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刘浩高技师培训讲义
PLC基本电路的编程与案例
一、基本电路:
1.启、停电路:
自锁-并联线圈常开、互锁-串联线圈常闭(点动、点动连续);
例1:
为一台异步电动机正反转设计主电路与PLC程序,要求按钮、线圈双重联锁,画出PLC的I/O端子接线图,并写出梯形图程序。
例2:
设计出三相异步电动机即可点动又可连续运行的电气控制线路与PLC程序,画出PLC的I/O端子接线图,并写出梯形图程序。
2.多地控制:
启动按钮并联、停止按钮串联;
例3:
画出三相异步电动机三地控制(即三地均可起动、停止)的电气控制线路,画出PLC的I/O端子接线图,并写出梯形图程序。
3.顺控,顺启逆停:
串联常开,并联常闭;
例4:
为两台异步电动机设计主电路和控制电路,其要求如下:
⑴两台电动机互不影响地独立操作启动与停止;
⑵能同时控制两台电动机的停止;
⑶当其中任一台电动机发生过载时,两台电动机均停止;
画出PLC的I/O端子接线图,并写出梯形图程序
例5:
有两台三相异步电动机M1和M2,要求:
⑴M1启动后,M2才能启动;
⑵M2停止后,M1才能停止;
试作出PLC输入输出分配接线图,并编写梯形图控制程序。
4.延时:
5种定时器、断电延时、长延时(2个定时器、1个定时器1个计数器)、顺控延时;
例6:
1台电机M1,控制要求:
⑴按下按钮M1启动;
⑵松开按钮M1延时10秒才能停止;
例7:
试用PLC设计满足下图所示波形的程序。
例8:
有一3台皮带运输机传输系统,分别用电动机M1、M2、M3带动,控制要求如下:
⑴按下起动按钮,先起动最末一台皮带机M3,经5S后再依次起动其它皮带机M3
M2
M1,正常运行时,M3、M2、M1均工作;
⑵按下停止按钮时,先停止最前一台皮带机M1,待料送完毕后再依次停止其它皮带机M1
M2
M3;
请:
(1)写出I/O分配表;
(2)画出梯形图图。
例9:
用结构化编程将继电器星-三角正反转电路转换成PLC控制,控制要求如下:
⑴控制三台电机;
⑵延时时间分别是5S、10S、20S。
5.计数:
长计数;
例10:
按钮SB1,按5下,指示灯亮,按钮SB2,指示灯灭,计数器复位。
6.振荡电路:
CPU固定、占空比;
例11:
按钮SB1,按3下,指示灯以1HZ闪烁;
按5下,指示灯以5HZ闪烁;
按6下,指示灯常亮;
按7下,指示灯灭,重复以上过程。
7.单按钮启停:
计数、脉冲;
例12:
1个按钮控制启停,按第1下启动,按第2下停止,第3次…。
例13:
单按钮双路单双通控制;
要求:
使用一个按钮控制两盏灯,第一次按下时第一盏灯亮,第二盏灯灭;第二次按下时第一盏灯灭,第二盏灯亮;第三次按下时两盏灯都亮;第四次按下时两盏灯都灭。
按钮信号X1,第一盏灯信号Y1,第二盏灯信号Y2。
8.优先、报警;
例14:
设计抢答器PLC控制系统。
控制要求:
⑴抢答台A、B、C、D,有指示灯,抢答键;
⑵裁判员台,指示灯,复位按键;
⑶抢答时,有2S声音报警。
例15:
设计3台电机,M1、M2、M3,手动/自动运行:
⑴手动状态下,3台电机分别可以单独启停;
⑵自动状态下,3台电机的启动M1--M2--M3延时10秒,3台电机的停止M3--M2—M1延时8秒;
⑶设计3台电机的I/O分配、注释、每台电机单独的过载保护(即一台过载即停止,并不影响其它电机)。
二、设计较复杂电路:
例16:
设计交通红绿灯PLC控制系统。
控制要求:
⑴东西向:
绿5S,绿闪3次,黄2S;红10S;
⑵南北向:
红10S,绿5S,绿闪3次,黄2S;
例17:
当开关X1断开,数码管显示为0,当开关X1闭合,数码管依次显示为0—9,要求每1秒变化1次,反复循环。
例18:
两种液体混合装置控制系统
要求:
有两种液体A、B需要在容器中混合成液体C待用,初始时容器是空的,所有输出均失效。
按下启动信号,阀门X1打开,注入液体A;到达I时,X1关闭,阀门X2打开,注入液体B;到达H时,X2关闭,打开加热器R;当温度传感器达到60℃时,关闭R,打开阀门X3,释放液体C;当最低位液位传感器L=0时,关闭X3进入下一个循环。
按下停车按钮,要求停在初始状态。
启动信号X0,停车信号X1,H(X2),I(X3),L(X4),温度传感器X5,阀门X1(Y0),阀门X2(Y1),加热器R(Y2),阀门X3(Y3)
三、PLC与变频器综合应用:
例19:
用数字量控制如下曲线
⑴1个按钮控制启停,按第1下启动,按第2下停止,第3次。
。
。
。
。
。
;
⑵电机正转,指示灯以2HZ闪烁,电机反转以1HZ闪烁;
例20:
1.SB1一个按钮控制启停,按第1下启动,按第2下停止,第3次。
。
。
。
。
。
;
2.按钮SB2按一下,频率增加3HZ;
3.按钮SB3按一下,频率减少5HZ;
4.当频率增加到30HZ以上后,电机自动转为本地控制面板操作(BICO运用,本地/远程);
5.在本地控制面板操作变频器,使其增加频率,当频率增加大于38HZ以后,要求变频器输出继电器(19#,20#)延时2秒输出(BICO运用);
例21:
应用PLC控制五台电机的启、停。
设备:
一个启动按钮SB2,一个停止按钮SB3,一个紧急停止按钮SB1,
一面七段码显示屏和五台电机M1、M2、M3、M4、M5及其相应的电器元件等
要求:
1.当急停按钮SB1:
OFF时,正常启动电机。
第一次按启动按钮SB2:
ON(一次),第一台电机M1启动正常运行;第二次按启动按钮SB2:
ON(一次),第二台电机M2启动正常运行;第三次按启动按钮SB2:
ON(一次),第三台电机M3启动正常运行;...;第五次按启动按钮SB2:
ON(一次),第五台电机M5启动正常运行。
至此五台电机全部启动正常运转。
2.这时第一次按动停止按钮SB3:
ON(一次),先停止第五台电机M5,其它电机照常运行;第二次按动停止按钮SB3:
ON(一次),再停止第四台电机M4;第三次按动停止按钮SB3:
ON(一次),是停止第三台电机M3;…;第五次按动停止按钮SB3:
ON(一次),停止第一台电机M1。
至此五台电机全部停止运行。
3.在任何正常情况下,若按动停止按钮SB3一次都是对所有正在运行电机的编号选最大的先停止运行,其它状态不变;若按启动按钮SB2一次都是对所有没有运行电机的编号选最小的先启动。
4.当急停按钮SB1:
ON时,所有电机都停止运行,启动无效。
5.用七段码随时显示正在运行的电机个数。
例22:
全自动洗衣机按下图所示控制流程工作,PLC送电,系统进入初始状态,准备好起动。
1.起动时开始进水,水位到达高水位时停止进水;
2.2秒后开始洗涤正传,洗涤正传15S,暂停3S;洗涤反转15S后,暂停3S为一次循环,若小循环不足3次,则返回洗涤正转;若小循环达3次,则开始排水。
3.水位下降到低水位时开始脱水(打开制动器,电机正转)并继续排水。
4.脱水10S即完成一次大循环。
大循环不足3次,则返回进水,进行下一次大循环。
若完成3次大循环,则进行洗完报警。
5.报警10S结束全部过程,自动停机。
用变频器驱动电动机,洗涤时变频器输出频率正转为35Hz,反转为25Hz,其加减速时间分别为2S、1S。
输入:
启动按钮、停止按钮、高水位、低水位
输出:
电机正转、电机反转、制动器、进水阀、排水阀、报警灯
例23:
S7-300与MM440变频器采用Profibus-DP调速,正转30HZ,反转35HZ.
1.Profibus-DP介绍:
PROFIBUS–DP的DP即DecentralizedPeriphery(分布式外围设备)。
它具有高速低成本,用于设备级控制系统与分散式I/O的通信。
它与PROFIBUS-PA(ProcessAutomation)、PROFIBUS-FMS(FieldbusMessageSpecification)共同组成了PROFIBUS标准。
Profibus是作为德国国家标准DIN19245和欧洲标准prEN50170的现场总线。
ISO/OSI模型也是它的参考模型。
由Profibus-Dp、Profibus-FMS、Profibus-PA组成了Profibus系列。
DP型用于分散外设间的高速传输,适合于加工自动化领域的应用。
FMS意为现场信息规范,适用于纺织、楼宇自动化、可编程控制器、低压开关等一般自动化,而PA则是用于过程自动化的总线类型,它遵从IEC1158-2标准。
该项技术是由西门子公司为主的十几家德国公司、研究所共同推出的。
它采用了OSI模型的物理层、数据链路层,由这两部分形成了其标准第一部分的子集,DP型隐去了3~7层,而增加了直接数据连接拟合作为用户接口,FMS型只隐去第3~6层,采用了应用层,作为标准的第二部分。
PA型的标准目前还处于制定过程之中,其传输技术遵从IEC1158-2
(1)标准,可实现总线供电与本质安全防爆。
Profibus的传输速率为9.6K~12Mbps,最大传输距9.6K~187.5Kbps时为1000m,500Kbps时为400m,1500Kbps时为200m,3000K~12000Kbps时为100m,可用中继器延长至10km。
其传输介质可以是双绞线,也可以是光缆,最多可挂接127个站点。
2.Profibus-DP接线:
PROFIBUS接口是RS485串口,一般采用SUB-Dfemale的接口,其管脚定义为:
一般CPU或者CP板卡都采用该接口。
该接口外部的金属部分一般连接到CPU或者CP的内部的“PE”。
而当CPU安装在底板上时,其“PE”与底板是连通的,此时如果将安装底板在电气柜内做接地处理,则该SUB-D接口的外部金属部分也是接地的。
标准PROFIBUS电缆为屏蔽双绞电缆,其中数据线有两根:
A-绿色
和B-红色,分别连接DP接口的管脚3(B)和8(A),电缆的外部
包裹着编织网和铝箔两层屏蔽,最外面是紫色的外皮(图1)。
塑料与玻璃光纤
光纤通讯具有很多优点,比如传输距离远,抗电磁干扰性好,且
光纤尺寸小,重量轻,耐腐蚀性好,便于敷设等。
当然也有缺点:
光
纤弯曲半径不能过小,光纤连接处及终端不容易处理等等。
按光在光纤中的传输模式不同,光纤可分为单模光纤和多模光纤
终端电阻
PROFIBUS电缆的两端应该连接终端电阻。
终端电阻是为了消除在
通信电缆中的信号反射在通信过程中,有两种原因导致信号反射:
阻
抗不连续和阻抗不匹配。
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