任务三 PLC改造三相异步电动机自动循环控制
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。
11
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。
用PLC实现三相异步电动机的正反转控制电路教学设计
用PLC实现三相异步电动机的正反转控制电路一、学情分析学生上学期以开始学习电力拖动，因此对于简单的继电器接触器控制回路的分析基本无大碍。
但学习程度参差不齐，学习能力一般，虽然学生对PLC技术的学习具有一定的兴趣，但这种兴趣不够稳定，需要教师创设适度的情境，适时地激发。
二、学习任务分析本节内容是中国劳动社会保障出版社瞿彩萍主编的《PLC应用技术(三菱)》第三单元中任务二的内容，在教材的P58~P59中。
其主要内容包括继电器接触器控制系统转换到PLC控制系统的方法、操作SWOPC-FXGP/WIN-C编程软件和对PLC的读写、电路块串、并联指令、堆栈指令和程序的优化。
三相异步电动机的正反转控制电路是简单的继电器控制系统，该系统可以反应PLC梯形图转换的方法、规则和注意事项。
本节内容属于新授课，分为三课时完成，以下为第一课时内容。
要求学生会按照PLC控制电路的设计顺序对继电器接触接器控制电路进行设计，并利用THPLC可编程控制器完成调试。
同时，通过对本节内容的学习，让学生将逐步养成严谨求实，合作创新的科学态度，为继续学习和发展奠定方法基础。
三、教材目标依据维修电工类专业《PLC应用技术（三菱）》的教学基本要求，结合教学内容的逻辑顺序和08机电班学生的认知水平和思维发展水平，从以下三方面制定本节课的教学目标：知识目标和能力目标（1）会列出I/0分配表、PLC接线图、梯形图和指令表（2）能熟练操作SWOPC-FXGP/WIN-C编程软件和对PLC的读写方法和过程(1)会根据学习目标，阅读教材(2)会对简单继电接触控制电路进行PLC控制电路转换(3)学会类比、比较和归纳总结学习方法情感态度和价值观（1）在学习过程中，感受学习PLC的乐趣，激发学习兴趣；（2）在合作学习过程中，学会合作，形成合作精神和竞争意识；（3）通过规范解题步骤，帮助学生养成严谨求实的科学态度。
依据教学基本要求和本节课的教学目标以及对学生现有的知识基础和理解水平对于本节课的教学重点和难点定为：继电器接触器控制系统转换到PLC控制系统既PLC的编程。
三相异步电机正反转控制线路及PLC改造
FU
QS KM1
FU2
FR
SB1 SB2
KM1
SB3
KM2
KM2
KM2
KM1
FR
KM1
KM2
M 3~
动手做2—安装正反转制动控制电路
按上图安装电路。
注意： 主电路调 相。
动手做3—检查安装好的正反转控制电路
（1）主电路的检查 检查方法与前面的相似。 （2）控制电路的检查 ①未按任何按钮时，读数应为无穷大； ②分别按SB2和KM1，读数应为KM1线圈的电阻值； ③分别按SB1和KM2，读数应为KM2线圈的电阻值。
注
I0.0 I0.1 I0.2 Q0.1 Q0.0
正转
意 图 中
两
Q0.0
个
自
保
持
I0.1 I0.0 I0.2 Q0.0 Q0.1
回
路
反转
的
不
Q0.1
同
将上面梯形图程序输入PLC并调试，观察 其结果。
思考：
如果用双重互锁如何实现正反转控制？ 那么PLC程序如何变化?请同学们自己完 成。
动手做5—单向反接控制线路的PLC改造
I/O分配
输入 元件名称、符号
停止按钮
SB1
正向起动按钮
SB2
反向起动按钮
SB3
热继电器常闭触
点
FR
输出
输入点 元件名称、符号 输出点
I0.0
电 机 起 动 接 触 KM
器
1
Q0.0
I0.1
电 机 制 动 接 触 KM
器
2
Q0.1
I0.2
I0.3
电动机的正反转控制PLC接线图
PLC应用技术 第3版 项目三 三相异步电动机可逆运转控制
学习目标 学习任务 环境设备 背景知识 操作指导 质量评价 拓展提高
项目任务
任务流程图
项目三 三相异步电动机可逆运转控制
本项目的任务是安装与调试PLC控制的三相异步电动机可逆运 转系统。系统控制要求如下： （1）起停控制 按下正向起动按钮，电动机正向运转；按下反向起 动按钮，电动机反向运转。 按下停止按钮，电动机停止运转。 （2）保护措施 系统具有必要的短路保护和过载保护。
按钮 三相笼型异步电动机
端子板 安装铁板
导轨 走线槽
铜导线
紧固件
编码管 编码笔
型号规格
MF47 FX3U-48MR
DZ47-63 BK100，380/220V
16A RT18-32
2A 6A NR4-63 CJX1-12/22，220V
LA38/203 380V，0.75kW，Y形联结
TB-1512L 600mm×700mm
m m m
m
只 只 只 m
支
备注 双色
学习目标 学习任务 环境设备 背景知识 操作指导 质量评价 拓展提高
项目三 三相异步电动机可逆运转控制
确定输入 I/O点 系统
系统
输出设备 分配 梯形图 电路图
（1）分析控制要求 项目任务要求该系统具有三相异步电动机可逆运转控制 功能，按下正向起动按钮，电动机得电，正向运转；按下反向起动按钮，电 动机得电，反向运转；按下停止按钮（或过载），电动机停止运转。 （2）确定输入设备 根据控制要求分析，系统有4个输入信号：正向起动、 反向起动、停止和过载信号。由此确定，系统的输入设备有三只按钮和一只 热继电器，PLC需用4个输入点分别与它们的常开触头相连。但实际操作时， 为了节省输入点，过载保护也可通过硬件连接实现。本项目将采用这种过载 保护方式。 （3）确定输出设备 系统的输出设备有两只接触器，PLC需用2个输出点分别 驱动正、反转接触器的线圈。
电气控制与PLC技术- 三相异步电动机的连续运行控制
1、简述三相异步电动机连续运行的继电器－接触器控制电路工作原理。
任务3：三相异步电动机的连续运行控制
二、三相异步电动机连续运行的继电器－接触器控制（续）
（二）课上讲解
1、继电器－接触器控制电路原理图 2、工作原理
自锁控制线路：松开按钮而仍能自行保持线 圈得电吸合的控制线路 自锁（或自保持）触头：与SB1并联的这一 对动合辅助触头KM 热继电器（FR）：防止电动机过热
任务3：三相异步电动机的连续运行控制
知识回顾及作业讲评
1、三相异步电动机点动运行的继电器-接触器控制电路的工作原理
2、常用低压电器
低压断路器 QF
熔断器 FU
按钮开关 SB
电动机 M
交流接触器 KM
任务3：三相异步电动机的连续运行控制
知识回顾及作业讲评（续）
3、三相异步电动机点动运行的PLC控制工作过程
任务3：三相异步电动机的连续运行控制
二、三相异步电动机连续运行的继电器－接触器控制（续）
（一）课上问题（续）
2、分析热继电器FR的工作原理
任务3：三相异步电动机的连续运行控制
二、三相异步电动机连续运行的继电器－接触器控制（续）
（二）课上讲解（续）
3、热继电器 继电器：根据某种输入信号（如电流、电压、时间和速度等物理量）的变化来自动 接通或分断小电流电路和电器。 作用：控制、放大、联锁、保护和调节
二、三相异步电动机连续运行的继电器－接触器控制（续）
（二）课上讲解（续）
3、热继电器（续）
工作原理：主电路电流超过 额定值电阻丝发热双金 属片受热膨胀向上弯曲 双金属片与扣板脱扣弹簧 带动扣板将常闭触点断开 断开控制电路断开主电路
任务单3：选三题相异步电1分动机的连续运行控制
任务三---PLC改造三相异步电动机自动循环控制
任务三PLC改造三相异步电动机自动循环控制知识目标：熟悉并掌握继电器控制中位置控制、自动循环控制的基本工作原理。
技能目标：通过实训，熟练掌握用PLC控制位置控制、自动循环控制，并且能够进行实际应用。
实训课时：4学时。
知识位置控制线路的PLC控制1.行车位置控制线路原理图4-19所示是工厂车间内行车运动示意图。
在行车的两头终点处各安装一个位置开关SQ1、SQ2，作为行车的终端位置保护装置，并将行程开光的常闭触点分别串接在控制行车前后前进的正/反转控制线路中，在行车前后各安装挡铁1和挡铁2，当挡铁碰触到终点处的行程开关，其常闭触头切断了控制线路，切断了电源，保护了行车运行。
图4-19 行车运行示意图工厂车间里的行车常采用位置控制。
位置控制线路的原理如图4-20所示。
行车位置控制基本原理：当KM1(KM2)线圈得电时，此时电动机M正（反）转，行车向前运行，当挡铁1（2）碰到位置开关SQ1(SQ2),其常闭触头分断，接触器KM1（KM2）线圈失电，停止正转运行，此时若再按下SB1(SB2)，KM1(KM2)线圈也不得电，行车也不会再运行，从而保证了行车不会超过SQ1(SQ2)所在的位置，保护了行车的运行。
2.列出I/O口分配根据原理图，列出PLC控制I/O口元件地址分配表。
I/O口分配如表4-15所列。
表4-15 位置控制I/O口分配3.PLC外部硬接线图根据I/O口分配，画出PLC控制I/O口外部硬接线图。
位置控制PLC外接线示意图如图4-21所示。
图4-20 电动机位置控制线路原理注意：在正/反转控制中，除了要在外部硬件进行联锁之外，还应该在梯形图程序中进行必要的联锁，这样可以保证运行的安全性、正确性。
4.编写梯形图程序据电路的工作原理及PLC的I/O口分配，应用经验法进行合理编程。
PLC控制位置控制参考程序如图4-22所示。
图4-21位置控制PLC外接线示意图I0.0 I0.2 I0.3 I0.4 Q0.0( )Q0.0I0.1 I0.2 I0.3 I0.5 Q0.1( )Q0.1图4-22 位置控制梯形图参考程序5.实物演示根据实验室设备、元器件等情况对位置控制线路进行实物演示。
PLC任务3三相异步电动机正反转控制
12
导线
13
一字形螺丝刀
14
十字形螺丝刀
15
钢丝钳
16
尖嘴钳
17
万用表
100mm Ⅱ号
150mm
MF47
1 5 1 2 3 1
若干 1 1 1 1 1
任务实施
一、I/O分配
输入量
KH
I0.0
SB1 I0.1
SB2 I0.2
SB3 I0.3
输出量 KM1 Q0.0 KM2 Q0.1
任务实施
二、绘制PLC硬件接线图
10
综合
5.不注重工作质量与工作成本；扣2分
能力
安全 文明 生产
1.安全意识差，不安安全生产规程操作；扣10
分
2.劳动保护穿戴不整齐；扣10分
10
3.施工后不清理现场；扣5分
定额 15min，每超时5min
扣5
时间 分
备注
除定额时间外，各项目的最高扣分不应超过配 分数
合计 100
开始时间
结束时 间
实际用 时
0
KH 2
SB3
3
SB2 4 KM1
SB1 5
7 KM2
8
KM2 6
KM1 9
KM1
KM2
任务分析
接触器KM1与KM2不能同时得电，否则三相电源短路。
电路中采用接触器常闭触点串接在对方线圈回路作电气联 锁，使电路工作可靠。在编写梯形图程序时要体现出电气联锁， 由于存在时间差，硬件接线时保留电气联锁也很必要。
FU1 L1
L2 L3
QS
KM1
KM2
KH
U VW
PE
M 3
左
任务1.1-用PLC改造三相异步电动机正反转控制线路
任务1.1 用PLC 改造三相异步电动机正反转控制线路1.1.1任务描述下图1-1-1是三相异步电动机正反转控制线路，它由主电路和辅助电路两部分组成，能够实现异步电动机的正反转控制，此外该电路还具有短路保护和过载保护的功能。
现利用三菱FX 系列PLC 改造三相异步电动机正反转控制线路，要求不改变原先的控制面板，保持系统原有的外部特性，即改造完成后工作人员不需要改变长期形成的操作习惯。
本任务要求电机正反转启动按钮、停止按钮以及过载保护常闭触点与改造前一致。
图1-1-1 三相异步电动机正反转控制线路1.1.2任务目标1．能根据控制要求分配PLC 的输入输出端口； 2．会根据输入输出端口完成线路的连接；3．能选择PLC 指令完成梯形图程序的编写，例如LD 、AND 、OUT 、SET 和RST 等指令； 4．会上电调试程序功能。
1.1.3任务分析与实施一、硬件线路1．系统输入输出信号分析根据图1-1-1的分析，系统的输入信号由两部分构成：一是三相异步电动机停止、正反向启动的控制信号，分别由按钮SB1、SB2 和SB3提供；二是三相异步电动机的过载检测信号，由热继电器FR 的常闭触点提供。
系统需提供两个输出信号，分别用于驱动接触器KM1和KM2，使三相异步电动机实现M3L1L2L3QSFU1FU2KM1KM2FRKM1KM2KM1KM2SB3SB2SB1KM1KM2FR123456789正反转运行。
根据上述分析，PLC 的I/O 端口分配如表1-1-1所示。
表1-1-1 I/O 端口分配表2．硬件线路的设计硬件线路由主电路和控制回路构成，具体如图1-1-2所示。
图1-1-2 三相异步电动机正反转PLC 控制线路说明：（1）为延长PLC 输入点的使用寿命，其输入信号一般采用常开的方式接入，但为更可靠接受保护类信号，其输入信号一般采用常闭的方式接入；（2）与上图中一致，凡是由PLC 实现的正反转控制线路，KM1和KM2必须实行电气联锁，否则在电动机正反转切换的过程中会导致主回路短路；（3）由于三菱FX2N-48MR （继电器输出型）的输出点承受电压最大为AC240V 或DC30V ，故本图中使用的接触器线圈额定电压选为AC220V 。
解析如何实现PLC对三相异步电动机的点动控制
解析如何实现PLC对三相异步电动机的点动控制摘要：PLC可靠性高，抗干扰能力强，产品已经标准化、系列化、模块化，用软件功能取代了继电器控制系统中大量的中间继电器、时间继电器、计数器等器件，使控制柜的设计、安装、接线工作量大大减少；PLC的梯形图程序一般采用顺序控制设计法来设计,方便、简明；PLC的故障率很低，且有完善的自诊断和显示功能，PLC的较强带负载能力，用在直接驱动一般的电磁阀和小型交流接触器已成为主流。
那么如何对实现PLC与三相异步电动机的控制形成一种通用范本模式，以广泛应用于生产实践中显得非常重要。
本文以三菱FX2系列PLC为例，总结了实施对三相异步电动机的点动控制的方法、步骤与体会，以其可以为学校的教学、实习及促进工业发展提供一定的推动力。
关键字：PLC设计；点动控制；三相异步电动机一任务目标1、掌握三菱FX2系列PLC组成原理2、能根据控制要求分配PLC的输入输出端口3、会根据输入输出端口完成线路的连接4、掌握三菱FX2系列PLC基本指令5、能选择PLC指令完成梯形图程序的编写6、熟悉PLC程序的编写与写入二任务分析如图2-11所示为三相异步电动机的点动控制线路，即用按钮和接触器等来控制电动机单方运转的最简的正转控制线路,现用PLC进行控制。
图2-11 点动控制线路点动控制是指按下按钮,电动机就得电运转；松开按钮,电动机就失电停转。
这种控制方法常用于机械设的调试；机床设备的对位、对刀、定位；电葫芦的起重电动机控制。
在点动控制线路中,主电路由开关QS、熔断器FU1、接触器主触点及电动机组成；控制电路由熔断器FU2、启动按钮SB、接触器KM线圈组成,PLC代替继电器控制电路进行控制,主电路部分保留不变。
在控制电路中,启动按钮属于控制信号,应作为PLC的输入量分配接线端子；而接触器线圈属于被控对象,应作为PLC的输出量分配接线端子。
对于PLC的输出端子来说,允许额定电压为220V,因此需要将原线路图中接触器的线圈电压由380V改为220V,以适应PLC的输出端子需要。
PLC控制三项异步电机正反转控制
PLC控制三项异步电机正反转控制摘要随着时代不断的发展，在实际生产过程中，尤其是在工业制造领域，对于机械设备以及操作技术的要求越来越严格，一般需要机械可以达到对向的运动，例如生活中常见的传送带的传输过程、电梯的上下运动以及汽车的前进与后退等运动，都需要借助正反两个不同方向的动力装置，才能够实现。
关键词：可编程控制器；工控设备；正反1.PLC控制技术概述1.1 PLC特性分析新型可编程控制系统的设计初衷是为了妥善处理相关复杂的操作要求以及操作环境，其具体的运行原理是借助不同功能的I/O接口，进而来控制设备以不同的指令运行的一种新型技术手段。
其相比于传统的控制技术来说，其特征为：1.1.1 PLC与继电器逻辑控制系统的比较直到PLC出现之前，电气控制广泛的在价格较低的继电器中应用，如图-1所示。
图-1 PLC与继电器逻辑控制系统的比较项目继电器逻辑控制系统PLC控制逻辑接线逻辑，覆盖大，接线复杂，修改困难存储逻辑，体积较小、布线少，控制灵活，易于扩展控制速度控制功能通过开闭触点实现，动作速度达数万毫秒，触点易抖动存储逻辑，体积小、连线少，控制灵活，易于扩展限时控制由时间继电器实现，精度低，易受环境和温度的影响控制功能由半导体开关实现，每一指令执行时间微秒，无触点抖动触点数量4-8对，易磨损任意多个，永不磨损工作方式并行工作串行循环扫描设计与施工施工设计及调试必须按顺序进行，且工期长，修改难度大系统设计完成后，可同时进行施工和设计，施工周期短，易于调试且修改方便可靠性与可维护性寿命短，可靠性与可维护性差可靠性强，使用寿命久，且有自诊断功能，易于维修，维修方便价格使用机械开关、继电器及接触器等，价格实惠使用大规模集成电路，前期投资较大1.1.2 PLC与微型计算机控制系统的比较同样是采用微电子制作的PLC，它和微型计算机的构造相似，如二者都有中央处理器、ROM、RAM以及输入和输出，但是PLC采用了一定的抗干扰技术，加上丰富的扩展模块，可将它的可扩展能力提高，使其更易适应工业控制，PLC 和微型计算机的区别如图-2所示。
PLC改造三相异步电动机自动循环控制线路
PLC改造三相异步电动机自动循环控制线路
【学习目标】1.理解掌握三相异步电动机自动循环控制线路的工作原理；
2.能用PLC改造三相异步电动机自动循环控制线路。
【学习重点】1.能理解三相异步电动机自动循环控制线路的工作原理；
2.能用PLC改造三相异步电动机自动循环控制线路。
【学习难点】1.能用PLC改造三相异步电动机自动循环控制线路；
2.能完成电路调试运行。
【复习巩固】
项目要求：接通三相交流电源，合上转换开关QS；
按下SB1，KM1线圈得电，电动机正转，工作台开始右移，至限定位置挡铁碰SQ1位置开关，电动机M停止，工作台停止右移；
按下SB2，KM2线圈得电，电动机反转，工作台开始左移，至限定位置挡铁碰SQ2位置开关，电动机M停止，工作台停止左移；
按下停止按钮SB3，电动机停转，工作台停止移动。
【新知学习】
一、用PLC改造三相异步电动机自锁正转控制线路；
1、列出I/O口地址分配表；
2、画出外部接线图；
3、设计梯形图；
【当堂检测】
1）按下启动按钮SB1，正转运行（工作台右行），碰触行程开关SQ1，停止右行；停留5秒后反转运行（工作台左行），碰触行程开关SQ2，停止左行；停留5秒后正转运行（工作台右行），如此往返循环。
2）发生意外情况，按下停止按钮SB2，电动机立即停止运行。
【学习反思】。
三相异步电机自动循环正反转控制案例
4.子程序调用程序
项目七： PLC功能指令应用
程序解析：调用三个子程序 M1常开触点闭合时，调用子程序P1 M2常开触点或M8常开触点闭合时，调用子程序P2 M5常开触点闭合时，调用子程序P3
5.子程序P1
项目七： PLC功能指令应用
程序解析
P1子程序的作用是是输出继电器Y000得电， 输出继电器Y001失电；即使交流接触器KM1的 线圈得电，KM2的线圈失电，即使电机M1正转；
6.子程序P2
项目七： PLC功能指令应用
程序解析
P2子程序的作用是使输出继电器Y000，Y001 全部失电，交流接触器KM1和KM2的线圈都失 电，电机停止转动；
7.子程序P3
项目七： PLC功能指令应用
程序解析
P3子程序的作用是是输出继电器Y001得电， 输出继电器Y000失电；即使交流接触器KM2的 线圈得电，KM1的线圈失电，即使电机M1反转；
项目七： PLC功能指令应用
二、三相异步电机自动循环正反转控制案例的电气原理图 1.主配表
项目七： PLC功能指令应用
输入
输入设备
输入继电器
启动按钮SB1
X0
停止按钮SB2
X1
输出
输出设备
输出继电器
正转线圈KM1
Y0
反转线圈KM2
Y1
项目七： PLC功能指令应用
XXXXX XXXXX
项目七： PLC功能指令应用
三相异步电机自动循环正反转控制案例
XXXXX XXXXX
项目七： PLC功能指令应用
一、三相异步电机自动循环正反转控制案例描述
三相异步电动机M1的启动按钮为SB1,停止按钮为SB2。 按下SB1启动按钮后，电机M1开始正转，正转10S后， 电机自动停止，停止10S后电机自动启动并开始反转， 反转10S后电机自动停止，停止10S后又自动开始正传， M1按照这种运行规律以此往复，循环运行。任意时刻 按下停止按钮SB2，电机彻底停止。
FX系列PLC基本指令的应用项目三 三相异步电动机正反转循环运行的PLC控制
图1-71 栈存储器示意图
栈指令应用举例
图1-72 MPS、MRD、MPP指令应用（一）
图1-73 MPS、MRD、MPP指令应用（二）
三、项目实施
（一）训练目标
掌握定时器、计数器在程序中的应用，学会栈指令和主控触点指令的编程 方法。 学会用三菱FX系列PLC的基本逻辑指令编制电动机正反转循环运行控制的 程序。 会绘制电动机正反转循环运行控制的I/O接线图。 掌握FX系列PLCI/O端口的外部接线方法。 熟练掌握使用三菱GX Developer编程软件编写梯形图程序与指令表，并 写入PLC进行调试运行。
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
X000
正转控制接触器 KM1
Y000
停止按钮
SB2
X001
反转控制接触器 KM2
Y001
（a）三相异步电动机正反转循环运行控制面板
（b）I/O接线图
图1-74 控制面板及I/O接线图
编制程序 根据控制要求设计出梯形图，如图1-75所示。
MC、MCR指令应用举例
图1-76 MC、MCR指令应用
（二）主控触点指令在电动机正反转控制中的应用
图1-77 I/O接线图
图1-78 电动机正反转控制梯形图
（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1-79 计数器与定时器组合实现延时的控制程序
两个计数器组合实现的延时程序
安全文明 操作
系统运行情况 运行结果分析 团队协作精神
操作认真规范，运行结果正确 能够结合理论正确分析运行结果 合理分工，配合默契
项目03三相异步电动机顺序启动逆序停止运行PLC控制
项目实施
【任务四】：编写梯形图程序，写出指令表 活动1：程序设计——经验法
项目实施
【任务四】：编写梯形图程序，写出指令表 活动2：写出指令表 活动3：程序分析
项目实施
【任务五】：输入程序 活动1：启动编程软件GX Developer 活动2：创建新工程 活动3：梯形图程序输入 活动4：梯形图程序的转换 活动5：工程保存 活动6：程序写入
教学目标 1.学习块与指令、块或指令的应用 2.学习梯形图编程的基本规则 3.能根据控制要求正确编写PLC梯形图程序
项目描述 在装有台电动机的生产机械上，有时需要按
一定的顺序启动或停止电动机，才能保证操作过程 的合理和工作的安全可靠。本项目要求用PLC来实 现对三相异步电动机顺序启动、逆序停止运行控制 线路进行改造。
项目实施
【任务一】：学习相关知识 活动1：学习基本指令 3.ORB指令程序举例
项目实施
【任务一】：学习相关知识 活动2：学习梯形图编程的基本规则 （1）触点不能接在线圈的右边,线圈不能直接与左母线相接。
项目实施
【任务一】：学习相关知识 活动2：学习梯形图编程的基本规则 （2）在同一梯形图中，应尽量避免线圈重复使用。
项目实施
【任务六】：调试运行程序并达到控制要求 活动1：检查外部电路连接，准确无误后通电，进行程序
调试； 活动2：根据控制要求调试运行程序；
项目扩展
两台5.5KW小功率电动机M1、M2 ，编程实现用PLC控制 两台电动机顺序运行，电动机M1后，M2才能启动，M1停止 后，M2才能停止。要求：
（1）进行I/O分配； （2）画出外部接线图； （3）编写PLC梯形图程序，并写出指令表。
用PLC控制三相异步电动机正反转
用PLC控制三相异步电动机正、反转用PLC控制三相异步电动机正、反转：三相交流异步电动机是生产设备常用的动力元件，PLC控制电动机的转动，是生产设备自动控制的最常用，也是基本的控制。
PLC控制电动机，用PLC控制负载，编程是主要的任务，接线驱动负载是次要的任务，不要本末倒置，将接线当成首要任务，编程当成次要任务。
用PLC控制三相异步电动机正、反转设计步骤控制案例：给正转信号，电动机正转运行；给反转信号，电动机反转运行；给停止信号，无论电动机正转还是反转，都要停止运行。
即电动机的控制能实现正反停。
1．电动机正反转的主电路中，交流接触器KM1和KM2的主触点不能同时闭合，并且必须保证，一个接触器的主触点断开以后，另一个接触器的主触点才能闭合。
2．为了做到上面一点，梯形图中输出继电器Y0、Y1的线圈就不能同时带电，这样在梯形图中就要加程序互锁。
即在输出Y0线圈的一路中，加元件Y1的常闭触点；在输出Y1线圈的一路中，加元件Y0的常闭触点。
当Y0的线圈带电时，Y1的线圈因Y¬0的常闭触点断开而不能得电；同样的道理，当Y1的线圈带电时，Y0的线圈因Y¬1的常闭触点断开而不能得电。
3．为了保证电动机能从正转直接切换到反转，梯形图中必须加类似按钮机械互锁的程序互锁。
即在输出Y0线圈的一路中，加反转控制信号X1的常闭触点；在输出Y1线圈的一路中，加正转控制信号X0的常闭触点。
这样能做到电动机正反转的直接切换。
当电动机加正转控制信号时，输入继电器X0的常开触点闭合，常闭触点断开。
常闭触点断开反转输出Y1的线圈，交流接触器KM2的线圈失电，电动机停止反转，同时Y1的常闭触点闭合，正转输出继电器Y0的线圈带电，交流接触器KM1的线圈得电，电动机正转。
当电动机加反转控制信号时，输入继电器X1的常开触点闭合，常闭触点断开。
常闭触点断开正转输出Y0的线圈，交流接触器KM1的线圈失电，电动机停止正转，同时Y 0的常闭触点闭合，反转输出继电器Y1的线圈带电，交流接触器KM2的线圈得电，电动机正转。
FX系列PLC基本指令的应用项目三 三相异步电动机正反转循环运行的PLC控制
加/减计数器的动作过程示例
利用计数输入X014驱动C200线圈，可增计数或减在计计数数（器增的减当前可值由由特-6→-
殊辅助继电器设置）。
5增加时，输出触点置位； 在由-5→-6减少时，输出触
当前值的增减与输出触点的动作无关，但是如果点从复2位14，7如48果36从47开始
增计数，则成为-2147483648，形成循环计数。 2147483647开始增计数， 如果复位输入X013为ON，则执行RST指令，计数则循器成环当为计前-数2值1。4变74为83604，8，输形成
要实现上述控制要求，必须使用定时器，定时器产生脉冲信 号的程序、栈指令、计数器以及其他基本指令。
二、相关知识
（一）计数器（C元件）
计数器可分为内部计数器和高速计数器
内部计数器 内部计数器是对PLC的内部元件（X、Y、M、S、T和C）的信号
进行计数。 16位增计数器（设定值：K1~K32767） 16位增计数器有两种类型： ◆ 通用型：FX1SC0~C15共16点，FX2N、FX3UC0~C99共100点。
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
X000
正转控制接触器 KM1
Y000
停止按钮
SB2
X001
反转控制接触器 KM2
Y001
（a）三相异步电动机正反转循环运行控制面板
（b）I/O接线图
图1-74 控制面板及I/O接线图
编制程序 根据控制要求设计出梯形图，如图1-75所示。
◆ 失电保持型：FX1SC16~C31共16点，FX2N、FX3UC100~C199共100点。 其设定值K在1~32767之间。设定值K0与K1含义相同，即在第一次
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任务三PLC改造三相异步电动机自动循环控制
知识目标：
熟悉并掌握继电器控制中位置控制、自动循环控制的基本工作原理。
技能目标：
通过实训，熟练掌握用PLC控制位置控制、自动循环控制，并且能够进行实际应用。
实训课时：4学时。
知识位置控制线路的PLC控制
1.行车位置控制线路原理
图4-19所示是工厂车间内行车运动示意图。
在行车的两头终点处各安装一个位置开关SQ1、SQ2，作为行车的终端位置保护装置，并将行程开光的常闭触点分别串接在控制行车前后前进的正/反转控制线路中，在行车前后各安装挡铁1和挡铁2，当挡铁碰触到终点处的行程开关，其常闭触头切断了控制线路，切断了电源，保护了行车运行。
图4-19 行车运行示意图
工厂车间里的行车常采用位置控制。
位置控制线路的原理如图4-20所示。
行车位置控制基本原理：当KM1(KM2)线圈得电时，此时电动机M正（反）转，行车向前运行，当挡铁1（2）碰到位置开关SQ1(SQ2),其常闭触头分断，接触器KM1（KM2）线圈失电，停止正转运行，此时若再按下SB1(SB2)，KM1(KM2)线圈也不得电，行车也不会再运行，从而保证了行车不会超过SQ1(SQ2)所在的位置，保护了行车的运行。
2.列出I/O口分配
根据原理图，列出PLC控制I/O口元件地址分配表。
I/O口分配如表4-15所列。
3.PLC外部硬接线图
根据I/O口分配，画出PLC控制I/O口外部硬接线图。
位置控制PLC外接线示意图如图4-21所示。
注意：在正/反转控制中，除了要在外部硬件进行联锁之外，还应该在梯形图程序中进行必要的联锁，这样可以保证运行的安全性、正确性。
4.编写梯形图程序
据电路的工作原理及PLC的I/O口分配，应用经验法进行合理编程。
PLC控制位置控制参考程序如图4-22
图4-21位置控制PLC外接线示意图
I0.0 I0.2 I0.3 I0.4 Q0.0
( )
Q0.0
I0.1 I0.2 I0.3 I0.5 Q0.1
( )
Q0.1
图4-22 位置控制梯形图参考程序
5.实物演示
根据实验室设备、元器件等情况对位置控制线路进行实物演示。
实训PLC控制自动循环控制
图4-23所示就是工作台自动循环的电路原理。
根据电路图的工作原理，设计PLC控制程序，进行实际安装接线、调试、演示。
图4-23 工作台自动循环电路原理
第1步（理一理）理解电路的工作原理
只有在理解电路的工作原理之后，才能用PLC来进行合理、正确地编程，才能通过接线、演示来验证PLC控制的正确性。
自动循环控制线路基本原理：
第2步（分一分）分配PLC I/O口。
PLC有很多的I/O口，所以在设计应用时需要进行I/O口的具体分配。
根据任务要求，进行I/O口分配。
将I/O口具体分配结果填入表4-16中。
第3步（画一画）绘制PLC外接线图。
PLC I/O口分配完毕后，就可以根据分配的I/O口绘制PLC外围接线图，如图4-24所示。
将自动往返控制PLC外接线补画完整。
CPU224
图4-24 绘制PLC外围接线
第4步（动一动）设计梯形图程序。
根据电路的工作原理及PLC的I/O口分配，应用STEP7-MicroWINSP3西门子编程软件进行PLC 梯形图的程序设计。
并将设计出的梯形图画在以下的空白处。
根据梯形图程序写出指令表程序，将结果填写在如表4-17所示的框内。
表4-17 指令表程序
第5步（调一调）下载程序并调试。
将初步设计好的程序下载到PLC中，应用软件中的模拟仿真、强制ON/OFF、监控等功能对PLC梯形图进行模拟的调试，若监控运行结果与控制线路的工作原理或设计的控制要求相符合，则说明程序设计正确。
完成了PLC的程序调试。
第6步（接一接）实物接线。
根据PLC的外围接线图，进行PLC控制部分的接线；根据电路原理图的主电路，进行主电路的接线。
接线完成后，检查PLC所用到的I/O口是否全部接线，输入、输出端是否接上电源，确认无误后，在指导教师的许可下进行通电试验。
第7步（展一展）演示程序功能。
以上各项工作完成后，应在实训教师的指导监督下，进行实际通电演示，演示步骤：接通总开关→启动按钮→其他功能开关按钮→停止按钮→断开总开关。
并记录运行结果，运行结果为：
第8步（评一评）自评、互评、教师评。
等学生演示完毕后，进入评价阶段。
根据评分标准表客观地评价本次实训过程中实际得分情况，分学生自评、学生互评和教师总体评价。
将实训的评分结果客观地填写在表4-18中。
评分完成后，填写表格，根据评分的情况和本次实训的结果，主要是总结评价本次设计、安装、调试、演示过程中的优点、需要改进的地方、应该引起注意的地方等。
将实训评价结果填入表4-19和表4-20中。
表4-18用PLC进行控制线路设计、安装与调试的评分标准
表4-19 学生自评表格
表4-20 教师评价表格
第9步（写一写）书写实训报告
完成实训任务后，写出实训报告，总结本次实训操作过程。
报告可涉及内容为实训设计要求、PLC的I/O口分配、PLC外接线图、设计的梯形图程序、实物演示的结果等，并可谈谈本次实训的心得体会。
拓展自动循环工作原理
工作台自动往返工作原理（合上组合开关QS）如下。
KM1自锁触头闭合自锁
按下SB1→KM1线圈得电KM1主触头闭合
KM1联锁触头分断对KM2联锁
→电动机M正转→工作台右移→至限定位置挡铁碰SQ1位置开关→
KM1自锁触头分断解除自锁电动机M停止SQ1常闭触点先分断→KM1线圈失电KM1主触头分断工作台停止右移
KM1联锁触头恢复闭合
KM2自锁触头闭合自锁
SQ1常开触点后闭合→KM2线圈得电KM2主触头闭合
KM2联锁触头分断对KM1联锁
→电动机M反转→工作台左移（SQ1复位）→至限定挡铁碰SQ2位置开关→
KM2自锁触头分断解除自锁电动机M停止SQ2常闭触点先分断→KM2线圈失电KM2主触头分断工作台停止左移
KM2联锁触头恢复闭合
KM1自锁触头闭合自锁
SQ2常开触点后闭合→KM1线圈得电KM1主触头闭合
KM1联锁触头分断对KM2联锁
→电动机M正转→工作台右移(SQ1复位)……重复上述过程，工作台就在限定行程内自动循环往返运动。
停止时按下SB3→整个控制电路失电→KM1（或KM2）主触头分断→电动机M失电停止。
分析与思考
可以在不更改主电路和外接线路的基础上，进行梯形图程序的扩展编程。
在自动循环控制中，控制要求变为：右行过程中碰行程开关SQ1后停留5S然后左行，左行过程中碰行程开关SQ2后停留10S然后右行，如此循环；如果SQ1、SQ2位置开关失灵时，有终端限位保护。
根据以上要求，编制程序，并上机调试运行，实物演示。