项目四 电动机正反转 PLC 控制电路的 设计、调试

1. 项目四 电动机正反转PLC控制电路的 设计、调试

2. 1、理解SET、RST和ZRST指令，会使用SET、RST和ZRST指令进行简单梯形图的设计1、理解SET、RST和ZRST指令，会使用SET、RST和ZRST指令进行简单梯形图的设计 2、了解定时器（T）及其分类，能利用定时器（T）设计基本的定时程序或振荡程序。 3、了解辅助继电器（M）及其分类，能利用辅助继电器（M）设计简单且典型的程序。 4、能利用自锁、互锁方式设计一般三相异步电动机正反转PLC控制系统，并安装与和调试。 5、能利用SET、RST和ZRST指令设计一般三相异步电动机正反转PLC控制系统，并安装与和调试。 6、能利用中间继电器（M）设计单按钮起停三相异步电动机正反转PLC控制系统，并安装与和调试。 7、能利用定时器（T）设计三相异步电动机自动延时切换正反转PLC控制系统，并安装与和调试。 项目目标

3. 本项目将以三相异步电动机正反转PLC控制电路的设计与调试为载体，认识与体验SET、RST和ZRST指令，认识定时器（T）、辅助继电器（M）并体验它们基本应用，学习用自锁、互锁方式和SET、RST指令设计一般三相异步电动机正反转PLC控制系统并安装与调试，学习用辅助继电器（M）设计可暂停的单按钮起停三相异步电动机正反转PLC控制系统并安装与调试，学习用定时器（T）设计三相异步电动机自动延时切换正反转PLC控制系统，并安装与调试。本项目将以三相异步电动机正反转PLC控制电路的设计与调试为载体，认识与体验SET、RST和ZRST指令，认识定时器（T）、辅助继电器（M）并体验它们基本应用，学习用自锁、互锁方式和SET、RST指令设计一般三相异步电动机正反转PLC控制系统并安装与调试，学习用辅助继电器（M）设计可暂停的单按钮起停三相异步电动机正反转PLC控制系统并安装与调试，学习用定时器（T）设计三相异步电动机自动延时切换正反转PLC控制系统，并安装与调试。 项目描述

4. 一、认识与体验SET、RST和ZRST指令 步骤1：认识与体验SET、RST指令 且读且思：认识SET、RST指令 SET指令是置位线圈指令，用于对Y、M和S线圈的置位，置位后具有自动保持功能，直至遇到复位线圈指令RST。与普通线圈指令OUT相比，置位线圈指令的特点就是其保持能力。 RST为复位线圈指令，它不仅用于对Y、M和S线圈的复位，还可用于对T、C线圈和D、V、Z寄存器的复位。 项目准备

6. 想一想 认识SET和RST指令的逻辑功能1（二分频电路1）

7. 试一试：体验SET和RST指令的逻辑功能1（二分频电路1）试一试：体验SET和RST指令的逻辑功能1（二分频电路1） ①起动GX Developer.并创建新的工程。 ②在“写入模式”下编辑前面图4.2所示的梯形图。 ③变换并经程序检查后起动梯形图逻辑测试,观察界面是否如图4.4中的（a）图所示。 ④起动软元件测试。 ⑤使X0“强制ON”，观察Y0、M0状态怎样变化、相应界面是否如图4.4中的（b）图所示。 ⑥使X0“强制OFF”，观察Y0、M0状态怎样变化、相应界面是否仍如图4.4中的（b）图所示。 ⑦再使X0“强制ON”，观察Y0、M0状态怎样变化、相应界面是否如图4.4中的（a）图所示。 ⑧再使X0“强制OFF”，观察Y0、M0状态怎样变化、相应界面是否仍如图4.4中的（a）图所示。

8. 想一想：认识SET和RST指令的逻辑功能2（二分频电路2）想一想：认识SET和RST指令的逻辑功能2（二分频电路2）

9. 试一试 体验SET和RST指令的逻辑功能2（二分频电路2） ①创建新的工程。 ②在“写入模式”下编辑前面图4.5所示的梯形图。 ③变换并经程序检查后起动梯形图逻辑测试,观察界面是否如图4.7中的（a）图所示。 ④起动软元件测试。

10. ⑤使X1“强制ON”，观察Y1、M1状态怎样变化、相应界面是否如图4.7中的（b）图所示。⑤使X1“强制ON”，观察Y1、M1状态怎样变化、相应界面是否如图4.7中的（b）图所示。 ⑥使X0“强制OFF”，观察Y0、M0状态怎样变化、相应界面是否如图4.7中的（c）图所示。

11. ⑦再使X0“强制ON”，观察Y0、M0状态怎样变化、相应界面是否如图4.7中的（d）图所示。⑦再使X0“强制ON”，观察Y0、M0状态怎样变化、相应界面是否如图4.7中的（d）图所示。 ⑧再使X0“强制OFF”，观察Y0、M0状态怎样变化、相应界面是否如图4.7中的（a）图所示。

12. （2）认识与体验ZRST指令 全部复位指令（ZRST）的格式如下： 指令的功能是将（D1.）~（D2.）之间的元件全部复位。 其中（D1.）（D2.）表示使用软元件范围，它们可以是C、T、D，也可以是Y、M、S。但要求（D1.）和（D2.）应是同类软元件，且元件号D1小于或等于D2。

13. 　　②若将X3按下，则电路中的输出端子Y0、Y1、Y2将会处于什么状态？若与PLC的X3端口接一按钮SB，试设想一下该按钮在电路中的作用是什么？　　②若将X3按下，则电路中的输出端子Y0、Y1、Y2将会处于什么状态？若与PLC的X3端口接一按钮SB，试设想一下该按钮在电路中的作用是什么？ X0、X1、X2的作用是使Y0、Y1、Y2得电，X10、X11、X12的作用是使Y0、Y1、Y2失电 X3得电，Y）、Y1、Y2都复位，按钮的作用是使输出端Y0、Y1、Y2复位。 ①前四个输出电路块中，X0、X1、X2的作用是什么？X10、X11、X12的作用是什么？ 想一想：认识ZRST指令的应用

14. 试一试：体验ZRST指令的应用 ①创建新的工程。 ②在“写入模式”下编辑前面图4.8所示的梯形图。

15. ③变换并经程序检查后起动梯形图逻辑测试。 ④起动软元件测试。 ⑤分别使X0、X1、X2“强制ON/OFF取反”两次，观察Y0、Y1、Y2状态怎样变化、相应界面是否如图4.9图所示。

16. ⑥分别使X10、X11、X12“强制ON/OFF取反”两次，观察Y0、Y1、Y2状态怎样变化、相应界面是否会回到刚起动梯形图逻辑测试时的状态。⑥分别使X10、X11、X12“强制ON/OFF取反”两次，观察Y0、Y1、Y2状态怎样变化、相应界面是否会回到刚起动梯形图逻辑测试时的状态。 ⑦分别使Y0、Y1、Y2“强制ON”，观察相应界面是否如图4.9图所示。 ⑧再使X3“强制ON/OFF取反”两次，观察Y0、Y1、Y2状态怎样变化、相应界面是否又会回到刚起动梯形图逻辑测试时的状态。 二、认识与体验辅助继电器（M） 辅助继电器相当于中间继电器，它只能在内部程序（梯形图）中使用，不能对外驱动，在梯形图中用于逻辑变换和逻辑记忆。 在FX2N型PLC中，除了输入输出继电器的元件号采用八进制编排外，其它软元件号均采用十进制来编排，包括前面学习的时间继电器和这里将要学习的辅助继电器。

17. 图4.10所示为一三相异步电动机PLC控制系统的梯形图。输出端口Y0接正向旋转接触器线圈，Y1接反向旋转接触器线圈，X0、X1、X2和X3正反向起动和停车按钮。图4.10所示为一三相异步电动机PLC控制系统的梯形图。输出端口Y0接正向旋转接触器线圈，Y1接反向旋转接触器线圈，X0、X1、X2和X3正反向起动和停车按钮。 （1）认识与体验通用辅助继电器（M） 通用辅助继电器的元件编号为M0~M499，共500点。 想一想：认识通用辅助继电器（M） ①四个按钮中，哪个是正向起动按钮？哪个是反向起动按钮？哪个是正向停车按钮？哪个是反向停车按钮？ ②电机能否在接通电源后直接由反向起动？ ③电机能否由正向旋转状态直接切换到反向旋转状态？ X0对应于正向起动按钮，X1对应于反向起动按钮，X2对应于正向停止按钮，X3对应于反向停止按钮 电动机不能直接反向起动。 电动机不能由正向旋转状态直接切换到反向旋转状态。

18. 试一试：体验通用辅助继电器（M） ①创建新的工程。 ②在“写入模式”下编辑前面图4.10所示的梯形图。 ③变换并经程序检查后起动梯形图逻辑测试，观察相应界面是否如图4.11图的（a）所示。 ④起动软元件测试。 ⑤使X0 “强制ON/OFF取反”两次，观察Y0、M0、Y1状态怎样变化、相应界面是否如图4.11图的（b）所示。

19. ⑦使X2 “强制ON/OFF取反”两次，观察Y0、M0、Y1状态怎样变化、相应界面是否如图4.11图的（c）所示。 ⑧使X1 “强制ON/OFF取反”两次，观察Y0、M0、Y1状态怎样变化、相应界面是否如图4.11图的（d）所示。 ⑨使X3 “强制ON/OFF取反”两次，观察Y0、M0、Y1状态怎样变化、相应界面是否复原成如图4.11图的（a）所示。

20. （2）认识与体验断电保持辅助继电器（M） 断电保持辅助继电器（M）有的元件编号为M500~M3071，它们在电源断电时仍能保持原来的状态不变。其中M500~M1023共524点，可通过参数的设定将其改为通用辅助继电器，M1024~M3071共2048点，为专用辅助继电器。 想一想：认识断电保持辅助继电器（M） 若将该梯形图程序写入PLC并RUN，当按一下与X0输入端口相接的按钮后突然电源断电，则当电源再次接通时Y0和Y1会有什么不同？ Y0为ON，Y1为OFF。

21. 试一试：体验断电保持辅助继电器（M） ①创建新的工程。 ②在“写入模式”下编辑前面图4.12所示的梯形图。 ③变换并经程序检查后起动梯形图逻辑测试和软元件测试，体验X0能否同时起动Y0和Y1、X1是否能同时关断Y0和Y1。 ④检查PLC的“STOP/RUN”开关是否置“STOP”，然后接通电源 ⑤将测试好的梯形图程序写入PLC。 ⑥PLC的“STOP/RUN”开关置“RUN”，将输入端口中的COM和X0相接再断开，观察Y0和Y1的输出变化。 ⑦将“STOP/RUN”开关置“OFF”然后再置“RUN”，观察Y0和Y1的输出有什么变化。 ⑧断开PLC的电源然后再接通，观察Y0和Y1的输出有什么变化。 ⑨将输入端口中的COM和X1相接再断开，观察Y0和Y1的输出变化。

22. （3）认识与体验特殊辅助继电器（M） 殊辅助继电器的元件编号为M8000~M8255，共256点，但其中有些编号的元件没有定义，不能使用。 ①认识与体验接点型 （只读型）特殊辅助继电器 此类特殊辅助继电器的“线圈”由PLC系统程序控制自动驱动，用户只可以直接使用其接点。 M8000 为运行监视，PLC运行时为ON。 M8001 与M8000的逻辑相反，PLC运行时为OFF。 M8002 为初始化脉冲，仅在PLC运行开始的瞬间接通一个扫 描周期。 M8003 与M8002的逻辑相反。 M8011 为10ms时钟脉冲。 M8012 为100ms时钟脉冲。 M8013 为1秒为时钟脉冲。 M8014 为1分钟时钟脉冲。

23. 想一想：认识接点型特殊辅助继电器（M） 若将图4.13所示的梯形图写入PLC并RUN，则Y0输出状态将会怎样？ Y1输出状态将会怎样？Y2输出状态将会怎样？Y3输出状态将会怎样？Y4输出状态将会怎样？若将X0与COM接通再断开，则以上输出端口会发生变化的是哪一个？ Y0一直为ON； Y1为ON，当X0为ON时，Y1为OFF且以后不再为ON； Y2以0.1s的周期闪烁； Y3以1s的周期闪烁； Y4以1min的周期闪烁

24. 试一试：体验接点型特殊辅助继电器（M） Ⅰ. 创建新的工程。 Ⅱ. 在“写入模式”下编辑前面图4.13所示的梯形图。 Ⅲ. 变换并经程序检查后起动梯形图逻辑测试，观察Y0、Y1、Y2、Y3、Y4的输出状态及其变化，体验M8000、M8002、M8012、M8013和M8014的功能及应用。 Ⅳ. 起动软元件测试，使X0“强制ON/OFF取反”两次，观察Y0、Y1、Y2、Y3、Y4的输出状态及其变化，进一步体验M8002的功能及应用。

25. ②认识线圈型（可读可写型）特殊辅助继电器（M）②认识线圈型（可读可写型）特殊辅助继电器（M） M8030 线圈“得电”后，“电池电压降低”发光二极管将熄 灭； M8033 线圈“得电”时，PLC由RUN模式转入STOP后，元 件映像寄存器中的数据将仍保持，PLC将保持RUN 时的输出。 M8034 线圈“得电”时，PLC将禁止全部输出。 M8035 线圈“得电”时，PLC将处于强制运行（RUN）模式。 M8036 线圈“得电”时，强制运行（RUN）命令。 M8037 线圈“得电”时，强制运行（STOP）命令。 M8039 线圈“得电”时，PLC以D8039中指定的扫描时间工 作。

26. 想一想：认识线圈型特殊继电器（M） Ⅴ将X2接点接通，则Y0、Y1输出状态将会怎样？此时若将PLC“RUN/STOP”开关置“STOP”，则结果会怎样？此时若X2再将接点断开，则结果又将如何？ Ⅱ若X0接点闭合，则Y0、Y1输出状态将会怎样？若此时将PLC“RUN/STOP”开关置“STOP”，则Y0、Y1输出状态将会怎样？ Ⅲ将PLC“RUN/STOP”开关置“RUN”，则Y0、Y1输出状态将会怎样？若将X0接点断开，结果又将如何？ Ⅵ将X3接点接通，则Y0、Y1输出状态将会怎样？ Ⅰ若将图4.14所示的梯形图写入PLC并RUN，则Y0、Y1输出状态将会怎样？ Ⅳ将X1接点接通，则Y0、Y1输出状态将会怎样？若再将其断开，则结果又将如何？ Y0为ON，Y1闪烁，当“RUN/STOP”置STOP时，输出端状态同切换前的状态； X1线圈接通时，Y0、Y1都OFF；X1断开，Y0为ON，Y1闪烁； Y0为ON、Y1闪烁，Y0为ON、Y1闪烁，STOP无效； 都为OFF Y0为ON，Y1闪烁； ①Y0为ON，Y1闪烁；

27. 试一试：体验线圈型特殊辅助继电器（M） Ⅰ 创建新的工程。 Ⅱ 在“写入模式”下编辑前面图4.14所示的梯形图。 Ⅲ 变换将程序写入PLC。 Ⅳ 将PLC“RUN/STOP”开关置“RUN”，观察Y0、Y1输出状态 及其变化。 Ⅴ 接通X0，将PLC“RUN/STOP”开关置“STOP”，分别观察Y0、 Y1输出状态及变化。 Ⅵ 将PLC“RUN/STOP”开关置“RUN”，再将X0接点再断开， 分别观察Y0、Y1输出状态及其变化。 Ⅶ 将X1接点接通，观察Y0、Y1输出状态及其变化；将X1接点断 开，再观察Y0、Y1输出状态及其变化。 Ⅷ 将X2接点接通，将PLC“RUN/STOP”开关置“STOP”，然后再 将X2接点断开，分别观察Y0、Y1输出状态及其变化。 Ⅸ 将PLC“RUN/STOP”开关置“STOP”，再将X3接点接通，分别 察Y0、Y1输出状态及其变化。

28. 三、认识与体验定时器（T） 定时器相当于通电延时型时间继电器，在梯形图中起时间控制作用。

29. （1）认识与体验通用定时器的基本用法 X0接点闭合时，定时器T150的线圈得电，计时开始。 若在所设定的时长10s之内X0接点断开，则T150的值将复位。 如果X0的接点再次接通，则T150将由K0开始重新计时。 若X0接点接通时间达到或超过相应的设定时长，则T150的相应接点动作，T150的值保持设定值K100不变。 T150的值保持设定值K100不变时，若X0的接点断开，则T150的值和相关接点复位。

30. 试一试：体验通用定时器 ①创建新的工程。 ②在“写入模式”下编辑前面图4.15所示的梯形图。 注意：“ ”的编辑方法用“OUT T150 K100”。 ③变换并经程序检查后起动梯形图逻辑测试。此时的测试界面如图4.16中的（a）图所示，T150下显示其当前值为“0”。

31. ④起动软元件测试。 ⑤使X0 “强制ON”，观察T150下所显示的其当前值的变化。 ⑥在T150下所显示的其当前值的变化至“100”前使X0 “强制OFF”，观察相应的界面是否变回如图4.16中的（a）图所示。 ⑦重新使X0 “强制ON”，使T150下所显示的其当前值变化至100，观察此时的是否如图4.16中的（b）图所示。 ⑧再使X0 “强制OFF”，观察相应的界面是否变回如图4.16中的（a）图所示。

32. （2）认识与体验积算定时器的基本用法 如果X0的接点再次接通，则T250将接着前面的值继续计时，如图4.17中的③时刻至④时刻； 若X0接点接通时间达到或超过相应的设定时长，则T250的相应接点动作，T250的值保持设定值K100不变，如图4.17中的④时刻起； X0接点闭合时，定时器T250的线圈得电，计时开始，如图4.17中的①时刻所示； 若在所设定的时长10s之内X0接点断开，则T250的值将保持当前值不变，如图4.17中的②时刻至③时刻所示； 当X1接点闭合时，定时器T250才能复位，即其接点复位、定时器的值也复位为K0，如图4.17中的⑥时刻所示。 T250的值保持设定值K100不变时，若X0的接点断开，则T250的值和相关接点仍保持不变，如图4.17中的⑤时刻起。

33. 试一试：体验积算定时器 ①创建新的工程。 ②在“写入模式”下编辑前面图4.17所示的梯形图。 注意：“ ”的编辑方法用“OUT T150 K100”。 ③变换并经程序检查后起动梯形图逻辑测试。此时的测试界面如图4.18中的（a）图所示，T150下显示其当前值为“0”。

34. ④起动软元件测试。 ⑤使X0 “强制ON”，观察T250下所显示的其当前值的变化。 ⑥在T250下所显示的其当前值的变化至“100”前使X0 “强制OFF”，观察T250的值是否会保持，如图4.18中的（b）图所示(图中保持值为44)。

35. ⑦重新使X0 “强制ON”，使T250下所显示的其当前值变化至100，观察此时的是否如图4.18中的（c）图所示, T250的值保持100不变，T250的动合接点闭合，以至Y0线圈得电。 ⑧再使X0 “强制OFF”，观察T250的状态是否保持，即定时器的值保持100不变，相应的动合接点保持接通，如图4.18中的（d）图所示。 ⑨再使X1 “强制ON/OFF取反”两次，观察T250是否复位，界面变回如图4.18中的（a）图所示。

36. （3）认识与体验定时器的典型应用 1）认识与体验延时接通电路 想一想

37. 试一试 Ⅰ 创建新的工程。 Ⅱ 在“写入模式”下编辑前面图4.19所示的梯形图 Ⅲ 变换并经程序检查后起动梯形图逻辑测试和起动软元件测试。 Ⅳ 使X0 “强制ON/OFF取反”两次，观察M0、T0和Y0的变化，体验Y0延时导通的过程。 Ⅴ Y0导通后使X1 “强制ON/OFF取反”两次，观察Y0是否断开。

38. 2）认识与体验延时断开电路 想一想

39. 试一试 Ⅰ 创建新的工程。 Ⅱ 在“写入模式”下编辑前面图4.20所示的梯形图。 Ⅲ 变换并经程序检查后起动梯形图逻辑测试和起动软元件测试。 Ⅳ 使X0 “强制ON/OFF取反”两次，观察M0、T0和Y0的变化。 Ⅴ Y0导通后使X1 “强制ON/OFF取反”两次，观察M0、T0和Y0的变化，体验Y0延时断开的过程。

40. 3）认识与体验定时脉冲电路 想一想

41. 试一试 Ⅰ 创建新的工程。 Ⅱ 在“写入模式”下编辑前面图4.21所示的梯形图。 Ⅲ 变换并经程序检查后起动梯形图逻辑测试和起动软元件测试。 Ⅳ 使X0 “强制ON”，观察T0和Y0的变化，体验Y0定时脉冲产生的过程。 Ⅴ 使X0 “强制OFF”，观察T0和Y0的变化。

42. 4）认识与体验振荡电路 想一想

43. 试一试 Ⅰ 创建新的工程。 Ⅱ 在“写入模式”下编辑前面图4.21所示的梯形图。 Ⅲ 变换并经程序检查后起动梯形图逻辑测试和起动软元件测试。 Ⅳ 使X0 “强制ON”，观察T0和Y0的变化，体验Y0定时脉冲产生的过程。 Ⅴ 使X0 “强制OFF”，观察T0和Y0的变化。

44. 5）认识与体验占空比可调的振荡电路 想一想

45. 试一试 Ⅰ 创建新的工程。 Ⅱ 在“写入模式”下编辑前面图4.23所示的梯形图。 Ⅲ 变换并经程序检查后起动梯形图逻辑测试和起动软元件测试。 Ⅳ 使X0 “强制ON”，观察T0、T1和Y0的变化，体验Y0占空比可调振荡输出产生的过程。 Ⅴ 使X0 “强制OFF”，观察T0、T1和Y0的变化。

46. 6）认识与体验上升沿触发单稳态电路 想一想

47. 试一试 Ⅰ 创建新的工程。 Ⅱ 在“写入模式”下编辑前面图4.24所示的梯形图。 Ⅲ 变换并经程序检查后起动梯形图逻辑测试和起动软元件测试。 Ⅳ 使X0 “强制ON”，观察T0和Y0的变化，体验Y0上升沿触发单稳态输出产生的过程。 Ⅴ 使X0 “强制OFF”，观察T0和Y0的变化。

48. 7）认识与体验下降沿触发单稳态电路 想一想

49. 试一试 Ⅰ 创建新的工程。 Ⅱ 在“写入模式”下编辑前面图4.25所示的梯形图。 Ⅲ 变换并经程序检查后起动梯形图逻辑测试和起动软元件测试。 Ⅳ 使X0 “强制ON”，观察M0、T0和Y0的变化。 Ⅴ 使X0 “强制OFF”，观察M0、T0和Y0的变化，体验Y0下降沿触发单稳态输出产生的过程。

50. 按按钮SB1时电机正向起动运行，按按钮SB2时电机反向起动运行，按按钮SB3时电机失电停止，电机停止时红色指示灯发光，正转时绿色指示灯发光，反转时黄色指示灯发光。按按钮SB1时电机正向起动运行，按按钮SB2时电机反向起动运行，按按钮SB3时电机失电停止，电机停止时红色指示灯发光，正转时绿色指示灯发光，反转时黄色指示灯发光。 任务1 一般电动机正反转PLC控制电路的设计、 安装与调试 步骤1：设计一般电动机正反转PLC控制电路 （1）设计PLC控制电路 项目实施