【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 C 的 I/O 分配。下面是使用 CPM1A 時(shí)所做的 I/O 分配如表所示： 表 12 PLC 的 I/O 分配根據(jù)定時(shí)器功能明細(xì)表和 I/O 分配，畫出的梯形圖如圖所示。對(duì)圖 13的設(shè)計(jì)意圖及功能簡(jiǎn)要分析如下。 ①程序用 IL/ILC 指令控制系統(tǒng)啟停，當(dāng) 00000 為 ON 時(shí)程序執(zhí)行，否則不執(zhí)行。 ②程序啟動(dòng)后 4 個(gè)定時(shí)器同時(shí)開始定時(shí)，且 01000 為 ON，使南北綠燈亮、東西紅燈亮。15 / 53 ③當(dāng) TIM000 定時(shí)時(shí)間到,其一，01000 為 OFF 使南北綠燈滅；其二，01001 為 ON 使南北黃燈閃爍(25501 以 5Hz 的頻率 ON、OFF)，東西紅燈也閃爍。 ④當(dāng) TIM001 定時(shí)時(shí)間到，其一，01001 為 OFF 使南北黃燈、東西紅燈滅；其二，01003 為 ON 使東西綠燈、南北紅燈亮。 ⑤當(dāng) TIM002 定時(shí)時(shí)間到， 其一，01003 為 OFF 使東西綠燈滅： 其二，01004 為 ON 使東西黃燈閃爍，南北紅燈也閃爍。 ⑥TIM003 記錄一個(gè)循環(huán)的時(shí)間：當(dāng) TIM003 定時(shí)時(shí)間到， 其一，01004 為 OFF 使東西黃燈、南北紅燈滅； 其二，TIM000 一 TIM003 全部復(fù)位，并開始下一個(gè)循環(huán)的定時(shí)。由于TIM000 為 OFF，所以南北綠燈亮、東西紅燈亮，并重復(fù)上述過(guò)程。 交通燈控制梯形圖圖 13 交通燈控制梯形圖16 / 53圖 14 交通燈控制的接線圖下面把時(shí)序圖設(shè)計(jì)法歸納如下： （1）分析控制要求，明確各輸入/輸出信號(hào)個(gè)數(shù)，合理選擇機(jī)型。（2）明確各輸入和各輸出信號(hào)之間的時(shí)序關(guān)系，畫出各輸入和輸出信號(hào)的工作時(shí)序圖。（3）把時(shí)序圖劃分成若干個(gè)時(shí)間區(qū)段，確定各區(qū)段的時(shí)間長(zhǎng)短。找出區(qū)段間的分界點(diǎn)，弄清分界點(diǎn)處各輸出信號(hào)狀態(tài)的轉(zhuǎn)換關(guān)系和轉(zhuǎn)換條件。（4）根據(jù)時(shí)間區(qū)段的個(gè)數(shù)確定需要幾個(gè)定時(shí)器，分配定時(shí)器號(hào)，確定各定時(shí)器的設(shè)定值，明確各定時(shí)器開始定時(shí)和定時(shí)時(shí)間到這兩個(gè)關(guān)鍵時(shí)刻對(duì)各輸出信號(hào)狀態(tài)的影響。（5）對(duì) PLC 進(jìn)行 I/O 分配。 （6）根據(jù)定時(shí)器的功能明細(xì)表、時(shí)序圖和 I/O 分配畫出梯形圖。 （7）作模擬運(yùn)行實(shí)驗(yàn)，檢查程序是否符合控制要求，進(jìn)一步修改程序。對(duì)一個(gè)復(fù)雜的控制系統(tǒng)，若某個(gè)環(huán)節(jié)屬于這類控制，就可以用這個(gè)方法去處理。17 / 53 (二)功能設(shè)計(jì):通風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)視設(shè)計(jì)目的熟練掌握 CP1E 的基本指令和內(nèi)部定時(shí)器的工作特點(diǎn)熟練掌握時(shí)間繼電器工作原理和工作方法。掌握 PLC 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的邏輯方法設(shè)計(jì)設(shè)備CP1E 控制器 指示燈 7 只 按鈕 2 個(gè) 設(shè)計(jì)必備知識(shí)當(dāng)主要對(duì)開關(guān)量進(jìn)行控制時(shí)，使用邏輯設(shè)計(jì)法比較好。邏輯設(shè)計(jì)法的基礎(chǔ)是邏輯代數(shù)。在程序設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)控制任務(wù)進(jìn)行邏輯分析和綜合，將控制電路中元件的通、斷電狀態(tài)視為以觸點(diǎn)通、斯?fàn)顟B(tài)為邏輯變量的邏輯函數(shù)，對(duì)經(jīng)過(guò)化簡(jiǎn)的邏輯函數(shù)，利用 PLC 的邏輯指令可以順利地設(shè)計(jì)出滿足要求的且較為簡(jiǎn)練的控制程序。這種方法設(shè)計(jì)思路清晰，所編寫的程序易于優(yōu)化，是一種較為實(shí)用可靠的程序設(shè)計(jì)方法。下面以一個(gè)簡(jiǎn)單的控制為例介紹這種編程方法。設(shè)計(jì)步驟 某系統(tǒng)中有 4 臺(tái)通風(fēng)機(jī)，要求在以下幾種運(yùn)行狀態(tài)下應(yīng)發(fā)出不同的顯示信號(hào)：三臺(tái)及三臺(tái)以上開機(jī)時(shí)，綠燈常亮；兩臺(tái)開機(jī)時(shí)，綠燈以 5Hz 的頻率閃爍；一臺(tái)開機(jī)時(shí)；紅燈以 5Hz 的頻率閃爍；全部停機(jī)時(shí)，紅燈常亮。 當(dāng) 4 臺(tái)通風(fēng)機(jī)都不開機(jī)時(shí)紅燈常亮。設(shè)燈常亮為“1” 、滅為“0” ，通風(fēng)機(jī)開機(jī)為“1” 、停為“0” (下同)。其狀態(tài)表為：由狀態(tài)表可得 Fl 的邏輯函數(shù)： （1） 根據(jù)邏輯函數(shù)(1)容易畫出其梯形圖如下圖所示。表 21 邏輯函數(shù)1FABCD?18 / 53圖 21 紅燈常亮的梯形圖綠燈常亮能引起綠燈常亮的情況有 5 種，列狀態(tài)表為下左表：由狀態(tài)表可得 F2 的邏輯函數(shù)為： （2）根據(jù)這個(gè)邏輯函數(shù)直接畫梯形圖時(shí)，梯形圖會(huì)很煩瑣，所以要先對(duì)邏輯函數(shù)(2)進(jìn)行化簡(jiǎn)。 例如將(2)化簡(jiǎn)成下式：F2=AB(D+C)+CD(A 十 B) （3）(3) 再根據(jù)(3)畫出的梯形圖如下右圖所示。表 22 邏輯函數(shù)圖 22 綠燈常亮梯形圖設(shè)紅燈閃爍為“1” ，列狀態(tài)表為左下表：由狀態(tài)表可得 F1 的邏輯函數(shù)為： （4）1FABCDABCD???1FABCDABCD???19 / 53 將(4)化簡(jiǎn)為： (5) 由(5)畫出的梯形圖如右下圖所示。其中 25501 能產(chǎn)生 即 5Hz 的脈沖信號(hào)。表 23 邏輯函數(shù)圖 23 紅燈閃爍梯形圖設(shè)綠燈閃爍為“1” ，列狀態(tài)表左下表為：由狀態(tài)表可得 F2 的邏輯函數(shù)為： （7）將上式化簡(jiǎn)為 根據(jù)(7)畫出其梯形圖如右下圖所示。????1FABCDAB???DCABCBADCBAF????2??20 / 53表 24 邏輯函數(shù)圖 24 綠燈閃爍梯形圖 PLC 機(jī)型，作 I/O 點(diǎn)分配 本例只有 A、B、C、D4 個(gè)輸入信號(hào)，F(xiàn)F2 兩個(gè)輸出；若選擇的機(jī)型是 CPM1A，作出 I/O 分配如表所示； 表 25I/O 分配由 I/O 分配及上幾個(gè)圖，綜合在一起便得到總梯形圖。下面把邏輯設(shè)計(jì)法歸納如下：①用不同的邏輯變量來(lái)表示各輸入、輸出信號(hào)，并設(shè)定對(duì)應(yīng)輸入、輸出信號(hào)各種狀態(tài)的邏輯值。 ②根據(jù)控制要求，列出狀態(tài)表或畫出時(shí)序圖。 21 / 53③由狀態(tài)表或時(shí)序圖寫出相應(yīng)酌邏輯函數(shù)，并進(jìn)行化簡(jiǎn)。④根據(jù)化簡(jiǎn)后的邏輯函數(shù)畫出梯形圖。 ⑤上機(jī)調(diào)試，使程序滿足要求。 通風(fēng)機(jī)的梯形圖 圖 25 通風(fēng)機(jī)的梯形圖 圖 25 通風(fēng)機(jī)控制的接線圖22 / 53 (三)功能設(shè)計(jì):異步電機(jī)的工作原理、電路設(shè)計(jì)、運(yùn)行狀態(tài)控制設(shè)計(jì)目的明確線路中的所有電器元件及其作用；熟悉電路的工作原理；熟悉起動(dòng)按鈕和停止按鈕的結(jié)構(gòu)要求和動(dòng)作原理；理解接觸器自鎖觸頭的作用；接觸器自鎖的欠壓、失壓保護(hù)的功能；領(lǐng)會(huì)熱繼電器過(guò)載保護(hù)的原理和熱繼電器的接線要求。設(shè)計(jì)設(shè)備 接觸器 PLC（OMRON CP1E） 正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、停止按鈕設(shè)計(jì)必備知識(shí)三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向由旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)進(jìn)行控制，轉(zhuǎn)子隨著旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)共同轉(zhuǎn)動(dòng)。而旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)完全依靠接在定子三相繞組的電流來(lái)控制。電流幅值的大小將決定著磁場(chǎng)的大?。创艌?chǎng)的磁動(dòng)勢(shì) F） ，三相電流的相序?qū)Q定旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)方向，也就是決定著三相電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向。在下圖中，相序如果是 ，電機(jī)將正轉(zhuǎn)，反之，相序?yàn)?，電機(jī)將反轉(zhuǎn)。改變UVW?WVU?三相電流的相序，只需將繞組 、 、 任意兩相調(diào)換位置即可。UV圖 31 異步電機(jī)的正反轉(zhuǎn)23 / 53圖 32 異步電機(jī)的正反轉(zhuǎn)的梯形圖而相序的改變，通常是由兩個(gè)接觸起來(lái)實(shí)現(xiàn)的 KM1 與 KM2 可以分別設(shè)計(jì)成常開和常閉觸點(diǎn)，其中一個(gè)導(dǎo)通，另一個(gè)必截止，一個(gè)斷開，另一個(gè)必導(dǎo)通，這樣，便實(shí)現(xiàn)了交流電機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制操作。 圖 33 三相異步電動(dòng)機(jī)基本接線原理圖24 / 53設(shè)計(jì)內(nèi)容 利用面板上的按鈕和接觸器實(shí)現(xiàn)異步電機(jī)的三種基本運(yùn)行狀態(tài)：正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)和停止 利用 CP1E 上的輸入輸出觸點(diǎn)實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)的控制。設(shè)計(jì)步驟 1 繪出電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制電路的元件位置圖和電氣接線圖。 1 所示配齊所有電器元件，并進(jìn)行檢驗(yàn)。（1）電器元件的技術(shù)數(shù)據(jù)（如型號(hào)、規(guī)格、額定電壓、額定電流）應(yīng)完整并符合要求，外觀無(wú)損傷。（2）電器元件的電磁機(jī)構(gòu)動(dòng)作是否靈活，有無(wú)銜鐵卡阻等不正?，F(xiàn)象，用萬(wàn)用表檢測(cè)電磁線圈的通斷情況以及各觸頭的分合情況。（3）接觸器的線圈電壓和電源電壓是否一致。（4）對(duì)電動(dòng)機(jī)的質(zhì)量進(jìn)行常規(guī)檢查（每相繞組的通斷，相間絕緣，相對(duì)地絕緣），工藝要求如下：（1）組合開關(guān)、熔斷器的受電端子應(yīng)安裝在控制板的外側(cè)。（2）每個(gè)元件的安裝位置應(yīng)整齊、勻稱、間距合理、便于布線及元件的更換。（3）緊固各元件時(shí)要用力均勻，緊固程度要適當(dāng)。，板前明線布線的工藝要求如下：（1）布線通道盡可能地少，同路并行導(dǎo)線按主、控制電路分類集中，單層密排，緊貼安裝面布線。（2）同一平面的導(dǎo)線應(yīng)高低一致或前后一致，不能交叉。非交叉不可時(shí)，應(yīng)水平架空跨越，但必須走線合理。（3）布線應(yīng)橫平豎直，分布均勻。變換走向時(shí)應(yīng)垂直。（4）布線時(shí)嚴(yán)禁損傷線心和導(dǎo)線絕緣。（5）在每根剝?nèi)ソ^緣層導(dǎo)線的兩端套上編碼套管。所有從一個(gè)接線端子（或線樁）到另一個(gè)接線端子（或接線樁）的導(dǎo)線必須連接，中間無(wú)接頭。（6）導(dǎo)線與接線端子或接線樁連接時(shí)，不得壓絕緣層、不反圈及不露銅過(guò)長(zhǎng)。（7）一個(gè)電器元件接線端子上的連接導(dǎo)線不得多于兩根。25 / 53 (四)功能設(shè)計(jì):電機(jī)的行程控制和時(shí)間控制、電機(jī)的自鎖和互鎖的控制設(shè)計(jì)目的 掌握使用時(shí)間繼電器實(shí)現(xiàn)電機(jī)的啟停的方法 掌握使用行程開關(guān)實(shí)現(xiàn)電機(jī)的啟停的方法設(shè)計(jì)設(shè)備 三相異步電動(dòng)機(jī) 時(shí)間繼電器 行程開關(guān) PLC（CP1E）設(shè)計(jì)必備知識(shí)時(shí)間繼電器 JS14A00 的基本知識(shí)時(shí)間繼電器 JS14A 是一種通電延時(shí)式時(shí)間繼電器，該系列晶體管時(shí)間繼電器采用大規(guī)模專用集成電路，旋鈕整定。精度高、延時(shí)范圍寬、功耗低。外型美觀、體積小。JS14A 為裝置式，JS14AM 為面板式、JS14AY 為外接式。廣泛應(yīng)用于交流 50Hz，電壓 380V 及以下或直流 24V 的控制電路中作延時(shí)元件，按預(yù)定時(shí)間接通或分?jǐn)嚯娐贰S14A00 可以實(shí)現(xiàn)最長(zhǎng) 3 分鐘的時(shí)間延時(shí)，當(dāng) PLC 的輸出信號(hào)加到 PLC 的外部輸入端的時(shí)候時(shí)間繼電器開始計(jì)時(shí)，計(jì)時(shí)時(shí)間由前面板的旋鈕來(lái)控制，當(dāng)計(jì)時(shí)時(shí)間到達(dá)時(shí)，尤其輸出端輸出到時(shí)信號(hào)給 PLC 的輸入通道。再由 PLC 產(chǎn)生控制動(dòng)作。圖 41 時(shí)間繼電器與 PLC 連接圖行程開關(guān) LX19111 的基本知識(shí)行程開關(guān)，又稱限位開關(guān)，是一種利用生產(chǎn)機(jī)械某些運(yùn)動(dòng)部件的碰撞來(lái)發(fā)出控制指令的主令電器，用于控制生產(chǎn)機(jī)械的運(yùn)動(dòng)方向，速度，行程大小或位置的一種自動(dòng)控制器件，其結(jié)構(gòu)形式多種多樣，按其基本結(jié)構(gòu)可分為三個(gè)部分。擺桿、觸頭系統(tǒng)以及外殼，按工作原理分類可分為直動(dòng)式和滾輪式。本設(shè)計(jì)采用滾輪式行程開關(guān) LX19111 作為行程控制電路主要元件。26 / 53LX19111 是單滾輪式行程開關(guān)，交直流兩用，交流額定電壓 380V，直流額定電壓 220V，額定電流 I=5A，當(dāng)直線運(yùn)動(dòng)部件帶動(dòng)滾輪時(shí)，內(nèi)部動(dòng)觸點(diǎn)與靜觸點(diǎn)分離，將此信號(hào)輸?shù)?PLC 輸入 0 通道 2 時(shí)，便會(huì)有信號(hào)產(chǎn)生。圖 42 行程開關(guān)與 PLC 連接控制圖圖 43 機(jī)床工作臺(tái)自動(dòng)往返運(yùn)行控制的示意圖和電路圖27 / 53圖 44 機(jī)床工作臺(tái)自動(dòng)往返運(yùn)行控制的