项目3的任务3

PLC综合应用技术童克波项目3PLC对电动机负载的控制任务3PLC如何实现对电动机Y/△降压启动运行的控制?任务引入三相异步电动机作全压起动时，其启动电流很大，达到电动机额定电流的（3～7）倍。如果电动机的功率大，其启动电流会相当大，对电网会造成很大的冲击。为了降低电动机的启动电流，最常用的办法就是电动机星形启动，因为电机星形运行时其电流只是角形运行时电流的1/3，故电动机星形启动可降低启动电流。但电动机星形起动力矩也只有全电压启动时力矩的1/3，故电动机启动起来后，要马上切换到角形运行。中间的时间大概在4～6秒钟。?任务分析要完成该任务，必须具备以下知识：1．掌握定时器T的结构和工作原理。2．能画出定时器的波形。3．熟悉电动机Y/△降压启动运行的工作原理。?相关知识1．定时器（T）（字、bit）可编程控制器中的定时器相当于继电器系统中的时间继电器。它有一个设定值寄存器（一个字长）、一个当前值寄存器（一个字长）和一个用来储存其输出触点状态的映像寄存器（占二进制的一位）。这3个存储单元使用同一个元件号。FX系列可编程控制器的定时器分为通用定时器和积算定时器。常数K可以作为定时器的设定值，也可以用数据寄存器（D）的 内容 财务内部控制制度的内容财务内部控制制度的内容人员招聘与配置的内容项目成本控制的内容消防安全演练内容 来作设定值。例如外部数字开关输入的数据可以存入数据寄存器，作为定时器的设定值。?相关知识?定时器T的结构结构：线圈，符号：或常开触点，符号：常闭触点，符号：元件编号：按十进制编号。K：表示十进制数。50：表示PLC内部时钟脉冲的扫描次数，PLC内部有三种时钟脉冲，分别是100MS、10MS、1MS。延时时间等于对应的时钟脉冲乘以扫描次数。定时器的动作原理：当定时器的线圈得电，定时器开始延时，当当前值等于设定值时，定时器的常开触点闭合，常闭触点断开。如果要保持常开触点闭合，常闭触点断开，定时器的线圈就不能失电。当定时器的线圈失电时，定时器当前值清零，定时器当前值与设定值相等的条件被打破，则定时器的常开触点断开，常闭触点闭合。?相关知识?定时器的分类1）通用定时器（T0～T245）T0～T199为100ms定时器，定时范围为0.1～3276.7s，其中T192～T199为子程序和中断服务程序专用的定时器。T200～T245为10ms定时器（共46点），定时范围为0．01～327.67s。图3-24中XO的常开触点接通时，T200的当前值计数器从零开始，对10ms时钟脉冲进行累加计数。当前值等于设定值123时，定时器的常开触点接通，常闭触点断开，即T200的输出触点在其线圈被驱动1.23s后动作。XO的常开触点断开后，定时器被复位。它的常开触点断开，常闭触点接通，当前值恢复为零。通用定时器没有保持功能，在输入电路断开或停电时复位，当前值清零。?相关知识图3-24通用定时器?相关知识2）积算定时器（T246～T255）T246～T249为1ms积算定时器，定时范围为0.001～32.767s。T250～T255为100ms积算定时器，定时范围为0.1～3276.7s。如图3-25，当X1的常开触点接通时,T250的当前值计数器对100ms时钟脉冲进行累加计数。X1的常开触点再次接通或复电时继续计时，累计时间（t1+t2）为34.5s时，T250定时器的常开触点接通，常闭触点断开。X1的常开触点断开或停电时，T250停止计时，当前值保持不变。只有当X2的常开触点接通时通过复位指令对T250复位，才能使其当前值清零。t1?t2?相关知识图3-25积算定时器?相关知识2．定时器的简单应用?延时程序:如图3-26所示。当启动输入信号X0后，M0线圈得电，通过自身的常开触点形成自锁，然后定时器T0的线圈得电，开始延时，10S后，定时器T0的当前值与设定值相等，定时器T0的常开触点闭合，输出继电器Y0得电。图3-26延时程序1?任务实施用PLC实现对三相异步电动机Y-△降压启动、运行的控制?控制要求按电动机的起动按钮，电动机M先作星形启动，6秒后，控制回路自动切换到角形连接，电动机M作角形运行。?讲解要达到的目的1）熟悉三相异步电动机Y-△降压启动的原理。2）学会定时器的简单应用。3）掌握外部接线图的设计方法，学会实际接线。?控制要求分析电动机启动时，应先接成星形，然后再送电，使电动机在星形下启动；转换成角形运行时，应将电动机断电，待电动机重新接成角形后，再给电动机送电，让电动机在角形下运行。?任务实施?实训设备FX2N—64MR电路控制板（由空气开关、交流接触器、热继电器、熔断器组成）0．5KW4极三相异步电动机一台。一台。一块。?任务实施?设计步骤1）I/O信号分配输入／输出信号分配如表3-3所示。表3-3输入输出信号分配表输入（I）元件按钮SB1按钮SB2FR1功能电机启动信号信号地址X0元件KM1KM2KM3输出（O）功能控制电机电源信号地址电机停止信号X1过载保护信号X2Y0控制电机角形运行Y1控制电机星形启动Y2?任务实施2）可编程控制器的外部接线图如图3-27所示图3-27电动机Y-△降压启动的PLC外部接线图?任务实施3）梯形图及指令如图3-28所示还有多种编程方法，你试试？图3-28三相电动机星三角降压启动的梯形图、指令表?任务实施?程序讲解对于正常运行为三角形接法的电动机，在启动时，定子绕组先接成星形，当电动机转速上升到接近额定转速时，将定子绕组接线方式由星形改接成三角形，使电动机进入全压正常运行。一般功率在4KW以上的三相异步电动机均为三角形接法，因此均可采用Y-△降压启动的方法来限制启动电流。程序运行中，KM2、KM3不允许同时带电运行。为保证安全、可靠，梯形图设计时，使用程序互锁，限制Y2、Y1的线圈不能同时得电。接线图中，KM2、KM3的线圈回路中，加上电气互锁。双重互锁，保证KM2、KM3的线圈不能同时带电，避免短路事故的发生。Y-△降压启动中，电动机应该是先接成Y形，然后再通电，使电动机在Y形下启动。△形运行时，也应该是电动机先接成△形，然后再通电，使电动机在△形下运行。故PLC控制的接线图中，在KM1的线圈回路上，串接了KM2、KM3常开触点组成的并联电路。只有当KM2或KM3闭合后，KM1线圈才能得电。这样就可以避免当KM2或KM3元件出故障，电动机不能接成Y形或△形时，KM1得电，还给电动机送电的情况发生。?知识拓展1．功能指令?功能指令的表现形式功能指令和基本指令不同。功能指令类似一个子程序，直接由助记符（功能代号）表达本条指令要做什么。FX系列PLC在梯形图中使用功能框表示功能指令。图3-29是功能指令的梯形图示例。图中X0是执行该条指令的条件，其后的方框为功能框，分别含有功能指令的名称和参数，参数可以是相关数据、地址或其他数据。这种表达方式直观明了。当X0=ON时，数据寄存器D0的内容加上十进制数123，然后再把结果送到数据寄存器D2中。图3-29功能指令的梯形图表达形式?知识拓展?功能指令的含义使用功能指令需要注意功能框中各参数所指的含义。现以加法指令作出说明。图3-30所示为加法指令（ADD）的指令格式和相关参数。功能号（FNC）。每条功能指令都有一固定的功能代号。操作数：操作数即为功能指令所涉及的参数（或称数据），分为源操作数，目标操作数及其它操作数。数据长度，有D表示32位，无D表示16位。助记符：功能指令的助记符是该条指令的英文缩写。脉冲/连续执行指令标志。有P表示脉冲执行，无P表示连续执行。图3-30加法指令指令格式及参数形式?知识拓展2．数据类软元件功能指令在数据处理和运算过程中,均要用到数据寄存器、位组合元件、变址寄存器、文件寄存器等，对这些功能指令的操作数，只有很好的了解和掌握它，才能在编程使用过程中，灵活的应用它。?数据寄存器（D）数据寄存器是用于存储数值数据的，其值可通过应用指令、数据存取单元及编程装置进行读出或写入。这些寄存器都是16位（最高位为符号位），可处理的数值范围为-32768～+32767，如下图3-31所示。图3-3116位数据寄存器?知识拓展两个相邻的数据寄存器可组成32位数据存储器（最高位为符号位），可处理的数字范围为—2147483648～+2147483647，如下图3-32所示。在进行32位操作时，只要指定低位的编号即可，例如D0。而高位则为继其之后相邻的元件D1，自动生成。低位地址号可以是奇数或偶数，由于考虑到外围设备的监视功能，建议低位的编号采用偶数编号。例如：用D0表示（D1，D0）、D4表示（D5，D4）32位数据寄存器的编号。图3-3232位数据寄存器?知识拓展?位组合数据在FX系列PLC中，一般使用4位BCD码表示1位十进制数据。这样对于位元件，只有使用4位一个组合，表示一个十进制数。所以在功能指令中，常常用KnX、KnY、KnM、KnS这种位组合数据形式表达一个十进制数。Kn表示的位数为4*n。例如：K1X0就表示由X3～X04个输入继电器的组合。K2Y0就表示由Y7～Y08个输出继电器的组合。K3M0就表示由M11～M012个辅助继电器的组合。K4S0就表示由S15～S016个状态元件的组合。被组合的位元件的首元件编号可以任选，但为避免混乱，一般以0为编号做结尾的元件号。?知识拓展3．传送指令MOV（FNC12）?传送指令格式该指令的指令名称、助记符、功能号、操作数及程序步长如表3-5所示。表3-5传送指令表操作数指令名称助记符/功能号［S·］［D·］程序步长备注传送FNC12（D）MOV（P）K、H、KnX、KnY、KnM、KnY、KnM、KnS、KnS、T、C、D、V、ZT、C、D、V、Z16位：5步32位：9步连续/脉冲执行?知识拓展?指令说明传送指令MOV（Move）的功能指令编号为FNC12，16位运算占5个程厅步，32位运算占9个程序步。传送指令是将源数据传送到指定目标。图3-33（a）中的X1为ON时，常数100自动转换为二进制数，并被传送到D10，当X1断开时，指令不执行，D10中的数据保持不变。MOV指令为连续执行指令，MOV（P）指令为脉冲执行指令。对于32位数据的传送，需要用（D）MOV指令，否则用MOV指令会出错。如图3-33（b）为一个32位数据传送指令。当X2=ON，则（D1、D0）的值传给（D11、D10），当X3=ON，则（C235的当前值）传给（D21、D20），C235是32位计数器。?知识拓展（a）16位传送指令（b）32位传送指令图3-33传送指令的基本形式?知识拓展?应用举例MOV指令在定时器、计数器中的应用实例如图3-34所示。（a）图所示是读出计数器C0的当前值送到D20中；（b）图所示是将K200传送到D12中，K200即表示T20的设定值。（a）读出计数器当前值（b）定时器设定值的间接传送图3-37传送指令功能应用?知识拓展4．使用传送指令控制三相异步电动机的Y-△降压启动在本节“任务实施”中对三相异步电动机的Y-△降压启动使用逻辑指令进行过编程，现在我们使用功能指令进行编程，同样能达到相同目的。PLC控制的梯形图如图3-35所示。按下起动按钮X0，电动机应Y型启动，Y0、Y2应为ON（传常数K5）；当电动机转速上升到额定转速。接通Y0、Y1（传常数K3），电动机△型运行。停止或过载保护，传常数K0，则Y3～Y0清零。图3-35电动机Y-△降压起动的梯形图完