§ 5 可编程控制器的应用
一、电动机常用控制线路举例
1.三相异步电动机起、停控制
开关量逻辑控制
SB1:起动按钮
SB2:停止按钮
图
X400 Y430
Y430
X402 X401
KH:热继电器常
开触点 X402
正转
反转
停止
2.三相异步电动机正反转控制 目标,按一下
SB1，电机正
转 —— KM1得电
并保持
按一下 SB2，电
机反转 —— KM2
得电并保持
按一下 SB3，电
机停转 —— KM1、
KM2失电
图
X400 X401
M100
M100 X402 Y431
M100 T450
K2 T450 Y430
X401 X400
M101
M101 X402 Y430
M101 T451
K2 T451 Y431
? 在上述正反转控制中，若梯形图设计为如下
方式，在实际运行中可行吗？为什么？
X4 00
Y4 30
X4 02
X4 01 Y4 30
Y4 31
X4 02 Y4 31
X4 02 X4 00 Y4 30
Y4 31
3.三相异步电动机 Y/?启动 控制
Y,KM,KM1得电
?,KM,KM2得电
起动
停止
KM
KM2
KM1
引出分支母线
起动 KM的同时 T450开始延时
KM1线圈失电后 T451开始延时
保持 KM得电
KM1:ON
KM2:OFF
KM1:OFF
KM2:ON
先
后
分支母线返回
图
KM1
KM2
主电路
KM
X400 X401 Y430
M100
T450
T450
M100 Y430
Y432 Y431
Y431 Y432 T451
T451 Y432
Y432
Y430 Y432
二,装配流水线的控制
传送带上共有 8个工位，工件从 0号位装入，分别在 1,3,5、
7工位上完成 4种装配操作。 0,2,4,6工位用于传送工件。
0号位装有行程开关，当有工件时，合上电源开关传送带才
可启动工作。每隔 5S移动一个工位。
传送带装配流水线工作示意图
ST 1YA 2YA 3YA 4YA
0 1 2 3 4 5 6 7
操作 4 操作 1 操作 2 操作 3
成品库
工件装入
电源
X400
X401
X402
Y430
Y431
Y432
Y433
QG
ST
SB
COM COM
1YA
2YA
3YA
4YA
复位按钮
电源开关
行程开关
用移位寄存器的 M111,M113,M115,M117分别控制 4种操作，
则要求移位寄存器每隔 5S移位一次。 —— 如何产生移位信号？
X400 T450
T450 M100
M100
K5 5S 5S
扫描周期
M100
三,钻孔动力头的控制
? 动力头停在处于 原位, 1ST被压合
? 起动 SB，电磁阀 1YA得电，使动力头 快进
? 到达工位 2,2ST被压合，使电磁阀 1YA,2YA都得电，动力头
工进
? 到达工位 3,3ST被压合，使电磁阀 1YA,2YA失电，动力头停
止前进，工进 延时 1S，等待加工完成。
?延时时间到，电磁阀 3YA得电，动力头 退回
步序 输入条件
输出
1YA 3YA 2YA
原位 1ST － － －
－ －
－
－ － －
－ －
－ － －
＋
＋
＋
＋
快进 1ST?SB
工进 2ST
延时 3ST
退回 3ST?KT
1ST 原位
动作顺序表,
现场器件 PLC对应端子
1ST 动力头原位
说明
输
入
输
出
2ST
3ST
SB
X400
X401
X402
X403
1YA
2YA
3YA
Y431
Y432
Y433
快进到位
工进到位
起动按钮
快进、工进
工进
退回
PLC分配对照表
PLC与外部器件的连接关系,X402
X402
Y433
X400
X400 X403 Y431
Y431
X401 Y432
Y432
X402 T450
K1
COM
X400
X401
X402
X403
Y431
Y432
Y433
COM1 ~
电源 FU
1YA
2YA
3YA
1ST
2ST
3ST
SB N
L
GND
PLC的工
作电源
原位 按扭
快进
工进
停止
延时
退回
Y433
T450 Y433
四,搬运机械手的控制
搬运机械手示意图
工艺流程图
夹紧后，延时 3S再上升，保证可靠夹紧
松开后，延时 2S再上升，保证可靠松开
1ST：下限
2ST：上限
3ST：右限
4ST：左限
工件夹紧 —— 电磁
阀驱动汽缸来实现
2YA,ON夹紧，
OFF松开
机械手移动,
1YA，控制下降
3YA，上升
4YA，右移
5YA，左移
步序 输入条件 下降
1YA
夹紧
2YA
上升
3YA
右移
4YA
左移
5YA
灯
HL
原点 2ST.4ST —— —— —— —— —— +
下降 1SB + —— —— —— —— —
—
夹紧 1ST —— + —— —— —— —
—
上升 KT1 —— + + —— —
—
右移 2ST —— + —— + —— —
—
下降 3ST + + —
—
—— —— —
—
松开 1ST —— —— —— —— —— —
—
上升 KT2 —— —— + —— —— —
设计思路,
原位 —— 下降 —— 夹紧 —— 上升 —— 右行 —— 下降 —— 松开 ——
M100 M101 M102 M103 M104 M105 M106
上升 —— 左行 —— 回原点
M107 M110 M111
启动
下限
左限
右限
上限
复位
指示灯
下降阀
左移阀
右移阀
上升阀
夹紧阀
PLC接线图
M201 Y432
M102
T450
S M201
K 3
夹紧
延时
M107 Y433
M103
上升
M104 Y434 右行
松开
K 2
R M201 M106
T451
M110 Y435 右行
X402 X404
M200
X406
OUT
RST
SFT
M100
M117
|
PLS M200
M101 M103 M102 M104 M105 M106 M107 M110 M111
复位
X406
M200
2ST 4ST
M101=ON
M102=ON
M111=ON
X401 M101 1ST下限位 下降
T450 M102 夹紧延时继电器 夹紧
X402 M103
上限位 上移
M100 X400 原点 启动
X403 M104 右行 右限位
X401 M105 下移 1ST下限位
T451 M106 松开 放松延时继电器
X402 M107 上移 上限位
X404 M110 左行 左限位
?M111常闭触点应不应该串到
移位寄存器的输入端？
五,十字路口交通信号灯自动控制
东
南
西
北
1 R 1 Y 1 G
2R
2Y
2G
SB
2R
1G
1Y
1R
2G
2Y
5 5 S 3S 2S 5 5 S 3S 2S
十字路口交通信号灯的时序图
~
Y 4 30
Y 4 31
Y 4 32
Y 5 30
Y 5 31
Y 5 32
COM
COM
X 4 00
FU 电源
2R
1G
1Y
1R
2G
2Y
SB
设计方法：化整为零，采用基本电路
1） SB按钮信号的处理
X400
M100
M100
2）红灯 1R,2R交替亮 60S；绿灯 1G、
2G闪烁 3次。可用定时器产生周期脉冲
信号电路实现。
T 4 51 T 4 50
T 4 51T 4 50
K 6 0
K 6 0
T 5 51 T 5 50
T 5 51T 5 50
K 0,5
K 0,5
M 10 0
M 10 0
T 4 5 0 6 0 S 6 0 S
T 5 5 0
0,5 S
0,5 S
T 4 50 Y4 30
T 4 52
K 5 5
T 4 52 T 4 53
T 4 54T 4 53
K3
K2
M 10 0
T 4 52 Y4 31Y4 30
T 4 52 T 4 53 T 5 50
T 4 54 Y4 32T 4 53
2R
1G亮55 S
1G闪3S
1Y亮2S
T 4 50 Y5 30
T 4 55
K 5 5
T 4 55 T 4 56
T 4 57T 4 56
K3
K2
M 10 0
T 4 55 Y5 31Y5 30
T 4 55 T 4 56 T 5 50
T 4 57 Y5 32T 4 56
1R
2G亮55 S
2G闪3S
2Y亮2S
六、抢答系统
硬件电路设计,
输入信号,输出信号,
PB11 X000
PB12 X001
PB2 X002
PB31 X003
PB32 X004
PB4 X005
SW X006
L1 Y001
L2 Y003
L3 Y005
电磁铁 Y007
硬件电路
程序设计,
抢答规则,
1,要回答主持人的提问，必须抢先按下桌上的按钮；
2,为了给儿童一些优待和教授组的限制，儿童组只要有一个
按下就为抢答成功，而教授组必须两人同时按下才算抢答成功；
控制原则,
1,抢答成功后相应的指示灯亮；
2,主持人按下复位按钮 PB4后，指示灯灭；
3,如果竞赛者在主持人合上 SW开关的 10秒内抢答成功，
电磁铁使彩球摇动，以示竞赛者得到一次幸运的机会。
七,PLC控制系统的开发步骤
1.常见的输入、输出类型,
输入,
开关量：操作开关、行程开关、按扭、接近开关、继电器触点等。
模拟量：流量、温度、压力等传感器信号。
中断：限位开关、事故信号、停电信号、紧急停止等。
脉冲量：串行信号、各种脉冲源。
数字量：计算机接口、键盘、其它数字设备
输出,
开关量：电器元件线圈等。
模拟量：各种传感器信号。
数字量：数字显示器，计算机接口、打印机等
2.PLC的选择
PLC规模估算,
I/O点估算：留 15%~20%裕量以备扩充。
存储器估算：总点数 ?（ 10~12） =指令语句数（小型机粗略估算）
PLC选型,
功能：逻辑控制 -小型机。
输入接口模块：输入信号电压、电流、速度等与输入接口模块的匹配。
输出接口模块：模块的工作电压、电流、速度等应与所带负载匹配。
灯丝负载、电容性负载、电机负载、电感性负载等
PLC的价格、可扩充性、软件开发难易、售后服务
一、电动机常用控制线路举例
1.三相异步电动机起、停控制
开关量逻辑控制
SB1:起动按钮
SB2:停止按钮
图
X400 Y430
Y430
X402 X401
KH:热继电器常
开触点 X402
正转
反转
停止
2.三相异步电动机正反转控制 目标,按一下
SB1，电机正
转 —— KM1得电
并保持
按一下 SB2，电
机反转 —— KM2
得电并保持
按一下 SB3，电
机停转 —— KM1、
KM2失电
图
X400 X401
M100
M100 X402 Y431
M100 T450
K2 T450 Y430
X401 X400
M101
M101 X402 Y430
M101 T451
K2 T451 Y431
? 在上述正反转控制中，若梯形图设计为如下
方式，在实际运行中可行吗？为什么？
X4 00
Y4 30
X4 02
X4 01 Y4 30
Y4 31
X4 02 Y4 31
X4 02 X4 00 Y4 30
Y4 31
3.三相异步电动机 Y/?启动 控制
Y,KM,KM1得电
?,KM,KM2得电
起动
停止
KM
KM2
KM1
引出分支母线
起动 KM的同时 T450开始延时
KM1线圈失电后 T451开始延时
保持 KM得电
KM1:ON
KM2:OFF
KM1:OFF
KM2:ON
先
后
分支母线返回
图
KM1
KM2
主电路
KM
X400 X401 Y430
M100
T450
T450
M100 Y430
Y432 Y431
Y431 Y432 T451
T451 Y432
Y432
Y430 Y432
二,装配流水线的控制
传送带上共有 8个工位，工件从 0号位装入，分别在 1,3,5、
7工位上完成 4种装配操作。 0,2,4,6工位用于传送工件。
0号位装有行程开关，当有工件时，合上电源开关传送带才
可启动工作。每隔 5S移动一个工位。
传送带装配流水线工作示意图
ST 1YA 2YA 3YA 4YA
0 1 2 3 4 5 6 7
操作 4 操作 1 操作 2 操作 3
成品库
工件装入
电源
X400
X401
X402
Y430
Y431
Y432
Y433
QG
ST
SB
COM COM
1YA
2YA
3YA
4YA
复位按钮
电源开关
行程开关
用移位寄存器的 M111,M113,M115,M117分别控制 4种操作，
则要求移位寄存器每隔 5S移位一次。 —— 如何产生移位信号？
X400 T450
T450 M100
M100
K5 5S 5S
扫描周期
M100
三,钻孔动力头的控制
? 动力头停在处于 原位, 1ST被压合
? 起动 SB，电磁阀 1YA得电，使动力头 快进
? 到达工位 2,2ST被压合，使电磁阀 1YA,2YA都得电，动力头
工进
? 到达工位 3,3ST被压合，使电磁阀 1YA,2YA失电，动力头停
止前进，工进 延时 1S，等待加工完成。
?延时时间到，电磁阀 3YA得电，动力头 退回
步序 输入条件
输出
1YA 3YA 2YA
原位 1ST － － －
－ －
－
－ － －
－ －
－ － －
＋
＋
＋
＋
快进 1ST?SB
工进 2ST
延时 3ST
退回 3ST?KT
1ST 原位
动作顺序表,
现场器件 PLC对应端子
1ST 动力头原位
说明
输
入
输
出
2ST
3ST
SB
X400
X401
X402
X403
1YA
2YA
3YA
Y431
Y432
Y433
快进到位
工进到位
起动按钮
快进、工进
工进
退回
PLC分配对照表
PLC与外部器件的连接关系,X402
X402
Y433
X400
X400 X403 Y431
Y431
X401 Y432
Y432
X402 T450
K1
COM
X400
X401
X402
X403
Y431
Y432
Y433
COM1 ~
电源 FU
1YA
2YA
3YA
1ST
2ST
3ST
SB N
L
GND
PLC的工
作电源
原位 按扭
快进
工进
停止
延时
退回
Y433
T450 Y433
四,搬运机械手的控制
搬运机械手示意图
工艺流程图
夹紧后，延时 3S再上升，保证可靠夹紧
松开后，延时 2S再上升，保证可靠松开
1ST：下限
2ST：上限
3ST：右限
4ST：左限
工件夹紧 —— 电磁
阀驱动汽缸来实现
2YA,ON夹紧，
OFF松开
机械手移动,
1YA，控制下降
3YA，上升
4YA，右移
5YA，左移
步序 输入条件 下降
1YA
夹紧
2YA
上升
3YA
右移
4YA
左移
5YA
灯
HL
原点 2ST.4ST —— —— —— —— —— +
下降 1SB + —— —— —— —— —
—
夹紧 1ST —— + —— —— —— —
—
上升 KT1 —— + + —— —
—
右移 2ST —— + —— + —— —
—
下降 3ST + + —
—
—— —— —
—
松开 1ST —— —— —— —— —— —
—
上升 KT2 —— —— + —— —— —
设计思路,
原位 —— 下降 —— 夹紧 —— 上升 —— 右行 —— 下降 —— 松开 ——
M100 M101 M102 M103 M104 M105 M106
上升 —— 左行 —— 回原点
M107 M110 M111
启动
下限
左限
右限
上限
复位
指示灯
下降阀
左移阀
右移阀
上升阀
夹紧阀
PLC接线图
M201 Y432
M102
T450
S M201
K 3
夹紧
延时
M107 Y433
M103
上升
M104 Y434 右行
松开
K 2
R M201 M106
T451
M110 Y435 右行
X402 X404
M200
X406
OUT
RST
SFT
M100
M117
|
PLS M200
M101 M103 M102 M104 M105 M106 M107 M110 M111
复位
X406
M200
2ST 4ST
M101=ON
M102=ON
M111=ON
X401 M101 1ST下限位 下降
T450 M102 夹紧延时继电器 夹紧
X402 M103
上限位 上移
M100 X400 原点 启动
X403 M104 右行 右限位
X401 M105 下移 1ST下限位
T451 M106 松开 放松延时继电器
X402 M107 上移 上限位
X404 M110 左行 左限位
?M111常闭触点应不应该串到
移位寄存器的输入端？
五,十字路口交通信号灯自动控制
东
南
西
北
1 R 1 Y 1 G
2R
2Y
2G
SB
2R
1G
1Y
1R
2G
2Y
5 5 S 3S 2S 5 5 S 3S 2S
十字路口交通信号灯的时序图
~
Y 4 30
Y 4 31
Y 4 32
Y 5 30
Y 5 31
Y 5 32
COM
COM
X 4 00
FU 电源
2R
1G
1Y
1R
2G
2Y
SB
设计方法：化整为零，采用基本电路
1） SB按钮信号的处理
X400
M100
M100
2）红灯 1R,2R交替亮 60S；绿灯 1G、
2G闪烁 3次。可用定时器产生周期脉冲
信号电路实现。
T 4 51 T 4 50
T 4 51T 4 50
K 6 0
K 6 0
T 5 51 T 5 50
T 5 51T 5 50
K 0,5
K 0,5
M 10 0
M 10 0
T 4 5 0 6 0 S 6 0 S
T 5 5 0
0,5 S
0,5 S
T 4 50 Y4 30
T 4 52
K 5 5
T 4 52 T 4 53
T 4 54T 4 53
K3
K2
M 10 0
T 4 52 Y4 31Y4 30
T 4 52 T 4 53 T 5 50
T 4 54 Y4 32T 4 53
2R
1G亮55 S
1G闪3S
1Y亮2S
T 4 50 Y5 30
T 4 55
K 5 5
T 4 55 T 4 56
T 4 57T 4 56
K3
K2
M 10 0
T 4 55 Y5 31Y5 30
T 4 55 T 4 56 T 5 50
T 4 57 Y5 32T 4 56
1R
2G亮55 S
2G闪3S
2Y亮2S
六、抢答系统
硬件电路设计,
输入信号,输出信号,
PB11 X000
PB12 X001
PB2 X002
PB31 X003
PB32 X004
PB4 X005
SW X006
L1 Y001
L2 Y003
L3 Y005
电磁铁 Y007
硬件电路
程序设计,
抢答规则,
1,要回答主持人的提问，必须抢先按下桌上的按钮；
2,为了给儿童一些优待和教授组的限制，儿童组只要有一个
按下就为抢答成功，而教授组必须两人同时按下才算抢答成功；
控制原则,
1,抢答成功后相应的指示灯亮；
2,主持人按下复位按钮 PB4后，指示灯灭；
3,如果竞赛者在主持人合上 SW开关的 10秒内抢答成功，
电磁铁使彩球摇动，以示竞赛者得到一次幸运的机会。
七,PLC控制系统的开发步骤
1.常见的输入、输出类型,
输入,
开关量：操作开关、行程开关、按扭、接近开关、继电器触点等。
模拟量：流量、温度、压力等传感器信号。
中断：限位开关、事故信号、停电信号、紧急停止等。
脉冲量：串行信号、各种脉冲源。
数字量：计算机接口、键盘、其它数字设备
输出,
开关量：电器元件线圈等。
模拟量：各种传感器信号。
数字量：数字显示器，计算机接口、打印机等
2.PLC的选择
PLC规模估算,
I/O点估算：留 15%~20%裕量以备扩充。
存储器估算：总点数 ?（ 10~12） =指令语句数（小型机粗略估算）
PLC选型,
功能：逻辑控制 -小型机。
输入接口模块：输入信号电压、电流、速度等与输入接口模块的匹配。
输出接口模块：模块的工作电压、电流、速度等应与所带负载匹配。
灯丝负载、电容性负载、电机负载、电感性负载等
PLC的价格、可扩充性、软件开发难易、售后服务
