用PLC实现电动机的全压启动控制

1、可编程控制器（PLC）应用技术课程教学课件,陈经艳 工业自动化系,能力目标： 1、能正确使用LD、LDI、OUT、 AND、ANI、OR、ORI、SET、 RST等基本指令 2、能用PLC安装电动机全压启动 控制的线路 3、能编写电动机全压启动控制的 程序 4、能根据制要求编写简单的控制 程序,知识目标： 1、PLC的外部接线方法 2、LD、LDI、OUT、AND、ANI、 OR、ORI、SET、RST等基本 指令的使用方法 3、梯形图的编写方法,项目2.1 用PLC实现电动机的全压启动控制,项目要求：设计PLC控制电路，完成三相异步电动机的单向启动和停止控制。 在电气控制中，对于小型三相异步

2、电动机，一般采用全压启动控制。图2-1所示三相异步电动机全压启动控制的继电器控制电路，按下起动按钮SB1，电动机起动运行，按下停止按钮SB2，电动机停止运行。分析其控制过程，如果用PLC怎么进行控制？,项目控制要求分析,从前面的项目控制要求和前面我们所学知识中，我们得出要实现这个项目必须知道以下几个部分：,任务分解,1、实现这个项目所需的硬件以及硬件接线方法； 2、 PLC控制系系的设计过程； 3、实现这个项目所应用到的知识点；,根据前面分析，将本项目共分为以下几个子任务,通过分析电动机全压启动控制的继电器控制电路可知： 控制系系的输入信号是：SB1、SB2、FR 控制系统的输出信号是：KM,

3、任务一 项目分析,用PLC进行控制时主电路仍和图2-1所示相同，只是控制电路不一样，首先我们确定输入和输出设备，即选定发布控制信号的按钮、开关、传感器、热继电器触点等和选定执行控制任务的接触器、电磁阀、信号灯等。再把这些设备与PLC对应相连，编制PLC程序，最后运行程序。 正确选择输入输出设备对于设计PLC控制程序、完成控制任务非常重要。一般情况下，一个控制信号就是一个输入设备，一个执行元件就是一个输出设备。 注意：选择开关还是按钮，对应的控制程序也不一样,选择好输入/输出设备后，接下来的问题就是如何将它们与PLC连接，让输入设备的动作信息传给PLC，PLC又如何将运行结果传送给外部负载。这需

4、要PLC的内部要素编程元件X、Y来实现。,一、输入输出继电器X、Y,FX系列PLC编程元件的物理实质是：电子电路及存储器，称“软继电器”。其编号由 字母 和 数字 组成。 其中: 输入继电器和输出继电器用八进制数字编号 其它均采用十进制数字编号 例如：, 输入继电器是PLC用来接收用户输入设备发来的输入信号，可编程控制器输入接口的一个接线点对应一个输入继电器。 输入继电器线圈由外部输入信号所驱动，不能用指令来驱动，所以程序中绝对不可能出现输入继电器的线圈, 每个输入继电器的常开与常闭触点均可无数次使用,1、 输入继电器（X）, FX2N系列的输入继电器 采用八进制地址编号，X0X267最多可达

5、184点,输入电路：, 输出继电器是用来将PLC内部信号输出传送给外部负载，PLC输出接口的一个接线点对应一个输出继电器。 输出继电器线圈是由PLC内部程序驱动，其线圈状态传送给输出单元，再由输出单元对应的硬触点来驱动外部负载 ., 每个输出继电器在输出单元中都对应有一个常开硬触点，但在程序中供编程的输出继电器，不管是常开还是常闭触点，都可以无数次使用。,2、输出继电器（Y）,输出继电器的地址编号也是八进制，Y0Y267，最多可达184点。,输出电路,输入输出继电器用法演示：,另外，我们知道，在PLC的控制系统中，控制部分是用软件也就是说用程序来实现的，所以要实现用PLC对电动机控制，必须要编

6、写PLC的控制程序，而编写好了PLC的控制程序后，我们还要对程序进行调试，程序调试可分为两个过程：仿真调试和联机调试。程序调试如果没有问题，也就基本上实现控制要求，即控制系统设计完成。所以，我们可以把PLC控制系统设计分成以下几个步骤。,二、PLC控制系系的设计过程,1）、I/O分配 2）、PLC的外部接线 3）、编制电动机全压启动控制的梯形图和指 令 表程序 4）、程序仿真 5）、程序调试,讨 论,1、如果要实现电动机全压启动的点动控制如何修改程序？ 2、如果把按钮开关改成其它开关，控制程序如何修改？ 3、在继电器控制线路中，停止按钮使用常闭触头。在PLC控制线路中，停止按钮是使用常闭触头还

7、是常开触头，如果使用常闭触头，程序如何修改？,设 计,1、设计实现两地控制电动的启动和停的PLC程序。 2、设计一个两台电动机的顺序联动控制系统，控制要求如下：电动机M1先启动，电动机M2才能启动，按下停止按钮两电动机均停止。 3、设计用一个按钮同时控制4台电机的运行和停止电路。,任务二 基本指令学习,我们知道电动机的全压启动控制程序可以是梯形图，也可以是指令表，那么梯形图和指令表是怎么样的一个对应关系？ FX2N系列PLC共有27条基本指令，供设计者编制语句表使用，它与梯形图有严格的对应关系。,表2-1,逻辑取及驱动线圈指令表,1 、LD LDI OUT 指令,1）用法示例,0 LD X0

8、1 OUT M0 2 LDI X1 3 OUT T0 K10,2）使用注意事项 、输入继电器X不能使用OUT指令。 、驱动线圈指令可并行多次输出。 、对于定时器和计数器的线圈，必须在OUT 后设定常数。,表2-2,触点串、并联指令表,2、触点的串并联指令AND ANI OR ORI,1）、用法示例,0 LD X0 1 OR M0 2 ANI T0 3 OUT M0 4 OUT Y0,2）、使用注意事项、每条指令后面必须有被操作的元件名称及元件号。、单个触点与左边的电路串联，使用AND和ANI指令时，串联触点的个数没有限制。但是因为图形编程器和打印机的功能是有限的，所以建议尽量做到一行不超过10

9、个触点和一个线圈。、并联连接的次数不超过24次。,练习： 1、将教材中的例梯形图转换为对应的指令表 2、将对应梯形图转换为指令表,设计： 1、设计实现两地控制电动的启动和停止的PLC程序。 2、设计一个两台电动机的顺序联动控制系统，控制要求如下：电动机M1先启动，电动机M2才能启动，按下停止按钮两电动机均停止。,任务三 项目实施,1、实践目的 、掌握启保停电路的编程方法。 、会根据实际控制要求设计PLC的外围电路。 、会根据实际控制要求设计简单的梯形图。 2、实践器材 PLC主机模块1个、计算机1台、交流接触器1个、电动机1台、按钮开关板模块1个、电工工具一套、导线若干,3、实践任务 1）、实

10、现电动机的全压启动连续运行控制； 2）、在原有基础上稍做改动，设计一个单台电机两地启动控制的控制系统。其控制要求如下：按下地点1的启动按钮SB1或地点2的启动按钮SB2均可以启动电动机，按下停止按钮SB3电动机停止运行。,4、实践步骤 、I/O分配； 、梯形图方案设计； 、系统接线； 、系统仿真； 、系统调试。,1、置位与复位指令SET/RST,表2-3,置位与复位指令表,任务四 知识扩展,0 LD X0 SET Y0 LD X1 RST Y0,1）、用法示例,2）、使用注意事项、上图中X0接通，即使再变成断开，Y0也保持接通；X1 接通后，即使再变成断开，Y0也保持断开。、对同一元件可以多次

11、使用SET、RST指令，顺序可任 意，但对于外部输出，则只有最后执行的1条指才有效。、要使数据寄存器D、计数器C、积累定时器T及变址寄存器V、Z的内容清零，也可用RST指令。,讨论： 是否还有其它的编程方法实现电动机的全压启动控制？,经验法也叫试凑法，是设计者在掌握了大量典型电路的基础上，充分理解实际控制要求，将实际的控制问题分解成若干典型控制电路，再在典型控制电路的基础上不断修改拼凑而成的，需要经过多次反复的调试、修改和完善，最后才能得到一个满意的结果。,2、经验编程法,设计步骤 （1）在准确了解控制要求后，合理地为控制系统中的信号分配I/O接口，并画出I/O分配图。 （2）对于一些控制要求

12、比较简单的输出信号，可直接写出它们的控制条件，依起保停电路的编程方法完成相应输出信号的编程；对于控制条件较复杂的输出信号，可借助辅助继电器来编程。 （3）对于较复杂的控制，要正确分析控制要求，确定各输出信号的关键控制点。在以空间位置为主的控制中，关键点为引起输出信号状态改变的位置点；在以时间为主的控制中，关键点为引起输出信号状态改变的时间点。,（4）确定了关键点后，用起保停电路的编程方法或基本电路的梯形图，画出各输出信号的梯形图。 （5）在完成关键点梯形图的基础上，针对系统的控制要求，画出其他输出信号的梯形图。 （6）在此基础上，审查以上梯形图，更正错误，补充遗漏的功能，进行最后的优化。,本项

13、目应用到的知识点主要有： 1、输放继电器X和输出继电器Y的原理、使用方法和应用注意事项； 2、基本指令LD、LDI、OUT、AND、ANI、 OR、ORI、SET和RST指令的使用方法； 3、PLC控制系统的设计过程。,任务五 知识总结,谢 谢!,电动机全压启动的控制程序：,0 LD X0 1 OR Y0 2 ANI X1 3 ANI X2 4 OUT Y0,梯形图（启保停电路） 指令表,I/O分配表,外部接线图,点动控制程序,点动：按下点动按钮，电动机启动运行， 松开点动按钮，电动机停止运行。,长动：按下启动按钮，电动机启动并连续运行， 按下停止按钮，电动机停止运行。,用SET、RST指令实

14、现电动机的全压启动控制,LD X0 ANI X1 SET Y0 LDI X0 AND X1 RST Y0 END,两地控制一台电动机的PLC实现,1、找出输入和输出并分配I/O表：,2、PLC的外部接线图,控制电动机的两地启动和停止电路,3、PLC的控制程序（梯形图）,0、LD X0 1、OR X1 2、OR Y0 3、ANI X2 4、ANI X3 5、OUT Y0 6、END,4、PLC的控制程序（指令表）,0、LD X0 1、OR X1 2、SET Y0 3、LD X2 4、OR X3 5、RST Y0 6、END,实现两台电动机顺序启动控制,1、找出输入和输出并分配I/O表：,2、PLC的外部接线图（主电路不变）,M1启动后M2才能启动的控制电路,3、PLC的控制程序（梯形图）,0、