任务44三相异步电动机报警指示电路的PLC控制74课件

任务4-4三相异步电动机报警指示电路的PLC控制一、任务导入

三相异步电动机报警指示电路的控制要求如下：当按下起动按钮SB1后，过10s，被检测信号X005仍没有信号，则报警灯闪烁，闪烁要求：0.5s亮，0.5s灭；蜂鸣器响6s，报警灯闪烁13次后，系统复位停止。该控制要求对闪烁次数进行计数，那么PLC如何计数呢？了解计数器的功能、分类及特点；熟悉计数器的选用、计数数值的设定；掌握FX系列PLCI/O端口的外部接线方法。会选择计数器的驱动条件；能正确选择计数器触点进行编程、计数器的复位；能正确使用计数器C。二、任务目标三、知识储备

学习情境1计数器(C)

计数器(C)在程序中用作计数控制。三菱FX系列PLC中计数器可分为内部信号计数器和外部信号计数器两类。内部计数器是对机内元件（X、Y、M、S、T和C）的触点通断次数进行积算式计数，当计数次数达到计数器的设定值时，计数器触点动作，使控制系统完成相应的控制作用。

计数器的设定值可由十进制常数（K）设定，也可以由指定的数据寄存器（D）的中内容进行间接设定。由于机内元件信号的频率低于扫描频率，因而是低速计数器，也称普通计数器。对高于机器扫描频率的外部信号进行计数，需要用机内的高速计数器。这里仅对低速计数器进行介绍。表4-4-1FX系列PLC内部计数器三菱FX系列PLC的内部计数器分为16位增计数器和32位增/减双向计数器。FX系列PLC内部计数器见表4-4-1所示。1)通用型16位增计数器2)失电保持型16位增计数器1.16位增计数器有两种16位二进制增计数器：16位是指其设定值及当前值寄存器为二进制16位寄存器，其设定值在K1～K32767范围内有效。设定值K0与K1意义相同，均在第一次计数时，其触点动作。1)通用型16位增计数器FX3U、FX3UC型PLC内有通用型16位增计数器100点（C0~C99），它们的设定值均为K1~K32767。当计数器输入信号每接通1次，计数器当前值增加1，当计数器的当前值达到设定值时，计数器动作，其常开触点接通，之后即使计数器输入再接通，计数器的当前值都保持不变，只有复位输入信号接通时，计数器被复位，计数器当前值才复位为0，其输出触点也随之复位。计数过程中如果电源断电，通用计数器当前值回0，再次通电后，将重新计数。2)失电保持型16位增计数器FX3U、FX3UC型PLC内有失电保持型16位增计数器100点（C100~C199），它们的设定值均为K1~K32767。其工作过程与通用型相同，区别在于计数过程中如果电源断电，失电保持型计数器其当前值和输出触点的置位/复位状态保持不变。图4-4-116位增计数器的工作过程图4-4-1所示为16位增计数器的工作过程。

图4-4-1中，计数输入X011是计数器的计数条件，X011每次驱动计数器C0的线圈时，计数器的当前值加1。“K10”为计数器的设定值。当第十次驱动计数器线圈指令时，计数器的当前值和设定值相等，触头动作，Y000=ON。在C0的常开触头闭合（置1）后，即使X011再动作，计数器的当前状态保持不变。

由于计数器的工作条件本身就是断续工作的，外电源正常时，其当前寄存器具有记忆功能，因而即使是非掉电保持型的计数器也需要复位指令才能复位。图中X010为复位条件。当复位输入X010接通时，执行RST指令，计数器的当前值复位为0，输出触头也复位。

计数器的设定值，除了常数外，也可间接通过数据寄存器设定。使用计数器C100~C199时，即使停电，当前值和输出触头的置位/复位状态也能保持。利用PLC定时器、计数器知识，设计某生产线产品计数器控制系统。要求：计数传感器接在X0端口，当有10个产品流过生产线（10个脉冲到PLC计数器）时，指示灯L1亮，20秒后自动熄灭，并开始重新计数。编写程序，并下载接线实验。思考与练习1：2.32位增/减计数器有两种32位的增/减计数器。32位指其设定值寄存器为32位。由于是双向计数，32位的首位为符号位。设定值的最大绝对值为31位二进制数所表示的十进制数，即-2147483648~+2147483647。设定值可直接用常数K或间接用数据寄存器D的内容。间接设定时，要用元件号紧连在一起的两个数据寄存器。1)通用型32位的增/减计数器2)

失电保持型32位的增/减计数器1)通用型32位增/减计数器FX3U、FX3UC型PLC内有通用型32位增/减计数器20点（C200~C219），其增/减计数方式，由特殊辅助继电器M8200~M8219设定。计数器与特殊辅助继电器一一对应，如计数器C215对应M8215。当对应的辅助继电器为ON时为减计数器；当对应的辅助继电器为OFF时为增计数器。2)失电保持型32位增/减计数器FX3U、FX3UC型PLC内有失电保持型32位增/减计数器15点（C220~C234），其增/减计数方式，由特殊辅助继电器M8220~M8234设定。其工作过程与通用型32位增/减计数器相同，不同之处在于失电保持型32位增/减计数器的当前值和触点状态在断电时均能保持。

图4-4-2增减计数器的动作过程图4-4-2所示为增减计数器的动作过程。图4-4-2中，X014作为计数输入，驱动C200线圈进行加计数或减计数。X012为计数方向选择。计数器设定值为－5，当计数器的当前值由－6增加为－5时，其触头置1；由－5减少为－6时，其触头置0。利用PLC相关知识，设计某生产线的PLC控制系统。要求：按下启动按钮，控制主电机启动生产线，并对生产线上产品开始计数。当有10个产品流过生产线（10个脉冲到PLC计数器）时，指示灯L1点亮并停止生产线，20秒后指示灯熄灭，生产线重新启动（并重新计数），任何时刻可通过停止按钮停止生产线并复位计数器。编写程序，并下载接线实验。思考与练习2：3.计数器的应用1）计数器与计时器组合实现延时的程序a)梯形图b)时序图图4-4-3计数器与计时器组合实现延时的程序计数器与计时器组合实现延时的控制程序如图4-4-3所示。多长时间，Y0有输出？图4-4-3中，当T0的延时30s时间到，计时器T0动作，其常开触头闭合，使计数器C0计数1次。而T0的常闭触头断开，又使它自己复位，复位后，T0的当前值变为0，其常闭触点又闭合，使T0又重新开始延时，每一次延时计数器C0的当前值累加1，当C0的当前值达到300时，计数器C0动作，才使Y000为ON。整个延时时间为T=300×0.1s×200=6000s。2）两个计数器组合实现的延时程序两个计数器组合实现的延时程序如图4-4-4所示。

a)梯形图b)时序图图4-4-4两个计数器组合实现延时的程序图4-4-4中，当闭合起停开关X000时，计数器C0对PLC内部的0.1s脉冲M8012（特殊辅助继电器）进行计数，每0.1s计数器C0的当前值加1，直到500，C0动作，计数器C1计数1次，同时，C0的常开触头闭合，使它自己复位，当前值清零，C0又重新开始对M8012计数，C0每重新计数，C1当前值加1，直到C1当前值达到100时，C1动作，使Y000为ON。从而实现延时时间T=500×0.1s×100=5000s。3）单按钮控制电动机起停程序单按钮控制电动机起停：用一个单按钮控制电动机起动和停止。按一下按钮，电动机起动运行，再按一下，电动机停止，又按一下起动……如此循环。用PLC设计的单按钮控制电动机起停程序的方法很多，这里是用计数器实现的控制，梯形图如图4-4-5所示。a)梯形图b)时序图图4-4-5单按钮控制电动机起停程序图4-4-5中，第一次按下起动按钮时，X000常开触点闭合，计时器C0当前值计1并动作，辅助继电器M0线圈得电动作，C0动作后，其常开触点闭合，使Y000线圈得电，电动机运行，PLC执行到第二个扫描周期时，X000虽然仍为ON，但M0的常闭触点断开，使得C0不会被复位，由于复位C0的条件是X000的常开触点和M0常闭触点的与，而驱动M0线圈的条件是X000的常开触点，所以，在X000闭合期间及断开后，C0一直处于动作状态，使电动机处于运行状态，当第2次按下起停按钮时，X000常开触点闭合，M0常闭触点闭合，C0的当前值为1不变，Y000常开触点闭合，使得计数器C0被复位，C0常开触点断开，Y000线圈失电，使电动机停转，以此类推。从而实现了单按钮控制电动机的起停。

学习情境2脉冲式触点指令1、指令使用要素LDP、LDF、ANDP、ANDF、ORP、ORF指令的功能、梯形图表示、操作元件、所占的程序步如表4-4-2所示。单个触点类指令的后面紧跟相应后缀便为相应的脉冲式触点指令，其中，P-上升沿脉冲，F-对应下降沿脉冲。脉冲式触点仅在操作元件对应边沿（上升/下降沿）时导通一个扫描周期。表4-4-2脉冲式触点指令使用要素表2、用法示例LDP、ANDP、ORP指令的应用如图4-4-6所示。

a)梯形图b)指令表c)时序图

图4-4-6LDP、ANDP、ORP指令的应用LDF、ANDF、ORF指令的应用如图4-4-7所示。a)梯形图b)指令表c)时序图图4-4-7LDF、ANDF、ORF指令的应用3、使用注意事项1）LDP、ANDP和ORP指令是用来作上升沿检测的触头指令，触头的中间有1个向上的箭头，对应的触头仅在指定位元件的上升沿（由OFF变为ON）时接通1个扫描周期。2）LDF、ANDF和ORF指令是用来作下降沿检测的触头指令，触头的中间有1个向下的箭头，对应的触头仅在指定位元件的下降沿(由ON变为OFF)时接通1个扫描周期。四、任务实施完成三相异步电动机报警指示电路的PLC控制。控制要求：当按下起动按钮SB1后，过10s，被检测信号X005仍没有信号，则报警灯闪烁，蜂鸣器响6s。报警灯闪烁13次后，系统复位停止。闪烁要求：0.5s亮，0.5s灭。1.任务要求2.I/O地址分配与接线图表4-4-3三相异步电动机报警指示电路的PLC控制I/O分配表图4-4-8三相异步电动机报警指示电路PLC控制的I/O接线图3.编制程序图4-4-9三相异步电动机报警指示电路PLC控制程序梯形图4.系统调试1）利用GXDeveloper编程软件在计算机上输入图4-4-9所示的程序，然后下载到PLC中。2）静态调试。按图4-4-8所示的I/O接线图正确连接好输入设备，进行PLC程序的静态调试（按下启动按钮SB1,10s后，Y000闪烁，Y001亮6s后熄灭，Y000闪烁13次后熄灭），观察PLC的输岀指示灯是否按要求指示，否则，检査并修改程序，直至输出指示正确。

注意：静态调试时，观察的是PLC的输出指示灯。3)

动态调试。按图4-4-8所示的I/O接线图正确连接好输出设备，进行系统的动态调试，观察报警灯和蜂鸣器能否按控制要求动作（按下启动按钮SB1,10s后，报警灯闪烁，蜂鸣器响，响6s后停止，报警灯闪烁13次后，系统复位停止），并通过GXDeveloper编程软件使程序处于监视状态，观察其是否与动作一致，否则，检查电路接线或修改程序，直至报警灯和蜂鸣器能按控制要求动作。5.分析与思考本任务中闪烁要求改为：0.7s亮，0.8s灭，梯形图程序如何修改？五、任务拓展按下正转起动按钮SB2，电动机正转8s，暂停7s，反转8s，暂停7s，如此循环6个周期，然后自动停止；如按下反转起动按钮SB3，电动机反转8s，暂停7s，正转8s，暂停7s，如此循环6个周期，然后自动停止；运行中，可按停止按钮停止，热继电器动作也应停止。（一）三相异步电动机循环正反转的的PLC控制1.控制要求2.I/O地址分配与接线图表4-4-4三相异步电动机循环正反转的PLC控制I/O分配表图4-4-10三相异步电动机循环正反转PLC控制I/O接线图图4-4-11三相异步电动机循环正反转PLC控制程序梯形图3.PLC程序设计1)将图4-4-11所示的程序用GXDeveloper软件编程并下载到PLC中。2)静态调试。按图4-4-10所示的I/O接线图正确连接好输入设备，进行PLC程序的静态调试（按下正转的起动按钮X001后，Y001亮，8S后，Y001熄灭，7S后，Y002亮；8S后，Y002熄灭，7S后，Y001亮，如此6个循环，Y001、Y002都熄灭；按下反转的起动按钮X002后，Y002亮，8S后，Y002熄灭，7S后，Y001亮；8S后，Y001熄灭，7S后，Y002亮，如此6个循环，Y001、Y002都熄灭；按下停止按钮X000或热继电器X003动作时，Y001、Y002都熄灭），观察PLC的输出指示灯是否按要求指示，否则，检查并修改程序，直至输出指示正确。4.程序调试3）动态调试。按图4-4-10所示的I/O接线图正确连接好输出设备，进行系统的空载调试，观察交流接触器能否按控制要求动作（按下正转的起动按钮X001后，KM1闭合，8S后，KM1断开，7S后，KM2闭合；8S后，KM2断开，7S后，KM1闭合，如此6个循环，KM1、KM2都断开；按下反转的起动按钮X002后，KM2闭合，8S后，KM2断开，7S后，KM1闭合；8S后，KM1断开，7S后，KM2闭合，如此6个循环，KM1、KM2都断开；按下停止按钮X000或热继电器X003动作时，KM1、KM2都断开），否则，检查电路接线或修改程序，直至交流接触器能按控制要求动作；然后连接好电动机，进行带载动态调试。（二）PLC应用系统的设计步骤PLC应用的设计，一般应按下述几个步骤进行：

1、熟悉被控对象。

2、明确控制任务与设计要求。

3、制订