機床電氣控制 第2版 課件 13項目十三三臺電動機循環(huán)起停運轉控制系統(tǒng)

機床電氣控制機械工業(yè)出版社目錄0102常用機床電氣控制線路PLC控制系統(tǒng)02

三臺電動機循環(huán)起停運轉控制系統(tǒng)★學習目標★工作任務★資訊收集★作業(yè)指導掃碼看仿真項目十三學

習

目

標01項目十三三臺電動機循環(huán)起停運轉控制系統(tǒng)

學習目標資訊收集作業(yè)指導1．會使用自保持、解除指令、脈沖輸出指令及主控觸點指令。2．會使用16位增計數(shù)器。3．掌握使用關鍵“時間點”編程的方法。4．能正確安裝、調(diào)試與監(jiān)控三臺電動機循環(huán)起停運轉控制系統(tǒng)。5.能嚴格遵守電氣線路接線規(guī)范，嫻熟細致地配線安裝、編程調(diào)試，具備企業(yè)工匠的職業(yè)技能。6.能自覺遵守安全生產(chǎn)規(guī)程，做到施工現(xiàn)場干凈整潔，工具擺放有序，具備企業(yè)工匠的職業(yè)素養(yǎng)。7.學習大國工匠王庭虎的榜樣故事，培養(yǎng)內(nèi)化于心的工匠精神。

工作任務【素養(yǎng)園地———內(nèi)化于心】工作任

務02項目十三三臺電動機循環(huán)起停運轉控制系統(tǒng)

學習目標工作任務

如圖13-1所示，某企業(yè)項目工程部為打包車間設計了一條三級傳送帶，可完成物料的傳輸、分揀和打包等功能，電工王師傅負責傳送帶的電氣系統(tǒng)的裝調(diào)施工，作業(yè)任務是安裝與調(diào)試三級輸送帶PLC控制系統(tǒng)。要求輸送帶具備三臺電動機循環(huán)起動控制功能，即圖13-2所示，按下起動按鈕，三臺電動機分別相隔5s起動，各運行10s后停止，并循環(huán)工作；按下停止按鈕，三臺電動機停止運轉。并要求加強系統(tǒng)安全設計，必須具備短路保護和過載保護措施。學習生產(chǎn)流程見圖13-3所示。資訊收集作業(yè)指導圖13-1三級傳送帶圖13-2三臺電動機循環(huán)起停運轉控制時序圖

學習目標工作任務

學習生產(chǎn)流程見圖13-3所示。資訊收集作業(yè)指導圖13-3學習生產(chǎn)流程圖資

訊

收

集03項目十三三臺電動機循環(huán)起停運轉控制系統(tǒng)學習目標工作任務作業(yè)指導

資訊收集1．自保持及解除指令（SET/RST）

1）指令及其功能指令SET、RST的功能及電路表示見表13-2所示。助記符、名稱功能電路表示和可用軟元件程序步SET置位動作保持Y、M：1S、特殊M：2T、C：2D、V、Z、特殊D：3RST復位復位、清零表13-2指令助記符與功能學習目標工作任務作業(yè)指導

資訊收集1．自保持及解除指令（SET/RST）

2）應用舉例如圖13-4所示，X000為ON時，Y000置“1”且保持ON的狀態(tài)。當X001為ON時，Y000復位，Y001置“1”且保持ON的狀態(tài)。當X002為ON時，Y001復位。

圖13-4自保持和解除指令的應用舉例學習目標工作任務作業(yè)指導

資訊收集2．學習微分輸出指令（PLS/PLF）

1）指令及其功能PLS、PLF指令的功能及電路表示見表13-3所示。助記符、名稱功能電路表示和可用軟元件程序步PLS上升沿脈沖上升沿微分輸出除特殊的M以外1PLF下降沿脈沖下降沿微分輸出1表13-3指令助記符與功能學習目標工作任務作業(yè)指導

資訊收集2．學習微分輸出指令（PLS/PLF）

2）應用舉例如圖13-5所示，X000為ON時，M0僅在其上升沿動作一個掃描周期的時間；X001為ON時，M1僅在其下降沿動作一個掃描周期的時間。圖13-5微分輸出指令的應用舉例學習目標工作任務作業(yè)指導

資訊收集3．學習計數(shù)器

計數(shù)器具有計數(shù)功能，在程序中作計數(shù)控制用。三菱FX3U系列PLC有16位增計數(shù)器和32位增/減計數(shù)器兩個類別，這里學習16位增計數(shù)器。（1）通用型計數(shù)器1）編號范圍。三菱FX3U系列PLC的16位通用型計數(shù)器的編號范圍為C0～C99（100點），采用十進制編號。2）符號。計數(shù)器的符號如圖13-6所示，與定時器一樣，K_是計數(shù)器的設定值，其設定范圍為K1～32767。圖13-6計數(shù)器的符號學習目標工作任務作業(yè)指導

資訊收集3．學習計數(shù)器

3）應用舉例如圖13-7所示，當X000為ON時，T0與T1組成的振蕩器以0.5s為半周期開始振蕩。計數(shù)器C0對T1常開觸點的接通次數(shù)進行計數(shù)，4次時C0常開觸點閉合，Y000動作；C0常閉觸點斷開，振蕩器停止工作。當X001為ON時，執(zhí)行RST指令，C0復位，Y000復位。如時序圖所示，計數(shù)器動作后，不管T1是否再接通或斷開，其狀態(tài)保持不變；只有復位條件成立或PLC斷電時，C0才復位。圖13-7通用型計數(shù)器的應用舉例學習目標工作任務作業(yè)指導

資訊收集3．學習計數(shù)器

（2）掉電保持型計數(shù)器1）編號范圍。三菱FX3U系列PLC的16位掉電保持型計數(shù)器的編號范圍為C100～C199（100點），采用十進制編號。2）應用舉例。如圖13-8所示，PLC電源正常時，掉電保持型計數(shù)器C100的功能與通用型計數(shù)器相同。當PLC外部電源掉電后，C100保持掉電瞬間的動作狀態(tài)；當PLC恢復供電后，C100繼續(xù)驅動Y000動作。圖13-8掉電保持型計數(shù)器的應用舉例學習目標工作任務作業(yè)指導

資訊收集4．分析控制要求，確定輸入輸出設備

（1）分析控制要求項目任務要求三臺電動機循環(huán)起停，分析控制要求如下：1）從系統(tǒng)時序圖可知，系統(tǒng)起動后三臺電動機的起停都與間隔5s的“時間點”有關。由梯形圖13-6執(zhí)行原理得到啟示，用兩個定時器構建5s的振蕩器，再借助4個計數(shù)器對其產(chǎn)生的脈沖進行計數(shù)1、2、3、4次，從而建立5s、10s、15s、20s等4個關鍵的起?！皶r間點”。2）采用前面所學的順序控制編程方法，借助關鍵“時間點”接通或斷開三臺電動機對應的輸出繼電器，完成順序起?？刂?。3）20s是循環(huán)工作的“時間點”，可借助它對所有計數(shù)器進行復位，實現(xiàn)循環(huán)控制。（2）確定輸入設備根據(jù)控制要求，系統(tǒng)有5個輸入信號：起動、停止和三臺電動機的過載信號。由此確定，系統(tǒng)的輸入設備有兩只按鈕和三只熱繼電器，PLC需用5個輸入點分別與它們的常開觸頭相連。（3）確定輸出設備

三臺電動機只需起?？刂?。由此確定系統(tǒng)輸出設備有三只接觸器，PLC需用3個輸出點分別驅動控制這三只接觸器的線圈。學習目標工作任務作業(yè)指導

資訊收集5．分配I/O點

根據(jù)確定的輸入/輸出設備及輸入/輸出點數(shù)，分配I/O點見表13-4。輸入輸出元件代號功能輸入點元件代號功能輸出點SB1起動X0KM1M1接觸器Y4SB2停止X1KM2M2接觸器Y5FR1M1過載保護X2KM3M3接觸器Y6FR2M2過載保護X3

FR3M3過載保護X4

表13-4輸入/輸出設備及I/O點分配表學習目標工作任務作業(yè)指導

資訊收集6．設計梯形圖

據(jù)上述分析，下面設計系統(tǒng)起停、5s振蕩、“時間點”的建立及輸出驅動等程序。1）設計起停梯形圖如圖13-9所示，當按下起動按鈕時，X000為ON，M0動作保持，系統(tǒng)起動；當按下停止按鈕或FR動作時，X001（或X002、X003、X004）為ON，M0復位，系統(tǒng)停止。2）設計5s振蕩器梯形圖如圖13-10所示，系統(tǒng)起動后，M0為ON，定時器T1和T2組成半周期為2.5s的振蕩器開始工作。圖13-9系統(tǒng)起停梯形圖圖13-105s振蕩器梯形圖學習目標工作任務作業(yè)指導

資訊收集4．設計梯形圖

3）設計建立“時間點”梯形圖。如圖13-11所示，計數(shù)器C1～C4分別對T2的接通次數(shù)計數(shù)，建立5s、10s、15s和20s等4個“時間點”。圖13-11建立時間點梯形圖學習目標工作任務作業(yè)指導

資訊收集4．設計梯形圖

4）設計“時間點”驅動輸出梯形圖。如圖13-12所示，系統(tǒng)起動，M0為ON。①電動機M1。M0為ON，Y004動作，電動機M1運轉；10s時C2動作，Y004復位，電動機M1停轉。②電動機M2。5s時C1為ON，Y005動作，電動機M2運轉；15s時C3動作，Y005復位，電動機M2停轉。③電動機M3。10s時C2為ON，Y006動作，電動機M3運轉；20s時C4動作，Y006復位，電動機M3停轉。

圖13-12時間點驅動輸出梯形圖學習目標工作任務作業(yè)指導

資訊收集4．設計梯形圖

5）設計計數(shù)器復位梯形圖。如圖13-13所示，系統(tǒng)起動時微分上升沿脈沖M1對C1～C4清零復位；同樣20s時C4動作對計數(shù)器C1～C4復位。圖13-13計數(shù)器復位梯形圖學習目標工作任務作業(yè)指導

資訊收集4．設計梯形圖

6）整理、完善梯形圖。將計數(shù)器復位程序放至計數(shù)器使用之前，整理完善后的梯形圖如圖13-14所示。圖13-14三臺電動機循環(huán)起停運轉控制系統(tǒng)梯形圖學習目標工作任務作業(yè)指導

資訊收集7．設計電路圖

根據(jù)分配的I/O點，設計出系統(tǒng)電路圖。系統(tǒng)電路圖如圖13-15所示。圖13-15三臺電動機循環(huán)起停運轉控制系統(tǒng)電路圖學習目標工作任務作業(yè)指導

資訊收集8．繪制接線圖根據(jù)圖13-15繪制接線圖，元件布置參考圖13-16。圖13-16三臺電動機循環(huán)起停運轉控制系統(tǒng)安裝板作

業(yè)

指

導04項目十三三臺電動機循環(huán)起停運轉控制系統(tǒng)作業(yè)指導

1.安裝電路（1）安裝元器件1）檢查元器件。按表13-1配齊所用元件，檢查元件的規(guī)格是否符合要求，檢測元件的質(zhì)量是否合格。2）固定元器件。根據(jù)繪制的接線圖固定元件。（2）配線安裝1）線槽配線安裝。根據(jù)線槽配線原則及工藝要求，對照繪制的接線圖進行線槽配線安裝。①安裝控制電路。②安裝主電路。2）外圍設備配線安裝學習目標工作任務資訊收集作業(yè)指導

1.安裝電路（3）自檢1）檢查布線。對照電路圖檢查是否掉線、錯線，是否漏編、錯編，接線是否牢固等。2）使用萬用表檢測。按表13-5使用萬用表檢測安裝的電路，如測量阻值與正確阻值不符，應根據(jù)電路圖檢查是否有錯線、掉線、錯位、短路等。學習目標工作任務資訊收集序號檢測任務操作方法正確阻值測量阻值備注1檢測主電路合上QF，斷開FU4后，分別測量XT的L1與L2、L2與L3、L3與L1之間的阻值常態(tài)時，不動作任何元件均為∞

2壓下KM1均為M1兩相定子繞組的阻值之和

3壓下KM2均為M2兩相定子繞組的阻值之和

4壓下KM3均為M3兩相定子繞組的阻值之和

5接通FU4，測量XT的L1和L3之間的阻值TC一次繞組的阻值

6檢測PLC輸入電路測量PLC的電源輸入端子L與N之間的阻值約為TC二次繞組的阻值

7測量電源輸入端子L與公共端子0V之間的阻值∞

8常態(tài)時，測量所用輸入點X與公共端子0V之間的阻值均約為幾KΩ～幾十KΩ

9逐一動作輸入設備，測量對應的輸入點X與公共端子0V之間的阻值均約為0Ω

10檢測PLC輸出電路分別測量輸出點Y4、Y5、Y6與COM2之間的阻值均為TC二次繞組和KM線圈的阻值之和

11檢測完畢，斷開QF表13-5萬用表檢測電路的過程作業(yè)指導

1.安裝電路（4）通電觀察PLC的指示LED經(jīng)自檢，確認電路正確和無安全隱患后，在教師監(jiān)護下，按照表13-6通電觀察PLC的指示LED。學習目標工作任務資訊收集步驟操作內(nèi)容指示LED正確結果觀察結果備注1先插上電源插頭，再合上斷路器POWER點亮

已供電，注意安全2撥動RUN/STOP開關至“RUN”位置RUN點亮

3撥動RUN/STOP開關至“STOP”位置RUN熄滅

4按下SB1IN0點亮

5按下SB2IN1點亮

6動作FR1IN2點亮

測試完，要復位7動作FR2IN3點亮

8動作FR3IN4點亮

9拉下斷路器后，拔下電源插頭斷路器電源插頭已分斷

做了嗎？表13-6指示LED工作情況記載表作業(yè)指導

2．輸入梯形圖1）啟動GXDeveloper編程軟件。2）創(chuàng)建新工程，選擇PLC的類型為FX3U。3）輸入元件。根據(jù)前面學習的方法，輸入系統(tǒng)梯形圖，其中計數(shù)器線圈C1的輸入方法是單擊“功能圖”窗口中的線圈按鈕，在彈出的對話框中輸入“C1K1”后，回車即可，如圖13-17所示。4）變換梯形圖。5）保存工程。將工程賦名為“項目13-1.pmw”后保存。學習目標工作任務資訊收集圖13-17輸入C1線圈的對話框作業(yè)指導

3．通電調(diào)試、監(jiān)控系統(tǒng)（1）連接計算機與PLC用SC-09編程線纜連接計算機的串行口COM1與PLC的編程設備接口。（2）寫入程序接通系統(tǒng)電源，將PLC的RUN/STOP開關撥至“STOP”位置，進行端口設置后，寫入程序“項目13-1.pmw”。（3）調(diào)試系統(tǒng)將PLC的RUN/STOP開關撥至“RUN”位置后，按照表13-7操作，觀察系統(tǒng)運行情況并做好記錄。若出現(xiàn)故障，應立即切斷電源、分析原因、檢查電路或梯形圖后重新調(diào)試，直至系統(tǒng)實現(xiàn)功能。學習目標工作任務資訊收集步驟操作內(nèi)容觀察內(nèi)容指示LED接觸器電動機正確結果觀察結果正確結果觀察結果正確結果觀察結果1按下SB1OUT4點亮

KM1吸合

M1運轉

25s后OUT5點亮Y0熄滅

KM2吸合KM1釋放

M2運轉

310s后OUT4熄滅

KM1釋放

M1停轉

OUT6點亮

KM3吸合

M3運轉

415s后OUT5熄滅

KM2釋放

M2停轉

520s后OUT6熄滅

KM3釋放

M3停轉

OUT4點亮

KM1吸合

M1運轉

6進入新循環(huán)7按下SB2系統(tǒng)停止工作表13-7系統(tǒng)運行情況記載表作業(yè)指導

3．通電調(diào)試、監(jiān)控系統(tǒng)（4）監(jiān)視梯形圖1）執(zhí)行[在線]－[監(jiān)視]－[監(jiān)視開始]命令，進入梯形圖監(jiān)視狀態(tài)。2）按下起動按鈕SB1后，振蕩器以2.5s為半周期開始振蕩，計數(shù)器開始計數(shù)。圖13-18為起動后9s時的梯形圖監(jiān)控窗口。學習目標工作任務資訊收集圖13-18系統(tǒng)起動9s時的梯形圖監(jiān)控窗口作業(yè)指導

3．通電調(diào)試、監(jiān)控系統(tǒng)3）如圖13-19所示，Y006動作后，按下停止按鈕，系統(tǒng)停止工作，但計數(shù)器的當前值、觸點狀態(tài)均保持。學習目標工作任務資訊收集圖13-19系統(tǒng)停止時的梯形圖監(jiān)控窗口作業(yè)指導

3．通電調(diào)試、監(jiān)控系統(tǒng)4）如圖13-20所示，按下起動按鈕時，PLC執(zhí)行復位指令，計數(shù)器的當前值和觸點狀態(tài)均復位。學習目標工作任務資訊收集圖13-20執(zhí)行復位指令后的梯形圖監(jiān)控窗口作業(yè)指導

3．通電調(diào)試、監(jiān)控系統(tǒng)（5）分析調(diào)試結果1）按下起動按鈕SB1，M1、M2與M3相隔5s起動，各運行10s停止，實現(xiàn)了循環(huán)起停控制。2）計數(shù)器線圈接通一次，其當前值遞增“1”，當當前值與設定值相等時，其觸點動作；當計數(shù)器線圈斷開后，其當前值及觸點狀態(tài)保持；只有在執(zhí)行計數(shù)器復位指令后，計數(shù)器當前值與觸點狀態(tài)才復位。3）兩個定時器可以構建振蕩器，產(chǎn)生脈沖輸出，改變定時器的設定值，可調(diào)整振蕩器脈沖的頻率。同理，用一個定時器也可組建振蕩器，如圖13-21所示，X000為ON時，T1開始計時；5s時間到，T1常閉觸點斷開，T1復位；其常閉觸點恢復接通后T1重新開始計時，如此循環(huán)，產(chǎn)生5s脈沖輸出。學習目標工作任務資訊收集圖13-21振蕩器作業(yè)指導

4．學習指令將顯示切換至指令顯示列表，閱讀指令表，各指令功能見表13-8。學習目標工作任務資訊收集程序步指令元件號指令功能0LDX000母線上取常開觸點X0001ORM0并聯(lián)常開觸點M02ANIX001串聯(lián)常閉觸點X0013ANIX002串聯(lián)常閉觸點X0024ANIX003串聯(lián)常閉觸點X0035ANIX004串聯(lián)常閉觸點X0046OUTM0驅動線圈M07LDM0母線上取常開觸點M08PLSM1微分輸出M110LDM1母線上取常開觸點M111ORC4并聯(lián)常開觸點C412RSTC1復位C114RSTC2復位C216RSTC3復位C318RSTC4復位C420LDM0母線上取常開觸點M021ANIT2串聯(lián)常閉觸點T222OUTT1驅動線圈T1，設定定時值25LDT1母線上取常開觸點T126OUTT2驅動線圈T2，設定定時值29LDT2母線上取常開觸點T230OUTC1驅動線圈C1，設定計數(shù)值33OUTC2驅動線圈C2，設定計數(shù)值36OUTC3驅動線圈C3，設定計數(shù)值39OUTC4驅動線圈C4，設定計數(shù)值42LDM0母線上取常開觸點M043ANIC2串聯(lián)常閉觸點C244OUTY004驅動線圈Y00445LDM0母線上取常開觸點M046ANDC1串聯(lián)常開觸點C147ANIC3串聯(lián)常閉觸點C348OUTY005驅動線圈Y00549LDM0母線上取常開觸點M050ANDC2串聯(lián)常開觸點C251ANIC4串聯(lián)常閉觸點C252OUTY006驅動線圈Y00653END

結束指令作業(yè)指導

5．使用主控觸點指令修改梯形圖、調(diào)試監(jiān)控系統(tǒng)閱讀圖13-14，多個線圈受同一個觸點M0控制，這將多占存貯空間，使用PLC的主控觸點指令可以解決這一問題。（1）學習主控觸點指令（MC/MCR）1）指令及其功能。主控觸點指令的助記符及功能見表13-9。學習目標工作任務資訊收集助記符、名稱功能電路表示和可用軟元件程序步MC主控公共串聯(lián)觸點的連接3MCR主控復位公共串聯(lián)觸點的清除2表13-9指令功能及電路表示作業(yè)指導

5．使用主控觸點指令修改梯形圖、調(diào)試監(jiān)控系統(tǒng)2）應用舉例如圖13-22所示，當X000＝OFF時，主控指令的執(zhí)行條件不成立，即使X001（X002）為ON，Y000（Y001）線圈也不接通；當X000＝ON時，主控指令的執(zhí)行條件成立，若X001（X002）為ON，Y000（Y001）就動作；又當X000＝OFF時，主控指令的執(zhí)行條件不成立，Y000和Y001均復位。學習目標工作任務資訊收集圖13-22主控觸點指令的應用舉例學習目標工作任務作業(yè)指導

資訊收集5．使用主控觸點指令修改梯形圖、調(diào)試監(jiān)控系統(tǒng)

（2）修改梯形圖使用主控觸點指令將系統(tǒng)梯形圖修改為圖13-23所示的梯形圖。圖13-23修改后的系統(tǒng)梯形圖學習目標工作任務作業(yè)指導

資訊收集5．使用主控觸點指令修改梯形圖、調(diào)試監(jiān)控系統(tǒng)

1）打開文件“項目13-1.pmw”的梯形圖窗口。2）行插入。如圖13-24所示，單擊常開觸點M0，將光標位置移至程序插入行，再執(zhí)行圖13-25所示的[編輯]－[行插入]命令，便在光標處插入新的一行，梯形圖進入編輯狀態(tài)，如圖13-26所示。圖13-24光標移至插入行圖13-25行插入命令學習目標工作任務作業(yè)指導

資訊收集5．使用主控觸點指令修改梯形圖、調(diào)試監(jiān)控系統(tǒng)

3）輸入元件。除了用前面所學的方法輸入元件外，還可用鍵盤直接輸入指令，如圖13-27所示，在元件輸入處，直接用鍵盤輸入指令。4）刪除部分元件M0。將“光標”移至刪除元件M0上，單擊功能圖窗口中的“橫連線”按鈕

，即可刪除。5）變換梯形圖。6）另存工程。將工程賦名為“項目13-2.pmw”后另存。圖13-27鍵盤輸入指令圖13-26行插入后的梯形圖窗口學習目標工作任務作業(yè)指導

資訊收集5．使用主控觸點指令修改梯形圖、調(diào)試監(jiān)控系統(tǒng)

（3）調(diào)試系統(tǒng)1）接通系統(tǒng)電源，將PLC的RUN/STOP開關撥至“STOP”位置，寫入程序“項目13-2.pmw”。2）將PLC的RUN/STOP開關撥至“RUN”位置，按表13-10操作，觀察系統(tǒng)運行情況并做好記錄。步驟操作內(nèi)容觀察內(nèi)容指示LED接觸器電動機正確結果觀察結果正確結果觀察結果正確結果觀察結果1按下SB1OUT4點亮

KM1吸合

M1運轉

25s后OUT5點亮Y0熄滅

KM2吸合KM1釋放

M2運轉

310s后OUT4熄滅

KM1釋放