任務(wù)三 用PLC實(shí)現(xiàn)三相異步電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制

任務(wù)目標(biāo)

1．能運(yùn)用置位/復(fù)位指令SET/RST進(jìn)行本任務(wù)的四步法程序設(shè)計(jì)。

2．熟悉用PLC改造繼電 －接觸式控制線路的一般步驟及技巧。

3．能按照電氣工程的控制和設(shè)計(jì)要求進(jìn)行程序的設(shè)計(jì)、安裝與調(diào)試。

4．提高自我學(xué)習(xí)、信息處理、數(shù)字應(yīng)用等能力，以及與人交流、與人合作、解決問題等社會(huì)能力，并自查6S執(zhí)行力。

任務(wù)描述

專業(yè)能力訓(xùn)練環(huán)節(jié)一

如圖3-1所示的是三相異步電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制電路，該電路在“安裝與維修常用生產(chǎn)機(jī)械控制線路”學(xué)習(xí)領(lǐng)域里已經(jīng)進(jìn)行了電路的安裝、接線與排故訓(xùn)練，現(xiàn)在我們用PLC來(lái)實(shí)現(xiàn)該電路的功能設(shè)計(jì)。

設(shè)計(jì)要求如下：

（1）用直譯法進(jìn)行PLC梯形圖指令的編寫。

（2）在PLC學(xué)習(xí)機(jī)上用發(fā)光二極管模擬調(diào)試程序，即用發(fā)光管L ED1、LDE2的亮滅情況分別代表主電路的兩只接觸器KM1、KM2的分合動(dòng)作情況。發(fā)光管模擬調(diào)試動(dòng)作分合對(duì)照如表3-1所示。

（3）按照控制要求設(shè)計(jì)PLC的輸入/輸出（I/O）地址分配表。

（4）按照控制要求進(jìn)行PLC的輸入/輸出（I/O）接線圖的設(shè)計(jì)。

（5）按照控制要求進(jìn)行PLC梯形圖程序的設(shè)計(jì)。

（6）按照控制要求進(jìn)行PLC指令程序的設(shè)計(jì)。

（7）程序調(diào)試正確后，筆試回答表3-2中所列的該程序設(shè)計(jì)時(shí)的核心問題。

（8）工時(shí)：90分鐘，每超時(shí)5分鐘扣5分。

（9）配分：本任務(wù)滿分為100分，比重50%，評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)如表3-8所示。

專業(yè)能力訓(xùn)練環(huán)節(jié)二

用PLC實(shí)現(xiàn)三相異步電動(dòng)機(jī)的復(fù)合聯(lián)鎖正反轉(zhuǎn)控制電路的程序設(shè)計(jì)、安裝與調(diào)試，熟練進(jìn)行線路故障的排除。

訓(xùn)練要求如下：

（1）按照控制要求設(shè)計(jì)PLC的輸入/輸出（I/O）地址分配、I/O接線圖、梯形圖、指令表并填入表3-4相應(yīng)欄目中。

（2）要求采用PLC、低壓電器、配線板、相關(guān)電工材料等實(shí)現(xiàn)三相異步電動(dòng)機(jī)復(fù)合聯(lián)鎖正反轉(zhuǎn)控制電路的真實(shí)控制（即進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試）。

（3）按照控制線路的電動(dòng)機(jī)功率的大小選擇所需的電氣元件，并填寫表3-5。

（4）元件在配線板上布置要合理，元件布局如圖3-2所示。安裝要正確、緊固，配線要求緊固、美觀，導(dǎo)線要入行線槽。

（5）正確使用電工工具和儀表。

（6）按鈕盒不固定在配線板上，電源和電動(dòng)機(jī)配線、按鈕接線要接到端子排上，進(jìn)出線槽的導(dǎo)線要有端子標(biāo)號(hào)，引出端子要用別徑壓端子。

（7）用PLC實(shí)現(xiàn)三相異步電動(dòng)機(jī)復(fù)合聯(lián)鎖正反轉(zhuǎn)控制電路的程序設(shè)計(jì)、安裝與調(diào)試，并一次成功。

（8）進(jìn)入實(shí)訓(xùn)場(chǎng)地要穿戴好勞保用品并安全文明操作。

（9）工時(shí)：150分鐘，每超時(shí)5分鐘扣5分。

（10）配分：本任務(wù)滿分100分，比重50%，其中排故占10%。評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)分別如表3-9所示。

專業(yè)拓展能力訓(xùn)練

設(shè)計(jì)要求如下：

用復(fù)位、置位指令編寫三相異步電動(dòng)機(jī)的復(fù)合聯(lián)鎖正反轉(zhuǎn)控制電路的PLC程序。

（1）按照控制要求設(shè)計(jì)PLC的輸入/輸出（I/O）地址分配表。

（2）按照控制要求進(jìn)行PLC的輸入/輸出（I/O）接線圖的設(shè)計(jì)。

（3）按照控制要求進(jìn)行PLC梯形圖程序的設(shè)計(jì)。

（4）按照控制要求進(jìn)行PLC指令程序的設(shè)計(jì)。

（5）程序調(diào)試正確后，筆試回答表3-2中所列的該程序設(shè)計(jì)時(shí)的核心問題，評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)如表3-10所示。

（6）工時(shí)：60分鐘，每超時(shí)5分鐘扣5分。

（7）配分：本任務(wù)滿分為5分，為附加分。

任務(wù)實(shí)施

一、訓(xùn)練器材

驗(yàn)電筆、尖嘴鉗、斜口鉗、剝線鉗、螺釘旋具、萬(wàn)用表、兆歐表、鉗形電流表、配線板、一套低壓電器、PLC、連接導(dǎo)線、三相異步電動(dòng)機(jī)及電纜、三相四線電源插頭與電纜。

二、預(yù)習(xí)內(nèi)容

1．寫出圖3-1所示三相異步電動(dòng)機(jī)復(fù)合聯(lián)鎖的正反轉(zhuǎn)控制電路的工作原理。

____

2．復(fù)習(xí)組合開關(guān)、熔斷器、交流接觸器、熱繼電器、按鈕、接線端子排等低壓電器、配電導(dǎo)線及PLC的選用方法，并填寫好表3-5的元件選擇明細(xì)表。

3．閱讀行線槽配線工藝。

4．復(fù)習(xí)PLC基本指令及其應(yīng)用方法。

三、訓(xùn)練步驟

“專業(yè)能力訓(xùn)練環(huán)節(jié)一”訓(xùn)練步驟

1．實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)教師簡(jiǎn)要說(shuō)明“專業(yè)能力訓(xùn)練環(huán)節(jié)一”的要求后，學(xué)生各自在PLC學(xué)習(xí)機(jī)上進(jìn)行三相異步電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)程序的編寫并進(jìn)行模擬調(diào)試。操作步驟如下：

（1）按照控制要求設(shè)計(jì)PLC的輸入/輸出（I/O）地址分配表。

（2）按照控制要求進(jìn)行PLC的輸入/輸出（I/O）接線圖的設(shè)計(jì)。

（3）運(yùn)行三菱PLC的GX Developer編程軟件。

（4）梯形圖程序或指令表程序的編輯與程序錄入。

（5）根據(jù)已經(jīng)設(shè)計(jì)好的PLC輸入/輸出（I/O）接線圖進(jìn)行PLC外圍電路的連接。

（6）PC機(jī)與PLC的通信連接。

（7）燒寫PLC用戶程序。

（8）程序調(diào)試：

①按照表3-1所示模擬調(diào)試的動(dòng)作要求依次按下按鈕SB1、SB2、SB3及過(guò)載保護(hù)觸點(diǎn)FR，結(jié)合三相異步電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)的工作原理分析程序的正誤。

②若不符合控制要求，則對(duì)程序進(jìn)行修改；若符合要求，則對(duì)程序設(shè)計(jì)的四個(gè)基本要素進(jìn)行整理與總結(jié)，并將合理的答案填入表3-2。

進(jìn)行程序調(diào)試即試車環(huán)節(jié)的安全注意事項(xiàng)任務(wù)二中已有說(shuō)明，此處不再贅述。

2．程序調(diào)試成功后按照正確的斷電順序與拆線順序進(jìn)行PLC外圍線路的拆除，并整理好工位，待實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)教師對(duì)自己的“專業(yè)能力訓(xùn)練環(huán)節(jié)一”進(jìn)行評(píng)價(jià)后（可以互評(píng)），簡(jiǎn)要總結(jié)本環(huán)節(jié)的訓(xùn)練經(jīng)驗(yàn)并填入表3-3，進(jìn)入“專業(yè)能力訓(xùn)練環(huán)節(jié)二”的能力訓(xùn)練。

3．實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)教師對(duì)本任務(wù)實(shí)施情況進(jìn)行總結(jié)與評(píng)價(jià)。

“專業(yè)能力訓(xùn)練環(huán)節(jié)二”訓(xùn)練步驟

1．因本訓(xùn)練環(huán)節(jié)要求采用PLC、低壓電器、網(wǎng)孔板、相關(guān)電工材料等實(shí)現(xiàn)三相異步電動(dòng)機(jī)雙重聯(lián)鎖正反轉(zhuǎn)的真實(shí)控制，PLC的輸出控制對(duì)象由“專業(yè)能力訓(xùn)練環(huán)節(jié)一”的發(fā)光管變?yōu)轵?qū)動(dòng)電壓為交流220V的交流接觸器，PLC的輸入控制電器由微型按鈕改為防護(hù)式兩檔按鈕。為此，表3-2的相關(guān)信息需要做適當(dāng)?shù)男薷?。?qǐng)將修改后的結(jié)果填入表3-4。

【思考】表3-2與表3-4的哪些內(nèi)容的答案是不相同的？為什么？

2．根據(jù)要求正確地選擇改造電路所需的電器元件，并填寫表3-5。

3．將數(shù)據(jù)線可靠地連接在PLC與電腦的串口之間，將PLC的“L”與“N”端口連接到220V交流電源，將“專業(yè)能力訓(xùn)練環(huán)節(jié)一”中保存在電腦中的程序修改后寫入PLC。

4．程序進(jìn)行模擬調(diào)試無(wú)誤后，將PLC安裝在配線板上，電器布局如圖3-2所示。

5．元件在配線板上布置要合理，安裝要正確、緊固，配線要求緊固、美觀，導(dǎo)線要入行線槽。

6．由PLC組成的控制電路及由接觸器控制電動(dòng)機(jī)的主電路全部安裝完畢后，用萬(wàn)用表的電阻檢測(cè)法進(jìn)行控制線路安裝正確性的自檢。

7．自檢完畢后進(jìn)行控制電路板的試車。進(jìn)行試車及排故環(huán)節(jié)的學(xué)生要注意以下幾點(diǎn)：

（1）獨(dú)自進(jìn)行通電所需的配線板外圍電路的連接，如連接電源線、連接負(fù)載線及電動(dòng)機(jī)，并注意正確的連接順序，同時(shí)要做好熔斷器保險(xiǎn)絲的可靠安裝。

（2）正確連接好試車所需的外圍電路后，注意正確的通電試車步驟，并在實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)教師的監(jiān)護(hù)下進(jìn)行試車。

（3）插上電源插頭→合上組合開關(guān)QS1與QS2→依次按下啟動(dòng)按鈕SB1、SB2與停止按鈕SB3及過(guò)載保護(hù)FR（常開觸點(diǎn)短接）后，注意觀察各低壓電器及電動(dòng)機(jī)的動(dòng)作情況，并仔細(xì)記錄故障現(xiàn)象，以作為故障分析的依據(jù)，并及時(shí)回到各自工位獨(dú)自進(jìn)行故障排除訓(xùn)練，直到試車成功為止。

（4）試車成功后按照正確的斷電順序與拆線順序進(jìn)行配線板外圍線路的拆除，待實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)教師對(duì)自己的“專業(yè)能力訓(xùn)練環(huán)節(jié)二”進(jìn)行評(píng)價(jià)后，簡(jiǎn)要小結(jié)本環(huán)節(jié)的訓(xùn)練經(jīng)驗(yàn)并填入表3-6，進(jìn)入專業(yè)拓展能力訓(xùn)練環(huán)節(jié)。

（5）訓(xùn)練注意事項(xiàng)：

①檢修前應(yīng)掌握電路的工作原理，熟悉電路結(jié)構(gòu)和安裝接線布局。

②檢修應(yīng)注意測(cè)量步驟，檢修思路和方法要正確，不能隨意測(cè)量和拆線。

③帶電檢修時(shí)，必須有教師在現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)護(hù)，排除故障應(yīng)斷電后進(jìn)行。

④檢修嚴(yán)禁擴(kuò)大故障，損壞元器件。

⑤檢修必須在定額時(shí)間內(nèi)完成。注意本故障排除時(shí)間仍然屬于150分鐘內(nèi)，超時(shí)按照評(píng)價(jià)表3-9扣分。

8．實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)教師對(duì)本任務(wù)實(shí)施情況進(jìn)行評(píng)價(jià)。

“專業(yè)拓展能力訓(xùn)練”訓(xùn)練步驟

1．實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)教師簡(jiǎn)要說(shuō)明“專業(yè)拓展能力訓(xùn)練”的要求后，學(xué)生各自在PLC學(xué)習(xí)機(jī)上進(jìn)行三相異步電動(dòng)機(jī)雙重聯(lián)鎖控制線路的程序編寫并進(jìn)行模擬調(diào)試。操作步驟同“專業(yè)能力訓(xùn)練環(huán)節(jié)一”的訓(xùn)練步驟。

2．程序調(diào)試成功后按照正確的斷電順序與拆線順序進(jìn)行PLC外圍線路的拆除，并整理好工位，填寫好表3-2，待實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)教師對(duì)自己的“專業(yè)拓展能力訓(xùn)練”進(jìn)行評(píng)價(jià)后，簡(jiǎn)要小結(jié)本環(huán)節(jié)的訓(xùn)練經(jīng)驗(yàn)并填入表3-7。

3．實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)教師對(duì)本任務(wù)實(shí)施情況進(jìn)行評(píng)價(jià)。

任務(wù)評(píng)價(jià)

1.“專業(yè)能力訓(xùn)練環(huán)節(jié)一”評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)如表3-8所示。

2.“專業(yè)能力訓(xùn)練環(huán)節(jié)二”評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)如表3-9所示。

3.“專業(yè)拓展能力訓(xùn)練”評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)如表3-10所示。

知識(shí)鏈接

一、繼電接觸控制系統(tǒng)的PLC設(shè)計(jì)的相關(guān)知識(shí)

（一）PLC應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則

（1）最大限度地滿足被控對(duì)象的控制要求。設(shè)計(jì)前，應(yīng)深入現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行調(diào)查研究，搜集資料，并與相關(guān)部門的設(shè)計(jì)人員和實(shí)際操作人員密切配合，共同擬定控制方案，協(xié)同解決設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的各種問題。

（2）在滿足控制要求的前提下，力求使控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)，使用及維修方便。

（3）保證控制系統(tǒng)的安全可靠。

（4）考慮到生產(chǎn)的發(fā)展和工藝的改進(jìn)，在選擇PLC容量時(shí)，應(yīng)適當(dāng)留有余量。

（二）PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容

（1）PLC可構(gòu)成各種各樣的控制系統(tǒng)，如單機(jī)控制系統(tǒng)、集中控制系統(tǒng)等。系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)要確定系統(tǒng)的構(gòu)成形式。

（2）系統(tǒng)運(yùn)行方式與控制方式的擇定。

（3）選擇用戶輸入設(shè)備（按鈕、操作開關(guān)、限位開關(guān)、傳感器等）、輸出設(shè)備（繼電器、接觸器、信號(hào)燈等元件）以及由輸出設(shè)備驅(qū)動(dòng)的控制對(duì)象（電動(dòng)機(jī)、電磁閥等）。

（4）PLC是控制系統(tǒng)的核心部件，正確選擇PLC對(duì)保證整個(gè)控制系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)起著重要的作用。選擇PLC應(yīng)包括機(jī)型選擇、容量選擇、I/O模塊選擇、電源模塊選擇等。

（5）分配I/O點(diǎn)數(shù)，繪制I/O連接圖。

（6）設(shè)計(jì)控制程序?？刂瞥绦蚴钦麄€(gè)系統(tǒng)工作的軟件，是保證系統(tǒng)正常、安全、可靠工作的關(guān)鍵。因此，控制系統(tǒng)的程序應(yīng)經(jīng)過(guò)反復(fù)調(diào)試、修改，直到滿足要求為止。

（7）必要時(shí)還須設(shè)計(jì)控制柜。

（8）編制控制系統(tǒng)的技術(shù)文件，包括說(shuō)明書、電氣原理圖及電氣元件明細(xì)表、I/O連接圖、I/O地址分配表、控制軟件。

（三）PLC改造繼電—接觸式控制線路的一般步驟

（1）根據(jù)生產(chǎn)的工藝過(guò)程分析控制要求，如需要完成的動(dòng)作（動(dòng)作順序、必要的保護(hù)和聯(lián)鎖等）、操作方式（手動(dòng)、自動(dòng)、連續(xù)、單周期、單步等）。

（2）根據(jù)控制要求確定系統(tǒng)控制方案。

（3）根據(jù)系統(tǒng)構(gòu)成方案和工藝要求確定系統(tǒng)運(yùn)行方式。

（4）根據(jù)控制要求確定所需的用戶輸入/輸出設(shè)備，據(jù)此確定PLC的I/O點(diǎn)數(shù)。

（5）選擇PLC。

（6）分配PLC的I/O點(diǎn)數(shù)，設(shè)計(jì)I/O連接圖（這一步也可結(jié)合上一步進(jìn)行）。

（7）進(jìn)行PLC的程序設(shè)計(jì)，同時(shí)可進(jìn)行控制臺(tái)的設(shè)計(jì)和現(xiàn)場(chǎng)施工。

（8）聯(lián)機(jī)調(diào)試，若不滿足要求，再返回修改程序或檢查接線，直至滿足要求為止。

（9）編制技術(shù)文件。

（10）交付使用。

（四）操作要點(diǎn)提示

（1）對(duì)那些已成熟的繼電—接觸式控制電路的生產(chǎn)機(jī)械，在改用PLC控制時(shí)，只要把原有的控制電路做適當(dāng)?shù)母膭?dòng)，使之符合PLC要求的梯形圖。

（2）原來(lái)繼電—接觸式電路中分開畫的交流控制電路和直流執(zhí)行電路，在PLC梯形圖中要合二為一。

（3）PLC梯形圖中，只有輸出繼電器才可以控制外部電路及負(fù)載。

（4）每一邏輯行的條件指令（常閉、常開觸點(diǎn)，其數(shù)目不限，但是每一個(gè)觸點(diǎn)都要占用一個(gè)指令字，而指令字越多，需要的PLC的內(nèi)存空間越大）。

（5）每一個(gè)相同的條件指令可以使用無(wú)數(shù)次，而不像繼電器控制只有有限的觸點(diǎn)可供使用。

（6）接通外部元器件的輸出指令的地址號(hào)（輸出繼電器），主要也可以作為條件指令使用。

（7）一些簡(jiǎn)單、獨(dú)立的控制電路（如機(jī)床中冷卻泵電動(dòng)機(jī)的控制電路），可以不進(jìn)入PLC程序控制。

（8）程序的輸入和調(diào)試：

①在操作現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行程序輸入時(shí)，如果沒有PC機(jī)，可以采用便攜式手持編程器。將編程器設(shè)置在編程狀態(tài)，依據(jù)設(shè)計(jì)的語(yǔ)句表指令逐條輸入，完畢后逐條校對(duì)。

②把控制電路各個(gè)電氣元器件的線圈負(fù)載去掉，將編程器設(shè)置在運(yùn)行狀態(tài)，按照設(shè)計(jì)流程圖的要求進(jìn)行模擬調(diào)試。模擬調(diào)試時(shí)，觀察輸出指示燈的點(diǎn)亮順序是否與流程圖要求的動(dòng)作一致。如果不一致，可以修改程序，直到輸出指示燈的點(diǎn)亮順序與流程圖要求的動(dòng)作一致。

③把全部控制電路各個(gè)電氣元器件的線圈負(fù)載接上，將編程器設(shè)置在運(yùn)行狀態(tài)，按照考核試題的要求進(jìn)行調(diào)試，使各種電氣元器件的動(dòng)作符合考核試題要求的功能。

總之，一個(gè)PLC應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)包括硬件設(shè)計(jì)和應(yīng)用控制軟件設(shè)計(jì)兩大部分。其中硬件設(shè)計(jì)上要求選型設(shè)計(jì)和外圍電路的常規(guī)設(shè)計(jì)；應(yīng)用控制軟件設(shè)計(jì)則是依據(jù)控制要求和PLC指令系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行的。

二、PLC的安裝接線要求

（一）工作環(huán)境

1．溫度

PLC要求環(huán)境溫度在0～55°C。安裝時(shí)不能放在發(fā)熱量大的元件附近，四周通風(fēng)散熱的空間應(yīng)足夠大；基本單元與擴(kuò)展單元雙列安裝時(shí)上下要有30mm以上的距離；開關(guān)柜上、下部應(yīng)有百葉窗，避免太陽(yáng)直接照射。如果環(huán)境溫度超過(guò)55°C，就要設(shè)法強(qiáng)制降溫。

2．濕度

為了保證PLC的絕緣性能，空氣的相對(duì)濕度應(yīng)小于85% RH（無(wú)凝露）。

3．震動(dòng)

應(yīng)使PLC遠(yuǎn)離強(qiáng)烈的震動(dòng)源。防止振動(dòng)頻率為10～55Hz的頻繁或連續(xù)振動(dòng)。當(dāng)使用環(huán)境不可避免震動(dòng)時(shí)，必須采取減震措施，如采用減震膠等。

4．空氣

避免有腐蝕和易燃?xì)怏w，如氯化氫、硫化氫等。對(duì)于空氣中有較多粉塵或腐蝕性氣體的環(huán)境，可將PLC安裝在封閉性較好的控制室或控制柜中，并安裝空氣凈化裝置。

5．電源

PLC采用單相工頻交流電源供電時(shí)，對(duì)電壓的要求不嚴(yán)格，而且具有較強(qiáng)的抗電源干擾。對(duì)于可靠性要求很高或干擾較強(qiáng)的環(huán)境，可以使用帶屏蔽層的隔離變壓器減少電壓干擾，還可以在電源輸入端串接LC濾波電路。當(dāng)輸入端使用外接直流電源時(shí)，由于紋波的影響，PLC容易接收到錯(cuò)誤信息。

（二）安裝與布線

（1）動(dòng)力線、控制線以及PLC的電源線和I/O線應(yīng)分別配線，隔離變壓器與PLC和I/O之間應(yīng)采用雙絞線連接。

（2）PLC應(yīng)遠(yuǎn)離強(qiáng)干擾源，如電焊機(jī)、大功率硅整流裝置和大型動(dòng)力設(shè)備，不能與高壓電器安裝在同一個(gè)開關(guān)柜內(nèi)。

（3）PLC的輸入與輸出最好分開走線，開關(guān)量與模擬量信號(hào)線也要分開敷設(shè)。模擬量信號(hào)的傳送用屏蔽線，屏蔽層應(yīng)一端或兩端接地，接地電阻應(yīng)小于屏蔽層電阻的1/10。

（4）PLC基本單元與擴(kuò)展單元以及功能模塊的連接線纜應(yīng)單獨(dú)敷設(shè)，以防外接信號(hào)干擾。

（5）交流輸出線和直流輸出線不要用同一根電纜，輸出線應(yīng)盡量遠(yuǎn)離高壓線和動(dòng)力線。

（三）I/O端的接線

1．輸入接線

（1）輸入接線一般不超過(guò)30m。但如果環(huán)境干擾較小，電壓降不大時(shí)，輸入接線可適當(dāng)長(zhǎng)些。

（2）輸入線和輸出線不能用同一根電纜，兩者須分開。

（3）盡可能采用常開觸點(diǎn)形式連接到輸入端，使編制的梯形圖與繼電器原理圖一致，便于閱讀。

2．輸出接線

（1）輸出端接線分為獨(dú)立輸出和公共輸出。在不同組中，可采用不同類型和電壓等級(jí)的輸出電壓；但在同一組中，輸出只能用同一類型、同一電壓等級(jí)的電源。

（2）由于PLC的輸出元件被封裝在印制電路板上，并且連接至端子板，若將連接輸出元件的負(fù)載短路，將燒毀印制電路板，因此應(yīng)用熔絲保護(hù)輸出元件。

（3）采用繼電器輸出時(shí)，所承受的電感性負(fù)載的大小會(huì)影響到繼電器的工作壽命，因此使用電感性負(fù)載時(shí)應(yīng)選擇工作壽命較長(zhǎng)的繼電器。

（4）PLC的輸出負(fù)載可能產(chǎn)生干擾，因此要采取措施加以控制。如直流輸出的續(xù)流管保護(hù)，交流輸出的阻容吸收電路，晶體管及雙向晶閘管輸出的旁路電阻保護(hù)等。

（四）PLC的外部安全電路

為了確保整個(gè)系統(tǒng)能在安全狀態(tài)下可靠工作，避免由于外部電源事故、PLC出現(xiàn)的異常、誤操作以及誤輸出造成的重大經(jīng)濟(jì)損失和人身傷亡事故，PLC外部應(yīng)安裝必要的保護(hù)電路。

（1）急停電路。對(duì)于能夠造成用戶傷害的危險(xiǎn)負(fù)載，除了在PLC控制程序中加以考慮外，還要設(shè)置外部緊急停車電路，這樣在PLC發(fā)生故障時(shí)，能將引起傷害的負(fù)載和故障設(shè)備可靠切斷。

（2）保護(hù)電路。在正轉(zhuǎn)等可逆操作的控制系統(tǒng)中，要設(shè)置外部電器互鎖保護(hù)；往復(fù)運(yùn)動(dòng)和升降移動(dòng)的控制系統(tǒng)，要設(shè)置外部限位保護(hù)。

（3）自檢功能。PLC有監(jiān)視定時(shí)器等自檢功能，檢測(cè)出異常時(shí)，輸出全部關(guān)閉。但當(dāng)PLC的CPU故障時(shí)就不能控制輸出。因此，對(duì)于可能給用戶造成傷害的危險(xiǎn)負(fù)載，為確保設(shè)備在安全狀態(tài)下運(yùn)行，需設(shè)置機(jī)外防護(hù)措施。

（4）電源過(guò)負(fù)荷的保護(hù)。如果PLC電源發(fā)生故障，中斷時(shí)間少于10ms, PLC工作不受影響；若電源中斷超過(guò)10ms或電源下降超過(guò)允許值，則PLC停止工作，所有的輸出端口均同時(shí)斷開；當(dāng)電源恢復(fù)時(shí)，若RU N輸入接通，則操作自動(dòng)進(jìn)行。因此，對(duì)一些易過(guò)負(fù)荷的輸入設(shè)備應(yīng)設(shè)置必要的限流保護(hù)電路。

（5）重大故障的報(bào)警和防護(hù)。對(duì)于易發(fā)生重大事故的場(chǎng)所，為了確?？刂葡到y(tǒng)在事故發(fā)生時(shí)仍能可靠地報(bào)警和防護(hù)，應(yīng)將與重大故障有聯(lián)系的信號(hào)通過(guò)外電路輸出，以使控制系統(tǒng)能夠在安全狀態(tài)下運(yùn)行。

（五）PLC的接地

良好的接地是保證PLC可靠工作的重要條件，可以避免偶然發(fā)生的電壓沖擊波危害。PLC的接地線與設(shè)備的接地線端相連，接地線的截面積應(yīng)不小于2mm2，接地電阻要小于100 Ω；如果使用擴(kuò)展單元，其接地點(diǎn)應(yīng)與基本單元的接地點(diǎn)連在一起。為了有效抑制加在電源盒輸入、輸出端的干擾，應(yīng)給PLC接上專用的地線，接地點(diǎn)應(yīng)與動(dòng)力設(shè)備的接地點(diǎn)分開；如果達(dá)不到這種要求，就必須做到與其他設(shè)備公共接地，接地點(diǎn)要盡量靠近PLC。嚴(yán)禁PLC與其他設(shè)備串聯(lián)接地。

思考練習(xí)

一、置位與復(fù)位指令的應(yīng)用練習(xí)：

本習(xí)題塊為置位與復(fù)位指令練習(xí)，置位與復(fù)位指令由SET/RST成對(duì)出現(xiàn)使用。置位與復(fù)位指令的使用要注意以下幾點(diǎn)：

（1）SET：置位指令，其功能是驅(qū)動(dòng)部分軟元件線圈，使其具有自鎖功能，維持接通狀態(tài)。SET指令的操作元件為輸出繼電器Y、輔助繼電器M和狀態(tài)繼電器S。

（2）RST：復(fù)位指令，其功能是使軟元件線圈復(fù)位，即解除受控元件的狀態(tài)。RST指令的操作元件為輸出繼電器Y、輔助繼電器M、狀態(tài)繼電器S、積算定時(shí)器T和計(jì)數(shù)器C。

（3）SET/RST指令可指定同一輸出編號(hào)，使用次數(shù)無(wú)限制，指令的先后順序也沒有關(guān)系。

①根據(jù)圖3-3所示梯形圖和X010的時(shí)序圖，畫出M020、M021和Y010的時(shí)序圖，并分析所給梯形圖的作用。

②寫出如圖3-4所示梯形圖和X000的時(shí)序圖，并補(bǔ)畫M 000、M 001、M 002和Y000的時(shí)序圖。如果PLC的輸入點(diǎn)X000接一個(gè)按鈕，輸出點(diǎn)Y000所接的接觸器控制一臺(tái)電動(dòng)機(jī)，則通過(guò)這段程序能否用該按鈕控制電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)和停止。

二、某車間排風(fēng)系統(tǒng)利用工作狀態(tài)指示燈的不同狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，指示燈狀態(tài)輸出的控制要求如下：

（1）排風(fēng)系統(tǒng)共由3臺(tái)風(fēng)機(jī)組成，利用指示燈進(jìn)行報(bào)警顯示。

（2）當(dāng)系統(tǒng)中有2臺(tái)以上風(fēng)機(jī)工作時(shí)，指示燈保持連續(xù)發(fā)光。

（3）當(dāng)系統(tǒng)中只有1臺(tái)風(fēng)機(jī)工作時(shí)，指示燈以0.5Hz頻率閃爍報(bào)警。

（4）當(dāng)系統(tǒng)中沒有風(fēng)機(jī)工作時(shí)，指示燈以2Hz頻率閃爍報(bào)警。

三、試設(shè)計(jì)一電動(dòng)機(jī)過(guò)載保護(hù)程序，要求電動(dòng)機(jī)過(guò)載時(shí)，能自動(dòng)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，并發(fā)出報(bào)警信號(hào)。

四、設(shè)計(jì)一個(gè)報(bào)警器，要求當(dāng)條件X1＝ON滿足時(shí)蜂鳴器鳴叫，同時(shí)，報(bào)警燈連續(xù)閃爍16次，每次亮2s，熄滅3s。此后，停止聲光報(bào)警。