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Word文档下载推荐.docx

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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

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Y00