项目 8 PLC 综合应用实例

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8.1 工作模块 18 喷水池花式喷水控制一、控制要求： 喷水池花式喷水控制。用传送指令与计数器配合，实现喷水池花式喷水控制。 喷水池模拟系统示意图（可用信号灯模拟）如下图所示，喷水池中央喷嘴为高水柱，周围为低水柱开花式喷嘴。按启动按钮，应实现如下花式喷水： 高水柱 3s→ 停 1s→ 低水柱 2s→ 停 1s→ 双水柱 1s→ 停 1s→重复上述过程。按停止按钮时，系统停止工作。

喷水池模拟系统示意图

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喷水池花式喷水输入和输出点分配表

输入元件 输入点编号 输出元件 输出点编号

启动按钮 SB1 X000 中央喷嘴电磁阀YV1 Y000

停止按钮 SB2 X001 周围喷嘴电磁阀YV2 Y001

二、 PLC 接线图

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花式喷水 PLC 模拟接线图

SB1

SB2COM1

COM2

COM3

L

N

FU

Y000

YV2

~

X1

X0

COM

PLC~220V

电源

YV1

Y001

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喷水池花式喷水控制梯形图

Y000 为 ON ，高水柱喷水

停止间隔 1s

高水柱喷水 3s

Y000 、 Y001 为 OFF ，停止间隔

Y001 为 ON ，低水柱喷水

低水柱喷水 2s

Y000 Y001

T4 T3

X000

Y000 Y003T1

T4K10

K30

K20T2

K1Y0

K1Y0

K1Y0

K1

K0

K2

FNC12MOV(P)

FNC12MOV(P)

FNC12MOV(P)

T1

T1 Y000

T2 Y001

T3 C5

X001

T1 T4

Y001 Y000

T2

K10

T3M2

K2C5

K1Y0K3FNC12MOV(P)

T4

T3

Y000

Y001

X001

T3

T2C5T4

T3

X001

M2

END

Y000 、 Y001 为 ON ，双水柱喷水

SET

RST

RST

C5

M2

M2

双水柱喷 1s

计数，第三次双水柱喷

复原停止

启动双水柱喷

三、梯形图程序

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8.2 工作模块 19 四层电梯控制

一、控制要求 四层电梯运行符合以下原则：(1) 接收并登记电梯在楼层以外的所有指令信号、呼梯信号，给予

登记并输出登记信号。

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(2) 根据最早登记的信号，自动判断电梯是上行还是下行，这种逻辑判断称为电梯的定向。电梯的定向根据首先登记信号的性质可分为两种。一种是指令定向，指令定向是把指令指出的目的地与当前电梯位置比较得出“上行”或“下行”结论。例如，电梯在二楼，指令为一楼则向下行；指令为四楼则向上行。第二种是呼梯定向，呼梯定向是根据呼梯信号的来源位置与当前电梯位置比较，得出“上行”或“下行”结论。例如，电梯在二楼，三楼乘客要向下，则按 AX3 ，此时电梯的运行应该是向上到三楼接该乘客，所以电梯应向上。

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(3) 电梯接收到多个信号时，采用首个信号定向，同向信号先执行，一个方向任务全部执行完后再换向。例如，电梯在三楼，依次输入二楼指令信号、四楼指令信号、一楼指令信号。如用信号排队方式，则电梯下行至二楼→上行至四楼→下行至一楼。而用同向先执行方式，则为电梯下行至二楼→下行至一楼→上行至四楼。显然，第二种方式往返路程短，因而效率高。

(4) 具有同向截车功能。例如，电梯在一楼，指令为四楼则上行，上行中三楼有呼梯信号，如果该呼梯信号为呼梯向（ K5 ），则当电梯到达三楼时停站顺路载客；如果呼梯信号为呼梯向下（ K4 ），则不能停站，而是先到四楼后再返回到三楼停站。

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轿 厢1

2

3

4

4

3

2

1

开门 关门

门厅 厢内面板

四层电梯模拟图

(5) 一个方向的任务执行完要换向时，依据最远站换向原则。例如，电梯在一楼根据二楼指令向上，此时三楼、四楼分别有呼梯向下信号。电梯到达二楼停站，下客后继续向上。如果到三楼停站换向，则四楼的要求不能兼顾，如果到四楼停站换向，则到三楼可顺向截车。

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接线图

二、 PLC 接线

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输 入 输 出

名称 输入点 名称 输出点

1层平层信号 XK1 X0 向上运行显示 L7 Y0

2层平层信号 XK2 X1 向下运行显示 L8 Y1

3层平层信号 XK3 X2 上升 Y2

4层平层信号 XK4 X3 下降 Y3

内呼 1层指令 K7 X4 内呼 1层显示 L11 Y4

内呼 2层指令 K8 X5 内呼 2层显示 L12 Y5

内呼 3层指令 K9 X6 内呼 3层显示 L13 Y6

内呼 4层指令 K10 X7 内呼 4层显示 L14 Y7

1层外呼向上 K1 X10 1层外呼向上显示 L1 Y10

2层外呼向上 K2 X11 2层外呼向上显示 L2 Y11

3层外呼向上 K3 X12 3层外呼向上显示 L3 Y12

2层外呼向下 K4 X13 2层外呼向下显示 L4 Y13

3层外呼向下 K5 X14 3层外呼向下显示 L5 Y14

4层外呼向下 K6 X15 4层外呼向下显示 L6 Y15

开门 Y16

关门 Y17

I/O 资源分配

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(1) 呼叫登记与解除环节 四层电梯控制呼叫登记与解除程序如图所示。 M501 ～ M504

表示电梯轿厢在哪一层， M501 得电表示在 1 层。当在有内呼时，对应的内呼指示得电并自锁。有 1 层内呼时，登记信号 Y4得电并自锁，当电梯到 1 层时（ M501 得电），则解除内呼登记信号。 2 层外呼向上时，登记信号 Y11 得电并自锁。当轿厢下行经过 2 层时， 2 层外呼向上不响应，所以不解除 Y11 。

三、梯形图程序

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四层电梯呼叫登记与解除

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(2) 轿厢当前位置信号的产生与消除

电梯轿厢当前位置由图程序决定。当轿厢与 1 层平层时， 1 层平层信号 X0 得电，这时没有 2 、 3 、 4 层平层信号。 M501得电并自锁。当轿厢与其他楼层平层时， M501 失电。

M501 ～ M504 辅助继电器具有断电保持。轿厢的当前位置信息在 PLC 断电后，再次得电不会丢失。

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四层电梯轿厢当前位置的编程

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(3) 上升 / 下降决策环节 上升 / 下降决策控制程序如图所示。 M525 或 M527 得电，则

表示电梯将上升。 M526或 M528得电表示电梯将下降。① 电梯上升分为内呼要求和外呼要求 内呼要求：轿厢不在 4 层，有 4 层内呼；轿厢不在 3 、 4 层，

有 3 层内呼；轿厢不在 2 、 3 、 4 层（在 1 层），有 2 层内呼。 外呼要求：轿厢不在 4 层，有 4 层外呼向下；轿厢不在 3 、 4

层，有 3 层外呼（向上、向下）；轿厢不在 2 、 3 、 4 层（在1 层），有 2 层外呼（向上、向下）。

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② 电梯下降分为内呼要求和外呼要求 内呼要求：轿厢不在 1 层，有 1 层内呼；轿厢不在 1 、 2 层，

有 2 层内呼；轿厢不在 1 、 2 、 3 层（在 4 层），有 3 层内呼。 外呼要求：轿厢不在 1 层，有 1 层外呼向上；轿厢不在 1 、 2

层，有 2 层外呼（向上、向下）；轿厢不在 1 、 2 、 3 层（在4 层），有 3 层外呼（向上、向下）。

上升时不能下降，下降时不能上升。哪一方向先响应，则执行完这一方向上的所有呼叫后，再响应相反方向的呼叫。

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四层电梯上 / 下行决策程序

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(4) 停车环节 四层电梯停车环节程序梯形图如图所示。其中， M511 为上升

最远站换向停车； M512 为下降最远站换向停车； M515 为上升同向截车停站； M516为下降同向截车停站； M510 为内呼到站停车。 M100 为综合停车。

M511 得电停车的条件是：有“ 4 层外呼向下”且轿厢“ 4 层平层”；没有“ 4 层外呼向下”和“内呼 4 层”、有“ 3 层外呼向下”且轿厢“ 3 层平层”；没有 3 层和 4 层“综合呼”（内呼和外呼向上、向下）、有“ 2 层外呼向下”且轿厢“ 2层平层”。

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M512 得电停车的条件是：有“ 1 层外呼向上”且轿厢“ 1 层平层”；没有“ 1 层外呼向上”和“内呼 1 层”、有“ 2 层外呼向上”且轿厢“ 2 层平层”；没有 1 层和 2 层“综合呼”（内呼和外呼向上、向下）、有“ 3 层外呼向上”且轿厢“ 3 层平层”。

M515 得电停车的条件是：上升过程中，有“ 2 层外呼向上”且“ 2 层平层”或“有 3 层外呼向上”且“ 3 层平层”。

M516得电停车的条件是：下降过程中，有“ 3 层外呼向下”且“ 3 层平层”或“有 2 层外呼向下”且“ 2 层平层”。

M510 得电停车的条件是：任一内呼（ 1 ～ 4 层）到达相应平层时。

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四层电梯停站程序

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(5) 开关门及上下运行控制 四层电梯开关门及上下运行控制程序如图所求。当 M100 得电，

表示要停车，这时断开 Y2 、 Y3 （停止上升或下降），且自动开门。 M110 得到 M100 的上升沿，触发 Y16得电并自锁（开门），同时 T0 计时 3秒，即为开门所用时间。 T0 计时到如有呼叫则自动关门（ Y17 得电）。关门时间由 T1设定。在开、关门时 M200 得电，上升（ Y2 ）和下降（ Y3 ）被断开。

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四层电梯开关门及上下行运行控制

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8.3 工作模块 20 变频器的 PLC 控制一、变频器概述

由电机拖动中交流调速的相关知识可知，变频调速的性能最好。变频调速电气传动调速范围大，静态稳定性好，运行效率高，是一种理想的调速系统。目前，交流调速系统的性能已经可以达到或超过直流调速系统。在不久的将来，交流变频调速电气传动将替代包括直流调速传动在内的其他调速电气传动。 异步电动机的变频调速必须按照一定的规律同时改变电机的定子电压和频率，必须通过变频装置获得电压和频率都可调的电源，实现所谓的 VVVF （ Variable Voltage Variable Frequency）调速控制，这类能实现变频调速功能的变频调速装置称之为变频器。 随着现代功率电子技术的发展，变频器的性能日新月异，有调速范围宽、调速精度高、动态响应快、运行效率高、功率因数高、操作方便并且便于同其他设备接口等一系列优点。

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二、三菱 VS-616G5 变频器外部接线

VS-616G5 变频器属于电压型变频器 ,它包括了 4种控制方式：标准 V/F 控制、带 PG反馈的 V/F 控制、无传感器的磁通矢量控制和带 PG反馈的磁通矢量控

制 .

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1 、主电路的连接

主电路电源端子R、 S、 T经交流接触器和自动空气断路器与电源连接，无需考虑相序。变频器输出电源接到端子U、 V、W上。

变频器的保护功能动作时，相应的继电器吸合，其常闭触点断开变频器电源侧主电路接触器的线圈电路，从而切断变频器主电路的电源。

请勿以主电路的通断来进行变频器的运行、停止操作，必须通过控制电路端子 1 或端子 2 来操作。

DC 电抗器连接端子⊕ +1和 ⊕ +2 是连接改善功率因数用电抗器的端子。这两端子在出厂时接有短路片，对于 30KW以上变频器需配置 DC 电抗器时，卸掉短路片后再连接。

对小容量变频器，内设制动电阻接在 B1和B2端子上。对较大容量变频器，需连接外部制动电阻时，接在端子B1 、 B2 上。

变频器必须可靠接地。

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2 、控制电路端子的功能说明

（ 1 ）输入信号：包括对运行 / 停止、正转 /反转、点动等运行状态进行操作的数字操作信号。

变频器通常利用继电器接点或者晶体管集电极开路形式得到这些运行信号，如 PLC 的继电器输出电路或 PLC 的晶体管输出电路。

PLC 的输出端口可以和变频器的上述信号端子直接相连接。（ 2 ）监测输出信号：包括故障检测信号、速度检测信号、频率信

号和电流信号等。分为开关量检测信号和模拟量检测信号两种，用来和其他设备配合以组成控制系统。

模拟量检测输出信号既可根据需要送给电流表或频率表，也可以送给 PLC 的模拟量输入模块。

开关量检测信号，它们是通过继电器接点或晶体管集电极开路的形式输出，额定值均在 24V/50mA之上，完全符合 FX 系列 PLC对输入信号的要求，所以可以将变频器的开关量检测信号和 FX系列 PLC 的输入端直接相连接，从而实现信号的反馈控制。

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控制电路端子的功能说明

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三、 VS-616G5 变频器多级调速的 PLC控制

设定方法： 可以利用 PLC 的开关量输入输出模块对变频器的多功能输入端进行控制，实现三相异步电动机的正反转、多速控制。 可以利用变频器的数字操作器对多功能输入、输出端子的功能重新进行设定（表中为出厂时所设定）。用数字操作器对参数 H1-01 ～H1-06 进行设定，可实现多达 9 段速运行。设定情况如下表所示。

多段速参数的设定

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点动运转是一种与所设置的加减速时间无关的、单步的、以点动频率运转的驱动功能。

变频器的 5 、 6、 7端子经过功能设定后再通过通断组合，可控制 8 挡频率，连同端子 8对应的点动频率，共可实现 9 段速的控制。

每挡相应的频率可以通过数字操作器对参数 d1-01 ～ d1-09的设置而定（范围 0 ～ 400Hz）。

多段频率的选择

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应用举例： 图是利用 FX1N-24MR型 P

LC和VS-616G5变频器实现 9段速的硬件接线图。

Y6、 Y7 、 Y10和 Y11 全为 OFF 时，电机以频率指令 1 对应的频率运行（ d1-01设定的值）； Y6为 ON ，而 Y7 、 Y10和 Y11 全为 OFF 时，电机以频率指令 2对应的频率运行（ d1-02设定的值），依次类推。

变频器的数字量检测信号直接和 PLC 的输入端相连。

实际控制中 9段速和所有检测信号未必一定全部采用，需根据具体情况而定。