可编程控制器的工作原理与电路分析

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1、第三章工作原理与电路分析和设计第三章工作原理与电路分析和设计 3.1 3.1 可编程控制器的工作原理可编程控制器的工作原理 3.2 3.2 可编程控制器电路分析可编程控制器电路分析 3.3 3.3 控制电路的经验设计法控制电路的经验设计法 3.1 3.1 可编程控制器的工作原理可编程控制器的工作原理继电器继电器- -接触器控制系统是通过继电器和接触器触点状态接触器控制系统是通过继电器和接触器触点状态的变化来实现其控制功能，而的变化来实现其控制功能，而可编程控制器则是通过执行控制可编程控制器则是通过执行控制程序来实现其控制功能程序来实现其控制功能。可编程控制器的控制程序大致由可编程控制器的控制程

2、序大致由三大模块三大模块构成构成: :第一个大模块第一个大模块是是：初始化模块；：初始化模块；第二个大模块第二个大模块是是：实现系统控制功能的模块，：实现系统控制功能的模块，第三个大模块第三个大模块是是：保证可编程控制器可靠性的模块。：保证可编程控制器可靠性的模块。可编程控制器是采用循环执行控制程序的各个模块来实现其可编程控制器是采用循环执行控制程序的各个模块来实现其控制功能的，即控制程序的各个模块在可编程控制器的上电期控制功能的，即控制程序的各个模块在可编程控制器的上电期间内被周期性地执行间内被周期性地执行。控制程序的各个模块均被执行一次所需控制程序的各个模块均被执行一次所需要的时间称为可编

3、程控制器的要的时间称为可编程控制器的扫描周期扫描周期，扫描周期是可编程控，扫描周期是可编程控制器的一个重要技术指标，它反映出可编程控制器的处理速度。制器的一个重要技术指标，它反映出可编程控制器的处理速度。PLC的扫描工作过程 开机开机内部处理内部处理通讯服务通讯服务输入刷新输入刷新程序执行程序执行输出刷新输出刷新输入端输入端输入电路输入电路输入映像寄存器输入映像寄存器X0X0X1X1. X0X0Y0Y0Y0Y0Y1Y1元件映像寄存器元件映像寄存器读读写写输出锁存器输出锁存器输出电路输出电路输入端输入端Y0Y0Y1Y1读读写写输出刷新完成后，可编程控制器自动开始新的输入采样输出刷新完成后，可编程

4、控制器自动开始新的输入采样阶段，之后，周而复始地重复上述四个阶段，直到可编程阶段，之后，周而复始地重复上述四个阶段，直到可编程控制器关机或进入控制器关机或进入STOPSTOP状态。状态。上述工作原理如上图所示。上述工作原理如上图所示。可编程控制器的四个主要工作阶段有严格的先后顺序，可编程控制器的四个主要工作阶段有严格的先后顺序，一个阶段结束后，才开始下一个阶段，四个阶段在时间上一个阶段结束后，才开始下一个阶段，四个阶段在时间上没有重叠，因此，没有重叠，因此，可编程控制器的输出信号滞后于产生这可编程控制器的输出信号滞后于产生这些输出信号的输入信号，尽管滞后的时间很短些输出信号的输入信号，尽管滞后

5、的时间很短（几（几msms或几或几十十msms）。这是可编程控制器的一个显著特点。）。这是可编程控制器的一个显著特点。可编程控制器输出滞后于输入的现象如下图所示。可编程控制器输出滞后于输入的现象如下图所示。 本讲教学要求：本讲教学要求： 一、一、 PLC PLC的编程语言的编程语言 v3.2.1 3.2.1 定时器和计数器的编程方法定时器和计数器的编程方法v1.1.瞬时接通、延时断开电路瞬时接通、延时断开电路 在在图图3-13-1中中, ,当当X2X2为为ONON时，时，Y3Y3得电，并自保，由得电，并自保，由于于X2X2的常闭触点断开，使的常闭触点断开，使 T50 T50的线圈不能得电；当的

6、线圈不能得电；当输入输入X2X2为为OFFOFF（常开触点断开）时，（常开触点断开）时，X2X2的常闭触点闭的常闭触点闭合，合，T50T50线圈得电，经过线圈得电，经过1515秒钟使设定值减到零，秒钟使设定值减到零，T50T50的常闭触点断开，的常闭触点断开，Y3Y3线圈断开，实现线圈断开，实现Y3Y3在在X2X2为为OFFOFF的时刻延时的时刻延时1515秒。秒。 图图3-13-1延时断开电路延时断开电路（a a）梯形图）梯形图（b b）波形图）波形图X2Y315sX2X2T50T50Y3Y3Y3Y3X2X2T50T50K150K150Y3Y32.2.延时接通、延时断开电路延时接通、延时断开

7、电路图图3-23-2电路可实现：在电路可实现：在X0X0为为ONON时时Y4Y4延时延时5 5秒得电，秒得电，在在X0X0为为0FF0FF时时Y4Y4延时延时5 5秒失电。当输入秒失电。当输入X0X0为为ONON时时T50T50得电得电 ，延时，延时5 5秒后，秒后，T50T50所带的常开触点闭合，所带的常开触点闭合，Y4Y4得电且自保。当输入得电且自保。当输入X0X0为为OFFOFF时，其常闭触点闭合，时，其常闭触点闭合，T51T51得电，延时得电，延时5 5秒后，秒后，T51T51所带的常闭触点断开，所带的常闭触点断开，Y4Y4线圈解除自保断电。线圈解除自保断电。（a a）梯形图）梯形图（

8、b b）波形图）波形图图图3-23-2延时接通、延时断开电路延时接通、延时断开电路T51T51Y4Y4X0X0K50K50X0X0Y4Y4T50T50K50K50T50T50Y4Y4T51T51X0Y45s5s 下下图图3-2 3-2 所示的控制电路能实现在输入信号为所示的控制电路能实现在输入信号为ONON时，时，延时一段时间后产生一个短脉冲输出信号，延时一段时间后产生一个短脉冲输出信号，X010X010M100M100M101M101T60T60线圈线圈T60T60触点触点Y010Y010图图3-2 3-2 延时输出短脉冲信号延时输出短脉冲信号M101M101T60T60Y010Y010PL

9、SPLSM100M100X010X010M100M100M101M101Y010Y010T60T60K50K50（a a）梯形图）梯形图5s5s3.3.脉冲发生器电路脉冲发生器电路v图图3-33-3所示脉冲振荡电路可以产生所示脉冲振荡电路可以产生50S50S的脉冲信号。的脉冲信号。当当X0X0闭合后，闭合后，T50T50线圈得电经过线圈得电经过30S30S后，其常开触点后，其常开触点闭合，闭合，T51T51线圈得电开始延时，经过线圈得电开始延时，经过20S20S后后T51T51触点动触点动作，其常闭触点使作，其常闭触点使T50T50线圈失电线圈失电 ，T50T50常开触点又使常开触点又使T51

10、T51断开，一个周期结束。在一个周期中断开，一个周期结束。在一个周期中T50T50的触点的触点闭合闭合20S20S，断开，断开30S30S；而；而T51T51的触点只闭合一个扫描周的触点只闭合一个扫描周期的时间，其波形图如期的时间，其波形图如图图3-33-3所示。所示。图图3-3 3-3 脉冲振荡电路脉冲振荡电路T50T50T51T51K300K300X0X0T50T50T51T51K200K200（a a）梯形图）梯形图（b b）波形图）波形图X0T51 触点触点T50 触点触点50s50s一个扫描周期一个扫描周期30s30s20s20s4.4.定时器的扩展定时器的扩展v图图3-43-4为定

11、时器的扩展电路。图中通过两个定时器的为定时器的扩展电路。图中通过两个定时器的串联，可以实现延时串联，可以实现延时13001300秒。在图中秒。在图中T0T0的设定值为的设定值为800800秒，秒，T1T1的设定值为的设定值为500500秒。当秒。当X0X0为为ONON时，时，T0T0就开就开始计时，当到达始计时，当到达800800秒时，秒时，T0T0所带的常开触点闭合，所带的常开触点闭合，使使T1T1得电开始计时，再延时得电开始计时，再延时500500秒后，秒后，T1T1的常开触点的常开触点闭合，闭合，Y0Y0线圈得电，获得延时线圈得电，获得延时13001300秒的输出信号。秒的输出信号。X0

12、X0T1T1Y0Y0800s800s500s500s图图3-4 3-4 定时器的扩展定时器的扩展T1T1Y0Y0X0X0T0T0K8000K8000T0T0T1T1K5000K5000（a a）梯形图）梯形图（b b）波形图）波形图5.5.定时器和计数器的组合使用定时器和计数器的组合使用 图图3-53-5电路可以获得电路可以获得30 00030 000秒的延时。当秒的延时。当X0X0闭合时，闭合时，T0T0线圈得电开始计时，当线圈得电开始计时，当100100秒延时时间到，秒延时时间到，T0T0的常的常闭触点断开，使闭触点断开，使T0T0自身复位，在自身复位，在T0T0线圈再次得电后线圈再次得电

13、后又可以开始计时。又可以开始计时。T0T0的常开触点每隔的常开触点每隔100100秒钟闭合秒钟闭合1 1次，计数器计次，计数器计1 1次数，当计到次数，当计到300300次时，次时，C0C0的常开触的常开触点闭合，点闭合，Y1Y1线圈得电闭合，实现线圈得电闭合，实现Y1Y1线圈从线圈从X0X0为为ONON时时刻，延时刻，延时300300100100秒才有输出。秒才有输出。X4X4用于给计数器复用于给计数器复位。位。图图3-5 3-5 定时器和计数器的组合定时器和计数器的组合X0X0T0T0（触点）（触点）Y1Y1X4X4100S100S100S100S1 12 2300300100100300

14、S ST0T0T0T0K1000K1000X0X0C0C0Y1Y1T0T0C0C0K300K300RSTC0X4X43.2.2 3.2.2 启动、停止及自保控制作用的编程方法启动、停止及自保控制作用的编程方法v1.1.启动优先式控制环节启动优先式控制环节v 在在图图3-6(a3-6(a）中，当启动信号中，当启动信号X0X0为为ONON时，无论关断时，无论关断信号信号X1X1的状态如何，的状态如何，Y0Y0总被启动，并通过总被启动，并通过X1X1的常闭触的常闭触点实现自保。当点实现自保。当X0X0为为OFFOFF后，将停止信号后，将停止信号X1X1的常闭触的常闭触点断开，点断开，Y0Y0断电。断

15、电。 因为当启动信号因为当启动信号X0X0与停止信号与停止信号X1X1同时作用时，启同时作用时，启动信号有效，所以称此电路为启动优先式，常用于报动信号有效，所以称此电路为启动优先式，常用于报警设备、安全防护及救援设备，需要准确可靠的启动警设备、安全防护及救援设备，需要准确可靠的启动控制，无论停止按钮是否处于闭合状态，只要按下启控制，无论停止按钮是否处于闭合状态，只要按下启动按钮，便可以启动设备。动按钮，便可以启动设备。图3-6(a）起动优先控制方式图3-6（b）停止优先控制方式X1X1Y0Y0X0X0Y0Y0X1X1Y0Y0X0X0Y0Y02.2.停止优先式控制环节停止优先式控制环节v在在图图

16、3-6(b3-6(b）中，当启动信号中，当启动信号X0X0为为ONON时时Y0Y0得电，通过得电，通过停止信号停止信号X1X1的常闭触点使的常闭触点使Y0Y0得电且自保。当停止信得电且自保。当停止信号号X1X1的常闭触点为的常闭触点为OFFOFF时，无论启动信号状态如何，时，无论启动信号状态如何，Y0Y0线圈始终失电。线圈始终失电。由于由于X0X0与与X1X1同时作用时，停止信号有效，所以称此同时作用时，停止信号有效，所以称此电路为停止优先式，常用于需要紧急停车的场合。电路为停止优先式，常用于需要紧急停车的场合。3.2.3 3.2.3 互锁及连锁控制的编程方法互锁及连锁控制的编程方法v1.1.

17、互锁控制互锁控制v 在一些机械设备的控制中，经常见到存在某种互为在一些机械设备的控制中，经常见到存在某种互为制约的关系，在制约的关系，在PLCPLC控制电路中一般用反映某一运动的控制电路中一般用反映某一运动的信号去控制另一运动相应的电路，达到互锁控制的要求。信号去控制另一运动相应的电路，达到互锁控制的要求。图图3-73-7为互锁控制的梯形图，图中为了使为互锁控制的梯形图，图中为了使Y0Y0和和Y1Y1不能不能同时得电，用同时得电，用Y0Y0和和Y1Y1的常闭触点，分别串接于对方的的常闭触点，分别串接于对方的控制电路中，实现互锁功能。控制电路中，实现互锁功能。图图3-7 3-7 互锁电路互锁电路

18、X1X1Y0Y0X0X0Y0Y0Y1Y1X3X3Y1Y1X2X2Y1Y1Y0Y0 当当Y1Y1、Y2Y2中有任何一个启动时，另一个必须为中有任何一个启动时，另一个必须为断电状态，即保证任何时候两者都不能同时启动，断电状态，即保证任何时候两者都不能同时启动，达到互锁的控制要求。达到互锁的控制要求。Y0Y0Y1Y1X3X3X4X4 ：（根据电机正反转典型电路的设计）（根据电机正反转典型电路的设计）2. 2. 顺序控制（联锁控制）顺序控制（联锁控制）v图图3-83-8为联锁控制梯形图，线圈为联锁控制梯形图，线圈Y0Y0的常开触点串的常开触点串接于线圈接于线圈Y1Y1的控制电路中，线圈的控制电路中，线

19、圈Y1Y1的得电是以的得电是以Y0Y0的接通为条件。只有的接通为条件。只有Y0Y0接通才允许接通才允许Y1Y1的接通。的接通。 Y0 Y0关闭后关闭后Y1Y1也被关闭，且在也被关闭，且在Y0Y0接通的条件下，接通的条件下，Y1Y1可以自行启动和停止。可以自行启动和停止。图图3-8 3-8 顺序控制顺序控制X1X1Y0Y0X0X0Y0Y0X3X3Y1Y1X2X2Y1Y1Y0Y03.2.4 3.2.4 手动及自动控制的编程方法手动及自动控制的编程方法v图图3-93-9为自动控制系统的手动与自动切换梯形图，为自动控制系统的手动与自动切换梯形图，输入信号输入信号X0X0为系统设置的手动为系统设置的手动

20、/ /自动选择开关，当自动选择开关，当选择手动工作状态时，选择手动工作状态时，X0X0为为ONON满足主控指令的执满足主控指令的执行条件，执行手动控制程序，同时满足跳转执行行条件，执行手动控制程序，同时满足跳转执行条件，不执行自动控制程序；相反当选择自动工条件，不执行自动控制程序；相反当选择自动工作状态时，作状态时，X0X0为为OFFOFF时，不执行手动程序，执行自时，不执行手动程序，执行自动程序。动程序。图图3-9 3-9 手动控制与自动控制手动控制与自动控制X0X0Y1MC NO MO手动程序手动程序MCRNOCJP20自动程序自动程序P20P20NO MO NO MO X0X0X2X23

21、.2.5 3.2.5 顺序控制的编程方法顺序控制的编程方法顺序步进控制：顺序步进控制：v使控制系统能按照固定的步骤，一步接着一步的执行。使控制系统能按照固定的步骤，一步接着一步的执行。选择代表前一个运动的常开触点串联于在后一个运动选择代表前一个运动的常开触点串联于在后一个运动的启动电路中，作为后一个运动的发生条件（约束条的启动电路中，作为后一个运动的发生条件（约束条件）。同时选择代表后一个运动的常闭触点串联于前件）。同时选择代表后一个运动的常闭触点串联于前一个运动的停止线路中，作为关闭条件。这样才能保一个运动的停止线路中，作为关闭条件。这样才能保证，只有在前一个运动发生了，才允许后一个运动可证

22、，只有在前一个运动发生了，才允许后一个运动可以产生；而一旦后一个运动发生，立即就使前一个运以产生；而一旦后一个运动发生，立即就使前一个运动停止。达到顺序步进控制。动停止。达到顺序步进控制。图图3-103-10所示顺序步进控所示顺序步进控制线路，其中制线路，其中(a)(a)图图为采用停止优先控制方式，为采用停止优先控制方式，(b)(b)图图为采用启动优先控制方式。为采用启动优先控制方式。(a)(a)采用停止优先控制方式采用停止优先控制方式 (b) (b)采用启动优先控制方式采用启动优先控制方式。图图3-103-10顺序步进控制线路顺序步进控制线路Y1X1X1Y5Y5Y2Y2Y1Y1Y2Y2Y2Y

23、3Y3Y3PLSY5Y4X4X4Y3Y3Y5Y5Y4Y4X2X2Y1Y1Y3Y3X3X3Y2Y2Y4Y4X5X5Y4Y4Y1X1X1Y4Y4Y2Y2Y1Y1Y2X2X2Y1Y1Y3Y3Y2Y2Y3X3X3Y2Y2Y4Y4Y3Y3Y4X4X4Y3Y3Y1Y1Y4Y43.2.6 3.2.6 逻辑指令编程举例逻辑指令编程举例例例1 1：电机正反转控制：电机正反转控制 按下正向启动按钮按下正向启动按钮X1X1为为ONON时，时，Y0Y0线圈得电并自保，电动机线圈得电并自保，电动机正转。与此同时，正转。与此同时，Y0Y0的常闭触点断开的常闭触点断开Y1Y1线圈，实现了电气的互线圈，实现了电气的互锁。当按

24、下反向启动按钮，锁。当按下反向启动按钮，X2X2为为ONON时，时，Y1Y1线圈得电，电动机反线圈得电，电动机反转。与此同时，转。与此同时，Y1Y1的常闭触点断开，使的常闭触点断开，使Y0Y0线圈失电，实现电气线圈失电，实现电气互锁。互锁。 停机时按下停止按钮，停机时按下停止按钮，X0X0的常闭触点断开；过载时热继电的常闭触点断开；过载时热继电器触点闭合，即器触点闭合，即X3X3的常闭触点断开，这两种情况都使线圈的常闭触点断开，这两种情况都使线圈Y0Y0、Y1Y1失电，从而使得失电，从而使得KM1KM1、KM2KM2断电释放，电动机停下来。断电释放，电动机停下来。图图3-11 3-11 电动机

25、正反转控制电动机正反转控制Y0Y1X1X1X0X0X3X3Y1Y1Y0Y0X2X2X0X0X3X3Y0Y0Y1Y1KM1KM1KM2KM2END（a a）梯形图）梯形图停止停止正向起动正向起动反向起动反向起动FRFRX1X1X2X2X0X0X3X3COMCOMPLCPLCY0Y0Y1Y1KM1KM1KM1KM1KM2KM2KM2KM2220VAC220VACFUFUSB0SB0（b b）I/OI/O接线图接线图例例2 2：两台电机顺序启动控制：两台电机顺序启动控制v图图3-123-12所示两台电机顺序启动联锁控制的梯形图。图中由所示两台电机顺序启动联锁控制的梯形图。图中由接触器接触器KM1KM

26、1、KM2KM2分别控制电机分别控制电机1 1和电机和电机2 2。X0X0为为ONON启动电机启动电机1 1。1010秒后启动电机秒后启动电机2 2。按下停止按钮。按下停止按钮X1X1，两台电机立即停止。两台电机立即停止。Y1Y1过载过载X2X2常闭触点（热继电器常闭触点（热继电器FR1FR1）断）断开，两台电机均停止。开，两台电机均停止。Y2Y2过载，即过载，即X3X3常闭触点动作，常闭触点动作，KM2KM2失失电，电机电，电机2 2停止转动，但电机停止转动，但电机1 1仍然继续运行。仍然继续运行。图图3-12 3-12 两台电动机顺序起动控制两台电动机顺序起动控制（a a）梯形图）梯形图（

27、b b）I/OI/O接线图接线图X1X1Y1Y1X0X0X2X2KM1KM1Y1Y1Y2Y2T50 K100T50 K100T50T50Y1Y1X2X2X3X3Y2Y2KM2KM2Y2Y2Y1Y1END起动起动停止停止FR1FR1FR2FR2X1X1X2X2X0X0X3X3COMCOMPLCPLCY0Y0Y1Y1KM1KM1KM2KM2220VAC220VACFUFUSB0SB0例例3 3：某锅炉的鼓风机和引风机控制：某锅炉的鼓风机和引风机控制 控制要求：控制要求： 在启动时，鼓风机比引风机晚在启动时，鼓风机比引风机晚12S12S启动，在停止时，启动，在停止时，引风机比鼓风机晚引风机比鼓风机晚

28、15S15S停机，采用经验设计法设计的梯形停机，采用经验设计法设计的梯形图和时序波形图如图和时序波形图如图图3-133-13所示。所示。 Y1 Y1端口接引风机；端口接引风机； Y2 Y2端口接鼓风机。端口接鼓风机。图图3-133-13锅炉鼓风机和引风机的控制锅炉鼓风机和引风机的控制T2T2Y1Y1Y1Y1T1T1K120K120Y2Y2K150K150M1M1T2T2ENDENDX10X10T1T1Y2Y2M1M1T2T2M1M1X11X11M1M1（a a）梯形图）梯形图（b b）时序波形图）时序波形图X10X10X11X11Y1Y1Y2Y212S12S15S15S例例4 4：具有自保功能

29、报警系统具有自保功能报警系统 图图3-143-14所示某一具有自保功能报警系统的梯形图。该控制所示某一具有自保功能报警系统的梯形图。该控制程序可以实现声光报警功能，并具有手动检查报警指示灯是否程序可以实现声光报警功能，并具有手动检查报警指示灯是否正常、蜂鸣器消音和改变报警指示灯状态的功能。内部特殊继正常、蜂鸣器消音和改变报警指示灯状态的功能。内部特殊继电器电器 M8013 M8013为为1S1S时钟。时钟。 手动使手动使X1X1为为ONON时，通过时，通过Y0Y0点亮报警指示灯，所以点亮报警指示灯，所以X1X1为报警为报警指示灯的检查开关。当有报警信号时指示灯的检查开关。当有报警信号时X0X0

30、为为ONON，则，则M100M100得电，在得电，在第三个梯级中第三个梯级中1S1S脉冲时钟信号脉冲时钟信号M8013M8013通过输出端通过输出端Y0Y0，驱动报警，驱动报警指示灯点亮（按指示灯点亮（按1S1S频率闪烁）、同时频率闪烁）、同时Y1Y1端蜂鸣器发声，实现声端蜂鸣器发声，实现声光报警功能光报警功能。 图图3-14 3-14 报警控制系统的报警控制系统的PLCPLC梯形图梯形图M100M100M101M101M100M100X0X0X2X2M101M101M100M100M101M101M101M101M8013M8013M100M100Y0Y0报警显示报警显示蜂鸣器蜂鸣器Y1Y1

31、M101M101M100M100X1X1v操作蜂鸣器复位按钮使操作蜂鸣器复位按钮使X2X2为为ONON时，时，M101M101线圈得电，线圈得电，M101M101的动的动合触点闭合，报警指示灯由闪烁变为常量状态，合触点闭合，报警指示灯由闪烁变为常量状态，M101M101的动断的动断触点断开，触点断开，Y1Y1端的蜂鸣器消音。端的蜂鸣器消音。v当报警信号解除（当报警信号解除（X0X0为为OFFOFF），且蜂鸣器复位按钮复位（），且蜂鸣器复位按钮复位（X2X2为为OFFOFF）时，电路恢复到初始状态）时，电路恢复到初始状态。我们通过具体的我们通过具体的案例来说明典型案例来说明典型电路的梯形图编电路

32、的梯形图编程方法。程方法。有甲乙两组彩灯，每组均有有甲乙两组彩灯，每组均有4 4只灯泡。按下按钮只灯泡。按下按钮SBSB后，要后，要求甲组彩灯周期性地亮求甲组彩灯周期性地亮0.50.5秒，灭秒，灭0.50.5秒；同时乙组彩灯周期性秒；同时乙组彩灯周期性地亮地亮1 1秒，灭秒，灭1 1秒；再次按下秒；再次按下SBSB按钮后，全部彩灯熄灭。试设计按钮后，全部彩灯熄灭。试设计其控制电路。其控制电路。解：解：1.计算需要可编程控制器的计算需要可编程控制器的I/O点数点数 所需要可编程控制器的所需要可编程控制器的I/O点数要根据外部控制信号的数点数要根据外部控制信号的数目和控制对象的数目来确定。经分析计

33、算共需要目和控制对象的数目来确定。经分析计算共需要1个输入端子，个输入端子，需要需要2个或个或8个输出点。个输出点。2.选择可编程控制器的型号选择可编程控制器的型号 选用的可编程控制器，要求具有的选用的可编程控制器，要求具有的I/O点数应不少于点数应不少于I/O点点数。查表可选用数。查表可选用FX2N-16MR-ES/UL型可编程控制器较为合型可编程控制器较为合适。这种可编程控制器有适。这种可编程控制器有8个输入点和个输入点和8个输出点，能够满足个输出点，能够满足这里的控制要求。这里的控制要求。3.3.分配分配I/OI/O端子端子表表3.1 I/O端子分配结果端子分配结果输入信号输入信号输入端

34、子输入端子输出端子输出端子控制对象控制对象分组分组X0X0Y0Y0ED1ED1甲甲 组组SBSBX1X1Y1Y1ED2ED2X2X2Y2Y2ED3ED3X3X3Y3Y3ED4ED4X4X4Y4Y4ED5ED5乙乙 组组X5X5Y5Y5ED6ED6X6X6Y6Y6ED7ED7X7X7Y7Y7ED8ED84.4.画画I/OI/O连接图连接图X0X0X1X1X2X2X3X3X4X4X5X5X6X6X7X70V0V24V24VS/SS/SL LN NY0Y0Y1Y1Y2Y2Y3Y3Y4Y4Y5Y5Y6Y6Y7Y7COMCOMFX2N-16MR-ES/UL220V220V220V220V图图3.15 3

35、.15 彩灯控制彩灯控制I/OI/O连接图连接图 根据根据I/OI/O连接图和控制要求试凑电路如连接图和控制要求试凑电路如图图3.23.2所示。所示。5.5.试凑电路试凑电路6.6.分析电路分析电路 题目的要求是用一个单输入信号实现启停的二分频电路，题目的要求是用一个单输入信号实现启停的二分频电路，上面设计出的梯形图可以实现这个要求。上面设计出的梯形图可以实现这个要求。图图3.16 3.16 彩灯控制梯形图彩灯控制梯形图PLSPLSM100M100M101M101Y000Y000Y001Y001Y002Y002Y003Y003PLSPLSM102M102M103M103Y004Y004Y005

36、Y005Y006Y006Y007Y007ENDENDX001X001M100M100M101M101M100M100 M101M101M101M101M8013M8013Y000Y000M102M102Y004Y004M102M102M103M103M101M101Y004Y004单按钮单按钮启停启停产生周期为产生周期为1S1S的时钟脉冲的时钟脉冲实现实现1S1S时钟信时钟信号的二号的二分频功分频功能能甲甲组彩组彩灯（周灯（周期期1S1S）乙乙组组彩灯彩灯（周（周期期2S2S） 按钮、接触器和电动机的启动停止控制线路（启保停电路）按钮、接触器和电动机的启动停止控制线路（启保停电路）分析：分析：

37、（一）工作：（一）工作：1.1.合刀开合刀开关关Q Q；2.2.按下启动按钮按下启动按钮SB2SB2；3.3.接触器线圈接触器线圈KMKM上电，其触点切换，其上电，其触点切换，其常开常开KMKM触点闭合（自锁触点闭合（自锁失压保护），电机运转；失压保护），电机运转；按按SB1SB1电机停车。电机停车。（二）保护：（二）保护：1.1.短路保短路保护护FUFU；2.2.过载保护过载保护FRFR；3.3.自锁保护；自锁保护；4.PE4.PE接地接地保护；保护；5.5.欠压保护（接欠压保护（接触器）。触器）。 X0X0X1X1X2X2COMCOMCOMCOMSB2SB2SB1SB1FRFRKM1KM1

38、Y1Y1Y0Y0启启动动停停止止保保持持Y0Y0X2X2FRFRX1X1SB1SB1KM1KM1X0X0SB2SB2Y0Y0X0X1X2v分析：分析：v（一）工作：（一）工作：1.1.合刀开关合刀开关QSQS；2.2.按下启动按钮按下启动按钮SB2SB2（正转）（正转）3.3.接触器线圈接触器线圈KM1KM1上电，其常开上电，其常开KM1KM1触点闭合触点闭合（自锁失压保护）；（自锁失压保护）；4.4.松松开开SB2SB2正转已开始；正转已开始；5.5.按停按停车车SB1SB1即停。反转同正转。即停。反转同正转。v（二）保护：（二）保护：1.1.短路保护短路保护FUFU；2.2.过载保护过载保

39、护FRFR；3.3.自自锁、互锁保护；锁、互锁保护；4.PE4.PE接地接地保护；保护；5.5.欠压保护（接触欠压保护（接触器）。器）。 外部互锁防外部互锁防止相间短路止相间短路SB2SB3SB1KM1KM2KM2KM1FRX0X1X3X2COMY0Y1COMSB2SB2X0X0Y0Y0KM1KM1SB3SB3X1X1Y1Y1KM2KM2SB1SB1X2X2FRFRX3X3问题一：实问题一：实际际PLCPLC设计中设计中过载保护有过载保护有哪些方法？哪些方法？X0X0X1X1X1X1X0X0Y0Y0Y1Y1Y0Y0Y1Y1X2X2Y1Y1X2X2Y0Y0X3X3X3X3改进方法一：有时为了改进

40、方法一：有时为了节省输入触点节省输入触点，对于热对于热继电器过载保护，我们继电器过载保护，我们可以利用外部电路去完可以利用外部电路去完成。方法如下：成。方法如下：X0X0X1X1X2X2X3X3COMCOMY0Y0Y1Y1COMCOMSB2SB2SB3SB3SB1SB1KM1KM1KM2KM2KM2KM2KM1KM1FRFR调整后的外部接线图调整后的外部接线图手动复手动复位型热位型热继电器继电器调整后的调整后的PLCPLC梯形图梯形图Y0Y0Y1Y1X0X0X1X1Y0Y0X2X2Y1Y1X1X1X0X0Y1Y1X2X2Y0Y0问题二：停止问题二：停止按钮外部为常按钮外部为常闭触点时，梯闭触点

41、时，梯形图如何处理？形图如何处理？X0X0X1X1X2X2X3X3COMCOMY0Y0Y1Y1COMCOMSB2SB2SB3SB3SB1SB1KM1KM1KM2KM2KM2KM2KM1KM1FRFR停止按钮为常闭触点时的梯形图停止按钮为常闭触点时的梯形图X0X0X1X1X1X1X0X0Y0Y0Y1Y1Y0Y0Y1Y1X2X2Y1Y1X2X2Y0Y0 。 电动机正反转控制演示电动机正反转控制演示v经验法设计控制程序的步骤：经验法设计控制程序的步骤：v（1 1）了解受控设备及工艺过程、分析控制系统的要求、）了解受控设备及工艺过程、分析控制系统的要求、选择控制方案；选择控制方案；v（2 2）根据受控系统的工艺要求，确定主令元件、检测元）根据受控系统的工艺要求，确定主令元件、检测元件及辅助继电器等；件及辅助继电器等；v（3 3）利用输入信号设计启动、停止和自保功能；）利用输入信号设计启动、停止和自保功能；v（4 4）使用辅助元件、定时器和计数器；）使用辅助元件、定时器和计数器；v（5 5）使用功能指令；）使用功能指令；v（6 6）加入互锁条件和保护条件；）加入互锁条件和保护条件；v（7 7）检查、修改和完善程序。）检查、修改和完善程序。