(2013.05.03)可编程控制器应用课程教学辅导(文本)

（2013.05.03）可编程控制器应用课程教学辅导（文本）孙志娟：欢迎参加可编程控制器应用课程教学指导实时文本答疑！各位老师、同学，大家晚上好，欢迎参加可编程控制器应用课程教学指导实时文本答疑，接下来的2小时内我将实时回答大家提出的各类问题，也欢迎各位将这个论坛作为交流学习经验的平台，踊跃提问和发言。关于PLC编程中常开、常闭触点应用的说明以“应用PLC技术实现对电动机的正反转控制”为例，介绍PLC控制系统的硬件系统中选择常开、常闭触点和PLC程序的配对使用。应用PLC实现对三相鼠笼型异步电动机的“正反转”控制：（1）正转：按下正转启动按钮——动断触点SF2，控制电机正转的线圈QA1得电，QA1常开触点闭合自锁，而控制电机反转的线圈QA2无法得电，随即SF2动断触点断开，电动机锁定正转；（2）反转：按下反转启动按钮——动断触点SF3，控制电机反转的线圈QA2得电，QA2常开触点闭合自锁，而控制电机正转的线圈QA1无法得电，随即SF3动断触点断开，电动机锁定反转。按下停止按钮——断触点SF1，无论电机是处于正转状态还是反转状态，电机均停止运行。请分配PLC的I/O通道，设计PLC控制系统的硬件电路，并设计PLC控制程序。方法一：常闭按钮作停止按钮实现电动机正反转PLC控制1、[步骤1]分配I/O通道。选用西门子公司的S7-200系列小型PLC-CPU222。PLC的输入/输出分配表见表1。表1PLC的输入/输出分配表地址说明功能Q0.0接触器QA1控制电动机正转Q0.1接触器QA2控制电动机反转I0.0停止按钮SF1电动机停止旋转I0.1正转按钮SF2电动机通正序电启动旋转I0.2反转按钮SF3电功机通反序电启动旋转2、[步骤2]硬件电路设计：用PLC实现对交流电动机的“正反转”控制，需要停止按钮SF1、正转按钮SF2、反转按钮SF3、热继电器BB、正转接触器QA1、反转接触器QA2等，则PLC控制电动机正反转的硬件接线图如图1所示。图1常闭按钮作停止按钮实现电动机正反转PLC控制接线图3、[步骤3]设计电动机正反转控制程序，包括梯形图及其对应的语句表。电动机正反转控制的梯形图及其对应的语句表如图2所示。网络1控制电机正转LDI0.1OQ0.0AI0.0ANI0.2ANQ0.1=Q0.0网络2控制电机反转LDI0.2OQ0.1AI0.0ANI0.1ANQ0.0=Q0.1(a)梯形图(b)语句表图2常闭按钮作停止按钮实现电动机正反转PLC控制程序方法二：常开按钮作停止按钮实现电动机正反转PLC控制使用PLC控制电动机的启停，还可以使用常开按钮作为停止按钮，只需要将图1接线图中的SF1换成常开按钮。图2中的程序改为图3即可。I0.0I0.1I0.2COMCOMQ0.0Q0.1QA1QA2SF1SF2SF3DC24VAC220VPLCBBFA网络1控制电机正转LDI0.1OQ0.0ANI0.0ANI0.2ANQ0.1=Q0.0网络2控制电机反转LDI0.2OQ0.1ANI0.0ANI0.1ANQ0.0=Q0.1(a)梯形图(b)语句表图3常开按钮作停止按钮实现电动机正反转PLC控制程序但是要注意的是，方法二存在一定的安全隐患，使用常开按钮作为停止按钮时，如果停止按钮接触不良或断线等原因使停止按钮失效，程序中对应的常闭触点I0.0也会失效，一直处于常闭状态，将可能引起生产安全或人身事故。因此，在现场设备的控制电路中，从安全角度出发，停止按钮通常选用常闭按钮，则程序中对应使用常开触点I0.0，保证停止按钮失效时，从而图3中的网络1、2无输出。所以在工程实际应用中应选择方法一进行PLC控制系统设计。小车自动往返PLC控制系统设计图1是小车自动往返运动的主电路和继电器控制电路图。其中QAl和QA2分别是控制正转运行和反转运行的交流接触器，用QAl和QA2的主触点改变进入电机的三相电源的相序，即可改变电动机的旋转方向；BB是热继电器，在电动机过载时，它的常闭触点断开，使QAl和QA2的线圈断电，电动机停转。工作时，按下右行起动按钮SF2或左行起动按钮SF3后，要求小车在左限位开关BG1和右限位开关BG2之间不停的循环往返，直到按下停止按钮SF1。按照上述工作要求，试画出PLC的硬件接线图、分配I/O通道，并设计小车自动往返运动的PLC控制程序。图1小车自动往返运动的主电路和继电器控制电路图1、小车自动往返运动控制电路I/O分配如表1所示。表1小车自动往返运动控制电路I/O分配表地址说明功能SF1I0.2停止按钮SF2I0.0右行起动按钮SF3I0.1左行起动按钮BG1I0.3左限位开关BG2I0.4右限位开关QA1Q4.0正转运行QA2Q4.1反转运行2、PLC电气控制的外部硬件接线如图1所示。图1小车自动往返运动PLC电气控制的外部硬件接线如3、选西门子S7-200的PLC(也可以选其它型号PLC)，小车自动往返运动控制的PLC程序如图2所示。图2小车自动往返运动控制的PLC程序本课程的学习重点第一部分可编程控制器概述1、理解PLC的定义和基本功能定义：专为工业环境下应用而设计的计算机控制系统，不仅可以对逻辑量进行控制，也可以对模拟量进行控制。I0.0I0.1I0.2Q4.0Q4.1QA1QA2SF2SF3SF1DC24VAC380VBG1BG2BBI0.3I0.4PLCCOMCOMFA基本功能：逻辑功能、A/D,D/A转换功能、控制系统监控功能、定时计数控制、通信与联网等。2、理解PLC的特点、主要性能和分类PLC的特点：高可靠性，应用灵活，编程简单，但价格较高。PLC的分类:结构形式——整体式、模块式。3、了解PLC的基本结构（模块式），掌握PLC的工作原理PLC的基本结构（模块式）：导轨、电源模块、CPU模块、输入/输出模板。扫描周期：PLC采用循环扫描的工作方式，主要包括输入采样阶段、程序执行阶段和输出刷新阶段几个阶段。全过程扫描一次所需的时间称为扫描周期。4、理解PLC系统与其它工业控制装置的比较PLC与继电器接触器控制系统的区别：PLC控制系统——软接线控制系统；继电器接触器控制系统——硬接线控制系统；PLC与集散控制系统的区别；PLC与工业控制计算机的区别。第二部分可编程序控制器编程基础1、了解PLC的典型编程语言——典型编程语言：梯形图、指令表、逻辑功能图、高级语言。2、掌握PLC的指令结构和数据类型语句指令结构：操作码、操作数；梯形图指令结构：图形元素。3、掌握PLC编程基本原则：（1）输入点不能放置在输出点的右边；（2）输出不能与左母线直接相连；（3）双线圈输出：应尽量避免同一编号的线圈在一个程序里使用两次；（4）PLC梯形图程序的优化：并联支路的调整、串联支路的调整。4、掌握位逻辑指令，包括位逻辑运算指令、定时指令和计数指令（1）定时器的定时时间为：T=PTxSPT——定时器的设定职，数据类型为整数型；S——定时器的精度。（2）S7-200的普通计数器有三类：递增计数器CTU、递减计数器CTD、增减计数器CTUD。共计256个。第三部分PLC硬件组态及通信网络基础了解典型PLC系统的模板特性，掌握PLC系统的硬件组态及I/O扩展，理解MPI网、PROFIBUS-DP网以及工业以太网的结构。第四部分可编程序控制器系统设计1、理解可编程控制器控制系统设计的基本原则：满足被控对象的控制要求，确保系统的安全可靠性，简化系统结构。2、理解可编程控制器控制系统硬件设计方法CPU的性能；I/O点数；功能模块的配置；通信能力。孙志娟：各位同学，本次的网上实时文本答疑到此结束，如果大家在课程学习过程中遇到什么问题，可以在论坛留言，我会尽快回复大家。