郑州继飞机电设备有限公司

继飞机电(图)-成套集成电气柜-巩义电气柜 ：

三相异步电动机的启动控制

1、三相异步电动机的Y-△启动控制

将三相异步电动机的Y-△启动的继电接触器控制改造为PLC控制系统.

（1）确定I/O信号、画PLC的外部接线图

（a）主电路

（b）PLC的I/O接线图

电动机的Y-△启动的接线图

（2）设计三相异步电动机的Y-△启动梯形图

电动机的Y-△启动控制的梯形图

2.三相异步电动机的串自耦变压器启动控制

将串自耦变压器启动的继电接触器控制改造为PLC控制系统 ：

（1）确定I/O信号、画PLC的外部接线图

PLC的输入信号：启动按钮SB1，停止按钮SB2，热继电器常开触点FR。

PLC的输出信号：运行接触器KM2、串接自耦变压器接触器KM1。

（a）主电路

（b）PLC的I/O接线图

电动机的自耦变压器启动的接线图

（2）设计三相异步电动机的串自耦变压器启动梯形图

三相异步电动机的串自耦变压器启动控制梯形图

三相绕线式异步电动机的控制

1.三相绕线式异步电动机串电阻启动控制

将绕线式异步电动机串电阻启动的继电接触器控制线路改造为PLC控制系统：

（1）确定I/O信号、画PLC的外部接线图

PLC的输入信号：启动按钮SB1，停止按钮SB2，热继电器常开触点FR。

PLC的输出信号：电源接触器KM、短接R1接触器KM1、短接R2接触器KM

（a）主电路

（b） PLC的I/O接线图

电动机的自耦变压器启动的接线图

2.三相绕线式异步电动机串频敏变阻器启动电路

将绕线式异步电动机串频敏变阻器启动的继电接触器控制线路改造为PLC控制系统 ：

（1）确定I/O信号、画PLC的外部接线图

PLC的输入信号：启动按钮SB1，停止按钮SB2，热继电器常开触点FR。

PLC的输出信号：运行接触器KM1、短接频敏变阻器接触器KM2、接入热继电器的中间继电器KA。

（a）主电路

（b） PLC的I/O接线图

（2）设计三相绕线式异步电动机串频敏变阻器启动梯形图

三相绕线式异步电动机串频敏变阻器启动梯形图

自动往返控制

将自动往返控制的继电接触器控制线路改造为PLC控制系统 ：

（1）确定I/O信号、画PLC的外部接线图

PLC的输入信号：正转启动按钮SB1，反转启动按钮SB2，停止按钮SB3，热继电器常开触点FR、正向前进限位开关SQ1、反向后退限位开关SQ2、前进极限限位开关SQ3、后退极限限位开关SQ4。

PLC的输出信号：正向运行接触器KM1、反向运行接触器KM2。

自动往返控制的示意图

(a)主电路

(b) PLC的I/O接线图

自动往返控制的接线图

（2）设计梯形图

自动往返控制的梯形图

梯形图经验设计法

（一）PLC控制系统梯形图的特点

(1)PLC控制系统的输入信号和输出负载：继电器电路图中的交流接触器和电磁阀等执行机构用PLC的输出继电器来控制，它们的线圈接在PLC的输出端。按钮、控制开关、限位开关、接近开关等用来给PLC提供控制命令和反馈信号，它们的触点接在PLC的输入端。

(2)继电器电路图中的中间继电器和时间继电器的功能用PLC内部的辅助继电器和定时器来完成，它们与PLC的输入继电器和输出继电器无关。

(3)设置中间单元：在梯形图中，若多个线圈都受某一触点串并联电路的控制，为了简化电路，在梯形图中可设置用该电路控制的辅助继电器，辅助继电器类似于继电器电路中的中间继电器。

(4)时间继电器瞬动触点的处理：除了延shi动作的触点外，时间继电器还有在线圈得电或失电时马上动作的瞬动触点。对于有瞬动触点的时间继电器，可以在梯形图中对应的定时器的线圈两端并联辅助继电器，后者的触点相当于时间继电器的瞬动触点。

(5)断电延shi的时间继电器的处理。FX系列PLC没有相同功能的定时器，但是可以用线圈通电后延shi的定时器来实现断电延shi功能。

(6)外部联锁电路的设立。为了防止控制正反转的两个接触器同时动作，造成三相电源短路，除了在梯形图中设置与它们对应的输出继电器的线圈串联的常闭触点组成的软互锁电路外，还应在PLC外部设置硬互锁电路。

(7)热继电器过载信号的处理：如果热继电器属于自动复位型，则过载信号必须通过输入电路提供给PLC，用梯形图实现过载保护。如果属于手动复位型热继电器，则其常闭触点可以接在PLC的输出电路中与控制电动机的交流接触器的线圈串联。

(8)外部负载的额定电压：PLC的继电器输出模块和双向晶闸管输出模块，一般只能驱动额定电压AC 220V的负载，如果系统原来的交流接触器的线圈电压为380V时，应将线圈换成220V的，或在PLC外部设置中间继电器。

（二）经验设计法

以上实例编程使用的方法为“经验设计法”。顾名思义，“经验法”是依倨设计者的经验进行设计的方法。

1．经验设计法的要点

（1）PLC的编程，从梯形图来看，其根本点是找出符合控制要求的系统各个输出的工作条件，这些条件又总是用机内各种器件按一定的逻辑关系组合实现的。

（2）梯形图的基本模式为启-保-停电路。每个启-保-停电路一般只针对一个输出，这个输出可以是系统的实际输出，也可以是中间变量。

（3）梯形图编程中有一些约定俗成的基本环节，它们都有一定的功能，可以像摆积木一样在许多地方应用。

2．“经验法”编程步骤

（1）在准确了解控制要求后，合理地为控制系统中的事件分配输入输出口。选择必要的机内器件，如定时器、计数器、辅助继电器。

（2）对于一些控制要求较简单的输出，可直接写出它们的工作条件，依据启-保-停电路模式完成相关的梯形图支路。工作条件稍复杂的可借助辅助继电器。

（3）对于较复杂的控制要求，为了能用启-保-停电路模式绘出各输出口的梯形图，要正确分析控制要求，并确定组成总的控制要求的关键点。

（4）将关键点用梯形图表达出来。关键点总是用机内器件来表达的，在安排机内器件时需要合理安排。绘关键点的梯形图时，可以使用常见的基本环节，如定时器计时环节、振荡环节等。

（5）在完成关键点梯形图的基础上，针对系统终的输出进行梯形图的编绘。使用关键点综合出终输出的控制要求。

（6）审查以上草绘图纸，在此基础上，补充遗漏的功能，更正错误，进行后的完善。

PLC控制系统设计时应注意以下几点。

一、可编程序控制器（PLC）及编程器的选购：

目前市场上的PLC产品众多，除国产品牌以外，国外的品牌有：日本OMRON、MITSUBISHI、FUJI、IDEC、HITACHI、松下，德国的西门子，韩国的LG等，如何选购PLC产品呢？

1. 系统

首先应确定系统用PLC单机控制还是用PLC形成网络，由此计算输入、输出（I/O）点数，并且在选购PLC时要在实际需要点数的基础上预留10%的余量。

2. 确定负载类型

根据PLC输出端所带负载是直流型还是交流型，是大电流还是小电流，以及PLC输出点动作的频率等，从而确定输出端采用继电器输出还是晶体管输出，或是晶闸管输出。不同的负载选用不同的输出方式对系统的稳定运行是很重要的。

3. 执行速度

存储容量与指令的执行速度是PLC选型的重要指标，一般存储量越大、速度越快的PLC价格就越高，尽管国外各厂家产品大体相同，但也有一定区别。

4. 'COM'点的选择

不同的PLC产品，其'COM'点的数量是不一样的，有的一个'COM'点带8个输出点，有的带4个输出点，也有带1个或2个输出点。当负载的种类多且电流大时，采用一个'COM'点带1-2个输出点的产品，当负载种类少数量多时，巩义电气柜，采用一个'COM'点带4-8个输出点产品。

5. 合理选用PLC产品

因为各生产厂家的开发软件不同，系统地兼容性也是选购时的重点，目前还没有发现完全兼容的产品，应根据系统合理选用PLC产品。

6. 编程器的选购

PLC编程可采取三种方式：一是用一般的手持式编程器，它只能用厂家规定的语句表中的语句编程。正中方式易于现场调试并且体积小成本低，但它的效率低适应机种类型少，比较适用于系统容量小、用量少的系统中。二是图形编程器编程，这种方式采用图形方式编程，方便直观，一般电气人员短期就可以应用自如，但编程器价格较高。三是用IBM及其兼容个人计算机+PLC软件包编程，这是常用的一种方式，但大部分软件包价格昂贵。

7.产品质量

尽量选用大公司的产品，因为其产品质量有保障，且技术支持好，一般售后服务也较好，成套集成电气柜，有利于以后产品的扩展与软、硬件升级。

二、输入、输出回路的设计

1.电源回路

PLC供电一般为AC85-240V（也有DC24V），适应电源范围较宽，但为了抗干扰，应加装电源净化元件（如电源滤波器、1：1隔离变压器等）

2.PLC上DC24V电源的使用

各公司PLC产品上一般都有DC24V电源，但该电源容量小，为几十毫安至几百毫安，用其带负载时应注意容量，同时做好防短路措施（因为该电源的过载或短路将影响PLC的运行）。

3.外部DC24V电源

若输入回路有DC24V供电的接近开关、光电开关等，而PLC上的DC24V电源容量不够时，要从外部提供DC24V电源；但该电源的'一'端不要与PLC的DC24V电源的'一'以及'COM'端相连，否则会影响PLC的运行。

4.输入的灵敏度

各生产厂家对PLC的输入电压和电流都有规定，当输入元件的输入电流大于PLC的入电流或有漏电流时，就会有误动作，降低灵敏度。所以应适用弱电流输入并对漏电流采取防护措施，并且选用输入为供漏型输入的PLC。

5. 对感性负载处理

在输入、输出端接感性负载时，要在负载两端并联一个冲击抑制器或二极管，二极管的阴极与电压㈩极侧连接。

6. 外部互锁与接地

利用PLC控制电机正反转等正、反工作时，为避免PC的异常动作引起事故及机械损坏，应在外部组成一个连锁回路。

接地：GR端子是大地接地端子。用防止感应电的专用接地线（截面积2mm2以上的电线）采用第三种接地方式（接地电阻100Ω以下）。

LG是噪音滤波器中性端子，若因噪音大而产生误动作，或为了防止电ji，GR短接，采用第三种接地方式。接地线的长度在20m以内为宜。

接地线与其它设备共用或与建筑物的金属结构连接会适得其反，受到恶劣影响。

7. PLC外部驱动电路

对于PLC输出不能直接带动负载的情况下，必须在外部采用驱动电路，可以用固态继电器或晶闸管电路驱动，同时应采用保护电路和浪涌吸收电路。

另外PLC的输入输出布线也有一定要求，请参照各公司的使用说明书。

三、扩展模块的选用

对于小的系统，如80点以内的系统，一般不需要扩展；当系统较大时，就要扩展。不同公司的产品，对系统总点数及扩展模块数量都有限制，当扩展仍不能满足需要时，可采用网络结构。同时，有些厂家产品的个别指令不支持扩展模块，因此，在进行软件编程时要注意。当采用温度等模拟模块时，功能齐全的电气柜，各厂家也有一些规定，请参阅相关技术手册。

四、 PLC的网络设计

当用PLC进行网络设计时，其难度比PLC单机控制大得多，首先应选用自己比较熟悉的机型，结构紧凑的电气柜，对其基本指令和功能指令有较深入的了解，并且指令的执行速度和用户程序存储容量也应仔细了解。否则不能适应实时要求，造成系统崩溃。另外对通信接口，通信协议、数据传送速度等也要考虑。

后还要向PLC的厂家寻求网络设计和软件支持及详细技术资料，至于选用几层工作站，依照系统大小而定。

五、 软件编制

在编制软件前，应首先熟悉所选用的PLC产品说明书，待熟悉后再编程。若采用图形编程器或软件包编程，则可直接编程，若用手持编程器编程，应先画出梯形图，然后编程，这样可以减少出错，速度也快，编成完成后先空运转，待各个动作正常后，再在设备上调试。电气柜

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根据工程实际需求，进行功能块规划，编写子程序

在PLC中子程序是为一些特定的控制目的编制的相对独立的程序。执行子程序调用指令CALL等，如果条件不满足子程序调用时，程序的扫描就仅在主程序中进行，不再去扫描这段子程序，这样就减少不必要的扫描时间。

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用字或双字数据传送给DO点方法来控制输出

在PLC的应用中通常都会有大量的输出控制，用字或双字数据传送给DO点方法来控制输出可以提高速度，只要根据实际应用的要求，合理分配输出地址，变换控制输出控制字，可以大大减少PLC程序执行的步数，从而加快PLC的程序运行速度。

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脉冲触发SET、RESET

PLC中，使用SET指令只执行一次即可，不必每次扫描都执行这个指令，很适合与脉冲输出（PLS/PLF）指令配合使用。有些工程人员忽视了这个问题，使用了常规的方法来驱动SET指令，无意中增加了PLC程序扫描运行时间。

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避免类型转换，方法如下：

以S7-200为例，它的内存格式与我们常用的PC机正好相反，它是高字在前，低字在后的。所以我们可以将字变量放在后两个字节，在程序初始化时将前两个字节清零（程序的其它地方不得使用这两个字节）。

如我们定义符号时将字变量定义在VW2，同时保持VW0的值为零。则程序中可以用VW2以字型访问该变量，同时也可以VD0以双字型访问，避免了类型转换。

为了避免使用时混淆，以明确的符号定义来区分字类型和双字类型。在此强烈推荐类匈牙利命名法：以前缀指示变量类型，用首字母大写的有意义的英文单词的组合作变量名。本人习惯用以下缀：

b————字节型变量（byte）

w————字型变量（word）

d————双字变量（double）

r————实型变量（real）

f————位变量（flag）

btn——-自复位按钮式输入（btn）

sw————切换开关或自锁按钮输入（switch）

sig——-传感器、编码等电平信号输入（signal）

rly——-输出继电器位（relay）

……

当然，这个根据个人习惯来，没有定则，主要是利于自己区分。

假如有一个字类型变量名为VarName，为使用前面的转换技巧，我们可以这样定义：

wVarName————VW2

dVarName————VD0

在程序初始化时将VW0清零（如果是不需要记忆的变量，直接将dVarName清零也可）或者在数据块中将VW0设置为零。则以后需要以字类型访问变量时就用wVarName，需要以双字类型访问变量时就用dVarName。完全不需要类型转换。