第三讲 PLC应用-双速电机(3)
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（1）状态继电器（S）（P124） ① 初始状态继电器：S0～S9共10点。 ② 回零状态继电器：S10～S19共10点。 ③ 通用状态继电器：S20～S499共480点。 ④ 保持状态继电器：S500～S899共400点。 ⑤ 报警用状态继电器：S900～S999共100点，这100个状态继 电器可用作外部故障诊断输出。
任务1：步进顺控指令及单序列结构 的状态编程（续）
二、步进顺控指令指令及其编程方法（续）
2、状态转移图的编程
任务2：步进顺控指令
三、单流程的程序设计
1、设计方法和步骤 所谓单流程：就是指状态转移只有一个流程，没有其他分支。由 单流程构成的状态转移图就叫单流程状态转移图。 ① 根据控制要求，列出PLC的I/O分配表，画出I/O分配图。 ② 将整个工作过程按工作步序进行分解，每个工作步序对应 一个状态，将其分为若干个状态。 ③ 理解每个状态的功能和作用，即设计驱动程序。 ④ 找出每个状态的转移条件和转移方向。 ⑤ 根据以上分析，画出控制系统的状态转移图。 ⑥ 根据状态转移图写出指令表。
任务1：步进顺控指令及单序列结构 的状态编程（续）
一、流程图与状态转移图（续）
2、状态转移图
（2）设计状态转移图的方法与步骤
① 每一道工序对应一个状态 （即步），并分配状态继电器。 ② 搞清楚每个状态的功能。 ③ 找出每个状态的转移条件 和方向，即在什么条件下将下 一个状态“激活”。 ④ 根据控制要求或工艺要求， 画出状态转移图。
SA-1
输出端（O）
输入点编号
X0
输出设备 交流接触器
元器件符号
KM1
输出点编号
Y0
高速运行
SA-2
X1
交流接触器
KM2
Y1
热继电器
FR
X2
交流接触器
KM3
Y2
2、I/O接线图
3、梯形图
任务2：步进顺控指令
1、顺序控制简介： 所谓顺序控制，就是按照生产工艺所需要的动作规律，在各个输 入信号的作用下，根据内部的状态和时间顺序，使生产过程的各个 执行机构自动地、有次序地进行操作。
6
图2 4/2极双速电动机定子绕组接线图 a) △接（4极）—低速 b) ＹＹ接（2极）—高速
任务一 双速电动机手动控制电路
三、转换开关控制双速电动机电路
图3 转换开关控制双速电动机电路
7
任务一 双速电动机手动控制电路
电路原理分析
低速运行： 转换开关SA扳到低速位置，KM1线圈得电，KM1主触点闭合，KM1常闭触点断 开实现与KM2、KM3的联锁，KM2和KM3线圈均不得电，双速电动机作△形 联结，电动机低速运行。 高速运行： 转换开关SA扳到高速位置，KT线圈得电，KT常开瞬动触点闭合，KM1线圈得电， 电动机低速起动运行。KT延时时间到，KT延时断开常闭触点断开, KM1线圈 断电，KM1常开触点恢复断开，常闭辅助触点恢复闭合，KT延时闭合常开触 点闭合，KM2、KM3线圈得电，KM2、KM3常闭辅助触点断开，实现与KM1 互锁，KM2、KM3主触点闭合，双速电动机作ＹＹ形联结，电动机高速运转。 停车： 转换开关扳到空挡位置，不论电动机原来处于低速还是高速运转，控制回路断 电，电动机停转。
考证例题
• 1、使用FX2N可编程序控制器控制车床运行时，以 下程序中使用了ZRST指令( )。
•
• •
A、复位S20和S25顺控继电器 C、置位S20和S25顺控继电器
B、复位S20到S25顺控继电器 D、置位S20到S25顺控继电器
PLC改造设计步骤
用PLC进行双速电动机线路的控制设计、模 拟安装与调试
下图为时间继电器控制双速电动机的控制线路，请根 据线路原理将其改为PLC控制。
（说明：接触器线圈电压取36V，主回路已安装好，双速电动机用灯 箱（6个36V灯模拟电动机6个绕组。）替代。）
图1 时间继电器控制双速电动机的控制线路图
用PLC进行双速电动机线路的控制设计、模 拟安装与调试
8
表一：双速电动机控制线路的PLC I/O分配表
1双速电动机自动控制电路安装 四、 PLC改造 1、Ｉ／Ｏ分配表
输入端（I）
外接元件 选择开关SA-1 选择开关SA-2 热继电器FR 输入继电器地址 X0 X1 X2 外接元件 中间继电器 （KA1） 中间继电器 （KA2） 中间继电器 （KA3）
任务2：步进顺控指令
一、流程图与状态转移图（续）
1、流程图
彩灯循环点亮， 整个控制过程可 分为如下4个阶段 （或叫工序）： 复位、黄灯亮、 绿灯亮、红灯亮。 每个阶段分别完 成的工作（也叫 动作）如图。
任务2：步进顺控指令
一、流程图与状态转移图（续）
2、状态转移图
状态转移图：又称状态流程图，是一种用状态继电器S来表示的 顺序功能图，是FX系列PLC专门用于编制顺序控制程序的一种编 程语言。
知识链接
一、根据异步电动机的转速公式
60f1 n n1 (1 s) (1 s) p
可知，异步电动机有三种基本调速方法：改变定子 极对数p调速、改变电源频率f1调速、改变转差 率s调速。 改变电动机的磁极对数，通常由改变电动机定子绕 组接线方式来实现，且只适用于笼型异步电动机。 凡磁极对数可改变的电动机称为多速电动机，常 见的多速电动机有双速、三速、四速等几种类型， 属于有级调速。
任务2：步进顺控指令
二、步进顺控指令指令及其编程方法（续）
1、步进顺控指令 STL（Step Ladder）：是步进开始指令， 以使该状态的负载可以被驱动。 RET：是步进返回（也叫步进结束）指令， 使步进顺控程序执行完毕时，非步进顺控程 序的操作在主母线上完成。
ZRST：区间复位指令
状态转移图的编程原则为：先进行负载的驱动处理， 然后进行状态的转移处理。
输出端（O）
输出继电器地址 Y0 Y1 Y2
接触器线圈工作电源：AC36V
9
参考2
输入端（I）
输入设备
选择开关
输出端（O）
输入点编号
X0
元器件符号
SA-1
输出设备
中间继电器
元器件符号
KA1
输出点编号
Y0
选择开关
SA-2
X1
中间继电器
KA2
Y1
热继电器
FR
X2
中间继电器
KA3
Y2
参考3
输入端（I）
输入设备 低速运行 元器件符号
任务1：步进顺控指令及单序列结构 的状态编程（续）
一、流程图与状态转移图（续）
2、状态转移图
（3）状态转移图的特点
① 三要素：驱动负载、指定转移方向和转移条件 ② 当后续状态变为活动状态时，原活动状态对应的 状态继电器被系统程序自动复位。
③ 初始状态用双线框，其他状态用单线框。短横线 表示转移的条件，动断点在软元件的正上方加一短 横线。
3
向左低速
中间停止
向右低速
任务一 双速电动机手动控制电路
二、双速异步电动机 1.外形
a） b） c） 图9-1 几种常见的双速电动机外形 a）YD系列双速电动机 b）干洗机专用双速电动机 c）洗衣机用双速电动机
Fra Baidu bibliotek
5
任务一 双速电动机手动控制电路
2.定子绕组接线图
图a是定子绕组采用△形 联结, 此时电动机磁 极为4极，同步转速 为15OOr/min，电动 机低速运转。 图b是定子绕组采用ＹＹ 形联结，此时电动机 磁极为2极，同步转 速为3000r/min，电动 机高速运转。
考核要求：⑴ 使用三菱可编程序控制器进行程序控制。 ⑵ 根据时间继电器控制双速电动机的控制要求，在双速电动机控制线 路的PLC I/O分配表中完成I/O分配表的填写。 ⑶ 在方框一中画出PLC I/O接线图，并完成PLC I/O口的接线。 ⑷ 根据I/O分配表与控制要求，用梯形图（或状态转移图）完成控制程 序的设计。并将所设计的程序（梯形图或状态转移图）填写在方框二 中。 ⑸ 将所设计的程序输入到PLC，按照被控设备的动作要求进行程序调 试。 ⑹ 要完全达到时间继电器控制双速电动机的工作要求。 ⑺ 满分30分，考核时间60分钟。 否定项： ⑴ 工作过程严重违反安全操作规程扣30分。 ⑵ 工作过程损坏设备元件扣30分。 ⑶ 工作过程发生短路扣30分。
任务1：步进顺控指令及单序列结构 的状态编程（续）
二、步进顺控指令指令及其编程方法（续）
2、状态转移图的编程
任务2：步进顺控指令
三、单流程的程序设计
1、设计方法和步骤 所谓单流程：就是指状态转移只有一个流程，没有其他分支。由 单流程构成的状态转移图就叫单流程状态转移图。 ① 根据控制要求，列出PLC的I/O分配表，画出I/O分配图。 ② 将整个工作过程按工作步序进行分解，每个工作步序对应 一个状态，将其分为若干个状态。 ③ 理解每个状态的功能和作用，即设计驱动程序。 ④ 找出每个状态的转移条件和转移方向。 ⑤ 根据以上分析，画出控制系统的状态转移图。 ⑥ 根据状态转移图写出指令表。
任务1：步进顺控指令及单序列结构 的状态编程（续）
一、流程图与状态转移图（续）
2、状态转移图
（2）设计状态转移图的方法与步骤
① 每一道工序对应一个状态 （即步），并分配状态继电器。 ② 搞清楚每个状态的功能。 ③ 找出每个状态的转移条件 和方向，即在什么条件下将下 一个状态“激活”。 ④ 根据控制要求或工艺要求， 画出状态转移图。
SA-1
输出端（O）
输入点编号
X0
输出设备 交流接触器
元器件符号
KM1
输出点编号
Y0
高速运行
SA-2
X1
交流接触器
KM2
Y1
热继电器
FR
X2
交流接触器
KM3
Y2
2、I/O接线图
3、梯形图
任务2：步进顺控指令
1、顺序控制简介： 所谓顺序控制，就是按照生产工艺所需要的动作规律，在各个输 入信号的作用下，根据内部的状态和时间顺序，使生产过程的各个 执行机构自动地、有次序地进行操作。
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图2 4/2极双速电动机定子绕组接线图 a) △接（4极）—低速 b) ＹＹ接（2极）—高速
任务一 双速电动机手动控制电路
三、转换开关控制双速电动机电路
图3 转换开关控制双速电动机电路
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任务一 双速电动机手动控制电路
电路原理分析
低速运行： 转换开关SA扳到低速位置，KM1线圈得电，KM1主触点闭合，KM1常闭触点断 开实现与KM2、KM3的联锁，KM2和KM3线圈均不得电，双速电动机作△形 联结，电动机低速运行。 高速运行： 转换开关SA扳到高速位置，KT线圈得电，KT常开瞬动触点闭合，KM1线圈得电， 电动机低速起动运行。KT延时时间到，KT延时断开常闭触点断开, KM1线圈 断电，KM1常开触点恢复断开，常闭辅助触点恢复闭合，KT延时闭合常开触 点闭合，KM2、KM3线圈得电，KM2、KM3常闭辅助触点断开，实现与KM1 互锁，KM2、KM3主触点闭合，双速电动机作ＹＹ形联结，电动机高速运转。 停车： 转换开关扳到空挡位置，不论电动机原来处于低速还是高速运转，控制回路断 电，电动机停转。
考证例题
• 1、使用FX2N可编程序控制器控制车床运行时，以 下程序中使用了ZRST指令( )。
•
• •
A、复位S20和S25顺控继电器 C、置位S20和S25顺控继电器
B、复位S20到S25顺控继电器 D、置位S20到S25顺控继电器
PLC改造设计步骤
用PLC进行双速电动机线路的控制设计、模 拟安装与调试
下图为时间继电器控制双速电动机的控制线路，请根 据线路原理将其改为PLC控制。
（说明：接触器线圈电压取36V，主回路已安装好，双速电动机用灯 箱（6个36V灯模拟电动机6个绕组。）替代。）
图1 时间继电器控制双速电动机的控制线路图
用PLC进行双速电动机线路的控制设计、模 拟安装与调试
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表一：双速电动机控制线路的PLC I/O分配表
1双速电动机自动控制电路安装 四、 PLC改造 1、Ｉ／Ｏ分配表
输入端（I）
外接元件 选择开关SA-1 选择开关SA-2 热继电器FR 输入继电器地址 X0 X1 X2 外接元件 中间继电器 （KA1） 中间继电器 （KA2） 中间继电器 （KA3）
任务2：步进顺控指令
一、流程图与状态转移图（续）
1、流程图
彩灯循环点亮， 整个控制过程可 分为如下4个阶段 （或叫工序）： 复位、黄灯亮、 绿灯亮、红灯亮。 每个阶段分别完 成的工作（也叫 动作）如图。
任务2：步进顺控指令
一、流程图与状态转移图（续）
2、状态转移图
状态转移图：又称状态流程图，是一种用状态继电器S来表示的 顺序功能图，是FX系列PLC专门用于编制顺序控制程序的一种编 程语言。
知识链接
一、根据异步电动机的转速公式
60f1 n n1 (1 s) (1 s) p
可知，异步电动机有三种基本调速方法：改变定子 极对数p调速、改变电源频率f1调速、改变转差 率s调速。 改变电动机的磁极对数，通常由改变电动机定子绕 组接线方式来实现，且只适用于笼型异步电动机。 凡磁极对数可改变的电动机称为多速电动机，常 见的多速电动机有双速、三速、四速等几种类型， 属于有级调速。
任务2：步进顺控指令
二、步进顺控指令指令及其编程方法（续）
1、步进顺控指令 STL（Step Ladder）：是步进开始指令， 以使该状态的负载可以被驱动。 RET：是步进返回（也叫步进结束）指令， 使步进顺控程序执行完毕时，非步进顺控程 序的操作在主母线上完成。
ZRST：区间复位指令
状态转移图的编程原则为：先进行负载的驱动处理， 然后进行状态的转移处理。
输出端（O）
输出继电器地址 Y0 Y1 Y2
接触器线圈工作电源：AC36V
9
参考2
输入端（I）
输入设备
选择开关
输出端（O）
输入点编号
X0
元器件符号
SA-1
输出设备
中间继电器
元器件符号
KA1
输出点编号
Y0
选择开关
SA-2
X1
中间继电器
KA2
Y1
热继电器
FR
X2
中间继电器
KA3
Y2
参考3
输入端（I）
输入设备 低速运行 元器件符号
任务1：步进顺控指令及单序列结构 的状态编程（续）
一、流程图与状态转移图（续）
2、状态转移图
（3）状态转移图的特点
① 三要素：驱动负载、指定转移方向和转移条件 ② 当后续状态变为活动状态时，原活动状态对应的 状态继电器被系统程序自动复位。
③ 初始状态用双线框，其他状态用单线框。短横线 表示转移的条件，动断点在软元件的正上方加一短 横线。
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向左低速
中间停止
向右低速
任务一 双速电动机手动控制电路
二、双速异步电动机 1.外形
a） b） c） 图9-1 几种常见的双速电动机外形 a）YD系列双速电动机 b）干洗机专用双速电动机 c）洗衣机用双速电动机
Fra Baidu bibliotek
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任务一 双速电动机手动控制电路
2.定子绕组接线图
图a是定子绕组采用△形 联结, 此时电动机磁 极为4极，同步转速 为15OOr/min，电动 机低速运转。 图b是定子绕组采用ＹＹ 形联结，此时电动机 磁极为2极，同步转 速为3000r/min，电动 机高速运转。
考核要求：⑴ 使用三菱可编程序控制器进行程序控制。 ⑵ 根据时间继电器控制双速电动机的控制要求，在双速电动机控制线 路的PLC I/O分配表中完成I/O分配表的填写。 ⑶ 在方框一中画出PLC I/O接线图，并完成PLC I/O口的接线。 ⑷ 根据I/O分配表与控制要求，用梯形图（或状态转移图）完成控制程 序的设计。并将所设计的程序（梯形图或状态转移图）填写在方框二 中。 ⑸ 将所设计的程序输入到PLC，按照被控设备的动作要求进行程序调 试。 ⑹ 要完全达到时间继电器控制双速电动机的工作要求。 ⑺ 满分30分，考核时间60分钟。 否定项： ⑴ 工作过程严重违反安全操作规程扣30分。 ⑵ 工作过程损坏设备元件扣30分。 ⑶ 工作过程发生短路扣30分。