单按钮启停
《三相交流异步电动机单按钮启停控制》教学案例
《三相交流异步电动机单按钮启停控制》教学课例常州刘国钧高等职业技术学校杨欢一、项目名称确定：《三相交流异步电动机单按钮启停控制》4课时二、课例背景介绍：可编程序控制器（PLC）技术是一门实用性很强的专业课，注重实践教学环节的学习演练，是掌握PLC技术的根本。
本课程是以三菱FX2N系列PLC为核心，采用“项目导向、任务驱动"的课程模式，来实施和引领课堂教学。
在PLC项目课程的实践中，分别通过项目教学、理实一体、任务驱动、行动导向等多种教学方法，起到了很好的效果，大大提高了学生学习的积极性。
本课例是项目一《三相交流异步电动机的PLC控制》中的任务四《三相交流异步电动机单按钮启停控制》。
课程的实施是在可编程控制器实验室进行的，学生通过理论学习与实践操作一体化的综合训练方式，逐步学会三菱可编程序控制器的相关知识和技能，并为后续课程打下了扎实的基础。
三、学习目标的设定：课程的总目标：1、通过对本课程的学习和训练，使学生进一步熟悉PLC的基础知识，掌握PLC梯形图、指令语句以及SFC图三种方式的编程方法，并能够应用三菱FX2N 系列PLC完成实际控制系统的设计、安装、调试及监控。
2、通过该项目课程的学习，努力培养学生分析、解决生产实际问题的能力，提高学生的职业技能和专业素质。
提高学生学习的能力，养成良好的思维和学习习惯。
3、积极发展好奇心和求知欲，培养坚持真理、勇于创新、实事求是的科学态度与科学精神，形成科学的价值观。
培养学生的团队合作精神。
本课例的目标：1、知道什么是时序图，会画出单按钮控制电动机启停的时序图。
2、能运用微分脉冲输出指令（PLS、PLF）、置位/复位指令（SET/RST）进行简单的编程。
3、会根据控制要求熟练分配PLC输入/输出点，并能画出PLC电路原理图和安装接线图。
4、能利用梯形图和指令语句两种方式完成该项目程序的编写。
5、能独立完成三相交流异步电动机单按钮启停PLC控制的安装、调试和监控。
plc单按钮控制启停
交通工具：在智能交通领域，PLC单按钮控制启停技术可以为车辆、轨道交通等交通工具提供 更加稳定可靠的控制方案，提高交通工具的安全性和运行效率。
能源管理：随着环保意识的提高，能源管理成为重要的领域。PLC单按钮控制启停技术可以 为能源管理提供更加智能化的解决方案，实现节能减排的目标。
未来发展方向与展望
单按钮控制启停 的优势与局限性
优势分析
操作简便：单按钮控制启停，操作简单，方便快捷。 安全性高：单按钮控制启停，可以避免误操作，提高设备运行的安全性。 可靠性高：单按钮控制启停，可以减少设备的故障率，提高设备的可靠性。 节能环保：单按钮控制启停，可以减少设备的能耗，降低环境污染。
局限性分析
智能化：实现自动化控制和远程监控，提高生产效率 安全性：增强设备安全性能，保障操作人员安全 节能环保：降低能耗，减少排放，实现绿色生产 集成化：实现多设备集成控制，提高系统稳定性与可靠性
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汇报人：
可持续性：随着环保意识的提高，未 来的PLC将更加注重环保和可持续性， 采用更加节能和环保的技术和材料。
应用领域拓展
工业自动化：随着工业4.0的推进，PLC单按钮控制启停技术将广泛应用于自动化生产线中， 提高生产效率和设备可靠性。
智能家居：未来智能家居将更加注重人机交互和智能化控制，PLC单按钮控制启停技术可以 为智能家居设备提供更加便捷和高效的控制方式。
基于S7-200 PLC的电动机单按钮启停控制
1．控制要求要求用1个控制按钮控制1台电动机的启动和停止。
第1次操作按钮电动机启动，第2次操作按钮电动机停车，第3次操作按钮电动机启动，如此循环。
2．任务分析 PLC在工作时采用顺序循环扫描的工作方式来执行主循环程序OB1及子程序中的用户程序，在一个扫描周期的开始CPU对所有的输入端子上的信号进行集中采集，并将采1．控制要求要求用1个控制按钮控制1台电动机的启动和停止。
第1次操作按钮电动机启动，第2次操作按钮电动机停车，第3次操作按钮电动机启动，如此循环。
2．任务分析PLC在工作时采用顺序循环扫描的工作方式来执行主循环程序OB1及子程序中的用户程序，在一个扫描周期的开始CPU对所有的输入端子上的信号进行集中采集，并将采集结果保存在过程映像输入寄存器(I)，在程序执行期间不再考虑输入端子上信号的变化，而程序执行过程中所产生的中间结果则直接保存在存储器(M)或过程映像输出寄存器(Q)中，并不立即送到输出端子，而只有在当前扫描周期结束前才将程序执行的最终结果集中送到输出端子，对输出端子进行刷新。
如果对这种扫描方式理解不清楚，在编程时就会出现意想不到的结果。
以电动机的单按钮启停控制为例，如果用如图3-11所示的逻辑来实现看起来似乎可行-但是，如果仔细分析会发现当按一次按钮时，首先扫描到第一个程序段，会使KM变为1-并写入过程映像输出寄存器；当扫描到第二个程序段时，由于KM的过程映像输出寄存器已经为1，所以又会使KM变为0，结果无论如何都无法启动电动机。
由于PLC循环扫描的工作特殊性，不能直接用简单的逻辑实现电动机的单按钮控制，必须考虑在同一扫描周期内是否会出现运行状态的多次切换。
3．实施方案[方案1]用边沿指令及异或逻辑实现首先根据控制按钮SB_1信号状态设置状态标志，使用上升沿检测指令，保证每按动一次控制按钮，状态标志F1的状态只在当前扫描周期内起作用。
然后用状态标志F1与电动机(KM)当前的状态进行逻辑异或运算，由于按动控制按钮当前周期内F1=1，用F1与KM 相异或，就可以实现对电动机状态的转换，如果直接用KM来代替F1，将无法实现要求的功能。
PLC编程练习题
前言PLC编程练习题由技成老师在平时收集及整理的一些练习题，该练习题主要用于提供给技成学员作为编程练习的习题使用。
意在帮助大家熟悉PLC之间，锻炼编程思路。
常用指令练习习题1：《电机的单按钮启停控制》按钮S1为启停按钮，M1表示电机运行，电机在运行状态时，按下按钮S1，电机停止运行，电机在停止状态时，按下按钮S1，电机开始运行，试编写控制程序习题2：《电机混合运行控制》S1表示长运行启动按钮，S2表示长运行停止按钮，S3表示点动按钮，M1表示电机运行，按下按钮S1，电机运行，按下按钮S2电机停止运行，按下按钮S3,电机点动运行，要求点动和长运行具有互锁习题3：《故障报警显示电路程序设计》习题3：《故障报警显示电路程序设计》S1表示故障复位信号， K1表示故障信号, 指示灯H1表示故障报警信号, 要求：当故障信号出现时，报警指示灯以1HZ的频率进行闪烁，此时操作人员按下复位按钮，若故障信号继续存在，则报警指示灯转为常亮，直到故障信号消失，若故障信号不存在，则报警指示灯熄灭。
习题4：《电机的延时启动与延时停止控制》S1表示启动信号，S2表示停止信号，M1表示电机1，M2表示电机2，要求，按下启动按钮，电机1启动，延时5S后电机2驱动，按下停止按钮，电机2停止，延时5S 后，电机1停止运行。
习题5：《小车往返运行控制》S1表示启动按钮，S2表示停止按钮，S3表示复位信号， K1表示左限位，K2表示右限位。
H1表示电机左限、H2表示电机右行，示意图如图所示：控制要求：（1）小车在左限位时，按下启动按钮S1,小车右行，碰到右限位停止，停止2S后，小车自动左行，左行后碰到左限位停止，停止2S后，小车自动右行，如此循环。
（2）运行过程中按下停止按钮，小车回到左限位停止（3）记录小车运行周期次数，一个来回为一个周期，当与设定周期相同时，小车停止运行。
（4）按下复位按钮，对记录的运行周期次数清零。
习题6：《简易交通灯程序控制》S1表示启动按钮，S2表示停止按钮，根据时序图编写控制程序，H1~H3表示东西方向的红灯、绿灯、黄灯。
98%的程序中都包含了启保停,你认同吗？
98%的程序中都包含了启保停，你认同吗？启保停程序相信大家都比较熟悉了，但是你知道普通的启保停程序经过一些小变化又能实现不同的功能吗？那下面我们就分别来看一下几个典型程序。
1、启动优先和停止优先的程序普通的启保停程序其实是属于停止优先，也就是说在任何情况下，只要按下停止按钮，输出立刻停止。
这种控制方式经常用于需要紧急停止的场合中。
但是有些场合，比如说消防水泵的启动，则需要启动优先的功能。
启动优先，指的是在任何情况下，只要按下启动按钮，则输出马上执行。
停止优先：合上K1启动开关时，H1灯亮，K1保持合上，这时再合上K2停止开关，H1灯灭，这就是停止优先。
启动优先：合上K1启动开关时，H1灯亮，K1保持合上，这时再合上K2停止开关，H1灯不灭。
因为K1启动开关是合上的，所以灯仍然是亮的，这就是起动优先。
停止优先：启动优先：2、点动加连动运行控制点动加连动控制是最常用的控制功能，模拟先断后合功能，当X2断开时，M1比Y0后断，其常闭点阻止了Y0线圈的自锁通路。
3、单按钮控制电动机启停按一下按钮时，电动机（用指示灯代替）启动，灯亮，再按一下按钮，电动机停止，灯熄灭，可重复试验。
方法一、方法二、4、集中和分散控制集中和分散控制是经常用的一种控制方式，既可以集中控制（集中启动、集中停止），也可以各个电机分别单独启动和停止。
假设X2为选择开关，X2断开时为集中控制，X2闭合时为分散控制。
X3是集中控制启动，X1是总停止和集中控制停止。
X10和X11是电机1的启动和停止，X12和X13是电机2的启动和停止。
有没有发现，这几个程序中其实都有启保停功能包含着里面呢？这几个程序在我们实际编程中可能经常会应用到，大家可以掌握一下这样的编程结构。
中间继电器式单按钮启停控制原理
中间继电器式单按钮启停控制原理中间继电器式单按钮启停控制原理是一种常用的电气控制方式，被广泛应用于各种机械设备的启动和停止过程中。
它的原理简单易懂，操作方便，具有指导意义。
在中间继电器式单按钮启停控制中，使用一个按钮来实现设备的启动和停止。
该按钮上有一个弹簧，当按下按钮时，弹簧会自动回弹，这样可以避免设备长时间运行或停止。
在启动过程中，按下按钮后，按钮会给一个继电器发送一个电信号。
继电器接收到信号后，它的线圈会被激活，使继电器的触点闭合。
闭合的触点会将电源线连接到设备的电机上，从而使设备开始运行。
在停止过程中，再次按下按钮时，按钮会向继电器发送一个电信号。
继电器接收到信号后，触点被打开，导致电源线与设备的电机断开连接，设备停止运行。
整个启停过程中，中间继电器起到一个控制信号的中转作用。
通过按钮与继电器的配合，实现了启动和停止功能。
这种控制方式操作简单，不需要多个按钮进行操作，能够降低操作风险。
值得注意的是，中间继电器式单按钮启停控制原理需要保证按钮的可靠性和继电器的稳定性。
按钮需要具有一定的防护措施，以避免误操作或长时间按压对设备造成损坏。
继电器也需要定期检查和维护，以确保其正常工作。
除了启动和停止功能，中间继电器式单按钮启停控制还可以结合其他附加功能。
比如，可以加入一个紧急停止按钮，用于在紧急情况下快速切断设备电源。
还可以加入指示灯或蜂鸣器，用于显示设备的工作状态或发出警报信号。
通过中间继电器式单按钮启停控制原理，可以在各种机械设备中实现简单可靠的启动和停止控制。
它的原理清晰，操作方便，不仅具有应用价值，而且具有一定的指导意义，可以为电气控制领域的工程师和操作人员提供参考和指导。
PLC实训报告
PLC控制实训报告班级：姓名：学号：实训地点：实训1 电机的PLC控制一、实训目的1、熟悉所用PLC的编程指令；2、练习独立编写PLC梯形图程序的方法；3、掌握编程软件的使用方法以及程序的调试方法。
二、实训设备1、TVT-90C学习机1台2、个人计算机1台3、连接导线若干4、RS485转RS232串行通信线1条。
5、FPWIN-GR软件。
三、实训内容与步骤控制要求1：双按钮启停按下启动按钮SB1时，电动机Y接运行，即KM Y接通。
2s后KM Y断开KM△接通，电动机△接运行。
即完成了Y/△换接启动。
按下停止按钮SB2电动机停止运行。
控制要求2：单按钮启停用一个按钮SB控制电动机Y/△换接启动/停止系统，即电机停止情况下按SB，电动机Y/△换接启动。
第二次按SB电动机停止运行。
第三次按SB电动机再Y/△换接启动，如此循环。
表2-2 单按钮启停I/O分配表四、实训结果与分析1、实训中的问题及分析①双按钮启停分析：通过两个按钮来控制电机的起停，当按下启动按钮SB1时，电机KMY接通，并且保持，2s后常闭T0断开，常开T0闭合，电机KM△接通。
当按下停止按钮SB2时，电机KM△断开，并且复位定时器T0，以便下一次重新按下启动按钮SB1，能够完成Y/△换接启动。
②单按钮启停分析：通过计数器指令来完成第一次按SB电动机Y/△换接启动。
第二次按SB电动机停止运行。
第二次按下SB复位计数器C100，定时器T0,计时器C101。
以便下一次重新按下按钮SB能够启动电机KMY，并完成电动机Y/△换接启动。
2、实训结果实训2抢答器的PLC控制一、实训目的1、熟悉所用PLC的编程指令；2、练习独立编写PLC梯形图程序的方法；3、掌握编程软件的使用方法以及程序的调试方法。
二、实训设备1、TVT-90C学习机1台2、个人计算机1台3、连接导线若干4、RS485转RS232串行通信线1条。
5、FPWIN-GR软件。
三、实训内容与步骤控制要求1：简单抢答器参加智力竞赛的A、B、C三人的桌上各有一个抢答按钮，分别为SB1、SB2和SB3，用三盏灯HL1～HL3显示他们的抢答信号。
项目4-2 单按钮控制五台电动机的启停
二、情景模拟：
单按钮控制五台电动机的启停如图4-2-1所示。按钮按数次， 最后一次保持 1s 以上后，则号码与按钮次数相同的电机运行，再 按按钮，该电机停止。五台电动机接于 Y0-Y4 。
图4-2-1 单按钮控制五台电动机启停
三、知识准备：
1、区间复位指令
（1）该指令的助记符、指令代码、操作数范围、程序 步如表4-2-1所示。
3、 编码指令
该指令的助记符、指令代码、操作数范围、 程序步如表4-2-3所示。
操作数范围 指令名 称 助记 符 指令代码位 数 S（.） D（.） n 程序步
编码
EN CO EN CO(P)
FNC42 (16)
X、Y、M、 S T、C、V、 T、C、D Z、D、 、V、Z
K、H 1≤n≤ 8
ENCO 、 ENCOP…7 步
图4-2-8 单按钮控制五台电动机程序
程序说明】
1、按下X0，程序对M10解码，解码的结果放到M0中，同 时K1M10加1，若X0按下5次，则K1M10=0100，M4=1，如图42-9程序说明1所示。
M12
M11
M10
图4-2-9 程序说明1
1
M4
1 0
M7
0 0
M6
0 0
M5
0
M3
0
M2
0
M1
1
0
1
1
16位 D0
23
最高1进行编码
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
1
D1
图4-2-6 编码指令举例
四、任务实施
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用一个按钮实现控制电机启动与停止的几种编程方法介绍
网上看到有好多网友提出用一个按钮实现控制电机的启动与停车的求助帖，这里，用S7-200编程，用不同的思路编写出5种可控制电机启停的梯形图，供大家分析参考
1、第一种设计方案：用SR触发器指令构成的控制电路，见下图：
程序解析：按钮接I1.0 输入点，按下按钮，使I1.0=1，断电延时定时器T101 得电吸合，按钮抬起，I1.0=0 ，T101 并不立即释放，要延时0.4S，才释放断开，用此T101的目的，防止按钮在按下的瞬间产生抖动而出现的打连发的现象，即确保按钮动作的可靠无误。
此条可以不用，如不用时，将下一条中的T101改为I1.0 即可。
第二条是用SR触发器指令配合其他指令构成双稳态电路，其编程要点是，用SR输出的Q1.0位信号的常开与常闭点串接在R、S触发输入口中，这样处理可确保双稳态电路的动作可靠性。
加”SM0.1”并接在R输入端上的目的是确保开机时，Q1.0=0，即确保输出口为断开状态。
2、第二种设计方案：
同第一种构思是一样的，是利用PLC周期性的逐条询检的特点编写的，只是语句用的不一样。
该图的第一条的作用原理同上，第二条，T101(或I1.0)的后沿到来，如果M1.0=0，就使Q1.0=1（输出接通），否则（即M1.0=1）Q1.0=0（即输出断开）。
第三条为将Q1.0 －－> M1.0，这一条的作用就是利用时间差，即第二条动作完成后，才将Q1.0 －－> M1.0，从而确保第二条动作的可靠性。
3、第三种设计方案：用加1计数器实现。
见下图：
该程序是利用二进制加法计数器的个位数，在进行加1运算时，总是0、1变化的特点编写的，第一条是初始化，即将MB1清0，确保开机后Q1.0的输出状态为断开，第二条防抖动，第3条T101的后沿使MB1内容加1，第4条为将M1.0 －－> Q1.0。
分析一下动作：开机使MB1=0，即M1.0=0，也是Q1.0=0 输出为断开状态。
按一下I1.0，使MB1加1，其MB1=1,即M1.0=1，使Q1.0=1，输出为通导状态。
再按I1.0，使MB1又加1，其MB1=2，但M1.0=0，使Q1.0=0，输出为断开状态。
4、第4中编程方案：利用字节循环左移（或右移）移位的方法实现功能，见下图：
本程序是利用MB1字节循环左移一位的方法实现Q1.0通断的控制：本图的第1条初始化将MB1置数为“10101010”状态，此时M1.0=0即Q1.0=0确保开机后Q1.0的输出为断开状态。
第2条防抖动，第3条是T101的后沿使MB1 循环左移一位，第一次按按钮，MB1左移一位后的值为“01010101”，即此时M1.0=1，使Q1.0=1，输出口通导。
再按扭，MB1值为“10101010” 即此时M1.0=0，使Q1.0=0，输出口断开。
5、第5种编程方法：利用字节循环左移和比较指令编写，见下图：
该程序的前二条与第4中一样，第3条利用字节比较指令：T101的后沿进行比较，如MB1=10101010，则Q1.0=1 输出口通导，如MB1不=10101010，则Q1.0=1 输出口断开。
目前仅想出这5中思路的编程方法，大家可以补充。
目的就是学好用好PLC
附录某未知程序
0 LD X0
1 PLS M0
3 LD M0
4 ANI Y0
5 LDI M0
6 AND Y0
7 ORB
8 OUT Y0
9 END
以上绝对经典。