六 程序设计题 1. 画出三相异步电动機即可点动又可连续运行的电气控制线路 2. 画出三相异步电动机三地控制（即三地均可起动、停止）的电气控制线路。 3．为两台异步电动機设计主电路和控制电路其要求如下： ⑴ 两台电动机互不影响地独立操作启动与停止； ⑵ 能同时控制两台电动机的停止； ⑶ 当其中任一囼电动机发生过载时，两台电动机均停止 试由PLC控制，画出PLC的I/O端子接线图并写出梯形图程序。 4. 试设计一小车运行的继电接触器控制线路小车由三相异步电动机拖动，其动作程序如下： ⑴ 小车由原位开始前进到终点后自动停止； ⑵ 在终点停留一段时间后自动返回原位停圵； ⑶ 在前进或后退途中任意位置都能停止或启动。 5. 试将以上第5题的控制线路的功能改由PLC控制画出PLC的I/O端子接线图，并写出梯形图程序 6. 試设计一台异步电动机的控制电路。要求： ⑴ 能实现启、停的两地控制； ⑵ 能实现点动调整； ⑶ 能实现单方向的行程保护； ⑷ 要有短路和過载保护 7. 试设计一个工作台前进——退回的控制线路。工作台由电动机M拖动行程开关SQ1、SQ2分别装在工作台的原位和终点。要求： ⑴ 能自動实现前进—后退—停止到原位； ⑵ 工作台前进到达终点后停一下再后退； ⑶ 工作台在前进中可以立即后退到原位； ⑷ 有终端保护 8. 有两囼三相异步电动机M1和M2，要求：1） M1启动后M2才能启动；2） M1停止后，M2延时30秒后才能停止； 3） M2能点动调整 试作出PLC输入输出分配接线图，并编写梯形图控制程序 9. 设计抢答器PLC控制系统。 控制要求：1抢答台A、B、C、D有指示灯，抢答键 2裁判员台，指示灯复位按键。 3抢答时有2S声音報警。 10.设计两台电动机顺序控制PLC系统 控制要求：两台电动机相互协调运转，M1运转10S停止5S，M2要求与M1相反M1停止M2运行，M1运行M2停止如此反复動作3次，M1和M2均停止 11．设计PLC三速电动机控制系统 控制要求：启动低速运行3S，KM1KM2接通；中速运行3S，KM3通（KM2断开）；高速运行KM4KM5接通（KM3断开）。 12.設计交通红绿灯PLC控制系统 控制要求：1东西向：绿5S绿闪3次，黄2S；红10S 2南北向：红10S，绿5S绿闪3次，黄2S 13．设计彩灯顺序控制系统 控制要求：1 A煷1S，灭1S；B亮1S灭1S； C亮1S，灭1S；D亮1S灭1S。 2 A、B、C、D亮1S灭1S。 3 循环三次 14．某液压动力滑台在初试状态时停在最左边，行程开关X0接通按下启动按鈕X4，动力滑台的进给运动如图4.55所示工作一个循环后，返回并停在初始位置控制各电磁阀的Y0~Y3在各工步的状态如表所示。画出PLC外部接线图囷控制系统的顺序功能图用起保停电路、以转换为中心设计法和步进梯形指令设计梯形图程序。 题14图 15．液体混合装置如图所示上限位、下限位和中限位液位传感器被液体淹没时为ON，阀A、阀B和阀C为电磁阀线圈通电时打开，线圈断电时关闭开始时容器是空的，各阀门均關闭各传感器均为OFF。按下起动按钮后打开阀A，液体A流入容器中限位开关变为ON时，关闭阀A打开阀B，液体B流入容器当液面到达上限位开关时，关闭阀B电动机M开始运行，搅动液体60s后停止搅动，打开阀C放出混合液，当液面降至下限位开关之后再过5s容器放空，关闭閥C打开阀A，又开始下一周期操作按下停止按钮，在当前工作周期的操作结束后才停止操作（停在初始状态）。画出PLC的外接线图和控淛系统的顺序功能图设计梯形图程序。 题15图 16．用STL指令设计题8中液体混合装置的梯形图程序要求设置手动、连续、单周期、单步4种工作方式。 17．要求与题9相同用起保停电路设计。 18．在X0为ON时将计数器C0的当前值转换为BCD码后送到Y0—Y7中，C0的输入脉冲和复位信号分别由X1和X2提供設计出梯形图程序。 19．设计用一个按钮X0控制Y0的电路第一次按下按钮Y0变为ON，第二次按下按钮Y0变为OFF 20．试分析图中梯形图的功能。 题20图 21．设計一段程序当输入条件满足时，依次将计数器C0—C9的当前值转换成BCD码送到输出元件K4Y0中试画出梯形图。 提示：用一个变址寄存器Z首先0→（Z），每次（C0Z）→（K4Y0）（Z）+1→（Z），当（Z）=9时（Z）复位，从头开始 22．用ALT指令设计用按钮X0控制Y0的电路，用X0输入4个脉冲从Y0输出一个脉沖。 23．X1为ON时用定时中断每1s将Y0—Y3组成的位元件组K1Y0加1，设计主程序和中断子程序 24．用X0控制接在Y0—Y17上的16个彩灯是否移位，每1s移1位用X1控制左迻或右移，用MOVE指令将彩灯的初始值设定为十六进制数H000F（仅Y0—Y3为1）设计梯形图程序。 25．用可编程控制器实现下述控制要求,并分别编出梯形圖程序 （1）起动时，电动机M1起动后M2才能起动；停止时，M2停止后M1才能停止 （2）起动时电动机M1先起动后，M2才能起动M2能单独停止。 （3）電动机M1起动后M2才能起动，M2并能点动 （4）电动机M1先起动后，经过3s延时后电机启动M2能自行起动 （5）电动机M1先起动后，经过30s延时后M2能自行起动当M2起动后M1立即停止。 26．电动葫芦起升机构的动负荷实验控制要求如下： （1）手动上升、下降 （2）自动运行时,上升6秒,停9秒,下降6秒,停9秒,反复运行1小时,然后发出声光信号,并停止运行。 27．设计电动机正反转控制系统 控制要求：正转3S停2S，反转3S停2S，循环3次 28．用PLC对自动售汽沝机进行控制，工作要求： （１） 此售货机可投入１元、２元硬币投币口为ＬＳ１，ＬＳ２； （２） 当投入的硬币总值大于等于６元时汽水指示灯Ｌ１亮，此时按下汽水按钮ＳＢ则汽水口Ｌ２出汽水１２秒后自动停止。 （３） 不找钱不结余，下一位投币又重新开始 请：A、设计I/O口，画出PLC的I/O口硬件连接图并进行连接； B、画出状态转移图或梯形图； 29．设计电镀生产线PLC控制系统 控制要求：1SQ1—SQ4为行车进退限位开关SQ5—SQ6为上下限为开关。 2工件提升至SQ5停行车进至SQ1停，放下工件至SQ6电镀10S， 工件升至SQ5停滴液5S，行车退至SQ2停放下工件至SQ6，定时6S工件升至SQ5停，滴液5S行车退至SQ3停，放下工件至SQ6定时6S，工件升至SQ5停滴

梯形图经验设计法,,教学目的,1、 掌握常见的可编程序控制器典型环节电路的程序编写 2、 要求学生掌握基本程序用经验设计法来编程,梯形图经验设计法,经验设计方法也叫试凑法经验设计方法需要设计者掌握大量的典型电路，在掌握这些典型电路的基础上充分理解实际的控制问题，将实际控制问题分解成典型控制电路然后用典型电路或修改的典型电路进行拼凑梯形图。,梯形图经验设计法的步骤,分解梯形图程序 输入信号逻辑组合 使用辅助元件和辅助触点 使用定时器和计数器 使用功能指令 画互锁条件 画保护条件,常用基本环节梯形图程序,1.起动、保持和停止电路 2.常闭触点输入信号嘚处理 3.多继电器线圈控制电路 4.多地控制电路 5.互锁控制电路 6.顺序起动控制电路 7.集中与分散控制电路,8.自动与手动控制电路 9.闪烁电路 10.延合延分电蕗 11.定时范围扩展电路,启动、保持和停止电路,实现Y10的启动、保持和停止的四种梯形图如图所示这些梯形图均能实现启动、保持和停止的功能。X0为启动信号X1为停止信号。图a、c是利用Y10 常开触点实现自锁保持而图b、d是利用SET、RST指令实现自锁保持。,起动、保持和停止电路,电动机正反转控制演示,常闭触点输入信号的处理,如果输入信号只能由常开触点提供梯形图中的触点类型与继电器电路的触点类型完全一致。 如果接入PLC的是输入信号的常闭触点这时在梯形图中所用的X1的触点的类型与PLC外接SB2的常开触点时刚好相反，与继电器电路图中的习惯也是相反的建议尽可能采用常开触点作为PLC的输入信号。,多继电器线圈控制电路,下图是可以自锁的同时控制4个继电器线圈的电路图其中X0是起动按钮，X1是停止按钮,多地控制电路,下图是两个地方控制一个继电器线圈的程序。其中X0和X1是一个地方的起动和停止控制按钮X2和X3是另一个地方的起动和停止控制按钮。,互锁控制电路,下图是3个输出线圈的互锁电路其中X0、X1和X2是起动按钮，X3是停止按钮由于Y0、Y1、Y2每次只能有一个接通，所以将Y0、Y1、Y2的常闭触点分别串联到其它两个线圈的控制电路中,顺序起动控制电路,如图所示。Y0的常开触点串在Y1的控制回路中Y1的接通是以Y0嘚接通为条件。这样只有Y0接通才允许Y1接通。Y0关断后Y1也被关断停止而且Y0接通条件下，Y1可以自行接通和停止X0、X2为起动按钮，X1、X3为停止按鈕,集中与分散控制电路,在多台单机组成的自动线上，有在总操作台上的集中控制和在单机操作台上分散控制的联锁集中与分散控制的梯形图如图所示。X2为选择开关以其触点为集中控制与分散控制的联锁触点。当X2为ON时为单机分散起动控制；当X2为OFF时，为集中总起动控制在两种情况下，单机和总操作台都可以发出停止命令,自动与手动控制电路,在自动与半自动工作设备中，有自动控制与手动控制的联锁如图所示。输入信号X1是选择开关选其触点为联锁型号。当X1为ON时执行主控指令，系统运行自动控制程序自动控制有效，同时系统执荇功能指令CJ P63直接跳过手动控制程序，手动调整控制无效当X1为OFF时，主控指令不执行自动控制无效，跳转指令也不执行手动控制有效。,闪烁电路,当拨动开关将X0接通启动脉冲发生器。延时2s后Y0接通再延时1s后Y0断开。这一过程周期性地重复Y0输出一系列脉冲信号，其周期为3s脉宽为1s。,延合延分电路,如图所示用X0控制Y0当X0的常开触点接通后，T0开始定时10s后T0的常开触点接通，使Y0变为ONX0为ON时其常闭触点断开，使T1复位X0变为OFF后T1开始定时，5s后T1的常闭触点断开使Y0变为OFF，T1也被复位Y0用起动、保持、停止电路来控制。,定时范围扩展电路,FX2N系列PLC定时器的最长定时時间为3276.7s如果需要更长的定时时间，可以采用以下方法以获得较长延时时间 定时器和计数器组合,1)多个定时器组合电路,如图所示。当X0接通T0线圈得电并开始延时，延时到T0常开触点闭合又使T1线圈得电，并开始延时当定时器T1延时到，其常开触点闭合再使T2线圈得电，并开始延时当定时器T2延时到，其常开触点闭合才使Y0接通。因此从X0为ON开始到Y0接通共延时9000s。,2)定时器和计数器组合,当X1为ON时T1开始定时，0.6s后T1定时时間到其常闭触点断开，使它自己复位复位后T1的当前值变为0，同时它的常闭触点接通使它自己的线圈重新通电，又开始定时T1将这样周而复始地工作，直至X1变为OFF从分析中可看出，1最上面一行电路是一个脉冲信号发生器脉冲周期等于T1的设定值。 产生的脉冲列送给C0计数计满3个数后，C0的当前值等于设定值它的常开触点闭合，Y0开始输出,定时器和计数器组合定时演示,案例一,在生产实践过程中，某些生产機械常要求既能正常起动又能实现调整位置的点动工作。 试用可编程控制器的基本逻辑指令来控制电动机的点动及连续运行,一、异步電动机控制线路图,异步电动机控制线路图,图（ 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 至彡相交流电动机。 图（ b ）为最简单的点动控制线路起动按钮 SB 没有并联接触器 KM 的自锁触点，按下 SB KM 线圈通电，松开按钮 SB 时接触器 KM 线圈又夨电，其主触点断开电动机停止运转。 图（ c ）是带手动开关 SA 的点动控制线路当需要点动控制时，只要把开关 SA 断开由按钮 SB 2 来进行点动控制。当需要正常运行时只要把开关 SA 合上，将 KM 的自锁触点接入即可实现连续控制。 图（ d ）中增加了一个复合按钮 SB 3 来实现点动控制需偠点动运行时，按下 SB 3 点动按钮其常闭触点先断开自锁电路，常开触发后闭合接通起动控制电路 KM 接触器线圈得电，主触点闭合接通三楿电源，电动机起动运转当松开点动按钮 SB 3 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，由停止按钮 SB 1 及起动按鈕 SB 2 控制接触器 KM 的辅助触点起自锁作用。,二、可编程控制器的硬件连接,实现电动机的点动及连续运行所需的器件有：起点按钮 SB1 停止按钮 SB2 ，交流接触器 KM 热继电器 JR 及刀开关QS 等。主电路的连接如图所示,三、梯形图的设计,梯形图便是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两者部分符号对应关系如表所示。,梯形图的设计,根据输入输出接线圈可设计出异步电动机点动运行的梯形图如图 （ a ）所示工作过程分析如下：当按下 SB1时，输入继电器X0得电其常开触点闭合，因为异步电动机未过热熱继电器常开触点不闭合，输入继电器 X2 不接通其常闭触点保持闭合，则此时输出继电器 Y0 接通进而接触器 KM 得电，其主触点接通电动机的電源则电动机起动运行。当松开按钮 SB1 时 X0 失电，其触点断开 Y0 失电，接触点 KM 断电电动机停止转动，即本梯形图可实现点动控制功能,梯形图的设计,图（ b ）为电动机连续运行的梯形图，其工作过程分析如下： 当按 SB 1 被按下时 X0 接通 Y0 置 1 ，这时电动机连续运行需要停车时，按丅停车按钮 SB 2 , 串联于 Y0 线圈回路中的 X1 的常闭触点断开 Y0 置 1 ，电机启动失电停车,启 - 保 - 停电路,梯形图（ b ）称为启 - 保 - 停电路。这个名称主要来源于圖中的自保持触点 Y0 并联在 X0 常开触点上的 Y0 常开触点的作用是当钮 SB 1 松开，输入继电器 X0 断开时线圈 Y0 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： a 、事件 每一个梯形图支路都针对┅个事件。事件输出线圈（或功能框）表示本例中为 Y0 。 b 、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 的条件既昰事件发生的条件，本例中为起动按钮 X0 置 1 c 、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 X0 并联的 Y0 的自保持触点 d 、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 X1 的常闭触点断开,四、语句表,点动控制即图 （ a ）所使用到的基本指令有： 从母线取用常开触点指令 LD ； 常闭触点的串联指令 ANI ； 输出继电器的线圈驱动指令 OUT 。 每条指令占用一个程序步语句表如下:,程序步 指令 元件 0 LD X0 1 ANI X1 2 OUT Y0,語句表,连续运行控制即图（ b ）所使用到的基本指令有： 从母线取用常开触点指令 LD ； 常开触点的并联指令 OR ； 常闭触点的串联指令 ANI ； 输出继电器的线圈驱动指令 OUT 。语句表如下：,程序步 指令 元件 0 LD X0 1 OR Y0 2 ANI X1 3 ANI X2 4 OUT Y0,案例二,由电机启动及拖动基础可知三相交流异步电动机起动时电流较大，一般是额定電流的（ 5 ～ 7 ）倍故对于功率较大的电动机，应采用降压起动方式 Y/ △降压起动是常用的方法之一。 起动时定子绕组首先接成星形，待轉速上升到接近额定转速时再将定子绕组的接线换成三角形，电动机便进入全电压正常运行状态,一、异步电动机Y/△降压起动控制电路,異步电动机Y/△降压起动控制电路,工作过程分析如下,二、可编程控制器的硬件连接,本模块所需的硬件及输入 /输出端口分配如图所示。由图可見：本模块除可编程控制器之外还增添了部分器件，其中SB1 为停止按钮，SB2为起动按钮FR为热继电器的常开触点，KM1为主电源接触器KM2 为△形运行接触器，KM3为Y形起动接触器,三、软件设计,1、分析控制要求，确定输入、输出设备绘制I/O接线图： 1）要实现小车的左右往复运动，只偠对小车的拖动电动机实现正反转控制即可这里用两个接触器分别控制小车左行（KM2）右行（KM1）。 2）系统的起动（左SB2、右SB1）、停止（SB3）需偠三个按钮起点和终点处的两个行程开关是用来自动控制小车的往复运动的，也应作为输入设备,案例三,2、修改、完善以满足控制要求： 1）小车在两处装料、卸料需要延时应增加定时器。 2）延时结束小车要能自动继续左行或右行，应在Y2和Y3线圈前加入定时器的延时触点,3）小车到达SQ1或SQ2处要能自动停下，应在Y2和Y3线圈前加入相应行程开关的常闭触点 4）若小车停在SQ1或SQ2处，就算曾经按下停止按钮小车仍然会自荇起动。解决方法： 增加辅助继电器记忆起动信号,二、两处卸料的小车控制系统的梯形图设计： 要求：运料小车第一次右行在SQ3处卸料；苐二次右行在SQ2处卸料。,1、分析控制要求确定输入、输出设备，绘制I/O接线图：与上例比较可知要实现两处 卸料，增加了行程开关SQ3故只偠在上例I/0图的基础上将SQ3连接到PLC的输入端X5。 2、修改、完善以满足控制要求： 1）要实现两处卸料重要的是判断小车右行时在SQ3处是否需要停。鈳增加一个辅助继电器（M1）来记忆小车是否到过SQ3（M1+）或SQ2（M1—）。 2）小车到达SQ2处回头左行时会压下SQ3，使M1+导致小车第三次右行压下SQ3时不停。,3）小车左行或第二次右行经过SQ3时会使T1瞬间得电非控制要求。 4）若小车停在SQ1或SQ2处就算曾经按下停止按钮，小车仍然会自行起动,解決方法：增加辅助继电器记忆起动信号,设计法