18项目六 任务3 电动机 Y-△降压启动控制电路安装及调试

机床电气控制与PLC任务三

电动机Y-△降压启动控制电路安装及调试

项目六PLC控制与继电控制机床电气控制与PLC（1）培养学生安全操作，规范操作，文明生产的行为习惯的养成。（2）培养学生独立完成利用PLC控制线路安装、调试。（3）培养学生能独立完成控制线路的故障分析、维修。能力目标（1）学会PLC控制电动机Y-Δ降压启动的方法。（2）熟练使用定时器T常用编程方法。（3）学会基本指令MC、MCR、MPS、MRD、MPP的编程方法。知识目标（1）培养提升团队合作能力；（2）培养提升组织实施能力；（3）培养“6S”规范操作能力；（4）培养学生的工匠精神。素养目标任务目标

电工车间主任接到生产车间小刘电话，要求完成安装编号为0603号电动机Y-△降压启动控制电路安装及调试任务。电工车间主任将任务单派给了电工三组。机床电气控制与PLC工作任务安装0603号C5225车床工作台电气控制电路采用PLC控制派工日期年

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日完成人员电工一组任务负责人小王完工日期年

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日验收人验收日期年

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日任务内容1.与生产人员联系，进一步了解0603号C5225车床工作台电气控制电路采用PLC控制电气控制电路要求2.准备安装需要工具、仪表、器材和相关器材资料3.将相关技术材料交付车间档案室归档保存材料申请任务负责人填写：

负责人：任务验收此项填写验收时设备的主要验收技术参数，由任务完成负责人填写：

负责人：车间负责人评价负责人：

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日任务描述机床电气控制与PLC

图6-10为三相异步电动机Y-△降压启动控制电路。采用三菱FX2N系列PLC实现三相交流异步电动机Y-Δ降压启动控制，主电路部分不变，只需将控制电路部分由PLC来代替。通过本任务的学习和实践，需要解决下面几个问题：

（1）认识三菱FX2N系列PLC内部定时器T的种类和用法。

（2）会使用定时器T编写相关应用程序并运行调试。

（3）知道主控指令MC和MCR的用法。

（4）知道INV和NOP指令的定义和用法。

（5）会利用GXDeveloper软件编写、调试程序并监控其运行。任务分析机床电气控制与PLC定时器用T表示，如表下所示。定时器在PLC中的作用相当于一个时间继电器，它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）以及无限个触点（一个位），这三个存储单元使用同一个元件号。FX2N系列PLC的定时器分为通用型定时器和积算型定时器。定时器可以用常数K作为设定值，也可以用数据寄存器（D)的内容来设定。知识超市1.定时器指令简介机床电气控制与PLC（1）通用型定时器从表6-9中可知,100ms型定时器为0.1~3276.7s,10ms型定时器为0.01~327.67s。如图6-11通用型定时器的工作原理所示,当X000接通时,T200的当前值计数器对10ms时钟脉冲相加计数,当该值与设定值K125相等时,定时器的常开触点就接通,其常闭触点就断开,即输出触点Y000在X000接通1.25s时动作;在计时过程中,驱动输入X000断开或停电时,定时器复位,输出触点Y000断开。通用型定时器没有保持功能,在输入电路断开或停电时复位。（2）积算型定时器如图6-12所示为积算型定时器工作原理。当定时器线圈T250的驱动输入X000接通,则T250的当前值计数器开始累积100ms时钟脉冲的个数。当该值与设定值K125相等时,定时器的常开触点接通,其常闭触点断开,定时器的输出触点动作。在定时过程中,即使输入X000断开或失电,T250的当前值计数保持不变,当输入X000再接通或得电时,计数继续进行。当累积时间为0.1×125=12.5s时,输出Y000接通。当复位输入X001接通时,计数器就复位,输出触点也复位。1.定时器指令简介图6-11通用型定时器工作原理图6-12积算型定时器工作原理机床电气控制与PLC（1）定时器延时断开电路如图6-13所示为定时器延时断开电路。当输入继电器X000闭合时，输出继电器Y000得电并自保，同时由于X000的常闭触点断开，T0线圈不能得电；当输入X000断开时，其常闭触点X000闭合，T0线圈得电，经10s使设定值减到零，T0的常闭触点断开，Y000线圈断开。

通用型定时器没有保持功能，在输入电路断开或停电时复位。（2）定时器延时闭合/断开电路如图6-14所示定时器延时闭合/断开电路。图中有两个定时器T0和T1，用于延时闭合和延时断开。当输入继电器X000闭合时，延时5s后，T0的常开触点闭合，输出继电器Y000得电并自保；当输入X000断开时，其常闭触点X000闭合，T1线圈得电，延时5s后，T1的常闭触点断开，Y000线圈解除自保断电。2.定时器指令的应用机床电气控制与PLC（3）定时器脉冲发生器电路如图6-15所示为定时器脉冲发生器电路,可以产生50s的脉冲信号。当X000闭合后,脉冲振荡电路开始工作,T1经过30s后,其常开触点闭合,T2开始延时,经过20s后T2触点动作,其常闭触点使T1断开,再经过30s后,T1常开触点又使T2断开,一个周期结束。在一个周期中T1触点闭合20s,断开30s;而T2触点只闭合一个扫描周期的时间。只要X000闭合,脉冲振荡电路就一直循环工作,直到X000断开,脉冲振荡电路停止工作。（4）定时器扩展电路PLC的定时器有一定的定时设定范围,如果定时需要超出设定范围,可通过几个定时器串联,或者将定时器和计数器串联使用,达到扩充设定值的目的。如图6-16所示为定时器扩展电路,图中通过两个定时器的串联使用,可以实现延时1300s,T1的设定值为800s,T2的设定值为500s。X001闭合,T1就开始计时,当到达800s时,T1的常开触点闭合,使T2得电开始计时,再延时500s后,T2的常开触点闭合,Y000线圈得电,获得延时1300s的输出信号。2.定时器指令的应用机床电气控制与PLC（5）定时器报警电路在机床控制中常常要设置报警功能,当发生故障时,应能及时报警,通知现场工作人员,采取紧急措施。对报警电路的要求:报警时蜂鸣器响,灯闪烁(接通0.5s,断开0.5s);报警响应后蜂鸣器声响可解除,灯光常亮;报警条件结束后灯灭;可测试蜂鸣器和灯是否正常工作。2.定时器指令的应用如图6-17所示,当有报警信号输入时,输入继电器X000的常开触点闭合,由定时器TO和T1组成的振荡电路使输出继电器Y000产生间隔为0.5s的断续信号输出。此后,按下报警响应按钮(蜂鸣器复位按钮),输入继电器X001的常开触点闭合,辅助继电器MO线圈接通并自锁,其常闭触点M0断开,Y001线圈断电,蜂鸣器停止鸣响,但报警灯仍然亮。当报警信号消失时,X000的常开触点复位,报警指示灯熄灭。按下报警测试按钮时,输入继电器X002的常开触点闭合,输出继电器Y000和Y001接通,报警指示灯亮,蜂鸣器响,从而确定报警电路正常工作。机床电气控制与PLC3.相关指令（1）栈存储器与多重输出电路指令MPS、MRD、MPP多重输出电路指令见表6-10。其使用如图6-18所示。助记符功能梯形图表示程序步数MPS进栈1MRD读栈1MPP出栈1使用说明如下:①FX系列PLC有11个存储中间运算结果的堆栈存储器,堆栈采用先进后出的方式。②MPS指令可将多重电路的公共触点或电路块先存储起来,以便后面的多重电路的输出支路使用。在多重电路的第一个支路前使用MPS进栈指令,在多重电路的中间支路前使用MRD读栈指令,在多重电路的最后一个支路前使用MPP出栈指令。该组指令没有操作元件。③MRD指令用于读取存储在栈最上层的电路中分支点处的运算结果,将下一个触点强制性地连接在该点。读数后栈内的数据不发生移动。④使用MPP指令,各数据按顺序向上移动,将最上端的数据读出,同时该数据从栈中消失。⑤处理最后一条支路时必须使用MPP指令,而不是MRD指令,MPS和MPP的使用累计不得超过11次,并且要成对出现。（1）栈存储器与多重输出电路指令MPS、MRD、MPP指令的作用MPS(Push)：进栈指令，就是将运算中间结果存入栈存储器。使用一次MPS指令，该时刻的运算结果就压入栈存储器第一级，再使用一次MPS指令时，当时的运算结果压入栈的第一级，先压入的数据依次向栈的下一级推移。MRD(Read)：读栈指令，读出存入栈存储器的最上级的最新数据，栈内的数据不发生上、下移。MPP(POP)：出栈指令，使用出栈MPP指令就是将存入栈存储器的各数据依次上移，最上级数据读出后就从栈内消失。指令的说明MPS、MRD、MPP指令无编程元件。MPS、MPP指令成对出现，可以嵌套。MRD指令可有可无，也可有两个或两个以上。机床电气控制与PLCMRDMPSMPP123…n指令功能图解梯形图（一层栈例）MPSMRDX1M100Y2M101Y1Y3M102MPP0LDIX11MPS2ANDM1003OUTY14MRD6ANDM1017OUTY28MPP9AND10210OUTY3机床电气控制与PLC（1）栈存储器与多重输出电路指令MPS、MRD、MPP例：二层栈X001234LDMPSANDMPSAND56MPPOUTY078ANDOUTX0X1X2Y0X3Y1910111213MPPANDMPSANDOUT1415ANDMPP16OUTX4X5X6Y3X1X2MPSY2X3Y1Y2Y3X5X6X4MPPMPSMPPMPSMPP步序指令数据第一层栈第二层栈机床电气控制与PLC（1）栈存储器与多重输出电路指令MPS、MRD、MPP机床电气控制与PLC3.相关指令（2）主控与主控复位指令MC、MCR在编程时,经常会遇到许多线圈同时受一个或一组触点控制的情况,如果在每个线圈的控制电路中串入同样的触点,将占用很多存储单元,主控指令可以解决这一问题。使用主控指令的触点称为主控触点,它在梯形图中一般竖直放置,主控触点是控制一组电路的总开关,指令见表6-11。助记符功能梯形图表示程序步数MC主控公共串联触点的连接1MCR主控复位公共串联触点的清除1使用说明如下:①MC是主控起点指令,操作数N(0~7层)为嵌套层数,操作元件为M、Y,特殊辅助继电器不能作为MC的操作元件。MCR是主控结束(复位)指令,是主控电路块的终点,操作数N(0~7)MC与MCR必须成对使用。②在MC指令后的任何指令都要以LD或LDI开头。MCR使母线回到原来的位置。③在MC指令内再使用MC指令时,称为嵌套,嵌套层数N的编号就依次增大;主控返回时用MCR指令,嵌套层数N的编号就依次减小。机床电气控制与PLC3.相关指令（2）主控与主控复位指令MC、MCRMC、MCR指令的使用方法如图6-19所示。在编程时常会出现这样的情况:多个线圈同时受一个或一组触点控制,如果在每个线圈的控制电路中都串入同样的触点,将重复进行栈操作,占用很多存储单元,使写出的程序很长,如图6-20所示,其实质就是X000控制多重输出,使用主控指令就可以了。MC为主控指令，用于公共串联接点的连接。MCR叫主控复位指令，即MC的复位指令。遇到多个线圈同时受一个或一组接点控制的情况。如果在每个线圈的控制电路中都串入同样的接点，则将多占用存储单元，应用主控指令可以解决这一问题。使用主控指令的接点称为主控接点，是与母线相连的常开接点，是控制一组电路的总开关。机床电气控制与PLC（2）主控与主控复位指令MC、MCRMC、MCR指令的使用X0(a)01456LDMCSPLDOUT78OUTLD1011LDOUTX0X1X2N0(b)X1Y2M100MCRN0M100Y0Y1X3MCR为2步指令MC为3步指令M100N0MCN0Y0Y1X2N0MCRY2X3步序指令数据机床电气控制与PLC（2）主控与主控复位指令MC、MCRMC指令是3程序步，MCR指令是2程序步，两条指令的操作目标元件是Y、M，不允许使用特殊辅助继电器M。当X0接通时，执行MC与MCR之间的指令；当输入条件断开时，不执行MC与MCR之间的指令。非积算定时器和用OUT指令驱动的元件复位，积算定时器、计数器、用SET/RST指令驱动的元件保持当前的状态。使用MC指令后，母线移到主控接点的后面，与主控接点相连的接点必须用LD或LDI指令。MCR使母线回到原来的位置。在MC指令区内使用MC指令称为嵌套，嵌套级N的编号(0-7)顺次增大，返回时用MCR指令，从大的嵌套级开始解除。

MC、MCR指令的使用机床电气控制与PLC（2）主控与主控复位指令MC、MCR

本任务需团队合作完成。老师可根据班级人数、工位及设备情况将班级学生按4-6人一组分组。分组时应充分考虑学生认知水平、学习能力及动手能力，均衡各团队水平。机床电气控制与PLC团队角色团队成员组成任务分工及说明电工车间主任教师派发任务单并指导各团队工作项目经理各团队组长（1名学生）根据团队成员特点分配具体工作任务，并填写任务单及任务自查表操作工3-5名学生按照分工进行资料搜集、绘图、元器件检查、安装及调试等安全员1名学生监督团队成员工作过程，提醒规范操作、注意用电安全。任务角色（1）主电路设计机床电气控制与PLC通过主电路中所选用电气元件的数量和类型，可确定PLC输入/输出点数。主电路采用了3个元件（空气断路器、交流接触器、热继电器），可以确定主电路需要的输出点数，3个输出接点用来控制交流接触器KM、KMY、KM△的线圈，PLC输入点数为2，另一个输入接点是热继电器FR的辅助触点。任务实施图6-21（b）控制电路接线图6-21（a）主电路2.确定I/O点总数及地址分配机床电气控制与PLC输入输出编程元件地址功能编程元件地址功能X000SB1Y000KMX001SB2Y001KMY

X002FR

Y002KM△

在第一个步骤中,仅仅确定了主电路中PLC所需的I/O点数,且每台电动机至少还有一个控制按钮,如图6-21所示,按钮开关SB在PLC控制系统中按钮均作为输入点,这样整个控制系统总的输入点数为2个,输出点数为1个。为了将输入/输出控制元件与PLC的输入/输出点一一对应接线,需要对以上3个输入/输出点进行地址分配。I/O地址分配见表6-12。3.根据连续控制线路电气原理图完成元件明细表元件名称元件代号元件型号数量备注可编程线控制器PLCFX1

三相异步电动机MY112M-41

组合开关QSHZ10-25/31

熔断器FU1RL1-60/253

FU2RL1-60/252

交流接触器KMCJ10-203

按钮SB1~SB3LA10-3H1

热继电器KHJR16-20/31

端子排XTJX2-10151

控制板

500mm×400mm1

木螺钉

Φ5×6

塑铜线

BVR1.5mm2

接地塑铜线

BVR1.5mm2

黄绿双色机床电气控制与PLC机床电气控制与PLC4.元器件布置图机床电气控制与PLC5.PLC控制线路的安装与调试(1)识读控制电路,明确电路所用电气元件及作用,熟悉电路的工作原理。(2)配齐所用电气元件,并进行检验。(3)在控制板上按布线图安装电气元件,并贴上醒目的文字符号。(4)根据电路图检查控制板,按照工艺要求完成布线。(5)安装电动机。(6)连接电源、电动机等控制板外部的导线。(7)自检。自检表见附录。(8)团队之间交换检验。(9)调试程序。序号自查内容是否备注1是否能正确解读任务要求2是否能正确分析任务中哪些是PLC输入信号和输出信号3是否正确绘制PLC控制系统电路图4是否能合理进行元件布局5元件安装、端子接线是否符合要求6布线是否符合规范7PLC接线是否正确8对控制线路、元器件进行通电测试，是否能正常9③闭合QF，万用表分别测量L1、L2、L3号线间电阻值，读数均应为