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项目三电机基本控制电路的改造任务一改造笼型电动机串电阻降压起动的控制电路如图3—1所示为笼型电动机定子绕组串电阻降压起动的控制电路，即用按钮、时间继电器和接触器等来控制电动机降压起动正转控制线路，现对其进行PLC改造。L1L2L3FU2FU1QSKM1M3~UVWKM1PESB1SB2FRKM1FRKM2KTKM2RKT图3—1串电阻降压起动的控制电路图1．定时器定时器相当于继电器电路中的时间继电器，可在程序中作延时控制。FX2系列可编程控制器定时器具有四种类型。如表3－1所示。表3－1类型时基时间（ms）定时范围(s)定时器编号定时器（T）1000.1～3276.7T0～T199（200点）100.01～327.67T200～T245(46点)1（积算）0.001～32.767T246～T249(4点)100（积算）0.1～3276.7T250～T255(6点)可编程控制器中的定时器是根据时钟脉冲累积计时的，时钟脉冲有1ms、10ms、100ms等不同规格。（定时器的工作过程实际上是对时钟脉冲计数）因工作需要，定时器除了占有自己编号的存储器位外，还占有一个设定值寄存器（字），一个当前值寄存器（字）。设定值寄存器（字）存储编程时赋值的计时时间设定值。当前值寄存器记录计时当前值。2．计数器（C）PLC内部有对元件（如X等）信号进行计数的计数器。计数器由设定值寄存器、当前值寄存器和计数器触点组成。根据计数器的特点，计数器可分为以下几种类型，如表3-2所示。表3-2类型计数范围计数器编号加计数器0～32767通用型C0～C99(100点)电池后备C100～C199(100点)加／减计数器0～2147483647通用型C200～C219(20点)电池后备C220～C234(15点)高速计数器电池后备C235～C255(21点)计数器可通过常数K直接设定或指定数据寄存器的元件间接设定，32位加／减计数器C200～C234的加减计数方向由特殊辅助继电器M8200～M8234设定，当对应的M接通时为减计数，断开时为加计数。1.I/O点分配根据任务分析，对输入量、输出量进行分配，见表3-3所示。表3-3输入量（IN）输出量（OUT）元件代号功能输入点元件代号功能输出点SB2启动按钮X000KM1接触器线圈Y000SB1停止按钮X001FR热继电器常闭触点X002KM2接触器线圈Y0012.绘制PLC硬件接线图根据图3-1所示的控制线路图及I/O分配表，绘制PLC硬件接线图，如图3-2所示，以保证硬件接线操作正确。~220VPENL~220VQSFU1KM2FU2NLCOMX000COMFX2N-64MRY000SB2SB1FRX001X002KM1Y001图3-2PLC硬件接线图3．设计梯形图程序及语句表设计梯形图程序及语句表如图3-3所示。（a）梯形图(b)语句表图3-3梯形图程序及语句表可编程控制器的特点1．有丰富的功能，灵活通用PLC的功能很丰富。这主要与它具有丰富的处理信息的指令系统及存储信息的内部器件有关。它的指令多达几十条、几百条，可进行各式各样的逻辑问题的处理，还可进行各种类型数据的运算。它的内部器件，即内存中的数据存储区，种类繁多，容量宏大。I/O继电器，可以用以存储输入、输出点信息，少的几十、几百，多的可达几千、几万，以至10几万。它的内部种种继电器，相当于中间继电器，数量多。内存中一个位就可作为一个中间继电器，它的计数器、定时器也很多，是继电电路所望尘莫及的。而且，这些内部器件还可设置成丢电保持的，或丢电不保持的，即上电后予以清零的。以满足不同的使用要求。PLC还有丰富的外部设备，可建立友好的人机界面，以进行信息交换。可送入程序，送入数据，可读出程序，读出数据。PLC还具有通讯接口，可与计算机链接或联网，与计算机交换信息。自身也可联网，以形成单机所不能有的更大的、地域更广的控制系统。2．使用方便、维护简单用PLC实现对系统的控制是非常方便的。首先PLC控制逻辑的建立是程序,用程序代替硬件接线。更改程序比更改接线要方便得多。其次PLC的硬件是高度集成化的，已集成为种种小型化的模块。而且，这些模块是配套的，已实现了系列化与规格化。种种控制系统所需的模块，PLC厂家多有现货供应，市场上即可购得。所以，硬件系统配置与建造也非常方便。3．环境适应性强，可靠性高用PLC实现对系统的控制是非常可靠的。这是因为PLC在硬件与软件两个方面都采取了很多措施，确保它能可靠工作。它的平均无故障时间可达几万小时以上；出了故障平均修复时间也很短，几小时以至于几分钟即可。4．经济性好使用PLC的投资虽大，但它的体积小、所占空间小，辅助设施的投入少；使用时省电，运行费少；工作可靠，停工损失少；维修简单，维修费少；所以在多数情况下，是较经济的。PLC是如何实现生产过程监控的PLC具有自检功能，也可对控制对象进行监控。采用PLC定时器作看门狗，可对控制对象工作情况进行监控，如PLC在生产过程控制某运动机械动作时，看施加控制后动作进行了没有，可用看门狗办法实施监控。具体做法是在施加控制的同时，令看门狗定时器计时，如在规定的时间内动作完成，即定时器未超过定时值情况下，已收到动作完成信号，这时说明生产过程正常，相反若看门狗定时器超时，则报警，说明工作不正常，需作相应处理。如果在生产过程的各个重要环节，均装有看门狗进行实时监控，那么系统的重要环节将在PLC的监控下工作，一旦出现什么问题，很容易发现是哪个环节，为处理问题提供了诊断手段。任务二改造三相异步电动机Y－△降压起动的控制电路如图3—5所示为三相异步电动机的Y－△降压起动的控制电路，即用按钮、时间继电器、热继电器和接触器等来控制电动机降压起动正转控制线路，现对其进行PLC改造。L1L2L3FU2FU1QSKMM3~U1V1W1PESB1SB2FRKMFRKMΔKTKMW2U2V2KMΥKMΔKMΔKMΥKMΥKTKMΥ图3—5三相异步电动机的Y－△降压起动的控制电路三相异步电动机的Y－△降压起动的控制电路，主电路由开关QS、熔断器FU1、接触器主触点、热继电器主触点及电动机组成；控制电路由熔断器FU2、停止按钮SB1、启动按钮SB2、接触器辅助触点、接触器KM线圈、时间继电器线圈及触点组成。PLC改造主要针对控制电路进行改造，而主电路部分保留不变。在控制电路中，停止按钮SB1、启动按钮SB2、热继电器辅助触点属于控制信号，应作为PLC的输入量分配接线端子；而接触器线圈属于被控对象，应作为PLC的输出量分配接线端子。接触器KM△和KMY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，使电路工作可靠。利用三菱FX2系列PLC来完成本任务。1．进一步练习PLC中定时器的运用。定时器的相关知识见任务一。2．辅助继电器与特殊辅助继电器PLC中有许多辅助继电器M，它有若干对常开触点和常闭触点，它必须由PLC中其他器件的触点接通驱动M的线圈之后，触点才能动作，这与继电器接触器控制线路中的中间继电器工作情形相似，供中间转换环节使用，所以辅助继电器有时也叫做中间继电器。但辅助继电器不能直接驱动负载，要驱动负载必须通过输出继电器才行。(1)辅助继电器辅助继电器又可分为通用型辅助继电器和锁存型(或保持)辅助继电器两种。通用辅助继电器编号M0～M499(500点)；锁存型辅助继电器编号M500～M1023(524点)。3．主控、主控复位指令（1）指令格式及梯形图表示方法见表3-5所示。表3-5（2）使用说明1）主控、主控复位指令可以使梯形图程序中指定部分的所有逻辑有效或无效。注意：当输入条件断开时，对于积算定时器、计数器、用SET/RST指令驱动的元件保持当前状态。2）主控指令MC将它操作的触点接到主母线上，后形成新母线，在新母线支路开始时用LD或LDI操作。3）主控指令可以嵌套使用。MC和MCR成对使用。4）特殊功能辅助寄存器不能用做指令的操作元件。助记符功能LAD图示操作元件程序步MC主控电路块起点Y，M3MCR主控电路块终点Y，M2（3）程序举例如图3－6所示。图3－6主控、主控复位指令应用4．堆栈操作（多重输出）指令（1）这三条指令是无操作器件指令，都是一个步序长，这组指令用于多路输出。（2）堆栈是存储器中的一部分存储区域，用来保护逻辑运算的中间结果。（3）使用进栈指令MPS时，当时的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。（4）使用出栈指令MPP时，各层的数据依次向上移动一层。（5）MRD是最上层所存数据的读出专用指令。读出时，栈内数据不发生移动。（6）MPS和MPP指令必须成对使用。程序举例：如图3－17所示。图3－7堆栈操作指令指令应用1.I/O点分配根据任务分析，对输入量、输出量进行分配，见表3-6所示。表3-6输入量（IN）输出量（OUT）元件代号功能输入点元件代号功能输出点SB2启动按钮X000KM接触器线圈Y000SB1停止按钮X001KMY接触器线圈Y001FR热继电器常闭触点X002KM△接触器线圈Y0022.绘制PLC硬件接线图根据图3-5所示的控制线路图及I/O分配表，绘制PLC硬件接线图，如图3-8所示，以保证硬件接线操作正确。~220VPENL~220VQSFU1KMΔFU2NLCOMX000COMFX2N-64MRSB2SB1FRX001X002Y000Y001Y002KMKMΥ图3-8PLC硬件接线图3．设计梯形图程序及语句表（1）采用起保停电路设计Y－△降压起动控制线路梯形图程序其梯形图程序及语句表如图3-9所示。（a）梯形图(b)语句表图3-9梯形图程序及语句表(2)采用主控、主控复位指令设计梯形图程序其梯形图程序及语句表如图3-10所示。（a）梯形图(b)语句表图3-10梯形图程序及语句表FX2系列PLC功能简介FX2系列PLC除了基本指令、步进指令外，还有丰富的功能指令或称应用指令。FX2系列PLC功能指令格式采用梯形图和指令助记符相结合的形式，例如：ADDD10D12D14X0这是一条加法指令，功能是当X0接通时，将D10的内容与D12的内容相加，和放到D14中。D10和D12是源操作，D14是目标操作数，X0是执行条件。下面介绍部分功能指令。（一）程序流程指令（FNC00～FNC09）1．条件跳转指令（FNC00）（1）指令的操作元件及程序步等表示如下：CJFNC00(P)(16)条件跳转操作元件：指针P0～P63程序步数：CJ和CJ(P)…3步标号Pⅹⅹ…1步说明：助记符CJ(P)后面的(P)符号表示脉冲执行，该指令只在执行条件由OFF变为ON时执行。如CJ指令后无(P)，表示连续执行，只要执行条件为ON状态，该指令在每个扫描周期都被重复执行。条件跳转指令用于在某条件下跳过某一部分程序，以减少扫描时间。（2）举例条件跳转指令的使用说明如图3-11所示。当X000为ON时，程序跳到标号P10处。如果X000为OFF，跳转不执行，程序按原顺序执行。图3-11CJ指令的使用2．子程序调用与返回指令（FNC01、FNC02）（1）指令的操作元件及程序步等表示如下：CALLFNC01(P)(16)子程序调用操作元件：指针P0～P62程序步数：CALL和CALL(P)…3步标号Pⅹⅹ…1步SRETFNC02子程序返回操作元件：无程序步数：1步说明：调用子程序的标号应写在程序结束指令FEND之后。标号范围为P0～P62，同一标号不能重复使用（同一程序）。（2）举例子程序调用与返回指令的使用说明如图3-12所示。图3-12CALL、SRET的使用3．中断（FNC03、FNC04、FNC05）（1）指令的操作元件及程序步等表示如下：IRETFNC03中断返回操作元件：无程序步数：1步EIFNC04允许中断操作元件：无程序步数：1步DIFNC05禁止中断操作元件：无程序步数：1步说明：允许中断指令EI和禁止中断指令DI之间的程序段为允许中断区间。当程序处理到该区间并出现中断信号时，停止执行主程序，去执行相应的中断子程序。处