三相異步電動(dòng)機(jī)單向連續(xù)運(yùn)行的PLC控制

1、三相異步電動(dòng)機(jī)單向連續(xù)運(yùn)行的PLC控制宜都職教中心 蔡 鵬授課內(nèi)容：三相異步電動(dòng)機(jī)的單向連續(xù)運(yùn)行的PLC控制授課班級(jí)：12級(jí)電子班 授課時(shí)間：2013年10月11日第3、4節(jié) 學(xué)生人數(shù)：40人 授課地點(diǎn)：PLC實(shí)訓(xùn)室授課使用教材：可編程序控制器技術(shù)與應(yīng)用（西門子系列） 叢書主編：程周 主編：常輝 電子工業(yè)出版社教學(xué)目的及要求：知識(shí)目標(biāo)：1、深入理解輸入繼電器I及輸出繼電器Q；2、掌握PLC啟保停形式的梯形圖；能力目標(biāo)：1、培養(yǎng)學(xué)習(xí)能力和對(duì)知識(shí)的應(yīng)用能力。2、培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力和實(shí)踐能力。過(guò)程與方法目標(biāo)：1、體驗(yàn)PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本步驟；2、學(xué)會(huì)硬件連接的方法；3、熟悉STEP 7-MICRO

2、/WIN編程軟件；4、初步學(xué)會(huì)用梯形圖語(yǔ)言編寫應(yīng)用程序；5、體驗(yàn)“做中學(xué)”、“學(xué)中做”的學(xué)習(xí)方法。德育滲透目標(biāo)：（1）、培養(yǎng)協(xié)作精神和團(tuán)隊(duì)意識(shí)（2）、培養(yǎng)認(rèn)真細(xì)致的工作態(tài)度課程類型：實(shí)驗(yàn)課教學(xué)方法：觀察法、演示法、講授法、實(shí)習(xí)法。教學(xué)重點(diǎn)及難點(diǎn)1、輸入繼電器I和輸出繼電器Q;2、硬件連接；3、啟保停形式的梯形圖；教學(xué)過(guò)程：【復(fù)習(xí)】1、復(fù)習(xí)輸入繼電器I（軟元件）輸出繼電器Q（軟元件）、接觸器（硬元件）輸入繼電器I(如：I0.0)輸出繼電器Q（如：Q0.0）接觸器（硬元件）組成I0.0Q0.0I0.0Q0.0I0.0（編程時(shí)不使用）Q0.0對(duì)應(yīng)的I/O點(diǎn)開(kāi)關(guān)量輸入點(diǎn)I0.0開(kāi)關(guān)量輸出點(diǎn)Q0.0在存

3、儲(chǔ)器中的位地址I0.0Q0.0線圈驅(qū)動(dòng)來(lái)源外部開(kāi)關(guān)信號(hào)程序執(zhí)行的結(jié)果輔助控制電路功能接受外部開(kāi)關(guān)信號(hào)驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載主觸點(diǎn)開(kāi)閉電路，輔助觸點(diǎn)開(kāi)閉控制回路。觸點(diǎn)使用次數(shù)無(wú)數(shù)次無(wú)數(shù)次有限PLC是如何獲取外部開(kāi)關(guān)信號(hào)的？是通過(guò)輸入繼電器I來(lái)獲得的。輸入繼電器I是專門用來(lái)獲取PLC外部開(kāi)關(guān)信號(hào)的元件。PLC通過(guò)輸入單元電路將外部輸入信號(hào)的狀態(tài)（接通時(shí)為“1”，斷開(kāi)時(shí)為“0”）讀入并存儲(chǔ)到輸入映像寄存器對(duì)應(yīng)的位中。輸出繼電器Q是如何驅(qū)動(dòng)PLC外部的負(fù)載的？輸出繼電器Q由程序執(zhí)行的結(jié)果驅(qū)動(dòng)，其線圈的狀態(tài)（接通時(shí)為“1”，斷開(kāi)時(shí)為“0”）傳送給輸出單元電路，由輸出單元電路接通或斷開(kāi)PLC外部的負(fù)載。PLC的軟元

4、件與繼電控制元件有哪些相似之處？PLC的軟元件具有繼電控制特性，在編程時(shí)可以替代繼電控制元件（硬元件）。2、復(fù)習(xí)由純繼電控制元件所構(gòu)成的電機(jī)單向連續(xù)運(yùn)行電路。請(qǐng)指出這個(gè)電路圖的哪一部分為主電路？哪一部分為輔助電路？在輔助電路中含有哪些元件？這些元件其功能是什么？是如何連接的？熱繼電器FR常閉觸點(diǎn)（過(guò)載保護(hù)）、按鈕SB1（停止）、按鈕SB2（啟動(dòng)）、接觸器KM常開(kāi)輔助觸點(diǎn)（自鎖） 串聯(lián)【引入】如果用PLC來(lái)對(duì)三相異步電動(dòng)機(jī)進(jìn)行單向連續(xù)運(yùn)行控制，我們應(yīng)該怎么做？【實(shí)驗(yàn)】一、分析系統(tǒng)控制要求（1）分析實(shí)驗(yàn)所需元件及設(shè)備：（需要哪些元件及設(shè)備？）啟動(dòng)按鈕、停止按鈕、熱繼電器、接觸器、PLC（2）選擇實(shí)

5、驗(yàn)元件及設(shè)備（為硬件連接作準(zhǔn)備）按鈕SB2（綠色）、按鈕SB3（紅色）、接觸器KM1、熱繼電器FR、西門子PLC(226CN)（3）明確系統(tǒng)控制要求：（有哪些控制要求？）給啟動(dòng)信號(hào)，電機(jī)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)；給停止信號(hào)，電機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)；給過(guò)載信號(hào)，電機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)；概括為啟保停。二、畫I/O分配表 （這些硬元件應(yīng)當(dāng)連接到PLC的什么位置？）引導(dǎo)學(xué)生對(duì)外部元件進(jìn)行I/O分配，畫出I/O分配表。 三、畫PLC外部接線圖 （為了施工和維修方便）(1)畫CPU模塊簡(jiǎn)圖CPU模塊的型號(hào)：CPU 226CN；3個(gè)輸入點(diǎn)I0.0、I0.1、I0.2及對(duì)應(yīng)的輸入單元電路方框、輸入公共點(diǎn)L；畫1個(gè)開(kāi)關(guān)量輸出點(diǎn)Q0.0、輸出單元電

6、路方框及輸出公共點(diǎn)M。(2)畫輸入回路：把每個(gè)外部開(kāi)關(guān)元件與輸入點(diǎn)及對(duì)應(yīng)的輸入單元電路、輸入公共點(diǎn)、輸入傳感器電源串聯(lián)成回路。（為什么要把輸入部分畫成回路？因?yàn)镻LC外部開(kāi)關(guān)元件就是通過(guò)輸入回路對(duì)輸入繼電器產(chǎn)生影響的）將按鈕SB2的常開(kāi)觸點(diǎn)與輸入點(diǎn)I0.0及I0.0的輸入單元電路、輸入公共點(diǎn)1M、DC24V電源串聯(lián)成回路。將按鈕SB3的常開(kāi)觸點(diǎn)與輸入點(diǎn)I0.1及I0.1的輸入單元電路、輸入公共點(diǎn)1M、DC24V電源串聯(lián)成回路。將熱繼電器FR的常開(kāi)觸點(diǎn)與輸入點(diǎn)I0.2及I0.2的輸入單元電路、輸入公共點(diǎn)1M、DC24V電源串聯(lián)成回路。思考：在由PLC構(gòu)成的控制電路中，為什么沒(méi)有采用按鈕SB3的常

7、閉觸點(diǎn)作停止信號(hào)？為什么沒(méi)有采用熱繼電器的常閉觸點(diǎn)作過(guò)載停機(jī)信號(hào)？（只是為了符合編程習(xí)慣，其實(shí)采用常閉觸點(diǎn)也是可以的，只是編程時(shí)對(duì)相應(yīng)的輸入繼電器所采用的觸點(diǎn)正好相反）(2)畫輸出回路：把每個(gè)外部負(fù)載與輸出點(diǎn)及對(duì)應(yīng)的輸出單元電路、輸出公共點(diǎn)、輸出電源串聯(lián)成回路。（為什么要把輸出部分畫成回路？因?yàn)橥獠控?fù)載是通過(guò)輸出回路來(lái)驅(qū)動(dòng)的。）把接觸器KM1的線圈、輸出點(diǎn)Q0.0及Q0.0的輸出單元電路、輸出公共點(diǎn)1L、輸出電源為AC 220V，思考：PLC控制電路與純繼電控制電路硬件連接上有哪些區(qū)別？（在PLC控制電路中，啟動(dòng)按鈕、停止按鈕、熱繼電器的觸點(diǎn)并不直接參與驅(qū)動(dòng)接觸器的線圈，只是給PLC提供信號(hào)輸

8、入，而接觸器的線圈由PLC的輸出點(diǎn)驅(qū)動(dòng)，因此不能象純繼電控制電路那樣來(lái)進(jìn)行硬件連接。）這里指出這兩者在硬件連接上的區(qū)別，是為了克服由純繼電控制電路帶來(lái)的思維定勢(shì)。（4）畫主電路接線圖（略）四、硬件連接(1)切斷實(shí)驗(yàn)臺(tái)電源。在接線之前，先把實(shí)驗(yàn)臺(tái)左側(cè)的空氣開(kāi)關(guān)（帶漏電保護(hù)）扳到OFF位置，這是為了防止學(xué)生在接線時(shí)觸電，同時(shí)防止因錯(cuò)誤接線發(fā)生短路而導(dǎo)致的燒保險(xiǎn)。（2）硬件連接。技巧：分部接線，先接由PLC及外部元件所構(gòu)成的控制電路，后接主電路。在接控制電路時(shí)，先接輸入回路，后接輸出回路。技巧：先指定每個(gè)回路電流的參考方向，順著回路電流的參考方向接線。這樣就可以避免因各部分交叉接線而造成的電源短路、

9、漏接、錯(cuò)接。五、檢查、通電檢查接線有無(wú)電源短路、漏接、錯(cuò)接，無(wú)誤后通電。檢查接線的方法與硬件連接的方法相同。六、編程：（1）新建項(xiàng)目；系統(tǒng)默認(rèn)的項(xiàng)目名為項(xiàng)目1（2）畫梯形圖:分析控制要求，指定編程所需的軟元件。（需要哪些軟元件？）輸入繼電器I0.0，輸入繼電器I0.1，輸入繼電器I0.2，輸出繼電器Q0.0對(duì)照前面由純繼電控制元件構(gòu)成的輔助電路，用軟元件替代硬元件，畫出梯形圖 （如何畫梯形圖？）（3）保存項(xiàng)目項(xiàng)目名：三相異步電動(dòng)機(jī)單向連續(xù)運(yùn)行的PLC控制（4）編譯編譯完成后，看輸出窗口中顯示的編譯結(jié)果，程序有無(wú)錯(cuò)誤或警告。（5）下載如果在下載的過(guò)程中出現(xiàn)通信錯(cuò)誤，則檢查通信設(shè)置（通常采用默認(rèn)設(shè)

10、置）。（6）運(yùn)行程序七、系統(tǒng)調(diào)試（程序能否達(dá)到設(shè)計(jì)的控制要求？如何調(diào)試程序？）（1）開(kāi)始程序狀態(tài)監(jiān)控，觀察梯形圖中軟元件的狀態(tài)和能流（梯形圖中的能流相當(dāng)于實(shí)體電路中的電流），看程序運(yùn)行的結(jié)果是否達(dá)到系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求。按下啟動(dòng)按鈕SB2，觀察電機(jī)是否運(yùn)轉(zhuǎn)，觀察電腦屏幕上軟元件的狀態(tài)和能流。如果該網(wǎng)絡(luò)從左母線開(kāi)始到網(wǎng)絡(luò)末端的軟元件及軟元件間的連接都變成藍(lán)色，就說(shuō)明該網(wǎng)絡(luò)形成了通路，相當(dāng)于實(shí)體電路通了電，這條藍(lán)色的通路就是網(wǎng)絡(luò)中能流的通路。按下停止按鈕SB3，觀察電機(jī)是否停止，觀察電腦屏幕上軟元件的狀態(tài)和能流。（2）打開(kāi)狀態(tài)表，觀察軟元件的值，看程序運(yùn)行的結(jié)果是否達(dá)到系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求。在狀態(tài)表中填入程序中四個(gè)軟元件的地址，觀察在對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行操控的過(guò)程中這些軟元件在對(duì)應(yīng)存儲(chǔ)器位（bit）中的二進(jìn)制值的變化。加深對(duì)輸入繼電器I、輸出繼電器Q的理解。（3）修改和完善程序說(shuō)明：程序狀態(tài)監(jiān)控和狀態(tài)表所起的作用是一致的，只是表達(dá)問(wèn)題的方式不同，程序狀態(tài)監(jiān)控采用的是模擬方式，很形象、很生動(dòng)，而狀態(tài)表是用軟元件在存儲(chǔ)器