电梯基本原理电气讲课课件.ppt

1、电梯基本原理电气Ppt电梯基本原理电梯基本原理 用用FX2N-48MR实现四层四站双速客梯集选控制的控制系统。主拖动实现四层四站双速客梯集选控制的控制系统。主拖动采用交流双速电动机进行拖动。采用交流双速电动机进行拖动。1.电梯基本原理电梯基本原理 电梯是机械、电气紧密结合的大型机电产品。主要由机房、井道、电梯是机械、电气紧密结合的大型机电产品。主要由机房、井道、轿厢、门系统和电气控制系统组成。轿厢、门系统和电气控制系统组成。井道中安装有导轨，轿厢和对重由曳井道中安装有导轨，轿厢和对重由曳ye引钢丝绳连接，曳引钢丝引钢丝绳连接，曳引钢丝绳挂在曳引轮上，曳引轮由曳引电动机拖动。轿厢和对重都装有各自

2、绳挂在曳引轮上，曳引轮由曳引电动机拖动。轿厢和对重都装有各自的导靴，导靴卡在导轨上。曳引轮运转带动轿厢和对重沿各自导轨做的导靴，导靴卡在导轨上。曳引轮运转带动轿厢和对重沿各自导轨做上下相对运动，轿厢上升，对重下降。这样可通过控制曳引电动机来上下相对运动，轿厢上升，对重下降。这样可通过控制曳引电动机来控制轿厢的启动、加速、运行、减速、平层停车，实现对电梯运行的控制轿厢的启动、加速、运行、减速、平层停车，实现对电梯运行的控制。控制。电电梯梯的的工工作作原原理理控制柜控制柜曳引钢丝绳曳引钢丝绳轿门轿门曳引机曳引机限速器限速器轿厢架轿厢架轿厢体轿厢体导轨导轨对重对重缓冲器缓冲器厅门厅门召唤箱及指召唤箱

3、及指层器层器随行电缆随行电缆限速器涨紧限速器涨紧 电梯的控制方式有：轿内手柄开关控制、轿内按钮电梯的控制方式有：轿内手柄开关控制、轿内按钮开关控制、轿外按钮开关控制、信号控制、集选控开关控制、轿外按钮开关控制、信号控制、集选控制和群控等几种。制和群控等几种。集选控制方式是将厅外召唤箱发出的外召信号集选控制方式是将厅外召唤箱发出的外召信号与轿内操纵箱发出的内指令信号进行记忆，并和其与轿内操纵箱发出的内指令信号进行记忆，并和其它专用信号（如层搂、减速、平层、安全等信号）它专用信号（如层搂、减速、平层、安全等信号）加以综合分析后，由电梯司机或乘用人员控制电梯加以综合分析后，由电梯司机或乘用人员控制电

4、梯运行的控制方式。运行的控制方式。2.2.控制要求控制要求主要控制要求有如下。主要控制要求有如下。（1）有司机或无司机控制；）有司机或无司机控制；（2）自动开关门；）自动开关门；（3）到达预定停靠层站，提前减速，平层停车时自动门；）到达预定停靠层站，提前减速，平层停车时自动门；（4）到达上、下端站，提前强迫减速；）到达上、下端站，提前强迫减速；（5）厅外有召唤装置，轿内有指令装置，能自动记忆召唤）厅外有召唤装置，轿内有指令装置，能自动记忆召唤和指令，响应之后，能自动将召唤和指令消除（召唤和和指令，响应之后，能自动将召唤和指令消除（召唤和指令的记忆与消除）；指令的记忆与消除）；（6）能自动选择运

5、行方向，在司机操纵下，能强迫决定运）能自动选择运行方向，在司机操纵下，能强迫决定运行方向（选向）；行方向（选向）；（7）能根据指令和召唤的位置，自动选择停靠层站，并自）能根据指令和召唤的位置，自动选择停靠层站，并自动平层停车（选层、平层）；动平层停车（选层、平层）；（8）厅外和轿内有指示电梯运行方向和所在位置的指示信）厅外和轿内有指示电梯运行方向和所在位置的指示信号（层搂检测与指层）。号（层搂检测与指层）。8.4.18.4.1电梯基本原理电梯基本原理8.4.28.4.2电梯电气控制系统的组成电梯电气控制系统的组成平层信号平层信号门锁门锁平层平层拖动拖动减速减速减速信号减速信号门电路门电路启动启

6、动选向选层选向选层层楼电路层楼电路层楼信号层楼信号指层指层指令召唤指令召唤8.4.3 I/O8.4.3 I/O编号分配编号分配X0：换速信号换速信号 X1：上终端限位上终端限位 X2：下终端限位下终端限位 X3：1内指令（含内指令（含1上召）输入上召）输入X4：2内指令输入内指令输入 X5：3内指令输入内指令输入X6：4内指令输入内指令输入 X7：2上召输入上召输入X10：3上召输入上召输入 X11：2下召输入下召输入 X12：3下召输入下召输入 X13：门锁信号输入门锁信号输入X14：平层信号输入平层信号输入 X15：门区信号输入门区信号输入 X16：开门信号输入开门信号输入 X17：关门信

7、号输入关门信号输入X20：强迫向上按钮输入强迫向上按钮输入 X21：强迫向下按钮输入强迫向下按钮输入 X22：司机司机/自动运行方式自动运行方式 X23：检修运行方式检修运行方式X24：安全触板信号输入安全触板信号输入 X25：直驶按钮信号输入直驶按钮信号输入 Y1 Y2 Y3：楼层指层BCD码输出（Y1为高位、Y3为低位）分析被控对象工艺条件和控制要求 切勿将外接电源加到交流型 PLC 的内藏式直流电源的输出端子上4通道模拟量输入模块FX-4AD 交流型 PLC 的内藏式直流电源输出可用于输入；M106：换速微分信号 M1：向上运行监视即将主回路曳引电动机电源断开，并实施电磁抱闸。M6：下方

8、向控制继电器 M7：上召换速层楼继电器电路的实现应使主回路接线远离高压线它的作用是实现电梯门的开和关。T3：二慢减速时间 T4：三慢减速时间如上分析，电梯自己判断来选择方向。外部输出元件包括：16个电磁阀、6个接触器、5个指示灯。M106：换速微分信号 M1：向上运行监视Y0：换速动作输出换速动作输出 Y1 Y2 Y3：楼层指层：楼层指层BCD码输出（码输出（Y1为高位、为高位、Y3为低位）为低位）Y4：1内指令继电器（含内指令继电器（含1上）上）Y5：2内指令继电器（含内指令继电器（含1上）上）Y6：3内指令继电器（含内指令继电器（含1上）上）Y7：4内指令继电器（含内指令继电器（含1上）上

9、）Y10：2上召继电器上召继电器 Y11：3上召继电器上召继电器Y12：2下召继电器下召继电器 Y13：3下召继电器下召继电器 Y14：上运行指示上运行指示 Y15：下运行指示下运行指示 Y16：上运行继电器上运行继电器 Y17：下运行继电器下运行继电器Y20：快车继电器快车继电器 Y21：快加速继电器快加速继电器 Y22：慢车继电器慢车继电器 Y23：1慢减速继电器慢减速继电器 Y24：2慢减速继电器慢减速继电器 Y25：3慢减速继电器慢减速继电器 Y26：开门继电器开门继电器 Y27：关门继电器关门继电器8.4.3 I/O8.4.3 I/O编号分配编号分配M101：1楼层楼继电器楼层楼继电

10、器 M102：2楼层楼继电器楼层楼继电器M103：3楼层楼继电器楼层楼继电器 M104：4楼层楼继电器楼层楼继电器M106：换速微分信号换速微分信号 M1：向上运行监视向上运行监视 M2：向上运行监视向上运行监视 M3：上方向选择上方向选择 M4：下方向选择下方向选择 M5：上方向控制继电器上方向控制继电器M6：下方向控制继电器下方向控制继电器 M7：上召换速上召换速M8：下召换速下召换速 M9：指令换速指令换速M11：强迫向上强迫向上 M12：强迫向上强迫向上M13：关门启动关门启动 M14：停车继电器停车继电器M15：运行继电器运行继电器 M16：安全触板继电器安全触板继电器M17：直驶继

11、电器直驶继电器 T0：快加速时间快加速时间T1：停站时间停站时间 T2：一慢减速时间一慢减速时间T3：二慢减速时间二慢减速时间 T4：三慢减速时间三慢减速时间T5：开门执行时间开门执行时间8.4.3 I/O8.4.3 I/O编号分配编号分配Y0：换速动作输出换速动作输出 Y1 Y2 Y3：楼层指层：楼层指层BCD码输出（码输出（Y1为高位、为高位、Y3为低位）为低位）Y4：1内指令继电器（含内指令继电器（含1上）上）Y5：2内指令继电器（含内指令继电器（含1上）上）Y6：3内指令继电器（含内指令继电器（含1上）上）Y7：4内指令继电器（含内指令继电器（含1上）上）Y10：2上召继电器上召继电器

12、 Y11：3上召继电器上召继电器Y12：2下召继电器下召继电器 Y13：3下召继电器下召继电器 Y14：上运行指示上运行指示 Y15：下运行指示下运行指示 Y16：上运行继电器上运行继电器 Y17：下运行继电器下运行继电器Y20：快车继电器快车继电器 Y21：快加速继电器快加速继电器 Y22：慢车继电器慢车继电器 Y23：1慢减速继电器慢减速继电器 Y24：2慢减速继电器慢减速继电器 Y25：3慢减速继电器慢减速继电器 Y26：开门继电器开门继电器 YM101：1楼层楼继电器楼层楼继电器 M102：2楼层楼继电器楼层楼继电器M103：3楼层楼继电器楼层楼继电器 M104：4楼层楼继电器楼层楼继

13、电器M106：换速微分信号换速微分信号 M1：向上运行监视向上运行监视 M2：向上运行监视向上运行监视 M3：上方向选择上方向选择 M4：下方向选择下方向选择 M5：上方向控制继电器上方向控制继电器M6：下方向控制继电器下方向控制继电器 M7：上召换速上召换速M8：下召换速下召换速 M9：指令换速指令换速M11：强迫向上强迫向上 M12：强迫向上强迫向上M13：关门启动关门启动 M14：停车继电器停车继电器M15：运行继电器运行继电器 M16：安全触板继电器安全触板继电器M17：直驶继电器直驶继电器 T0：快加速时间快加速时间T1：停站时间停站时间 T2：一慢减速时间一慢减速时间T3：二慢减速

14、时间二慢减速时间 T4：三慢减速时间三慢减速时间T5：开门执行时间开门执行时间27：关门继电器关门继电器8.4.48.4.4拖动回路、门电路及系统连接拖动回路、门电路及系统连接门电路及电气安全回路图门电路及电气安全回路图8.4.58.4.5控制系统各环节的作用及实现控制系统各环节的作用及实现要对电梯进行控制，首要的问题就是反映电梯实际所在的要对电梯进行控制，首要的问题就是反映电梯实际所在的位置（楼层）。位置（楼层）。层楼继电器回路就是完成这一功能的。每一层对应一个层层楼继电器回路就是完成这一功能的。每一层对应一个层楼继电器，电梯在哪一层，对应楼层的层楼继电器就会楼继电器，电梯在哪一层，对应楼层

15、的层楼继电器就会动作。动作。PLC具有数据传送、算术计算、数据比较处理等功能，所具有数据传送、算术计算、数据比较处理等功能，所以用以用PLC很容易能实现层楼电路：很容易能实现层楼电路：1.层楼继电器电路的实现层楼继电器电路的实现8.6.58.6.5控制系统各环节的作用及实现控制系统各环节的作用及实现 启用一数据寄存器启用一数据寄存器D0，电梯在最下层端站时可将电梯在最下层端站时可将1送入送入D0，最上层端站时，最上层端站时，将最高层数送入将最高层数送入D0；电梯；电梯每上升一层将每上升一层将D0自动加自动加1；电梯每下降一层电梯每下降一层D0自动自动减减1，这样使，这样使D0中存放的始中存放的

16、始终是层数；终是层数；然后，将然后，将D0分别与分别与1、2、3、相比较，等于几就相比较，等于几就说明电梯在几，这时驱动对说明电梯在几，这时驱动对应的层楼继电器，实现层楼应的层楼继电器，实现层楼电路。电路。四层四站的层楼继电器四层四站的层楼继电器电路梯形图如右图所示。电路梯形图如右图所示。指令和召唤回路的指令和召唤回路的作用作用是：将轿内指令和是：将轿内指令和厅外厅外召唤信号记忆并指召唤信号记忆并指示，当电梯响应示，当电梯响应后自动将后自动将其消除。其消除。记忆和消除可用记忆和消除可用PLC的的SET和和RST指令实现。指令实现。（1）指令回路）指令回路指令回路梯形图如指令回路梯形图如图所示图

17、所示 2.2.指令和召唤回路指令和召唤回路（2 2）召唤回路）召唤回路由于除两个端站外，其由于除两个端站外，其它各层均有两个召唤它各层均有两个召唤（上召、下召），而且（上召、下召），而且召唤的响应是顺向响应。召唤的响应是顺向响应。另外若电梯在直另外若电梯在直驶运行时不响应召唤，驶运行时不响应召唤，此时召唤应保留。所以此时召唤应保留。所以召唤回路与电梯的运行召唤回路与电梯的运行方向以及是否直驶密切方向以及是否直驶密切相关，为此在召唤回路相关，为此在召唤回路中加入了反映直驶和方中加入了反映直驶和方向监视的继电器向监视的继电器M1和和M2。实际决定电梯的运行方向有以下三种情况。实际决定电梯的运行方向

18、有以下三种情况。3 3选向回路选向回路 选向回路的作用，是根据目前电梯的位置和指令、召唤选向回路的作用，是根据目前电梯的位置和指令、召唤的情况，决定电梯的运行方向，是向上或是向下。的情况，决定电梯的运行方向，是向上或是向下。电梯方向的选择，实际就是将指令和召唤的位置与电电梯方向的选择，实际就是将指令和召唤的位置与电梯实际位置相比较，若前者在上（位置的上下）电梯则选梯实际位置相比较，若前者在上（位置的上下）电梯则选择向上，相反则选择向下。择向上，相反则选择向下。方向的实现：首先由层楼继电器形成选向链，然后将每层的指方向的实现：首先由层楼继电器形成选向链，然后将每层的指令和召唤对应接入。令和召唤对

19、应接入。（1）自然选向）自然选向如上分析，电梯自己判断来选择方向。如上分析，电梯自己判断来选择方向。（2）强迫选向）强迫选向 若电梯工作在若电梯工作在司机方式，可通过司机方式，可通过操纵箱上的向上或操纵箱上的向上或向下按钮，来干预向下按钮，来干预电梯的运行方向，电梯的运行方向，即强迫使其向上或即强迫使其向上或向下。向下。（3）检修选向）检修选向 若电梯工作在检若电梯工作在检修方式，同样可使修方式，同样可使用向上或向下按钮，用向上或向下按钮，使电梯以检修的速使电梯以检修的速度向上或向下运行。度向上或向下运行。电梯的选向回路梯电梯的选向回路梯形图如图所示。形图如图所示。工艺要求为有上料机械手自动上

20、料，机床的四个加工动力刀头同时对一个零件进行加工，一次完成一个零件，通过下料机械手自动取走加工完的零件。它的作用是实现电梯门的开和关。3 PLC在化工生产过程中的应用电梯每上升一层将D0自动加1；M4：下方向选择 M5：上方向控制继电器X22：司机/自动运行方式 X23：检修运行方式 编制 PLC 的输入/输出分配表或绘制输入/输出端子接线图M103：3楼层楼继电器 M104：4楼层楼继电器上班开门、按钮开门、触板开门和门区提前开门。将输入信号7个，输出信号2个按各自的功能类型分好，并与PLC的I/O端一一对应，编排好地址。层楼继电器电路的实现轿厢和对重都装有各自的导靴，导靴卡在导轨上。没有使

21、用的输出端子应开路门电路及电气安全回路图图中S2是初始状态，驱动它的条件是各滑台、各辅助装置都处在原位，夹具为松开状态，料道有待加工零件且润滑系统工作正常。选层意味着要减速（换速）准备平层停车。电梯的选层分指选层意味着要减速（换速）准备平层停车。电梯的选层分指令选层和召唤选层，即因某层有召唤或有该层的指令使电梯在该令选层和召唤选层，即因某层有召唤或有该层的指令使电梯在该层是否停车。其中指令选层是绝对的，若电梯运行正常，指令一层是否停车。其中指令选层是绝对的，若电梯运行正常，指令一定能使电梯在该层减速停车。定能使电梯在该层减速停车。召唤选层是有条件的，一是召唤选层必须满足同向，即与召唤选层是有条

22、件的，一是召唤选层必须满足同向，即与电梯的运行方向一致，这就是所谓的电梯的运行方向一致，这就是所谓的“顺向截车顺向截车”；二是直驶；二是直驶时可将召唤屏蔽，即电梯直驶时，即使同向的召唤也不能使电时可将召唤屏蔽，即电梯直驶时，即使同向的召唤也不能使电梯减速停车。梯减速停车。4.4.选层电路选层电路 运行线路是电梯控制系统的核心。电梯是由曳引电动机拖动（主回运行线路是电梯控制系统的核心。电梯是由曳引电动机拖动（主回路），主回路的工作受运行线路的控制，以形成如图所示的速度曲线，路），主回路的工作受运行线路的控制，以形成如图所示的速度曲线，决定电梯何时启动加速，何时运行，何时减速，何时平层停车。所以决

23、定电梯何时启动加速，何时运行，何时减速，何时平层停车。所以电梯的主要性能指标（额定速度、舒适感、平层精度等）由运行线路电梯的主要性能指标（额定速度、舒适感、平层精度等）由运行线路决定。决定。5.5.电梯的运行线路电梯的运行线路（1 1）启动）启动 电梯的启动，方向是首电梯的启动，方向是首要条件，门锁（厅门轿门是否关要条件，门锁（厅门轿门是否关好）等安全因素也是必要的。好）等安全因素也是必要的。（2 2）减速）减速 当电梯选中某层，意味当电梯选中某层，意味着将在该层停车，达到换速点就着将在该层停车，达到换速点就应减速，为平层停车作准备。应减速，为平层停车作准备。（3 3）平层停车）平层停车 当减

24、速运行到平层当减速运行到平层点时，说明轿门门坎与厅门门坎点时，说明轿门门坎与厅门门坎基本平齐，可以停车。即将主回基本平齐，可以停车。即将主回路曳引电动机电源断开，并实施路曳引电动机电源断开，并实施电磁抱闸。一般平层感应器置于电磁抱闸。一般平层感应器置于轿厢顶上，如图所示。注意：当轿厢顶上，如图所示。注意：当上、下平层感应器全部动作后，上、下平层感应器全部动作后，表示到平层点。表示到平层点。（1 1）启动）启动 电梯的启动，方向是首电梯的启动，方向是首要条件，门锁（厅门轿门是否关要条件，门锁（厅门轿门是否关好）等安全因素也是必要的。好）等安全因素也是必要的。（2 2）减速）减速 当电梯选中某层，

25、意味当电梯选中某层，意味着将在该层停车，达到换速点就着将在该层停车，达到换速点就应减速，为平层停车作准备。应减速，为平层停车作准备。（3 3）平层停车）平层停车 当减速运行到平层当减速运行到平层点时，说明轿门门坎与厅门门坎点时，说明轿门门坎与厅门门坎基本平齐，可以停车。即将主回基本平齐，可以停车。即将主回路曳引电动机电源断开，并实施路曳引电动机电源断开，并实施电磁抱闸。一般平层感应器置于电磁抱闸。一般平层感应器置于轿厢顶上，如图所示。注意：当轿厢顶上，如图所示。注意：当上、下平层感应器全部动作后，上、下平层感应器全部动作后，表示到平层点。表示到平层点。运行线路控制的梯形图如图所示运行线路控制的

26、梯形图如图所示 运行线路控制的梯形图如图所示运行线路控制的梯形图如图所示 门电路是电梯控制系统中较为独立的单元。它的作用是实现门电路是电梯控制系统中较为独立的单元。它的作用是实现电梯门的开和关。电梯门的开和关。6.6.电梯门的控制电梯门的控制 门电路和控制系统的联系就在于这一点，由各厅门和轿门的门门电路和控制系统的联系就在于这一点，由各厅门和轿门的门锁电气限位开关的常开触电串联后，作为门锁信号（锁电气限位开关的常开触电串联后，作为门锁信号（X13）。）。X13为为ON，表示全部门安全关闭，可正常运行，否则不能运行。开、，表示全部门安全关闭，可正常运行，否则不能运行。开、关门由门电动机驱动，通过

27、开、关门继电器关门由门电动机驱动，通过开、关门继电器KMJ、GMJ控制控制M的的正反转实现。因此，设计门的控制时只需考虑开与关门的情况，正反转实现。因此，设计门的控制时只需考虑开与关门的情况，对应驱动对应驱动KMJ或或GMJ（1）开门情况）开门情况上班开门、按钮开门、触板开门和门区提前开门。上班开门、按钮开门、触板开门和门区提前开门。（2 2）关门情况）关门情况下班关门、按钮开门、停站自动延时关门和强迫向上（向下）下班关门、按钮开门、停站自动延时关门和强迫向上（向下）启动关门。启动关门。门电路的控制梯形图如下图所示8.2 PLC在交通灯控制中的应用1交通灯的控制要求当按下起动按钮SB1时，东西

28、方向红灯亮30 s，南北方向绿灯亮25 s，绿灯闪亮3 s，每秒闪亮1次，然后黄灯亮2 s。当南北方向黄灯熄灭后，东西方向绿灯亮25 s，绿灯闪亮3次，每秒闪亮1次，然后黄灯亮2 s，南北方向红灯亮30 s，就这样周而复始地不断循环。当按下停止按钮I0.1时，系统并不能马上停止，要完成1个工作周期后方可停止工作。2I/O元件地址分配表I/O元件地址分配表如表8-2所示。3设计顺序功能图根据控制要求设计的顺序功能图如图8-8所示。图图8-8交通灯顺序功能图交通灯顺序功能图 4设计梯形图程序根据顺序功能图使用以转换为中心的编程方法设计出的梯形图如图8-9所示。图图8-9交通灯梯形图程序交通灯梯形图

29、程序第第8 8章章 在工业控制中的应用在工业控制中的应用8.1 PLC控制系统设计步骤控制系统设计步骤8.2 PLC在机床控制中的作用在机床控制中的作用 8.3 PLC在化工生产过程中的应用在化工生产过程中的应用8.4 PLC在集选控制电梯中的应用在集选控制电梯中的应用 8.5 PLC随动控制系统中的应用随动控制系统中的应用8.1 PLC8.1 PLC控制系统设计步骤控制系统设计步骤1、可编程控制器控制系统设计的基本步骤、可编程控制器控制系统设计的基本步骤(1)系统设计的主要内容系统设计的主要内容 拟定控制系统设计的技术条件拟定控制系统设计的技术条件 选择电气传动形式和电动机、电磁阀等执行机构

30、选择电气传动形式和电动机、电磁阀等执行机构 选定选定 PLC 的型号的型号 编制编制 PLC 的输入的输入/输出分配表或绘制输入输出分配表或绘制输入/输出端子接线图输出端子接线图 根据系统设计的要求编写软件规格说明书，然后再用根据系统设计的要求编写软件规格说明书，然后再用相应的编程语言（常用梯形图）进行程序设计相应的编程语言（常用梯形图）进行程序设计 了解并遵循用户认知心理学，重视人机界面的设计，增强人与机了解并遵循用户认知心理学，重视人机界面的设计，增强人与机器之间的友善关系器之间的友善关系 设计操作台、电气柜及非标准电器元部件设计操作台、电气柜及非标准电器元部件 编写设计说明书和使用说明书

31、编写设计说明书和使用说明书分析被控对象工艺条件和控制要求分析被控对象工艺条件和控制要求确定确定 I/O 设备设备分配分配 I/O 点点设计应用系统梯形图程序设计应用系统梯形图程序将程序输入将程序输入 PLC 去去进行软件测试进行软件测试应用系统整体调试应用系统整体调试编制技术文件编制技术文件选择合适的选择合适的 PLC 类型类型系统设计的基本步骤系统设计的基本步骤 第8章第38页2 2、PLC PLC 硬件系统设计硬件系统设计 (1)PLC 型号的选择型号的选择 对输入对输入/输出点的选择输出点的选择 对存储容量的选择对存储容量的选择 对对 I/O 响应时间的选择响应时间的选择 根据输出负载的

32、特点选型根据输出负载的特点选型 对在线和离线编程的选择对在线和离线编程的选择 据是否联网通信选型据是否联网通信选型 对对 PLC 结构形式的选择结构形式的选择(2)(2)分配输入分配输入 /输出点输出点 分配定时器分配定时器/计数器计数器 确定确定 I/O 通道范围通道范围确定内部辅助继电器确定内部辅助继电器3 3、PLC PLC 软件系统设计方法及步骤软件系统设计方法及步骤(1)PLC 软件系统设计的方法软件系统设计的方法 图解法编程图解法编程a.梯形图法梯形图法b.逻辑流程图法逻辑流程图法c.时序流程图法时序流程图法d.步进顺控法步进顺控法 经验法编程经验法编程 计算机辅助设计编程计算机辅

33、助设计编程 编写技术文件并现场试运行编写技术文件并现场试运行(2)PLC(2)PLC 软件系统设计的步骤软件系统设计的步骤 对系统任务分块对系统任务分块 编制控制系统的逻辑关系图编制控制系统的逻辑关系图 绘制各种电路图绘制各种电路图 编制编制 PLC 程序并进行模拟调试程序并进行模拟调试 制作控制台与控制柜制作控制台与控制柜 现场调试现场调试 切勿将用于输入的电源并联在一起，更不可将这些电源并切勿将用于输入的电源并联在一起，更不可将这些电源并联到其他电源上联到其他电源上控制单元输入端子接线控制单元输入端子接线输入线尽可能远离高压线和动力线等干扰源输入线尽可能远离高压线和动力线等干扰源 不能将输

34、入设备连接到带不能将输入设备连接到带“.”端子上端子上 交流型交流型 PLC 的内藏式直流电源输出可用于输入；直流型的内藏式直流电源输出可用于输入；直流型 PLC 的直流电源输出功率不够时，可使用外接电源的直流电源输出功率不够时，可使用外接电源 切勿将外接电源加到交流型切勿将外接电源加到交流型 PLC 的内藏式直流电源的的内藏式直流电源的输出端子上输出端子上控制单元输出端子接线 输出线尽可能远离高压线和动力线等干扰源输出线尽可能远离高压线和动力线等干扰源 不能将输出设备连接到带不能将输出设备连接到带“.”端子上端子上 各各“COM”端均为独立的，故各输出端既可独立输出，端均为独立的，故各输出端

35、既可独立输出，又可采用公共并接输出。当各负载使用不同电压时，采又可采用公共并接输出。当各负载使用不同电压时，采 用独立输出方式；而各个负载使用相同电压时，可采用用独立输出方式；而各个负载使用相同电压时，可采用 公共输出方式公共输出方式 若输出端接感性负载时，需根据负载的不同情况接入相应的若输出端接感性负载时，需根据负载的不同情况接入相应的保护电路。在交流感性负载两端并接保护电路。在交流感性负载两端并接 RC 串联电路；在直流感性串联电路；在直流感性负载两端并接二极管保护电路；在带低电流负载的输出端并接一负载两端并接二极管保护电路；在带低电流负载的输出端并接一个泄放电阻以避免漏电流的干扰。以上保

36、护器件应安装在距离负个泄放电阻以避免漏电流的干扰。以上保护器件应安装在距离负载载 50cm 以内以内 在在 PLC 内部输出电路中没有保险丝，为防止因负载短路而造内部输出电路中没有保险丝，为防止因负载短路而造成输出短路，应在外部输出电路中安装熔断器或设计紧急停车电成输出短路，应在外部输出电路中安装熔断器或设计紧急停车电路；路；当多个负载连到同一电源上时，应使用型号为当多个负载连到同一电源上时，应使用型号为 AFP1803 的的短路片将它们的短路片将它们的“COM”端短接起来端短接起来控制单元输出端子接线扩展单元接线扩展单元接线 若一台若一台 PLC 的输入输出点数不够时，还可将的输入输出点数不

37、够时，还可将 FX 系列的基本单元与其他扩展单元连接起来使用。具体系列的基本单元与其他扩展单元连接起来使用。具体配置视不同的机型而定。配置视不同的机型而定。应确保使用同一组电源线对控制单元和应确保使用同一组电源线对控制单元和 A/D 单元进行供电单元进行供电FX FX 系列可编程控制器的系列可编程控制器的 A/D A/D，D/A D/A 转换单元接线转换单元接线 A/D 模块模块为防止输入信号上有电磁感应和噪声干扰，应使用两线为防止输入信号上有电磁感应和噪声干扰，应使用两线双绞式屏蔽电缆双绞式屏蔽电缆建议将屏蔽电缆接到框架接地端（建议将屏蔽电缆接到框架接地端（F.G）若需将电压范围选择端（若需

38、将电压范围选择端（RNAGE）短路，应直接）短路，应直接在端子板上短接，不要拉出引线短接在端子板上短接，不要拉出引线短接应使主回路接线远离高压线应使主回路接线远离高压线应确保使用同一组电源线对控制单元和应确保使用同一组电源线对控制单元和 D/A 单元进行供电单元进行供电 D/A D/A 模块模块为防止输出信号上有电磁感应和噪声干扰，应使用两线为防止输出信号上有电磁感应和噪声干扰，应使用两线双绞式屏蔽电缆双绞式屏蔽电缆 在同一通道上的电压输出和电流输出不能同时使用。没在同一通道上的电压输出和电流输出不能同时使用。没有使用的输出端子应开路有使用的输出端子应开路应使主回路接线远离高压线应使主回路接线

39、远离高压线建议将屏蔽电缆接到负载设备的接地端建议将屏蔽电缆接到负载设备的接地端8.2 PLC8.2 PLC在机床控制中的作用在机床控制中的作用 四工位组合机床由四个工作滑台，各带一个加工动力头，四工位组合机床由四个工作滑台，各带一个加工动力头，组成四个加工工位。除了四个加工工位外，还有夹具、上下组成四个加工工位。除了四个加工工位外，还有夹具、上下料机械手和进料器四个辅助装置以及冷却和液压系统共四部料机械手和进料器四个辅助装置以及冷却和液压系统共四部分。工艺要求为有上料机械手自动上料，机床的四个加工动分。工艺要求为有上料机械手自动上料，机床的四个加工动力刀头同时对一个零件进行加工，一次完成一个零

40、件，通过力刀头同时对一个零件进行加工，一次完成一个零件，通过下料机械手自动取走加工完的零件。要求具有全自动、半自下料机械手自动取走加工完的零件。要求具有全自动、半自动、手动三种工作方式。动、手动三种工作方式。8.2.1 工艺要求工艺要求 下图是组合机床控制系统全自动工作循环和半自动工作循下图是组合机床控制系统全自动工作循环和半自动工作循环式的状态流程图。图中环式的状态流程图。图中S2是初始状态，驱动它的条件是各滑是初始状态，驱动它的条件是各滑台、各辅助装置都处在原位，夹具为松开状态，料道有待加工台、各辅助装置都处在原位，夹具为松开状态，料道有待加工零件且润滑系统工作正常。零件且润滑系统工作正常

41、。8.2.28.2.2控制流程控制流程组合机床自动工作状态流程图组合机床自动工作状态流程图第8章第51页 (3)下料下料 下料机械手向前抓住零件，夹具松开，下料机械手退回原位并取走下料机械手向前抓住零件，夹具松开，下料机械手退回原位并取走加工完的零件。加工完的零件。组合机床全自动和半自动工作过程组合机床全自动和半自动工作过程上料上料 按下启动按钮，上料机械手前进，将零件送到夹具上，夹具按下启动按钮，上料机械手前进，将零件送到夹具上，夹具加紧零件。同时进料装置进料，之后上料机械手退回原位，放料加紧零件。同时进料装置进料，之后上料机械手退回原位，放料装置退回原位装置退回原位(2)加工加工 四个工作

42、滑台前进，四个加工动力头同时加工，洗端面、打中四个工作滑台前进，四个加工动力头同时加工，洗端面、打中心孔。加工完成后，各工作滑台退回原位心孔。加工完成后，各工作滑台退回原位 这样就完成了一个工作循环。如果选择了预停，则每个循环完成后，这样就完成了一个工作循环。如果选择了预停，则每个循环完成后，机床自动停在原位，实现半自动工作方式；如果不选择预停，则机床自动机床自动停在原位，实现半自动工作方式；如果不选择预停，则机床自动开始下一个工作循环，实现全自动工作方式。开始下一个工作循环，实现全自动工作方式。四个工位组合机床四个工位组合机床电气控制系统电气控制系统有输入信号有输入信号42个，输出信号个，输

43、出信号27个，均为开关量。其中外部输入元件包括：个，均为开关量。其中外部输入元件包括：17个检测元件、个检测元件、24个按钮开关、个按钮开关、1个选择开关；外部输出元件包括：个选择开关；外部输出元件包括：16个电磁阀、个电磁阀、6个接触器、个接触器、5个指示灯。个指示灯。根据根据I/O信号的数量、类型以及控制要求，同时考虑到维护、改造和信号的数量、类型以及控制要求，同时考虑到维护、改造和经济等诸多因素，决定选用经济等诸多因素，决定选用FX2N-64MR主机和一个输出扩展单元主机和一个输出扩展单元FX-16EX，这样共有，这样共有48个输入点，输出点就是主机的个输入点，输出点就是主机的32点，满

44、足控制点，满足控制要求。要求。8.2.3 PLC8.2.3 PLC的选型的选型将输入信号将输入信号42个，输出信号个，输出信号27个按各自的功能类型分好，并与个按各自的功能类型分好，并与PLC的的I/O端一一对应，编排好地址。列出外部端一一对应，编排好地址。列出外部I/O信号与信号与PLCI/O端地址对照表，如表所示。端地址对照表，如表所示。输入信号输入信号输出信号输出信号名称名称功能功能编号编号名称名称功能功能编号编号名称名称功能功能编号编号1SQ滑台滑台原位原位X05SB滑台滑台进进X261YV夹紧夹紧Y02SQ滑台滑台终点终点X16SB滑台滑台退退X272YV松开松开Y13SQ滑台滑台原

45、位原位X27SB主轴主轴点动点动X303YV滑台滑台进进Y24SQ滑台滑台终点终点X38SB滑台滑台进进X314YV滑台滑台退退Y38.2.4 I/O8.2.4 I/O地址编号地址编号输入信号输入信号输出信号输出信号5SQ滑台滑台原位原位X49SB滑台滑台退退X325YV滑台滑台进进Y46SQ滑台滑台终点终点X510SB主轴主轴点动点动X336YV滑台滑台退退Y57SQ滑台滑台原位原位X611SB滑台滑台进进X347YV上料上料进进Y68SQ滑台滑台终点终点X712SB滑台滑台退退X358YV上料上料退退Y79SQ上料器原位上料器原位X1013SB主轴主轴点动点动X369YV下料下料进进Y10

46、10SQ上料其终点上料其终点X1114SB滑台滑台进进X3710YV下料下料退退Y1211SQ下料器原位下料器原位iX1215SB滑台滑台退退X4011YV滑台滑台进进Y1312SQ下料器终点下料器终点X1316SB主轴主轴点动点动X4112YV滑台滑台退退Y14输入信号输入信号输出信号输出信号1YJ夹紧夹紧X1417SB夹紧夹紧X4213YV滑台滑台进进Y152YJ进料进料X1518SB松开松开X4314YV滑台滑台退退Y163YJ放料放料X1619SB上料器上料器进进X4415YV放料放料Y171SB总停总停X2120SB上料器上料器退退X4516YV进料进料Y202SB启动启动X2221

47、SB进料进料X461KM主轴主轴Y213SB预停预停X2322SB放料放料X472KM主轴主轴Y221SA选择开关选择开关X2523SB冷却开冷却开X503KM主轴主轴Y2324SB冷却停冷却停X514KM主轴主轴Y245KM冷却电机冷却电机Y25续表续表 四工位组合机床的四工位组合机床的PLC控制系统梯形图包括初始化控制系统梯形图包括初始化程序、手动调整程序和自动工作程序。图程序、手动调整程序和自动工作程序。图2是四工位组合是四工位组合机床在全自动与半自动工作方式时的梯形图程序，它采机床在全自动与半自动工作方式时的梯形图程序，它采用了用了STL步进指令编写，程序简捷、清楚。图步进指令编写，程

48、序简捷、清楚。图3四工位组四工位组合机床初始化程序梯形图。合机床初始化程序梯形图。8.2.5 PLC8.2.5 PLC梯形图程序梯形图程序四工位组合机床自动工作梯形图程序四工位组合机床自动工作梯形图程序 四工位组合机床自动工作梯形图程序四工位组合机床自动工作梯形图程序 四工位组合机床初始化程序梯形图四工位组合机床初始化程序梯形图 现代工业生产广泛采用流水作业，对成品或半成品进行分检，现代工业生产广泛采用流水作业，对成品或半成品进行分检，排除残次品是必须的工序。在流水线上，成品或半成品往往要排除残次品是必须的工序。在流水线上，成品或半成品往往要经过若干项检验，符合要求者得以通过，随着流水线进入下

49、道经过若干项检验，符合要求者得以通过，随着流水线进入下道生产工步。而不合格者必须在某处集中地予以排除，不得进入生产工步。而不合格者必须在某处集中地予以排除，不得进入下道生产环节。因此，成品或半成品随传送带递进过程中，对下道生产环节。因此，成品或半成品随传送带递进过程中，对其进行的检验结果也必须同步地向前移动。这样，当不合格者其进行的检验结果也必须同步地向前移动。这样，当不合格者移动到规定的排除点时，才能正确地加以排除，从而实现质检移动到规定的排除点时，才能正确地加以排除，从而实现质检与分检。利用与分检。利用 PLC 可以很方便地做到这一点可以很方便地做到这一点 8.3 PLC8.3 PLC在化

50、工生产过程中的应用在化工生产过程中的应用8.3.18.3.1工艺要求工艺要求如图所示，工件在传送带上步行式前进。工件在如图所示，工件在传送带上步行式前进。工件在 0 号站接受号站接受 PH1 光电检光电检查。从查。从 0 号站移到号站移到 4 号站要经过号站要经过 4 次步进。移到次步进。移到 4 号站时，判断移到此号站时，判断移到此站工件好还是坏。如果是废品则要求电磁阀站工件好还是坏。如果是废品则要求电磁阀 YV 打开，使废品掉下来。当打开，使废品掉下来。当 PH2 检测到废品已掉下来后重新将电磁阀关闭。检测到废品已掉下来后重新将电磁阀关闭。根据上述模块的学习，再依据图的标示，同学们可以自己