PLC与变频器实训报告2.docx
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PLC与变频器实训报告2.docx
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PLC与变频器实训报告2
PLC与变频器实训报告2
PLC与变频器实训报告
学院:
化工装备学院
专业班级:
电气自动化技术1001班
学号:
320101319
姓名:
佟明强
指导教师:
高成、佟维妍
起止日期:
2012年10月8日~2012年11月16日
1.实训目的
1.了解PLC与变频器的基本结构及工作原理
2.理解PIC与变频器各参数的意义
3.掌握PLC与变频器操作面板的基本操作
2.实训项目
2.1灯控制系统设计
2.1.1控制要求
PLC编程实现对一盏灯的控制(输入I0.0或I0.1来控制输出,从而控制灯的开关)。
图2.1所示为一盏灯的控制电路图,按下开关按钮SB,灯亮,松开SB,灯灭。
图2.1一盏灯的控制电路图
2.1.2I/O地址分配表
2.1.3元器件清单
2.1.4PLC接线图
2.1.5梯形图
2.1.6语句表
2.2电动机连续运行PLC控制系统
2.2.1控制要求
按下蓝色按钮电动机启动运转,按下红色按钮电动机停止。
2.2.2I/O地址分配表
2.2.3元器件清单
2.2.4PLC接线图
2.2.5梯形图
2.2.6语句表
2.3灯的两地控制系统
2.3.1控制要求
如图3.1所示灯的两地控制电路图。
两个单刀双掷开关之间有两根导线,当两个开关接到同一根导线上时,电路接通,灯亮;当两个开关接到不同的导线上时,电路断开,电灯熄灭。
要求用PLC实现同样的控制功能,完成PLC的硬件、软件设计。
图3.1灯的两地控制电路图
2.3.2I/O地址分配表
2.3.3元器件清单
2.3.4PLC接线图
2.3.5梯形图
2.3.6语句表
2.4电动机的连续控制系统
2.4.1控制要求
按下启动按钮,电动机连续正转;按停止按钮电动机停止。
过载保护采用热继电器FR实现。
PLC控制电机的连续运行电气原理图接线如图3.72所示。
(a)电机的连续运行控制PLC接线图
(b)电机的连续运行控制主电路
图电机的连续运行控制电气原理图
2.4.2I/O地址分配表
2.4.3元器件清单
2.4.4PLC接线图
2.4.5梯形图
2.4.6语句表
2.5电动机的正反转控制训练
2.5.1控制要求
控制要求:
按下正转启动按钮,电动机正转;按下反转启动按钮,电机反转,再按正转按钮电机又正转。
按停止按钮电动机停止。
过载保护采用热继电器FR实现。
电机的正反转控制电气原理图如图3.74所示。
(a)PLC控制接线图(b)主电路图
图电动机的正反转控制电气原理图
2.5.2I/O地址分配表
由图3-1可以看出,该电路的输入设备有正转启动按钮SB2、反转启动按钮SB3、停止按钮SB1、热继电器辅助动断触点FR,其输出设备有两个,一个是正转接触器线圈KM1,另一个是反转接触器线圈KM2。
现将PLC的输入/输出继电器分配给上述输入/输出设备,即可列出其用PLC控制的I/O分配表,如表3-3所示。
表PLC控制接触器互锁的正反转控制电路I/O分配表
输入分配
输出分配
元件名称PLC输入点编号
元件名称PLC输入点编号
正转启动I0.0
正转接触器线圈Q0.0
KM1
反转启动I0.1
反转接触器线圈Q0.1
KM2
2.5.3元器件清单
由于设计中的仪器不容易画出其具体模型,故用方框图来表示其实体的接线图,如图所示。
图PLC控制线路实体框形
2.5.4PLC接线图
为了在控制的过程中体现科技化和智能化,同时为了在控制过程中克服接触器互锁的三相异步电动机正反转电路的缺点,本文也可采用定时器控制三相异步电动机正反转。
利用定时器控制三相异步电动机正反转在工业控制中得到广泛利用,这种方法使得控制更加简单、方便,而且可以根据不同的需要设定正反转的时间且易于实现。
用PLC定时器控制的三相异步电动机正反转互锁的主接线图如图所示。
其工作原理如下所示。
定时器控制三相异步电动机正反转原理和接触器控制三相异步电动机正反转的原理基本相同,不同的是当电动机开始正转时,定时器T1开始运行且计时开始,20S后电动机停止正转,此时定时器T2开始运行并且计时,6S后电动机开始反转,同时定时器T3开始运行并计时开始,20S后电动机停止反转,定时器T4开始计时,6S后电动机又开始正转。
如此循环进行,本文也可根据控制的需要设定不同的正转、反转和停止的时间。
图3-4定时器控制电动机正反转互锁的主接线路
2.5.5梯形图
根据互锁的三相异步电动机正反转控制电路及I/O分配表整理后可得到定时器控制的三相异步电动机正反转的梯形图,如图3-5所示。
图定时器控制的三相异步电动机正反转
2.5.6语句表
PLC定时器控制三相异步电动机正反转互锁的指令表程序如表所示。
表接触器互锁正反转电路指令表
程序步编号
指令
操作数
说明
0
LD
IX0.0
正转启动触点IX0.0
1
OR
Y0
2
ANDNOT
IX0.1
反转启动触点IX0.1
3
OUT
Y0
LD
Y0
5
ANDNOT
T4.Q
6
OR
T1
正转定时器,定时20S
7
LD
T1.Q
8
OR
T2
停止定时器,定时6S
9
LD
T2.Q
10
OR
T3
反转定时器,定时20S
11
LD
T3.Q
12
OR
T4
停止定时器,定时6S
13
LD
Y0
14
ANDNOT
T1.Q
15
OUT
QX0.0
正转输出线圈QX0.0
16
LD
Y0
17
AND
T2.Q
18
ANDNOT
T3.Q
19
OUT
%QX0.1
反转输出线圈QX0.1
2.6自动开关门控制系统设计
2.6.1控制要求
自动开关门控制装置由门内光电探测开关K1、门外光电探测开关K2、开门到位限位开关K3、关门到位限位开关K4、开门执行机构KM1(使直流电动机正转)、关门执行机构KM2(使直流电动机反转)等部件组成,其结构示意图如图所示。
图自动开关门结构示意图
⑴当有人由内到外或由外到内通过光电检测开关K1或K2时,开门执行机构KM1动作,电动机正转,到达开门限位开关K3位置时,电机停止运行。
⑵自动门在开门位置停留8秒后,自动进入关门过程,关门执行机构KM2被起动,电动机反转,当门移动到关门限位开关K4位置时,电机停止运行。
⑶在关门过程中,当有人员由外到内或由内到外通过光电检测开关K2或K1时,应立即停止关门,并自动进入开门程序。
⑷在门打开后的8秒等待时间内,若有人员由外至内或由内至外通过光电检测开关K2或K1时,必须重新开始等待8秒后,再自动进入关门过程,以保证人员安全通过。
2.6.2I/O地址分配表
输入\输出点
设备
功能
X0
开关SB0常开触点
启动
X1
按钮SB1常开触点
启动-表示K1
X2
按钮SB2常开触点
启动-表示K2
X3
行程开关开触点
停止电动机
X4
行程开关开触点
停止电动机
X5
热继电器常开触点
过载保护
Y0
正转接触器线圈触点
驱动电动机
Y1
反转接触器线圈触点
驱动电动机
Y2
指示灯HL1
电动机运行指示
Y3
指示灯HL2
关门等待状态指示
2.6.3元器件清单
设备名称
品牌与型号
数量
PLC
三菱FX2N-16MR
1
断路器
施耐德C65N
1
接触器
正泰CJX2-1210
2
热继电器
正泰JRS1-09
1
按钮
德力西LA2
3
指示灯
德力西LD11-22/20AC220V绿色
2
熔断器1
正泰RT28-1PX32
3
熔断器2
正泰RT14-4
1
2.6.4PLC接线图
2.6.5梯形图
梯形图1
梯形图2
2.6.6语句表
指令表1
指令表2
2.7单按钮单路启/停控制程序
2.7.1控制要求
单个按钮控制灯一盏,第一次按下时灯亮,第二次按下时灯灭,……,奇数次灯亮,偶数次灯灭。
2.7.2I/O地址分配表
2.7.3元器件清单
2.7.4PLC接线图
2.7.5梯形图
2.7.6语句表
2.8单按钮双路启/停控制程序
2.8.1控制要求
用一只按钮控制两盏灯,第一次按下时第一盏灯亮,第二次按下时第一盏灯灭,同时第二盏灯亮,第三次按下时第二盏灯灭,第四次按下时第一盏亮,如此循环。
2.8.2I/O地址分配表
2.8.3元器件清单
2.8.4PLC接线图
2.8.5梯形图
2.8.6语句表
2.9液体混合装置控制训练
液体混合装置控制。
系统图如图所示。
图液体混合装置系统图
2.9.1控制要求:
1、初始状态
此时各阀门关闭,容器是空的。
YV1=YV2=YV3=OFF
SL1=SL2=SL3=OFF
M=OFF
2、起动操作
按下起动按钮,开始下列操作:
YV1=ON,液体A流入容器;当液面到达SL3时,YV1=OFF,YV2=ON;
液体B流入容器,液面流入SL1时,YV2=OFF,M=ON,开始搅拌;
混合液体搅拌均匀后(设时间10秒),M=OFF,YV3=ON,放出混合液体;
当液体下降到SL2时,SL2从ON变为OFF,再过20秒后容器放空,关闭YV3,YV3=OFF;完成一个工作周期。
只要没按停止按钮,则自动进入下一操作周期。
3、停止操作
按一下停止按钮,则在当前混合操作周期结束后,才停止操作,使系统停止于初始状态。
2.9.2I/O端子接线图
I/O通道分配:
在了解系统工艺要求和控制要求后,首先要做I/O通道分配,即把已知的输入信号和输出信号分配给PLC的指定I/O端子,具体如下表:
I/O通道分配
分类
元件
端子号
作用
输入
SB1
0.00
起动按钮
SB2
0.01
停止按钮
SL1
0.02
液面高位传感器
SL2
0.03
液面低位传感器
SL3
0.04
液面中位传感器
输出
M
10.00
搅拌电动机
YV1
10.04
液体A流入电磁阀
YV2
10.05
液体B流入电磁阀
YV3
10.06
放出混合液体电磁阀
2.9.3梯形图
1.根据I/O通道分配情况,可画出PLC的I/O接线图,如下图所示:
2.梯形图
2.9.4工作过程
按启动按钮0.00,使锁存器211.15置为ON,211.15使211.00开始一个扫描周期,使锁存器10.04置位打开电磁阀YV1,是液体A流入容器,当液体上升到SL3时,0.04由OFF变为ON,211.04ON一个扫描周期,使10.04复位,关闭电磁阀YV1。
同时10.05置位,打开电磁阀YV2使液体B流入容器。
当液面上升到SL1时,0.02由OFF变为ON211.02ON一个扫描周期,使10.05复位,关闭电磁阀YV2。
同时使10.00置位,启动搅拌机M,此时启动定时器TIM000,10s后TIM000开始动作,使10.00复位,在10.00下降沿通过后沿微分指令DIFD使10.06置位,打开电磁阀YV3开始放出混合液体,当液面下降到SL2时,0.03由ON变为OFF,下降沿使211.03ON一个扫描周期,置位211.14,启动定时器TIM001,20s后使10.06复位,关闭电磁阀YV3,此时容器已放空。
自动循环进入下次工作。
若未按停止按钮0.01,则在TIM001的计时时间到时使10.04置位,自动进入下一操作周期。
当按下停止按钮时,0.01为ON,将锁存器211.15复位,不能使电磁阀YV1打开,系统执行完本周期操作,停留在初始状态。
2.9.5编辑和程序调试(输入点短接法)
5个输入点0.00到0.04均为OFF,4个输出继电器10.00,10.04,10.05,10.06的LED指示灯也均为OFF。
将0.00与电源负(-)端短接一下,随即断开,模拟按下起动按钮的操作,此时10.04的指示灯亮,相当于电磁阀YV1打开,液体A流人容器。
将0.03与电源负(-)端短接,注意:
短接后不要断开。
相当于液面已淹没液面传感器SL2。
将0.04与电源负(-)端短接,注意:
短接后不要断开。
相当于液面已淹没液面传感器SL3。
此时10.04的指示灯灭,相当于电磁阀YV1关闭,液体A停止流人;而10.05的指示灯亮,相当于电磁阀YV2打开,液体B开始流人容器。
将0.02与电源负(-)端短接,注意:
短接后不要断开。
相当于液面已淹没液面传感器SL1。
此时10.05的指示灯灭,相当于电磁阀YV2关闭,液体B停止流人;而10.00的指示灯亮,相当于搅拌电动机开始运行。
10秒后,10.00的指示灯灭,表示停止搅拌。
此时10.06的指示灯亮。
2.10闪光报警设计
2.10.1控制要求
当故障发生时,报警指示灯闪烁,报警电铃或蜂鸣器响。
操作人员知道故障发生后,按消铃按钮,把电铃关掉,报警指示灯从闪烁变为常亮。
故障消失后,报警灯熄灭。
另外还应设置试灯、试铃按钮,用于平时检测报警指示灯和电铃的好坏。
2.10.2I/O地址分配表
2.10.3元器件清单
2.10.4PLC接线图
2.10.5梯形图
2.10.6语句表
2.11电动机Y—Δ启动系统设计
按下启动按钮,电动机星形接法启动,经设定的时间间隔后,电动机自动改接为Δ联结方式正常运行;按下停止按钮,电动机停止运行。
(a)主电路(b)控制电路
图三相异步电动机Y-△减压起动控制电路原理图
2.11.1控制要求
Y-△形起动控制时的时序图如下图所示,当主接触器KM1与Y形接法接触器KM2同时接通时,电动机工作在Y形起动状态;而当主接触器KM1与Y形接法接触器KM3同时接通时,电动机就工作在△形正常运行状态。
由于PLC内部切换时间很短,必须由防火花的内部锁定。
TA为内部锁定时间。
当电动机绕组Y形切换到
形接法时,从KM2完全截止到KM3接通这段时间即为TA,其值过长过短都不好,应通过实验确定。
从KM3接通到KM1接通这段时间为TM,TM一般小于TA。
Y形起动时间为TS。
2.11.2I/O端子接线图
类别
元件
端子号
作用
输入
SB1
0.00
起动按钮
SB2
0.01
停止按钮
FR
0.02
热继电器的动断触点
输出
HL
10.00
电动机运行指示灯
KM1
10.01
定子绕组主接线器
KM2
10.02
定子绕组Y形联结
KM3
10.03
定子绕组三角形联结
2.11.3元器件清单
2.11.4PLC接线图
2.11.5梯形图
2.11.6语句表
按下按钮0.00,主接触器KM1与Y型接触器同时接通,电动机进行Y型启动,电动机运行指示灯HL1点亮,经过Ts后Y型运转结束,又经过TAs后电动机从Y型切换到△型接法,完成Y-△启动。
若要紧急停止按下SB2,则电动机停止运转。
断开电源,按I/O接线图接线,检查正确后再接通电源调试程序。
把程序设计好之后,与PLC连接之后观察其现象。
当按下起动按钮0.00时,运行指示(10.00)的线圈得电并自锁,同时定子电源KM1(10.01)、Y形起动(10.02)和内部辅助继电器(200.00)也得电并也保持自锁,但8秒之后定子电源KM1(10.01)和Y形起动(10.02)被TIM000的常闭触点断开同时TIM000的常开触点接通定时器TIM001并记时1秒,1秒后TIM001的常开触点将接通
形运行KM3(10.03)并使其自锁和TIM002(定时0.5秒)。
分别用10.02的常闭触点和10.03的常闭触点加在线圈10.03和10.02上实现互锁。
0.5秒之后再次接通运行指示(10.00),当按下停止按钮0.01时使所有程序全部停止(因为在每一步中都加有0.01的常闭触点)。
2.12啤酒灌装生产线设计
2.12.1控制要求
工业生产中有许多液体灌装生产流水线,大多是用PLC实现控制的。
我们以啤酒灌装生产系统为例,进行PLC设计。
啤酒灌装生产线系统结构示意图如图所示。
系统启动后,电动机带动传送带运动,空啤酒瓶随传送带运动,当系统检测到空啤酒瓶到设定位置后,装酒系统随传送带同速运动,同时开始装酒,在规定时间装酒结束,开始下一个酒瓶装酒过程。
当装完规定数量时,开始装箱动作,在规定时间装箱结束。
图啤酒灌装生产系统结构示意图
2.12.2I/O地址分配表
2.12.3元器件清单
2.12.4PLC接线图
2.12.5梯形图
C0>16时则为速度过高启动报警二
2.12.6语句表
REX
RH
RM
RL
转速编号
0
1
0
0
1
0
0
1
0
2
0
0
0
1
3
0
0
1
1
4
0
1
1
0
5
0
1
0
1
6
0
1
1
1
7
1
0
0
0
8
1
1
0
0
9
1
0
1
0
10
1
0
0
1
11
1
0
1
1
12
1
1
1
0
13
2.13组合灯闪烁控制训练
2.13.1控制要求
I0.0启动按钮;Q0.0~Q0.7分别连接8盏灯;I0.0启动5s后,Q0.0、Q0.7亮,10s后Q0.1、Q0.6亮,同时Q0.0、Q0.7灭;15s后Q0.2、Q0.5亮,同时Q0.1、Q0.6灭;20s后Q0.3、Q0.4亮,同时Q0.2、Q0.5灭;25s后Q0.3、Q0.4灭;30s后Q0.0、Q0.7又亮,如此循环;I0.1为停止按钮。
2.13.2I/O地址分配表
序号
符号
名称
规格型号
数量
1
KM1
交流接触器
DJX-9
1
2
KM2
交流接触器
DJX-9
1
3
KM3
交流接触器
DJX-9
1
4
KM4
交流接触器
DJX-9
1
5
KM5
交流接触器
DJX-9
1
6
KM6
交流接触器
DJX-9
1
7
KM7
交流接触器
DJX-9
1
8
KM8
交流接触器
DJX-9
1
9
KM9
交流接触器
DJX-9
1
10
SB1
动合开关
AC0.1-125V
1
11
SB2
动合开关
AC0.1-125V
1
2.13.3元器件清单
序号
符号
名称
规格型号
数量
1
KM1
交流接触器
DJX-9
1
2
KM2
交流接触器
DJX-9
1
3
KM3
交流接触器
DJX-9
1
4
KM4
交流接触器
DJX-9
1
5
KM5
交流接触器
DJX-9
1
6
KM6
交流接触器
DJX-9
1
7
KM7
交流接触器
DJX-9
1
8
KM8
交流接触器
DJX-9
1
9
KM9
交流接触器
DJX-9
1
10
SB1
动合开关
AC0.1-125V
1
11
SB2
动合开关
AC0.1-125V
1
2.13.4PLC接线图
2.13.5梯形图
2.13.6语句表
2.14长时间延时设计
2.14.1控制要求
I0.0为长延时启动按钮。
系统启动后开始48小时15分钟的长延时,48小时延时到则Q0.0输出指示H1,48小时15分钟延时时间到则Q0.1输出60s脉冲指示H2。
I0.1为长延时手动复位按钮。
2.14.2I/O地址分配表
2.14.3元器件清单
2.14.4PLC接线图
2.14.5梯形图
2.14.6语句表
2.15两台电动机自动和手动控制系统设计
2.15.1控制要求
在实际工程中,经常要用到多台电动自动和手动的切换,以满足工程的需要。
现有两台电动机M1、M2工作,有两种工作方式。
手动工作方式时,分别用两台电动机的启动、停止按钮控制M1、M2依次工作;选择自动控制方式时,按下启动按钮则两台电动机隔5s启动,按下停止按钮,两台电动机同时停止。
2.15.2I/O地址分配表
2.15.3元器件清单
2.15.4PLC接线图
2.15.5梯形图
2.15.6语句表
2.16不带参数子程序调用的编程训练
2.16.1控制要求
PLC的I0.0输入端子控制主程序中Q0.0输出闪烁信号,当I0.1输入接通时,调用子程序,I0.3控制Q0.3输出,I0.2控制Q0.2闪烁,I0.4输入控制子程序无条件返回。
2.16.2I/O地址分配表
2.16.3元器件清单
2.16.4PLC接线图
2.16.5梯形图
2.16.6语句表
2.17彩灯循环点亮—定时器中断程序设计
2.17.1控制要求
采用移位指令和定时器T96中断子程序控制Q0.0~Q0.7连接的8盏彩灯每隔1s依次亮灭。
设置T96定时器预设值为1s,并保证系统停止时不会有任何输出。
2.17.2地址分配表
本设计中,共有六个输入开关,9个LED输出,根据PLC外部接线图,我们能得出I/O分配表如表4-1所示。
输入
输出
启动按钮
X0
LED1
Y0
停止按钮
X1
LED2
Y1
闪烁1.0HZ开关
X2
LED3
Y2
闪烁0.5HZ开关
X3
LED4
Y3
单周期开关
X4
LED5
Y4
自动开关
X5
LED6
Y5
LED7
Y6
LED8
Y7
LED9
Y8
2.17.3元器件清单
序号
符号
名称
规格型号
数量
1
KM1
交流接触器
DJX-9
1
2
KM2
交流接触器
DJX-9
1
3
KM3
交流接触器
DJX-9
1
4
KM4
交流接触器
DJX-9
1
5
KM5
交流接触器
DJX-9
1
6
KM6
交流接触器
DJX-9
1
7
KM7
交流接触器
DJX-9
1
8
KM8
交流接触器
DJX-9
1
9
KM9
交流接触器
DJX-9
1
10
SB1
动合开关
AC0.1-125V
1
11
SB2
动合开关
AC0.1-125V
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2.17.4PLC接线图
根据系统总方框图和设计要求,基于PLC彩灯循环控制系统的外部接线图如图3-2。
X0是点动开关,X2、X3是一组单刀双掷开关,X4和X5是一组单刀双掷开关,指针指向那个开关,相应的设置就
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