任務4-4三相異步電動機報警指示電路的PLC控制一、任務導入

三相異步電動機報警指示電路的控制要求如下：當按下起動按鈕SB1后，過10s，被檢測信號X005仍沒有信號，則報警燈閃爍，閃爍要求：0.5s亮，0.5s滅；蜂鳴器響6s，報警燈閃爍13次后，系統復位停止。該控制要求對閃爍次數進行計數，那么PLC如何計數呢？了解計數器的功能、分類及特點；熟悉計數器的選用、計數數值的設定；掌握FX系列PLCI/O端口的外部接線方法。會選擇計數器的驅動條件；能正確選擇計數器觸點進行編程、計數器的復位；能正確使用計數器C。二、任務目標三、知識儲備

學習情境1計數器(C)

計數器(C)在程序中用作計數控制。三菱FX系列PLC中計數器可分為內部信號計數器和外部信號計數器兩類。內部計數器是對機內元件（X、Y、M、S、T和C）的觸點通斷次數進行積算式計數，當計數次數達到計數器的設定值時，計數器觸點動作，使控制系統完成相應的控制作用。

計數器的設定值可由十進制常數（K）設定，也可以由指定的數據寄存器（D）的中內容進行間接設定。由于機內元件信號的頻率低于掃描頻率，因而是低速計數器，也稱普通計數器。對高于機器掃描頻率的外部信號進行計數，需要用機內的高速計數器。這里僅對低速計數器進行介紹。表4-4-1FX系列PLC內部計數器三菱FX系列PLC的內部計數器分為16位增計數器和32位增/減雙向計數器。FX系列PLC內部計數器見表4-4-1所示。1)通用型16位增計數器2)失電保持型16位增計數器1.16位增計數器有兩種16位二進制增計數器：16位是指其設定值及當前值寄存器為二進制16位寄存器，其設定值在K1～K32767范圍內有效。設定值K0與K1意義相同，均在第一次計數時，其觸點動作。1)通用型16位增計數器FX3U、FX3UC型PLC內有通用型16位增計數器100點（C0~C99），它們的設定值均為K1~K32767。當計數器輸入信號每接通1次，計數器當前值增加1，當計數器的當前值達到設定值時，計數器動作，其常開觸點接通，之后即使計數器輸入再接通，計數器的當前值都保持不變，只有復位輸入信號接通時，計數器被復位，計數器當前值才復位為0，其輸出觸點也隨之復位。計數過程中如果電源斷電，通用計數器當前值回0，再次通電后，將重新計數。2)失電保持型16位增計數器FX3U、FX3UC型PLC內有失電保持型16位增計數器100點（C100~C199），它們的設定值均為K1~K32767。其工作過程與通用型相同，區別在于計數過程中如果電源斷電，失電保持型計數器其當前值和輸出觸點的置位/復位狀態保持不變。圖4-4-116位增計數器的工作過程圖4-4-1所示為16位增計數器的工作過程。

圖4-4-1中，計數輸入X011是計數器的計數條件，X011每次驅動計數器C0的線圈時，計數器的當前值加1。“K10”為計數器的設定值。當第十次驅動計數器線圈指令時，計數器的當前值和設定值相等，觸頭動作，Y000=ON。在C0的常開觸頭閉合（置1）后，即使X011再動作，計數器的當前狀態保持不變。

由于計數器的工作條件本身就是斷續工作的，外電源正常時，其當前寄存器具有記憶功能，因而即使是非掉電保持型的計數器也需要復位指令才能復位。圖中X010為復位條件。當復位輸入X010接通時，執行RST指令，計數器的當前值復位為0，輸出觸頭也復位。

計數器的設定值，除了常數外，也可間接通過數據寄存器設定。使用計數器C100~C199時，即使停電，當前值和輸出觸頭的置位/復位狀態也能保持。利用PLC定時器、計數器知識，設計某生產線產品計數器控制系統。要求：計數傳感器接在X0端口，當有10個產品流過生產線（10個脈沖到PLC計數器）時，指示燈L1亮，20秒后自動熄滅，并開始重新計數。編寫程序，并下載接線實驗。思考與練習1：2.32位增/減計數器有兩種32位的增/減計數器。32位指其設定值寄存器為32位。由于是雙向計數，32位的首位為符號位。設定值的最大絕對值為31位二進制數所表示的十進制數，即-2147483648~+2147483647。設定值可直接用常數K或間接用數據寄存器D的內容。間接設定時，要用元件號緊連在一起的兩個數據寄存器。1)通用型32位的增/減計數器2)

失電保持型32位的增/減計數器1)通用型32位增/減計數器FX3U、FX3UC型PLC內有通用型32位增/減計數器20點（C200~C219），其增/減計數方式，由特殊輔助繼電器M8200~M8219設定。計數器與特殊輔助繼電器一一對應，如計數器C215對應M8215。當對應的輔助繼電器為ON時為減計數器；當對應的輔助繼電器為OFF時為增計數器。2)失電保持型32位增/減計數器FX3U、FX3UC型PLC內有失電保持型32位增/減計數器15點（C220~C234），其增/減計數方式，由特殊輔助繼電器M8220~M8234設定。其工作過程與通用型32位增/減計數器相同，不同之處在于失電保持型32位增/減計數器的當前值和觸點狀態在斷電時均能保持。

圖4-4-2增減計數器的動作過程圖4-4-2所示為增減計數器的動作過程。圖4-4-2中，X014作為計數輸入，驅動C200線圈進行加計數或減計數。X012為計數方向選擇。計數器設定值為－5，當計數器的當前值由－6增加為－5時，其觸頭置1；由－5減少為－6時，其觸頭置0。利用PLC相關知識，設計某生產線的PLC控制系統。要求：按下啟動按鈕，控制主電機啟動生產線，并對生產線上產品開始計數。當有10個產品流過生產線（10個脈沖到PLC計數器）時，指示燈L1點亮并停止生產線，20秒后指示燈熄滅，生產線重新啟動（并重新計數），任何時刻可通過停止按鈕停止生產線并復位計數器。編寫程序，并下載接線實驗。思考與練習2：3.計數器的應用1）計數器與計時器組合實現延時的程序a)梯形圖b)時序圖圖4-4-3計數器與計時器組合實現延時的程序計數器與計時器組合實現延時的控制程序如圖4-4-3所示。多長時間，Y0有輸出？圖4-4-3中，當T0的延時30s時間到，計時器T0動作，其常開觸頭閉合，使計數器C0計數1次。而T0的常閉觸頭斷開，又使它自己復位，復位后，T0的當前值變為0，其常閉觸點又閉合，使T0又重新開始延時，每一次延時計數器C0的當前值累加1，當C0的當前值達到300時，計數器C0動作，才使Y000為ON。整個延時時間為T=300×0.1s×200=6000s。2）兩個計數器組合實現的延時程序兩個計數器組合實現的延時程序如圖4-4-4所示。

a)梯形圖b)時序圖圖4-4-4兩個計數器組合實現延時的程序圖4-4-4中，當閉合起停開關X000時，計數器C0對PLC內部的0.1s脈沖M8012（特殊輔助繼電器）進行計數，每0.1s計數器C0的當前值加1，直到500，C0動作，計數器C1計數1次，同時，C0的常開觸頭閉合，使它自己復位，當前值清零，C0又重新開始對M8012計數，C0每重新計數，C1當前值加1，直到C1當前值達到100時，C1動作，使Y000為ON。從而實現延時時間T=500×0.1s×100=5000s。3）單按鈕控制電動機起停程序單按鈕控制電動機起停：用一個單按鈕控制電動機起動和停止。按一下按鈕，電動機起動運行，再按一下，電動機停止，又按一下起動……如此循環。用PLC設計的單按鈕控制電動機起停程序的方法很多，這里是用計數器實現的控制，梯形圖如圖4-4-5所示。a)梯形圖b)時序圖圖4-4-5單按鈕控制電動機起停程序圖4-4-5中，第一次按下起動按鈕時，X000常開觸點閉合，計時器C0當前值計1并動作，輔助繼電器M0線圈得電動作，C0動作后，其常開觸點閉合，使Y000線圈得電，電動機運行，PLC執行到第二個掃描周期時，X000雖然仍為ON，但M0的常閉觸點斷開，使得C0不會被復位，由于復位C0的條件是X000的常開觸點和M0常閉觸點的與，而驅動M0線圈的條件是X000的常開觸點，所以，在X000閉合期間及斷開后，C0一直處于動作狀態，使電動機處于運行狀態，當第2次按下起停按鈕時，X000常開觸點閉合，M0常閉觸點閉合，C0的當前值為1不變，Y000常開觸點閉合，使得計數器C0被復位，C0常開觸點斷開，Y000線圈失電，使電動機停轉，以此類推。從而實現了單按鈕控制電動機的起停。

學習情境2脈沖式觸點指令1、指令使用要素LDP、LDF、ANDP、ANDF、ORP、ORF指令的功能、梯形圖表示、操作元件、所占的程序步如表4-4-2所示。單個觸點類指令的后面緊跟相應后綴便為相應的脈沖式觸點指令，其中，P-上升沿脈沖，F-對應下降沿脈沖。脈沖式觸點僅在操作元件對應邊沿（上升/下降沿）時導通一個掃描周期。表4-4-2脈沖式觸點指令使用要素表2、用法示例LDP、ANDP、ORP指令的應用如圖4-4-6所示。

a)梯形圖b)指令表c)時序圖

圖4-4-6LDP、ANDP、ORP指令的應用LDF、ANDF、ORF指令的應用如圖4-4-7所示。a)梯形圖b)指令表c)時序圖圖4-4-7LDF、ANDF、ORF指令的應用3、使用注意事項1）LDP、ANDP和ORP指令是用來作上升沿檢測的觸頭指令，觸頭的中間有1個向上的箭頭，對應的觸頭僅在指定位元件的上升沿（由OFF變為ON）時接通1個掃描周期。2）LDF、ANDF和ORF指令是用來作下降沿檢測的觸頭指令，觸頭的中間有1個向下的箭頭，對應的觸頭僅在指定位元件的下降沿(由ON變為OFF)時接通1個掃描周期。四、任務實施完成三相異步電動機報警指示電路的PLC控制。控制要求：當按下起動按鈕SB1后，過10s，被檢測信號X005仍沒有信號，則報警燈閃爍，蜂鳴器響6s。報警燈閃爍13次后，系統復位停止。閃爍要求：0.5s亮，0.5s滅。1.任務要求2.I/O地址分配與接線圖表4-4-3三相異步電動機報警指示電路的PLC控制I/O分配表圖4-4-8三相異步電動機報警指示電路PLC控制的I/O接線圖3.編制程序圖4-4-9三相異步電動機報警指示電路PLC控制程序梯形圖4.系統調試1）利用GXDeveloper編程軟件在計算機上輸入圖4-4-9所示的程序，然后下載到PLC中。2）靜態調試。按圖4-4-8所示的I/O接線圖正確連接好輸入設備，進行PLC程序的靜態調試（按下啟動按鈕SB1,10s后，Y000閃爍，Y001亮6s后熄滅，Y000閃爍13次后熄滅），觀察PLC的輸岀指示燈是否按要求指示，否則，檢査并修改程序，直至輸出指示正確。

注意：靜態調試時，觀察的是PLC的輸出指示燈。3)

動態調試。按圖4-4-8所示的I/O接線圖正確連接好輸出設備，進行系統的動態調試，觀察報警燈和蜂鳴器能否按控制要求動作（按下啟動按鈕SB1,10s后，報警燈閃爍，蜂鳴器響，響6s后停止，報警燈閃爍13次后，系統復位停止），并通過GXDeveloper編程軟件使程序處于監視狀態，觀察其是否與動作一致，否則，檢查電路接線或修改程序，直至報警燈和蜂鳴器能按控制要求動作。5.分析與思考本任務中閃爍要求改為：0.7s亮，0.8s滅，梯形圖程序如何修改？五、任務拓展按下正轉起動按鈕SB2，電動機正轉8s，暫停7s，反轉8s，暫停7s，如此循環6個周期，然后自動停止；如按下反轉起動按鈕SB3，電動機反轉8s，暫停7s，正轉8s，暫停7s，如此循環6個周期，然后自動停止；運行中，可按停止按鈕停止，熱繼電器動作也應停止。（一）三相異步電動機循環正反轉的的PLC控制1.控制要求2.I/O地址分配與接線圖表4-4-4三相異步電動機循環正反轉的PLC控制I/O分配表圖4-4-10三相異步電動機循環正反轉PLC控制I/O接線圖圖4-4-11三相異步電動機循環正反轉PLC控制程序梯形圖3.PLC程序設計1)將圖4-4-11所示的程序用GXDeveloper軟件編程并下載到PLC中。2)靜態調試。按圖4-4-10所示的I/O接線圖正確連接好輸入設備，進行PLC程序的靜態調試（按下正轉的起動按鈕X001后，Y001亮，8S后，Y001熄滅，7S后，Y002亮；8S后，Y002熄滅，7S后，Y001亮，如此6個循環，Y001、Y002都熄滅；按下反轉的起動按鈕X002后，Y002亮，8S后，Y002熄滅，7S后，Y001亮；8S后，Y001熄滅，7S后，Y002亮，如此6個循環，Y001、Y002都熄滅；按下停止按鈕X000或熱繼電器X003動作時，Y001、Y002都熄滅），觀察PLC的輸出指示燈是否按要求指示，否則，檢查并修改程序，直至輸出指示正確。4.程序調試3）動態調試。按圖4-4-10所示的I/O接線圖正確連接好輸出設備，進行系統的空載調試，觀察交流接觸器能否按控制要求動作（按下正轉的起動按鈕X001后，KM1閉合，8S后，KM1斷開，7S后，KM2閉合；8S后，KM2斷開，7S后，KM1閉合，如此6個循環，KM1、KM2都斷開；按下反轉的起動按鈕X002后，KM2閉合，8S后，KM2斷開，7S后，KM1閉合；8S后，KM1斷開，7S后，KM2閉合，如此6個循環，KM1、KM2都斷開；按下停止按鈕X000或熱繼電器X003動作時，KM1、KM2都斷開），否則，檢查電路接線或修改程序，直至交流接觸器能按控制要求動作；然后連接好電動機，進行帶載動態調試。（二）PLC應用系統的設計步驟PLC應用的設計，一般應按下述幾個步驟進行：

1、熟悉被控對象。

2、明確控制任務與設計要求。

3、制訂