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1、任务六 三相异步电动机降压起动控制系统编程与实现 任务六任务六 三相异步电动机降压起动控制系统编程与实现三相异步电动机降压起动控制系统编程与实现 PLCPLC控制系统编程与实现控制系统编程与实现 会运用定时器指令来设计三相异步电动机降压起动会运用定时器指令来设计三相异步电动机降压起动控制系统梯形图程序，能够熟练运用编程软件进行联机控制系统梯形图程序，能够熟练运用编程软件进行联机调试。调试。PLCPLC控制系统编程与实现控制系统编程与实现 3.3. PLCPLC控制系统编程与实现控制系统编程与实现 三三.相关知识相关知识 定时器是定时器是PLCPLC中最常用器件之一，准确用好定时器对于中最常用器
2、件之一，准确用好定时器对于PLCPLC程序设计非程序设计非常重要。常重要。S7-200 PLCS7-200 PLC的的CPU22XCPU22X系列系列PLCPLC的定时器有的定时器有3 3种类型：接通延时型种类型：接通延时型TONTON；保持型（有记忆的）接通延时型；保持型（有记忆的）接通延时型TONRTONR；断开延时型；断开延时型TOFTOF。 定时器指令用来规定定时器的功能，表定时器指令用来规定定时器的功能，表2-82-8为西门子为西门子S7-200S7-200系列系列PLCPLC定定时器指令表，时器指令表，3 3条指令规定了三种不同功能的定时器。条指令规定了三种不同功能的定时器。 三三
3、.相关知识相关知识西门子西门子S7-200系列定时器使用的基本要素如下：系列定时器使用的基本要素如下： 编号、类型及精度编号、类型及精度 S7-200系列系列PLC配置了配置了256个定时器，编号为个定时器，编号为T0T255。 定时器有定时器有1ms1ms、10ms10ms、100ms100ms三种精度，三种精度，1ms1ms的定时器有的定时器有4 4个，个，10ms10ms的定时器的定时器有有1616个，个，100ms100ms的定时器有的定时器有236236个。编号和类型与精度有关，例如编号是个。编号和类型与精度有关，例如编号是T2T2的的精度是精度是10ms10ms，类型为有记忆的接通
4、延时型。选用前应先查表，类型为有记忆的接通延时型。选用前应先查表2-92-9以确定合适的以确定合适的编号，从表中可知，有记忆的定时器均是接通延时型，无记忆的定时器可通编号，从表中可知，有记忆的定时器均是接通延时型，无记忆的定时器可通过指令指定为接通延时或断开延时型，使用时还须注意，在一个程序中不能过指令指定为接通延时或断开延时型，使用时还须注意，在一个程序中不能把一个定时器同时用做不同类型，如既有把一个定时器同时用做不同类型，如既有TON37TON37又有又有TOF37TOF37。 三三.相关知识相关知识表表2-9 2-9 定时器的精度及编号定时器的精度及编号定时器类型定时器类型定时精度定时精
5、度/ms/ms最大当前值最大当前值/s/s定时器编号定时器编号TONRTONR（有记忆）（有记忆）1 132.76732.767T0T0，T64T641010327.67327.67T1T1T4T4，T65T65T68T681001003276.73276.7T5T5T31T31，T69T69T95T95TONTON，TOFTOF（无记忆）（无记忆）1 132.76732.767T32T32，T96T961010327.67327.67T33T33T36T36，T97T97T100T1001001003276.73276.7T37T37T63T63，T101T101T255T255三三.相关知
6、识相关知识预置值（也叫设定值）预置值（也叫设定值） 预置值即编程时设定的延时时间的长短，预置值即编程时设定的延时时间的长短，PLCPLC定时器采用时基计数及与预置定时器采用时基计数及与预置值比较的方式确定延时时间是否达到，时基计数值称为当前值，存储在当前值值比较的方式确定延时时间是否达到，时基计数值称为当前值，存储在当前值寄存器中，预置值在使用梯形图编程时，标在定时器功能框的寄存器中，预置值在使用梯形图编程时，标在定时器功能框的“PT”PT”端。端。工作条件工作条件 工作条件也叫使能输入，从梯形图的角度看，定时器功能框中工作条件也叫使能输入，从梯形图的角度看，定时器功能框中“IN”IN”端连端
7、连接的是定时器的工作条件。对于接通延时型定时器来说，有能流流到接的是定时器的工作条件。对于接通延时型定时器来说，有能流流到“IN”IN”端端时开始计时；对于断开延时型定时器来说，能流从有变化到无时开始计时；对时开始计时；对于断开延时型定时器来说，能流从有变化到无时开始计时；对于无记忆的定时器来说，工作条件失去，如接通延时型定时器能流从有变到无于无记忆的定时器来说，工作条件失去，如接通延时型定时器能流从有变到无时，无论定时器是否达到预置值，定时器均复位，前边的计时值清零；对于有时，无论定时器是否达到预置值，定时器均复位，前边的计时值清零；对于有记忆定时器来说，可累计分段的计时时间，这种定时器的复
8、位就得靠复位指令记忆定时器来说，可累计分段的计时时间，这种定时器的复位就得靠复位指令了。了。 三三.相关知识相关知识工作对象工作对象 工作对象指定时时间到时，利用定时器的触点控制的元器件或工作过程。工作对象指定时时间到时，利用定时器的触点控制的元器件或工作过程。S7-200S7-200系列系列PLCPLC定时器的工作过程可以描述如下：定时器的工作过程可以描述如下：接通延时定时器和有记忆的接通延时定时器在接通延时定时器和有记忆的接通延时定时器在“IN”IN”端接通，定时器的当前值大端接通，定时器的当前值大于等于于等于PTPT端的预置值时，该定时器位被置位。当达到预设时间后，接通延时定时端的预置值
9、时，该定时器位被置位。当达到预设时间后，接通延时定时器和有记忆的接通延时定时器继续计时，后者的当前值可以分段累加，一直到最器和有记忆的接通延时定时器继续计时，后者的当前值可以分段累加，一直到最大值大值3276732767。 断开延时定时器在使能输入断开延时定时器在使能输入“IN”IN”接通时，定时器位立即接通，并把当前值接通时，定时器位立即接通，并把当前值设为设为0 0。当。当“IN”IN”端断开时启动计时，达到预设值端断开时启动计时，达到预设值PTPT时，定时器位断开，并且停时，定时器位断开，并且停止当前值计数。当止当前值计数。当“IN”IN”端断开的时间短于预置值时，定时器位保持接通。端断
10、开的时间短于预置值时，定时器位保持接通。三三.相关知识相关知识S7-200系列系列PLC的定时器的刷新方式的定时器的刷新方式 S7-200 S7-200系列系列PLCPLC的定时器有的定时器有3 3种不同的定时精度，即每种定时精度对应不同的种不同的定时精度，即每种定时精度对应不同的基脉冲。定时器计时的过程就是数时基脉冲的过程。然而，这基脉冲。定时器计时的过程就是数时基脉冲的过程。然而，这3 3种不同定时精度种不同定时精度的定时器的刷新方式是不同的，要正确使用定时器，首先要知道定时器的刷新方的定时器的刷新方式是不同的，要正确使用定时器，首先要知道定时器的刷新方式，保证定时器在每个扫描周期都能刷新
11、式，保证定时器在每个扫描周期都能刷新1 1次，并能执行次，并能执行1 1次定时器指令。次定时器指令。 三三.相关知识相关知识1ms定时器的刷新方式定时器的刷新方式 1ms 1ms的定时器采用中断刷新的方式，系统每隔的定时器采用中断刷新的方式，系统每隔1ms1ms刷新刷新1 1次，与扫描周期即程序处理次，与扫描周期即程序处理无关。当扫描周期较长时，无关。当扫描周期较长时，1ms1ms的定时器在的定时器在1 1个扫描周期内将多次被刷新，其当前值在每个扫描周期内将多次被刷新，其当前值在每个扫描周期内可能不一致。个扫描周期内可能不一致。10ms定时器的刷新方式定时器的刷新方式 10ms 10ms的定时
12、器由系统在每个扫描周期开始时自动刷新，在每次程序处理阶段，定时的定时器由系统在每个扫描周期开始时自动刷新，在每次程序处理阶段，定时器位和当前值在整个扫描过程中不变。在每个扫描周期开始时将一个扫描周期累计的时器位和当前值在整个扫描过程中不变。在每个扫描周期开始时将一个扫描周期累计的时间加到定时器当前值上，例如扫描周期是间加到定时器当前值上，例如扫描周期是30ms30ms的程序，这个定时器在的程序，这个定时器在“IN”IN”端接通有效端接通有效的本周期内走过的本周期内走过18ms18ms，下个周期整个扫描过程中的当前值都是，下个周期整个扫描过程中的当前值都是18ms18ms，再下个周期就是，再下个
13、周期就是48ms48ms，再下个周期就是，再下个周期就是78ms78ms，假设我们的定时器的预置值是，假设我们的定时器的预置值是70ms70ms，在这个周期定时器的，在这个周期定时器的位就可以起作用了。位就可以起作用了。100ms定时器的刷新方式定时器的刷新方式 100ms 100ms的定时器是在该定时器指令执行时被刷新。为了使定时器正确地定时，要确的定时器是在该定时器指令执行时被刷新。为了使定时器正确地定时，要确保每个扫描周期都能执行一次保每个扫描周期都能执行一次100ms100ms定时器指令，程序的长短会影响定时的准确性。定时器指令，程序的长短会影响定时的准确性。三三.相关知识相关知识定时
14、器的正确使用定时器的正确使用 在在PLCPLC的应用中，经常使用具有自复位功能的定时器，即利用定时器自己的的应用中，经常使用具有自复位功能的定时器，即利用定时器自己的动断触点去控制自己的线圈。在动断触点去控制自己的线圈。在S7-200 PLCS7-200 PLC中，要使用具有自复位功能的定时中，要使用具有自复位功能的定时器，必须考虑定时器的刷新方式。器，必须考虑定时器的刷新方式。 三三.相关知识相关知识图图2-15 1ms2-15 1ms定时器的正确使用定时器的正确使用图图2-16 10ms2-16 10ms定时器的正确使用定时器的正确使用三三.相关知识相关知识图图2-17 100ms2-17
15、 100ms定时器的正确使用定时器的正确使用三三.相关知识相关知识定时器常见的基本应用电路定时器常见的基本应用电路 延时断开电路延时断开电路 I0.0 I0.0用于启动用于启动Q0.0Q0.0，Q0.0Q0.0启动后，不论如何操作启动后，不论如何操作I0.0I0.0，Q0.0Q0.0总是总是在在I0.0I0.0断电后断电后20s20s断电。断电。图图2-18 2-18 延时断开控制程序及时序图延时断开控制程序及时序图三三.相关知识相关知识延时通断控制延时通断控制 系统起动时延时起动、系统停止时延时停止。这是生产实践中为了协调各系统起动时延时起动、系统停止时延时停止。这是生产实践中为了协调各设备
16、之间的正常工作常用的一种控制手段。设备之间的正常工作常用的一种控制手段。 假定假定I0.0I0.0、I0.1I0.1为系统的启动停止按钮，为系统的启动停止按钮，Q0.1Q0.1为系统的输出，则对应的为系统的输出，则对应的PLCPLC程序及时序图如图程序及时序图如图2-192-19所示。按下所示。按下I0.0I0.0启动按钮，系统起动，启动按钮，系统起动，T37T37开始定开始定时，时，9s9s后后T37T37的常开触点接通，使的常开触点接通，使Q0.1Q0.1变为变为ONON；此时，系统起动标志；此时，系统起动标志M0.0M0.0使使T38T38复位；按下停止按钮复位；按下停止按钮I0.1I0
17、.1，M0.0M0.0变为变为OFFOFF，T38T38开始定时，开始定时，7s7s后后T38T38的常闭触点的常闭触点断开，使断开，使Q0.1Q0.1变为变为OFFOFF，T38T38复位。复位。 三三.相关知识相关知识图图2-19 2-19 延时通断延时通断PLCPLC控制程序及时序图控制程序及时序图三三.相关知识相关知识定时器的扩展定时器的扩展 PLC PLC的定时器有一定的时间设定范围。如果需要超出定时设定范围，可通过几个的定时器有一定的时间设定范围。如果需要超出定时设定范围，可通过几个定时器串联，达到扩充设定值的目的。图中通过两个定时器的串联使用，可以实现延定时器串联，达到扩充设定值
18、的目的。图中通过两个定时器的串联使用，可以实现延时时1300s1300s。在图中。在图中T37T37的设定值为的设定值为800s800s，T38T38的设定值为的设定值为500s500s。当。当I0.0I0.0闭合，闭合，T37T37就开始就开始计时，达到计时，达到800s800s时，时，T37T37的常开触点闭合，使的常开触点闭合，使T38T38得电开始计时，再延时得电开始计时，再延时500s500s后，后，T38T38的常开触点闭合，的常开触点闭合，Q0.0Q0.0线圈得电，获得延时线圈得电，获得延时1300s1300s的输出信号。的输出信号。图图2-20 2-20 定时器的扩展定时器的扩
19、展PLCPLC控制程序及时序图控制程序及时序图三三.相关知识相关知识2 2、拓展知识、拓展知识 利用时钟指令，可以实现实时调用系统时钟，这对监视、记录控制系统的利用时钟指令，可以实现实时调用系统时钟，这对监视、记录控制系统的多方面工作十分方便。时钟指令有多方面工作十分方便。时钟指令有2 2条：条：读实时时钟读实时时钟和和设定实时时钟设定实时时钟。LADLADSTLSTL功能描述功能描述TODR TTODR T读实时时钟，当使能输入有效时，读读实时时钟，当使能输入有效时，读取系统当前时间和日期，并把它安装取系统当前时间和日期，并把它安装入一个入一个8 8字节缓冲区。字节缓冲区。TODW TTOD
20、W T写实时时钟，当使能输入有效时，系写实时时钟，当使能输入有效时，系统将包含当前时间、日期的数据写入统将包含当前时间、日期的数据写入8 8字节的缓冲区，装入时钟。字节的缓冲区，装入时钟。说明：说明： 操作数类型：操作数类型：T T为缓冲区的起始地址，字节类型；为缓冲区的起始地址，字节类型； 使能流输出使能流输出ENOENO断开的出错条件：断开的出错条件：SM4.3SM4.3（运行时间）；（运行时间）；00060006（间接寻址错误）；（间接寻址错误）； 所有如期、时间值都用所有如期、时间值都用BCDBCD码表示。码表示。 三三.相关知识相关知识表表2-10 2-10 时钟指令的格式时钟指令的
21、格式 降压起动适用于正常工作时定子绕组接成三角形的电动机。由于该方法简降压起动适用于正常工作时定子绕组接成三角形的电动机。由于该方法简便且经济，所以使用较为普遍，但其起动转矩只有全压起动的便且经济，所以使用较为普遍，但其起动转矩只有全压起动的1/31/3，故只适用，故只适用于空载或轻载起动。电路图如图于空载或轻载起动。电路图如图2-212-21所示，合上电源开关所示，合上电源开关QSQS后，按下起动按钮后，按下起动按钮SB2SB2，接触器，接触器KM1KM1和和KM2KM2的线圈同时获电吸合，的线圈同时获电吸合，KM1KM1和和KM2KM2的主触点闭合，电动机的主触点闭合，电动机Y Y型连接降
22、压起动。与此同时，时间继电器型连接降压起动。与此同时，时间继电器KTKT的线圈得电，的线圈得电，KTKT的动断触点延时断的动断触点延时断开，开，KM2KM2的线圈断电释放，的线圈断电释放，KTKT的动合触点延时闭合，的动合触点延时闭合，KM3KM3的线圈得电吸合，电动的线圈得电吸合，电动机定子绕组由机定子绕组由Y Y型连接自动换接成型连接。时间继电器型连接自动换接成型连接。时间继电器KTKT的触点延时动作时间的触点延时动作时间由电动机的容量及起动时间的快慢等因素决定。由电动机的容量及起动时间的快慢等因素决定。 四四.任务分析任务分析图图2-212-21电动机电动机Y-Y-降压起动控制电路降压起
23、动控制电路 四四.任务分析任务分析1 1、分配输入、分配输入/ /输出地址，画出输出地址，画出PLCPLC外部接线图外部接线图 根据电路要求，输入根据电路要求，输入/ /输出地址分配见表输出地址分配见表2-112-11，PLCPLC外部接线如图外部接线如图2-222-22所示。所示。图图2-22 2-22 电动机电动机Y-Y-降压起动控制的降压起动控制的PLCPLC外部接线外部接线 五五.任务实施任务实施表表2-11 2-11 输入输入/ /输出地址分配输出地址分配输输 入入输输 出出符号符号地址地址功能功能符号符号地址地址功能功能SB2SB2I0.0I0.0起动起动KM1KM1Q0.0Q0.
24、0M1M1接触器接触器SB1SB1I0.1I0.1停止停止KM2KM2Q0.1Q0.1M2M2接触器接触器KM3KM3Q0.2Q0.2M3M3接触器接触器五五.任务实施任务实施2 2、设计程序、设计程序 根据控制电路的要求，在计算机中编写程序，程序设计如图根据控制电路的要求，在计算机中编写程序，程序设计如图2-232-23所示。所示。图图2-23 2-23 电动机电动机Y-Y-降压起动控制程序降压起动控制程序五五.任务实施任务实施3、安装配线、安装配线 首先按照图首先按照图2-222-22进行配线，安装方法及要求与继电进行配线，安装方法及要求与继电- -接触器电路相同。接触器电路相同。4、运行
25、调试、运行调试 在断电状态下，连接好在断电状态下，连接好PC/PPIPC/PPI电缆。电缆。 打开打开PLCPLC的前盖，将运行模式开关拨到的前盖，将运行模式开关拨到STOPSTOP位置，此时位置，此时PLCPLC处于停止处于停止 状态，或者用鼠标单击工具栏中的状态，或者用鼠标单击工具栏中的“STOP”STOP”按钮，可以进行程序编按钮，可以进行程序编写。写。 在作为编程器的在作为编程器的PCPC上，运行上，运行STEP7 Micro/WIN32STEP7 Micro/WIN32编程软件。编程软件。 用菜单命令用菜单命令“文件新建文件新建”，生成一个新项目；用菜单命令，生成一个新项目；用菜单命
26、令“文件打文件打开开”， 打开一个已有的项目；用菜单命令打开一个已有的项目；用菜单命令“文件另存为文件另存为”，可修改项目的名，可修改项目的名称。称。 五五.任务实施任务实施 用菜单命令用菜单命令“PLCPLC类型类型”，设置，设置PLCPLC的型号。的型号。 设置通信参数。设置通信参数。 编写控制程序。编写控制程序。 用鼠标单击工具栏中的用鼠标单击工具栏中的“编译编译”按钮或按钮或“全部编译全部编译”按钮来编译输入的按钮来编译输入的程程 序。序。 下载程序文件到下载程序文件到PLCPLC。 将运行模式选择开关拨到将运行模式选择开关拨到RUNRUN位置，或者用鼠标单击工具栏的位置，或者用鼠标单
27、击工具栏的“RUNRUN（运（运 行）行）”按钮使按钮使PLCPLC进入运行方式。进入运行方式。 按下起动按钮按下起动按钮SB2SB2，观察，观察KM1KM1、KM2KM2是否立即吸合，电动机以是否立即吸合，电动机以Y Y型连接起型连接起 动。动。5s5s后后KM2KM2断开，断开，KM3KM3吸合，电动机型连接运行。吸合，电动机型连接运行。 按下停止按钮按下停止按钮SB1SB1，KM1KM1、KM2KM2断开，观察电动机是否能够停止。断开，观察电动机是否能够停止。五五.任务实施任务实施降压起动控制系统编程与实现 组别：项目配分考核要求扣分标准扣分记录得分电路设计电路设计4040分分根据给定的
28、控制电路根据给定的控制电路图，列出图，列出PLCPLC输入输入/ /输输出元件地址分配表，出元件地址分配表，设计梯形图及设计梯形图及PLCPLC输输入入/ /输出接线图，根输出接线图，根据梯形图，列出指令据梯形图，列出指令表表(1)(1)输入输入/ /输出地址遗漏或写错，输出地址遗漏或写错，每处扣每处扣2 2分分(2)(2)梯形图表达不正确或画法不梯形图表达不正确或画法不规范，每处扣规范，每处扣3 3分分(3)(3)接线图表达不正确或画法不接线图表达不正确或画法不规范，每处扣规范，每处扣3 3分分(4)(4)指令有错误，每条扣指令有错误，每条扣2 2分分安装与安装与接线接线3030分分按照按照
29、PLCPLC输入输入/ /输出接输出接线图在模拟配线板上线图在模拟配线板上正确安装元件，元件正确安装元件，元件在配线板上布置要合在配线板上布置要合理，安装要准确紧固理，安装要准确紧固。配线美观，下入线。配线美观，下入线槽中且有端子标号，槽中且有端子标号，引出端要有别径压端引出端要有别径压端子子(1)(1)元件布置不整齐、不均匀、元件布置不整齐、不均匀、不合理，每处扣不合理，每处扣1 1分分(2) (2) 元件安装不牢固、安装元件元件安装不牢固、安装元件时漏装螺钉，每处扣时漏装螺钉，每处扣1 1分分(3) (3) 损坏元件，扣损坏元件，扣5 5分分(4) (4) 电动机运行正常，如不按电电动机运
30、行正常，如不按电路图接线，扣路图接线，扣1 1分分(5)(5)布线不入线槽、不美观，主布线不入线槽、不美观，主电路、控制电路每根扣电路、控制电路每根扣0.50.5分分(6)(6)接点松动、露铜过长、反圈接点松动、露铜过长、反圈、压绝缘层，标记线号不清楚、压绝缘层，标记线号不清楚、遗漏或误标，引出端子无别径压遗漏或误标，引出端子无别径压端子，每处扣端子，每处扣0.50.5分分(7)(7)损伤导线绝缘或线芯，每根损伤导线绝缘或线芯，每根扣扣0.50.5分分(8)(8)不按不按PLCPLC控制控制I/OI/O接线图接线接线图接线，每处扣，每处扣2 2分分六六.评分标准评分标准程序输入程序输入与调试与
31、调试2020分分熟练操作键盘，能熟练操作键盘，能正确地将所编写的正确地将所编写的程序下载到程序下载到PLCPLC；按照被控设备的动按照被控设备的动作要求进行模拟调作要求进行模拟调试，达到设计要求试，达到设计要求(1) (1) 不熟练录入指令，扣不熟练录入指令，扣2 2分分(2)(2)不会用删除、插入、不会用删除、插入、修改等命令，每项扣修改等命令，每项扣2 2分分(3)1(3)1次试车不成功扣次试车不成功扣4 4分分，2 2次试车不成功扣次试车不成功扣8 8分，分，3 3次试车不成功扣次试车不成功扣1010分分安全、文安全、文明工作明工作1010分分(1)(1)安全用电，无安全用电，无人为损坏
32、仪器、元人为损坏仪器、元件和设备件和设备(2)(2)保持环境整洁保持环境整洁，秩序井然，操作，秩序井然，操作习惯良好习惯良好(3)(3)小组成员协作小组成员协作和谐，态度正确和谐，态度正确(4)(4)不迟到、早退不迟到、早退、旷课、旷课(1)(1)发生安全事故，扣发生安全事故，扣1010分分(2)(2)人为损坏设备、元器人为损坏设备、元器件，扣件，扣1010分分(3)(3)现场不整洁、工作不现场不整洁、工作不文明，团队不协作，扣文明，团队不协作，扣5 5分分(4)(4)不遵守考勤制度，每不遵守考勤制度，每次扣次扣2525分分总总 分分六六.评分标准评分标准 某设备间歇性工作，要求总工作时间达某设备间歇性工作，要求总工作时间达300s300s后系统发出报告信息。后系统发出报告信息。工作时工作时I0.1I0.1得电，工作时间到达由得电，工作时间到达由Q0.1Q0.1报告信息，报告信息复位由报告信息，报告信息复位由I0.2I0.2得电控制。请设计得电控制。请设计PLCPLC控制程序并进行调试。控制程序并进行调试。 七七.任务训练任务训练