机床电气控制 第2版 课件 13项目十三三台电动机循环起停运转控制系统

机床电气控制机械工业出版社目录0102常用机床电气控制线路PLC控制系统02

三台电动机循环起停运转控制系统★学习目标★工作任务★资讯收集★作业指导扫码看仿真项目十三学

习

目

标01项目十三三台电动机循环起停运转控制系统

学习目标资讯收集作业指导1．会使用自保持、解除指令、脉冲输出指令及主控触点指令。2．会使用16位增计数器。3．掌握使用关键“时间点”编程的方法。4．能正确安装、调试与监控三台电动机循环起停运转控制系统。5.能严格遵守电气线路接线规范，娴熟细致地配线安装、编程调试，具备企业工匠的职业技能。6.能自觉遵守安全生产规程，做到施工现场干净整洁，工具摆放有序，具备企业工匠的职业素养。7.学习大国工匠王庭虎的榜样故事，培养内化于心的工匠精神。

工作任务【素养园地———内化于心】工作任

务02项目十三三台电动机循环起停运转控制系统

学习目标工作任务

如图13-1所示，某企业项目工程部为打包车间设计了一条三级传送带，可完成物料的传输、分拣和打包等功能，电工王师傅负责传送带的电气系统的装调施工，作业任务是安装与调试三级输送带PLC控制系统。要求输送带具备三台电动机循环起动控制功能，即图13-2所示，按下起动按钮，三台电动机分别相隔5s起动，各运行10s后停止，并循环工作；按下停止按钮，三台电动机停止运转。并要求加强系统安全设计，必须具备短路保护和过载保护措施。学习生产流程见图13-3所示。资讯收集作业指导图13-1三级传送带图13-2三台电动机循环起停运转控制时序图

学习目标工作任务

学习生产流程见图13-3所示。资讯收集作业指导图13-3学习生产流程图资

讯

收

集03项目十三三台电动机循环起停运转控制系统学习目标工作任务作业指导

资讯收集1．自保持及解除指令（SET/RST）

1）指令及其功能指令SET、RST的功能及电路表示见表13-2所示。助记符、名称功能电路表示和可用软元件程序步SET置位动作保持Y、M：1S、特殊M：2T、C：2D、V、Z、特殊D：3RST复位复位、清零表13-2指令助记符与功能学习目标工作任务作业指导

资讯收集1．自保持及解除指令（SET/RST）

2）应用举例如图13-4所示，X000为ON时，Y000置“1”且保持ON的状态。当X001为ON时，Y000复位，Y001置“1”且保持ON的状态。当X002为ON时，Y001复位。

图13-4自保持和解除指令的应用举例学习目标工作任务作业指导

资讯收集2．学习微分输出指令（PLS/PLF）

1）指令及其功能PLS、PLF指令的功能及电路表示见表13-3所示。助记符、名称功能电路表示和可用软元件程序步PLS上升沿脉冲上升沿微分输出除特殊的M以外1PLF下降沿脉冲下降沿微分输出1表13-3指令助记符与功能学习目标工作任务作业指导

资讯收集2．学习微分输出指令（PLS/PLF）

2）应用举例如图13-5所示，X000为ON时，M0仅在其上升沿动作一个扫描周期的时间；X001为ON时，M1仅在其下降沿动作一个扫描周期的时间。图13-5微分输出指令的应用举例学习目标工作任务作业指导

资讯收集3．学习计数器

计数器具有计数功能，在程序中作计数控制用。三菱FX3U系列PLC有16位增计数器和32位增/减计数器两个类别，这里学习16位增计数器。（1）通用型计数器1）编号范围。三菱FX3U系列PLC的16位通用型计数器的编号范围为C0～C99（100点），采用十进制编号。2）符号。计数器的符号如图13-6所示，与定时器一样，K_是计数器的设定值，其设定范围为K1～32767。图13-6计数器的符号学习目标工作任务作业指导

资讯收集3．学习计数器

3）应用举例如图13-7所示，当X000为ON时，T0与T1组成的振荡器以0.5s为半周期开始振荡。计数器C0对T1常开触点的接通次数进行计数，4次时C0常开触点闭合，Y000动作；C0常闭触点断开，振荡器停止工作。当X001为ON时，执行RST指令，C0复位，Y000复位。如时序图所示，计数器动作后，不管T1是否再接通或断开，其状态保持不变；只有复位条件成立或PLC断电时，C0才复位。图13-7通用型计数器的应用举例学习目标工作任务作业指导

资讯收集3．学习计数器

（2）掉电保持型计数器1）编号范围。三菱FX3U系列PLC的16位掉电保持型计数器的编号范围为C100～C199（100点），采用十进制编号。2）应用举例。如图13-8所示，PLC电源正常时，掉电保持型计数器C100的功能与通用型计数器相同。当PLC外部电源掉电后，C100保持掉电瞬间的动作状态；当PLC恢复供电后，C100继续驱动Y000动作。图13-8掉电保持型计数器的应用举例学习目标工作任务作业指导

资讯收集4．分析控制要求，确定输入输出设备

（1）分析控制要求项目任务要求三台电动机循环起停，分析控制要求如下：1）从系统时序图可知，系统起动后三台电动机的起停都与间隔5s的“时间点”有关。由梯形图13-6执行原理得到启示，用两个定时器构建5s的振荡器，再借助4个计数器对其产生的脉冲进行计数1、2、3、4次，从而建立5s、10s、15s、20s等4个关键的起停“时间点”。2）采用前面所学的顺序控制编程方法，借助关键“时间点”接通或断开三台电动机对应的输出继电器，完成顺序起停控制。3）20s是循环工作的“时间点”，可借助它对所有计数器进行复位，实现循环控制。（2）确定输入设备根据控制要求，系统有5个输入信号：起动、停止和三台电动机的过载信号。由此确定，系统的输入设备有两只按钮和三只热继电器，PLC需用5个输入点分别与它们的常开触头相连。（3）确定输出设备

三台电动机只需起停控制。由此确定系统输出设备有三只接触器，PLC需用3个输出点分别驱动控制这三只接触器的线圈。学习目标工作任务作业指导

资讯收集5．分配I/O点

根据确定的输入/输出设备及输入/输出点数，分配I/O点见表13-4。输入输出元件代号功能输入点元件代号功能输出点SB1起动X0KM1M1接触器Y4SB2停止X1KM2M2接触器Y5FR1M1过载保护X2KM3M3接触器Y6FR2M2过载保护X3

FR3M3过载保护X4

表13-4输入/输出设备及I/O点分配表学习目标工作任务作业指导

资讯收集6．设计梯形图

据上述分析，下面设计系统起停、5s振荡、“时间点”的建立及输出驱动等程序。1）设计起停梯形图如图13-9所示，当按下起动按钮时，X000为ON，M0动作保持，系统起动；当按下停止按钮或FR动作时，X001（或X002、X003、X004）为ON，M0复位，系统停止。2）设计5s振荡器梯形图如图13-10所示，系统起动后，M0为ON，定时器T1和T2组成半周期为2.5s的振荡器开始工作。图13-9系统起停梯形图图13-105s振荡器梯形图学习目标工作任务作业指导

资讯收集4．设计梯形图

3）设计建立“时间点”梯形图。如图13-11所示，计数器C1～C4分别对T2的接通次数计数，建立5s、10s、15s和20s等4个“时间点”。图13-11建立时间点梯形图学习目标工作任务作业指导

资讯收集4．设计梯形图

4）设计“时间点”驱动输出梯形图。如图13-12所示，系统起动，M0为ON。①电动机M1。M0为ON，Y004动作，电动机M1运转；10s时C2动作，Y004复位，电动机M1停转。②电动机M2。5s时C1为ON，Y005动作，电动机M2运转；15s时C3动作，Y005复位，电动机M2停转。③电动机M3。10s时C2为ON，Y006动作，电动机M3运转；20s时C4动作，Y006复位，电动机M3停转。

图13-12时间点驱动输出梯形图学习目标工作任务作业指导

资讯收集4．设计梯形图

5）设计计数器复位梯形图。如图13-13所示，系统起动时微分上升沿脉冲M1对C1～C4清零复位；同样20s时C4动作对计数器C1～C4复位。图13-13计数器复位梯形图学习目标工作任务作业指导

资讯收集4．设计梯形图

6）整理、完善梯形图。将计数器复位程序放至计数器使用之前，整理完善后的梯形图如图13-14所示。图13-14三台电动机循环起停运转控制系统梯形图学习目标工作任务作业指导

资讯收集7．设计电路图

根据分配的I/O点，设计出系统电路图。系统电路图如图13-15所示。图13-15三台电动机循环起停运转控制系统电路图学习目标工作任务作业指导

资讯收集8．绘制接线图根据图13-15绘制接线图，元件布置参考图13-16。图13-16三台电动机循环起停运转控制系统安装板作

业

指

导04项目十三三台电动机循环起停运转控制系统作业指导

1.安装电路（1）安装元器件1）检查元器件。按表13-1配齐所用元件，检查元件的规格是否符合要求，检测元件的质量是否合格。2）固定元器件。根据绘制的接线图固定元件。（2）配线安装1）线槽配线安装。根据线槽配线原则及工艺要求，对照绘制的接线图进行线槽配线安装。①安装控制电路。②安装主电路。2）外围设备配线安装学习目标工作任务资讯收集作业指导

1.安装电路（3）自检1）检查布线。对照电路图检查是否掉线、错线，是否漏编、错编，接线是否牢固等。2）使用万用表检测。按表13-5使用万用表检测安装的电路，如测量阻值与正确阻值不符，应根据电路图检查是否有错线、掉线、错位、短路等。学习目标工作任务资讯收集序号检测任务操作方法正确阻值测量阻值备注1检测主电路合上QF，断开FU4后，分别测量XT的L1与L2、L2与L3、L3与L1之间的阻值常态时，不动作任何元件均为∞

2压下KM1均为M1两相定子绕组的阻值之和

3压下KM2均为M2两相定子绕组的阻值之和

4压下KM3均为M3两相定子绕组的阻值之和

5接通FU4，测量XT的L1和L3之间的阻值TC一次绕组的阻值

6检测PLC输入电路测量PLC的电源输入端子L与N之间的阻值约为TC二次绕组的阻值

7测量电源输入端子L与公共端子0V之间的阻值∞

8常态时，测量所用输入点X与公共端子0V之间的阻值均约为几KΩ～几十KΩ

9逐一动作输入设备，测量对应的输入点X与公共端子0V之间的阻值均约为0Ω

10检测PLC输出电路分别测量输出点Y4、Y5、Y6与COM2之间的阻值均为TC二次绕组和KM线圈的阻值之和

11检测完毕，断开QF表13-5万用表检测电路的过程作业指导

1.安装电路（4）通电观察PLC的指示LED经自检，确认电路正确和无安全隐患后，在教师监护下，按照表13-6通电观察PLC的指示LED。学习目标工作任务资讯收集步骤操作内容指示LED正确结果观察结果备注1先插上电源插头，再合上断路器POWER点亮

已供电，注意安全2拨动RUN/STOP开关至“RUN”位置RUN点亮

3拨动RUN/STOP开关至“STOP”位置RUN熄灭

4按下SB1IN0点亮

5按下SB2IN1点亮

6动作FR1IN2点亮

测试完，要复位7动作FR2IN3点亮

8动作FR3IN4点亮

9拉下断路器后，拔下电源插头断路器电源插头已分断

做了吗？表13-6指示LED工作情况记载表作业指导

2．输入梯形图1）启动GXDeveloper编程软件。2）创建新工程，选择PLC的类型为FX3U。3）输入元件。根据前面学习的方法，输入系统梯形图，其中计数器线圈C1的输入方法是单击“功能图”窗口中的线圈按钮，在弹出的对话框中输入“C1K1”后，回车即可，如图13-17所示。4）变换梯形图。5）保存工程。将工程赋名为“项目13-1.pmw”后保存。学习目标工作任务资讯收集图13-17输入C1线圈的对话框作业指导

3．通电调试、监控系统（1）连接计算机与PLC用SC-09编程线缆连接计算机的串行口COM1与PLC的编程设备接口。（2）写入程序接通系统电源，将PLC的RUN/STOP开关拨至“STOP”位置，进行端口设置后，写入程序“项目13-1.pmw”。（3）调试系统将PLC的RUN/STOP开关拨至“RUN”位置后，按照表13-7操作，观察系统运行情况并做好记录。若出现故障，应立即切断电源、分析原因、检查电路或梯形图后重新调试，直至系统实现功能。学习目标工作任务资讯收集步骤操作内容观察内容指示LED接触器电动机正确结果观察结果正确结果观察结果正确结果观察结果1按下SB1OUT4点亮

KM1吸合

M1运转

25s后OUT5点亮Y0熄灭

KM2吸合KM1释放

M2运转

310s后OUT4熄灭

KM1释放

M1停转

OUT6点亮

KM3吸合

M3运转

415s后OUT5熄灭

KM2释放

M2停转

520s后OUT6熄灭

KM3释放

M3停转

OUT4点亮

KM1吸合

M1运转

6进入新循环7按下SB2系统停止工作表13-7系统运行情况记载表作业指导

3．通电调试、监控系统（4）监视梯形图1）执行[在线]－[监视]－[监视开始]命令，进入梯形图监视状态。2）按下起动按钮SB1后，振荡器以2.5s为半周期开始振荡，计数器开始计数。图13-18为起动后9s时的梯形图监控窗口。学习目标工作任务资讯收集图13-18系统起动9s时的梯形图监控窗口作业指导

3．通电调试、监控系统3）如图13-19所示，Y006动作后，按下停止按钮，系统停止工作，但计数器的当前值、触点状态均保持。学习目标工作任务资讯收集图13-19系统停止时的梯形图监控窗口作业指导

3．通电调试、监控系统4）如图13-20所示，按下起动按钮时，PLC执行复位指令，计数器的当前值和触点状态均复位。学习目标工作任务资讯收集图13-20执行复位指令后的梯形图监控窗口作业指导

3．通电调试、监控系统（5）分析调试结果1）按下起动按钮SB1，M1、M2与M3相隔5s起动，各运行10s停止，实现了循环起停控制。2）计数器线圈接通一次，其当前值递增“1”，当当前值与设定值相等时，其触点动作；当计数器线圈断开后，其当前值及触点状态保持；只有在执行计数器复位指令后，计数器当前值与触点状态才复位。3）两个定时器可以构建振荡器，产生脉冲输出，改变定时器的设定值，可调整振荡器脉冲的频率。同理，用一个定时器也可组建振荡器，如图13-21所示，X000为ON时，T1开始计时；5s时间到，T1常闭触点断开，T1复位；其常闭触点恢复接通后T1重新开始计时，如此循环，产生5s脉冲输出。学习目标工作任务资讯收集图13-21振荡器作业指导

4．学习指令将显示切换至指令显示列表，阅读指令表，各指令功能见表13-8。学习目标工作任务资讯收集程序步指令元件号指令功能0LDX000母线上取常开触点X0001ORM0并联常开触点M02ANIX001串联常闭触点X0013ANIX002串联常闭触点X0024ANIX003串联常闭触点X0035ANIX004串联常闭触点X0046OUTM0驱动线圈M07LDM0母线上取常开触点M08PLSM1微分输出M110LDM1母线上取常开触点M111ORC4并联常开触点C412RSTC1复位C114RSTC2复位C216RSTC3复位C318RSTC4复位C420LDM0母线上取常开触点M021ANIT2串联常闭触点T222OUTT1驱动线圈T1，设定定时值25LDT1母线上取常开触点T126OUTT2驱动线圈T2，设定定时值29LDT2母线上取常开触点T230OUTC1驱动线圈C1，设定计数值33OUTC2驱动线圈C2，设定计数值36OUTC3驱动线圈C3，设定计数值39OUTC4驱动线圈C4，设定计数值42LDM0母线上取常开触点M043ANIC2串联常闭触点C244OUTY004驱动线圈Y00445LDM0母线上取常开触点M046ANDC1串联常开触点C147ANIC3串联常闭触点C348OUTY005驱动线圈Y00549LDM0母线上取常开触点M050ANDC2串联常开触点C251ANIC4串联常闭触点C252OUTY006驱动线圈Y00653END

结束指令作业指导

5．使用主控触点指令修改梯形图、调试监控系统阅读图13-14，多个线圈受同一个触点M0控制，这将多占存贮空间，使用PLC的主控触点指令可以解决这一问题。（1）学习主控触点指令（MC/MCR）1）指令及其功能。主控触点指令的助记符及功能见表13-9。学习目标工作任务资讯收集助记符、名称功能电路表示和可用软元件程序步MC主控公共串联触点的连接3MCR主控复位公共串联触点的清除2表13-9指令功能及电路表示作业指导

5．使用主控触点指令修改梯形图、调试监控系统2）应用举例如图13-22所示，当X000＝OFF时，主控指令的执行条件不成立，即使X001（X002）为ON，Y000（Y001）线圈也不接通；当X000＝ON时，主控指令的执行条件成立，若X001（X002）为ON，Y000（Y001）就动作；又当X000＝OFF时，主控指令的执行条件不成立，Y000和Y001均复位。学习目标工作任务资讯收集图13-22主控触点指令的应用举例学习目标工作任务作业指导

资讯收集5．使用主控触点指令修改梯形图、调试监控系统

（2）修改梯形图使用主控触点指令将系统梯形图修改为图13-23所示的梯形图。图13-23修改后的系统梯形图学习目标工作任务作业指导

资讯收集5．使用主控触点指令修改梯形图、调试监控系统

1）打开文件“项目13-1.pmw”的梯形图窗口。2）行插入。如图13-24所示，单击常开触点M0，将光标位置移至程序插入行，再执行图13-25所示的[编辑]－[行插入]命令，便在光标处插入新的一行，梯形图进入编辑状态，如图13-26所示。图13-24光标移至插入行图13-25行插入命令学习目标工作任务作业指导

资讯收集5．使用主控触点指令修改梯形图、调试监控系统

3）输入元件。除了用前面所学的方法输入元件外，还可用键盘直接输入指令，如图13-27所示，在元件输入处，直接用键盘输入指令。4）删除部分元件M0。将“光标”移至删除元件M0上，单击功能图窗口中的“横连线”按钮

，即可删除。5）变换梯形图。6）另存工程。将工程赋名为“项目13-2.pmw”后另存。图13-27键盘输入指令图13-26行插入后的梯形图窗口学习目标工作任务作业指导

资讯收集5．使用主控触点指令修改梯形图、调试监控系统

（3）调试系统1）接通系统电源，将PLC的RUN/STOP开关拨至“STOP”位置，写入程序“项目13-2.pmw”。2）将PLC的RUN/STOP开关拨至“RUN”位置，按表13-10操作，观察系统运行情况并做好记录。步骤操作内容观察内容指示LED接触器电动机正确结果观察结果正确结果观察结果正确结果观察结果1按下SB1OUT4点亮

KM1吸合

M1运转

25s后OUT5点亮Y0熄灭

KM2吸合KM1释放

M2运转

310s后OUT4熄灭

KM1释放