可編程控制器技術(shù) 課件 項(xiàng)目2　三相異步電動(dòng)機(jī)的PLC控制

任務(wù)2.1電動(dòng)機(jī)的起保?？刂浦髦v人：XXX時(shí)間：20XX.XX01020304一、任務(wù)要求及分析二、任務(wù)準(zhǔn)備三、任務(wù)實(shí)施四、任務(wù)評(píng)價(jià)05五、任務(wù)拓展CONTENTS目錄一、任務(wù)要求及分析0102完成程序編寫與調(diào)試：根據(jù)上述任務(wù)要求完成PLC程序的編寫與調(diào)試，確?？刂七壿嫓?zhǔn)確無(wú)誤，運(yùn)行穩(wěn)定可靠。01實(shí)現(xiàn)連續(xù)運(yùn)行控制：用PLC實(shí)現(xiàn)三相異步電動(dòng)機(jī)的連續(xù)運(yùn)行控制，按下起動(dòng)按鈕，電動(dòng)機(jī)起動(dòng)并單向持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)；按下停止按鈕，電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。任務(wù)要求控制邏輯分析自鎖環(huán)節(jié)：按下起動(dòng)按鈕，交流接觸器線圈得電，松開按鈕后線圈仍得電，需要在軟件中增加自鎖環(huán)節(jié)，確保電動(dòng)機(jī)持續(xù)運(yùn)行。停止控制：按下停止按鈕，電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)行，需要在軟件中輸出線圈指令前串聯(lián)停止按鈕觸點(diǎn)，使輸出線圈失電，電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)行。與繼電器控制對(duì)比繼電器控制：傳統(tǒng)繼電器控制系統(tǒng)采用硬件接線方式，觸點(diǎn)易磨損，連線復(fù)雜，維護(hù)成本高，控制邏輯修改困難。PLC控制優(yōu)勢(shì)：PLC采用軟件編程實(shí)現(xiàn)控制邏輯，無(wú)機(jī)械觸點(diǎn)磨損，維護(hù)成本低，控制邏輯修改靈活，可靠性高，可擴(kuò)展性強(qiáng)。0101任務(wù)分析二、任務(wù)準(zhǔn)備02梯形圖（LAD）特點(diǎn)：圖形化編程語(yǔ)言，類似繼電器邏輯，由觸點(diǎn)、線圈和指令框組成，能流從左往右流動(dòng)，適合基礎(chǔ)邏輯控制。應(yīng)用：適用于簡(jiǎn)單控制任務(wù)，如啟保停、正反轉(zhuǎn)等，便于初學(xué)者學(xué)習(xí)與應(yīng)用。01功能塊圖（FBD）特點(diǎn)：基于布爾代數(shù)符號(hào)的圖形化編程語(yǔ)言，適合復(fù)雜邏輯運(yùn)算，可復(fù)用功能塊，提高編程效率。應(yīng)用：適用于數(shù)據(jù)處理、復(fù)雜控制算法實(shí)現(xiàn)，如PID控制、運(yùn)動(dòng)控制等。02結(jié)構(gòu)化控制語(yǔ)言（SCL）特點(diǎn)：基于PASCAL的高級(jí)編程語(yǔ)言，支持復(fù)雜數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法，適用于數(shù)據(jù)管理與數(shù)學(xué)計(jì)算。應(yīng)用：適用于復(fù)雜數(shù)據(jù)處理與算法實(shí)現(xiàn)，如數(shù)據(jù)分析、數(shù)學(xué)模型構(gòu)建等。03010203S7-1200PLC編程語(yǔ)言簡(jiǎn)介功能：存儲(chǔ)外部輸入的數(shù)字量信號(hào)，外部輸入電路接通時(shí)為ON（1狀態(tài)），斷開時(shí)為OFF（0狀態(tài)）。應(yīng)用：在梯形圖中可多次使用輸入端的常開觸點(diǎn)和常閉觸點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的輸入邏輯。輸入過(guò)程映像寄存器（I）功能：存儲(chǔ)輸出信號(hào)，驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載，線圈“通電”時(shí)對(duì)應(yīng)的硬件繼電器觸點(diǎn)閉合，負(fù)載通電。應(yīng)用：在梯形圖中可多次使用輸出位的常開觸點(diǎn)和常閉觸點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的輸出控制。輸出過(guò)程映像寄存器（Q）功能：類似于中間繼電器，存儲(chǔ)中間操作狀態(tài)或其他控制信息，可按字節(jié)、字或雙字存取。應(yīng)用：用于實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的控制邏輯，存儲(chǔ)中間狀態(tài)，便于程序的模塊化設(shè)計(jì)。位存儲(chǔ)器（M）位元件（I/Q/M）及編程常開觸點(diǎn)與常閉觸點(diǎn)功能：常開觸點(diǎn)在位為1時(shí)閉合，常閉觸點(diǎn)在位為0時(shí)閉合，串聯(lián)進(jìn)行“與”邏輯運(yùn)算，并聯(lián)進(jìn)行“或”邏輯運(yùn)算。應(yīng)用：構(gòu)建復(fù)雜的邏輯控制電路，實(shí)現(xiàn)多種控制功能。輸出線圈功能：將邏輯運(yùn)算結(jié)果寫入指定地址，線圈通電時(shí)寫入1，斷電時(shí)寫入0。應(yīng)用：實(shí)現(xiàn)對(duì)輸出設(shè)備的控制，如驅(qū)動(dòng)接觸器線圈，控制電動(dòng)機(jī)運(yùn)行。取反觸點(diǎn)功能：取反觸點(diǎn)在沒(méi)有能流流入時(shí)有能流流出，有能流流入時(shí)沒(méi)有能流流出。應(yīng)用：實(shí)現(xiàn)邏輯取反功能，用于特殊控制邏輯。位邏輯指令繼電器控制：固定功能，難以改變或增加功能，工藝改變需重新設(shè)計(jì)。PLC控制：靈活性和可擴(kuò)展性好，通過(guò)修改程序即可改變控制邏輯。適應(yīng)性繼電器控制：機(jī)械觸點(diǎn)易損壞，連線多，可靠性差，維護(hù)困難。PLC控制：無(wú)觸點(diǎn)，可靠性高，壽命長(zhǎng)，具有自檢和監(jiān)視功能，維護(hù)方便。可靠性與可維護(hù)性繼電器控制：設(shè)計(jì)、施工、調(diào)試依次進(jìn)行，周期長(zhǎng)，維護(hù)困難。PLC控制：現(xiàn)場(chǎng)施工和控制邏輯設(shè)計(jì)可同時(shí)進(jìn)行，周期短，調(diào)試和維護(hù)方便。設(shè)計(jì)和施工PLC與繼電器控制的區(qū)別輸入輸出電氣接線輸入接線：開關(guān)輸入一端接PLC輸入端子，另一端接電源。輸出接線：輸出元件一端接PLC輸出端子，另一端接電源。傳感器接線：外部傳感器可借用PLC的輸入電源24VDC，電感式三線傳感器接線需注意電源正負(fù)極和信號(hào)線的連接。PLC的電氣接線三、任務(wù)實(shí)施03I/O地址分配I/O地址分配表繪制接線圖：根據(jù)控制要求及I/O地址分配，繪制電動(dòng)機(jī)連續(xù)運(yùn)行控制的PLCI/O接線圖，確保接線正確無(wú)誤。I/O接線圖01項(xiàng)目名稱：在博途中新建一個(gè)項(xiàng)目，命名為“起保停”。新建項(xiàng)目02型號(hào)選擇：在項(xiàng)目硬件組態(tài)中添加與現(xiàn)場(chǎng)一致的PLC控制器，如CPU1215CDC/DC/DC。添加PLC控制器03變量表：編輯變量表，定義需要用到的變量，變量名應(yīng)簡(jiǎn)潔易懂，增加程序的易讀性。定義變量硬件組態(tài)與變量設(shè)置進(jìn)入編程界面：通過(guò)“啟動(dòng)”→“新手上路”→“創(chuàng)建PLC程序”或項(xiàng)目視圖進(jìn)入PLC編程窗口。打開編程窗口參考程序：在Main[OB1]窗口中，通過(guò)拖拽指令符號(hào)編寫梯形圖程序，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的起保停控制邏輯。編寫程序程序設(shè)計(jì)程序狀態(tài)監(jiān)控：將硬件組態(tài)和程序下載到PLC中，設(shè)置為RUN模式，進(jìn)入程序狀態(tài)監(jiān)控界面，監(jiān)控程序運(yùn)行狀態(tài)。軟件調(diào)試功能測(cè)試：按下起動(dòng)按鈕，電動(dòng)機(jī)應(yīng)持續(xù)運(yùn)行；按下停止按鈕，電動(dòng)機(jī)應(yīng)停止運(yùn)行，測(cè)試控制功能是否正常。軟硬件聯(lián)調(diào)檢查接線：確保硬件接線正確無(wú)誤，無(wú)短路、接觸不良等問(wèn)題。硬件調(diào)試項(xiàng)目調(diào)試四、任務(wù)評(píng)價(jià)0401I/O接線圖繪制：10分，接線圖繪制準(zhǔn)確，符合電氣規(guī)范。元件安裝：10分，元件安裝牢固，布局合理。硬件接線：10分，接線正確，無(wú)誤操作。硬件安裝與接線03危險(xiǎn)用電：每次扣5分，存在危險(xiǎn)用電等情況。帶電插拔：每次扣3分，存在帶電插拔工作站的電纜、電線等情況。穿著規(guī)范：每次扣5分，穿著不符合生產(chǎn)要求。安全素養(yǎng)05表達(dá)溝通：5分，表達(dá)清晰，溝通順暢。團(tuán)隊(duì)協(xié)作：5分，團(tuán)隊(duì)協(xié)作默契，分工明確。發(fā)展素養(yǎng)02硬件組態(tài)與程序下載：10分，硬件組態(tài)準(zhǔn)確，程序下載無(wú)誤。程序?qū)崿F(xiàn)自鎖：10分，程序邏輯正確，實(shí)現(xiàn)自鎖功能。程序?qū)崿F(xiàn)停止：10分，程序邏輯正確，實(shí)現(xiàn)停止功能。程序狀態(tài)監(jiān)控：10分，熟練使用程序狀態(tài)監(jiān)控法，監(jiān)控程序運(yùn)行狀態(tài)。編程與調(diào)試04桌面整潔：5分，桌面物品和工具擺放整齊、整潔。地面干凈：5分，地面清理干凈，無(wú)雜物。5S素養(yǎng)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)五、任務(wù)拓展05設(shè)計(jì)要求：在“啟-保-?！钡幕A(chǔ)上，增加過(guò)載保護(hù)功能，當(dāng)電動(dòng)機(jī)過(guò)載時(shí)，自動(dòng)停止運(yùn)行，保護(hù)設(shè)備。01實(shí)現(xiàn)方法：在PLC程序中增加過(guò)載檢測(cè)邏輯，當(dāng)檢測(cè)到過(guò)載信號(hào)時(shí)，切斷電動(dòng)機(jī)電源，停止運(yùn)行。02添加過(guò)載保護(hù)功能設(shè)計(jì)要求：用PLC實(shí)現(xiàn)一臺(tái)電動(dòng)機(jī)的異地啟?？刂?，在甲地或乙地按下起動(dòng)按鈕時(shí)，電動(dòng)機(jī)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)；在甲地或乙地按下停止按鈕時(shí)，電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。01實(shí)現(xiàn)方法：在PLC程序中增加異地啟停邏輯，通過(guò)多個(gè)起動(dòng)按鈕和停止按鈕的信號(hào)組合，實(shí)現(xiàn)異地控制功能。02實(shí)現(xiàn)異地啟?？刂浦x謝大家主講人：XXX時(shí)間：20XX.XX任務(wù)2.2電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)運(yùn)行控制主講人：XXX時(shí)間：20XX.XX目錄CONTENT一、任務(wù)要求及分析01三、任務(wù)實(shí)施03二、任務(wù)準(zhǔn)備02四、任務(wù)評(píng)價(jià)04五、任務(wù)拓展05一、任務(wù)要求及分析01實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)控制：用PLC實(shí)現(xiàn)三相異步電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)運(yùn)行控制，按下正向起動(dòng)按鈕，電動(dòng)機(jī)正向運(yùn)轉(zhuǎn)；按下反向起動(dòng)按鈕，電動(dòng)機(jī)反向運(yùn)轉(zhuǎn)；按下停止按鈕，電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)行。任務(wù)要求01控制邏輯：正反轉(zhuǎn)控制需設(shè)置互鎖環(huán)節(jié)，防止正反轉(zhuǎn)同時(shí)啟動(dòng)，通過(guò)PLC程序?qū)崿F(xiàn)正反轉(zhuǎn)切換與停止功能。02互鎖機(jī)制：正反轉(zhuǎn)接觸器線圈得電時(shí)，對(duì)方接觸器線圈失電，確保電動(dòng)機(jī)只能單方向運(yùn)行，避免電源短路。任務(wù)分析二、任務(wù)準(zhǔn)備02010101置位指令（S）：將指定位操作數(shù)置為1并保持，用于啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)。復(fù)位指令（R）：將指定位操作數(shù)置為0并保持，用于停止電動(dòng)機(jī)運(yùn)行。優(yōu)先級(jí)規(guī)則：同一操作數(shù)的S和R同時(shí)斷電時(shí)，狀態(tài)保持；同時(shí)得電時(shí)，后執(zhí)行的指令優(yōu)先。置位和復(fù)位指令010203字（Word）：16位，16#0000～16#FFFF，用于存儲(chǔ)較大的整數(shù)值。字節(jié)（Byte）：8位，16#00～16#FF，用于存儲(chǔ)較小的整數(shù)值。位（Bool）：1位，0或1，用于表示開關(guān)狀態(tài)。0405浮點(diǎn)數(shù)（Real）：32位，±1.18×10^-38～±3.40×10^38，用于表示小數(shù)。雙字（DWord）：32位，16#00000000～16#FFFFFFFF，用于存儲(chǔ)更大的整數(shù)值。S7-1200PLC支持的數(shù)據(jù)類型0201經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法：基于已有典型梯形圖，根據(jù)控制要求修改完善，適用于邏輯關(guān)系較簡(jiǎn)單的程序設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)步驟：分析控制要求、選擇控制原則、設(shè)計(jì)主令元件和檢測(cè)元件、設(shè)計(jì)執(zhí)行元件控制程序、檢查修改完善程序。PLC程序經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法三、任務(wù)實(shí)施03I/O地址分配表接線要點(diǎn)：正反轉(zhuǎn)按鈕接入PLC輸入端子，接觸器線圈由PLC輸出端子驅(qū)動(dòng)，確保接線正確無(wú)誤。I/O接線圖01新建項(xiàng)目：在博途中新建項(xiàng)目“電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制”。02添加PLC控制器：選擇CPU1215CDC/DC/DC。定義變量：定義變量名，如SB1、SB2、SB3、KM1、KM2，確保程序易讀性。03硬件組態(tài)與變量設(shè)置程序段1：正轉(zhuǎn)起動(dòng)與停止，利用KM1的常開觸點(diǎn)與SB1并聯(lián)形成自鎖，串聯(lián)KM2的常閉觸點(diǎn)實(shí)現(xiàn)互鎖。程序段2：反轉(zhuǎn)起動(dòng)與停止，利用KM2的常開觸點(diǎn)與SB2并聯(lián)形成自鎖，串聯(lián)KM1的常閉觸點(diǎn)實(shí)現(xiàn)互鎖。程序段3：停止控制，按下SB3時(shí)，KM1和KM2均失電，電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)行。程序設(shè)計(jì)0102仿真調(diào)試：使用S7PLCSIM仿真軟件，加載硬件配置，下載程序，通過(guò)變量表監(jiān)控輸入輸出狀態(tài)，驗(yàn)證程序功能。硬件調(diào)試：在實(shí)際硬件環(huán)境中，檢查接線，下載程序，測(cè)試正反轉(zhuǎn)與停止功能，確保運(yùn)行穩(wěn)定。項(xiàng)目調(diào)試四、任務(wù)評(píng)價(jià)04硬件安裝與接線（30分）：I/O接線圖繪制（10分）、元件安裝（10分）、硬件接線（10分）。編程與調(diào)試（40分）：程序能實(shí)現(xiàn)正轉(zhuǎn)連續(xù)運(yùn)行（10分）、程序能實(shí)現(xiàn)反轉(zhuǎn)連續(xù)運(yùn)行（10分）、程序能實(shí)現(xiàn)停止（10分）、會(huì)使用變量表法監(jiān)控程序運(yùn)行（10分）。安全素養(yǎng)（10分）：危險(xiǎn)用電扣5分/次，帶電插拔扣3分/次，穿著不符合要求扣5分/次。5S素養(yǎng)（10分）：桌面物品擺放整齊（5分）、地面清理干凈（5分）。發(fā)展素養(yǎng)（10分）：表達(dá)溝通能力（5分）、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力（5分）。0102030405評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)五、任務(wù)拓展05設(shè)計(jì)思路：采用啟保停邏輯，正轉(zhuǎn)按鈕啟動(dòng)，KM1自鎖保持，反轉(zhuǎn)按鈕啟動(dòng)，KM2自鎖保持，停止按鈕復(fù)位。01用“啟—保—?！本幊谭绞綄?shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)控制設(shè)計(jì)思路：增加熱繼電器FR作為過(guò)載保護(hù)，F(xiàn)R動(dòng)作時(shí)切斷KM1和KM2，停止電動(dòng)機(jī)運(yùn)行。帶過(guò)載保護(hù)功能的正反轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路：設(shè)置行程開關(guān)SQ1和SQ2，小車前進(jìn)至SQ2自動(dòng)后退，后退至SQ1自動(dòng)前進(jìn)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)往返。運(yùn)料小車自動(dòng)往返PLC控制謝謝大家主講人：XXX時(shí)間：20XX.XX任務(wù)2.3電動(dòng)機(jī)的Y-△減壓起動(dòng)控制主講人：XXX時(shí)間：20XX.XX

目錄CONTENTS01.一、任務(wù)要求與分析二、知識(shí)學(xué)習(xí)02.三、任務(wù)實(shí)施03.四、任務(wù)評(píng)價(jià)04.五、任務(wù)拓展05.一、任務(wù)要求與分析01實(shí)現(xiàn)減壓起動(dòng)控制：用PLC實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的Y-△減壓起動(dòng)控制，按下起動(dòng)按鈕，電動(dòng)機(jī)星形（Y）起動(dòng)；起動(dòng)結(jié)束后切換成三角形（△）運(yùn)行；按下停止按鈕，電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。01任務(wù)要求0102控制邏輯：起動(dòng)時(shí)電動(dòng)機(jī)星形聯(lián)結(jié)，5秒后切換為三角形聯(lián)結(jié)運(yùn)行，需設(shè)置定時(shí)器實(shí)現(xiàn)延時(shí)切換。保護(hù)功能：電路需具備短路保護(hù)、過(guò)載保護(hù)功能，確保電動(dòng)機(jī)安全運(yùn)行。任務(wù)分析二、知識(shí)學(xué)習(xí)020102定時(shí)器種類TP脈沖定時(shí)器：生成預(yù)設(shè)寬度的脈沖信號(hào)。TON接通延遲定時(shí)器：延時(shí)后輸出Q置為ON。TOF關(guān)斷延遲定時(shí)器：延時(shí)后輸出Q置為OFF。TONR保持型接通延遲定時(shí)器：延時(shí)后輸出Q置為ON，可累加時(shí)間。TON接通延遲定時(shí)器功能：輸入IN從0跳變?yōu)?時(shí)啟動(dòng)定時(shí)器，延時(shí)后輸出Q置為ON。參數(shù)：IN（啟用輸入）、PT（預(yù)設(shè)時(shí)間）、Q（輸出）、ET（經(jīng)過(guò)時(shí)間）。應(yīng)用場(chǎng)景：用于延時(shí)控制，如電動(dòng)機(jī)起動(dòng)延時(shí)。定時(shí)器計(jì)數(shù)器種類CTU加計(jì)數(shù)器：CU輸入從0變1時(shí)，計(jì)數(shù)值CV加1，CV≥PV時(shí)輸出Q置為ON。CTD減計(jì)數(shù)器：CD輸入從0變1時(shí)，計(jì)數(shù)值CV減1，CV≤0時(shí)輸出Q置為ON。CTUD加/減計(jì)數(shù)器：CU加1，CD減1，CV≥PV時(shí)輸出QU置為ON，CV≤0時(shí)輸出QD置為ON。應(yīng)用場(chǎng)景CTU計(jì)數(shù)器：用于計(jì)數(shù)控制，如計(jì)數(shù)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)次數(shù)。CTD計(jì)數(shù)器：用于計(jì)數(shù)控制，如計(jì)數(shù)電動(dòng)機(jī)停止次數(shù)。CTUD計(jì)數(shù)器：用于雙向計(jì)數(shù)控制，如計(jì)數(shù)電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)次數(shù)。計(jì)數(shù)器三、任務(wù)實(shí)施03I/O地址分配表I/O接線圖項(xiàng)目名稱：在博途中新建項(xiàng)目“電動(dòng)機(jī)的Y-△控制”。新建項(xiàng)目型號(hào)選擇：選擇CPU1215CDC/DC/DC。添加PLC控制器變量表：定義變量名，如SB1、SB2、FR、KM1、KM2、KM3、L1、L2，確保程序易讀性。定義變量030201硬件組態(tài)與變量設(shè)置程序段1功能：實(shí)現(xiàn)電源接觸器KM1的起動(dòng)和停止。邏輯：按下起動(dòng)按鈕SB1，KM1得電，電動(dòng)機(jī)電源接通；按下停止按鈕SB2，KM1失電，電動(dòng)機(jī)停止。程序段2功能：實(shí)現(xiàn)三角形延時(shí)起動(dòng)。邏輯：星形起動(dòng)后，延時(shí)5秒，三角形接觸器KM2得電，電動(dòng)機(jī)切換為三角形運(yùn)行。功能：實(shí)現(xiàn)星形起動(dòng)延時(shí)5秒后切換到三角形運(yùn)行，三角形運(yùn)行指示燈L2亮。邏輯：延時(shí)5秒后，KM2得電，電動(dòng)機(jī)切換為三角形運(yùn)行，同時(shí)L2亮，KM3失電，星形接觸器斷開，確?；ユi。程序段4功能：實(shí)現(xiàn)星形起動(dòng)接觸器起動(dòng)，星形起動(dòng)指示燈L1亮。邏輯：按下起動(dòng)按鈕SB1，星形接觸器K