2.6 联锁控制与M元件（课件）《PLC技术及应用》（高教版·第2版）同步精品课堂

任务2.6 联锁控制与M元件 《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 明确M“中间状态存储、无外部输出功能”的核心特性，区分M与Y的使用场景；理解联锁控制“前置条件约束后续动作”的逻辑，掌握M元件在联锁程序中衔接条件与动作的作用。 能独立用M元件设计“状态存储”程序，能编写生产线“先启后动”类联锁控制梯形图，并能排查M元件误用、联锁条件逻辑错误。 建立“工业条件约束需求—M元件存储—联锁程序设计”的对应思维，提升解决设备顺序控制问题的能力，培养严谨的程序逻辑思维和对工业控制流程的认知。 学习目标 课前导入 同学们，之前咱们学电机控制时，发现只用X、Y元件很难实现“设备启动后，满足某个条件才允许另一设备动作”，比如传送带启动后，烤箱才能加热，这就是“联锁”需求！还有，想临时存储“传送带已启动”这个状态，方便后续控制，普通元件也做不到。这节课咱们就学能解决这些问题的两个重点：一是M编程元件（辅助继电器），它能像“中间记事本”一样存储状态；二是联锁控制程序，用它实现设备间的先后动作约束。学会了，咱们就能搞定生产线“先启后停”“条件触发”这类复杂控制，大家先想想，你见过哪些设备需要“等一个设备动了，另一个才能动”呀？ 如图 2-64 所示，本专题将在FX仿真软件 B-4界面完成提送供给系统的控制。要求如下: 1.设备上电，PLC 处于运行状态，红色 警示灯(Y5)点亮。 2.解锁按键 PB1(X20):单击后，指示灯 PL1(Y20)点亮，设备解锁。 问题引入 锁定按键 PB2(X21):单击后，指示灯PLI(Y20)熄灭，设备锁定。 传送带开关 SW1(X24):当设备处于解锁状态，且SW1为“ON时，传送带正转(Y1)。 3.传送带正转时，指示灯PL2(Y21)以1s为周期闪烁(提示传送带已运行，机械手臂可开始供给货品)。 4.机械手臂按键 PB3(X22):当传送带正转时，单击PB3机械手臂(Y0)供给货品(注:机械手动作时，Y0无须保持)。 问题引入 1.设备上电，PLC处于运行状态，红色警示灯(Y5)点亮，如图2-65 所示。 程序中，可通过将动合触点指定为M8000”实现对 PLC当前状态的监视当伾期躍嫈墥ビ貯秋苡C 訚䏈吧于上电运行状态，该触点状态始终为铘仗“闭”，使红色警示灯(Y5)点亮。 探究解决 2.单击解锁按键PB1(X20)后，指示灯PLI(Y20)点亮，设备解锁。 单击锁定按键PB2(X21)后，指示灯PLI(Y20)熄灭，设备锁定。 当设备处于解锁状态，且传送带开关SW1(X24)为“ON”时传送带正转(Y1)，如图 2-66 所示。 探究解决 参照专题 2.3“自锁控制”程序。 从而实现通过指示灯 PL1(Y20)的“亮”“灭”来表明设备当前所处的状态。 据功能要求，可知设备处于“解锁状态”即“指示灯PL1点亮”，是另一输出设备传送带正转的“前提条件”。 我们常将这类控制要求称为“联锁控制”。在实现上，将输出线圈的动合触点串联在对应输出前即可。 探究解决 说明: 如图 2-67 所示，当设备处于解锁状态，动合触点Y20状态为“闭”，此时 SW1(X24)拨至“ON”，传送带(Y1)正转。 如图 2-68 所示，当设备处于锁定状态，动合触点 Y20 状态为“开”;此时，即便 SW1(X24)拨至“ON”，传送带(Y1)也不能正转。 探究解决 3.传送带正转时，指示灯 PL2(Y21)以1s为周期闪烁。 4.传送带正转时，单击机械手臂按键PB3(X22)，机械手臂(Y0)供给，如图 2-69 所示。 探究解决 探究解决 首先，可将动合触点指定为“M8013”当PLC处于运行状态，该触点以1s为周期在“开”“闭”状态间切换，从而使指示灯 PL2 以1s为周期闪烁。由于该指示灯工作的前提条件为传送带正转，为此参照前述“联锁控制”程序。可将线圈 Y1的动合触点串联在其线圈前。 同理，在此基础上，实现功能4要求。若设备的锁定与解锁状态无须通过指示灯表明，上述程序将会占用一个输出继电器，造成浪费。遇到这种情况，我们将程序中所有的 Y20 替换成一般辅助继电器 M20 即可。 如图 2-70所示，请在FX仿真软件 B-4界面中，录人该程序(带注释)并对照功能要求进行操作检验。经验证，修改后的程序仍能实现设备的锁定与解锁功能。 知识链接 1.M 编程元件-FX3U系列 PLC PLC内部有很多辅助继电器(M)，它是一种内部的状态标志，相当于继电器控制系统中的中间继电器 (1)一般、断电保持辅助继电器 有触点和线圈。 与输出继电器一样，该类辅助继电器只能由程序来驱动，但不能直接驱动外部负载。 知识链接 常用于状态暂存或中间过程处理。如图2-70所示，M20线圈置位时，表明设备处于解锁状态;M20线圈复位时，表明设备处于锁定状态。 按十进制编号。 M0~M499，共500个一般辅助继电器。 M500~M1023，共524个断电保持辅助继电器。 知识链接 说明: 如果 PLC 在运行中突然停电，当需要保持断电前的状态，以使来电后继续进行断电前的工作时，就需要保存断电前状态的辅助继电器，即断电保持辅助继电器该辅助继电器通过 PLC 内置的后备电池来保持断电前的状态。 知识链接 断电保持用途实例: 如图 2-71 和图 2-72 所示，希望往复动作的平台再次启动时，前进方向与停电前的前进方向相同。 知识链接 (2)特殊辅助继电器 它们各自具有特定的功能。 按十进制编号，M8000~M8511，共512个。 分为触点型和线圈型两类。 知识链接 2.联锁控制程序 某一控制对象的动作以另一个控制对象动作为前提 通过将另一个控制对象线圈的动合触点串联在该控制对象线圈前实现联锁控制。 知识链接 课堂练习 1.下列联锁程序设计中，正确的是（ ） A. X0（前置条件）→Y0（后续设备） B. X0→M0，M0→Y0 C. M0（前置条件）→X0→Y0 D. X0→Y0，Y0→M0 答案：B 解析：正确联锁逻辑是“前置条件（X0）→M0存储状态→M0触发后续设备（Y0）”；A无M存储，无法稳定约束；C前置条件应为X（外部信号），非M；D逻辑顺序颠倒。 课堂练习 2.若在联锁程序中，M0用于存储“原料检测合格”状态，当原料检测不合格时，M0的状态是（ ） A. 得电 B. 失电 C. 闪烁 D. 不确定 答案：B 解析：M0的状态由“原料检测”信号（如X1）控制，原料不合格时X1不触发，M0无置位信号，处于失电状态；仅当原料合格（X1触发），M0才得电。 课堂练习 3.下列不能用M元件实现的功能是（ ） A. 存储“设备过载报警”的状态 B. 衔接“多条件判断”的中间结果 C. 控制外部变频器的启停 D. 辅助实现复杂的顺序控制逻辑 答案：C 解析：控制外部变频器启停需用Y（输出继电器）；A、B、D均为M元件的典型内部存储与衔接功能。 课堂练习 4.联锁控制与互锁控制的本质区别是（ ） A. 联锁用M元件，互锁不用 B. 联锁是条件约束，互锁是防冲突 C. 联锁控制1台设备，互锁控制2台 D. 联锁用常开触点，互锁用常闭触点 答案：B 解析：核心区别是功能逻辑：联锁是“后续动作依赖前置条件”，互锁是“防止设备同时动作冲突”；A（互锁也可辅助用M）、C（均能控制多台）、D（触点类型无固定限制）均非本质区别。 课堂练习 5.编写“X0（水泵启动）且X1（水位合格），才能启动加热器（Y0）”的联锁程序，M元件的作用是（ ） A. 直接控制Y0启动 B. 存储X0与X1的“与”逻辑结果 C. 接收X0的输入信号 D. 替代X1节省输入端子 答案：B 解析：需先将X0、X1串联（“与”逻辑）触发M0，M0存储“两个条件均满足”的结果，再用M0触点控制Y0；A是Y功能，C是X功能，D并非M的用途。 课堂练习 6.下列关于M元件使用的说法，正确的是（ ） A. 1个M元件只能对应1个程序回路 B. M元件的数量由PLC输入端子数量决定 C. M元件可与SET/RST指令配合实现状态保持 D. M元件的状态会随PLC断电而保持 答案：C 解析：M元件可通过SET/RST指令控制状态保持；A（1个M可在多回路用触点）、B（M数量由PLC型号决定，与输入无关）、D（断电后M状态复位）均错误。 课堂练习 7.实现“按下启动按钮（X0）后，延时5秒启动电机（Y0）”的联锁类程序，M元件可用于（ ） A. 存储“启动按钮按下”的状态 B. 直接实现5秒延时 C. 控制延时继电器的输出 D. 替代Y0控制电机 答案：A 解析：M0可存储“X0按下”的状态，再结合延时指令（如TON），用延时后的信号触发Y0；B（延时需延时继电器）、C（延时继电器输出是内部信号，无需M控制）、D（M不能控电机）均错误。 课堂练习 8.若联锁程序中，M0得电后Y0仍不动作，可能的原因是（ ） A. M0的常开触点未接入Y0回路 B. M0无外部输出端子 C. Y0的线圈直接接在母线之间 D. X0未触发M0得电 答案：A 解析：M0得电后，需其常开触点闭合才能触发Y0；B（M本无输出，不影响Y0）、C（Y0直接接母线会始终得电）、D（题干已说M0得电，排除X0问题）均不符合。 课后作业 （1）为什么在复杂联锁程序中，M元件比直接用X触点控制更有优势？ （2）若联锁程序中，M0存储“原料检测合格”状态，X0是原料检测传感器，如何用SET/RST指令控制M0的状态？ 课堂小结 $