机电一体化总复习

3．实际接线图
根据I/O地址分配，可画出PLC的实际接线图如图 7-21所示。
图7-21 送料车实际接线图
4．梯形图程序设计
图7-22 运料小车梯形图
（1）中间辅助继电器20000作为系统工 作允许继电器。启动按钮00001使20000置 “ON”，复位按钮00000使20000置“OFF”。 只有当20000为“ON”时，运料小车才能循 环工作，当20000为“OFF”时，小车回到起 始位置后停止工作。
（2）小车位于CK0时，开始定时装料， 20s后定时器TIM000接通，01000得电，小 车右行。当小车离开CK0时，定时器TIM000 复位，但01000的自锁功能使之仍得电使小 车继续右行。
（3）小车行至CK1时，计数器CNT001减1， 由于CK1的常闭触点断开，使01000失电，小 车停止，定时器TIM002开始定时。 （4）TIM002定时时间到后，其常开触点 接通，运料小车左行。01001的自锁功能使小 车左行到达CK0位置。
7.3.1 电动机正、反转控制 1．控制要求 电动机可以正向旋转，也可以反向旋转。为避免 改变旋转方向时由于换相造成电源短路，要求电动机 在正、反转状态转换前先停转，然后再换向启动。电 动机正、反转继电器接触器控制系统主电路及控制电 路如图7-14所示。
图7-14 电动机正、反转主电路及控制电路
2．I/O分配
3．实际接线图
在图7-15所示的实际接线图中，COM为公共端。 根据PLC的型号不同、I/O点数不同，输入、输出端子 有不同数量的COM端。各COM端彼此独立，可以单 独使用。如果电源相同，可以共用一个COM端，但要 考虑累积通过的电流值，应小于通过的数值。
图7-15 电动机正、反转PLC控制实际接线图
C CT 4
R 100 Y0
指令语句表 指 令 地址 0 ST X0 1 ST X1 2 CT 100 K 4 5 ST C100 6 OT Y0 CT 指令占三个地址号
复位脉冲 输入端
X0 X1
当计数到 4 时， 计数器动合触点 C100 闭合，线圈 Y0 接通。
Y0
6. 计数器指令 CT 指令使用说明 (1) 计数设置值为 K0 K32767 范围内任意一个 十进制常数。 (2) 计数器为减 1 计数，每来一个计数脉冲上升 沿，计数设置值减 1，至减为 0 时，计数器动作，其 动合触点闭合，动断触点断开。 (3) 如果在计数器工作期间，复位端 R 输入复位 信号，使计数器复位，则运行中断，回到原始之值， 同时其动合、动断触点恢复常态。 (4) 程序中每个计数器只能使用一次，但其触点 可多次使用。
ST OR AN/ AN/ AN/ OT ST OR AN/ AN/ AN/ OT ED X4 Y4 X1 X5 Y3 Y4 X5 Y2 X1 X6 Y1 Y2
退出
Y2
Y2
( ED )
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第四章 伺服电机驱动与控制
第五章 自动控制技术
—增量式
可编程控制器
例一：
例二
一航标灯，晚上以亮2秒，灭一秒的方式
闪亮，白天则熄灭。试分别以单片机及 可编程控制器来实现上述控制。
例3、一电子称，采用应变式压力 传感器作为称重测量，试设计其系 统组成框图和电路原理图。要求原 理图中包含：传感器检测接口电路， 8个按键电路，两组数码管（每组4 位）电路，电源电路（5V,+6V,6V）。
总复习
第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章
机电一体化导论 机电一体化系统中的常用电路 传感器及检测技术 伺服电机驱动与控制 自动控制技术 机电一体化机械技术 机电一体化系统设计
机电一体化主要技术问题
1。机械、液压、强电技术 2。传感器技术 3。单片机 4。工业PC 5。可编程控制器（PLC ） 6。接口及驱动技术 7。控制技术 8。系统技术
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11.3.2 加热炉自动上料控制
(1) I/O 点分配
输 入 SB1 X1 SB2 X2 SQa X3 SQb X4 SQc X5 SQd X6 输 出 KMF1 Y1 KMR1 Y2 KMF2 Y3 KMR2 Y4 SB1 SB2 SQa SQb SQc SQd
PLC KMR1 KM F1 Y1 X1 X2 X3 X3 X3 X3 Y3 Y3
输入信号：停止按钮 SB1—00000； 长动启动按钮 SB2—00001； 点动启动按钮 SB3—00002； 转换选择开关 SA—00003。 输出信号：交流接触器 KM—01000。
3．实际接线图
根据I/O地址分配，可画出PLC的实际接线图如图 7-18所示。
图7-18 实际接线图
4．梯形图程序设计
梯形图的工作过程如下。 当转换开关SA断开时，其常闭触点00003闭合， 按下00001按钮，输出线圈01000得电，并通过01000 的常开触点实现自锁，按停止按钮，00000触点断开， 01000线圈失电，实现长动控制。
当转换开关SA闭合时，其常闭触点00003断开， 常开触点闭合，按下00002按钮，输出线圈01000得电， 松开00002按钮，输出线圈01000失电，实现点动控制。
例5、一车床数控改造，采用 两套交流伺服电机分别进行横 向进给和纵向进给控制（伺服 电机和驱动器均采用外购）， 采用编码器进行主轴的转速测 量，以便进行螺纹加工。试设 计其控制系统组成框图。并指 出，如果由您来实际完成该项 任务，您还要进行哪些技术工 作。
一、
复习思考题
1。机床主轴转速在线检测系统设计。 2。电网频率测量电路。 3。电网功率因素测量电路。 4。储液罐液面高度自动控制。 5。热处理炉温度控制。 6。电梯一直工作在静止—加速—匀速—减 速—停止的不断循环，试设计其变速测量仪， 并打印出速度 曲线。
7。电子称设计。 8。硫化炉是橡胶和胶鞋行业的重要生产设备，须对其 压力和温度进行控制。其热源为高压蒸气，通过调节 蒸气 阀门单位时间内开启时间来调温。通过调节另外
进或出气阀单位时间内平均开启时间来调压。试设计
该控制系统。 9。粮食仓库多点温、湿监测仪。 10。用单片机为核心开发小型PLC。
7.3 应用程序设计举例

第二章 机电一体化系统中的常用电路
VIN=VOUT*R1/(R2+R1) B=VOUT/VIN =1+R2/R1 同向放大器: 反向放大器:
VOUT/VIN=-R5/R6
差动放大器
测量放大器
RS-232口电平转换
485接口
TTL与CMOS电路
第三章 传感器及检测技术
接近开关
2．I/O分配
由上面的分析可知，为满足控制要求，需要2个 按钮：启动和停止按钮；3个限位开关：CK1、CK2和 CK3；两个定时器和一个计数器；此外，还需要小车 右行和返回的两个交流接触器。共需要7个I/O点，其 中5个输入，2个输出。
输入信号：停止按钮 SB1—00000； 启动按钮 SB2—00001； 限位开关 CK1—00100； CK2—00101； CK3—00102。 输出信号：右行交流接触器 KM1—01000； 返回交流接触器 KM2—01001。
KMF1 KM
Y2
R1
KMR2 KM
F2
KMF2 KM
R2
E
COM COM

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(2)外部接线图
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(3) 梯形图程序
X6 X2 X1 X3 Y2 Y1 X3 Y3 X4 Y4 X5 X1 X6 Y1 X1 X5 Y3 Y4 X1 X4 Y4 Y3 Y1
(4) 指令语句表
ST AN OR AN/ AN/ AN/ OT ST OR AN/ AN/ AN/ OT X6 X2 Y1 X1 X3 Y2 Y1 X3 Y3 X1 X4 Y4 Y3
（5）定时器TIM000又重新定时，小车第 2次装料，20s后小车右行，与第一次相同。 但小车到达CK1时，计数器CNT001减1至0， 使CNT001的常开触点接通，所以小车继续右 行直至到达CK2位置，CK2常闭触点断开， 01000失电，小车停止。定时器TIM002开始 定时。
（6）定时器TIM002定时时间到，小车 开始左行。01001的自锁功能使小车左行到达 CK0位置。进入下一个循环。 （7）为增加可靠性，小车的左行和右行 实行联锁控制。
小车的工作循环过程如下： 启动→装料20s→第一次右行→到达CK1，下料 15s→第一次返回→装料20s↑第二次返回 ← 下料 15s ← 到达CK2 ← 第二次右行
根据小车的工作循环过程可知，当小车第一次到 达CK1位置时要改变运动方向，而第二次和第三次到达 CK1时，小车不改变运动方向。可以用计数器的计数功 能来决定到达CK1时是否要改变方向，定时器用来记录 装料和下料的时间。
4．梯形图程序设计
假设采用不自锁按钮，梯形图增加自锁环节。梯 形图如图7-16所示。
图7-16 PLC控制梯形图
7.3.2 三相异步电动机 的点动、长动控制
1．控制要求 电动机可以实现长动，也可以实现点动，具有短路、 失压、欠压和过载保护功能。 三相异步电动机的点动、长动继电器接触器控制电 路如图7-17所示。
从图7-14可见，为满足控制要求，需要有3个按钮： 正转启动按钮、反转启动按钮和停止按钮。此外还需 要控制电动机正、反转的两个交流接触器，一个热继 电器作为过载保护。共需5个I/O点，其中3个输入，2 个输出。 输入信号：正转启动按钮 SB1—00000； 反转启动按钮 SB2—00001； 停止按钮 SB3—00002。 输出信号：正转交流接触器 KM1—00000； 反转交流接触器 KM2—00001。
图7-17 电动机的点动、长动继电器接触器控制电路
图7-17中，转换开关为点动、长动的选择开关。 当SA闭合时为长动，断开时为点动。