2.3 自锁控制、梯形图的主要特点（课件）《PLC技术及应用》（高教版·第2版）同步精品课堂

任务2.3 自锁控制、梯形图的主要特点 《PLC技术及应用》（高教版·第2版） 同步精品课堂—中职专业课 学习目标 01 03 02 能准确说出输入/输出继电器的功能及在控制中的作用，理解自锁控制“松开启动按钮仍保持运行”的原理，明确梯形图“直观性、与电气图相似性、逻辑清晰”等主要特点。 能识别自锁控制梯形图的组成部分，根据“电机自锁运行”需求画出简单梯形图程序，初步具备读懂和编写基础自锁控制程序的能力，能区分梯形图与传统电气原理图的异同。 培养规范绘制梯形图的职业习惯，增强对工业设备持续控制逻辑的认知，提升解决实际电气控制问题的兴趣，为后续岗位相关的PLC操作奠定素养基础。 学习目标 课前导入 同学们，咱们之前学过按一下启动按钮电机转、松开就停的控制方式，但车间里师傅们用机床时，总不能一直按着启动按钮干活吧？这就需要电机按下启动键后，松开手也能持续运转，直到按停止键才停——这就是“自锁控制”。要实现这个功能，就得用到输入/输出继电器配合工作，还得用梯形图把控制逻辑画出来。梯形图跟咱们以前学的电气原理图很像，特别直观，今天咱们就一起搞懂输入/输出继电器怎么配合实现自锁，再摸清梯形图的特点，把“电机持续运转”的难题解决掉！ 如图2-26所示，本专题将在FX仿真软件D-1界面完成“点餐呼叫系统的控制”。要求如下: 1.座位点餐按键1(X0):单击时，指示灯1(Y0)点亮;松开后，指示灯1仍然点亮。 2.座位点餐按键2(X1):功能同点餐按键1，控制指示灯2(Y1)。 3.远端指示灯PL4(Y23):点亮条件为指示灯1、2同时点亮。 4.远端响应按键PB1(X20):单击时，所有指示灯熄灭。 问题引入 1.单击点餐按键1(X0)，指示灯I(Y0)点亮;松开后，指示灯1仍然点亮，如图2-27所示。 探究解决 我们常将上述控制功能称为“自锁控制”。 在实现上，首先依据专题2.1所述，选用动合触点X0控制线圈YO。至此，若松开点餐按钮(X0)，该程序不能实现指示灯1(Y0)仍然点亮。接下来，可通过将线圈YO的动合触点并联到动合触点X0上实现该功能。 说明: 如图2-28所示，当点餐按键1被单击时，动合触点X0闭合，能流驱动线圈YO;此时与之对应的动合触点Y0的状态会随着线圈 Y0状态的改变而闭合。 探究解决 如图2-29所示，能流也可经过闭合的动合触点Y0驱动线圈 YO;只要线圈YO被驱动，动合触点Y0就始终闭合。 如图2-30所示，即便松开点餐按键1，动合触点X0断开，线圈Y0仍被能流驱动，使指示灯1一直点亮。 探究解决 2.单击点餐按键2(X1)，指示灯2(Y1)点亮;松开后，指示灯2仍然点亮，如图2-31所示。 同理，可完成功能2程序的编写。 在这里，我们进一步强调指明将触点指定为X或Y的作用。 探究解决 探究解决 说明: 如图2-32所示，若触点指定为X，则其反映监测所连接的输入设备的状态。 如图2-33所示，若触点指定为Y，则其反映监测所连接的输出设备的状态。 3.指示灯1、2(Y0、Y1)同时点亮时，远端指示灯PL4(Y23)点亮，如图2-34所示。 探究解决 指示灯1与2是否点亮，可通过将两个动合触点分别指定为Y1与Y2来反映监测。 在此基础上，将两动合触点“串联”控制线圈Y23。从而实现仅当指示灯1与2同时点亮，能流方可流过两闭合触点驱动线圈Y23，使指示灯PL4点亮的控制。 4.单击远端响应按键PB1(X20)，所有指示灯熄灭，如图2-35所示。 探究解决 单击PB1时，若想让指示灯1熄灭，在程序中首先找到控制其的线圈YO，之后在其前面加上动断触点X20即可。 同理也可在线圈Y1前加上动断触点 X20，这样当单击PB1时，动断触点X20断开，截断能流，使指示灯1、2同时熄灭。 图2-36所示为刚刚完成编写的梯形图程序，请在FX仿真软件 D-1界面中录人该程序(带注释)并对照功能要求进行操作检验。 知识链接 1.X、Y编程元件一FX3U系列 PLC (1)输入继电器 只有触点。 只能由外部信号驱动，不能在程序内部用指令驱动，如图2-37 中的“▲”所示。 (2)输出继电器 有触点和线圈。 不能直接由外部信号驱动，而只能在程序内部用指令驱动,如图2-37 中的“□”所示。 知识链接 2.自锁控制程序 自锁控制也是常说的启-保-停控制。 如图2-38所示，通过启动(X0)、保持(Y0)、停止(X1)触点实现。 知识链接 “断开优先”与“启动优先”。 当启动按钮(X0)、停止按钮(X1)同时按下时，图2-38(a)的输出 Y0为断开，称为“断开优先”形式;图2-38(b)的输出Y0为接通，称为“启动优先”形式。 知识链接 3.梯形图的主要特点 两侧的垂直公共线称为公共母线;在分析梯形图逻辑关系时，把左侧母线假想为“相线”，右侧母线假想为“中性线”，“能流”从左向右流动，当各触点闭合时，输出线圈接通。 沿用了继电器触点、线圈、串并联等术语和图形符号，形象直观，易于接受。(但它们不是真实的物理继电器，而是在软件中使用的编程元件)。 编程元件的触点均可反复使用，次数不限。 程序运行时其执行顺序是按从左向右、从上到下的原则。 知识链接 课堂练习 1.下列关于输入继电器的说法，正确的是（ ） A. 输入继电器线圈可由PLC内部程序驱动 B. 输入继电器线圈只能由外部信号驱动 C. 输入继电器没有触点 D. 输入继电器可直接驱动电机 答案：B 解析：输入继电器的线圈仅能由外部设备（如按钮）的信号驱动，不能由PLC内部程序驱动；输入继电器有常开、常闭触点；驱动电机需输出继电器，故选B。 课堂练习 2.梯形图与传统电气控制原理图的相似之处在于（ ） A. 都采用文本化语言表达 B. 都用触点、线圈表示控制逻辑 C. 都只能在PLC中运行 D. 都无需遵循固定绘制规则 答案：B 解析：梯形图借鉴了传统电气原理图的表达方式，均通过触点（如常开、常闭）和线圈表示控制逻辑；A中梯形图是图形化语言，电气图不是语言；C中电气原理图对应实物电路，不在PLC运行；D中二者均有固定规则，故选B。 课堂练习 3.自锁控制中，“启动按钮按下后，输出继电器线圈通电，其常开触点闭合”，这一步的作用是（ ） A. 实现电机紧急停止 B. 替代启动按钮，保持线圈持续通电 C. 实现电机变速运行 D. 统计电机启动次数 答案：B 解析：启动按钮按下时，线圈通电，其常开触点闭合，此时松开启动按钮，闭合的常开触点能替代启动按钮，为线圈提供持续电流，维持自锁状态，故选B。 课堂练习 4.下列哪种情况会导致自锁控制失效（ ） A. 输出继电器常开触点损坏（无法闭合） B. 启动按钮采用常开触点 C. 停止按钮采用常闭触点 D. 输出继电器线圈正常 答案：A 解析：自锁依赖输出继电器的常开触点闭合形成闭环，若该触点损坏无法闭合，松开启动按钮后线圈失电，自锁失效；B、C是自锁控制的正常配置，D不会导致失效，故选A。 课堂练习 5.梯形图中，不允许出现的情况是（ ） A. 触点串联 B. 触点并联 C. 线圈串联 D. 线圈并联 答案：C 解析：梯形图规则禁止线圈串联——多个线圈串联会导致电流分配问题，PLC无法正常驱动线圈；触点串并联、线圈并联均符合规则，故选C。 课堂练习 6.输出继电器的线圈通电后，其对应的（ ） A. 常开触点闭合，常闭触点断开 B. 常开触点断开，常闭触点闭合 C. 常开、常闭触点均闭合 D. 常开、常闭触点均断开 答案：A 解析：继电器线圈通电时，其常开触点会由断开变为闭合，常闭触点会由闭合变为断开，这是继电器的基本工作原理，故选A。 课堂练习 7.下列关于自锁控制程序的说法，正确的是（ ） A. 无需停止按钮即可实现 B. 必须包含输入继电器、输出继电器 C. 仅需输出继电器即可实现 D. 无需梯形图即可编写 答案：B 解析：自锁控制需输入继电器接收启动/停止按钮信号，输出继电器驱动设备并提供自锁触点，二者缺一不可；A中停止按钮是切断自锁的关键，必须存在；C中仅输出继电器无法接收外部信号；D中职高阶段自锁程序常用梯形图编写，故选B。 课堂练习 8.梯形图的直观性特点主要体现在（ ） A. 采用复杂的数学公式表达逻辑 B. 与电气原理图相似，能直接对应实物元件 C. 仅用文字描述控制逻辑 D. 需专业软件才能打开 答案：B 解析：梯形图的直观性源于其与传统电气原理图的相似性，图中的触点、线圈可直接对应实际的按钮、继电器等元件，便于学生理解和对应实物电路，故选B。 课后作业 （1）绘制梯形图时，线圈的放置有什么严格要求？若违反该要求，会导致什么后果？ （2）简述电机自锁控制的工作过程（从按下启动按钮到按下停止按钮）。 课堂小结 $