PLC梯形圖基本電路

1、第三節(jié) 梯形圖基本電路 起動、保持和停止（P118） 三相交流異步電動機(jī) 定時器/計(jì)數(shù)器應(yīng)用程序 搶答器 常閉觸點(diǎn)輸入信號處理 梯形圖設(shè)計(jì)法：經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法，繼電器電路圖設(shè)計(jì)法1、起動、保持和停止電路、起動、保持和停止電路起動信號起動信號X1，停止信號，停止信號X2持續(xù)持續(xù)ON的時間很短，稱短信號。的時間很短，稱短信號。當(dāng)當(dāng)X1為為ON（起動起動），），X2為為OFF時，時，Y1線圈為線圈為ON，Y1常開常開觸點(diǎn)接通，電路觸點(diǎn)接通，電路自鎖保持自鎖保持。此時，。此時，X1變?yōu)樽優(yōu)镺FF，電路仍接通。，電路仍接通。當(dāng)當(dāng)X2為為ON時，時，Y1線圈斷電，常開觸點(diǎn)斷開，電路斷開（線圈斷電，常開觸點(diǎn)斷開，

2、電路斷開（停停止止）。此時，）。此時，X2為為OFF，電路仍斷開。，電路仍斷開。實(shí)際電路中，起動信號和停止信號可能由多個觸點(diǎn)組成的串、實(shí)際電路中，起動信號和停止信號可能由多個觸點(diǎn)組成的串、并聯(lián)電路提供。并聯(lián)電路提供。2、三相異步電動機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制電路、三相異步電動機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制電路KM1、KM2分別為分別為控制正、反轉(zhuǎn)運(yùn)行的控制正、反轉(zhuǎn)運(yùn)行的交流接觸器，交流接觸器，KM1、KM2的主觸的主觸點(diǎn)改變進(jìn)入電動機(jī)的點(diǎn)改變進(jìn)入電動機(jī)的三相電源相序，改變?nèi)嚯娫聪嘈?，改變電機(jī)轉(zhuǎn)向。電機(jī)轉(zhuǎn)向。FR是手動復(fù)位的熱是手動復(fù)位的熱繼電器，電機(jī)過熱時繼電器，電機(jī)過熱時其常閉觸點(diǎn)斷開，使其常閉觸點(diǎn)斷開，使KM1、K

3、M2線圈斷線圈斷電，電機(jī)停轉(zhuǎn)。電，電機(jī)停轉(zhuǎn)。梯形圖中，用兩個起保梯形圖中，用兩個起保停電路來分別控制電動停電路來分別控制電動機(jī)的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)。機(jī)的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)。Y0、Y1的常閉觸點(diǎn)分別的常閉觸點(diǎn)分別與對方線圈串聯(lián)，保證與對方線圈串聯(lián)，保證它們不會同時為它們不會同時為ON，稱，稱互鎖電路互鎖電路。X0、X1的常閉觸點(diǎn)接入的常閉觸點(diǎn)接入對方的回路，稱對方的回路，稱按鈕互按鈕互鎖電路鎖電路。設(shè)電機(jī)在正轉(zhuǎn)，。設(shè)電機(jī)在正轉(zhuǎn)，改成反轉(zhuǎn)時，可不按停改成反轉(zhuǎn)時，可不按停止按鈕止按鈕SB1，直接按反轉(zhuǎn)，直接按反轉(zhuǎn)按鈕按鈕SB3，X1常閉常閉觸點(diǎn)斷開觸點(diǎn)斷開Y0線圈。線圈。梯形圖中的梯形圖中的互鎖和按鈕互鎖電互鎖和按

4、鈕互鎖電路路只能保證輸出模塊中與只能保證輸出模塊中與Y0、Y1對應(yīng)的硬件繼電器的觸點(diǎn)不會對應(yīng)的硬件繼電器的觸點(diǎn)不會同時接通，同時接通，但不能保證控制電機(jī)的主觸點(diǎn)但不能保證控制電機(jī)的主觸點(diǎn)由于電弧熔焊等故障，不能正常由于電弧熔焊等故障，不能正常斷開時，造成三相短路的事故。斷開時，造成三相短路的事故。3、定時器、計(jì)數(shù)器應(yīng)用程序、定時器、計(jì)數(shù)器應(yīng)用程序 定時器范圍的擴(kuò)展 閃爍電路 延時接通/斷開電路定時器范圍的擴(kuò)展定時器范圍的擴(kuò)展FX系列的定時器最長定時時間為系列的定時器最長定時時間為3276 .7s，如需更長定時時間，可采用定時擴(kuò)展。如需更長定時時間，可采用定時擴(kuò)展。X2為為ON，其常開觸點(diǎn)為，其

5、常開觸點(diǎn)為ON，T0開始定時，開始定時，60s后后T0定時時間到，定時時間到，T0常閉觸點(diǎn)斷開，自常閉觸點(diǎn)斷開，自已復(fù)位，同時已復(fù)位，同時T0常閉觸點(diǎn)為常閉觸點(diǎn)為ON，使自已線，使自已線圈重新通電定時，圈重新通電定時，T0周而復(fù)始工作，直到周而復(fù)始工作，直到X2為為OFF，最上面一行電路是一個脈沖信號發(fā)生器，最上面一行電路是一個脈沖信號發(fā)生器，脈沖周期等于脈沖周期等于T0為設(shè)定值（為設(shè)定值（60s）。）。T0產(chǎn)生的脈沖列送給產(chǎn)生的脈沖列送給C0計(jì)數(shù)，計(jì)滿計(jì)數(shù)，計(jì)滿60個數(shù)個數(shù)（1h）后，）后，C0當(dāng)前值等于設(shè)定值當(dāng)前值等于設(shè)定值60，其常，其常開觸點(diǎn)閉合。開觸點(diǎn)閉合。T=0.1KTKC(s)閃

6、爍電路閃爍電路T0、T1均為均為OFF，X0為為常開觸點(diǎn)接通，常開觸點(diǎn)接通，T0線圈通線圈通電，電，2S后定時時間到，后定時時間到，T0常開觸點(diǎn)接通，常開觸點(diǎn)接通，Y0變?yōu)樽優(yōu)镺N，同時，同時T1的線圈通電，的線圈通電，開始定時；開始定時；3s后后T1定時時定時時間到，其常閉觸點(diǎn)斷開，間到，其常閉觸點(diǎn)斷開，T0線圈斷電，線圈斷電，Y0斷電。斷電。Y0的線圈周期性地通電和的線圈周期性地通電和斷電，直到斷電，直到X0變?yōu)樽優(yōu)镺FF，Y0的通的通/斷時間分別為斷時間分別為T1/T0的設(shè)定值。的設(shè)定值。延時接通延時接通/斷開電路斷開電路X0控制控制Y1，X0的常開觸點(diǎn)接通后，的常開觸點(diǎn)接通后，T0開始

7、定開始定時，時，9s后后T0常開觸點(diǎn)接通，常開觸點(diǎn)接通，Y1變?yōu)樽優(yōu)镺N，X0為為ON時其常閉觸點(diǎn)斷開，使時其常閉觸點(diǎn)斷開，使T1復(fù)位，復(fù)位，X0變?yōu)樽優(yōu)镺FF后，后，T1開始定時，開始定時，7s后后T1的常閉觸點(diǎn)的常閉觸點(diǎn)斷開，使斷開，使Y1變?yōu)樽優(yōu)镺FF，T1被復(fù)位。被復(fù)位。搶答器搶答器報(bào)警系統(tǒng)報(bào)警系統(tǒng)異步電動機(jī)異步電動機(jī)Y/啟動控制啟動控制 問題的提出：問題的提出： 由電機(jī)及拖動基礎(chǔ)可知，三相交流異步電動機(jī)起由電機(jī)及拖動基礎(chǔ)可知，三相交流異步電動機(jī)起動時電流較大，一般是額定電流的（動時電流較大，一般是額定電流的（ 5 7 ）倍。）倍。故對于功率較大的電動機(jī)，應(yīng)采用降壓起動方式，故對于功率

8、較大的電動機(jī)，應(yīng)采用降壓起動方式， Y/ 降壓起動是常用的方法之一。降壓起動是常用的方法之一。 起動時起動時，定子繞組首先接成星形，待轉(zhuǎn)速，定子繞組首先接成星形，待轉(zhuǎn)速上升到接近額定轉(zhuǎn)速時，再將定子繞組的上升到接近額定轉(zhuǎn)速時，再將定子繞組的接線換成三角形，電動機(jī)便進(jìn)入全電壓正接線換成三角形，電動機(jī)便進(jìn)入全電壓正常運(yùn)行狀態(tài)。圖常運(yùn)行狀態(tài)。圖 1（a），（），（b）為繼電器）為繼電器接觸器實(shí)現(xiàn)的接觸器實(shí)現(xiàn)的 Y/ 降壓控制電路。降壓控制電路。 異步電動機(jī)異步電動機(jī)Y/降壓起動控制電路降壓起動控制電路 它是根據(jù)起動過程中的時間變化，利用它是根據(jù)起動過程中的時間變化，利用時間繼電器時間繼電器來控制來控

9、制 Y/ 的換接的。由的換接的。由（ a）圖知，工作時，首先合上閘刀開關(guān)）圖知，工作時，首先合上閘刀開關(guān)QS，當(dāng)接觸器，當(dāng)接觸器KM 1 及及KM 3 接通時，電接通時，電動機(jī)動機(jī)Y形起動。當(dāng)接觸器形起動。當(dāng)接觸器KM 1 及及KM 2 接通時，電動機(jī)接通時，電動機(jī)形運(yùn)行。圖（形運(yùn)行。圖（b）為控）為控制電路，其工作過程分析如下制電路，其工作過程分析如下: 線路中線路中 KM 2 和和KM 3 的常閉觸點(diǎn)構(gòu)成電的常閉觸點(diǎn)構(gòu)成電氣互鎖氣互鎖，保證電動機(jī)繞組只能接成一種，保證電動機(jī)繞組只能接成一種形式，即形式，即Y形或形或形，以防止同時連接成形，以防止同時連接成Y形及形及形而造成電源短路。形而造成

10、電源短路。 二、硬件配置二、硬件配置 本模塊所需的硬件及輸入本模塊所需的硬件及輸入 /輸出端口分配如圖所示。由圖可輸出端口分配如圖所示。由圖可見：本模塊除可編程控制器之外，還增添了部分器件，其見：本模塊除可編程控制器之外，還增添了部分器件，其中，中，SB 1 為停止按鈕，為停止按鈕，SB 2 為起動按鈕，為起動按鈕，F(xiàn)R為熱繼電器的為熱繼電器的常開觸點(diǎn)，常開觸點(diǎn)，KM 1 為主電源接觸器，為主電源接觸器，KM 2 為為形運(yùn)行接觸形運(yùn)行接觸器，器，KM 3 為為Y形起動接觸器。形起動接觸器。 二、軟件設(shè)計(jì)二、軟件設(shè)計(jì) 工作過程分析如下：工作過程分析如下： 按下啟動按鈕按下啟動按鈕 SB 2 時，

11、輸入時，輸入繼電器繼電器X0的常開觸點(diǎn)閉合，的常開觸點(diǎn)閉合，并通過主控觸點(diǎn)（并通過主控觸點(diǎn)（M100常開常開觸點(diǎn)）自鎖，輸出繼電器觸點(diǎn)）自鎖，輸出繼電器Y1接通，接觸器接通，接觸器KM 3 得電吸合，得電吸合，接著接著Y0接通，接觸器接通，接觸器KM1得得電吸合，電動機(jī)在電吸合，電動機(jī)在Y形接線方形接線方式下起動；式下起動； 同時定時器同時定時器T 0 開始計(jì)時，延開始計(jì)時，延時時8秒后秒后T 0 動作動作,使使Y1斷開，斷開，Y1斷開后，斷開后，KM 3 失電，互鎖失電，互鎖解除，使輸出繼電器解除，使輸出繼電器Y2接通，接通，接觸器接觸器KM2得電，電動機(jī)在得電，電動機(jī)在形接線方式下運(yùn)行。形

12、接線方式下運(yùn)行。 0 LD X0 1 OR M100 2 ANI X1 3 ANI X2 4 MC N0 M100 7 LDI T0 8 ANI Y2 9 OUT Y1 10 LD Y1 11 OR Y0 12 OUT Y0 13 LDI Y2 14 OUT Y0 K80 17 LDI Y1 18 OUT Y2 19 MCR N0 21 END (b) 指令表 實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)一：搶答器實(shí)驗(yàn)（第實(shí)驗(yàn)一：搶答器實(shí)驗(yàn)（第10周）周） 實(shí)驗(yàn)二：電機(jī)實(shí)驗(yàn)二：電機(jī)Y-啟動實(shí)驗(yàn)啟動實(shí)驗(yàn) （第（第11周）周）梯形圖設(shè)計(jì)法：1、經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法2、繼電器電路圖設(shè)計(jì)法1、經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法 在PLC發(fā)展初期，沿用了設(shè)計(jì)繼電器電路圖

13、的方法來設(shè)計(jì)梯形圖，在一些典型電路基礎(chǔ)上，根據(jù)被控對象對控制系統(tǒng)的具體要求，不斷地修改和完善梯形圖。 有時需多次反復(fù)地調(diào)試和修改梯形圖，不斷地增加中間編程元件和輔助觸點(diǎn)，才能得到一個較滿意的結(jié)果。 經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法沒有普遍的規(guī)律可遵循，具有很大的試探性和隨意性，結(jié)果不是惟一的，設(shè)計(jì)所用的時間、設(shè)計(jì)的質(zhì)量與設(shè)計(jì)者的經(jīng)驗(yàn)有很大關(guān)系。 用于較簡單的梯形圖設(shè)計(jì)。例1：送料小車自動控制系統(tǒng)的梯形圖設(shè)計(jì)控制要求：送料小車在限位開關(guān)X4處裝料，10s后裝料結(jié)束,開始右行，碰到x3后停下來卸料，15s后左行,碰到x4后又停下來裝料，不停地循環(huán)，直到按下停止按鈕X2，X0，X1 分別用來起動小車右行和左行。為使小車自

14、動停止，將X3，X4常閉觸點(diǎn)分別與Y0，Y1線圈串聯(lián)。為使小車自動起動，將控制裝、卸料延時的定時器T0和T1常開觸點(diǎn)，分別與手動起動右行和左行的X0、X1常開觸點(diǎn)并聯(lián)，用兩個限位開關(guān)對應(yīng)的X4，X3常開觸點(diǎn)分別接通裝料、卸料電磁閥和相應(yīng)的定時器， 設(shè)小車在起動時是空車，按下左行起動按鈕X1，小車開始左行，碰到左限位開關(guān)，X4常閉觸點(diǎn)為斷開（OFF），使Y1斷開，小車停止運(yùn)行。 X4常開觸點(diǎn)接通（ON），使Y2，T0的線圈通電，開始裝料和延時， 10s后T0常閉觸點(diǎn)閉合，Y0通電，小車右行； 小車離開左限位開關(guān)X4后，X4變?yōu)镺FF狀態(tài)，Y2，T0失電，停止裝料，T0復(fù)位； 右行和卸料過程基本相

15、同； 如果按停止按鈕X2，小車將停止運(yùn)行，系統(tǒng)停止工作。例2：兩處卸料的小車的自動控制梯形圖設(shè)計(jì)控制要求：X4處裝料，X5，X3處輪流卸料；小車在一次工作循環(huán)中兩次右行都要碰到X5，第一次碰到X5停下來卸料，第二次碰到它時繼續(xù)前進(jìn)。NOTE：應(yīng)設(shè)置一個具有記憶功能的編程元件，以區(qū)分第一或第二次碰到X5小車第一次碰到小車第一次碰到X5，碰到，碰到X3時都應(yīng)停止右行，將時都應(yīng)停止右行，將X5，X3常常閉觸點(diǎn)與閉觸點(diǎn)與Y0線圈串聯(lián)；線圈串聯(lián)；X5觸點(diǎn)并聯(lián)了中間環(huán)節(jié)觸點(diǎn)并聯(lián)了中間環(huán)節(jié)M100的觸點(diǎn)，使的觸點(diǎn)，使X5停止右行的作用停止右行的作用受到受到M100的約束，的約束，M100作記作記憶元件，只在

16、小車第二次右行憶元件，只在小車第二次右行經(jīng)過經(jīng)過X5時有用；時有用；利用起保停電路控制利用起保停電路控制M100，其起動條件是其起動條件是X5，停止條件是，停止條件是X3，（在虛線行程內(nèi)為，（在虛線行程內(nèi)為1狀態(tài)）狀態(tài)）將將X3，X5的觸點(diǎn)并聯(lián)后驅(qū)動的觸點(diǎn)并聯(lián)后驅(qū)動Y3，T1； 調(diào)試中，發(fā)現(xiàn)小車從調(diào)試中，發(fā)現(xiàn)小車從X3開始左行，經(jīng)開始左行，經(jīng)X5時時M100也被置位，使小車下一也被置位，使小車下一次右行到次右行到X5時也無法停時也無法停止運(yùn)行，則在止運(yùn)行，則在M100起動起動電路中串入電路中串入Y1常閉觸點(diǎn)；常閉觸點(diǎn)； 還有，小車往返經(jīng)過還有，小車往返經(jīng)過X5時，雖不會停止運(yùn)動，時，雖不會停止

17、運(yùn)動，但出現(xiàn)短暫的卸料動作，但出現(xiàn)短暫的卸料動作，將將Y1，Y0的常閉觸點(diǎn)與的常閉觸點(diǎn)與Y3線圈串聯(lián)；線圈串聯(lián)；問題與思考 系統(tǒng)在裝料和卸料時按停止按鈕不能使系統(tǒng)停止工作，如何解決該問題？2、根據(jù)繼電器電路圖設(shè)計(jì)梯形圖的方法 為了便于工廠電氣技術(shù)員和電工使用，采用梯形圖語言編程； 當(dāng)用PLC改造繼電器控制系統(tǒng)時，根據(jù)原來的繼電器電路圖設(shè)計(jì)梯形圖顯然是一條捷徑； 老繼電器控制系統(tǒng)經(jīng)過長期使用和驗(yàn)證，能完成系統(tǒng)控制要求，只要將繼電器控制電路圖譯成梯形圖，用軟元件代替硬元件。 這種改造并沒改變系統(tǒng)原來的外部特性，（控制面板及上面的器件可不變）對操作工人來說，系統(tǒng)可靠性提高了，但操作習(xí)慣未變，減少硬件

18、改造費(fèi)用及改造工作量。 基本方法：將PLC看成一個繼電器控制系統(tǒng)中的控制箱，PLC外部接線描述的是該控制箱的外部接線，梯形圖是該控制箱的內(nèi)部“線路圖”，梯形圖中的X，Y元件是控制箱與外部世界聯(lián)系的“中間繼電器”，分析時，將梯形圖中X元件的觸點(diǎn)想象成對應(yīng)的外部輸入器件的觸點(diǎn)，Y元件的線圈想象成對應(yīng)的外部負(fù)載的線圈；外部負(fù)載的線圈除了受PLC控制外，可能還受外部觸點(diǎn)的控制。某臥式鏜床的繼電器控某臥式鏜床的繼電器控制電路圖；制電路圖；主軸電機(jī)是雙主軸電機(jī)是雙速異步電動機(jī)，速異步電動機(jī)，中間繼電中間繼電器器ZZJ、ZFJ控制主軸電控制主軸電機(jī)的起動和停止，接觸器機(jī)的起動和停止，接觸器ZZC，ZFC控制

19、主軸電機(jī)控制主軸電機(jī)的正反轉(zhuǎn)，接觸器的正反轉(zhuǎn)，接觸器1DSC，2DSC和時間繼電器和時間繼電器SJ控控制主軸電機(jī)的變速，接觸制主軸電機(jī)的變速，接觸器器ZDC用來短接串在定子用來短接串在定子回路的制動電阻?；芈返闹苿与娮琛?JPK，2JPK和和1ZPK，2ZPK是是變速操縱盤上的限位開關(guān)，變速操縱盤上的限位開關(guān)，1HKK，2HKK是主軸進(jìn)是主軸進(jìn)刀與工作臺移動互鎖限位刀與工作臺移動互鎖限位開關(guān)。開關(guān)。M200，M201，T0分別對應(yīng)ZZJ，ZFJ，SJ。 注意事項(xiàng)：（1）遵守梯形圖語言中的語法規(guī)定；（2）適當(dāng)設(shè)置中間單元（3）盡量減少PLC的輸入輸出信號（4）異步電動機(jī)正反轉(zhuǎn)的外部聯(lián)鎖電路（5）外部負(fù)載的額定電壓（R，S輸出模塊最高只能驅(qū)動UN=220VAC的負(fù)載，若原系統(tǒng)KM線圈為380V，應(yīng)改用220V的。）作