PLC梯形图基本电路解析

第三节梯形图基本电路•起动、保持和停止（P118）•三相交流异步电动机•定时器/计数器应用程序•抢答器•常闭触点输入信号处理•梯形图设计法：经验设计法，继电器电路图设计法•第四节常用基本电路和实例•一、基本电路•1．启动、保持和停止电路•如图4-23（a）是一个典型的启动、保持、停止电路梯形图。当X1为ON时，X1的常开触点闭合，输出继电器Y1接通为ON，X1为启动信号。因为Y1的常开触点和X1并联，当Y1得电接通后，Y1常开触点闭合，实现自锁。此时无论X1接通或者断开，输出继电器Y1保持接通状态。当X2为ON时，X2的常闭触点断开，输出继电器Y1断开为OFF，X2为停止信号。实际电路中，启动信号和停止信号可由多个触点组成的串、并联电路提供。Y1X1Y1X2ENDLDX1ORY1ANIX2OUTY1ENDX1X2Y1（a）（b）（c）图4-23启动、保持、停止电路1（a）梯形图；（b）指令表；（c）波形图•如图4-24（a）是利用置位复位指令实现的启动、保持、停止电路梯形图。当X1为ON时，X1的常开触点闭合，输出继电器Y1接通为ON，Y1接通后，无论此时X1接通（为ON）或断开（OFF），Y1由于置位指令SET保持接通。当X2为ON时，X2的常开触点闭合，使得输出继电器Y1被复位为OFFX1X2ENDLDX1SETY1LDX2RSTY1ENDX1X2Y1SETY1RSTY1图4-24启动、保持、停止电路2（a）梯形图；（b）指令表；（c）波形图•2．优先控制电路•在一些有多个输入信号的系统中，先接通的即获得优先权，而后接通的无效（如抢答器）。这样的电路称为优先控制电路。如图4-25所示，此为两个输入信号X1、X2的优先控制程序。其中X0为复位信号，Y1、Y2分别为输入信号X1、X2控制的对应输出继电器，M1、M2为内部辅助继电器。X1M1ENDLDX1ORM1ANIX0ANIM2OUTM1LDX2ORM2ANIX0ANIM1OUTM2LDM1OUTY1LDM2OUTY2ENDX0M2M1X2M2X0M1M2M1M2Y1Y2X1X2X0Y1Y2图4-25优先控制电路（a）梯形图；（b）指令表；（c）波形图•当X1先接通为ON时，内部辅助继电器M1接通并自锁，输出继电器Y1接通为ON。同时由于M1的常闭触点断开，即使输入信号X2随后接通，内部辅助继电器M2也无法接通，因此输出继电器Y2并没接通；同理，若X2首先接通为ON时，输出继电器Y2接通为ON而输出继电器Y1则没接通。此电路保证了先接通信号优先保持输出。当X0为ON时，输出继电器Y1或Y2断开，优先电路复位。3．比较控制电路当输入信号符合预先设定的条件时，对应的输出就会如期接通。表4-15为输入信号X1、X2，输出继电器Y1～Y4的关系表。图4-26为对应的梯形图。当X1、X2都接通时，输出继电器Y1接通为ON；其余的如表4-15所示。此电路可以实现采用两个输入信号控制四路输出。表4-15比较控制电路输入输出信号关系表输入信号X1输入信号X2输出信号状态ONONY1＝ONONOFFY2＝ONOFFONY3＝ONOFFOFFY4＝ON•（a）（b）（c）•图4-26比较控制电路•（a）梯形图；（b）指令表；（c）波形图X1ENDLDX1ANDX2OUTY1LDX1ANIX2OUTY2LDIX1ANDX2OUTY3LDIX1ANIX2OUTY4ENDY1X2X1X2Y1Y2X1Y2X2X1Y3X2X1Y4X2Y3Y4•4．分频控制电路X1ENDLDPX1OUTM100LDM100ANIY1LDIM100ANDY1ORBOUTY1ENDM100M100Y1Y1M100Y1X1M100Y1图4-27分频控制电路（a）梯形图；（b）指令表；（c）波形图•5．振荡电路•振荡电路的产生有很多种，图4-28～图4-30分别为三种不同控制方式的梯形图。•当X0闭合后，三种振荡电路均产生周期为3s的振荡信号。•（a）（b）（c）•图4-28振荡控制电路1•（a）梯形图；（b）指令表；（c）波形图X0ENDLDX0ANIT1OUTT0SPK20ANIT0OUTY0LDT0OUTT1SPK10ENDT0K20T1Y0T0T0T1K10X0Y02s1sX0ENDLDX0ANIT0OUTT0SPK30OUTY0ENDT0K30T0Y0X0Y03s1个扫描周期图4-29振荡控制电路2（a）梯形图；（b）指令表；（c）波形图X0ENDLDX0ANIT1OUTT0SPK20LDT0OUTT1SPK10OUTY0ENDT0K20T1T0T1K10Y0X0Y02s1s图4-30振荡控制电路3（a）梯形图；（b）指令表；（c）波形图•6．延时控制电路•（1）通电延时接通、断开电路。图4-31为通电延时接通电路。当X1为ON时，M100接通并自锁，同时定时器T200接通，T200的当前计数器开始工作，对10ms的时钟脉冲进行累积计数。当当前计数器计数值等于设定值500时（从X1接通到此刻延时5s），T200的常开触点闭合，输出继电器Y1接通为ON。当X2为ON时，M100断电，M100常开触点断开，T200复位，其常开触点断开，输出继电器Y1断开。X1ENDLDX1ORM100ANIX2OUTM100LDM100OUTT200SPK500LDT200OUTY1ENDM100X2X1M100T200K500Y15sM100T200Y1X2M100•图4-32为通电延时断开电路。当X1为ON时，M100和输出继电器Y1接通并自锁，同时定时器T0接通，T0的当前值计数器开始工作，对100ms的时钟脉冲进行累积计数，当当前计数器计数值等于设定值200时（从X1接通到此刻延时20s），T0的常闭触点断开，输出继电器Y1断电为OFF。当X2为ON时，M100断电，其常开触点断开，T0复位。X1ENDLDX1ORM100ANIX2OUTM100LDM100OUTT0SPK200LDX1ORM100ANIT0OUTY1ENDM100X2X1M100T0K200Y120sM100X1Y1X2M100T0M100•（3）长时间延时控制。某些控制系统需要较长的延时，使用一个定时器无法完成长时间定时的要求，一般可以采用定时器串联来实现。但是某些需要延时几个小时或更长时间的延时场合只用定时器很难实现，此时可以利用内部计数器和定时器组合来实现。•图4-35为定时器串联实现长时间延时的控制程序。•当X1为ON，T1接通并开始对100ms的时钟脉冲进行计数，当计数到24000时，从X1接通到此延时40min，T1常开触点闭合，T2接通并开始对100ms的时钟脉冲进行计数，当计数到24000时，又延时了40min，T2常开触点闭合，T3接通并开始对100ms的时钟脉冲进行计数，当计数到24000时，又延时了40min，此时输出继电器Y1接通，实现了延时2h接通的情况。这种情况受到延时的时间和程序编写的限制。X1ENDLDX1OUTT1SPK24000LDT1OUTT2SPK24000LDT2OUTT3SPK24000LDT3OUTY1ENDX140minT1T2Y1T1T3T3K240002hT1K24000T2K24000T2T3Y140min40min•图4-36为定时器和计数器实现长时间延时的控制程序。•图4-36中，以定时器T1的设定时间40min作为计数器C1的输入脉冲信号，所得的延时时间是T1设定值的n倍。X1ENDLDX1ANIT1OUTT1SPK24000LDT1OUTC1SPK3LDX2RSTC1LDC1OUTY1ENDX140minT1X2Y1T1C12hT1K24000C1K3C1X2Y101T1RSTC140min40min23•图4-37为计数器实现长时间延时的控制程序。•在图4-37中以特殊辅助继电器M8014（1min时钟脉冲信号）作为计数器C1的输入脉冲信号。如果一个计数器不能满足要求，可以将多个计数器串联使用，即用前一个计数器的输出作为后一个计数器的输入脉冲信号，实现更长时间的延时。X1ENDLDX1ANIM8014OUTC1SPK1440LDX2RSTC1LDC1OUTY1ENDX1X2Y1C124hC1K1440X2Y1M8014RSTC1···M80141440个脉冲1、起动、保持和停止电路•起动信号X1，停止信号X2持续ON的时间很短，称短信号。•当X1为ON（起动），X2为OFF时，Y1线圈为ON，Y1常开触点接通，电路自锁保持。此时，X1变为OFF，电路仍接通。•当X2为ON时，Y1线圈断电，常开触点断开，电路断开（停止）。此时，X2为OFF，电路仍断开。•实际电路中，起动信号和停止信号可能由多个触点组成的串、并联电路提供。2、三相异步电动机的正反转控制电路•KM1、KM2分别为控制正、反转运行的交流接触器，•KM1、KM2的主触点改变进入电动机的三相电源相序，改变电机转向。•FR是手动复位的热继电器，电机过热时其常闭触点断开，使KM1、KM2线圈断电，电机停转。•梯形图中，用两个起保停电路来分别控制电动机的正转和反转。•Y0、Y1的常闭触点分别与对方线圈串联，保证它们不会同时为ON，称互锁电路。•X0、X1的常闭触点接入对方的回路，称按钮互锁电路。设电机在正转，改成反转时，可不按停止按钮SB1，直接按反转按钮SB3，X1常闭触点断开Y0线圈。•梯形图中的互锁和按钮互锁电路只能保证输出模块中与Y0、Y1对应的硬件继电器的触点不会同时接通，•但不能保证控制电机的主触点由于电弧熔焊等故障，不能正常断开时，造成三相短路的事故。3、定时器、计数器应用程序•定时器范围的扩展•闪烁电路•延时接通/断开电路•定时器范围的扩展•FX系列的定时器最长定时时间为3276.7s，如需更长定时时间，可采用定时扩展。•X2为ON，其常开触点为ON，T0开始定时，60s后T0定时时间到，T0常闭触点断开，自已复位，同时T0常闭触点为ON，使自已线圈重新通电定时，T0周而复始工作，直到X2为OFF，•最上面一行电路是一个脉冲信号发生器，脉冲周期等于T0为设定值（60s）。•T0产生的脉冲列送给C0计数，计满60个数（1h）后，C0当前值等于设定值60，其常开触点闭合。T=0.1KTKC(s)•闪烁电路•T0、T1均为OFF，X0为常开触点接通，T0线圈通电，2S后定时时间到，•T0常开触点接通，Y0变为ON，同时T1的线圈通电，开始定时；3s后T1定时时间到，其常闭触点断开，T0线圈断电，Y0断电。•Y0的线圈周期性地通电和断电，直到X0变为OFF，Y0的通/断时间分别为T1/T0的设定值。•延时接通/断开电路•X0控制Y1，X0的常开触点接通后，T0开始定时，9s后T0常开触点接通，Y1变为ON，•X0为ON时其常闭触点断开，使T1复位，X0变为OFF后，T1开始定时，7s后T1的常闭触点断开，使Y1变为OFF，T1被复位。抢答器报警系统【例5】料箱盛料过少报警系统系统输入设备有料位低限开关、方式选择开关和复位按钮，输出设备有报警灯和蜂鸣器，控制要求及输入输出接点分配如下：（1）自动方式（X2=OFF)当低限开关（X0）后，蜂鸣器（Y0）开始报警，同时报警灯（Y1）连续闪烁（亮1.5s,灭2.5s）。10s后，蜂鸣器和报警灯停止。复位按钮（X1）按下，也会使二者停止。（2）手动方式（X2=ON）当低限开关（X0）为ON后，蜂鸣器（Y0）开始报警，同时报警灯（Y1）连续闪烁.复位按钮（X1）按下，也会使二者停止。异步电动机Y/△启动控制•问题的提出：由电机及拖动基础可知，三相交流异步电动机起动时电流较大，一般是额定电流的（5～7）倍。故对于功率较大的电动机，应采用降压起动方式，Y/△降压起动是常用的方法之一。•起动时，定子绕组首先接成星形，待转速上升到接近额定转速时，再将定子绕组的接线换成三角形，电动机便进入全电压正常运行状态。图1（a），（b）为继电器—接触器实现的Y/△降压控制电路。异步电动机Y/△降压起动控制