简介这份PPT是电气控制与PLC编程基础的系统性教学课件面向电气自动化、机电一体化及相关专业的学生与初学者也适合作为课程复习、自学入门或教学参考。压缩包内为1个PPT文件大小约9.64MB内容组织完整图文结合页面设计清晰便于直接查看和演示。目前已有120人在线学习浏览可作为课前预习和考前冲刺的辅助材料。内容从继电器控制电路设计与分析入手涵盖电机启动、停止、往复运动等典型线路详解常用低压电器、电磁机构与触头系统、灭弧原理并延伸到三菱FX系列PLC的控制原理、基本指令与功能指令编程还涉及电器分类、保护电器、时间继电器等功能模块配有实验与成绩评定建议帮助读者系统构建从传统电器控制到现代PLC控制的完整知识框架。1. 电气控制先于PLC为什么搞懂继电器电路才能写好梯形图接手过不少工厂设备改造项目的人都有体会PLC程序写得再花哨如果现场继电器互锁逻辑没理清照样烧接触器。这份《完整版电气控制与PLC编程基础》PPT其实是典型的职业院校电气自动化核心课件覆盖低压电器选型、电磁机构与触头灭弧原理、各类继电器控制电路以及三菱FX系列PLC的基本指令与编程方法。它解决的不是某个具体设备的调试问题而是把从继电器硬接线逻辑到PLC软逻辑的思维转换讲清楚了适合刚入行的电气工程师、设备维护人员以及准备做机床或自动生产线电气改造的工程师。多数人直接学PLC指令能跑通小Demo但一遇到主电路与控制电路配合就卡壳问题恰恰出在低压电器这一段没吃透。第一章先把继电器-接触器控制系统的元件基础说清楚后面写梯形图时才知道每个软元件对应的是现场哪个物理器件。2. 常用低压电器的选型逻辑从电磁机构到触头灭弧2.1 电磁机构的交直流差异直接决定线圈选型电磁机构由线圈、铁心和衔铁组成这是接触器、继电器这类自动电器的核心执行部件。PPT里用了一个很关键的对比直流线圈通电时铁心不发热只有线圈发热所以直流电磁机构一般做成无骨架、高而薄的瘦高型便于散热交流线圈除了线圈本身发热铁心中还有涡流和磁滞损耗铁心也会发热因此做成有骨架的矮胖型利用骨架和表面积帮助散热。实际维修中经常发现有人把交流接触器线圈换成直流线圈结果几分钟就烧毁根源就在这里。电磁机构工作时电磁吸力拉动衔铁动作复位弹簧提供反力。可靠性要求高或操作频繁的场合一般不用交流电磁机构而改用直流电磁机构因为交流电过零时磁通为零衔铁容易弹跳。弹簧反力与电磁吸力配合不当会导致触头弹跳、熔焊甚至烧毁。2.2 短路环的作用与判定方法交流电磁机构上有一个不起眼但至关重要的零件短路环。交流电每个周期有两次过零磁通为零瞬间电磁吸力消失衔铁在弹簧反力作用下会弹跳产生剧烈振动和噪声。短路环相当于在铁心磁极面上嵌一个闭合铜环交变磁通在环内感应涡流产生与主磁通相位错开的磁通使合成吸力始终不为零衔铁就能平稳吸合。现场判断短路环好坏有一个简单办法接触器吸合后如果发出持续的嗡嗡声用手摸铁心有明显振动感多半是短路环断裂或脱落。这时即使触头还能闭合也必须更换否则触头分断能力下降电寿命会大打折扣。2.3 触头系统的三种形式与灭弧原理触头系统是电器的执行部件按接触形式分为点接触、线接触和面接触三种。点接触用于电流小、压力小的控制电路面接触用于大电流主电路接触电阻小但要求压力大线接触介于两者之间。选型时看额定电流和通断频率频繁通断的场合银合金触头比纯铜触头耐电弧烧蚀得多。灭弧是低压电器设计里最容易被忽视的环节。动、静触头脱离接触的瞬间触头表面自由电子大量溢出空气被电离形成电弧。电弧不熄灭电路就等于没有真正断开。PPT列的灭弧方法就两个方向迅速增大电弧长度、冷却。对应到灭弧装置电动力灭弧利用电流本身产生的电动力把电弧拉长磁吹灭弧用串联线圈产生的磁场把电弧吹进灭弧罩栅片灭弧则把电弧分割成多段短弧利用近阴极效应加速熄灭。维修时看到接触器灭弧罩破损如果直接去掉不用等触头拉弧烧成一团时再后悔就晚了。2.4 低压隔离器与熔断器的额定参数确定刀开关是低压隔离器里最经济的一种选型要求就两条额定电压不低于线路电压额定电流大于负载额定电流。组合开关是转动式结构操作轻巧常用于小容量电动机的直接启停和电源切换。熔断器的选型要分情况。保护单台异步电动机时熔体额定电流按 I (1.5~2.5) I_N 选取I_N 为电动机额定电流取偏大值是为了躲过启动电流。保护多台电动机且不同时启动时按 I (1.5~2.5) I_Nmax ΣI_N 计算即最大一台电动机启动电流的折算值加上其余电动机额定电流之和。这个经验公式在《电气控制与PLC编程基础》里反复强调实际配电设计中也沿用这个算法。提示熔断器只能作短路保护不能作过载保护。电动机长期过载时熔体不会断必须配热继电器。3. 控制电器的核心继电器分类、时间特性与保护逻辑3.1 电磁式继电器的分类与选用控制继电器按输入信号分为电流继电器、电压继电器、中间继电器、时间继电器、热继电器、速度继电器等。电磁式继电器的工作原理与接触器相同区别在于继电器用于小电流控制电路触头容量小但输入信号种类远比接触器丰富——接触器只有电压一个输入量继电器可以响应电流、时间、压力、速度等多种物理量。电流继电器反映电流信号分为欠电流和过电流两种主要起保护作用。电压继电器反映电压信号同样分欠电压和过电压两类。中间继电器本质上是电压继电器但触头对数多一般8对、触头容量较大起中间放大和转换作用。做控制柜时如果PLC输出点不够用中间继电器是最廉价的扩展方案。3.2 时间继电器通电延时与断电延时的应用差异时间继电器用于自动控制系统中的顺序控制。从使用特性上分通电延时型和断电延时型两类。通电延时型是线圈得电后开始计时延时时间到触头才动作断电延时型是线圈得电时触头立即动作线圈断电后开始计时延时结束触头才复位。选型时注意一个容易踩的坑三菱FX系列PLC内部定时器只能模拟通电延时断电延时需要用定时器加辅助继电器组合实现。如果硬件电路要求断电延时比如电机停止后散热风扇继续运行5分钟用时间继电器比用PLC程序更直接。PPT里提到的空气阻尼式时间继电器结构简单、价格低但延时精度差适合启动/停止间隔要求不严格的场合晶体管式精度高适合需要精确延时的控制电路。3.3 热继电器与速度继电器的配合使用热继电器是电动机过载保护的核心元件原理是双金属片受热弯曲带动触头动作切断控制电路。选型必须按电动机额定电流整定整定电流值一般取电动机额定电流的0.95~1.05倍。热继电器有自动复位和手动复位两种方式如果故障未排除就自动复位电动机会反复启动所以重载场合建议设成手动复位。速度继电器按感应原理工作电动机运转时转子旋转定子绕组感应出电势和电流带动触头动作转速下降到设定值时触头复位。它在机床控制中用于反接制动和能耗制动配合PLC程序可以判断电机是否真正停稳避免制动过程中抱死。3.4 主令电器与低压断路器的组合使用按钮和行程开关是主令电器的代表用于发布控制命令。按钮分启动按钮常开、停止按钮常闭和复位按钮选型时额定电流按控制电路实际负载选择即可。行程开关检测工作机械的位置常用于限位保护和自动往返控制。接线时启动按钮必须用常开触点并联自锁停止按钮必须用常闭触点串联在控制回路中这样导线断路时电路能自动停车符合安全规范。低压断路器又称自动空气开关集过流、欠压、热保护于一体相当于熔断器热继电器欠压保护的功能组合。作为电源引入开关它既能带负荷通断电路又能在短路、过载、失压时自动跳闸。配电柜进线处用它分路用熔断器加接触器形成多级保护配合。4. 三菱FX系列PLC基础软元件映射与基本指令编程4.1 从继电器电路到梯形图的映射关系PLC之所以能替代继电器控制电路核心在于把物理继电器映射成了软元件。三菱FX系列中输入继电器X对应外部按钮、行程开关、传感器信号一个X点对应一个输入端子输出继电器Y对应接触器线圈、电磁阀、指示灯辅助继电器M相当于中间继电器用于程序内部逻辑定时器T对应时间继电器计数器C对应计数功能。写梯形图之前先把继电器电路图里的每个元件在PLC中找好映射位置启动按钮SB1接X0停止按钮SB2接X1接触器KM线圈接Y0。物理电路里SB1并联KM常开触点实现自锁梯形图里就是在Y0的并联分支里串联X0的常开触点或者串并联一组常开触点和Y0自身触点。4.2 基本指令LD/LDI/OUT/AND/ANI/OR/ORI/ANB/ORB三菱FX系列基本指令必须熟练掌握的清单指令功能梯形图表示示例LD取常开触点逻辑行开始常开触点连接左母线LD X0LDI取常闭触点常闭触点连接左母线LDI X1OUT输出线圈线圈指令OUT Y0AND常开触点串联常开触点串接AND X2ANI常闭触点串联常闭触点串接ANI X3OR常开触点并联常开触点并接OR X4ORI常闭触点并联常闭触点并接ORI X5ANB块与串联连接两个触点组两个逻辑块串联ANBORB块或并联连接两个触点组两个逻辑块并联ORBSET/RST置位/复位线圈保持/解除SET Y0 / RST Y0END程序结束程序末尾必须使用END4.3 自锁与互锁梯形图的完整样例下面是一个典型的电机启动/停止控制梯形图包含启动自锁和停止优先逻辑可以在GX Works2或GX Developer中直接录入验证实际对应的是PPT中继电器控制电机启动的电路// 电机启停控制X0启动按钮X1停止按钮Y0接触器 // 第0行启动回路带自锁 LD X0 // 读取启动按钮常开触点 OR Y0 // 并联Y0自锁触点按钮松开后Y0保持 ANI X1 // 串联停止按钮常闭触点X1按下时断开回路 OUT Y0 // 输出到接触器线圈 // 第1行运行指示灯M0辅助继电器做逻辑中转 LD Y0 // 读取接触器状态 OUT M0 // 驱动中间继电器M0用于扩展输出点 // 第2行程序结束 END这段程序需要注意的逻辑是按下X0时Y0得电Y0的常开触点并联在X0两端X0松开后电流经Y0触点和X1保持流通实现自锁。按下X1时常闭触点断开Y0失电电机停止。停止按钮用常闭触点串联在设计上是冗余保护即使X1接线断线控制回路也处于断开状态不会出现启动按钮失效的危险。4.4 编程软件与常见输入错误排查三菱FX系列编程软件主要有GX Developer和GX Works2FX5U对应的GX Works3。软件操作上有一个高频报错点梯形图录入时LD指令后面必须接元件编号比如LD X0不能写成LD X否则编译报错。另一个是每个程序段必须有输出指令逻辑行不能以AND或OR开头。程序写完先执行编译转换再用软件自带的模拟功能梯形图逻辑测试跑一遍确认输出对应关系后再下载到PLC。提示下载程序前将PLC拨到STOP状态程序里最后一条指令必须是END否则CPU会按用户程序存储区的剩余空间扫描运行结果无法预测。5. 定时器、计数器与功能指令的实际编程应用5.1 三菱FX系列定时器的编号与精度选择FX系列定时器分100ms、10ms、1ms三种时基编号范围因PLC型号而异。FX3U中T0~T199为100ms定时器0.1~3276.7秒T200~T245为10ms定时器0.01~327.67秒T246~T249为1ms累计型定时器T250~T255为100ms累计型定时器。选时基根据需要的精度来控制传送带间歇运行用100ms足够需要精确定时的高速设备选10ms或1ms。定时器编程的一个关键点是定时器线圈在OUT指令后开始计时当前值达到设定值后触点动作。但定时器的触点不具备自保持功能线圈断电后当前值立即清零下次再通电必须重新计时。需要累计多个间断时段总时间时用累计型定时器配合RST指令复位。5.2 通电延时和断电延时的梯形图实现时间继电器在PLC中用定时器T实现。通电延时逻辑很简单定时器线圈得电开始计时时间到触点动作// 通电延时5秒X0启动T0延时Y0输出 LD X0 // 启动信号 OUT T0 K50 // T0为100ms定时器K50表示50*0.1s5秒 LD T0 // 定时器触点 OUT Y0 // 时间到驱动输出 END断电延时需要借助辅助继电器实现掉电保持。常见做法是使用定时器加SET/RST指令组合// 断电延时3秒Y0停止后M0保持3秒 LD X0 SET Y0 // 置位Y0输出保持 LD X1 RST Y0 // 停止信号复位Y0 LD Y0 OUT T1 K30 // Y0运行期间T1一直在计时30*0.1s3秒 LD T1 SET M0 // 计时到M0置位这个程序的思路是让定时器在Y0运行期间持续计时通过SET/RST锁定结果实现断电后的延时保持。实际项目中设备的冷却风机停机延时、液压系统泄压延时都可以用这个结构。5.3 计数器C与功能指令MOV的应用计数器C用于产品计数、圈数统计等场合。FX3U中C0~C199为16位增计数器计数范围0~32767C200~C219为32位双向计数器计数范围更大。计数器线圈得电一次当前值加1当前值等于设定值时触点动作。RST指令可以清零计数器。功能指令中用得最多的是MOV指令格式为 MOV S D作用是把源操作数S中的数据送到目标操作数D。比如用编码器测电机转速时将编码器脉冲计数结果读到数据寄存器D0中再做运算和显示// 读取高速计数器C251的当前值到D0 LD M8000 // 运行监视常开触点PLC运行时常通 MOV C251 D0 // 将C251当前值传送到D0 // D0存储的是编码器脉冲数配合HSCS指令做比较输出MOV的典型应用场景包括切换多段速运行时的速度设定值传送、触摸屏参数写入PLC数据寄存器、配方数据的批量装载。功能指令的操作数类型必须匹配16位指令用D0~D19932位指令需要用D(x1)D(x)组成双字书写时前面加D比如DMOV。5.4 定时器与计数器配合的典型场景定时器和计数器的配合在自动生产线中很普遍。比如传送带上每通过一个工件光电开关给一个脉冲到C0计数C0计到10个时触发定时器T2启动延时2秒让传送带停止等待下一工位取件。这种组合实现的是一种简单的批次计数加延时控制不需要上位机参与。排错时先看PLC的RUN指示灯是否点亮再看输入指示灯是否随外部按钮动作而亮灭。如果X0指示灯不亮说明外部线路或输入端子问题如果亮了但程序输出没反应用编程软件的在线监控功能查看梯形图中触点状态变化定位是流程条件不满足还是输出点烧毁。6. 星三角降压启动从继电器电路到PLC梯形图的完整移植把前面所有知识串起来的最好练习是星三角降压启动控制。10kW以上异步电动机直接启动时启动电流可达额定电流4~7倍对电网冲击大所以采用星形接法启动、三角形接法运行的方式降压启动。PPT中继电器部分讲的接触器互锁、时间继电器延时在PLC实现中都有对应逻辑。硬件配置为KM1主接触器电源接入、KM2星形接触器、KM3三角形接触器、KT时间继电器或用PLC内部T替代、FR热继电器。在PLC方案中用T0定时器替代KT用Y0、Y1、Y2分别控制三个接触器。星形切换到三角形必须先断开星形接触器再闭合三角形接触器中间要有间隔时间防止电源相间短路这就是互锁的核心要求。梯形图程序如下// 星三角启动控制X0启动X1停止FR接X2常闭输入 // 第0行主接触器自锁控制 LD X0 OR Y0 ANI X1 ANI X2 OUT Y0 // 主接触器KM1 // 第1行星形接触器启动后5秒切换到三角形 LD Y0 // 主接触器已吸合 ANI T0 // 定时器未动作前星形保持 OUT Y1 // 星形接触器KM2 // 第2行星三角切换延时定时器 LD Y1 // 星形运行期间开始计时 OUT T0 K50 // 5秒延时 // 第3行三角形接触器定时器动作后投入 LD T0 ORI Y1 // Y1常闭互锁确保星形断开后才能闭合 ANI Y1 // 与星形接触器电气互锁 OUT Y2 // 三角形接触器KM3 // 第4行程序结束 END这段程序的关键点在于第3行的双重互锁。首先T0动作是三角形闭合的前提条件只有星形启动满5秒后才能切换其次ANI Y1保证星形接触器断开后三角形才能闭合防止KM2和KM3同时通电造成相间短路。这里用到了定时器的延时切入特性梯形图里看起来是先断开Y1再闭合Y2但实际上由于扫描周期的存在两者之间有一个程序扫描周期的时间差。现场如果觉得这个间隔不够可以在Y1断开和Y2闭合之间插入一个定时器做0.5秒的切换等待。星三角启动的转角时间星形到三角形的切换时间设定一般在2~10秒之间具体以电机铭牌上标注的启动时间为准。设太短电机还没升速就切换启动电流依然很大设太长星形运行过久电机长时间欠压运行会发热。经验做法是先用钳形电流表测星形启动电流电流下降到接近额定电流时切换最为平稳。调试时把PLC切到RUN模式逐步按下启动按钮观察Y0先亮Y1同时亮5秒后Y1灭、Y2亮整个过程Y1和Y2不允许同时为ON。如果发现输出动作顺序不对优先检查定时器编号是否有冲突再查接触器的辅助触点是否接到了PLC输入端造成逻辑混乱。使用GX Works2的时序图监控功能可以直观看到X0、Y0、Y1、Y2的状态时序排查互锁逻辑比万用表反复点测快得多。本文还有配套的精品资源点击获取 从继电器电路到PLC梯形图：电气控制与编程基础全解析
简介这份PPT是电气控制与PLC编程基础的系统性教学课件面向电气自动化、机电一体化及相关专业的学生与初学者也适合作为课程复习、自学入门或教学参考。压缩包内为1个PPT文件大小约9.64MB内容组织完整图文结合页面设计清晰便于直接查看和演示。目前已有120人在线学习浏览可作为课前预习和考前冲刺的辅助材料。内容从继电器控制电路设计与分析入手涵盖电机启动、停止、往复运动等典型线路详解常用低压电器、电磁机构与触头系统、灭弧原理并延伸到三菱FX系列PLC的控制原理、基本指令与功能指令编程还涉及电器分类、保护电器、时间继电器等功能模块配有实验与成绩评定建议帮助读者系统构建从传统电器控制到现代PLC控制的完整知识框架。1. 电气控制先于PLC为什么搞懂继电器电路才能写好梯形图接手过不少工厂设备改造项目的人都有体会PLC程序写得再花哨如果现场继电器互锁逻辑没理清照样烧接触器。这份《完整版电气控制与PLC编程基础》PPT其实是典型的职业院校电气自动化核心课件覆盖低压电器选型、电磁机构与触头灭弧原理、各类继电器控制电路以及三菱FX系列PLC的基本指令与编程方法。它解决的不是某个具体设备的调试问题而是把从继电器硬接线逻辑到PLC软逻辑的思维转换讲清楚了适合刚入行的电气工程师、设备维护人员以及准备做机床或自动生产线电气改造的工程师。多数人直接学PLC指令能跑通小Demo但一遇到主电路与控制电路配合就卡壳问题恰恰出在低压电器这一段没吃透。第一章先把继电器-接触器控制系统的元件基础说清楚后面写梯形图时才知道每个软元件对应的是现场哪个物理器件。2. 常用低压电器的选型逻辑从电磁机构到触头灭弧2.1 电磁机构的交直流差异直接决定线圈选型电磁机构由线圈、铁心和衔铁组成这是接触器、继电器这类自动电器的核心执行部件。PPT里用了一个很关键的对比直流线圈通电时铁心不发热只有线圈发热所以直流电磁机构一般做成无骨架、高而薄的瘦高型便于散热交流线圈除了线圈本身发热铁心中还有涡流和磁滞损耗铁心也会发热因此做成有骨架的矮胖型利用骨架和表面积帮助散热。实际维修中经常发现有人把交流接触器线圈换成直流线圈结果几分钟就烧毁根源就在这里。电磁机构工作时电磁吸力拉动衔铁动作复位弹簧提供反力。可靠性要求高或操作频繁的场合一般不用交流电磁机构而改用直流电磁机构因为交流电过零时磁通为零衔铁容易弹跳。弹簧反力与电磁吸力配合不当会导致触头弹跳、熔焊甚至烧毁。2.2 短路环的作用与判定方法交流电磁机构上有一个不起眼但至关重要的零件短路环。交流电每个周期有两次过零磁通为零瞬间电磁吸力消失衔铁在弹簧反力作用下会弹跳产生剧烈振动和噪声。短路环相当于在铁心磁极面上嵌一个闭合铜环交变磁通在环内感应涡流产生与主磁通相位错开的磁通使合成吸力始终不为零衔铁就能平稳吸合。现场判断短路环好坏有一个简单办法接触器吸合后如果发出持续的嗡嗡声用手摸铁心有明显振动感多半是短路环断裂或脱落。这时即使触头还能闭合也必须更换否则触头分断能力下降电寿命会大打折扣。2.3 触头系统的三种形式与灭弧原理触头系统是电器的执行部件按接触形式分为点接触、线接触和面接触三种。点接触用于电流小、压力小的控制电路面接触用于大电流主电路接触电阻小但要求压力大线接触介于两者之间。选型时看额定电流和通断频率频繁通断的场合银合金触头比纯铜触头耐电弧烧蚀得多。灭弧是低压电器设计里最容易被忽视的环节。动、静触头脱离接触的瞬间触头表面自由电子大量溢出空气被电离形成电弧。电弧不熄灭电路就等于没有真正断开。PPT列的灭弧方法就两个方向迅速增大电弧长度、冷却。对应到灭弧装置电动力灭弧利用电流本身产生的电动力把电弧拉长磁吹灭弧用串联线圈产生的磁场把电弧吹进灭弧罩栅片灭弧则把电弧分割成多段短弧利用近阴极效应加速熄灭。维修时看到接触器灭弧罩破损如果直接去掉不用等触头拉弧烧成一团时再后悔就晚了。2.4 低压隔离器与熔断器的额定参数确定刀开关是低压隔离器里最经济的一种选型要求就两条额定电压不低于线路电压额定电流大于负载额定电流。组合开关是转动式结构操作轻巧常用于小容量电动机的直接启停和电源切换。熔断器的选型要分情况。保护单台异步电动机时熔体额定电流按 I (1.5~2.5) I_N 选取I_N 为电动机额定电流取偏大值是为了躲过启动电流。保护多台电动机且不同时启动时按 I (1.5~2.5) I_Nmax ΣI_N 计算即最大一台电动机启动电流的折算值加上其余电动机额定电流之和。这个经验公式在《电气控制与PLC编程基础》里反复强调实际配电设计中也沿用这个算法。提示熔断器只能作短路保护不能作过载保护。电动机长期过载时熔体不会断必须配热继电器。3. 控制电器的核心继电器分类、时间特性与保护逻辑3.1 电磁式继电器的分类与选用控制继电器按输入信号分为电流继电器、电压继电器、中间继电器、时间继电器、热继电器、速度继电器等。电磁式继电器的工作原理与接触器相同区别在于继电器用于小电流控制电路触头容量小但输入信号种类远比接触器丰富——接触器只有电压一个输入量继电器可以响应电流、时间、压力、速度等多种物理量。电流继电器反映电流信号分为欠电流和过电流两种主要起保护作用。电压继电器反映电压信号同样分欠电压和过电压两类。中间继电器本质上是电压继电器但触头对数多一般8对、触头容量较大起中间放大和转换作用。做控制柜时如果PLC输出点不够用中间继电器是最廉价的扩展方案。3.2 时间继电器通电延时与断电延时的应用差异时间继电器用于自动控制系统中的顺序控制。从使用特性上分通电延时型和断电延时型两类。通电延时型是线圈得电后开始计时延时时间到触头才动作断电延时型是线圈得电时触头立即动作线圈断电后开始计时延时结束触头才复位。选型时注意一个容易踩的坑三菱FX系列PLC内部定时器只能模拟通电延时断电延时需要用定时器加辅助继电器组合实现。如果硬件电路要求断电延时比如电机停止后散热风扇继续运行5分钟用时间继电器比用PLC程序更直接。PPT里提到的空气阻尼式时间继电器结构简单、价格低但延时精度差适合启动/停止间隔要求不严格的场合晶体管式精度高适合需要精确延时的控制电路。3.3 热继电器与速度继电器的配合使用热继电器是电动机过载保护的核心元件原理是双金属片受热弯曲带动触头动作切断控制电路。选型必须按电动机额定电流整定整定电流值一般取电动机额定电流的0.95~1.05倍。热继电器有自动复位和手动复位两种方式如果故障未排除就自动复位电动机会反复启动所以重载场合建议设成手动复位。速度继电器按感应原理工作电动机运转时转子旋转定子绕组感应出电势和电流带动触头动作转速下降到设定值时触头复位。它在机床控制中用于反接制动和能耗制动配合PLC程序可以判断电机是否真正停稳避免制动过程中抱死。3.4 主令电器与低压断路器的组合使用按钮和行程开关是主令电器的代表用于发布控制命令。按钮分启动按钮常开、停止按钮常闭和复位按钮选型时额定电流按控制电路实际负载选择即可。行程开关检测工作机械的位置常用于限位保护和自动往返控制。接线时启动按钮必须用常开触点并联自锁停止按钮必须用常闭触点串联在控制回路中这样导线断路时电路能自动停车符合安全规范。低压断路器又称自动空气开关集过流、欠压、热保护于一体相当于熔断器热继电器欠压保护的功能组合。作为电源引入开关它既能带负荷通断电路又能在短路、过载、失压时自动跳闸。配电柜进线处用它分路用熔断器加接触器形成多级保护配合。4. 三菱FX系列PLC基础软元件映射与基本指令编程4.1 从继电器电路到梯形图的映射关系PLC之所以能替代继电器控制电路核心在于把物理继电器映射成了软元件。三菱FX系列中输入继电器X对应外部按钮、行程开关、传感器信号一个X点对应一个输入端子输出继电器Y对应接触器线圈、电磁阀、指示灯辅助继电器M相当于中间继电器用于程序内部逻辑定时器T对应时间继电器计数器C对应计数功能。写梯形图之前先把继电器电路图里的每个元件在PLC中找好映射位置启动按钮SB1接X0停止按钮SB2接X1接触器KM线圈接Y0。物理电路里SB1并联KM常开触点实现自锁梯形图里就是在Y0的并联分支里串联X0的常开触点或者串并联一组常开触点和Y0自身触点。4.2 基本指令LD/LDI/OUT/AND/ANI/OR/ORI/ANB/ORB三菱FX系列基本指令必须熟练掌握的清单指令功能梯形图表示示例LD取常开触点逻辑行开始常开触点连接左母线LD X0LDI取常闭触点常闭触点连接左母线LDI X1OUT输出线圈线圈指令OUT Y0AND常开触点串联常开触点串接AND X2ANI常闭触点串联常闭触点串接ANI X3OR常开触点并联常开触点并接OR X4ORI常闭触点并联常闭触点并接ORI X5ANB块与串联连接两个触点组两个逻辑块串联ANBORB块或并联连接两个触点组两个逻辑块并联ORBSET/RST置位/复位线圈保持/解除SET Y0 / RST Y0END程序结束程序末尾必须使用END4.3 自锁与互锁梯形图的完整样例下面是一个典型的电机启动/停止控制梯形图包含启动自锁和停止优先逻辑可以在GX Works2或GX Developer中直接录入验证实际对应的是PPT中继电器控制电机启动的电路// 电机启停控制X0启动按钮X1停止按钮Y0接触器 // 第0行启动回路带自锁 LD X0 // 读取启动按钮常开触点 OR Y0 // 并联Y0自锁触点按钮松开后Y0保持 ANI X1 // 串联停止按钮常闭触点X1按下时断开回路 OUT Y0 // 输出到接触器线圈 // 第1行运行指示灯M0辅助继电器做逻辑中转 LD Y0 // 读取接触器状态 OUT M0 // 驱动中间继电器M0用于扩展输出点 // 第2行程序结束 END这段程序需要注意的逻辑是按下X0时Y0得电Y0的常开触点并联在X0两端X0松开后电流经Y0触点和X1保持流通实现自锁。按下X1时常闭触点断开Y0失电电机停止。停止按钮用常闭触点串联在设计上是冗余保护即使X1接线断线控制回路也处于断开状态不会出现启动按钮失效的危险。4.4 编程软件与常见输入错误排查三菱FX系列编程软件主要有GX Developer和GX Works2FX5U对应的GX Works3。软件操作上有一个高频报错点梯形图录入时LD指令后面必须接元件编号比如LD X0不能写成LD X否则编译报错。另一个是每个程序段必须有输出指令逻辑行不能以AND或OR开头。程序写完先执行编译转换再用软件自带的模拟功能梯形图逻辑测试跑一遍确认输出对应关系后再下载到PLC。提示下载程序前将PLC拨到STOP状态程序里最后一条指令必须是END否则CPU会按用户程序存储区的剩余空间扫描运行结果无法预测。5. 定时器、计数器与功能指令的实际编程应用5.1 三菱FX系列定时器的编号与精度选择FX系列定时器分100ms、10ms、1ms三种时基编号范围因PLC型号而异。FX3U中T0~T199为100ms定时器0.1~3276.7秒T200~T245为10ms定时器0.01~327.67秒T246~T249为1ms累计型定时器T250~T255为100ms累计型定时器。选时基根据需要的精度来控制传送带间歇运行用100ms足够需要精确定时的高速设备选10ms或1ms。定时器编程的一个关键点是定时器线圈在OUT指令后开始计时当前值达到设定值后触点动作。但定时器的触点不具备自保持功能线圈断电后当前值立即清零下次再通电必须重新计时。需要累计多个间断时段总时间时用累计型定时器配合RST指令复位。5.2 通电延时和断电延时的梯形图实现时间继电器在PLC中用定时器T实现。通电延时逻辑很简单定时器线圈得电开始计时时间到触点动作// 通电延时5秒X0启动T0延时Y0输出 LD X0 // 启动信号 OUT T0 K50 // T0为100ms定时器K50表示50*0.1s5秒 LD T0 // 定时器触点 OUT Y0 // 时间到驱动输出 END断电延时需要借助辅助继电器实现掉电保持。常见做法是使用定时器加SET/RST指令组合// 断电延时3秒Y0停止后M0保持3秒 LD X0 SET Y0 // 置位Y0输出保持 LD X1 RST Y0 // 停止信号复位Y0 LD Y0 OUT T1 K30 // Y0运行期间T1一直在计时30*0.1s3秒 LD T1 SET M0 // 计时到M0置位这个程序的思路是让定时器在Y0运行期间持续计时通过SET/RST锁定结果实现断电后的延时保持。实际项目中设备的冷却风机停机延时、液压系统泄压延时都可以用这个结构。5.3 计数器C与功能指令MOV的应用计数器C用于产品计数、圈数统计等场合。FX3U中C0~C199为16位增计数器计数范围0~32767C200~C219为32位双向计数器计数范围更大。计数器线圈得电一次当前值加1当前值等于设定值时触点动作。RST指令可以清零计数器。功能指令中用得最多的是MOV指令格式为 MOV S D作用是把源操作数S中的数据送到目标操作数D。比如用编码器测电机转速时将编码器脉冲计数结果读到数据寄存器D0中再做运算和显示// 读取高速计数器C251的当前值到D0 LD M8000 // 运行监视常开触点PLC运行时常通 MOV C251 D0 // 将C251当前值传送到D0 // D0存储的是编码器脉冲数配合HSCS指令做比较输出MOV的典型应用场景包括切换多段速运行时的速度设定值传送、触摸屏参数写入PLC数据寄存器、配方数据的批量装载。功能指令的操作数类型必须匹配16位指令用D0~D19932位指令需要用D(x1)D(x)组成双字书写时前面加D比如DMOV。5.4 定时器与计数器配合的典型场景定时器和计数器的配合在自动生产线中很普遍。比如传送带上每通过一个工件光电开关给一个脉冲到C0计数C0计到10个时触发定时器T2启动延时2秒让传送带停止等待下一工位取件。这种组合实现的是一种简单的批次计数加延时控制不需要上位机参与。排错时先看PLC的RUN指示灯是否点亮再看输入指示灯是否随外部按钮动作而亮灭。如果X0指示灯不亮说明外部线路或输入端子问题如果亮了但程序输出没反应用编程软件的在线监控功能查看梯形图中触点状态变化定位是流程条件不满足还是输出点烧毁。6. 星三角降压启动从继电器电路到PLC梯形图的完整移植把前面所有知识串起来的最好练习是星三角降压启动控制。10kW以上异步电动机直接启动时启动电流可达额定电流4~7倍对电网冲击大所以采用星形接法启动、三角形接法运行的方式降压启动。PPT中继电器部分讲的接触器互锁、时间继电器延时在PLC实现中都有对应逻辑。硬件配置为KM1主接触器电源接入、KM2星形接触器、KM3三角形接触器、KT时间继电器或用PLC内部T替代、FR热继电器。在PLC方案中用T0定时器替代KT用Y0、Y1、Y2分别控制三个接触器。星形切换到三角形必须先断开星形接触器再闭合三角形接触器中间要有间隔时间防止电源相间短路这就是互锁的核心要求。梯形图程序如下// 星三角启动控制X0启动X1停止FR接X2常闭输入 // 第0行主接触器自锁控制 LD X0 OR Y0 ANI X1 ANI X2 OUT Y0 // 主接触器KM1 // 第1行星形接触器启动后5秒切换到三角形 LD Y0 // 主接触器已吸合 ANI T0 // 定时器未动作前星形保持 OUT Y1 // 星形接触器KM2 // 第2行星三角切换延时定时器 LD Y1 // 星形运行期间开始计时 OUT T0 K50 // 5秒延时 // 第3行三角形接触器定时器动作后投入 LD T0 ORI Y1 // Y1常闭互锁确保星形断开后才能闭合 ANI Y1 // 与星形接触器电气互锁 OUT Y2 // 三角形接触器KM3 // 第4行程序结束 END这段程序的关键点在于第3行的双重互锁。首先T0动作是三角形闭合的前提条件只有星形启动满5秒后才能切换其次ANI Y1保证星形接触器断开后三角形才能闭合防止KM2和KM3同时通电造成相间短路。这里用到了定时器的延时切入特性梯形图里看起来是先断开Y1再闭合Y2但实际上由于扫描周期的存在两者之间有一个程序扫描周期的时间差。现场如果觉得这个间隔不够可以在Y1断开和Y2闭合之间插入一个定时器做0.5秒的切换等待。星三角启动的转角时间星形到三角形的切换时间设定一般在2~10秒之间具体以电机铭牌上标注的启动时间为准。设太短电机还没升速就切换启动电流依然很大设太长星形运行过久电机长时间欠压运行会发热。经验做法是先用钳形电流表测星形启动电流电流下降到接近额定电流时切换最为平稳。调试时把PLC切到RUN模式逐步按下启动按钮观察Y0先亮Y1同时亮5秒后Y1灭、Y2亮整个过程Y1和Y2不允许同时为ON。如果发现输出动作顺序不对优先检查定时器编号是否有冲突再查接触器的辅助触点是否接到了PLC输入端造成逻辑混乱。使用GX Works2的时序图监控功能可以直观看到X0、Y0、Y1、Y2的状态时序排查互锁逻辑比万用表反复点测快得多。本文还有配套的精品资源点击获取