课题二基本控制指令应用之任务2三相异步电动机正反转控制精.docx
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课题二基本控制指令应用之任务2三相异步电动机正反转控制精.docx
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课题二基本控制指令应用之任务2三相异步电动机正反转控制精
课题二基本控制指令应用
任务2三相异步电动机正反转控制
知识目标:
1.掌握ORB、ANBMPS、MRD、MPP等基本驱动指令的功能及应用。
2.掌握梯形图的编程原则。
能力目标:
1.会根据控制要求,能灵活地运用经验法,通过基本指令或多重输出指令实现三相异步电动机正反转控制的梯形图程序设计。
2.能通过三菱GX-Developer编程软件,采用指令语句表输入法输入指令,并通过仿真软件采用逻辑梯形图测试的方法,进行仿真。
然后将仿真成功后的程序下载写入到事先接好外部接线的PLC中,完成控制系统的调试。
如图2-2-1所示是复合联锁接触器控制三相异步电动机正反转控制电路。
本任务内容就是:
用PLC控制系统来实现如图2-2-1所示的三相交流异步电动机的正反转控制,其控制的时序图如图2-2-2所示。
图2-2-1复合联锁接触器正反转控制电路
图2-2-2电动机正反转控制时序图a)正转运行b)反转运行
任务控制要求:
(1)能够用按钮控制三相交流异步电动机的正、反转启动和停止。
(2)具有短路保护和过载保护等必要的联锁保护措施。
(3)利用PLC基本指令中的块及多重输出指令来实现上述控制。
实施本次任务教学所使用的实训设备及工具材料可参考表2-2-1所示。
表2-2-1实训设备及工具材料
通过对如图2-2-1所示的继电器控制线路图和如图2-2-2所示的控制时序图分析,可知三相异步电动机的正反转控制原理为:
启动时,首先合上总电源开关QF,按下正转启动按钮SB2,接触器KM1线圈得电,其辅助常开触头闭合自锁,辅助常闭触头断开联锁,主触头闭合,电动机正转运行。
当需要反转时,只需按
下反转启动按钮SB3,接触器KM1线圈断电,KM1触头复位断开正向电源,接触器KM2线圈得电,其辅助常开触头闭合自锁,辅助常闭触头断开联锁,主触头闭合,电动机反转运行。
按下SB1为总停止按钮。
在本次任务学习时,应首先了解实现本次任务PLC控制的基本逻辑指令的功能及应用,以及PLC的软件系统及梯形图的编程原则。
然后根据控制要求,能灵活地运用经验法,按照梯形图的设计原则,将三相异步电动机正反转运行的继电控制电路转换成梯形图。
同时通过三菱GX-Developer编程软件,采用指令表输入法,输入控制程序的指令,在电脑荧屏上将指令表切换成梯形图,并通过仿真软件采用逻辑梯形图测试的方法,进行模拟仿真运行;最后将仿真成功后的程序下载,并写入到事先接好外部接线的PLC中,完成控制系统的调试。
一、基本指令(ORB、ANB、MPS、MRD、MPP)
1.电路块的并联与串联连接指令(ORB、ANB)
(1)指令的助记符和功能电路块的并联与串联连接指令的助记符和功能如表2-2-2所示
表2-2-2ORB和ANB指令的助记符及功能
(2)编程实例ORB指令和ANB指令编程应用时的梯形图及指令表见表2-2-3所示。
表2-2-3ORB指令和ANB编程应用时的梯形图及指令表
(3)关于指令功能的说明
1)2个或2个以上触点串联连接的电路块称为串联电路块。
将串联电路块作并联连接时,分支开始用LD、LDI指令,分支结束用ORB指令。
2)由一个或多个触点的串联电路形成的并联分支电路称为并联电路块,并联电路块在串联连接时,要使用ANB指令。
此电路块的起始要用LD、LDI指令,分支结束用ANB指令。
3)多个串联电路块作并联连接,或多个并联电路作串联连接时,电路块数没有限制。
4)在使用ORB指令编程时,也可把所需要并联的回路连贯地写出,而在这些回路的末尾连续使用与支路个数相同的ORB指令,这时的指令最多使用7次。
5)在使用ANB指令编程时,也可把所需要串联的回路连贯地写出,而在这些回路的末尾连续使用与回路个数相同的ANB指令,这时的指令最多使用7次。
2.多重输出指令(MPS、MRD、MPP)
多重输出是指从某一点经串联触点驱动线圈之后,再由这一点驱动另一线圈,或再经串联触点驱动另一线圈的输出方式。
多重输出指令(MPS、MRD、MPP)也叫栈操作指令。
(1)指令的助记符和功能多重输出指令的助记符和功能如表2-2-4所示表2-2-4多重输出指令的助记符及功能
(2)编程实例在编程时,需要将中间运算结果存储时,就可以通过栈操6
作指令来实现。
如三菱FX2N的PLC就提供了11个存储中间运算结果的栈存储器,使用一次MPS指令,当时的逻辑运算结果压入栈的第一层,栈中原来的数据依次向下一层推移;当使用MRD指令时,栈内的数据不会发生变化,(即不上移或下移),而是将栈的最上层数据读出;当执行MPP指令时,将栈的最上层数据读出,同时该数据从栈中消失,而栈中其他层的数据向上移动一层,因此也称为弹栈。
如图2-2-3所示就是栈操作指令用于多重输出的梯形图的情况分析。
图2-2-3栈存储器和多重输出程序
a)栈存储器b)梯形图c)指令表
编程实例一:
一层堆栈编程,如图2-2-4所示。
图2-2-4一层堆栈编程
a)梯形图b)指令表
编程实例二:
二层堆栈编程,如图2-2-5所示。
图2-2-5二层堆栈编程
a)梯形图b)指令表
(3)关于指令功能的说明
1)MPS指令用于分支的开始处;MRD指令用于分支的中间处;MPP指令用于的结束处。
2)MPS、MRD和MPP指令均为不带操作元件指令,其中MPS和MPP指令必须配对使用。
3)由于三菱FX2N的PLC就提供了11个栈存储器,因此MPS和MPP指令连续使用的次数不得超过11次。
一、通过对本任务控制要求分析,分配输入点和输出点,写出I/O通道地址分配表
根据任务控制要求,可确定PLC需要3个输入点,2个输出点,其I/O通道分配表见表2-2-5所示。
表2-2-5I/O通道地址分配表
二、画出PLC接线图(I/O接线图)PLC接线图如图2-2-6所示。
图2-2-6正反转控制I/O接线图
在设计正反转控制I/O接线图时,由于PLC的扫描周期和接触器的
动作时间不匹配,只在梯形图中加入“软继电器”的互锁会造成Y000虽然断开,可能接触器KM1还未断开,在没有外部硬件联锁的情况下,接触器KM2会得电动作,主触头闭合,会引起主电路电源相间短路;同理,在实际控制过程中,当接触器KM1或接触器KM2任何一个接触器的主触头熔焊时,由于没有外部硬件的联锁,只在梯形图中加入“软继电器”的互锁还会造成主电路电源相间短路。
三、程序设计
根据I/O通道地址分配表及图2-2-2所示的控制时序图可知,当按下正转启动按钮SB2时,输入继电器X001接通,输出继电器Y000置1,接触器KM1线圈得电并自保,主触头闭合,电动机正转连续运行。
若按下停止按钮SB1时,输入继电器X000接通,输出继电器Y000置0,接触器KM1线圈断电,主触头断开,电动机停止运行;当按下反转启动按钮SB3时,输入继电器X002接通,输出继电器Y001置1,接触器KM2线圈得电并自保,主触头闭合,电动机反转连续运9
行。
若按下停止按钮SB1时,输入继电器X000接通,输出继电器Y000置0,接触器KM2线圈断电,主触头断开,电动机停止运行。
从图2-2-1所示的继电器控制电路可知不但正反转按钮实现了互锁,而且正反转接触器之间也实现了联锁。
结合以上的编程分析及所学的启—保—停基本编程环节和栈操作指令,可以通过下面两种方案来实现PLC控制电动机正反转连续运行电路的要求。
设计方案一:
直接用启—保—停基本编程环节进行设计
启—保—停基本编程环节实现电动机正反转运行控制的梯形图如图2-2-7所示。
图2-2-7利用启—保—停基本编程环节设计的电动机正反转运行控制的梯形图
此设计方案通过在正转运行支路中串入X002和Y001的常闭触点,
在反转运行支路中串入X001和Y000的常闭触点来实现按钮和接触器的互锁。
设计方案二:
利用栈操作指令进行设计
利用栈操作指令进行设计实现电动机正反转运行控制的梯形图及指令表如图2-2-8所示。
图2-2-8栈操作指令实现电动机正反转运行控制
a)梯形图b)指令表
四、程序输入及仿真运行
1.程序输入
(1)梯形图输入法
启动MELSOFT系列GXDeveloper编程软件,首先创建新文件名,并命名为“启—保—停基本编程环节实现电动机正反转运行控制”,选择PLC的类型为“FX2N”,运用上一个任务所学的梯形图输入法,输入图2-2-7所示的梯形图,梯
形图程序输入过程在此不再赘述。
(2)指令输入法。
采用指令输入法进行程序输入的方法及步骤如下:
1)启动MELSOFT系列GXDeveloper编程软件,首先创建新文件名,并命名为“栈指令实现电动机正反转运行控制”,选择PLC的类型为“FX2N”;首先进
入如图2-2-9所示梯形图编程画面,然后单击左下角工具栏中的“梯形图/列表显示切换”图标,进入如图2-2-10所示的指令表编程画面。
图2-2-9梯形图编程画面
图2-2-10指令表编程画面
2)指令表的输入。
在图2-2-10所示的指令表编程画面中,依次输入如图2-2-5b所示中的指令表。
指令输入的方法是:
首先在计算机键盘上键入LDI指令,会出现如图2-2-11所示的“列表输入”对话框,接着按空格键,然后输入X000,最后单击列表输入框内的“确定”或按回车键“Enter”,会出现如图2-2-12所示的画面。
图2-2-11指令表的输入画面
图2-2-12指令输入后画面
运用上述指令输入法依次将如图2-2-5b所示指令表中的指令输入完毕,将得到如图2-2-13所示的画面。
然后再次单击左下角工具栏中的“梯形图/列表显示切换”图标,会返回梯形图编程画面,画面中会自动出现如图2-2-14所示的栈操作指令实现的三相异步电动机正反转控制的梯形图。
图2-2-13指令表输入完成画面
图2-2-14由指令表输入画面切换到的梯形图编程画面
2.程序保存只需单击工具栏上的工程保存“
3.仿真运行
(1)仿真软件的启动。
首先单击“梯形图逻辑测试起动/结束”图标
“先进入程序写入状态,然后进入梯形图逻辑测试状态,如图2-2-15所示。
”,”图标,即可对所编的程序进行保存。
图2-2-15梯形图逻辑测试状态画面
(2)软元件测试。
将鼠标移至显示屏画面任意一个空白处,然后单击鼠标右键,会出现如图2-2-16的画面,然后选择并左键单击对话框中的“软元件测
试”,将出现如图2-2-17的画面。
图2-2-16软元件测试选择画面
图2-2-17软元件测试对话框
1)正转控制仿真测试。
在如图2-2-17所示的软元件测试对话框里的位软元件栏的软元件框中输入X001
后,单击“
点闭合,X001常闭触点断开,然后再单击“”的图标,此时X001常开触”的图标此时X001常开触点和常闭触点复位,相当于在PLC输入端,按下正转启动按钮SB2,给PLC输入正转启动信号,此时输出继电器Y000线圈得电,Y000常开触点接通自保,Y000常闭触点断开互锁,同时PLC输出端的Y000接线柱有信号输出,如果在Y00015
端子上接有接触器KM1的话,接触器KM1线圈将得电,如图2-2-18所示。
图2-2-18正转控制仿真测试
2)停止控制仿真测试。
在软元件测试对话框里的位软元件栏的软元件框中输入X000
后,单击“”的图标此时X000常闭触点断开,相当于在PLC输入端,按下停止按钮SB1,给PLC输入停止信号,此时输出继电器Y000线圈失电,Y000常开触点断开,Y000常闭触点复位闭合,同时PLC输出端的Y000接线柱输出信号中断,如果在Y000端子上接有接触器KM1的话,接触器KM1线圈将断电得电,然后再单击“”的图标,此时X000常闭触点复位,为反转启动或下一次启动做准备,如图2-2-19所示。
图2-2-19停止控制仿真测试
3)反转控制仿真测试。
其仿真测试的方法同正转控制仿真测试方法一样,只是在软元件对话框里的位软元件栏的软元件框中输入的是X002。
4)结束仿真测试。
只要关闭软元件测试对话框,然后再单击“梯形图逻辑测试起动/
结束”图标“”,会出现“停止梯形图逻辑测试”的对话框,此时只要单击对话框中的“确定”,就可结束梯形图的仿真逻辑测试,如图2-2-20所示。
图2-2-20结束梯形图逻辑测试
4.程序下载
(1)PLC与计算机连接。
使用专用通信电缆RS-232/RS422转换器将PLC的编程接口与计算机的COM1串口连接。
(2)程序写入。
首先接通系统电源,将PLC的RUN/STOP开关拨到“STOP”的位置,然后通过MELSOFT系列GXDeveloper软件中的“PLC”菜单的“在线”栏的“PLC写入”,就可以把仿真成功的程序写入的PLC中。
五、线路安装与调试
(1)根据如图2-2-6所示的PLC接线图(I/O接线图),画出三相异步电动机PLC控制系统的电气安装接线图,如图2-2-21所示。
然后按照以下安装电路的要求在如图2-2-22所示的模拟实物控制配线板上进行元件及线路安装。
(2)安装电路
1)检查元器件。
根据表2-2-1所示配齐元器件,检查元器件的规格是否符合要求,并用万用表检测元器件是否完好。
2)固定元器件。
固定好本任务控制所需元器件。
3)配线安装。
根据配线原则和工艺要求,进行配线安装。
4)自检。
对照接线图检查接线是否无误,再使用万用表检测电路的阻值是否与设计相符。
图2-2-21三相异步电动机正反转运行PLC控制系统接线图
图2-2-22三相异步电动机正反转运行控制系统安装效果图
(3)通电调试
1)经自检无误后,在指导教师的指导下,方可通电调试。
2)首先接通系统电源开关QF2,将PLC的RUN/STOP开关拨到“RUN”的位置,然后通过计算机上的MELSOFT系列GXDeveloper软件中的“监控/测试”监视程序的运行情况,再按照表2-2-6所示进行操作,观察系统运行情况并做好记录。
如出现故障,应立即切断电源,分析原因、检查电路或梯形图,排除故障后,方可进行重新调试,直到系统功能调试成功为止。
表2-2-6程序调试步骤及运行情况记录表
在进行三相异步电动机正反转运行控制的梯形图程序设计、上机编程、模拟仿真及线路安装与调试的过程中,时常会遇到如下问题:
问题1:
在设计正反转控制I/O接线图时,往往遗漏接触器KM1和KM2的接触器的外部联锁,如图2-2-23所示。
图2-2-23错误的正反转控制I/O接线图
后果及原因:
在设计正反转控制I/O接线图时,由于PLC的扫描周期和接触器的动作时间不匹配,只在梯形图中加入“软继电器”的互锁会造成Y000虽然断开,可能接触器KM1还未断开,在没有外部硬件联锁的情况下,接触器KM2会得电动作,主触头闭合,会引起主电路电源相间短路;同理,在实际控制过程中,当接触器KM1或接触器KM2任何一个接触器的主触头熔焊时,由于没有外部硬件的联锁,只在梯形图中加入“软继电器”的互锁会造成主电路电源相间短路。
预防措施:
在设计正反转控制I/O接线图时,为了防止接触器KM1或接触器KM2任何一个接触器的主触头熔焊时,造成主电路电源相间短路,必须进行PLC输出端外部硬件联锁。
问题2:
在运用指令表输入法编程时,当键入完指令助记符后没有按空格键就键入元件号。
后果及原因:
在运用指令表输入法编程时,当键入完指令助记符后没有按空20
格键就键入元件号,会出现如图2-2-24所示的画面,无法完成指令的输入。
图2-2-24错误的指令输入法
预防措施:
在运用指令表输入法编程时,当键入完指令助记符后应按空格键,然后再键入元件号、参数等。
对任务实施的完成情况进行检查,并将结果填入表2-1-7所示评分表内。
表2-2-7评分标准
PLC程序的创建,可以用梯形图输入法,也可以用指令表输入法。
在用指令表输入法创建程序时,要注意所键入的指令顺序,也就是PLC执行程序的顺序,即同一列从上而下,同一行从左到右。
如果键入指令的顺序弄错,则程序会出错。
1.进入指令表编辑窗口
当MELSOFT系列GXDeveloper编程软件被启动后,将鼠标移到下拉菜单中的“梯形图/列表显示切换”——“”图标,单击。
则出现指令表编辑屏幕,如图2-2-25所示。
图中从0行开始,准备接受指令表输入。
输入指令表时,不必键入序号,只需由键盘键入指令助记符以及元件号、参数即可。
图2-2-25创建指令表
2.创建指令表程序
(1)输入LD/LDI、AND/ANI、OR/ORI、OUT指令。
这些指令带一个或两个参数,在指令、元件号、以及参数之间,须按空格键。
每行指令输入完毕,按回车键,例如:
LDX0↙ORY1↙ANIX1↙OUTT0K20↙
键入指令前,指令表编辑屏幕有一蓝线条框行,当一键入指令,就会出现“列表输入”对话框,如图2-2-26所示。
在此框中键入指令、元件符号、参数,按回车键后,此对话框消失,在原位置上出现行号、指令元件号及参数,而蓝线条框会下移一行,等待下一条指令的输入。
图2-2-26指令的输入
(2)无操作参数指令的输入。
这些指令包括ANB、ORB、MPS、MRD、MPP、INV、NOP、RET、END等,这些指令无参数,只需由键盘键入指令并回车即可。
例如:
ANB↙ORB↙MPS↙MRD↙MPP↙INV↙NOP↙RET↙END↙
(3)输入SET/RST、MC/MCR、PLS/PLF。
这些指令有一个或二个参数,例如:
SETS20↙RSTC0↙PLSM1↙MCN0M10↙MCRN0↙
(4)应用指令的输入。
应用指令的指令表输入,直接由键盘键入应用指令助记符、参数即可。
在助记符与参数、参数与参数之间要按空格键。
例如:
MOVK100D10↙ZRSTM10M20↙SFTRX0M0K16K4↙
3.指令表与梯形图之间的切换
当指令表键入结束指令END并回车后,蓝线条框移到END之后一行,才可进行指令表与梯形图的切换。
在未达到END之前如进行切换,可能会因此失去程序语句而引致程序出错。
4.指令表的元件删除和修改
(1)删除。
将鼠标移到带删除的指令行,单击右键,会出现编辑对话框,如图2-2-27所示。
再将鼠标移到编辑对话框的“行删除”,单击删除命令,则蓝线条框所指示的程序行被删除,行号上移且重新排列。
图2-2-27指令表的元件删除
(2)插入。
将鼠标移到带插入的指令行,单击右键,会出现编辑对话框,再将鼠标移到编辑对话框的“行插入”,单击行插入命令,则蓝线条框所指示的程序行为NOP(空操作),如图2-2-28所示。
再按照指令表输入法从键盘中键入指令和参数,回车,则在此行位置上便出现所插入的程序行,而原先的程序行号下移。
图2-2-28指令表的元件插入
一、填空题(请将正确的答案填在横线空白处)
1.写出下列指令功能:
ORBANBMPSMRDMPP
2.在编程时,可把所需要并联的回路连贯地写出,而在这些回路的末尾连续使用与支路个数相同的指令,这时指令最多使用不超过次。
3.在编程时,可把所需要串联的回路连贯地写出,而在这些回路的末尾连续使用与回路个数相同的指令,这时指令最多使用不超过次。
4.MPS、MRD和MPP指令均为不带MPS和MPP指令必须配对使用。
5.由于三菱FX2N的PLC就提供了11个栈存储器,因此MPS和MPP指令连续使用的次数不得超过次。
二、选择题(将正确答案的序号填入括号内)
1.在编程时,也可把所需要并联的回路连贯地写出,而在这些回路的末尾连续使用与支路个数相同的ORB指令,这时指令最多使用()。
A.没有限制B.有限制C.七次D.八次
2.F系列可编程序控制器中的ORB指令用于()。
A.串联连接B.并联连接C.回路串联连接D.回路并联连接
3.F系列可编程序控制器中回路串联连接用()指令。
A.ANDB.ANIC.ORBD.ANB
三、判断题(在下列括号内,正确的打“√”,错误的打“×”)
1.()MPP指令用于分支的开始处;MRD指令用于分支的中间处;MPS指令用于的结束处。
2.()2个或2个以上触点串联连接的电路块称为串联电路块。
将串联电路块作并联连接时,分支开始用LD、LDI指令,分支结束用ANB指令。
3.()由一个或多个触点的串联电路形成的并联分支电路称为并联电路块,并联电路块在串联连接时,要使用ORB指令。
4.()多个串联电路块作并联连接,或多个并联电路作串联连接时,电路块数没有限制。
四、技能题
1.题目:
用PLC进行控制线路的设计,并进行安装与调试。
2.考核要求:
(1)按图2-2-29所示的继电控制电路的控制功能用PLC进行控制线路的设计,并且进行安装与调试.
(2)电路设计:
根据任务,设计主电路电路图,列出PLC控制I/O口(输入/输出)元件地址分配表,根据加工工艺,设计梯形图及PLC控制I/O口(输入/输出)接线图,并能仿真运行。
(3)安装与接线:
1)将熔断器、接触器、继电器、PLC装在一块配线板上,而将转换开关、26
按钮等装在另一块配线板上。
2)按PLC控制I/O口(输入/输出)接线图在模拟配线板上正确安装,元件在配线板上布置要合理,安装要准确、紧固,配线导线要紧固、美观,导线要进行线槽,导线要有端子标号。
(4)PLC键盘操作:
熟练操作键盘,能正确地将所编程序输人PLC;按照被控设备的动作要求进行模拟调试,达到设计要求。
(5)通电试验:
正确使用电工工具及万用表,进行仔细检查,通电试验,并注意人身和设备安全。
(6)考核时间分配:
1)设计梯形图及PLC控制I/O口(输入/输出)接线图及上机编程时间为90分钟;
2)安装接线时间为60分钟;
3)试机时间为5分钟。
图2-2-29继电控制电路
3.评分标准(参照表2-1-7)。
- 配套讲稿:
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- 特殊限制:
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- 关 键 词:
- 课题 基本 控制 指令 应用 任务 三相 异步电动机 反转