电气控制与plc应用教学课件作者雷冠军第五章plc编程元件和基本逻辑指令应用.ppt

第五章 PLC编程元件和基本逻辑指令应用,项目一 三相电动机的全压启停控制 项目二 三相电动机的正反转控制 项目三 三相异步电动机的Y/△降压启动控制 项目四 洗手间的冲水清洗控制 项目五 进库物品的统计监控 项目六 LED数码管显示设计,项目一 三相电动机的全压启停控制,一、项目目标 综合应用已学习三相电动机的全压启停控制知识和新学习的PLC基本指令ST, ST/, OT, AN, AN/, OR, OR/, ED, SET, RST, IMP,设计和调试项目工作过程的控制程序，从而感受和掌握PLC控制系统设计的一般工作流程，掌握PLC编程元件的功能、地址编号和编程应用以及基本指令的编程应用下一页,项目一 三相电动机的全压启停控制,二、项目准备 (一)项目分析 在电气控制中，对于小型三相交流异步电动机，一般采取全压启停控制图5-1所示为继电器一接触器控制的原理图 (二)相关知识—输入/输出继电器、基本逻辑指令(ST, ST/, OT, AN, AN/, OR, OR/, ED, SET, RST) 1. PLC编程元件(软继电器) PLC内部具有许多不同功能的编程元件，如输入继电器、输出继电器、定时器、计数器等，它们不是物理意义上的实物继电器，而是由电子电路和存储器组成的虚拟器件，其图形符号和文字符号与传统继电器符号也不相同，所以又称为软元件或软继电器。

FPO系列PLC的图形符号和文字符号，如图5-2所示下一页,上一页,项目一 三相电动机的全压启停控制,二、项目准备 2.输入继电器(X) 输入继电器是PLC专门用来接收外界输入信号的内部虚拟继电器 3.输出继电器(Y) 输出继电器是PLC专门用来将程序执行的结果信号经输出接口电路及输出端子，送至并控制外部负载的虚拟继电器，它在PLC内部直接与输出接口电路相连，有无数的常开触点与闭合触点，可在PLC编程时随意使用下一页,上一页,项目一 三相电动机的全压启停控制,二、项目准备 4.选择输入/输出设备，分配I/O地址，绘制I/O接线图 将选择的输入/输出设备(输入设备选择常开触点)和分配好的I/O地址一一对应连接，形成PLC的I/O接线图，如图5-3所示 5. PLC编程语言 (1)梯形图 根据图5-1三相异步电动机的全压启停控制电路电气原理图，车令化为图5 -4所示梯形图语言编写的PLC程序优化程序减少步数，进而减少占用PLC的内存如图5-5所示 (2)指令表 与图5-5所示梯形图相对应的PLC指令表程序，如图5-6所示下一页,上一页,项目一 三相电动机的全压启停控制,二、项目准备 6. FPO系列PLC基本指令 (1)ST、ST/(Start、Start Not)指令 (2)OT(Out)指令 程序示例如表5-1所示。

时序图示例说明，如图5-7所示 (3)AN、AN/(AND , AND Not)指令 AN 、AN/程序示例如表5-2所示 时序图示例说明，如图5-8所示 (4)OR、OR/(OR, OR Not)指令 OR、OR/程序示例如表5-3所示 时序图示例说明，如图5-10所示 (5)ED结束指令,下一页,上一页,项目一 三相电动机的全压启停控制,三、项目实施 1.编制三相异步电动机全压启动的梯形图程序 根据继电器一接触器控制原理，三相异步电动机全压启停控制的梯形图程序如图5-5所示 2.编写电动机全压启动的指令表程序 根据上述梯形图，写出对应的指令表程序，如图5-6所示 3.程序调试 用普通微型计算机或手持编程器均可输入程序进行调试 4.外围接线 按照图5-3 (a)所示的输入/输出接线图，接好各信号线、电源线以及通信电缆后，写入程序便可以观察运行效果下一页,上一页,项目一 三相电动机的全压启停控制,四、知识拓展-常闭触点的输入信号处理、置位SET/复位RST指令、KP(Keep)指令 1.常闭触点的输入信号处理 (1) PLC外部的输入触点可以接常开触点，也可以接常闭触点 (2)教学中PLC的输入触点经常使用常开触点，便于进行原理分析。

(3)为了节省成本，应尽量少占用PLC的I/O点，因此有时也将FR常闭触点串接在其他常闭输入或负载输出回路中下一页,上一页,项目一 三相电动机的全压启停控制,四、知识拓展-常闭触点的输入信号处理、置位SET/复位RST指令、KP(Keep)指令 2.置位SET/复位RST指令 功能:SET使操作元件置位(接通并自保持)，RST使操作元件复位当SET和RST信号同时接通时，写在后血的指令有效 SET/RST程序示例如表5-4所示 时序图示例说明，如图5-13所示下一页,上一页,项目一 三相电动机的全压启停控制,四、知识拓展-常闭触点的输入信号处理、置位SET/复位RST指令、KP(Keep)指令 3. KP(Keep )指令 功能:KP保持，根据置位或复位的输入信号进行输出，并且保持该输出状态S端与R端相比，R端的优先权高 KP程序示例如表5-5所示 时序图示例说明，如图5-15所示下一页,上一页,项目一 三相电动机的全压启停控制,五、项目评价 (一)学生讨论 (二)总结 (1)学习认识松下FPWIN GR编程软件和手写编程器 (2)使用编程软件编写基本指令ST, ST/, OT, AN, AN/, OR, OR/,ED、SET, RST，学会其应用。

(3)根据控制要求，确定输入/输出点数，分配输入/输出地址编号 (4)由继电器一接触器控制线路转化成为PLC的梯形图，对梯形图进行优化处理 (5)调试程序，处理输入常开触点和常闭触点在软件中的编程下一页,上一页,项目一 三相电动机的全压启停控制,五、项目评价 (三)思考与练习 (1)如图5-3(b)所示，试写出启停的梯形图及指令程序，比较图5-3(a)梯形图及指令程序，说明有什么不同? (2)试用KP指令实现电动机启停控制? (3)如图5-16所示，试用PLC实现顺序控制?,上一页,返 回,项目二 三相电动机的正反转控制,一、项目目标 综合应用已学习三相异步电动机的正反转控制知识和新学习的PLC基本指令ANS , ORS , PSHS , RDS , POPS , MC , MCE ,设计和调试项目二工作过程的控制程序，从而感受和掌握PLC控制系统设计的一般工作流程，掌握PLC编程元件的功能、地址编号、编程应用以及基本指令的编程应用下一页,项目二 三相电动机的正反转控制,二、项目准备 (一)项目分析 图5-17所示为三相异步电动机正反转运行的继电器-接触器控制电气原理图 1.选择输入/输出设备，分配I/O地址，绘制I/O接线图。

根据分配的I/O地址，绘制的输入/输出接线图如图5-18所示 2.设计PLC控制程序 根据图5-17三相电动机的正反转控制电路(主电路不变)电气原理图，转化为梯形图语言编写的PLC程序设计电动机的正反转梯形图程序，如图5-19所示 优化程序减少步数，进而减少占用PLC的内存，如图5 - 20所示下一页,上一页,项目二 三相电动机的正反转控制,二、项目准备 (二)相关知识——PLC基本指令ANS, ORS, PSHS, RDS, POPS, MC, MCE (1)ANS、ORS(AND stack, OR stack)指令 ANS程序示例如表5-6所示 时序图示例说明，如图5-21所示 ORS程序示例如表5-7所示 时序图示例说明，如图5-22所示 (2)PSHS、RDS、POPS(Push stack, Read stack, Pop stack)指令 PSHS , RDS , POPS程序示例如表5-8所示 时序图示例说明，如图5-23所示下一页,上一页,项目二 三相电动机的正反转控制,二、项目准备 上述这些指令用于由某个触点产生的、后接其他一个或多个触点的分支结构描述可通过连续使用RDS指令继续重复使用同一结果。

在最后时，必须使用POPS指令，如图5-24所示 RDS指令可重复使用任意次数，如图5-25所示 有关连续使用PSHS指令时的注意事项:PSHS指令可连续使用的次数有一定限制在出现下一条POPS指令之前，可连续使用PSHS指令的次数如表5-9所示下一页,上一页,项目二 三相电动机的正反转控制,三、项目实施 1.编制电动机正反转控制的梯形图程序 根据继电器-接触器控制原理，电动机正反转控制的梯形图程序如图5-19 (a)所示 2.编写电动机全压启动的指令表程序 根据上述梯形图，写出对应的指令表程序，如图5-19 (b)所示 3.程序调试 用普通微型计算机或手持编程器均可输入程序进行调试 4.外围接线 根据图5-17主电路和图5-18输入/输出接线图，接好外部各线，输入用堆栈输出指令编写电动机的正反转的控制程序，进行运行调试，处理故障，观察结果，写出总结下一页,上一页,项目二 三相电动机的正反转控制,四、知识拓展—主控触点指令MC/MCE 功能:用于公共触点的连接 MC/MCE指令的用法程序示例，如图5-26所示 注意: (1)主控MC触点与母线垂直，紧接在MC触点之后的触点用ST/STI指令。

(2)主控MC与主控复位MCE必须成对使用，且编号相同 (3)主控嵌套最多可以为8层下一页,上一页,项目二 三相电动机的正反转控制,五、项目评价 (一)学生讨论 (二)总结 (1)使用编程软件编写PLC基本指令ANS , ORS , PSHS , RDS , POPS ,MC、MCE，学会其应用 (2)根据控制要求，确定输入/输出点数，分配输入/输出地址编号 (3)由继电器一接触器控制线路转化成为PLC的梯形图，对梯形图进行优化处理 (4)灵活应用AN和ANS , OR和ORS指令 (5)按照“能流”的方式，调试程序，处理PLC外围输入/输出与电源的关系，并写出处理故障的过程下一页,上一页,项目二 三相电动机的正反转控制,五、项目评价 三)思考与练习 (1)如果正反转控制I/O分配是输入部分:X1: SB1(停止按钮，接常开触点);X2: SB2(正转启动);X3: SB3(反转启动);X4: FR(热继电器常闭触点)输出部分:Y3 : KM1(正转接触器);Y2 : KM2(反转接触器)，试写出梯形图 (2)用主控指令编写电动机正反转的指令表程序上一页,返 回,项目三 三相异步电动机的Y/△降压启动控制,一、项目目标 通过教师与学生的互动合作，完成三相异步电动机的Y/△降压启动控制的设计和调试;通过教师的点拨、指导答疑和学生的思考设计、现场调试，完成实训项目控制程序的设计和调试。

继续感受和体会PLC控制设计的一般工作流程，熟练PLC现场程序调试方法，掌握定时器TM和内部辅助继电器R的编程应用下一页,项目三 三相异步电动机的Y/△降压启动控制,二、项目准备 (一)项目分析 图5-27所示为三相异步电动机的Y/△降压启动控制的继电器-接触器控制原理图 采用PLC进行控制是按以下步骤进行 1.选择输入/输出设备，分配I/O地址，绘制I/O接线图 2.设计PLC控制程序 根据上述分配的地址，绘制I/O接线图如图5-28(a)所示设计电动机Y/△降压启动梯形图程序如图5-28 (b)所示 优化程序减少步数，进而减少占用PLC的内存，如图5-29所示下一页,上一页,项目三 三相异步电动机的Y/△降压启动控制,二、项目准备 (二)相关知识—定时器TM、辅助继电器R 1.FPO系列PLC的编程元件——定时器TM TM(Time)定时器指令，如图5-30所示 (1)定时器使用说明如下 定时器按定时时钟分四种类型: TM L——定时时钟为0.001s; TM R——定时时钟为0.01s; TM X——定时时钟为0.1s; TM Y——定时时钟为1s下一页,上一页,项目三 三相异步电动机的Y/△降压启动控制,二、项目准备 (2)定时器工作原理 (3)定时器应用举例。