1、项目一 常用继电器控制电路的PLC改造电路“翻译法”项目一项目一 常见继电器控制电路常见继电器控制电路的的PLC改造改造电路电路“翻译翻译”法法 模块模块1 三相异步交流电动机的点动和连续控制三相异步交流电动机的点动和连续控制 模块模块2 三相异步交流电动机的典型电路控制三相异步交流电动机的典型电路控制*模块模块3 T68镗床的镗床的PLC改造改造 小结小结习题与思考习题与思考 项目一 常用继电器控制电路的PLC改造电路“翻译法”学习目标学习目标：通过本项目的学习，学生能够领会可编程序控制器的电路“翻译”法设计思路，并以点动和连续控制电路的PLC改造为引子，以T68卧式镗床控制电路的PLC改造
2、为支点，熟练运用PLC改造的方法，熟练掌握PLC的基本逻辑指令和一些具体的操作步骤与注意事项，形成一定的PLC改造实践能力。教学提示教学提示：本项目共分三个模块，模块与模块之间既相对独立又相互联系，前为后用，逐步深入，从一些简单的典型控制电路入手，逐步过渡到T68卧式镗床的控制电路，详细介绍继电器-接触器控制系统的PLC改造过程。项目一 常用继电器控制电路的PLC改造电路“翻译法”模块模块1 三相异步交流电动机的点动和连续控制三相异步交流电动机的点动和连续控制1.1.1 点动和连续控制电路点动和连续控制电路在生产实践中，某些生产机械经常要求既能实现正常启动，又能实现调整位置的点动工作。图1-1
3、所示为几种常用的继电器-接触器系统实现的点动和连续控制电路。图1-1(a)为主电路。工作时，合上刀开关QS，三相交流电经过QS、熔断器FU、接触器KM主触点、热继电器FR至三相交流电动机。图1-1(b)为最简单的点动控制线路。启动按钮SB没有并联接触器KM的自锁触点，按下SB，KM线圈通电，其主触点闭合，电动机开始运转。松开SB，KM线圈又失电，其主触点断开，电动机停止运转。项目一 常用继电器控制电路的PLC改造电路“翻译法”图1-1(c)是带手动开关SA的点动控制线路。当需要点动控制时，把开关SA断开，由按钮SB2来进行点动控制。当需要连续运行时，把开关SA合上，将KM的自锁触点接入，即可实
4、现连续控制。图1-1(d)中增加了一个复合按钮SB3来实现点动控制。需要点动运行时，按下点动按钮SB3，其常闭触点先断开自锁电路，然后常开触点闭合，接通控制电路，接触器KM线圈得电，主触点闭合，接通三相电源，电动机启动运转。当松开点动按钮SB3时，KM线圈失电，KM主触点断开，电动机停止运转。若需要电动机连续运转，则由停止按钮SB1及启动按钮SB2控制，接触器KM的辅助触点起自锁作用。项目一 常用继电器控制电路的PLC改造电路“翻译法”图1-1 常用的点动和连续控制电路 项目一 常用继电器控制电路的PLC改造电路“翻译法”1.1.2 用用PLC实现点动和连续控制实现点动和连续控制【相关知识1】
5、PLC输入/输出接口的原理介绍输入/输出接口是可编程序控制器和工业控制现场各类信号连接的部分。输入接口用来接收生产过程的各种参数，输出接口用来送出可编程序控制器运算后得出的控制信息，并通过机外的执行机构完成工业现场的各类控制。由于可编程序控制器在工业生产现场工作，因此对输入/输出接口有两个主要要求：一是接口有良好的抗干扰能力，二是接口能满足工业现场各类信号的匹配要求。输入接口输入接口可编程序控制器为不同的接口需求设计了不同的接口单元，主要有以下几种。项目一 常用继电器控制电路的PLC改造电路“翻译法”1)数字(开关)量输入接口数字(开关)量输入接口的作用是把现场的数字(开关)量信号变成可编程序
6、控制器内部处理的标准信号。数字(开关)量输入接口按可接入的外部信号电源的类型不同分为直流输入接口单元、交流输入接口单元和交直流输入接口单元，如图1-2图1-4所示。从图1-2图1-4中可以看出，数字(开关)量输入接口单元中都有滤波电路及耦合隔离电路。滤波有抗干扰的作用，耦合有抗干扰及产生标准信号的作用。在一般整体式可编程序控制器中，输入接口单元使用PLC本机的直流电源供电，不需要外接电源，如图1-2所示。在模块式可编程序控制器中，数字(开关)量输入接口单元的电源部分都画在了输入口(虚线框外)，如图1-3和图1-4所示。项目一 常用继电器控制电路的PLC改造电路“翻译法”图1-2 直流输入接口单
7、元电路 项目一 常用继电器控制电路的PLC改造电路“翻译法”图1-3 交流输入/接口单元电路 项目一 常用继电器控制电路的PLC改造电路“翻译法”图1-4 交直流输入接口单元电路 项目一 常用继电器控制电路的PLC改造电路“翻译法”2)模拟量输入接口模拟量输入接口的作用是把现场连续变化的模拟量标准信号转换成适合可编程序控制器内部处理的由若干位二进制数字表示的信号。模拟量输入接口接收标准模拟信号，无论是电压信号还是电流信号均可。这里标准信号是指符合国际标准的通用交互用电压电流信号值，如420mA的直流电流信号、110V的直流电压信号等。工业现场中模拟量信号的变化范围一般是不标准的，在送入模拟量接
8、口时一般都需经变送处理才能使用。图1-5是模拟量输入接口的内部电路框图。输入的模拟量信号一般经运算放大器放大并进行A/D转换，再经光电耦合后为可编程序控制器提供一定位数的数字量信号。项目一 常用继电器控制电路的PLC改造电路“翻译法”图1-5 模拟量输入接口的内部电路框图 项目一 常用继电器控制电路的PLC改造电路“翻译法”输出接口输出接口1)数字(开关)量输出接口 数字(开关)量输出接口的作用是把可编程序控制器内部的标准信号转换成现场执行机构所需的数字(开关)量信号。数字(开关)量输出接口按可编程序控制器内使用的器件可分为继电器输出型、晶体管输出型及可控硅输出型。内部参考电路图如图1-6所示
9、。从图1-6中可以看出，图(a)为继电器输出型，图(b)为晶体管输出型，图(c)为可控硅输出型。各类输出接口中也都具有隔离耦合电路。这里特别要指出的是，输出接口本身都不带电源，而且在考虑外驱动电源时，还需考虑到输出设备器件的项目一 常用继电器控制电路的PLC改造电路“翻译法”类型。继电器式的输出接口可用于交流及直流两种驱动电源，但接通断开的频率低；晶体管式的输出接口有较高的接通断开频率，但只适用于直流驱动的场合；可控硅型的输出接口仅适用于交流驱动场合。2)模拟量输出接口 模拟量输出接口的作用是将可编程序控制器运算处理后的若干位数字量信号转换为响应的模拟量信号输出，以满足生产过程现场连续控制信号
10、的需求。模拟量输出接口一般由光电隔离、D/A转换和信号驱动等环节组成。其原理框图见图1-7。模拟量输入/输出接口一般安装在专门的模拟量工作单元上。项目一 常用继电器控制电路的PLC改造电路“翻译法”图1-6 数字(开关)量输出接口的内部参考电路图 项目一 常用继电器控制电路的PLC改造电路“翻译法”图1-7 模拟量输出接口的原理框图 项目一 常用继电器控制电路的PLC改造电路“翻译法”智能输入智能输入/输出接口输出接口 为了适应较复杂的控制工作的需要，可编程序控制器还有一些智能控制单元，如PID工作单元、高速计数器工作单元、温度控制单元等。这类单元大多是独立的工作单元。它们和普通输入/输出接口
11、的区别在于其一般带有单独的CPU，有专门的处理能力。在具体的工作中，每个扫描周期智能单元和主机的CPU交换一次信息，共同完成控制任务。从近期的发展来看，不少新型的可编程序控制器本身也带有PID功能及高速计数器接口，但它们的功能一般比专用智能输入/输出单元的功能稍弱。项目一 常用继电器控制电路的PLC改造电路“翻译法”【相关知识2】可编程序控制器中的软继电器可编程序控制器用于工业控制，其实质是用程序表达控制过程中事物间的逻辑或控制关系。就程序而言，这种关系必须借助机内器件来表达，这就要求在可编程序控制器内部设置具有各种各样的功能、能方便地代表控制过程中各种事物的元器件，这就是编程组件。可编程序控
12、制器的编程组件从物理实质上来说是电子电路及存储器。具有不同使用目的的组件电路有所不同。考虑工程技术人员的习惯，用继电器电路中类似的名称命名，称为输入继电器、输出继电器、辅助(中间)继电器、定时器、计时器等。为了区别其物理属性，称它们为“软继电器”。从编程的角度出发，我们可以不管这些器件的物理实现，只注重它们的功能，项目一 常用继电器控制电路的PLC改造电路“翻译法”像在继电器控制电路中使用继电器一样。这些编程用的继电器，其工作线圈没有工作电压等级、功耗大小和电磁惯性等问题；触点没有数量限制、机械磨损和电蚀等问题。在不同的指令操作下，其工作状态可以无记忆，也可以有记忆，还可以作脉冲数字元件使用。
13、在可编程序控制器中，这种“编程组件”的数量是巨大的。为了区分它们的功能，也为了不重复选用，我们给组件编上号码，这些号码也就是计算机存储单元的地址。FX2N系列PLC具有数十种编程组件，一般情况下，X代表输入继电器，Y代表输出继电器，M代表辅助继电器，SPM代表专用辅助继电器，T代表定时器，C代表计数器，S代表状态继电器，D代表数据寄存器，MOV代表传输等。表1-1中列 项目一 常用继电器控制电路的PLC改造电路“翻译法”出了输入继电器及输出继电器组件的编号。FX2N系列PLC编程组件的编号分为两个部分：第一部分是代表功能的字母，如输入继电器用“X”表示，输出继电器用“Y”表示；第二部分为数字，
14、数字为该类器件的序号。从组件的最大序号我们可以了解可编程序控制器可能具有的某类器件的最大数量。例如，表1-1中输入继电器的编号范围为X0X177，为八进制编号，我们可计算出FX2N系列PLC可能接入的最大输入信号数为128点。这里标示的是CPU所能接入的最大输入信号的数量，而不是一台具体的基本单元或扩展单元所安装的输入口的数量。项目一 常用继电器控制电路的PLC改造电路“翻译法”表表1-1 输入继电器及输出继电器组件的性能指标输入继电器及输出继电器组件的性能指标 项目一 常用继电器控制电路的PLC改造电路“翻译法”可编程序控制器的基本逻辑控制功能演变于继电器-接触器控制系统，而控制功能的实现是
15、由应用程序来完成的，应用程序则是由使用者根据可编程序控制器生产厂家所提供的编程语言并结合所要实现的控制任务而形成的。梯形图便是诸多编程语言中最常用的一种类型，它是以图形符号及图形符号在图中的相互关系表示控制关系的编程语言，是从继电器电路图演变而来的。两者部分符号的对应关系如表1-2所示。项目一 常用继电器控制电路的PLC改造电路“翻译法”表表1-2 符符号号对对照照表表 项目一 常用继电器控制电路的PLC改造电路“翻译法”下面详细介绍三菱公司的FX2N系列产品的一些编程元件及其功能。.输入继电器输入继电器(X)PLC的输入端子是从外部开关接收信号的窗口，PLC内部与输入端子连接的输入继电器X是
16、用光电隔离的电子继电器，它们的编号与接线端子编号一致(按八进制输入)，线圈的吸合或释放只取决于PLC外部触点的状态。内部有常开/常闭两种触点供编程时随时使用，且使用次数不限。输入电路的时间常数一般小于10ms。各基本单元都是八进制输入的地址，输入为X000X007、X010X017、X020X027等。它们一般位于机器的上端。项目一 常用继电器控制电路的PLC改造电路“翻译法”输出继电器输出继电器(Y)PLC的输出端子是向外部负载输出信号的窗口。输出继电器的线圈由程序控制，输出继电器的外部输出主触点接到PLC的输出端子上供外部负载使用，其余常开/常闭触点供内部程序使用。输出继电器的电子常开/常
17、闭触点使用次数不限。输出电路的时间常数是固定的。各基本单元都是八进制输出，输出为Y000Y007、Y010Y017、Y020Y027等。它们一般位于机器的下端。项目一 常用继电器控制电路的PLC改造电路“翻译法”辅助继电器辅助继电器(M)图图1-8 辅助继电器指令应用辅助继电器指令应用PLC内有很多辅助继电器，其线圈与输出继电器一样，由PLC内各软元件的触点驱动。辅助继电器也称中间继电器，它与外界没有任何联系，只供内部编程使用。它的电子常开/常闭触点使用次数不受限制(无数次)。但是，这些触点不能直接驱动外部负载，外部负载的驱动必须通过输出继电器来实现，如图1-8中的M30，它只起到一个自锁的功
18、能。在FX2N中通常采用M0M499，共500点辅助继电器，其地址号按十进制编号。辅助继电器中还有一些特殊的辅助继电器，如掉电继电器、保持继电器等，在这里就不一一介绍了。项目一 常用继电器控制电路的PLC改造电路“翻译法”图1-8 辅助继电器指令应用 项目一 常用继电器控制电路的PLC改造电路“翻译法”定时器定时器(T)PLC内的定时器是根据时钟脉冲的累积形式来实现定时的，当所计时间达到设定值时，其输出触点动作，时钟脉冲有1ms、10ms、100ms。定时器可以用用户程序存储器内的常数K作为设定值，也可以用数据寄存器(D)的内容作为设定值。在后一种情况下，一般使用有掉电保护功能的数据寄存器。即
19、使如此，当备用电池电压降低时，定时器或计数器往往会发生误动作。定时器通道范围如下：100ms定时器T0T199，共200点，设定值：0.13276.7s；项目一 常用继电器控制电路的PLC改造电路“翻译法”10ms定时器T200T245，共46点，设定值：0.01327.67s；1ms积算定时器 T245T249，共5点，设定值：0.00132.767s；100ms积算定时器T250T255，共6点，设定值：0.13276.7s；定时器指令符号及应用如图1-9所示。项目一 常用继电器控制电路的PLC改造电路“翻译法”图1-9 定时器指令符号及应用项目一 常用继电器控制电路的PLC改造电路“翻译
20、法”当定时器线圈T200的驱动输入X000接通时，T200的当前值计数器对10 ms的时钟脉冲进行累积计数，当前值与设定值K123相等时，定时器的输出接点动作，即输出触点是在驱动线圈后的1.23s(10 ms123=1.23s)时才动作。当T200触点吸合后，Y000就有输出。当驱动输入X000断开或发生停电时，定时器复位，输出触点也复位。每个定时器只有一个输入，它与常规定时器一样，线圈通电时，开始计时；断电时，自动复位，不保存中间数值。定时器有两个数据寄存器，一个为设定值寄存器，另一个是现时值寄存器。编程时，由用户设定累积值。图1-10 积算定时器的符号接线如果是积算定时器，则其符号接线如图
21、1-10所示。项目一 常用继电器控制电路的PLC改造电路“翻译法”图1-10 积算定时器的符号接线项目一 常用继电器控制电路的PLC改造电路“翻译法”定时器线圈T250的驱动输入X000接通时，T250的当前值计数器对100 ms的时钟脉冲进行累积计数。当该值与设定值K345相等时，定时器的输出触点动作。在计数过程中，即使输入X000在接通或复位时，计数继续进行，其累积时间为34.5s(100ms345=34.5s)时触点动作。当复位输入X002接通时，定时器就复位，输出触点也复位。计数器计数器(C)FX2N中的16位递增计数器是16位二进制加法计数器，它是在计数信号的上升沿进行计数的。它有两
22、个输入：一个用于复位，另一个用于计数。每一个计数脉冲上升沿使原来的数值减1，当现时值减到零时停止计数，同时触点闭合。直到复位控制信号的上升沿输入时，触点才断开，设定值又写入，再次进入计数状态。项目一 常用继电器控制电路的PLC改造电路“翻译法”其设定值在K1K32767范围内有效。设定值K0与K1含义相同，即在第一次计数时，其输出触点就动作。通用计数器的通道号：C0C99，共100点。保持用计数器的通道号：C100C199，共100点。通用与掉电保持用的计数器点数分配可由参数设置而随意更改。如图1-11所示，由计数输入X011每次驱动C0线圈时，计数器的当前值加1。当第10次执行线圈指令时，计
23、数器C0的输出触点动作。之后即使计数器输入X011再动作，计数器的当前值也保持不变。项目一 常用继电器控制电路的PLC改造电路“翻译法”图1-11 计数器指令应用 项目一 常用继电器控制电路的PLC改造电路“翻译法”当复位输入X010接通(ON)时，执行RST指令，计数器的当前值为0，输出接点也复位。应注意的是，计数器C100C199即使发生停电，当前值与输出触点的动作状态或复位状态也能保持。数据寄存器数据寄存器数据寄存器是计算机必不可少的元件，用于存放各种数据。FX2N中每一个数据寄存器都是16bit(最高位为正、负符号位)，也可用两个数据寄存器合并起来存储32bit数据(最高位为正、负符号
24、位)。通用数据寄存器D通道分配D0D199，共200点。项目一 常用继电器控制电路的PLC改造电路“翻译法”只要不写入其他数据，已写入的数据就不会变化。但是，由RUNSTOP时，全部数据均清零(若特殊辅助继电器M8033已被驱动，则数据不被清零)。停电保持用寄存器通道分配D200D511，共312点，或D200D999，共800点(由机器的具体型号而定)。除非改写，否则原有数据不会丢失，不论电源接通与否，PLC运行与否，其内容也不变化。然而在两台PLC作点对点的通信时，D490D509被用作通信操作。文件寄存器通道分配D1000D2999，共2000点。文件寄存器是在用户程序存储器(RAM、E
25、PROM、EEPROM)内的一个存储区，以500点为一个单位，最多可在参数设置时到2000项目一 常用继电器控制电路的PLC改造电路“翻译法”点。用外部设备口进行写入操作。在PLC运行时，可用BMOV指令读到通用数据寄存器，但是不能用指令将数据写入文件寄存器。用BMOV将数据写入RAM后，再从RAM中读出。将数据写入EEPROM时，需要花费一定的时间，这点请务必注意。另外，还有RAM文件寄存器通道分配D6000D7999，共2000点。特殊用寄存器特殊用寄存器特殊用寄存器通道分配D8000D8255，共256点。其作用是写入特定目的数据，其内容在电源接通时，写入初始化值(一般先清零，然后由系统
26、ROM来写入)。项目一 常用继电器控制电路的PLC改造电路“翻译法”下面以图1-12(a)为例，用PLC实现连续运行的控制。从图中可以看出，实现电动机连续运行控制所需的器件有：启动按钮SB2、停止按钮SB1、交流接触器KM、热继电器FR等。明确这些器件哪些用来提供电路输入信号，哪些用来提供给执行元件相关信号成为实现PLC控制的第一步工作，我们称之为PLC的输入/输出端子(I/O)分配，I/O分配后根据I/O分配表画出PLC的硬件接线图，最后根据控制电路画出PLC的梯形图，编写出PLC的指令表。习惯上把I/O分配表、硬件接线图、梯形图、指令表简称为“两表两图”。下面我们按照以上步骤逐一展开。项目
27、一 常用继电器控制电路的PLC改造电路“翻译法”图1-12 用PLC实现连续运行控制的接线图项目一 常用继电器控制电路的PLC改造电路“翻译法”1PLC硬件的实现硬件的实现1)PLC的I/O分配表将图1-12(a)中的停止按钮SB1、启动按钮SB2、热继电器FR作为输入控制，分别接到图1-12(b)中PLC的输入接口X000、X001、X002端，将交流接触器KM接到PLC的输出接口Y000端。PLC的输入/输出接口地址分配如表1-3所示。项目一 常用继电器控制电路的PLC改造电路“翻译法”表表1-3 PLC的输入的输入/输出接口地址分配输出接口地址分配 项目一 常用继电器控制电路的PLC改造
28、电路“翻译法”2)PLC的接线图用PLC实现电动机连续运行控制电路的硬件接线图如图1-12(b)所示，它在图1-12(a)的基础上加入可编程序控制器，并对原电路作了一定的改动。其中，停止按钮SB1接于PLC的输入接口X000端，启动按钮SB2接于PLC的输入接口X001端，热继电器常开触点FR接于输入接口X002端，交流接触器KM线圈接于PLC的输出接口Y000端。其接线方式与PLC的输入/输出地址分配表是一致的，其实质是为程序安排控制系统中的机内元件。至于图1-12(a)控制电路中FR的常闭触点，在PLC的接线图画作常开触点的原因，我们将在项目二中阐述。项目一 常用继电器控制电路的PLC改造
29、电路“翻译法”2PLC的软件设计的软件设计【相关知识3】PLC的梯形图和相关指令介绍FX2N系列可编程序控制器共有20条基本指令，供设计者编制语句表时使用，它与梯形图有严格的对应关系。逻辑取及输出线圈(LD、LDI、OUT)LD、LDI、OUT指令的功能、电路表示、操作元件、所占的程序步如表1-4所示。这里的一个程序步即是一个字。LD指令是从母线取用常开触点的指令，LDI是从母线上取用常闭触点的指令，它们还可以与后面介绍的ANB、ORB指令配合用于分支回路的开头；OUT指令是对输出继电器、辅助继电器、状态继电器、定时器、计数器的线圈进行驱动的指令，但不能用于输入继电器。LD、LDI指令只能连续
30、使用8次。项目一 常用继电器控制电路的PLC改造电路“翻译法”表表1-4 逻辑取及输出线圈逻辑取及输出线圈 项目一 常用继电器控制电路的PLC改造电路“翻译法”触点串联触点串联(AND、ANI)AND、ANI指令的功能、电路表示、操作元件、程序步如表1-5所示。AND、ANI指令为单个触点的串联连接指令，AND用于常开触点，ANI用于常闭触点，串联接点的数量无限制。图1-13是使用AND、ANI指令的实例。图中OUT指令后，通过触点对其他线圈使用OUT指令(如图中的OUT Y004)，称之为纵接输出或连续输出。在图1-13中，驱动M101之后可通过触点T1驱动Y004。但是，若驱动顺序换成图1
31、-14所示的形式，则不能在OUT Y004指令后连续跟着输出OUT Y004，正确的指令编程方式应该使用后面介绍的MPS、MPP指令，在这里暂不作叙述。项目一 常用继电器控制电路的PLC改造电路“翻译法”表表1-5 触触 点点 串串 联联 项目一 常用继电器控制电路的PLC改造电路“翻译法”图1-13 AND、ANI指令的应用 项目一 常用继电器控制电路的PLC改造电路“翻译法”图1-14 不能使用连续输出的例子 项目一 常用继电器控制电路的PLC改造电路“翻译法”触点并联触点并联(OR、ORI)OR、ORI指令的功能、操作元件等如表1-6所示。OR、ORI指令为单个触点的并联连接指令。OR为
32、常开触点的并联，ORI为常闭触点的并联。要将两个以上触点的串联回路和其他回路并联，可采用下面介绍的ORB指令。OR、ORI指令紧接在LD、LDI指令后使用，即对LD、LDI指令规定的触点再并联一个触点，并联的次数无限制。OR、ORI指令的使用如图1-15所示。项目一 常用继电器控制电路的PLC改造电路“翻译法”表表1-6 触触 点点 并并 联联 项目一 常用继电器控制电路的PLC改造电路“翻译法”图1-15 OR、ORI指令的使用 项目一 常用继电器控制电路的PLC改造电路“翻译法”串联电路块的并联串联电路块的并联(ORB)ORB指令的功能、电路表示等如表1-7所示。ORB指令是不带操作元件的
33、指令。两个以上的触点串联连接的电路为串联电路块。将串联电路块并联使用时，用LD、LDI指令表示分支开始，用ORB指令表示分支结束。图1-16给出了ORB指令的使用情况。若有多条并联电路，则在每个电路块后使用ORB指令，对并联电路数没有限制，但考虑到LD、LDI指令只能连续使用8次，故ORB指令的使用次数也应限制为8次。项目一 常用继电器控制电路的PLC改造电路“翻译法”表表1-7 串联电路块的并联串联电路块的并联 项目一 常用继电器控制电路的PLC改造电路“翻译法”图1-16 ORB指令的使用项目一 常用继电器控制电路的PLC改造电路“翻译法”并联电路块的串联并联电路块的串联(ANB)ANB指
34、令的功能、电路表示等如表1-8所示。ANB指令是不带操作元件编号的指令。两个或两个以上触点并联连接的电路称为并联电路块。当分支电路并联电路块与前面的电路串联连接时，使用ANB指令，即分支起点用LD、LDI指令，并联电路块结束后使用ANB指令，表示与前面的电路串联。ANB指令原则上可以无限制使用，但受LD、LDI指令只能连续使用8次的影响，ANB指令的使用次数也应限制为8次。图1-17为ANB指令使用的梯形图实例。项目一 常用继电器控制电路的PLC改造电路“翻译法”表表1-8 并联电路块的串联并联电路块的串联 项目一 常用继电器控制电路的PLC改造电路“翻译法”图1-17 ANB指令的使用 项目
35、一 常用继电器控制电路的PLC改造电路“翻译法”程序结束程序结束(END)END指令的功能、电路表示如表1-9所示。END为程序结束指令。可编程序控制器按照输入处理、程序执行、输出处理循环工作，若在程序中不写入END指令，则可编程序控制器从用户程序的第一步扫描到程序存储器的最后一步。若在程序中写入END指令，则END以后的程序步不再扫描，而是直接进行输出处理。也就是说，使用END指令可以缩短扫描周期。END指令的另一个用处是分段程序调试。调试时，可将程序分段后插入END指令，从而依次对各程序段的运算进行检查。而后，在确认前面电路块动作正确无误后依次删除END指令。项目一 常用继电器控制电路的P
36、LC改造电路“翻译法”表表1-9 程序结束指令程序结束指令项目一 常用继电器控制电路的PLC改造电路“翻译法”1)绘制梯形图本项目的主要任务是把继电器-接触器控制电路“翻译”成梯形图，这是电路改造过程中最为关键的一步。根据控制电路、PLC的输入/输出端口地址分配表和接线图，把控制电路“翻译”成PLC梯形图的过程如图1-18所示。对照图1-18中的(a)、(c)两图，除了图形符号不同外，结构形式是一模一样的，其一一对应关系在图1-18(c)中已经反映出来。正因为这样一个原因，我们就把继电器-接触器控制电路“翻译”成梯形图的方法称为电路“翻译”法。项目一 常用继电器控制电路的PLC改造电路“翻译法
37、”图1-18 控制电路“翻译”成梯形图 项目一 常用继电器控制电路的PLC改造电路“翻译法”结合PLC的输入/输出接线图，分析梯形图的工作过程如下：按下启动按钮SB2时，输入继电器X001的常开触点闭合，输出继电器Y000接通，并通过输出继电器Y000常开触点自锁，接触器KM得电吸合，电动机启动运行。此时，因为异步电动机未过热，所以热继电器常开触点不闭合，输入继电器X002不接通，其常闭触点保持闭合状态。若要使电动机停止工作，按下SB1按钮(或FR过载保护动作)，输入继电器触点X002或X000断开，不论电动机是在启动或运行情况下都可使主控接点Y000断开，电动机停止运行。注意，在PLC接线图
38、中使用的热继电器的触点为常开触点，与继电器-接触器控制线路中的接法不同。请思考，如果在PLC接线图中使用常闭触点，则梯形图应该如何设计？项目一 常用继电器控制电路的PLC改造电路“翻译法”图1-18(c)又称为启-保-停电路。这个名称主要来源于图中的自锁触点Y000。并联在X001常开触点上的Y000常开触点的作用是当按钮SB2松开，输入继电器X001断开时，线圈Y000仍然能保持接通状态。工程中把这个触点叫做“自保持触点”。启-保-停电路是梯形图中最典型的单元，它包含了梯形图程序的全部要素，它们是：(1)事件：每一个梯形图支路都针对一个事件。事件用输出线圈(或功能框)表示，本例中为Y000。
39、(2)事件发生的条件：梯形图支路中除了线圈外还有触点的组合，使线圈置1的条件即是事件发生的条件，本例中为启动按钮X001置1。项目一 常用继电器控制电路的PLC改造电路“翻译法”(3)事件得以延续的条件：触点组合中使线圈置1得以持久的条件，本例中为与X001并联的Y000的自保持触点。(4)使事件终止的条件：触点组合中使线圈置1中断的条件，本例中为X000或X002的常闭触点断开。2)编写指令表根据图1-18(c)所示梯形图编写对应的指令表，如图1-19所示。项目一 常用继电器控制电路的PLC改造电路“翻译法”图1-19 指令表 项目一 常用继电器控制电路的PLC改造电路“翻译法”同样，我们可
40、以对图1-1的另外两个控制电路进行PLC改造，设计出异步电动机点动运行的梯形图，如图1-20(a)所示。其工作过程分析如下：当按下SB1时，输入继电器X000得电，其常开触点闭合，因为异步电动机未过热，所以热继电器常开触点不闭合，输入继电器X002不接通，其常闭触点保持原态，输出继电器Y000接通，接触器KM得电，其主触点接通电动机的电源，则电动机启动运行。当松开按钮SB1时，X000失电，其触点断开，Y000失电，接触器KM断电，电动机停止转动。可编程控制器的优点之一是在不改变硬件接线的情况下，通过变更软件设计，可完成不同的控制任务。项目一 常用继电器控制电路的PLC改造电路“翻译法”图1-
41、20(b)为图1-1(c)所示的带手动开关的点动控制电路的梯形图，其工作过程分析如下：点动工作时，按下启动按钮SB2，X000接通，Y000置1，这时电动机运行，需要停车时，松开SB2按钮即可；需要连续工作时，首先让开关SA1闭合，X003接通，然后按下启动按钮SB2，X000接通，Y000置1，这时电动机运行，同时Y000自锁触点闭合，形成自锁回路，保证松开SB2按钮后电动机仍正常运行，需要停车时，按下停止按钮SB1，串联于Y000线圈回路中的X001的常闭触点断开，Y000置0，电机失电停车。项目一 常用继电器控制电路的PLC改造电路“翻译法”图1-20 电动机控制梯形图项目一 常用继电器
42、控制电路的PLC改造电路“翻译法”模块模块2 三相异步交流电动机的典型电路控制三相异步交流电动机的典型电路控制1.2.1 继电接触式三相异步交流电动机正反转电路控制继电接触式三相异步交流电动机正反转电路控制1继电接触式三相异步交流电动机正反转控制电路分析继电接触式三相异步交流电动机正反转控制电路分析图1-21为三相异步电动机正反转控制电路。图1-21(a)为三相异步电动机正反转控制电路的主电路。图1-21(b)是将两个单向旋转控制电路组合起来，主电路由正、反转接触器KM1、KM2的主触头来实现电动机三相电源任意两相的换相，从而实现电动机正反转。当正转启动时，按下正转启动按钮SB2，KM1线圈通
43、电吸合并自锁，电动机正向启动并运转；当反转启动时，按下反转启动按钮SB3，KM2线圈通电吸合并自锁，电动机反向启动并运转。项目一 常用继电器控制电路的PLC改造电路“翻译法”此线路的缺点是：若按下正转启动按钮SB2，电动机进入正转运行后，又按下反转启动按钮SB3，则由于正反转接触器KM1、KM2线圈均通电吸合，其主触头均闭合，于是发生电源两相短路，致使熔断器FU1熔体熔断，电动机无法工作。因此，该线路在任何时候只能允许一个接触器通电工作。为此，通常在控制电路中将KM1、KM2正反转接触器常闭辅助触头串接在对方线圈电路中，形成相互制约的控制，这种互相制约的控制关系称为互锁，这两对起互锁作用的常闭
44、触头称为互锁触头。项目一 常用继电器控制电路的PLC改造电路“翻译法”图1-21 三相异步电动机正反转控制电路 项目一 常用继电器控制电路的PLC改造电路“翻译法”图1-21(c)就是接触器互锁的电动机正反转控制电路。它利用正反转接触器常闭触头进行互锁，这种互锁称为电气互锁。这种电路的缺点是：要实现电动机由正转变反转，或由反转变正转，都必须先按下停止按钮，然后才可进行反向启动。图1-21(d)是在图1-21(c)的基础上又增加了一对正反转启动按钮的常闭辅助触头串接在对方接触器线圈电路中，这种互锁称为按钮互锁，又称机械互锁。所以，图1-21(d)是具有双重互锁的控制电路。该电路的优点是：可以实现
45、不按停止按钮，就能正转直接变反转，或反转直接变正转。项目一 常用继电器控制电路的PLC改造电路“翻译法”2用用PLC控制的电动机正反转控制电路控制的电动机正反转控制电路1)PLC硬件的实现(1)PLC的I/O分配表。下面首先对图1-21(c)所示的电气互锁的电动机正反转控制电路进行分析，停止按钮SB1、正转按钮SB2、反转按钮SB3、热继电器FR作为输入控制，分别接到PLC的输入接口X000、X001、X002、X003端，正反转交流接触器KM1、KM2接到PLC的输出接口Y000和Y001端。PLC的输入/输出接口地址分配如表1-10所示。(2)PLC的电气接线图。按照图1-21(c)完成P
46、LC的接线，如图1-22所示。输入端的电源利用PLC提供的内部直流电源，也可以根据功率单独提供电源。项目一 常用继电器控制电路的PLC改造电路“翻译法”表表1-10 PLC的输入的输入/输出接口地址分配表输出接口地址分配表 项目一 常用继电器控制电路的PLC改造电路“翻译法”图1-22 PLC接线图 项目一 常用继电器控制电路的PLC改造电路“翻译法”2)PLC的软件设计【相关知识相关知识4】PLC的相关指令介绍SET、RST指令指令1)指令的使用方法SET、RST指令的符号、功能与操作元件等如表1-11所示。SET：置位指令，使操作保持ON的指令。RST：复位指令，使操作保持OFF的指令。S
47、ET指令用于Y、M和S；RST指令可以用于复位Y、M、S、T、C，或将字元件D、V和Z清零。项目一 常用继电器控制电路的PLC改造电路“翻译法”表表1-11 SET、RST指令的符号、功能与操作元件指令的符号、功能与操作元件 项目一 常用继电器控制电路的PLC改造电路“翻译法”2)指令说明(1)对同一编程元件，可以多次使用SET和RST指令，最后一次执行SET、RST指令的功能与数字电路中R-S触发器的功能相似，SET与RST指令之间可以插入别的指令。如果它们之间没有别的指令，则后一条指令有效。(2)在任何情况下，RST指令都优先执行。计数器处于复位状态时，输入的计数脉冲不起作用。如果不希望计
48、数器和积算定时器具有断电保持功能，则可以在用户程序开始运行时用初始化脉冲M8002将它们复位。3)指令仿真及物理意义【例】SET/RST指令的应用举例如图1-23所示。项目一 常用继电器控制电路的PLC改造电路“翻译法”图1-23 SET和RST指令的应用梯形图、指令表和时序图项目一 常用继电器控制电路的PLC改造电路“翻译法”该例中X000一接通，Y000被驱动，保持接通状态，此时再断开X000，Y000还保持接通，即X000的开或关(ON/OFF)与Y000无关；X001一接通，Y000还是不被驱动，此时X001的开或关(ON/OFF)与Y000无关。M与Y相同，同一软元件可多次使用SET
49、、RST指令，以最后一次为有效。RST指令可以使数据寄存器D、变址寄存器V和Z的内容清零。如果图1-23中X000的常开触点接通，Y000变为ON并保持该状态，则即使X000的常开触点断开，它也仍然保持ON状态；若X001的常开触点闭合，Y000变为OFF并保持该状态，则即使X001的常开触点断开，它也仍然保持OFF状态(见图1-23中的时序波形图)。项目一 常用继电器控制电路的PLC改造电路“翻译法”PLS、PLF指令指令1)指令使用方法PLS、PLF指令的符号与功能如表1-12所示。2)指令说明(1)使用PLS指令，输入脉冲前沿使指定继电器Y、M接通一个扫描周期后复位。(2)使用PLF指令
50、，输入脉冲后沿使指定继电器Y、M接通一个扫描周期后复位。(3)特殊继电器不能用作PLS或PLF的操作元件。(4)在驱动输入接通时，PLC由运行停机运行，此时PLS M0动作，但PLS M600不动作。这是因为M600是保持继电器，即使在断电停机时其动作也能保持。3)指令仿真及物理意义【例】说明PLS与PLF指令的使用(见图1-24)。项目一 常用继电器控制电路的PLC改造电路“翻译法”表表1-12 PLS、PLF指令的符号与功能指令的符号与功能 项目一 常用继电器控制电路的PLC改造电路“翻译法”图1-24 使用PLS和PLF指令的梯形图、指令表和时序图项目一 常用继电器控制电路的PLC改造电
