项目3 PLC实现电动机正反转控制
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任务三 三相异步电动机正反转循环运行的PLC控制
（二）设备与器材
表1-22 设备与器材
序号
名称
符号
型号规格
数量 备注
1
常用电工工具
十字起、一字起、尖嘴钳、剥线钳 等
1
2
计算机（安装GX Works3编程 软件）
3
三菱FX5U可编程控制器
PLC
FX5U-32MR/ES
4
三相异步电动机正反转循环运 行控制面板
5
三相异步电动机
6
以太网通信电缆
M
WDJ26，PN=40W，UN=380V， IN=0.2A，nN=1430r/min，f=50Hz
2）学会用三菱FX5U PLC的顺控程序指令编辑三相异步电动机正反转循 环运行控制的程序。
3）会绘制三相异步电动机正反转循环运行控制的I/O接线图。 4）掌握FX5U PLC I/O接线方法。 5）熟练掌握使用三菱GX Works3编程软件编辑梯形图程序，并写入 PLC进行调试运行。
11
项目一 任务三 三相异步电动机正反转运行运行的PLC控制
MPS
栈存储器的第一层， 之前存储的数据依次
下移一层
读取堆栈第一层的 MRD 数据且保存，堆栈内
的数据不移动
读取堆栈存储器第
MPP
一层的数据，同时该 数据消失，栈内的数
据依次上移一层
梯形图表示
FBD/LD表示
ST表示
目标元件
ENO:=MPS(EN);
ENO:=MRD(EN);
无
ENO:=MPP(EN);
对于FX5U PLC默认情况下，16位计数器的个数为256个，对应编号为C0 ～C255；32位超长计数器个数为64个，对应编号为LC0～LC63。
项目PLC控制电动机正反转控制概述
关于电器的分类标准和分类原则还有其它方法。在一些分 类过程中有分类交叉和重叠情况，同一种电器可以有不同的 动作来源途径，也可以用于不同的方式。所以在学习电器基 本知识的过程中，不需要将电器过于细化分类，只要求明确 电器的基本属性和大体归类就可以了。随着日后的深入学习 和新电器的不断产生，我们会明白电器的分类不是固定的、 死板的，而是具有强大的灵活性。
1. 按钮的结构
按钮由按钮帽、复位弹簧、桥式触头、支柱连杆及外壳 等组成，有的还设置控制指示灯，其结构如图1-6所示。
2. 按钮的种类
按触点形式可分为常开控制按钮、常闭控制按钮和既有 常开又有常闭的复合按钮。
常开控制按钮（又称动合按钮）——外力未作用时（手 未按下），触点是断开的，外力作用时，触点闭合，但外力 消失后，在复位弹簧作用下自动恢复原来的断开状态。
线圈）、衔铁和铁心等组成，如图1-9所示。吸引线圈的作用是 将电能转换为磁能，产生磁通；衔铁的作用是在电磁吸力作用下 产生机械动能，使铁心闭合，带动执行部分完成控制电路的工作 铁心构成磁路。交流接触器的电磁线圈是将绝缘铜导线绕制在铁 心上制成的，由于铁心中存在涡流和磁滞损耗的关系，除线圈发 热以外，铁心也要发热，要求铁心和线圈之间有间隙，便于铁心 和线圈的良好散热。在制做交流电磁机构过程中，把线圈做成有 骨架的矮胖型，铁心用硅钢片叠成，来减小涡流的发热作用。
常闭控制按钮（又称动断按钮）——外力未作用 时（手未按下），触点是闭合的，外力作用时，触点断 开，但外力消失后，在复位弹簧作用下自动恢复原来的 闭合状态。
复合按钮——按下复合按钮时，所有的触点都 改变状态，即常开触点要闭合，常闭触点要断开。需要 注意的一点是，复式按钮在动作时常开和常闭触点是联 动的，当按钮被按下时，常闭触点先动作，常开触点后 动作；而松开按钮式，常开触点先动作，常闭触点后动 作，也就是说两种触点在改变工作状态时，先后有个时 间差，尽管这个时间差很短，但在分析线路控制过程时 应特别注意。按钮中的复位弹簧保证外力去掉后，按钮 触头恢复自然状态。
用PLC实现电动机正反转
09
输出
10
X0---启动按钮
11
Y0----南北绿灯
12
用PLC实现电动机正反转控制
一、实验目的
用PLC控制电动机正反转和Y/ 启动。
二、实验设备
1.
TVT-90系列学习机主机箱（主机型号为FP0-C32T）。
2.
UNIT-1电机控制实验板。
连接导线一套。
3.
三、实验内容
1.
控制要求：
按下正转启动按钮SB1，电动机正转运行，且KM1,KMY接通。2s后KMY断开，KM 接通，即完成正转启动。
用PLC构成交通灯控制系统。
1.
二、实验设备
TVT-90系列学习机主机箱（主机型号为FP0-C32T）。
2.
UNIT-3 交通灯控制实验板。
连接导线一套。
3.
三、实验内容
1.
控制要求：
开关合上后，东西绿灯亮4s后闪2s灭；黄灯亮2s灭；
红灯亮8s；绿灯亮循环，对应东西绿黄灯亮时南北
灯又亮循环。
KMR
KMF
M 3~
互锁
实验时发现下列现象，试分析和处理故障。
01
接触器不动作。
02
பைடு நூலகம்
接触器动作但电动机不转动。
03
接触器动作，但是吸合不上。
04
接触器有明显颤动，噪音较大。
05
接触器线圈冒烟，甚至烧坏。
06
电动机不转动或者转动极慢，并有“嗡嗡”声。
07
三．思考题
用PLC实现交通信号灯控制
一、实验目的
I/O分配：
2.
输入
输出
X0---启动按钮
电动机正反转plc控制
上升沿脉冲并联连接
X，Y，M，S，T，C
2
ORF或下降沿脉冲
下降沿脉冲并联连接
X，Y，M，S，T，C
2
二、用法示例
图3-1 脉冲式触点指令用法图
LDP、ANDP和ORP指令是用来作上升沿检测的触点指令，触点的中间有一个向上的箭头，对应的触点仅在指定位元件的上升沿（由OFF变为ON）时接通一个扫描周期。
根据被控设备的工艺过程和机械的动作情况以及梯形图编程的基本规则，优化梯形图，使梯形图既符合控制要求，又具有合理性、条理性和可靠性。
根据梯形图写出其对应的指令表程序。
3
2
1
4
3.4电机正反转的程序设计（转换法） 图3-4 三相异步电动机正反转控制的继电器电路图
3.4.1 任务分析 要求当系统停止后，按下正转按钮，电机正转；当系统停止后，按下反转按钮，电机反转；电机正反转实现互锁；电机过热后停止正转。
功 能
电 路 表 示
操 作 元 件
程 序 步
LDP取上升沿脉冲
上升沿脉冲逻辑运算开始
X，Y，M，S，T，C
2
LDF取下降沿脉冲
下降沿脉冲逻辑运算开始
X，Y，M，S，T，C
2
ANP与上升沿脉冲
上升沿脉冲串联连接
X，Y，M，S，T，C
2
ANF与下降沿脉冲
下降沿脉冲串联连接
X，Y，M，S，T，C
2
ORP或上升沿脉冲
图5－12中X0的常开触点接通时，执行从MC到MCR之间的指令。MC指令的输入电路（X0）断开时，不执行上述区间的指令，其中的积算定时器、计数器、用复位／置位指令驱动的软元件保持其当时的状态，其余的元件被复位，如非积算定时器和用OUT指驱动的元件变为OFF。
X，Y，M，S，T，C
2
ORF或下降沿脉冲
下降沿脉冲并联连接
X，Y，M，S，T，C
2
二、用法示例
图3-1 脉冲式触点指令用法图
LDP、ANDP和ORP指令是用来作上升沿检测的触点指令，触点的中间有一个向上的箭头，对应的触点仅在指定位元件的上升沿（由OFF变为ON）时接通一个扫描周期。
根据被控设备的工艺过程和机械的动作情况以及梯形图编程的基本规则，优化梯形图，使梯形图既符合控制要求，又具有合理性、条理性和可靠性。
根据梯形图写出其对应的指令表程序。
3
2
1
4
3.4电机正反转的程序设计（转换法） 图3-4 三相异步电动机正反转控制的继电器电路图
3.4.1 任务分析 要求当系统停止后，按下正转按钮，电机正转；当系统停止后，按下反转按钮，电机反转；电机正反转实现互锁；电机过热后停止正转。
功 能
电 路 表 示
操 作 元 件
程 序 步
LDP取上升沿脉冲
上升沿脉冲逻辑运算开始
X，Y，M，S，T，C
2
LDF取下降沿脉冲
下降沿脉冲逻辑运算开始
X，Y，M，S，T，C
2
ANP与上升沿脉冲
上升沿脉冲串联连接
X，Y，M，S，T，C
2
ANF与下降沿脉冲
下降沿脉冲串联连接
X，Y，M，S，T，C
2
ORP或上升沿脉冲
图5－12中X0的常开触点接通时，执行从MC到MCR之间的指令。MC指令的输入电路（X0）断开时，不执行上述区间的指令，其中的积算定时器、计数器、用复位／置位指令驱动的软元件保持其当时的状态，其余的元件被复位，如非积算定时器和用OUT指驱动的元件变为OFF。
2.2 用PLC实现电动机的正反转控制
LD
OR LD AND LDI ANI ORB OR ANB OR
X0
X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7
OUT Y6
11
END
2）、使用注意事项
①、ORB是串联电路块的并联连接指令，ANB是并联电路块的串联指令。 它们都没有操作元件，可以多次重复使用。
②、ORB指令是将串联电路块与前面的电路块并联，相当于电路块右侧的
好！ X2 X4 X1 Y0
（6）、线圈并联电路中，应将单个线圈放在上边。
X1 Y0
MPS MPP
X1
X2
Y1 X2
Y1 LD MPS AND OUT MPP OUT X1 X2 Y0 Y1
Y0
0 1 2 3 4 5
不好！
0 1 2 3
好！
LD OUT AND OUT X1 Y1 X2 Y0
（7）、桥形电路的化简方法：找出每条输出路径进行并 联
③ 按下停止按钮SB1，电动机停止运
行。
④ 正转和反转都具有自锁功能。 ⑤ 系统还具有互锁功能
讨 论
1、何为互锁
2、正反转主触点是否可以同时接通？
不可以，因为两者同时接通，就会引起短路。
3、前面我们已经知道，PLC的梯形图是从继 电器控制电路的演变过来的，分析和设计 方法有相同之处，那我们可不可以将继电 器的控制电路直接改变成梯形图？
2、将通过转换法得来的电动机正反转控制的梯形图根据 梯形图的编程原则再进行优化。
任务三 项目实施
1、实践目的
①、掌握启保停电路的编程方法。 ②、会根据实际控制要求设计PLC的外围电路。 ③、会根据实际控制要求设计简单的梯形图。
2、实践器材
PLC主机模块1个、计算机1台、交流接触器2个、 电动机1台、按钮开关板模块1个、电工工具一套、 导线若干
电动机的正反转PLC控制
02
输出设备
接触器线圈，用于控制电动机的正反转。
03
接线方式
根据PLC的输入输出端口配置，将按钮开关接入PLC的输入端口，将接
触器线圈接入PLC的输出端口，并确保接线正确、牢固。
正反转控制程序的编写
编程语言
使用PLC的编程语言，如Ladder Logic、Structured Text等，根据 控制要求编写程序。
重要性
在工业自动化生产线上，电动机的正反转控制是实现各种机械运动和自动化操作的关键 环节。
电动机正反转控制的电路原理
电路组成
主要包括电源、电动机、接触器、热继电器、按钮等部分组成。
工作原理
通过改变接触器主触点的状态，来改变电动机输入电源的相序，从而控制电动机的旋转方向。
电动机正反转控制的逻辑控制原理
控制逻辑
根据输入信号（正转、反转、停 止）编写相应的控制逻辑，通过 逻辑运算实现电动机的正反转控 制。
安全保护
在程序中加入必要的安全保护措 施，如互锁、急停等，确保设备 和人身安全。
程序调试与运行
调试步骤
01
通过模拟输入信号测试程序的正确性，检查电动机的正反转是
否符合控制要求，并调整程序中的参数以满足实际需求。
控制逻辑
通过PLC（可编程逻辑控制器）对电动机 的正反转进行控制，实现自动化操作。
VS
控制流程
输入信号→PLC内部程序处理→输出信号 →驱动接触器动作→电动机旋转方向改变 。
03
PLC实现电动机正反转控 制
输入输出设备配置与接线
01
输入设备
正转按钮、反转按钮、停止按钮，选择合适的按钮类型以满足控制需求。
安全注意事项
02
可编程控制器技术-项目三 PLC实现电动机正反转控制
项目三 PLC实现电动机正反转控制
任务二 梯形图的设计与分析 一、 梯形图的设计
项目三 PLC实现电动机正反转控制
虽然在梯形图中已经有了软继电器的互锁触点，但 在外部硬件输出电路中还必须使用KM1和 KM2的动 断触点进行硬互锁。因为PLC内部软继电器互锁只相 差一个扫描周期，而外部硬件接触器触点的断开时间 往往大于一个扫描周期，来不及响应。例如Y1虽然断 开，可能KM1的触点还未断开，在没有外部硬件互锁 的情况下，KM2的触点可能接通，引起主电路短路。 因此必须采用软硬件双重互锁。
Y000
ORB的梯形图与指令表2
2.并联电路块的串联连接指令ANB 两个或两个以上接点并联的电路称为并联电路块。
分支的起点用LD、LDI指令，并联电路块结束后，使 用ANB指令与前面电路串联。ANB指令也简称与块指 令。
项目三 PLC实现电动机正反转控制
（1）与ORB指令相似，ANB指令分散使用时，次数不限；如 果连续使用，则使用次数不能超过8次。
（4）简化程序的技巧：如果分支后直接输出，作为特例，不作 分支处理，而直接当作输出，第二条支路作为串联处理，直接使 用AND指令 。
简化前的梯形图和指令表
简化后梯形图指令表
项目三 PLC实现电动机正反转控制
（5）栈操作指令仅在语句表中。
二层栈示例梯形图及指令表
项目三 PLC实现电动机正反转控制
三、 MC与MCR
项目三 PLC实现电动机正反转控制
二、 自锁的应用
在PLC控制程序的设计中，经常要对脉冲输入信号或者是点 动按钮输入信号进行保持，这时常采用自锁电路。要注意的 是，自锁电路必须有解锁设计，一般在并联之后采用某一动 断触点作为解锁条件。
项目三 PLC实现电动机正反转控制
PLC实现电动机正反转控制 ppt课件
关于硬连锁：在 PLC 的输 出规范与外部配线要求中， 特别强调，对于同时接通 有危险的正反转接触器等 负载，除了用 PLC 内部程 序连锁之外，还一定要有 PLC 的外部连锁。在工程 上，有时把 PLC 内部程序 连锁称为软连锁，把 PLC 外部连锁称为硬连锁 。
项目三 PLC实现电动机正反转控制
项目三 PLC实现电动机正反转控制
任务三 控制电路移植法及梯形图编程规则
梯形图程序设计是指用户编写程序的设计过程，即以指令 为基础，结合被控制对象的控制要求和现场信号，对照PLC 的软元件，画出梯形图，进而写出指令表程序的过程。
一、 电路移植法编程
用PLC改造继电器控制系统时，继电器电路图与梯形图在表示 方法和分析方法上有很多相似之处，因此可以根据继电器电路 图设计梯形图，即将继电器电路转换为具有相同功能的 PLC 外 部接线硬件接线图和梯形图，这就是继电器控制电路移植法设 计梯形图。
任务二 梯形图的设计与分析 一、 梯形图的设计
项目三 PLC实现电动机正反转控制
虽然在梯形图中已经有了软继电器的互锁触点，但 在外部硬件输出电路中还必须使用KM1和 KM2的动 断触点进行硬互锁。因为 PLC 内部软继电器互锁只相 差一个扫描周期，而外部硬件接触器触点的断开时间 往往大于一个扫描周期，来不及响应。例如Y1虽然断 开，可能KM1的触点还未断开，在没有外部硬件互锁 的情况下，KM2的触点可能接通，引起主电路短路。 因此必须采用软硬件双重互锁。
06
03 项目九、提高篇
模拟量控制、网络通信
项目三 PLC实现电动机正反转控制
【项目引入】
生产设备常常要求具有上下、左右、前后等正反方向的运动， 要求电动机能实现正反转控制。电动机正反转的实现方法，改 变通入电动机定子绕组的三相电源相序，即把接入电动机的三 相电源进线中的任意两根对调，电动机即从正转变为反转 。 【学习目标】 （1）掌握电动机的正反转控制电路 。 （2）用PLC进行对象控制时，I/O点的确定，能实际正确接线 。 （3）学会用控制电路移植法设计梯形图，并熟悉PLC的编程规 则和技巧 。
项目三 PLC实现电动机正反转控制
项目三 PLC实现电动机正反转控制
任务三 控制电路移植法及梯形图编程规则
梯形图程序设计是指用户编写程序的设计过程，即以指令 为基础，结合被控制对象的控制要求和现场信号，对照PLC 的软元件，画出梯形图，进而写出指令表程序的过程。
一、 电路移植法编程
用PLC改造继电器控制系统时，继电器电路图与梯形图在表示 方法和分析方法上有很多相似之处，因此可以根据继电器电路 图设计梯形图，即将继电器电路转换为具有相同功能的 PLC 外 部接线硬件接线图和梯形图，这就是继电器控制电路移植法设 计梯形图。
任务二 梯形图的设计与分析 一、 梯形图的设计
项目三 PLC实现电动机正反转控制
虽然在梯形图中已经有了软继电器的互锁触点，但 在外部硬件输出电路中还必须使用KM1和 KM2的动 断触点进行硬互锁。因为 PLC 内部软继电器互锁只相 差一个扫描周期，而外部硬件接触器触点的断开时间 往往大于一个扫描周期，来不及响应。例如Y1虽然断 开，可能KM1的触点还未断开，在没有外部硬件互锁 的情况下，KM2的触点可能接通，引起主电路短路。 因此必须采用软硬件双重互锁。
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03 项目九、提高篇
模拟量控制、网络通信
项目三 PLC实现电动机正反转控制
【项目引入】
生产设备常常要求具有上下、左右、前后等正反方向的运动， 要求电动机能实现正反转控制。电动机正反转的实现方法，改 变通入电动机定子绕组的三相电源相序，即把接入电动机的三 相电源进线中的任意两根对调，电动机即从正转变为反转 。 【学习目标】 （1）掌握电动机的正反转控制电路 。 （2）用PLC进行对象控制时，I/O点的确定，能实际正确接线 。 （3）学会用控制电路移植法设计梯形图，并熟悉PLC的编程规 则和技巧 。
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武汉软件工程职业学院
WUHAN VOCATIONAL COLLEGE OF SOFTWARE AND ENGINEERING
机电设备电气控制系统设计与装调
《可编程控制器技术》——FX3U(2N)三菱PLC
2016~2017学年秋季 机械工程学院机自专业1503~4
总90学时/周7学时
教师：梁启裕
QQ：910353932
项目三 PLC实现电动机正反转控制
二、 自锁的应用
在PLC控制程序的设计中，经常要对脉冲输入信号或者是点 动按钮输入信号进行保持，这时常采用自锁电路。要注意的 是，自锁电路必须有解锁设计，一般在并联之后采用某一动 断触点作为解锁条件。
项目三 PLC实现电动机正反转控制
三、 互锁的应用
互锁电路，有时也叫优先电路
项目三 PLC实现电动机正反转控制
继电器控制电路移植法设计梯形图的步骤如下： （1）了解和熟悉被控设备的工艺过程和机械的动作情况， （2）确定PLC的输入信号和输出信号，画出PLC外部接线图。 （3）确定与继电器电路图中的中间继电器、时间继电器对应 的梯形图中的辅助继电器（M） 和定时器（T）的元件号。 （4）根据上述对应关系画出PLC的梯形图。 （5）根据被控设备的工艺过程和机械的动作情况以及梯形 图编程的基本规则，优化梯形图。
14
03
项目七、PLC实现大小球传送控制
SFC设计、选择性、并行性流程
03
项目四、PLC实现电动机顺序启停控制
编程方法、定时器应用
16
03
项目八、PLC实现工作台自动往返控制
功能指令、复杂程序编制
08
03
项目五、PLC实现物料输送线控制
计数器应用、脉冲指令
06
03
项目九、提高篇
模拟量控制、网络通信
项目三 PLC实现电动机正反转控制
三 I/O硬件接线图
关于硬连锁：在PLC的输 出规范与外部配线要求中， 特别强调，对于同时接通 有危险的正反转接触器等 负载，除了用PLC内部程 序连锁之外，还一定要有 PLC的外部连锁。在工程 上，有时把PLC内部程序 连锁称为软连锁，把PLC 外部连锁称为硬连锁 。
项目三 PLC实现电动机正反转控制
项目三 PLC实现电动机正反转控制
二、 梯形图编程规则 （1） 线圈不能重复使用
项目三 PLC实现电动机正反转控制
（2） 线圈右边无触点
梯形图中每一逻辑行从左到右排列，以触点与左母线连接开 始，以线圈、功能指令与右母线（可允许省略右母线）连接 结束。
（3） 对桥渡回路不能编程序
触点应画在水平线上，不能画在垂直线上 。
项目三 PLC实现电动机正反转控制
任务一 控制分析与硬件接线 一 电气控制电路及分析
电动机正反转控制电路图
项目三 PLC实现电动机正反转控制
几点说明：
（1）互锁控制：为保证电动机正反转控制可靠工作，在控 制电路中，将KM1、KM2正反转接触器的动断触点串接在对 方线圈电路中，形成相互制约的控制，这种相互制约关系 称为互锁控制。互锁控制用于“当要求甲接触器工作时乙 接触器不能工作，而乙接触器工作时甲接触器不能工作” 的场所 。 （2）双重互锁 :在电路中还增设了启动按钮的互锁，构成 具有电气、按钮互锁（也称机械互锁）的控制电路，该电 路的优点是正反转可以直接切换，不必再去按停止按钮， 从而使操作变得方便 。
项目三 PLC实现电动机正反转控制
任务三
控制电路移植法及梯形图编程规则
梯形图程序设计是指用户编写程序的设计过程，即以指令 为基础，结合被控制对象的控制要求和现场信号，对照PLC 的软元件，画出梯形图，进而写出指令表程序的过程。
一、 电路移植法编程
用PLC改造继电器控制系统时，继电器电路图与梯形图在表 示方法和分析方法上有很多相似之处，因此可以根据继电器电 路图设计梯形图，即将继电器电路转换为具有相同功能的PLC 外部接线硬件接线图和梯形图，这就是继电器控制电路移植法 设计梯形图。
梯形图
指令表
LD MPS AND OUT MRD AND OUT MPP AND OUT X001 M100 Y001 M101 Y002
M102 Y003
一层栈示例1
项目三 PLC实现电动机正反转控制
（1）MPS、MRD、MPP指令无编程元件。 （2）MPS、MPP指令必须成对出现，可以嵌套使用。由于受到栈存 储器数量的限制，连续使用不能超过11次，否则数据丢失 。 （3）MRD指令在程序中可以使用，也可以不使用，使用次数可重 复，不限制 。
03
项目一、PLC基本知识
认知、结构、历史发展、应用、编程语言
03
补充项目、电气控制基础
常用低压电器、电气基本控制线路
项目二、PLC实现电动机启停控制
工作原理、软元件、I/O分配、逻辑指令
08
项目六、PLC实现组合机床控制
状态转移图SFC、步进指令
03
项目三、PLC实现电动机正反转控制
编程规则、逻辑块、栈、主控指令
项目三 PLC实现电动机正反转控制
二、PLC控制I/O分配表
类别 元件 SB0
输入 SB1 SB2 FR KM1 KM2
I/O点编号 X0
X1 X2 X3 Y1 Y2
备注 停止按钮
正转按钮 反转按钮 热继电器触点 正转接触器 反转接触器
输出
输入输出I/O点分配表
项目三 PLC实现电动机正反转控制
（5） 多个线圈可并联输出
两个或两个以上的线 圈可以并联输出，但 不能串联输出。
项目三 PLC实现电动机正反转控制
自动往返行程控制电路常用于机械加工设备需 要其运动部件在一定范围内自动往返循环的场合。 在摇臂钻床、万能铣床、镗床、桥式起重机及各种 自动或半自动控制机床设备中经常遇到这种控制要 求。其继电器接触器控制电路如图所示。讨论设计： 选用合适的方法，并利用FX2N系列PLC来实现其电路 改造。
任务二 梯形图的设计与分析 一、 梯形图的设计
项目三 PLC实现电动机正反转控制
虽然在梯形图中已经有了软继电器的互锁触点， 但在外部硬件输出电路中还必须使用KM1和 KM2的动 断触点进行硬互锁。因为PLC内部软继电器互锁只相 差一个扫描周期，而外部硬件接触器触点的断开时间 往往大于一个扫描周期，来不及响应。例如Y1虽然断 开，可能KM1的触点还未断开，在没有外部硬件互锁 的情况下，KM2的触点可能接通，引起主电路短路。 因此必须采用软硬件双重互锁。
串联电路左右位置可调，应将单个触点放在右边（串 左原则）。
X001 X002 （Y000）
ANB X004
X002
X001
（Y000）
X004
不优化
优化
并联电路上下位置可调，应将单个触点的支路放下面 （多上原则）。
X004 （Y000）
X001X002 ORB X004
X001 X002 （Y000）
二层栈示例梯形图及指令表
项目三 PLC实现电动机正反转控制
三、 MC与MCR
MC：主控指令，用于公共触点串联连接，3个程序步 。 MCR：主控复位指令，2个程序步 执行MC指令后，母线（LD，LDI）向MC触点后移动，这个MC触点 称为主控触点。相当于分支电路中的总开关。MCR则是将其反回 到原母线指令。 在没有嵌套结构时，可再次使用N0编制程序，N0的使用次数 无限制。在有嵌套结构时，嵌套级的编号从N0 → N1…N6 → N7增大。 在将指令返回时，采用MCR指令，则从大的嵌套级开始消除。 （N7→N6→N5→N4→N3→N2→N1→N0）。嵌套级最大可编写8级 （N7）。
没有使用MRD指令梯形图和指令表
项目三 PLC实现电动机正反转控制
（4）简化程序的技巧：如果分支后直接输出，作为特例，不作 分支处理，而直接当作输出，第二条支路作为串联处理，直接使 用AND指令 。
简化前的梯形图和指令表
简化后梯形图指令表
项目三 PLC实现电动机正反转控制
（5）栈操作指令仅在语句表中。
停止按钮
正转按钮
项目三 PLC实现电动机正反转控制
任务四 基本逻辑指令学习 一、 ORB与ANB 1．串联电路块的并联指令（ORB） 两个或两个以上的接点串联连接的电路叫串联电路块。 串联电路块并联连接时，分支开始用LD、LDI指令， 分支结果用ORB指令。ORB指令有时也简称为或块指令。 ORB指令的使用方法有两种：一种是在要并联的每 个串联电路块后加ORB指令；另一种是集中使用ORB指 令。对于前者分散使用ORB指令时，并联电路块的个 数没有限制；但对于后者集中使用ORB指令时，这种LC实现电动机正反转控制
二、 MPS,MRD和MPP MPS 、MRD和 MPP这组栈操作指令在具有多重输出 的梯形图中使用。在编程时需要将中间运算结果存储 时，就可以使用栈操作指令。
（1）MPS：进栈指令，将数据压入栈顶，用在回来开始分 支的地方。
（2）MRD：读栈指令，读取栈数据。用在MPS下继续的分支， 表示分支的继续。 （3）MPP：出栈指令，取出栈顶的数据。用在最后分支 的地方，表示分支的结束 。
【项目引入】 生产设备常常要求具有上下、左右、前后等正反方向的运动， 要求电动机能实现正反转控制。电动机正反转的实现方法，改 变通入电动机定子绕组的三相电源相序，即把接入电动机的三 相电源进线中的任意两根对调，电动机即从正转变为反转 。 【学习目标】 （1）掌握电动机的正反转控制电路 。 （2）用PLC进行对象控制时，I/O点的确定，能实际正确接线 。 （3）学会用控制电路移植法设计梯形图，并熟悉PLC的编程规 则和技巧 。
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武汉软件工程职业学院
WUHAN VOCATIONAL COLLEGE OF SOFTWARE AND ENGINEERING
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WUHAN VOCATIONAL COLLEGE OF SOFTWARE AND ENGINEERING
机电设备电气控制系统设计与装调
《可编程控制器技术》——FX3U(2N)三菱PLC
2016~2017学年秋季 机械工程学院机自专业1503~4
总90学时/周7学时
教师：梁启裕
QQ：910353932
项目三 PLC实现电动机正反转控制
二、 自锁的应用
在PLC控制程序的设计中，经常要对脉冲输入信号或者是点 动按钮输入信号进行保持，这时常采用自锁电路。要注意的 是，自锁电路必须有解锁设计，一般在并联之后采用某一动 断触点作为解锁条件。
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三、 互锁的应用
互锁电路，有时也叫优先电路
项目三 PLC实现电动机正反转控制
继电器控制电路移植法设计梯形图的步骤如下： （1）了解和熟悉被控设备的工艺过程和机械的动作情况， （2）确定PLC的输入信号和输出信号，画出PLC外部接线图。 （3）确定与继电器电路图中的中间继电器、时间继电器对应 的梯形图中的辅助继电器（M） 和定时器（T）的元件号。 （4）根据上述对应关系画出PLC的梯形图。 （5）根据被控设备的工艺过程和机械的动作情况以及梯形 图编程的基本规则，优化梯形图。
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03
项目七、PLC实现大小球传送控制
SFC设计、选择性、并行性流程
03
项目四、PLC实现电动机顺序启停控制
编程方法、定时器应用
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03
项目八、PLC实现工作台自动往返控制
功能指令、复杂程序编制
08
03
项目五、PLC实现物料输送线控制
计数器应用、脉冲指令
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项目九、提高篇
模拟量控制、网络通信
项目三 PLC实现电动机正反转控制
三 I/O硬件接线图
关于硬连锁：在PLC的输 出规范与外部配线要求中， 特别强调，对于同时接通 有危险的正反转接触器等 负载，除了用PLC内部程 序连锁之外，还一定要有 PLC的外部连锁。在工程 上，有时把PLC内部程序 连锁称为软连锁，把PLC 外部连锁称为硬连锁 。
项目三 PLC实现电动机正反转控制
项目三 PLC实现电动机正反转控制
二、 梯形图编程规则 （1） 线圈不能重复使用
项目三 PLC实现电动机正反转控制
（2） 线圈右边无触点
梯形图中每一逻辑行从左到右排列，以触点与左母线连接开 始，以线圈、功能指令与右母线（可允许省略右母线）连接 结束。
（3） 对桥渡回路不能编程序
触点应画在水平线上，不能画在垂直线上 。
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任务一 控制分析与硬件接线 一 电气控制电路及分析
电动机正反转控制电路图
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几点说明：
（1）互锁控制：为保证电动机正反转控制可靠工作，在控 制电路中，将KM1、KM2正反转接触器的动断触点串接在对 方线圈电路中，形成相互制约的控制，这种相互制约关系 称为互锁控制。互锁控制用于“当要求甲接触器工作时乙 接触器不能工作，而乙接触器工作时甲接触器不能工作” 的场所 。 （2）双重互锁 :在电路中还增设了启动按钮的互锁，构成 具有电气、按钮互锁（也称机械互锁）的控制电路，该电 路的优点是正反转可以直接切换，不必再去按停止按钮， 从而使操作变得方便 。
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任务三
控制电路移植法及梯形图编程规则
梯形图程序设计是指用户编写程序的设计过程，即以指令 为基础，结合被控制对象的控制要求和现场信号，对照PLC 的软元件，画出梯形图，进而写出指令表程序的过程。
一、 电路移植法编程
用PLC改造继电器控制系统时，继电器电路图与梯形图在表 示方法和分析方法上有很多相似之处，因此可以根据继电器电 路图设计梯形图，即将继电器电路转换为具有相同功能的PLC 外部接线硬件接线图和梯形图，这就是继电器控制电路移植法 设计梯形图。
梯形图
指令表
LD MPS AND OUT MRD AND OUT MPP AND OUT X001 M100 Y001 M101 Y002
M102 Y003
一层栈示例1
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（1）MPS、MRD、MPP指令无编程元件。 （2）MPS、MPP指令必须成对出现，可以嵌套使用。由于受到栈存 储器数量的限制，连续使用不能超过11次，否则数据丢失 。 （3）MRD指令在程序中可以使用，也可以不使用，使用次数可重 复，不限制 。
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项目一、PLC基本知识
认知、结构、历史发展、应用、编程语言
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补充项目、电气控制基础
常用低压电器、电气基本控制线路
项目二、PLC实现电动机启停控制
工作原理、软元件、I/O分配、逻辑指令
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项目六、PLC实现组合机床控制
状态转移图SFC、步进指令
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项目三、PLC实现电动机正反转控制
编程规则、逻辑块、栈、主控指令
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二、PLC控制I/O分配表
类别 元件 SB0
输入 SB1 SB2 FR KM1 KM2
I/O点编号 X0
X1 X2 X3 Y1 Y2
备注 停止按钮
正转按钮 反转按钮 热继电器触点 正转接触器 反转接触器
输出
输入输出I/O点分配表
项目三 PLC实现电动机正反转控制
（5） 多个线圈可并联输出
两个或两个以上的线 圈可以并联输出，但 不能串联输出。
项目三 PLC实现电动机正反转控制
自动往返行程控制电路常用于机械加工设备需 要其运动部件在一定范围内自动往返循环的场合。 在摇臂钻床、万能铣床、镗床、桥式起重机及各种 自动或半自动控制机床设备中经常遇到这种控制要 求。其继电器接触器控制电路如图所示。讨论设计： 选用合适的方法，并利用FX2N系列PLC来实现其电路 改造。
任务二 梯形图的设计与分析 一、 梯形图的设计
项目三 PLC实现电动机正反转控制
虽然在梯形图中已经有了软继电器的互锁触点， 但在外部硬件输出电路中还必须使用KM1和 KM2的动 断触点进行硬互锁。因为PLC内部软继电器互锁只相 差一个扫描周期，而外部硬件接触器触点的断开时间 往往大于一个扫描周期，来不及响应。例如Y1虽然断 开，可能KM1的触点还未断开，在没有外部硬件互锁 的情况下，KM2的触点可能接通，引起主电路短路。 因此必须采用软硬件双重互锁。
串联电路左右位置可调，应将单个触点放在右边（串 左原则）。
X001 X002 （Y000）
ANB X004
X002
X001
（Y000）
X004
不优化
优化
并联电路上下位置可调，应将单个触点的支路放下面 （多上原则）。
X004 （Y000）
X001X002 ORB X004
X001 X002 （Y000）
二层栈示例梯形图及指令表
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三、 MC与MCR
MC：主控指令，用于公共触点串联连接，3个程序步 。 MCR：主控复位指令，2个程序步 执行MC指令后，母线（LD，LDI）向MC触点后移动，这个MC触点 称为主控触点。相当于分支电路中的总开关。MCR则是将其反回 到原母线指令。 在没有嵌套结构时，可再次使用N0编制程序，N0的使用次数 无限制。在有嵌套结构时，嵌套级的编号从N0 → N1…N6 → N7增大。 在将指令返回时，采用MCR指令，则从大的嵌套级开始消除。 （N7→N6→N5→N4→N3→N2→N1→N0）。嵌套级最大可编写8级 （N7）。
没有使用MRD指令梯形图和指令表
项目三 PLC实现电动机正反转控制
（4）简化程序的技巧：如果分支后直接输出，作为特例，不作 分支处理，而直接当作输出，第二条支路作为串联处理，直接使 用AND指令 。
简化前的梯形图和指令表
简化后梯形图指令表
项目三 PLC实现电动机正反转控制
（5）栈操作指令仅在语句表中。
停止按钮
正转按钮
项目三 PLC实现电动机正反转控制
任务四 基本逻辑指令学习 一、 ORB与ANB 1．串联电路块的并联指令（ORB） 两个或两个以上的接点串联连接的电路叫串联电路块。 串联电路块并联连接时，分支开始用LD、LDI指令， 分支结果用ORB指令。ORB指令有时也简称为或块指令。 ORB指令的使用方法有两种：一种是在要并联的每 个串联电路块后加ORB指令；另一种是集中使用ORB指 令。对于前者分散使用ORB指令时，并联电路块的个 数没有限制；但对于后者集中使用ORB指令时，这种LC实现电动机正反转控制
二、 MPS,MRD和MPP MPS 、MRD和 MPP这组栈操作指令在具有多重输出 的梯形图中使用。在编程时需要将中间运算结果存储 时，就可以使用栈操作指令。
（1）MPS：进栈指令，将数据压入栈顶，用在回来开始分 支的地方。
（2）MRD：读栈指令，读取栈数据。用在MPS下继续的分支， 表示分支的继续。 （3）MPP：出栈指令，取出栈顶的数据。用在最后分支 的地方，表示分支的结束 。
【项目引入】 生产设备常常要求具有上下、左右、前后等正反方向的运动， 要求电动机能实现正反转控制。电动机正反转的实现方法，改 变通入电动机定子绕组的三相电源相序，即把接入电动机的三 相电源进线中的任意两根对调，电动机即从正转变为反转 。 【学习目标】 （1）掌握电动机的正反转控制电路 。 （2）用PLC进行对象控制时，I/O点的确定，能实际正确接线 。 （3）学会用控制电路移植法设计梯形图，并熟悉PLC的编程规 则和技巧 。
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