PLC常用的基本控制电路及梯形图
启动、自锁和停止控制是PLC最基本的控制功能。启动、自锁和停止控制可采用驱动指令(=),也可以采用置位、复位指令(S、R)来实现。
1.采用驱动指令实现启动、自锁和停止控制
驱动指令(=)的功能是驱动线圈,它是一种常用的指令。用驱动指令实现启动、自锁和停止控制的PLC线路和梯形图如图1所示。
a)PLC接线图 b)梯形图
图1 采用驱动指令实现启动、自锁和停止控制线路与梯形图
电路与梯形图说明如下:
当按下起动按钮SB1时,PLC内部梯形图程序中的起动触点I0.0闭合,输出线圈Q0.0得电,PLC输出端子Q0.0内部的硬触点闭合,Q0.0端子与1L端子之间内部硬触点闭合,接触器线圈KM得电,主电路中的KM主触点闭合,电动机得电起动。
输出线圈Q0.0得电后,除了会使Q0.0、1L端子之间的硬触点闭合外,还会自锁触点Q0.0闭合,在起动触点I0.0断开后,依靠自锁触点闭合可使线圈Q0.0继续得电,电动机就会继续运转,从而实现自锁控制功能。
当按下停止按钮SB2时,PLC内部梯形图程序中的停止触点I0.1断开,输出线圈Q0.0失电, Q0.0、1L端子之间的内部硬触点断开,接触器线圈KM失电,主电路中的KM主触点断开,电动机失电停转。
2.采用置位、复位指令实现起动、自锁和停止控制
采用置位、复位指令(R、S)实现起动、自锁和停止控制的梯形图如图2所示。
(a)PLC接线图 (b)梯形图
图2 采用置位复位指令实现启动、自锁和停止控制线路与梯形图
电路与梯形图说明如下:
当按下起动按钮SB1时,梯形图中的起动触点I0.0闭合,“S Q0.0, 1”指令执行,指令执行结果将输出继电器线圈Q0.0置1,相当于线圈Q0.0得电, Q0.0、1L端子之间的内部硬触点接通,接触器线圈KM得电,主电路中的KM主触点闭合,电动机得电起动。
线圈Q0.0置位后,松开起动按钮SB1、起动触点I0.0断开,但线圈Q0.0仍保持“1”态,即仍维持得电状态,电动机就会继续运转,从而实现自锁控制功能。
当按下停止按钮SB2时,梯形图程序中的停止触点I0.1闭合,“R Q0.0, 1”指令被执行,指令执行结果将输出线圈Q0.0复位(即置0),相当于线圈Q0.0失电,Q0.0、1L端子之间的内部硬触点断开,接触器线圈KM失电,主电路中的KM主触点断开,电动机失电停转。
将图1和图2比较可以发现,采用置位复位指令与线圈驱动都可以实现起动、自锁和停止控制,两者的PLC外部接线都相同,仅给PLC编写的梯形图程序不同。
正、反转联锁控制线路与梯形图如图3所示。
(a)PLC接线图
(b)梯形图
图3 正、反转联锁控制线路与梯形图
电路与梯形图说明如下:
(1)正转联锁控制
按下正转按钮SB1→梯形图程序中的正转触点I0.0闭合→线圈Q0.0得电→Q0.0自锁触点闭合,Q0.0联锁触点断开,Q0.0端子与1L端子间的内硬触点闭合→Q0.0自锁触点闭合,使线圈Q0.0在I0.0触点断开后仍可得电;Q0.0联锁触点断开,使线圈Q0.1即使在I0.1触点闭合(误操作SB2引起)时也无法得电,实现联锁控制;Q0.0端子与1L端子间的内硬触点闭合,接触器KM1线圈得电,主电路中的KM1主触点闭合,电动机得电正转。
(2)反转联锁控制
按下反转按钮SB2→梯形图程序中的反转触点I0.1闭合→线圈Q0.1得电→Q0.1自锁触点闭合,Q0.1联锁触点断开,Q0.1端子与1L端子间的内硬触点闭合→Q0.1自锁触点闭合,使线圈Q0.1在I0.1触点断开后继续得电;Q0.1联锁触点断开,使线圈Q0.0即使在I0.0触点闭合(误操作SB1引起)时也无法得电,实现联锁控制;Q0.1端子与1L端子间的内硬触点闭合,接触器KM2线圈得电,主电路中的KM2主触点闭合,电动机得电反转。
(3)停转控制
按下停止按钮SB3→梯形图程序中的两个停止触点I0.2均断开→线圈Q0.0、Q0.1均失电→接触器KM1、KM2线圈均失电→主电路中的KM1、KM2主触点均断开,电动机失电停转。
(4)过热保护
如果电动机长时间过载运行,流过热继电器FR的电流会因长时间过流发热而动作,FR触点闭合,PLC的I0.3端子有输入→梯形图程序中的两个热保护常闭触点I0.3均断开→线圈Q0.0、Q0.1均失电→接触器KM1、KM2线圈均失电→主电路中的KM1、KM2主触点均断开,电动机失电停转,从而防止电动机长时间过流运行而烧坏。
多地控制线路与梯形图
多地控制线路与梯形图如图4所示,其中图4b为单人多地控制梯形图,图4c为多人多地控制梯形图。
(a)PLC接线图
(b)单人多地控制梯形图
(c)多人多地控制梯形图
图4 多地控制线路与梯形图
电路与梯形图说明如下:
(1)单人多地控制
单人多地控制线路和梯形图如图4a、b所示。
1)甲地启动控制。在甲地按下起动按钮SB1时→I0.0常开触点闭合→线圈Q0.0得电→Q0.0常开自锁触点闭合,Q0.0端子内硬触点闭合→Q0.0常开自锁触点闭合锁定Q0.0线圈供电,Q0.0端子内硬触点闭合使接触器线圈KM得电→主电路中的KM主触点闭合,电动机得电运转。
2)甲地停止控制。在甲地按下停止按钮SB2时→I0.1常闭触点断开→线圈Q0.0失电→Q0.0常开自锁触点断开,Q0.0端子内硬触点断开→接触器线圈KM失电→主电路中的KM主触点断开,电动机失电停转。
乙地和丙地的起/停控制与甲地控制相同,利用图4b梯形图可以实现在任何一地进行起/停控制,也可以在一地进行起动,在另一地控制停止。
(2)多人多地控制
多人多地控制线路和梯形图如图4a、c所示。
1)起动控制。在甲、乙、丙三地同时按下按钮SB1、SB3、SB5→I0.0、I0.2、I0.4三个常开触点均闭合→线圈Q0.0得电→Q0.0常开自锁触点闭合,Q0.0端子的内硬触点闭合→Q0.0线圈供电锁定,接触器线圈KM得电→主电路中的KM主触点闭合,电动机得电运转。
2)停止控制。在甲、乙、丙三地按下SB2、SB4、SB6中的某个停止按钮时→I0.1、I0.3、I0.5三个常闭触点中某个断开→线圈Q0.0失电→Q0.0常开自锁触点断开,Q0.0端子内硬触点断开→Q0.0常开自锁触点断开使Q0.0线圈供电切断,Q0.0端子的内硬触点断开使接触器线圈KM失电→主电路中的KM主触点断开,电动机失电停转。
图4c梯形图可以实现多人在多地同时按下起动按钮才能启动功能,在任意一地都可以进行停止控制。
定时控制线路与梯形图
定时控制方式很多,下面介绍两种典型的定时控制线路与梯形图。
1.延时起动定时运行控制线路与梯形图
延时起动定时运行控制线路与梯形图如图5所示,其实现的功能是,按下起动按钮3s后,电动机开始运行,松开起动按钮后,运行5s会自动停止。
图5 延时起动定时运行控制线路与梯形图
电路与梯形图说明如下:
2.多定时器组合控制线路与梯形图
图6是一种典型的多定时器组合控制线路与梯形图,其实现的功能是:按下起动按钮后,电动机B马上运行,30s后电动机A开始运行,70s后电动机B停转,100s后电动机A停转。
图6 一种典型的多定时器组合控制线路与梯形图
电路与梯形图说明如下:
长定时控制线路与梯形图
西门子S7-200 PLC的最大定时时间为3276.7s(约54min),采用定时器和计数器组合可以延长定时时间。定时器与计数器组合延长定时控制线路与梯形图如图7所示。
(a)PLC接线图 (b)梯形图
图7 定时器与计数器组合延长定时控制线路与梯形图
电路与梯形图说明如下:
图7中的定时器T50定时单位为0.1s(100ms),它与计数器C10组合使用后,其定时时间T=30000×0.1s×30000=90000000s=25000h。若需重新定时,可将开关QS断开,让[2]I0.0常闭触点闭合,对计数器C10执行复位,然后再闭合QS,则会重新开始250000小时定时。
多重输出控制线路与梯形图
多重输出控制线路与梯形图如图8所示。
图8 多重输出控制线路与梯形图
电路与梯形图说明如下:
(1)起动控制
(2)停止控制
过载报警控制线路与梯形图
过载报警控制线路与梯形图如图9所示。
图9 过载报警控制线路与梯形图
电路与梯形图说明如下:
(1)起动控制
按下起动按钮SB1→[1]I0.1常开触点闭合→置位指令执行→Q0.1线圈被置位,即Q0.1线圈得电→Q0.1端子内硬触点闭合→接触器KM线圈得电→KM主触点闭合→电动机得电运转。
(2)停止控制
按下停止按钮SB2→[2]I0.2常开触点闭合→复位指令执行→Q0.1线圈被复位(置0),即Q0.1线圈失电→Q0.1端子内硬触点断开→接触器KM线圈失电→KM主触点断开→电动机失电停转。
(3)过载保护及报警控制
闪烁控制电路与梯形图
闪烁控制线路与梯形图如图10所示。
(a)PLC接线图 (b)梯形图
图10 闪烁控制线路与梯形图
电路与梯形图说明如下:
将开关QS闭合→I0.0常开触点闭合→定时器T50开始3s计时→3s后,定时器T50动作,T50常开触点闭合→定时器T51开始3s计时,同时Q0.0得电,Q0.0端子内硬触点闭合,灯HL点亮→3s后,定时器T51动作,T51常闭触点断开→定时器T50复位,T50常开触点断开→Q0.0线圈失电,同时定时器T51复位→Q0.0线圈失电使灯HL熄灭;定时器T51复位使T51闭合,由于开关QS仍处于闭合,I0.0常开触点也处于闭合,定时器T50又重新开始3s计时(此期间T50触点断开,灯处于熄灭状态)。
以后重复上述过程,灯HL保持3s亮、3s灭的频率闪烁发光。
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来源:《学PLC超简单》