，退到原位0 0碰到限位开关碰到限位开关SQ3SQ3后停止，当再次按下启动按钮后停止，当再次按下启动按钮SB1SB1后，后，重复上述操作。任务要求如下：重复上述操作。任务要求如下：1 1）确定）确定PLCPLC的输入的输入/ /输出设备，并进行输出设备，并进行I/OI/O地址分配。地址分配。2 2）编写）编写PLCPLC控制程序。控制程序。3 3）进行）进行PLCPLC接线并联机调试。接线并联机调

18、试。r任务训练任务训练 任务任务2-2 2-2 三相异步电动机正反转控制三相异步电动机正反转控制 r小结小结（1 1）联锁联锁，运动之间存在的某种相互制约或者由一种运动制约另一种运，运动之间存在的某种相互制约或者由一种运动制约另一种运动的控制关系。动的控制关系。（2 2）对于复杂的电路，引入了堆栈的概念，用来保存电路运算的中间结）对于复杂的电路，引入了堆栈的概念，用来保存电路运算的中间结果，进行电路块的与、或运算。果，进行电路块的与、或运算。 ALDALD、OLDOLD、LPSLPS、LRDLRD、LPPLPP指令对指令对逻辑堆栈的影响逻辑堆栈的影响。 ALDALD、OLDOLD指令用于指令用于电路块电路块的操作。的操作。 LPSLPS、LPPLPP必须必须配对配对使用。使用。 ALDALD、OLDOLD、LPSLPS、LRDLRD、LPPLPP指令均指令均无操作数无操作数。（3 3）经验设计法也称为试凑法。实际上是）经验设计法也称为试凑法。实际上是沿用了传统继电器系统电气原沿用了传统继电器系统电气原理图的设计方法理图的设计方法。 任务任务2-2 2-2 三相