(3)_星角降压启动控制线路的PLC改造

1编号：任课教师：教研室主任签字：授课日期授课班级课题名称：课题三星角降压启动控制线路的PLC改造教学目的：1.掌握星角降压启动控制线路工作原理及PLC改造方法；2.正确进行星角降压启动控制线路PLC改造的硬件接线。德育目标：引导学生逐渐树立较强的质量意识，发挥学生的创造力。教学重点：星角降压启动控制线路PLC改造的方法。教学难点：星角降压启动控制线路PLC改造的硬件接线。教学方法：讲授法、演示法、现场实习法课的类型：实习课教学过程：课前准备：1.准备实习设备、材料及教学用具；2.检查学生出勤情况，工具及劳动保护穿戴情况；3.集中学生注意力，准备讲授教学内容。安全教育:1.集体背诵安全操作规程；2.正确使用电工工具及仪表；3.按操作规程要求正确操作电器设备的运行。讲授新课：课题三星角降压启动控制线路的PLC改造一、S7-200PLC中定时器区简介定时器指令是PLC的重要基本指令，S7-200PLC共有三种定时器，即：接通延时定时器（TON）、断开延时定时器（TOF）和带有记忆接通延时定时器（TONR）。这些定时器分布于整个定时器区（T区）。S7-200PLC提供了256个定时器，定时器编号由T0～T255，各定时器的特性如下表所示。类型时基时间最大定时范围定时器编号TONR1ms32.767sT0，T6410ms327.67sT1～T4，T65～T68100ms3276.7sT5～T31，2T69～T95TONTOF1ms32.767sT32，T9610ms327.67sT33～T36，T97～T100100ms3276.7sT37～T63，T101～T2551、接通延时定时器（TON）指令接通延时定时器指令的梯形图如下图所示，由定时器标识符TON、定时器的启动信号输入端IN、时间设定值输入端PT和接通延时定时器编号构成。接通延时定时器指令的语句表如下图所示，由定时器标识符TON、定时器编号Tn和时间设定值PT构成。TnTONINPTTONTn，PT接通延时定时器的应用如下图所示。当定时器的启动信号I0.0断开时，定时器的当前值SV=0，定时器T37没有信号流流过，不工作。当T37的启动信号I0.0接通时，定时器开始计时，每过一个时基时间（100ms），定时器的当前值SV=SV+1。当定时器的当前值SV等于其设定值PT时，定时器的延时时间到了（100ms×10=1s），这时定时器的常开触点由断开变为接通（常闭触点由接通变为断开），线圈Q0.0有信号流流过。在定时器的常开触点状态改变后，定时器继续计时，直到SV=+32767（最大值）时，才停止计时，SV将保持+32767不变。只要SV≥PT值，定时器的常开触点就接通，如果不满足这个条件，定时器的常开触点应断开。当I0.0由接通变为断开时，则SV被复位清零（SV=0），T37的常开触点也断开，线圈Q0.0没有信号流流过。当I0.0由断开变为接通后，维持接通的时间不足以使得SV达到PT值时，T37的常开触点不会接通，线圈Q0.0不能有信号流流过。3100ms×10=1sT37(bit)Q0.0T37(SV)I0.0PT=10+32767二、星角降压启动控制线路的PLC改造由于交流异步电动机直接启动时启动电流很大，容易造成电动机出现故障。因此，一般对于容量较大的异步电动采用降压启动，以限制启动电流。Y-△降压启动是一种较为常见的启动方法，Y-△启动控制线路如下图所示，该线路适用于正常工作时定子绕组作△形连接的异步电动机。1、改造要求：用PLC改造正星角降压启动控制线路，并且进行安装与调试。M3L1L2L3QSFU1FU2KM1FRKM3KM2FRSB1SB2KTKM3KM1KM2KTKM3KM1KM3012345678PEV1W2V2U2W1U1KM2整定时间5s2、分析控制要求由图2-27所示控制线路可见，接触器KM2与KM3不能同时得电动作，否则三相电源短路。为此，电路中采用接触器常闭触点串接在对方线圈回路作电气联锁，使电路工4作可靠。时间继电器属于通电延时型时间继电器，控制电动机Y形连接降压启动的时间。时间继电器KT不能作为PLC的输出量分配接线端子，应该利用PLC内部的接通延时定时器指令（TON）实现定时功能。所以在本任务中我们将重点学习S7-200PLC中定时器指令的应用。三、星角降压启动控制线路PLC改造的实施1、I/O分配根据任务分析，对输入量、输出量进行分配如下：输入量输出量热继电器（FR）I0.0电源接触器（KM1）Q0.0停止按钮（SB1）I0.1角接接触器（KM2）Q0.1启动按钮（SB2）I0.2星接接触器（KM3）Q0.22、绘制PLC硬件接线图根据控制线路图及I/O分配绘制PLC硬件接线图，正确进行接线操作。1L1MQ0.0Q0.1I0.0I0.1I0.2NLCPU226······～FU2QSAC220VAC220VKM2KM3KM3KM2SB1SB2FRKM1Q0.2DC24VL+MPENLFU13、设计梯形图程序5四、其它定时器的应用及定时器的扩展1、断开延时定时器（TOF）指令断开延时定时器指令的梯形图如下图所示，由定时器标识符TOF、定时器的启动信号输入端IN、时间设定值输入端PT和TOF定时器编号Tn构成。断开延时定时器指令的语句表如下图所示，断开延时定时器由定时器标识符TOF、定时器编号Tn和时间设定值PT构成。TnTOFINPTTOFTn，PT断开延时定时器指令的应用如下图所示。当定时器的启动信号I0.0接通时，定时器的当前值SV=0，定时器T33有信号流流过，定时器不计时，其常开触点由断开变为接通，线圈Q0.0有信号流流过。当T33的启动信号I0.0断开时，定时器线圈没有信号流流过，定时器开始计时，每过一个时基时间（10ms），定时器的当前值SV=SV+1。当定时器的当前值SV等于其设定值PT时，定时器的延时时间到了（10ms×100=1s），定时器停止计时，SV将保持不变；这时定时器的常开触点由接通变为断开，线圈Q0.0没有信号流6流过。10ms×100=1sI0.00.6sT33(SV)PT=100T33(bit)Q0.02、带有记忆接通延时定时器（TONR）指令带有记忆接通延时定时器指令的梯形图如下图所示，由定时器标识符TONR、定时器的启动信号输入端IN、时间设定值输入端PT和TONR定时器编号Tn构成。带有记忆接通延时定时器指令的语句表如下图所示，由定时器标识符TONR、定时器编号Tn和时间设定值PT构成。TnTONRINPTTONRTn，PT带有记忆接通延时定时器的应用如下图所示，其工作原理与接通延时定时器大体相同。带有记忆接通延时定时器与接通延时定时器不同之处在于，带有记忆接通延时定时器的SV值是可以记忆的。当I0.0从断开变为接通后，维持的时间不足以使得SV达到PT值时，I0.0又从接通变为断开，这时SV可以保持当前值不变；I0.0再次从断开变为接通时，SV在保持值的基础上累积，当SV等于PT值时，T1的常开触点仍可由断开变为接通。只有复位信号I0.1接通时，定时器T1才能停止计时，其当前值SV被复位清零（SV=0），常开触点复位断开，线圈Q0.0没有信号流流过。T1(bit)Q0.0T1(SV)I0.0PT=1000.6s0.4sI0.11s73、使用定时器指令的注意事项：（1）.定时器的作用是进行精确定时，应用时要注意恰当地使用不同时基的定时器，以提高定时器的时间精度。（2）.定时器指令与定时器编号应保证一致，符合表2-1的规定，否则会显示编译错误。（3）.在同一个程序中，不能使用两个相同的定时器编号，否则会导致程序执行时出错，无法实现控制目的。4、定时范围的扩展方法S7-200PLC中定时器的最长定时时间为3276.7s，如果需要更长的定时时间，可以采用几个定时器延长定时范围。下图所示的电路中，I0.0断开时，定时器T37、T38都不能工作。I0.0接通时，定时器T37有信号流流过，定时器开始计时。当SV=18000时，定时器T37延时时间（0.5h）到了，T37的常开触点由断开变为接通，定时器T38有信号流流过，开始计时。当SV=18000时，定时器T38延时时间（0.5h）到了，T38的常开触点由断开变为接通，线圈Q0.0有信号流流过。这种延长定时范围的方法形象地称为接力定时法。I0.0Q0.01hT37(bit)0.5hT38(bit)8分配学生实习任务：1、任务名称：星角降压启动控制线路的PLC改造2、任务要求：（1）熟练掌握定时器指令。（2）熟练掌握星角降压启动控制线路的PLC改造（3）熟练掌握S7-200PLC的控制线路硬件接线。3、考核要求：(1)熟练掌握定时器指令。(2)熟练掌握星角降压启动控制线路的PLC改造(3)正确进行S7-200PLC的控制线路硬件接线。巡回指导：1、对正确使用STEP7-Micro/WIN32软件进行示范。2、对于S7-200PLC的控制线路硬件接线进行指导。总结指导：1、集中学生练习实际情况进行分类讲评。2、比较每个人操作的优缺点，编程技巧，总结出好的设计经验。课后回顾：9课日一：定时器指令的介绍及应用课日教学过程：一、组织教学1、检查学生出席情况及劳动保护穿戴情况；2、调动学生参与教学的积极性；3、随时注意实习课堂动向，控制好教学秩序。二、讲授新课1、讲解S7-200PLC中定时器区简介；；2、讲解接通延时定时器（TON）指令；三、实操训练安排1、安排第一组学生进行实操训练讲评第一组学生的实习完成情况2、安排第二组学生进行实操训练讲评第二组学生的实习完成情况讲评全班学生的实习情况并进行巩固练习（约50～60分钟）四、安全注意事项1、集体背诵安全操作规程；2、强调S7—200的硬件接线的安全注意事项。五、巡回指导1、对学生软件编程操作进行指导；2、对学生硬件接线进行检查指导。课日小结10课日二：星角降压启动控制线路的PLC改造课日教学过程：一、组织教学1、检查学生出席情况及劳动保护穿戴情况；2、调动学生参与教学的积极性；3、随时注意实习课堂动向，控制好教学秩序。二、讲授新课1、讲解控制要求；2、分析控制要求；三、实操训练安排1、安排第一组学生进行实操训练讲评第一组学生的实习完成情况）2、安排第二组学生进行实操训练讲评第二组学生的实习完成情况讲评全班学生的实习情况并进行巩固练习四、安全注意事项1、集体背诵安全操作规程；2、强调S7—200的硬件接线注意事项。五、巡回指导1、对学生硬件接线进行检查指导；2、对学生软件编程操作进行指导；3、对学生编程技巧进行指导。课日小结11课日三：星角降压启动控制线路PLC改造的实施课日教学过程：一、组织教学1、检查学生出席情况及劳动保护穿戴情况；2、调动学生参与教学的积极性；3、随时注意实习课堂动向，控制好教学秩序。二、讲授新课1、讲解I/O分配；2、绘制PLC硬件接线图；3、设计梯形图程序三、实操训练安排1、安排第一组学生进行实操训练讲评第一组学生的实习完成情况2、安排第二组学生进行实操训练讲评第二组学生的实习完成情况讲评全班学生的实习情况并进行巩固练习四、安全注意事项1、集体背诵安全操作规程；2、强调S7—200的硬件接线注意事项。五、巡回指导1、对学生硬件接线进行检查指导；2、对学生软件编程操作进行指导；课日小结12课日四：其它定时器的应用及定时器的扩展课日教学过程：一、组织教学1、检查学生出席情况及劳动保护穿戴情况；2、调动学生参与教学的积极性；3、随时注意实习课堂动向，控制好教学秩序。二、讲授新课1、讲解断开延时定时器（TOF）指令；2、讲解带有记忆接通延时定时器（TONR）指令；3、讲解使用定时器指令的注意事项三、实操训练安排1、安排第一组学生进行实操训练讲评第一组学生的实习完成情况2、安排第二组学生进行实操训练讲评第二组学生的实习完成情况讲评全班学生的实习情况并进行巩固练习（约50～60分钟）四、安全注意事项1、集体背诵安全操作规程；2、S7—200的硬件接线注意事项。五、巡回指导1、对学生软件编程操作进行指导