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4.6 CP1H基本指令的应用 |
星-三角降压启动又称为Y-△降压启动，简称星三角降压启动。KM1为定子绕组接触器；KM2为三角形连接接触器；KM3为星形连接接触器；KT为降压启动时间继电器。启动时，定子绕组先接成星形，待电动机转速上升到接近额定转速时，将定子绕组接成三角形，电动机进入全电压运行状态。传统继电器-接触器的星形-三角形降压启动控制线路如图4-6所示。现要求使用CP1H实现三相交流异步电动机的星-三角降压启动控制。
图4-6 传统继电器-接触器星形-三角形
一般继电器的启停控制函数为Y=（QA+Y）·
，该表达式是PLC程序设计的基础，表达式左边的Y表示控制对象；表达式右边的QA表示启动条件，Y表示控制对象自保持（自锁）条件，TA表示停止条件。
在PLC程序设计中，只要找到控制对象的启动、自锁和停止条件，就可以设计出相应的控制程序。即PLC程序设计的基础是细致地分析出各个控制对象的启动、自保持和停止条件，然后写出控制函数表达式，根据控制函数表达式设计出相应的梯形图程序。
由图4-6可知，控制KM1启动的按钮为SB2；控制KM1停止的按钮或开关为SB1、FR；自锁控制触点为KM1。因此对于KM1来说：
QA=SB2
TA=SB1+ FR
根据继电器启停控制函数，Y=（QA+Y）·
，可以写出KM1的控制函数：
KM1=（QA+KM1）·
=（SB2+KM1）·
=（SB2+KM1）·
·
控制KM2启动的按钮或开关为SB2、KT、KM1；控制KM2停止的按钮或开关为SB1、FR、KM3；自锁控制触点为KM2。因此对于KM2来说：
QA=SB2+KT+KM1
TA=SB1+ FR+KM3
根据继电器启停控制函数，Y=（QA+Y）·
，可以写出KM2的控制函数：
KM2=（QA+KM2）·
=［（SB2+KM1）·（KT+KM2）］·
=［（SB2+KM1）·（KT+KM2）］·
·
·
控制KM3启动的按钮或开关为SB2、KM1；控制KM3停止的按钮或开关为SB1、FR、KM2、KT；自锁触点无。因此对于KM3来说：
QA=SB2+KM1
TA=SB1+FR+KM2+KT
根据继电器启停控制函数，Y=（QA+Y）·
，可以写出KM3的控制函数：
KM3=QA·
=（SB2+KM1）·
=（SB2+KM1）·
·
·
·
控制KT启动的按钮或开关为SB2、KM1；控制KT停止的按钮或开关为SB1、FR、KM2；自锁触点无。因此对于KT来说：
QA=SB2+KM1
TA=SB1+FR+KM2
根据继电器启停控制函数，Y=（QA+Y）·
，可以写出KT的控制函数：
KT=QA·
=（SB2+KM1）·
=（SB2+KM1）·
·
·
为了节约I/O端子，可以将FR热继电器触头接入到输出电路，以节约1个输入端子。KT可使用PLC的定时器T0000替代。
根据控制要求及控制分析可知，需要2个输入点和3个输出点，输入/输出分配表如表4-56所示，其I/O接线如图4-7所示。
表4-56 PLC控制三相交流异步电动机星-三角降压启动的输入/输出分配表
图4-7 三相交流异步电动机星-三角启动
根据三相交流异步电动机星-三角启动的控制分析和PLC资源配置，设计出PLC控制三相交流异步电动机星-三角启动的梯形图（LAD）及指令语句表（STL），如表4-57所示。
表4-57 PLC控制三相交流异步电动机星-三角启动的梯形图及指令语句表
图4-8 PLC控制三相交流异步电动机星-三角启动的仿真效果
①用户启动CX-Programmer，创建一个新的工程，按照表4-57输入LAD（梯形图）或STL（指令表）中的程序，并对其进行保存。
②在CX-Programmer中，执行菜单命令“模拟”→“在线模拟”，进入CX-Simulator在线仿真（即在线模拟）状态。
③刚进入在线仿真状态时，线圈100.00、100.01和100.02均未得电。按下启动按钮SB2，0.01触点闭合，100.0线圈输出，控制KM1线圈得电，100.0的常开触点闭合，形成自锁，启动T0000延时，同时KM3线圈得电，表示电动机星形启动，其仿真效果如图4-8所示。当T0000延时达到设定值3s时，KM2线圈得电，KM3线圈失电，表示电动机启动结束，进行三角形全压运行阶段。只要按下停车按钮SB1，0.00常闭触点打开，都将切断电动机的电源，从而实现停车。
某系统有4个按钮SB1～SB4，要求这4个按钮中任意2个按钮闭合时，信号灯LED点亮，否则LED熄灭。
4个按钮，可以组合成2 4 =16组状态。因此，根据要求，可以列出真值表如表4-58所示。
表4-58 信号灯显示输出真值表
根据真值表写出逻辑表达式：
LED=（
·
·SB2·SB1）+（
·SB3·
·SB1）+
·SB3·SB2·
）+
（SB4·
·
·SB1）+（SB4·
·SB2·
）+（SB4·SB3·
·
）
根据控制要求及控制分析可知，需要4个输入点和1个输出点，输入/输出分配表如表4-59所示，其I/O接线如图4-9所示。
表4-59 用4个按钮控制1个信号灯的输入/输出分配表
图4-9 用4个按钮控制1个信号灯的I/O接线
根据用4个按钮控制1个信号灯的控制分析和PLC资源配置，设计出用4个按钮控制1个信号灯的PLC梯形图（LAD）及指令语句表（STL），如表4-60所示。
表4-60 用4个按钮控制1个信号灯的PLC梯形图及指令语句表
①用户启动CX-Programmer，创建一个新的工程，按照表4-60输入LAD（梯形图）或STL（指令表）中的程序，并对其进行保存。
②在CX-Programmer中，执行菜单命令“模拟”→“在线模拟”，进入CX-Simulator在线仿真（即在线模拟）状态。
③刚进入在线仿真状态时，100.00线圈处于失电状态。当某两个按钮状态为1时，100.00线圈得电，其仿真效果如图4-10所示。若一个或多于两个按钮的状态为1时，100.00线圈处于失电状态。
图4-10 用四个按钮控制1个信号灯的仿真效果
每组有1个常开按钮，分别为SB1、SB2、SB3、SB4、SB5、SB6，且各有一盏指示灯，分别为LED1、LED2、LED3、LED4、LED5、LED6，共用一个蜂鸣器LB。其中先按下者，对应的指示灯亮、铃响并持续5s后自动停止，同时锁住抢答器，此时，其他组的操作信号不起作用。当主持人按复位按钮SB7后，系统复位（灯熄灭）。
假设SB1、SB2、SB3、SB4、SB5、SB6、SB7分别与0.01、0.02、0.03、0.04、0.05、0.06、0.07相连；LED1、LED2、LED3、LED4、LED5、LED6分别与100.01、100.02、100.03、100.04、100.05、100.06相连。考虑到抢答许可，因此还需要添加一个抢答许可按钮SB0，该按钮与0.00相连。LB与100.00相连。要实现控制要求，在编程时，各小组抢答状态用6条SET指令保存，同时考虑到抢答器是否已经被最先按下的组所锁定，抢答器的锁定状态用200.00保存；抢先组状态锁存后，其他组的操作无效，可以用KEEP指令实现，同时铃响5s后自停，可用定时器实现。
根据控制要求及控制分析可知，需要8个输入点和7个输出点，输入/输出分配表如表4-61所示，其I/O接线如图4-11所示。
表4-61 简易6组抢答器的输入/输出分配表
图4-11 简易6组抢答器的I/O接线
根据简易6组抢答器的控制分析和PLC资源配置，设计出PLC控制简易6组抢答器的梯形图（LAD）及指令语句表（STL），如表4-62所示。
表4-62 PLC控制简易6组抢答器的梯形图及指令语句表
①用户启动CX-Programmer，创建一个新的工程，按照表4-62输入LAD（梯形图）或STL（指令表）中的程序，并对其进行保存。
②在CX-Programmer中，执行菜单命令“模拟”→“在线模拟”，进入CX-Simulator在线仿真（即在线模拟）状态。
③刚进入在线仿真状态时，各线圈均处于失电状态，表示没有进行抢答。当0.00为1时，表示允许抢答。此时，如果SB1～SB6中某个按钮最先按下，表示该按钮抢答成功，此时其他按钮抢答无效，相应的线圈得电，其仿真效果如图4-12所示。同时，定时器延时。主持人按下复位按钮时，线圈失电。
图4-12 简易6组抢答器的仿真效果