任务三 三相异步电动机正反转循环运行的PLC控制

（二）设备与器材
表1-22 设备与器材
序号
名称
符号
型号规格
数量 备注
1
常用电工工具
十字起、一字起、尖嘴钳、剥线钳 等
1
2
计算机（安装GX Works3编程 软件）
3
三菱FX5U可编程控制器
PLC
FX5U-32MR/ES
4
三相异步电动机正反转循环运 行控制面板
5
三相异步电动机
6
以太网通信电缆
M
WDJ26，PN=40W，UN=380V， IN=0.2A，nN=1430r/min，f=50Hz
2）学会用三菱FX5U PLC的顺控程序指令编辑三相异步电动机正反转循 环运行控制的程序。
3）会绘制三相异步电动机正反转循环运行控制的I/O接线图。 4）掌握FX5U PLC I/O接线方法。 5）熟练掌握使用三菱GX Works3编程软件编辑梯形图程序，并写入 PLC进行调试运行。
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项目一 任务三 三相异步电动机正反转运行运行的PLC控制
MPS
栈存储器的第一层， 之前存储的数据依次
下移一层
读取堆栈第一层的 MRD 数据且保存，堆栈内
的数据不移动
读取堆栈存储器第
MPP
一层的数据，同时该 数据消失，栈内的数
据依次上移一层
梯形图表示
FBD/LD表示
ST表示
目标元件
ENO:=MPS(EN);
ENO:=MRD(EN);
无
ENO:=MPP(EN);
对于FX5U PLC默认情况下，16位计数器的个数为256个，对应编号为C0 ～C255；32位超长计数器个数为64个，对应编号为LC0～LC63。
4
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➢ 16位计数器的应用
a）梯形图
b）时序图
图1-68 16位计数器的应用
5
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四、任务考核
表1-24 任务考核表
序号 考核内容
考核要求
评分标准
配分 得分
1
电路及 程序设计
（1）能正确分配I/O， 并绘制I/O接线图
（2）根据控制要求， 正确编制梯形图程序
（1）I/O分配错或少，每个扣5分 （2）I/O接线图设计不全或有错，每处扣5分 （3）三相异步电动机单向连续运行主电路表达不正确 或画法不规范，每处扣5分 （4）梯形图表达不正确或画法不规范，每处扣5分
（三）计数器的应用
➢ 计数器与定时器组合实现延时的程序
a）梯形图
b）时序图
图1-92 计数器与定时器组合实现延时的程序
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➢ 两个计数器组合实现的延时程序
a）梯形图
b）时序图
图1-93 两个计数器组合实现的延时程序
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三菱FX5U PLC的计数器分为将计数值以16位保持的计数器（C）和将计 数值以32位保持的超长计数器（LC）。对应指令分别为OUT C和OUT LC,计 数器及超长计数器输出指令的功能、程序表示方法等见表1-20。
3
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➢ 计数器及超长计数器输出指令使用要素
MPS
MPP
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
栈存储器示意图
MRD MPS MPP
6
Байду номын сангаас
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➢ 堆栈指令使用要素
表1-21 堆栈指令使用要素
名称
运算结果 推入
运算结果 读取
运算结果 弹出
助记符
功能
将运算结果存入堆
2）MPS指令最多可以连续使用16次，中途使用了MPP指令的情况下， MPS指令的使用数将被减1。
3）MRD指令可多次使用。 4）MPS、MRD、MPP指令后如果接单个触点，用AND、ANI、ANDP 、ANDF指令，若有电路块串联，则要用ANB指令；若直接与线 圈相连，则用OUT指令。
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➢ 单按钮控制三相异步电动机起停程序
a） 梯形图
b） 时序图
图1-94 单按钮控制三相异步电动机起动停止程序
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六、任务总结
本任务以三相异步电动机正反转循环运行的PLC控制为载体，介绍了计 数器的工作原理及使用、堆栈指令的功能及编程应用。在此基础上编辑三 相异步电动机正反转循环运行的PLC控制梯形图，通过GX Works3编程软件 将编辑的梯形图写入PLC、进行PLC外部连线、调试运行及观察结果，进一 步加深对所学知识的理解。从而达成会使用编程软件编辑程序并调试运行 的目标。
要实现上述控制要求，除了使用定时器、利用定时器产生脉冲信号以 外，还需要使用栈指令、计数器以及其他顺控程序指令。
2
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二、知识准备
（一）计计数器及超长计数器
➢ 计数器及超长计数器输出指令使用要素
计数器在PLC控制中用作计数控制，即用于设定和记录信号接通的次数。 当计数器输入端导通（信号由OFF变为ON的上升沿）时，计数器当前值加1 ，当计数器的当前值等于设定值时，计数器触点动作，即其常开触点闭合、 常闭触点断开。
图1-87 I/O接线图
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➢ 编制程序 利用GX Works3编程软件，根据控制要求编辑梯形图，如图1-88所示。
图1-88 三相异步电动机正反转循环运行控制梯形图
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➢ 调试运行
将图1-79所示的梯形图写入PLC，调试运行程序。
40分
2
安装与连线
根据I/O分配，正确连 接电路
（1）连线错一处，扣5分 （2）损坏元器件，每只扣5～10分 （3）损坏连接线，每根扣5～10分
20分
3
调试与运行
能熟练使用编程软件编
制程序写入PLC，并按要 求调试运行
（1）不会熟练使用编程软件进行梯形图的编辑、修改、
转换、写入及监视，每项2分 （2）不能按照控制要求完成相应的功能，每缺一项扣
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➢ 应用举例
图1-89 MC、MCR指令的应用
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项目一 任务三 三相异步电动机正反转运行运行的PLC控制 （二）主控制指令在三相异步电动机正反转控制中的应用
图1-90 I/O接线图
图1-91 三相异步电动机正反转控制梯形图
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项目一 任务三 三相异步电动机正反转运行运行的PLC控制
1）被主控制设置指令驱动的位软元件的常开触点称为主控触点，主控触 点在梯形图中与一般触点垂直。主控触点是与左母线相连的常开触点，相当 于电气控制电路的总开关。与主控触点相连的触点必须用LD、LDI指令。
2）在一个MC主控区内若再使用MC指令称嵌套，嵌套的级数最多15级， 编号按N0→N1→N2→…→N14顺序增大，N0为最外层，N14为最内层，使 用MCR指令返回时，则从编号大的嵌套级开始复位，即按N14→N13→N12 →…5→）NM0C顺指序令返驱回动。条件断开时，在MC与MCR之间的通用定时器计数值变 为0，线圈、触点均变为OFF；累计定时器和计数器，线圈变为OFF，但计 数值34、）触MC点和R均指M保令C持R为指当集令前中必的于须状1成个态对位；出置OU现的T，嵌指其套令嵌结驱套构动层时的数，元N通件值过被应最强相小制同号置。的为主一O控个FF指嵌；令套S区E(NT)、 的编RS位号T软，指元可令件以中不结的能束软重所元复有件使的及用主基。控本制指。令、应用指令中的软元件均保持当前的状态。
7
项目一 任务三 三相异步电动机正反转运行运行的PLC控制
➢ 堆栈指令使用说明
1）MPS 指令是将多重电路的公共触点或电路块先存储起来，以便后面 的多重支路使用。多重支路的第一个支路前使用MPS进栈指令，多重电路 的中间支路前使用MRD读栈指令，多重支路的最后一个支路前使用MPP指 令。堆栈指令没有目标元件。MPS、MPP指令必须成对出现。
表1-20 计数器及超长计数器输出指令使用要
名 称 助记符
计数范围
梯形图表示
FBD/LD表示
ST表示
计数器
OUT C
0～65535
超长计数器 OUT LC 0～4294967295
ENO:=OUT _C(EN,Coil,Va lue);
表中，d(Coil)为计数器元件（C/LC）编号，Value为计数器设定值，可以 直接用十进制常数设定，也可以用字软元件间接设定。
2
3
表中所列
设备、器材
4 的型号规格
仅供参考 5
6
7
连接导线
7
12
项目一 任务三 三相异步电动机正反转运行运行的PLC控制
（三）内容与步骤
➢ 任务要求 按下起动按钮SB1，三相异步电动机先正转5s，停2s，再反转5s，停2s，
如此循环5个周期，然后自动停止。运行过程中，若按下停止按钮SB2，电动机 立即停止。实现上述控制，要有必要的保护环节，其控制面板如图1-86所示。
项目一 FX5UPLC顺控程序指令的编程及应用
任务三
1
项目一 任务三 三相异步电动机正反转运行运行的PLC控制
一、任务导入
在“电机与电气控制技术”课程中，利用低压电器构建的继电-接触 器控制电路实现对三相异步电动机正反转的控制。本任务要求用PLC来实 现对三相异步电动机正、反转循环运行的控制，即按下起动按钮，三相 异步电动机正转5s、停2s，反转5s、停2s，如此循环5个周期，然后自动 停止，运行过程中按下停止按钮电动机立即停止。
➢ I/O分配与接线图
输入
表1-23 I/O分配表
输出
设备名称
符号
X元件编号
设备名称
符号
Y元件编号
起动按钮
SB1
X0
正转控制接触器
KM1
Y0
停止按钮
SB2
X1
反转控制接触器
KM2
Y1
热继电器
FR
X2
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项目一 任务三 三相异步电动机正反转运行运行的PLC控制
图1-86 三相异步电动机正反转循环运行控制面板
✓ 静态调试 ✓ 动态调试
（四）分析与思考
1）本任务如果将热继电器的过载保护作为硬件条件，试绘制I/O接线图 ，并编辑梯形图程序。
2）在本任务中，如果要求电动机运行过程中按下停止按钮或发生过载 停机时，待电动机正常后，再次起动时，电动机能自上次循环运行的次数 继续循环运行，梯形图程序应如何修改？
3）试写ST语言编制本任务控制程序。
（二）堆栈指令（MPS、MRD、MPP）
FX5U PLC内有16个存储单元，专 门用于存储程序运算的中间结果， 称为堆栈存储器。栈存储器数据进 栈和出栈遵循的原则是先进后出。 当梯形图中，一个梯级有一个公共 触点，并从该公共触点分出两条或 以上支路且每个支路都有自己的触 点及输出时，必须用堆栈指令来编 写指令表程序。
➢ 应用举例
图1-84 MPS、MRD、MPP指令的应用（一）
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图1-85 MPS、MRD、MPP指令的应用（二）
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三、任务实施
（一）任务目标
1）掌握定时器、计数器在程序中的应用，学会堆栈指令和主控制指令 的编程方法。
目标元件
主控制 设置
MC
开始主 控制
ENO:=MC(EN ,n,d);
位元件：X、Y、M、L、 SM、F、B、SB、S
字元件D、W、SD、 SW、R的位指定
主控制 复位
MCR
结束主 控制
ENO:=MCR(E N,n);
无
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项目一 任务三 三相异步电动机正反转运行运行的PLC控制
➢ MC、MCR指令使用说明
20分
5分
4
安全操作
确保人身和设备安全
违反安全文明操作规程，扣10～20分
20分
5
合计
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五、知识拓展
（一）主控制指令(MC、MCR)
➢ MC、MCR指令使用要素
表1-25 主控制指令使用要素
名 称 助记符 功 能
梯形图表示
FBD/LD表示 ST表示