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同学们大家好 下面我们学习第16讲
可编程控制器之二 在这一讲里向大家介绍
小型PLC控制系统的设计方法 顺序功能图
利用顺序功能继电器(SCR)编写程序
Step7-Microwin的窗口组成以及
Step7-Microwin的使用简介
下面介绍知识点16.1
小型PLC控制系统的设计方法
首先给大家介绍一下PLC控制系统设计的一般步骤
首先是要选机型
选机型是要根据控制工艺要求估算程序容量
结合控制方式与速度 输入输出点数
控制精度与分辨率等选择PLC的机型
一般的顺序控制系统
用PLC控制都可以满足要求
第二是要建立I/O分配表
就是要根据所选用的PLC的机型所给定的元件地址范围
比如说输入 输出 位存储器 定时器 计数器和数据区等
以及控制工艺要求
我们要确定受控对象与PLC之间的输入 输出关系
建立输入输出与外部元件的一个对应的表格
这个表格叫做I/O分配表
比如我们用PLC控制三相异步电动机
要实现起动 停车的控制
首先我们选好PLC以后
要给出来一个接线图
在这个接线图里边这块就是PLC
有两个按钮
分别是起动和停车按钮
它的输出Q0.0去控制电机的接触器
接触器再去控制电器的停止和运行
I/O分配表是这样的
前边一列是外部元件
外部元件就指的比如说按钮 触点
在这是两个按钮SW1 SW2
他们对应的PLC的输入元件分别为
SW1对应的是I0.0
SW2对应的是I0.1
输出是外部元件KM
就是控制电机的接触器
它是由Q0.0这个输出来控制的
这个就是I/O分配表
就是外部元件与PLC元件的一个对应关系表
第三是要绘制顺序功能图
如果控制系统比较小
程序就比较简单
我们可以使用经验法
来设计PLC的控制程序
我们可以结合一些基本的控制程序
将继电器接触器控制系统的梯形图转换成PLC的梯形图
或者是直接画出梯形图
如果程序比较复杂
要根据受控对象的控制要求以及相关的动作转换逻辑
绘制出顺序功能图
根据顺序功能图写出用户的梯形图程序或者是语句表程序
第四是要对用户程序进行调试
编写程序并且把程序下载到PLC当中
然后再运行PLC
观察输入和输出之间的关系是否满足控制要求
成功以后可以接入系统进行联机调试并且可以投入运行
这是设计PLC控制系统的一般步骤
下边给大家介绍几个比较简单的电路
首先给大家介绍起保停电路
起保停就是能够起动能够保持还能停车
就类似于电动机控制的起动 停车控制电路
首先我们要给出来PLC和外部元件的接线图
这个图就是刚才前边介绍的那个图
这个Q0.0就去控制电动机
它有两个输入按钮
一个是SW1和SW2
这两个按钮都是常开按钮
SW1对应I0.0
SW2对应I0.1
刚才I/O分配表里边已经给出来了
我们就可以根据控制要求可以画出来起保停电路
那么这个电路就非常类似于电动机的起保停的控制电路
这是起保停的程序
这个程序大家看是
I0.0对应的是起动按钮SW1
SW1这个按钮按下以后I0.0就是1
它与Q0.0的常开触点并联
后边来串联I0.1的一个常闭触点
再往后是输出到Q0.0
当SW2这个按钮如果是不按下的时候
I0.1是等于0
它的常闭触点就是接通的
首先大家看
如果是PLC起动以后
只有I0.1是接通的
这个颜色就代表这个触点是接通的
但是当你没有按下这两个按钮的时候
I0.0是断开的
这个Q0.0也是0
所以这个也是断开的
当你按下SW1的时候
这个时候I0.0接通
于是Q0.0是1
然后它的常开触点也变成了1
当松开SW1的时候
这个I0.0断开了
但是Q0.0仍然保持是1
于是这个能流是可以从这流过来能保持Q0.0是1的
这就类似于电动机控制电路的自锁
这个时候如果按下SW2
I0.1就变成了1
于是它的常闭触点就断开了
它一断开以后这个自锁就被打破
于是Q0.0就变成了0
于是Q0.0的常开触点就断开
这个自锁就被打破了
下边介绍另外一种起保停电路
这个电路使用了置位和清零指令
大家看第一行
I0.0是对应的是起动按钮
当按下启动按钮
I0.0就从0变成了1
就有一个上跳变
有一个上跳变那么这个上跳变指令就保持一个扫描周期的接通
于是它就为这个Q0.0就置位了
当Q0.0被置位以后
再去按这个SW1按钮
也就是说I0.0再由0变成了1
那么它就不起作用了
因为Q0.0已经被置位了
如果要停车
那么我们要按下SW2这个按钮
当按下这个按钮
I0.1就从0变成了1
于是它就有一个上跳变
通过上跳变指令
它保持一个扫描周期是接通的
于是清零指令就把这个Q0.0就给清零了
于是Q0.0就从1变成了0
电动机就停止运转了
所以这个起保停电路比刚才那个要简洁
这是它对应的语句表
第一行是载入I0.0
然后这个是上跳变
这个是为Q0.0这一位置位的这么一个语句
然后第二行LD 载入I0.1
然后上跳变
这个是为Q0.0这一位清零的这么一个语句
大家看这个停车按钮用的是常开按钮
其实停车按钮用常闭按钮更安全
因为如果说电动机已经开始运行了
但是发生了故障
这个时候我们需要紧急停车
如果这个常开按钮发生故障
那么你去按这个按钮
它就不会接通
如果发生这种故障的话
这个时候你就没有办法停车
你即使把这个按钮拆掉
断掉它的连线
这个时候仍然是不会停车的
所以说停车按钮用常开按钮实际上是不够安全的
最好是用常闭按钮去做停车按钮
也就是说我们可以把这个SW2由常开按钮变成常闭按钮
这个时候程序也要做一些变化
如果你这个停车按钮用的是常开按钮
它不动作也就是不按这个按钮的时候
I0.1是0
按下的时候I0.1是1
如果我们用常闭按钮去做停车按钮的话
那么不按这个按钮的时候
I0.1是1
按下这个按钮的时候I0.1是0
所以它们正好是相反的
于是对这个程序也要做一些变化
就像这个起保停电路
如果SW2是用的是常闭
那么在这应该是一个常开
它对应的语句表是
载入I0.0
然后再或Q0.0 这是自锁
然后再与I0.1再输出到Q0.0
相应的另外一种起保停电路是这样
I0.0这里是上跳变
这是为Q0.0置位的这么一个语句
这个要改成I0.1的常闭触点
然后再上跳变再是清零
所以这个输入这个按钮
由常开变成常闭的话
相应的程序里边它的触点都要由常开变成常闭
或者由常闭变成常开
下边介绍一个电动机起动后延时停车的电路
它的控制要求是
按下起动按钮以后电动机起动
运行1分钟以后能够自动停车
这样的话就要用到定时器
这是接线图
我们停车按钮用的是常闭按钮
I/O分配表示这样的
SW1给I0.0
SW2给I0.1
Q0.0是控制电动机的接触器
我们用T37做延时定时器
它的分辨率是100ms
这就是这个程序
这个程序的运行是这样的
如果是把这个程序下载到PLC里边
然后运行以后还没有起动
也就是还没有按起动按钮的时候
程序的状态是这样的
就是I0.1保持接通
因为这是一个常闭按钮的常开触点
T37这个常闭触点也是接通的因为它没有计时
这是自锁
当按下I0.0
按下以后当然就起动
这个时候电动机就开始运转
同时它起动T37的延时
所以这个时候T37是在延时
当T37延时到
T37就从0变成了1
于是T37的常闭触点就断开
自锁就被打破
于是就停车了
我们上边介绍的就是PLC控制系统的经验设计法
就是要根据已有的基本的控制程序
比如说起保停控制 延时控制等
并且要参照继电器-接触器控制电路
编写出符合控制工艺要求的梯形图控制程序
下边举个例子
我们用S7-200PLC实现电动机的正反转控制
首先给出主电路和继电器-接触器控制电路
那么就是这个电路
左边是主电路 右边是控制电路
下一步就是要参照着控制电路设计出来PLC的控制程序
这个是接线图
结合这个I/O分配表我们看一下
SB1是起动正转
它是一个常开按钮
SB2是起动反转
它也是一个常开
SB3是停车按钮
它用的是一个常闭
SB1接到了I0.0
SB2接到了I0.1
SB3接到了I0.2
Q0.1控制是正转
Q0.2控制是反转
在这加了互锁
这个是PLC控制程序以外的互锁
所以不管PLC的程序如何
能够保证正转和反转这两个接触器不同时接通
能够防止短路
这个是在PLC控制以外的热继电器
当电动机过热它会切断这个触点
我们结合这个继电器-接触器控制系统的控制电路
我们画出来PLC的控制程序
基本上它的结构是一样的
上边是继电器-接触器控制系统的控制电路
这是自锁 这是互锁
这也是互锁
再看下边PLC的控制程序
I0.0是起动正转
I0.1是起动反转
这个Q0.1和输出这个的Q0.1这是自锁
然后Q0.2和输出这个的Q0.2这是自锁
然后这个Q0.1大家看这是互锁
那么这个Q0.2这也是互锁
这个I0.2这是停车
它所对应的语句表是
载入I0.0
是从这开始的
然后再或Q0.1
然后再与I0.2的反
然后再与Q0.2的反
输出到Q0.1
然后下边载入I0.1
再或Q0.2
再与I0.2的反
再与Q0.1的反
再输出到Q0.2
所以这个程序的设计是参照已有的
继电器-接触器控制系统的控制电路稍作变换
比如说我们把停车分别串到了两行
如果说用一个停车
那么就会让这个控制电路变得复杂
下边我们再举个例子
利用经验法设计运料小车的PLC控制程序
这个图是运料小车的一个示意图
这个小车是在电动机的带动下可以右行
也可以左行
开始的时候小车是左行到A这一点
因为这一点是上料的位置
到了A这一点它要停车
停车是它碰到了ST1这一个行程开关以后
这个行程开关控制着这个小车让它停车
在A点停车有个延时
这个延时要让小车装满物料
满了以后停车时间到
小车就会自动右行
到B这一点以后
这有一个行程开关ST2
小车碰到ST2以后
小车自动停车
于是进行延时并卸料
当物料卸完以后
延时也到了
小车自动左行又到A这个位置又停车 延时 装料
然后再右行
就是这么一个循环的过程
下边是I/O分配表
我们是这么分配的
停止按钮用SB1
它给了I0.0 我们用的是常闭
起动正转 右行这个按钮是SB2
给了I0.1
起动反转这个叫SB3
这个给了I0.2
这是起动反转按钮
右限位ST2我们给了I0.3
左限位ST1我们给了I0.4
Q0.1去控制正转接触器KM1
Q0.2去控制反转接触器KM2
因为在A B两个点都要延时
所以我们用两个定时器T33和T34进行定时
B点用的定时器是T33
A点用的定时器是T34
它们两个的分辨率都是10ms
这个就是整个的控制程序
这个程序看起来比较复杂
但是是从最基本的控制程序逐渐搭建起来的
大家看这里边其实就是电动机的正反转控制
I0.1是正转起动
I0.2是反转起动
然后Q0.1这是Q0.1这是自锁
Q0.2这是Q0.2也是自锁
然后这有一个Q0.2的常闭触点
这有一个Q0.1的常闭触点
这是互锁
I0.0 I0.0这是停车
这有一个I0.2
这是I0.2的常闭触点
这个是I0.1的一个常闭触点
这个是为了能够直接的正转或者反转
不经过停车
这个是两头停车
当小车右行达到B点的时候
它就会碰到ST2这个行程开关
于是I0.3就断掉了
于是它就在B这个位置就停车了
当它往左走到A这个位置的时候
I0.4就这个常闭就断掉了
断掉它的右行也就停车了
所以这两个常闭触点就保证它在B点和A点停车
大家看这个是B点的定时
当这个小车到B点
小车碰到了ST2这个行程开关
它就接通了
它接通以后小车停在这个位置
于是就起动T33这个定时
这个定时的时间是1分钟
它的分辨率是10ms
预设值是6000
当它在B点定时到了以后
T33这个触点就接通了
于是它起动了反转
也就是从B点往A点运行
当小车到达A点的时候
I0.4这个常闭就断掉了
同时这个I0.4它是常开就接通
它接通以后就起动了T34的延时
它也延时1分钟
小车在A点停车1分钟以后
T34接通
于是小车又开始往右运转
经验设计法它有它的缺点
第一设计程序主要是参照继电器-接触器控制电路
它不能体现PLC编程的优点和优势
第二程序设计方法不规范
无章可循
就是说拿到一个控制要求以后
想不出来这个程序应该怎么写
第三是所设计的程序各部分不独立
所以说你要修改程序的功能是非常困难的
也是难以维护的
我们后边将介绍PLC程序的规范设计法
利用顺序功能图的设计方法
-1.1 电路变量及方向
--作业
-1.2 基尔霍夫定律
--作业
-1.3 电路元件
--作业
-1.4 两种电源的等效互换
--作业
-1.5 支路电流法
--作业
-1.6 节点电位法
--作业
-2.1 叠加定理
--作业
-2.2 等效电源定理之戴维宁定理
--作业
-2.3 等效电源定理之诺顿定理
--作业
-2.4 含受控源电路的分析方法
--作业
-3.1 SPICE电路文件
-第3讲 电路仿真软件SPICE--3.1 SPICE电路文件
-3.2 元件语句
-第3讲 电路仿真软件SPICE--3.2 元件语句
-3.3 直流分析与输出语句
-第3讲 电路仿真软件SPICE--3.3 直流分析与输出语句
-3.4 子电路与模型语句
-3.5 Aim-spice使用方法
-4.1 正弦交流电路的概念
-第4讲 正弦交流电路基础--4.1 正弦交流电路的概念
-4.2 正弦量的相量表示法
-第4讲 正弦交流电路基础--4.2 正弦量的相量表示法
-4.3 纯电阻交流电路
-第4讲 正弦交流电路基础--4.3 纯电阻交流电路
-4.4 纯电感交流电路
-第4讲 正弦交流电路基础--4.4 纯电感交流电路
-4.5 纯电容交流电路
-第4讲 正弦交流电路基础--4.5 纯电容交流电路
-5.1 RLC串联的交流电路
-第5讲 正弦交流电路的分析方法--5.1RLC串联的交流电路
-5.2 交流电路的一般分析方法
-第5讲正弦交流电路的分析方法--5.2交流电路的一般分析方法
-5.3 功率因数的提高
-第5讲 正弦交流电路的分析方法--5.3 功率因数的提高
-5.4正弦信号源与.tran分析语句
-第5讲--5.4正弦信号源与.tran分析语句
-6.1 串联谐振
--作业
-6.2 并联谐振
--作业
-6.3 电路的频率特性
--作业
-6.4 ac交流扫描分析语句及其应用
--作业
-6.5 RLC电路的串联谐振实验
--6.5Video
-7.1 三相交流电源
-第7讲 三相交流电路--7.1 三相交流电源
-7.2 负载星形连接的三相电路分析
-第7讲 三相交流电路--7.2 负载星形连接的三相电路分析
-7.3 负载三角形连接的三相电路分析
-第7讲 三相交流电路--7.3 负载三角形连接的三相电路分析
-7.4 三相电路功率
-第7讲 三相交流电路--7.4 三相电路功率
-7.5 安全用电常识
-7.6 用SPICE分析三相电路
-第7讲 三相交流电路--7.6 用SPICE分析三相电路
-7.7 三相电路实验
--Video
-8.1 非正弦周期交流信号的分解
--作业
-8.2 非正弦周期交流电路的分析计算
--作业
-8.3 有效值和平均功率
--作业
-8.4 用Spice分析非正弦交流电路
--作业
-9.1 换路定理与初始值的确定
--作业
-9.2 过渡过程的经典分析方法
-第9讲 电路的过渡过程之一--9.2 过渡过程的经典分析方法
-9.3过渡过程的三要素分析法
-第9讲 电路的过渡过程之一--9.3过渡过程的三要素分析法
-9.4 过渡过程的叠加分析方法
-第9讲 电路的过渡过程之一--9.4 过渡过程的叠加分析方法
-10.1 微分电路、积分电路与脉冲激励下的RC电路
-第10讲--10.1微分电路、积分电路与脉冲激励下的RC电路
-10.2 含有多个储能元件的一阶电路
-第10讲--10.2含有多个储能元件的一阶电路
-10.4 用Spice分析电路的过渡过程
-第10讲 --10.4 用Spice分析电路的过渡过程
-10.5 RC电路的过渡过程
--Video
-11.1 磁场的物理量与磁性材料
-第11讲 磁路与变压器--11.1 磁场的物理量与磁性材料
-11.2 安培环路定律和磁路的欧姆定律
-第11讲磁路与变压器--11.2安培环路定律和磁路的欧姆定律
-11.3 交流铁芯线圈
-第11讲 磁路与变压器--11.3 交流铁芯线圈
-11.4 变压器的结果与工作原理
-第11讲 磁路与变压器--11.4 变压器的结果与工作原理
-11.5 变压器的额定值及特殊变压器
-第11讲 磁路与变压器--11.5变压器的额定值及特殊变压器
-11.6 用SPICE分析变压器电路
-第11讲 磁路与变压器--11.6用SPICE分析变压器电路
-12.1 Multisim主要窗口组件
-第12讲--12.1 Multisim主要窗口组件
-12.2 电路图的编辑与测试
-第12讲 --12.2电路图的编辑与测试
-12.3 元件库
--12.3
-第12讲 电路仿真软件Multisim--12.3 元件库
-12.4 测试仪表
-第12讲 电路仿真软件Multisim--12.4 测试仪表
-12.5 Multisim的分析功能
-第12讲 --12.5 Multisim的分析功能
-12.6 用Multisim分析电路举例
-13.1 预备知识
-第13讲 电动机--13.1 预备知识
-13.2 异步电动机的转动原理
-第13讲 电动机--13.2 异步电动机的转动原理
-13.3 三相异步电动机的结构和工作原理
--作业
-13.4 三相异步电动机的机械特性
-第13讲 电动机--13.4 三相异步电动机的机械特性
-13.5 三相异步电动机的使用
-第13讲 电动机--13.5 三相异步电动机的使用
-13.6 单相异步电动机简介
-14.1 常用低压电器
-14.2 电动机的启-保-停控制及电机的保护
--作业
-14.3 基本控制环节
--作业
-14.4 综合举例
--Video
-14.5 继电器-接触器控制系统实验
--Video
-15.1 可编程控制器的组成与工作原理
--作业
-15.2 S7-200 PLC程序设计基础
--作业
-15.3 位逻辑指令
--作业
-15.4 定时器指令与计数器指令
--作业
--第十五讲讲义
-16.1 小型PLC控制系统的设计方法
-第16讲--16.1小型PLC控制系统的设计方法
-16.2 顺序功能图
-第16讲 可编程控制器之二--16.2 顺序功能图
-16.3 利用顺序控制继电器（SCR）编写程序
-第16讲--16.3 利用顺序控制继电器（SCR）编写程序
-16.4 Step7-Microwin的窗口组成
-16.5 Step7-Microwin使用举例
-期末考试--电工技术期末考试
