电气工程师自学成才手册(精通篇)
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4.2 PLC基本控制线路与梯形图

4.2.1 启动、自锁和停止控制的PLC线路与梯形图

启动、自锁和停止控制是PLC最基本的控制功能。启动、自锁和停止控制可采用驱动指令(OUT),也可以采用置位指令(SET、RST)来实现。

1.采用线圈驱动指令实现启动、自锁和停止控制

线圈驱动(OUT)指令的功能是将输出线圈与右母线连接,它是一种很常用的指令。用线圈驱动指令实现启动、自锁和停止控制的PLC线路和梯形图如图4-11所示。

图4-11 采用线圈驱动指令实现启动、自锁和停止控制的PLC线路与梯形图

线路与梯形图说明如下:

当按下启动按钮SB1时,PLC内部梯形图程序中的启动触点X000闭合,输出线圈Y000得电,输出端子Y0内部硬触点闭合,Y0端子与COM端子之间内部接通,接触器线圈KM得电,主电路中的KM主触点闭合,电动机得电启动。

输出线圈Y000得电后,除了会使Y000、COM端子之间的硬触点闭合外,还会使自锁触点Y000闭合,在启动触点X000断开后,依靠自锁触点闭合可使线圈Y000继续得电,电动机就会继续运转,从而实现自锁控制功能。

当按下停止按钮SB2时,PLC内部梯形图程序中的停止触点X001断开,输出线圈Y000失电,Y0、COM端子之间的内部硬触点断开,接触器线圈KM失电,主电路中的KM主触点断开,电动机失电停转。

2.采用置位复位指令实现启动、自锁和停止控制

采用置位复位指令SET、RST实现启动、自锁和停止控制的梯形图如图4-12所示,其PLC接线图与图4-11(a)线路是一样的。

图4-12 采用置位复位指令实现启动、自锁和停止控制的梯形图

线路与梯形图说明如下:

当按下启动按钮SB1时,梯形图中的启动触点X000闭合,[SET Y000]指令执行,指令执行结果将输出继电器线圈Y000置1,相当于线圈Y000得电,使Y0、COM端子之间的内部硬触点接通,接触器线圈KM得电,主电路中的KM主触点闭合,电动机得电启动。

线圈Y000置位后,松开启动按钮SB1,启动触点X000断开,但线圈Y000仍保持“1”态,即仍维持得电状态,电动机就会继续运转,从而实现自锁控制功能。

当按下停止按钮SB2时,梯形图程序中的停止触点X001闭合,[RST Y000]指令被执行,指令执行结果将输出线圈Y000复位,相当于线圈Y000失电,Y0、COM端子之间的内部硬触点断开,接触器线圈KM失电,主电路中的KM主触点断开,电动机失电停转。

采用置位复位指令与线圈驱动都可以实现启动、自锁和停止控制,两者的PLC接线都相同,仅给PLC编写输入的梯形图程序不同。

4.2.2 正反转连锁控制的PLC线路与梯形图

正反转连锁控制的PLC线路与梯形图如图4-13所示。

图4-13 正反转连锁控制的PLC线路与梯形图

线路与梯形图说明如下:

①正转连锁控制。按下正转按钮SB1→梯形图程序中的正转触点X000闭合→线圈Y000得电→Y000自锁触点闭合,Y000连锁触点断开,Y0端子与COM端子间的内部硬触点闭合→Y000自锁触点闭合,使线圈Y000在X000触点断开后仍可得电;Y000连锁触点断开,使线圈Y001即使在X001触点闭合(误操作SB2引起)时也无法得电,实现连锁控制;Y0端子与COM端子间的内部硬触点闭合,接触器KM1线圈得电,主电路中的KM1主触点闭合,电动机得电正转。

②反转连锁控制。按下反转按钮SB2→梯形图程序中的反转触点X001闭合→线圈Y001得电→Y001自锁触点闭合,Y001连锁触点断开,Y1端子与COM端子间的内部硬触点闭合→Y001自锁触点闭合,使线圈Y001在X001触点断开后继续得电;Y001连锁触点断开,使线圈Y000即使在X000触点闭合(误操作SB1引起)时也无法得电,实现连锁控制;Y1端子与COM端子间的内部硬触点闭合,接触器KM2线圈得电,主电路中的KM2主触点闭合,电动机得电反转。

③停转控制。按下停止按钮SB3→梯形图程序中的两个停止触点X002均断开→线圈Y000、Y001均失电→接触器KM1、KM2线圈均失电→主电路中的KM1、KM2主触点均断开,电动机失电停转。

4.2.3 多地控制的PLC线路与梯形图

多地控制的PLC线路与梯形图如图4-14所示,其中图4-14(b)为单人多地控制梯形图,图4-14(c)为多人多地控制梯形图。

图4-14 多地控制的PLC线路与梯形图

1.单人多地控制

单人多地控制的PLC线路和梯形图如图4-14(a)、(b)所示。

甲地启动控制。在甲地按下启动按钮SB1时→X000常开触点闭合→线圈Y000得电→Y000常开自锁触点闭合,Y0端子内部硬触点闭合→Y000常开自锁触点闭合锁定Y000线圈供电,Y0端子内部硬触点闭合使接触器线圈KM得电→主电路中的KM主触点闭合,电动机得电运转。

甲地停止控制。在甲地按下停止按钮SB2时→X001常闭触点断开→线圈Y000失电→Y000常开自锁触点断开,Y0端子内部硬触点断开→接触器线圈KM失电→主电路中的KM主触点断开,电动机失电停转。

乙地和丙地的启/停控制与甲地控制相同,利用图4-14(b)梯形图可以实现在任何一地进行启/停控制,也可以在一地进行启动,在另一地控制停止。

2.多人多地控制

多人多地的PLC控制线路和梯形图如图4-14(a)、(c)所示。

启动控制。在甲、乙、丙三地同时按下按钮SB1、SB3、SB5→线圈Y000得电→Y000常开自锁触点闭合,Y0端子的内部硬触点闭合→Y000线圈供电锁定,接触器线圈KM得电→主电路中的KM主触点闭合,电动机得电运转。

停止控制。在甲、乙、丙三地按下SB2、SB4、SB6中的某个停止按钮时→线圈Y000失电→Y000常开自锁触点断开,Y0端子内部硬触点断开→Y000常开自锁触点断开使Y000线圈供电切断,Y0端子的内部硬触点断开使接触器线圈KM失电→主电路中的KM主触点断开,电动机失电停转。

图4-14(c)可以实现多人在多地同时按下启动按钮才能启动功能,在任意一地都可以进行停止控制。

4.2.4 定时控制的PLC线路与梯形图

定时控制方式很多,下面介绍两种典型的定时控制的PLC线路与梯形图。

1.延时启动定时运行控制的PLC线路与梯形图

延时启动定时运行控制的PLC线路与梯形图如图4-15所示,它可以实现的功能是:按下启动按钮3s后,电动机启动运行,运行5s后自动停止。

图4-15 延时启动定时运行控制的PLC线路与梯形图

PLC线路与梯形图说明如下:

2.多定时器组合控制的PLC线路与梯形图

图4-16是一种典型的多定时器组合控制的PLC线路与梯形图,它可以实现的功能是:按下启动按钮后电动机B马上运行,30s后电动机A开始运行,70s后电动机B停转,100s后电动机A停转。

图4-16 一种典型的多定时器组合控制的PLC线路与梯形图

PLC线路与梯形图说明如下:

4.2.5 定时器与计数器组合延长定时控制的PLC线路与梯形图

三菱FX系列PLC的最大定时时间为3276.7s(约54min),采用定时器和计数器可以延长定时时间。定时器与计数器组合延长定时控制的PLC线路与梯形图如图4-17所示。

图4-17 定时器与计数器组合延长定时控制的PLC线路与梯形图

PLC线路与梯形图说明如下:

图4-17中的定时器T0定时单位为0.1s(100ms),它与计数器C0组合使用后,其定时时间T=30000×0.1×30000=90000000s=25000h。若需重新定时,可将开关QS2断开,让[2]X000常闭触点闭合,让“RST C0”指令执行,对计数器C0进行复位,然后再闭合QS2,则会重新开始25000h定时。

4.2.6 多重输出控制的PLC线路与梯形图

多重输出控制的PLC线路与梯形图如图4-18所示。

图4-18 多重输出控制的PLC线路与梯形图

PLC线路与梯形图说明如下:

①启动控制。

②停止控制。

4.2.7 过载报警控制的PLC线路与梯形图

过载报警控制的PLC线路与梯形图如图4-19所示。

图4-19 过载报警控制的PLC线路与梯形图

PLC线路与梯形图说明如下:

①启动控制。

按下启动按钮SB1→[1]X001常开触点闭合→[SET Y001]指令执行→Y001线圈被置位,即Y001线圈得电→Y1端子内部硬触点闭合→接触器KM线圈得电→KM主触点闭合→电动机得电运转。

②停止控制。

按下停止按钮SB2→[2]X002常开触点闭合→[RST Y001]指令执行→Y001线圈被复位,即Y001线圈失电→Y1端子内部硬触点断开→接触器KM线圈失电→KM主触点断开→电动机失电停转。

③过载保护及报警控制。

4.2.8 闪烁控制的PLC线路与梯形图

闪烁控制的PLC线路与梯形图如图4-20所示。

图4-20 闪烁控制的PLC线路与梯形图

线路与梯形图说明如下:

将开关QS闭合→X000常开触点闭合→定时器T0开始3s计时→3s后,定时器T0动作,T0常开触点闭合→定时器T1开始3s计时,同时Y000得电,Y0端子内部硬触点闭合,灯HL点亮→3s后,定时器T1动作,T1常闭触点断开→定时器T0复位,T0常开触点断开→Y000线圈失电,同时定时器T1复位→Y000线圈失电使灯HL熄灭;定时器T1复位使T1闭合,由于开关QS仍处于闭合,X000常开触点也处于闭合,定时器T0又重新开始3s计时。

以后重复上述过程,灯HL保持3s亮、3s灭的频率闪烁发光。