1、272 第第 6 6 章章 思考与练习思考与练习题参考答案题参考答案 6-1 使用顺序控制结构，编写出实现红黄绿三种颜色信号灯循环显示程序(要求循环间隔时间为 0.5S)，并画出该程序设计的功能流程图。 参考答案：参考答案： M0.1 II0.2 红灯 Q0.1 M0.2 T37 黄灯 Q0.2 M0.3 T38 T39 M0.0 初始步 绿灯 Q0.3 初始化脉冲 273 6-2 试设计某注水装置 PLC 控制系统 某注水装置如图 6-35 所示，三个贮水箱分别用 T1、T3、T5 三个传感器来探测水箱中满水位的 信号，用 T2、T4、T6 三个传感器来探测水箱中空水位的信号，用 YV1、Y
2、V2、YV3 三个电磁阀向三个 水箱注水。注水过程由 PLC 控制，只要水箱中“空”信号出现，则该水箱的注水装置即起动，进行 注水，直到水箱“满”信号发生。注水的顺序按照各水箱“空”信号发生的先后来进行，任何时候 注水装置只能给一个水箱进行注水。例如：水箱“空”信号的发生顺序是 213，那么，注水的 过程是：先给 2#水箱注水直到 2#水箱注满，然后给 1#水箱注水，也直到 1#水箱注满，最后再给 3# 水箱注水。 参考答案：参考答案： I/O 分配表： 注水装置注水装置 PLC 系统输入输出地址分配系统输入输出地址分配 输入 输出 传感器 T1 I0.1 电磁阀 YV1 Q0.1 传感器 T
3、2 I0.2 电磁阀 YV2 Q0.2 传感器 T3 I0.3 电磁阀 YV3 Q0.3 传感器 T4 I0.4 传感器 T5 I0.5 传感器 T6 I0.6 梯形图程序： YV1 T1 T2 YV3 T3 T4 YV3 T5 T6 1#水箱 2#水箱 3#水箱 图 6-35 注水装置示意图 274 6-3 试设计 PLC 控制的两级加热器自动恒温程序 某恒温设备由加热器两个，启动时两加热器同时工作，保温时仅一个加热器工作。具体工作过 程为：当起动按钮 SB2 动作时则接通工作电源，系统接通电源时由于温控开关 T 处闭合状态，首先 使加热器风扇工作，同时接通两个加热器 E1 及 E2，加热指
4、示灯 HL 亮。当温度达到给定值时温控开 关 T 断开，使风扇停止，加热器 E1 及 E2 均断电，加热指示灯 HL 灭。当温度降低到给定值以下时， 温控开关又闭合，使风扇再次工作。但由于此时的低温与给定值相差很小，因此以后的加温过程只 需要其中一个加热器工作即可。 参考答案：参考答案： I/O 分配表： 梯形图程序： 两级加热器自动恒温控制系统输入输出地址分配两级加热器自动恒温控制系统输入输出地址分配 输入 输出 启 动 按 钮 SB2 I0.1 风机 Q0.0 温控开关 T I0.2 加热器 E1 Q0.1 加热器 E2 Q0.2 指示灯 HL Q0.3 保温 Q0.4Q0.1 I0.2
5、M0.1 II0.2 风扇 Q0.4 M0.2 Q0.4 加热 Q0.1Q0.2Q0.3 M0.3 I0.3 M0.4 I0.1 M0.0 初始步 加热停止 初始化脉冲 275 6-4 清洗机 PLC 控制系统设计： 装入被清洗工件且盖好上盖之后即可运行。首先要接通加热器以保证良好的清洗效果，当温度 达到设定值时清洗轮自动旋转，清洗轮驱动电动机自动正反向运转，达到某个确定时间后清洗机自 动停止。该清洗机的 PLC 输入输出端子分配如表 6-12 表表 6-12 清洗机的清洗机的 PLC 输入输出端子分配表输入输出端子分配表 SB1 I0.0 急停按钮，常闭接点 KM3 Q2.2 电动机正转接触
6、器线圈 SB2 I0.1 限位开关，盖好上盖时接通 KM4 Q2.3 电动机反转接触器线圈 SB3 I0.3 启动按钮，常开接点 FR5 I0.5 热保护元件 SB4 I0.4 温控开关，常开接点 T10 清洗时间计时器，3min KM1 Q0.2 电源接触器线圈 T1、T2 电动机换相间隔时间 KM2 Q2.1 加热器通断接触器线圈 参考答案：参考答案： 梯形图程序： 276 6-5 某混料系统如图 6-36 所示。 系统的工作过程及控制要求如下： 1)按 SB2 后，系统进入工作循环，起动指示灯 HL1 发光，阀门 YV1 打开，抽料电动机 M1 及搅拌电动机 M2 运转。 2)当传感器
7、T1 动作后，YV1 关闭，YV2 打开。 3)当传感器 T2 动作后，YV2 关闭，YV3 打开。 4)当传感器 T3 动作后，YV3 关闭，YV4 打开。 5)当传感器 T4 动作后，YV4 关闭，抽料电动机 M1 停止，搅拌电动机 M2 继续工作。 6)当 YV4 关闭 10s 后，起动指示灯 HL1 灭，清料指示灯 HL2 亮，混料过程结束。 7)按停止按钮 SB3 后搅拌电动机停止，HL2 灭，搅拌容器可清空。 8)当按事故急停 SB4 或 SB5，或热继电器 FR1 或 FR2 动作时都会使电动机 M1 及电动机 M2 断电。 试给出系统的 IO 分配表，画出系统的顺序控制流程图，
8、编写顺序控制的 PLC 程序，并在 PLC 机上运行输入、显示、修改及测试操作，直到系统满足控制要求。 参考答案：参考答案： I/O 分配表： 混料系统输入输出分配表混料系统输入输出分配表 输入 输出 启动按钮 SB2 I0.0 启动指示灯 HL1 Q0.0 停止按钮 SB3 I0.1 清料指示灯 HL2 Q0.1 操作台急停按钮 SB4 I0.2 抽料电机 M1 Q0.2 设备侧急停按钮 SB5 I0.3 搅拌电机 M2 Q0.3 传感器 T4 I0.4 阀门 YV1 Q0.4 传感器 T3 I0.5 阀门 YV2 Q0.5 传感器 T2 I0.6 阀门 YV3 Q0.6 传感器 T1 I0
9、.7 阀门 YV4 Q0.7 热继电器 FR1 I1.0 热继电器 FR2 I1.1 图 6-36 混料系统模型 HL1 HL2 SB2SB3SB4 操作台 SB5 T4 T3 T2 T1 M2 M1 YV1 YV2 YV3 YV4 277 梯形图程序： 278 279 6-6 工业搅拌系统的控制程序设计 出口电磁阀 T3 T2 T1 搅拌电动机 液位检测开关 M 输入阀 输入泵 进料阀 输入阀 输入泵 进料阀 图 6-37 搅拌机系统示意图 物料 A 物料 B 280 图 6-37 所示是一个简单的工业搅拌系统，该系统要将两种流质物料(简称 A、B)按一定比例混合 搅匀后送出。由系统示意图可
10、知被搅拌对象可分为 3 部分，即物料 A、B 的进料控制和搅拌桶的搅拌 控制。各部分控制的相关设备有：对物料 A 控制的设备有成分 A 输入泵、输入阀、 输出阀； 对搅拌桶控制的设备有搅拌马达、 液位开关、排放阀。其中送料电机的启动 停止控制由控制台上的按钮开关实现。 系统工作时对被搅拌的对象要求如下： (1)当成分 A(B)泵工作时， 有如下要求： 1)成分 A(B)的进料阀已开，出料阀已开； 2)搅拌桶未满， 搅拌的出料阀关闭； 3)泵的 驱动电机无故障，没有紧急停止动作。 (2)搅拌电机工作时的条件：1)搅拌桶 未空，搅拌桶的出料阀关闭；2)搅拌马达 无故障，紧急停止没有动作。 (3)开
11、排放阀的条件：搅拌马达停止，紧急停止没有动作。 系统中的液位开关让操作者了解搅拌桶内的液位情况，并且提供成分输送泵和搅拌电机之间的 连锁关系。 工业搅拌控制系统操作台如图 6-38 所示。其中紧急停止按钮，可用于系统工作过程中出现突发 事故时，停止各运行部件的工作。 试根据系统的输入输出要求和操作要求确定该控制系统所需的 PLC 机型，给出该控制系统 I O 信号的地址表，画出接线图，编制梯形图程序，并调试运行之。 参考答案：参考答案： 搅拌机搅拌机 PLC 控制系统控制系统 I/O 地址分配表地址分配表 输入输入 输出输出 名称名称 地址地址 名称名称 地址地址 物料物料 A 泵启动泵启动
12、I0.1 物料物料 A 泵泵 Q0.1 物料物料 A 泵停止泵停止 I0.2 物料物料 B 泵泵 Q0.2 物料物料 B 泵启动泵启动 I0.3 搅拌器搅拌器 Q0.3 物料物料 B 泵停止泵停止 I0.4 排放阀排放阀 Q0.4 搅拌器启动搅拌器启动 I0.5 灌灌满满 Q0.5 搅拌器停止搅拌器停止 I0.6 灌灌低低 Q0.6 排放阀打开排放阀打开 I0.7 灌灌排排空空 Q0.7 排放阀关闭排放阀关闭 I1.0 紧急停止紧急停止 I0.0 灌内液位满灌内液位满 I1.1 灌内液位低灌内液位低 I1.2 物料 A 泵 物料 B 泵 搅拌器 排放阀 启动 启动 启动 打开 物料 A 泵 物
13、料 B 泵 搅拌器 排放阀 停止 停止 停止 关闭 紧急停车 灌内液位满 灌内液位低 灌空 图 6-38 搅拌系统操作台示意图 281 灌空灌空 I1.3 接线图接线图 梯形图梯形图 KM1 KM2 AC220V KM2 KM1 I0.0 1L I0.1 Q0.0 I0.2 Q0.1 I0.3 Q0.2 I0.4 Q0.3 I0.5 Q0.4 I0.6 I0.7 1M I1.0 I1.1 I1.2 I1.3 2M L+ L M N SB6 SB1 S7-200 CPU224 SB2 SB3 SB4 SB5 SB7 SB0 SB7 T1 T2 T3 L1 L2 L3 282 6-7 物料传送带的
14、启停止控制如图 6-39 所示，启动按钮按下后，电动机 M1 接通。I0.1 通后电动 机 M2 接通，当 I0.2 接通后电动机 M1 停止。其他传送带动作类推。试设计其功能图、梯形图。 参考答案：参考答案： I/O 分配表： 三级传送带三级传送带 PLC 控制输入输出分配表控制输入输出分配表 输入 输出 启动按钮按 SB1 I0.0 M1 电机 Q0.1 检测开关 SQ1 I0.1 M2 电机 Q0.2 检测开关 SQ2 I0.2 M3 电机 Q0.3 检测开关 SQ3 I0.3 检测开关 SQ4 I0.4 检测开关 SQ5 I0.5 图 6-39 多个传送带控制 I0.1 I0.2 I0
15、.3 I0.4 I0.5 电动机 M1 电动机 M2 电动机 M2 启动 I0.0 货车 283 功能图： 梯形图程序： 三级传送带顺序功能图 M3 启动 I0.3 M0.1 I0.0 M1 启动 M0.2 I0.1 M2 启动 M0.3 I0.2 M0.4 I0.4 M2 停止 M0.5 I0.5 M0.6 T37 延时等待 M0.0 启动脉冲 SM0.1 初始步 M1 停止 284 285 6-8 如图 6-40 所示为分检小球大球的机械装置。工作顺序是：向下抓球向上向右运动 向下释放球向上和向左运动至左上点(原点)。抓球和释放球的时间均为 1s。当机械臂向下，电 磁铁吸住大球，极限开关
16、SQ2 处于断开状态；电磁铁吸住小球，极限开关 SQ2 处于接通状态。试设 计其功能图、梯形图。 参考答案：参考答案： I/O 分配表： 大小球分拣系统输入输出分配表大小球分拣系统输入输出分配表 输入 输出 左限位开关 I0.0 正转 Q0.0 右限位保护 I0.1 反转 Q0.1 上限位开关 I0.2 下降 Q0.2 下限位开关 I0.3 上升 Q0.3 大球位置检测 I0.4 夹球电磁铁 Q0.4 小球位置检测 I0.5 启动按钮 I0.6 SQ2 I0.7 图 6-40 大小球分拣装置 上极限 大球位 小球位 左极限 右极限 下极限 电磁铁 286 功能图： 梯形图程序： T38 大小球分拣系统顺序功能图 向右 上限位 I0.2 M0.1 I0.0&I0.6 下降 M0.2 下限位 I0.3 抓球 M0.3 T37 M0.4 下降 M0.5 下限位 I0.3 M0.6 左限位 放球 M0.0 启动脉冲 SM0.1 初始步 上升 M0.7 上升 M1.0 上限位 I0.2 左移 2SQ&I0.4,SQ2&I0.5 287
