《PLC可编程控制技术》第四章-2

一、项目说明

如图所示，液体搅拌器有三个电磁阀X1、X2、X3，对应伴有三个指示灯L4、L6和L7，M为搅拌电机，对应指示灯为L5。

工作过程控制如下：按下启动按钮SB，阀门X1打开，注入液体A；5s后阀门X1关闭，X2打开注入液体B；再经过3s阀门X2关闭，搅拌电机开始工作。搅拌电机正转8s反转6s进行搅拌，反复3次后搅拌结束。阀门X3打开，液体往外排出，液面下降，5s后液体排空关闭阀门X3。二、项目分析

分解为4个子项目：子项目1：电磁阀的起停控制设计子项目2：电磁阀与搅拌电机的顺序起动控制设计子项目3：搅拌电机的正反向搅拌及3次循环控制设计子项目4：整体汇总设计这是工程中应用较多的一个实际项目，也是入门学习PLC编程元件、基本指令和程序设计的第一个项目。示范项目2

三相异步电机的Y/△降压起动控制

在以前常规的继电器控制电路中，对于大功率的电机的启动我们经常应用Y-△降压启动，应用延时继电器来控制从Y连接转换为△连接的时间，现在采用PLC来完成控制任务。要求：按下起动按钮，电机Y形连接起动，30s后转换成△运行。【项目说明】示范项目2

三相异步电机的Y/△降压起动控制

按下起动按钮，接触器KM1线圈得电并自锁，KMY和KT线圈也得电，电机呈Y形连接降压起动；KT延时30s到（此时电机已达到规定转速），KT的延时触点将KMY线圈回路切断，将KM△线圈回路接通，电机转换成△形连接进入全压运行状态。按下停止按钮，KM1及KM△断电，主触点断开，电机停止。很明显需要用到PLC的定时功能。【项目分析】示范项目设计过程【试试看】编制梯形图程序根据继电器接触器电气原理图，可得出PLC的软件程序知识扩展

1.积算定时器（T246～T255）的用法特点：线圈的驱动信号断开或停电时，积算定时器累计计时。当前值达到设定值时，输出触点相应动作。必须要用复位信号对积算定时器复位。当复位信号接通时，积算定时器复位。触点跟着复位，当前值清零，且不计时。知识扩展：定时器的基本用法

积算定时器地址编号积算定时器的应用梯形图时序图

地址指令数据0LDX11OUTT250K3454LDT2505OUTY16LDX27RSTT2502.定时器自复位电路过程分析：

X20接通1S时，T0接通，其常开触点使Y0接通；常闭触点在第二个扫描周期中使T0线圈断开，Y0跟着断开；第三个扫描周期T0重新接通开始定时，重复前面的过程。用于循环定时。3.振荡电路【试试看】：分析以下两个电路的功能和特点，画出输入输出波形图。

改变T0、T1的参数值，可以调整Y0的输出脉冲宽度。试试看开关K0接输入X20，灯泡L0接输出Y0。要求合上K0后L0亮0.5s灭0.5s，如何修改震荡电路？液体搅拌器装置的自动控制设计项目教学一子项目3：搅拌电机的正反向搅拌及3次循环控制【项目解说】项目要求“搅拌电机正转8s反转6s进行搅拌，反复3次后搅拌结束，阀门X3打开，液体往外排出。”。从这些要求看出，搅拌电机需要正反两方向运行，两个方向之间用时间进行控制和衔接，每次正转8s反转6s为一个小周期，连续三个周期后才接受搅拌，这需要用到PLC的定时控制和计数控制。

PLC的编程元件（计数器C，辅助继电器M）。【涉及到的新知识】示范项目3

进库物品的统计监控程序一小型仓库，需要对每天存放进来的货物进行统计：当货物达到150件时，仓库监控室的绿灯亮；当货物数量达到200件时，仓库监控室红灯1s频率闪烁报警。【项目说明】首先需要有计数检测装置，可在进库口设置传感器检测是否有物品进库。本项目要求对货物进行计数统计，这需要用到PLC的编程元件------计数器。红灯1s频率闪烁报警要用到特殊辅助继电器M。【项目分析】【知识准备1】

FX系列PLC的辅助继电器(M)用于PLC内部编程，其线圈和触点只能在程序中使用，不能直接对外输入输出，经常用作状态暂存等。辅助继电器采用M十进制地址编号。辅助继电器分类：①通用辅助继电器M0～M499(500点)②断电保持辅助继电器M500～M1023(524点)装有后备电池，用于保存停电前的状态，并在运行时再现该状态的情形。③特殊辅助继电器

M8000～M8255(256点)

系统规定了专门用途，使用时查阅产品说明书即可。线圈由PLC自行驱动，用户可直接利用触点。如：M8000（运行监控），M8002（初始脉冲），M8013（1s时钟脉冲）等用户驱动线圈后，PLC作特定的动作。如：M8033指PLC停止时输出保持，M8034指PLC禁止全部输出知识准备2

FX系列PLC的计数器

1.功能：

对内部元件X、Y、M、S、T、C的信号进行计数。

2.结构：线圈、内部触点、设定值寄存器(字)、当前值寄存器(字)

。3.设定值

等于计数脉冲的个数。用常数K设定4.定时器地址编号

字母C＋（十进制）地址编号

C0～C25516位低速计数器通用加计数器：C0～C99(100点)；设定值区间为K1～K32767

停电保持加计数器：C100～C199)；设定区间为K1～K32767特点：停电保持计数器在外界停电后能保持当前计数值不变，恢复来电时能累计计数。通用加计数器工作原理计数信号每接通一次（上升沿到来），加计数器的当前值加1，当前值达到设定值时，计数器触点动作；复位信号接通时计数器复位。

计数器处于复位状态时，当前值清0，触点复位，且不计数。示范项目设计过程选择输入输出设备，分配I/O地址：X0-------进库物品检测传感器X1-----监控启动（计数复位）按钮SB；Y0-------监控室红灯L0Y1-------监控室绿灯L1I/O接线图动动手:设计软件程序M8013---1s时钟脉冲，特殊辅助继电器。C1当前值达到200时，常开触点接通，与M8013串联后实现Y0红灯1s频率闪烁报警。0LDX11RSTC02RSTC13LDX04OUTC0K1505OUTC1K2006LDC07OUTY18LDC19ANDM801310OUTY011END仓库物品统计指令表程序

Y0红灯1s闪烁是否还有其它设计方法？讨论【知识扩展1】

32位加减双向计数器通用加/减双向计数器：C200～C219(20点)；停电保持加/减双向计数器：C220～C234(15点)；【注意】加减双向计数器的设定值可正可负，计数过程中当前值可加可减，分别用特殊辅助继电器M8200～M8234指定计数方向，特殊M断开时为加计数，特殊M接通时为减计数。加减双向计数器工作特点计数器当前值到达设定值的方式有两种：加计数到达设定值时，计数器输出触点动作，且当前值仍随计数信号的变化而变化；减计数到达设定值时，计数器输出触点复位，且当前值仍随计数信号的变化而变化。试试看

若货物每天既有进库的，也有出库的，为了实现对进出仓库的货物都能计数统计，如何修改程序？X1—监控起动按钮（计数复位）X2—货物出库开关，出库时合上X0—计数检测信号知识扩展2：计数器自复位电路作用：用于循环计数。实训子项目3

搅拌电机的正反向搅拌及3次循环控制

本此实训的程序设计主要分为二部分：一是搅拌电机的正反转控制程序设计。这部分主要用定时器进行控制，在正反转程序之间按时间要求进行自动转换；二是正反向搅拌三个周期的计数程序设计。要用到PLC的计数器元件C。且三个周期结束后要转换到后面的电磁阀X3工作。这个子项目3同样没有PLC外围的输入设备，子项目2工作结束的信号就是子项目3的起动信号。【项目分析】

液体搅拌器装置的自动控制设计项目教学一子项目4：搅拌器控制系统的整体汇总设计

【项目解说】项目要求对液体搅拌器装置的自动控制系统进行整体汇总设计。这不但要求我们要把所有子项目的控制程序、输入输出设备及I/O地址进行汇总，而且还要进行控制系统的硬件设计。

PLC控制系统硬件设计。【涉及到的新知识】【知识准备2】

PLC控制系统程序设计

先将系统任务进行分块。就是把一个复杂的工程，分解成多个比较简单的子项目（小任务）。这样就把一个复杂的大问题化为多个简单的小问，便于编制程序。分块设计完毕后要将各子项目的设计进行综合汇总，检查和完善总体程序。重点检查各子项目所完成的动作是否协调；I/O地址分配有无重叠冲突；自动工作循环是否符合要求；必要的保护和联锁是否已考虑周全等等。实训子项目4

液体搅拌器控制系统的整体汇总设计

本项目的整个工作过程是自动控制，因而只有一个输入设备，就是整个系统的自动控制起动按钮。输出设备比较多，需要理清思路，正确选择，然后绘制整个系统的I/O接线图；本项目有许多指示信号灯，可以把他们作为输入输出设备分配I/O地址，也可以不分配单独的地址，把他们与相应的输入输出设备并联处理；本项目的电磁阀比较多，要注意起动的先后顺序和时间要求。

【项目分析】

项目说明

如图所示，液体搅拌器有三个电磁阀X1、X2、X3，对应伴有三个指示灯L4、L6和L7，M为搅拌电机，对应指示灯为L5。工作过程控制如下：按下启动按钮SB，阀门X1打开，注入液体A；5s后阀门X1关闭，X2打开注入液体B；再经过3s阀门X2关闭，搅拌电机开始工作。搅拌电机正转8s反转6s进行搅拌，反复3次后搅拌结束。阀门X3打开，液体往外排出，液面下降，5s后液体排空关闭阀门X3。【知识扩展】边沿指令1.LDP/LDF------取上升沿/下降沿指令功能：取单个常开触点的上升沿/下降沿与母线（左母线、分支母线等）相连接，当上升沿信号到来时指定操作元件接通1个扫描周期。2.ANDP/ANDF-----与上升沿/下降沿指令功能：串联单个常开触点的上升沿/下降沿。3.ORP/ORF--------或上升沿/下降沿指令功能：串联单个常开触点的上升沿/下降沿。【试试看】

设计洗手间的冲水控制程序【要求】：当有人进去时，光电开关使X20接通，3s后开始冲水（Y0接通使控制水阀打开），时间为2s；使用者离开后，再一次冲水，时间为3s。【建议】：先画出输入输出波形图，再设计梯形图。【思考体会】上升沿/下降沿指令与微分（脉冲）指令（PLS/PLF）有何异同？空操作指令使用说明：

NOP是空操作指令，它不执行任何操作。在程序中插入NOP指令后，程序的容量稍有增加，但对算术运算结果没有影响。在编程时插入NOP指令，相当于留存了位置，当根据实际情况需要改动或追加程序时，可以避免对步序号的修改，为程序的检查和修改提供了方便。用NOP指令替换已写入的指令，可以改变电路状态。LD、LDI、ANB、ORB等指令若换成NOP指令，电路构成将有大幅度变化，所以用NOP指令替换已写入的指令要特别注意。执行程序全清操作后，全部指令都变成NOP。用NOP指令改变电路梯形图(1)短路触点

地址指令数据0LDX01ANDX12ANIX23OUTY0梯形图若将AND、ANI指令用NOP代替地址指令数据0LDX01NOP2NOP3OUTY0梯形图(2)断路触点若将梯形图(一)中的ORB指令替换为NOP指令，则电路将变成图(二)的形式，NOP代替ORB使得前面的电路被切断了，这可能会引起电路出现错误

主控触点指令(MC/MCR)主控触点指令表符号、名称功能电路表示及操作元件程序步MC主控主控电路块起点3MCR主控复位主控电路块终点2主控触点指令的使用梯形图时序图

地址指令数据0LDX01MCN0MC为3步指令3SPM100SP是编程器上的空格键4LDX15OUTY06LDX27OUTY18MCRN0MCR为2步指令使用主控触点指令说明：MC和MCR是主控电路块开始与主控电路块结束指令。在控制触点断开时，在MC和MCR之间的程序处于停控状态，可编程控制器会跳过MC与MCR之间的指令。此时，有如下情况：①保持当前状态的元件：积算定时器、计数器、用SET/RST指令驱动的元件。②变成断开的元件：非积算定时器，用OUT指令驱动的元件。MC指令不能直接从母线开始。在程序中MC和MCR必须成对出现，且每对编号相同。使用不同的Y、M元件号，可多次使用MC指令。在无嵌套结