《电气可编程控制原理与应用》课件8.

第八章 可编程控制器的设计及示例
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8.2.2 节省输入点的几种方法
1、编码输入法
编码输入是将多个输入继电器的组合作为输入信号，n个输入继电器有2n种组 合，可以用n位二进制数表示，这种输入方法可以最大限度地利用输入点，一 般需要梯形图译码。如图8-6所示，输入继电器X0、X1有4种组合， (即2位二 进制数00、01、10、11)，用M0～M3表示，相当于4个输入信号。例如开关在 M2位置，X1、X0=10，梯形图中M2线圈得电。
X0 X2 X3 X4 Y0
SB3
X2
X1
KM
SB2
X1 Y0
Y0
SB1
X0 COM1
～220V
COM
(a)PLC接线图
(b)梯形图
图8- 2 两个地点控制一台电动机的PLC控制图1
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第八章 可编程控制器的设计及示例
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PLC
FR
X1
SB4
SB3 KM
SB2
X0 Y0
SB1
COM1
～220V
PLC输出电路无内置熔断器，当负载短路等故障发生时将损坏输出元件，为了 防止输出元件损坏，在输出电源中串接一个5～10A的熔断器。如图8-10所示。
Y1
EL
Y1
EL
Y0 COM1
KA
V
FU
＋－
Y0
KA
RC
FU
COM1
～
(a)直流输出电路
(b)交流输出电路
图8- 10 PLC输出电路保护的措施
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PLC X2
X1
X0
手动 自动
COM
SA
图8- 8 3行2列输入矩阵
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3、编程法 图8-9是用编程的方式组成的输入电路。输入按钮SB相当于一个十档位的选择
开关，初始位置为M20线圈得电，M20=1，接点闭合。
PLC X1
SB
X0
COM
M21 M22 M23 M24 M25 M26 M27 M28 M29
X0 ALT P M0
KM1
FR U1 V1 W1 KM3
M
3～
U2 V2 W2
KM2 Y2
SB
X0
KM3
COM Y1
M0
KM3
KM2 T0
KM1
COM1
～ ～220V FR
T1 T0
T0 K80 T1 K90 Y1
Y2
KM2 (a)星三角起动主电路
(b) 星三角起动PLC接线图
(c) 星三角起动梯形图
X0 Y1 Y2 Y0 X1 Y0 Y2 Y1 X2 Y0 Y1 Y2 X4 Y0 T0 X4 Y1 Y2 Y3
(b)梯形图
X3 Y0
X3 Y1
X3 Y2
T0 K100
Y3
END
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例8-3 将时间原则转子回路串接电阻起动控制电路
(第二章图2-23)改为PLC控制。
X0
FR KM2 KM3 KM4 SB1 SB2
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2、矩阵输出
在特定的场合可以用输出矩阵来控制外部电路。图8- 13是一个5×8 LED输出 矩阵，使用了13点输出，用40个发光二极管，可用于显示40种工作状态。如 果用动态扫描方式也可以显示一个5×8 点阵的图形或文字。
PLC
Y10
0
Y11
图8- 15 十字路口交通灯的PLC控制
东
红
黄 绿
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图8- 16十字路口交通灯控制梯形图
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8.1 PLC控制系统设计概述
8.1.1 PLC控制设计的基本原则 PLC电气控制系统是控制电气设备的核心部件，因此PLC的控制性能是关系到
整个控制系统是否能正常、安全，可靠、高率的关键所在。在设计PLC控制 系统时，应遵循以下基本原则： 最大限度地满足被控对象的控制要求。 力求控制系统简单、经济、实用，维修方便。 保证控制系统的安全、可靠性。 操作简单、方便、并考虑有防止误操作的安全措施。 满足PLC的各项技术指标和环境要求。
BCD M35～M20→M15～M0
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例8-4星三角降压起动PLC控制
L1 L2 L3 QS FU
在第四章图4-53中、星三角降压起动PLC控制电路需用2点输入(一个起动按钮， 一个停止按钮)，3点输出(接触器KM1～3)。而在图8-11所示的星三角降压起动 PLC控制电路中采用了1点输入，2点输出。SB即是起动按钮又是停止按钮。考虑 到星形起动接触器KM2只是在起动时用一下，可以和KM1共用一个输出点Y1。
8.3.1 十字路口交通灯控制 在第四章第七节中，对十字路口交通灯的PLC控制是采用基本逻辑指令进行编程的， 下面举几个十字路口交通灯的PLC控制的程序，以供参考。
COM5
Y27 COM4
Y17 Y7 Y6 Y5 Y4 COM2
红黄 绿
→红
绿
北
↑红 ↑黄
黄 红
西
↑绿
→黄
南
→绿 12 V －＋
8.3 PLC控制设计示例 – 8.3.1 十字路口交通灯控制 – 8.3.2 电镀自动生产线PLC设计 – 8.3.3 传送带机械手控制设计
习题
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第八章 可编程控制器的设计及示例
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第8章 可编程控制器的设计及示例
可编程控制器在电气控制系统中，主要是根据控制梯形图 进行开关量的逻辑运算，根据运算结果进行开关量的输出 控制，如果和特殊模块连接，也可以进行模拟量的输入输 出控制。
M0 M1 M2 M3
PLC X1 X0 COM
X1 X0 M0
X1 X0 M1
X1 X0 M2
X1 X0 M3
(a)PLC接线图
(b)梯形图
图8- 6 编码输入之一
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PLC
7
6
5
3421
COM
X0 X1 X2
图8- 7 编码输入之二
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第8章 可编程控制器的设计及示例
8.1 PLC控制系统设计概述 – 8.1.1 PLC控制设计的基本原则 – 8.1.2 PLC控制设计的基本步骤
8.2 输入输出接线图的设计 – 8.2.1 输入接线图的设计 – 8.2.2 节省输入点的几种方法 – 8.2.3 输出接线图的设计 – 8.2.4 节省输出点的几种方法
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第八章 可编程控制器的设计及示例
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8.1.2 PLC控制设计的基本步骤
1、对控制系统的控制要进行详细了解 2、控制系统初步方案设计 3、根据控制要求确定输入输出元件，绘制PLC输入输出接线图和主电路图 4、根据控制要求和输入输出接线图绘制梯形图 5、完善上述设计内容 6、安装调试
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8.2 输入输出接线图的设计
8.2.1 输入接线图的设计 SB4 SB3 SB1
例8-1 将图8-1所示的两个地点控制
一台电动机的控制电路改为PLC控
SB2
制。
KM
KM FR
FR
X4
图8- 1 两个地点控制一台电动机的控制电路
SB4
X3 PLC
图8- 11 星三角降压起动PLC控制
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8.2.4 节省输出Y1
Y2
Y3
COM1
+R
5～18-V
4511
LJ VDD
BJ
a
A
b
B
c
C
d
D
e
LE
f
Vss g
LED
R
aa
b
c d
fg
b
ee
c
fd
g
图8- 12 BCD码驱动七段数码管电路图
Y3 X0
KM4
KM1
Y2
KM3
Y1
KM2
COM
Y0
KM1
COM1 ～
T0 T1
T1 T2
T2
Y0 T0 K40 T1 K60 T2 K70 Y1 Y2 Y3
(a) 接线图
(b) 梯形图
图8- 5 时间原则转子回路串接电阻PLC起动控制电路
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例8-3 将时间原则转子回路串接电阻起动控制电路 (第二章图2-23)改为PLC控制。
可编程控制器的设计主要分为控制梯形图设计、可编程控 制器的输入输出接线设计以及主电路的设计等。
控制梯形图的设计是整个设计的核心部分。 由于控制梯形图的设计基本上和常规电器的控制电路一样，
所以掌握常规电器控制电路的控制原理和设计方法是可编 程控制器设计的基础。
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第八章 可编程控制器的设计及示例
COM
(a)PLC接线图1
X0
X1
Y0
Y0
PLC
FR
X1
SB4
SB3 KM
SB2
X0 Y0
SB1
COM1
～220V
COM
(c)PLC接线图2
X0 X1 Y0
Y0
(b)梯形图1
(d)梯形图2
图8- 3 两个地点控制一台电动机的PLC控制图2
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例8-2 智力抢答
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图 817 具 有 通 行 时 间 显 示 的 十 字 路 口 交 通 灯 控 制
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M8000
SUB K359 T0 K4M20 359－T0→M35～M20
百位 十位 个位 小数位 M15～M12 M11～M8 M7～M4 M3～M0
BCD K4M20 SEGD K1M4
K4M0
分3组进行智力抢答， 主持人 SA 每组一盏灯，先按
下按钮的灯亮，后 主持人 SB6
按下按钮无效。儿 童组2人，每人一个 教授组 SB4 SB5
按钮，按下其中1个 人按下按钮灯就亮。
学生组 SB3
学生组1人，1个按 钮。教授组2人，每 人一个按钮，2人都
SB2 儿童组
SB1
按下按钮灯才亮。
PLC X4 X3 Y3 X2 Y2 X1 Y1 X0 Y0
Y4
Y3
可 编
Y2
程
序
控 Y1
制
器
Y0 COM1
K4 4#卸灰 K3 3#卸灰 K2 2#卸灰
1#卸灰 K1
KA KA ＋ －
K8 4#清灰 K7 3#清灰 K6 2#清灰 K5 1#清灰
KA
图8- 14 袋式除尘器PLC接线图
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8.3 PLC控制设计示例
第八章 可编程控制器的设计及示例
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2、矩阵输入法
图8-8为3行2列输入矩阵，这种接线一般常用于有多种输入操作方式的场合。 如图中的选择开关SA打在左边，则执行手动操作方式，用按钮进行输入操作。 开关打在右边，则执行自动操作方式，由系统接点进行自动控制。
用功能指令组成输入矩阵的方法参见第六章的相关内容。
1
Y12
2
Y13
3
COM3 Y14
4
5×8 LED 矩阵
COM4 －
＋
0 12 34 567
Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7
COM1
COM2
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图8- 13 5×8 LED输出矩阵
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例8-5 工业袋式除尘器的部分 PLC控制
图8-14是工业袋式除尘器的部 分PLC控制电路。该除尘器有 4个除尘室，当除尘器开始工 作时，1～4室依次轮流卸灰， 每室卸灰时间为20秒，卸灰完 毕后起动反吹风机，3秒后， 1～4室再依次轮流清灰，每室 清灰时间为15秒，结束后，并 反复执行上述过程。
PLC输出电路采用直流电源时，对于感性负载，应反向并联二极管，否则接点 的寿命会显著下降，二极管的反向耐压应大于负载电压的5～10倍，正向电流大 于负载电流。
PLC输出电路采用交流电源时，对于感性负载，应并联阻容吸收器(由一个0.1μF 电容器和一个100～120Ω电阻串联而成)以保护接点的寿命。
L1 L2 L3
QS
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FU KM1
FR
KM4 KM3 KM2
FR
SB2
KM1
U VW
SB1
M
KM4
KT1
KM1
KT1
KM2
KM4 KM4
R3 KM4 KM3 KM3
KM2
KT2
KT2
KM3
R2 KM3 KM2 KM2
KM3
KT3
KT3
KM4
R1 KM2
KM4
(a)主电路
(b)控制电路
M20
X1
移位寄存器单点输入
SFTLP M20 M21 K9 K1
M20
按钮X1成为步进选择开关,
M21 组成M20～M29十个选择开关接点
M29
图8- 9 按钮式十档位选择开关
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8.2.3 输出接线图的设计
PLC输出电路中常用的输出元件有各继电器、接触器、电磁阀、信号灯、报警 器、发光二极管等。
COM1
YA 电磁线圈
HL3 教授组
HL2 学生组
HL1 儿童组
～220V
主持人按下复位按 钮后灯灭，开始抢
答。如果主持人闭 合开关后10秒内抢 答成功，电磁线圈
将使彩球摆动，以
COM (a)PLC接线图
示抢答者得到一次 幸运机会。
图8- 4 智力抢答
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