PLC控制实例：自动门、汽车自动清洗、报警器

一、详解自动门控制电路中的PLC梯形图和语句表

随着自动化控制技术的不断进步，一些企业和大厦都采用自动门控制技术，通过门卫处的操作按键对大门开启和关闭进行自动控制，并且电路中设有保护部件，防止夹住人或物品。图1所示为自动门控制电路的结构图。

图1 自动门控制电路的结构图

门卫可以通过室内的开门按钮SB1、关门按钮SB2和停止按钮SB3来控制大门的工作状态，若自动门夹住人或其他物体，安全压力板（安全开关）就会动作，自动门立即停止关闭，防止人或物品受到损伤。

图2所示为三菱FX2N系列PLC自动门控制梯形图及语句表，表1所示为电路中PLC的I/O分配。根据梯形图识读该PLC的控制过程，首先可对照PLC控制电路和I/O分配表，在梯形图中进行适当文字注解，然后再根据操作动作具体分析控制原理。

图2 三菱FX2N系列PLC自动门控制梯形图及语句表

表1 自动门的FX2N系列PLC控制I/O分配表

1.自动门开门的工作过程

自动门的开门是由开门按钮SB1和开门接触器KM1控制的，按下SB1后，信号送入PLC中，再去控制开门接触器。自动门开门的工作过程见图3所示。

图3 自动门开门的工作过程

1 按下开门按钮SB1，将PLC程序中的输入继电器常开触点X1置“1”，即常开触点X1闭合。

1→2 辅助继电器M0线圈得电。

→2-1自锁常开触点M0闭合实现自锁功能；

→2-2 控制输出继电器T0、T2的常开触点M0闭合；

→2-3 控制输出继电器Y1的常开触点M0闭合；

2-2→3 定时器T0线圈得电，T0的常开触点闭合，为定时器T1和Y3供电，使报警灯HL以0.4s的周期进行闪烁。

3+2-3→4 5s后T2的常开触点闭合，此时M0的常开触点处于闭合状态，则Y1得电，其外接的开门接触器KM1得电工作，其主电路的常开主触点闭合，为电动机进行供电，电动机正转，控制大门打开。

5 当碰到开门限位开关SQ1后，SQ1动作，X4置“0”位，电动机停止转动，门停止移动。

2.自动门关门的工作过程

自动门的关门是由关门开关SB2和关门接触器KM2控制的，按下SB2后，信号送入PLC中，再去控制关门接触器。自动门关门的工作过程如图4所示。

图4 自动门关门的工作过程

1 按下关门按钮SB2，将PLC程序中的输入继电器常开触点X2置“1”，即常开触点X2闭合。

1→2辅助继电器M1线圈得电。

→2-1 自锁常开触点M1闭合实现自锁功能；

→2-2 控制输出继电器T0、T2的常开触点M1闭合；

→2-3 控制输出继电器Y2的常开触点M1闭合；

2-2→3定时器T0线圈得电，T0的常开触点闭合，为定时器T1和Y3供电，使报警灯HL以0.4s的周期进行闪烁。

3+2-3→4 5s后T2的常开触点闭合，此时M1的常开触点处于闭合状态，则Y2得电，其外接的开门接触器KM2得电工作，其主电路的常开主触点闭合，为电动机进行供电，电动机反转，控制大门关闭。

5 当碰到开门限位开关SQ2后，SQ2动作，X5置“0”位，电动机停止转动，门停止移动。

二、详解汽车自动清洗控制电路中的PLC梯形图和语句表

汽车自动清洗系统是由PLC、喷淋器、刷子电动机、车辆检测器等部件组成的。当有汽车等待冲洗时，车辆检测器将检测信号送入PLC，PLC便会控制相应的清洗机电动机、喷淋器电磁阀以及刷子电动机动作，实现自动清洗、停止的控制，采用PLC的自动洗车系统可节约大量的人力、物力和自然资源。图5为汽车自动清洗控制电路的结构图。

图5 汽车自动清洗控制电路的结构图

图6 汽车自动清洗控制电路的PLC梯形图和语句表

表2 汽车自动清洗控制电路中PLC梯形图I/O地址分配表（西门子S7-200系列）

图6所示为汽车自动清洗控制电路中的PLC梯形图和语句表，表2所示为PLC的I/O地址分配。结合I/O地址分配表，了解该梯形图和语句表中各触点及符号标识的含义，并将梯形图和语句表相结合进行分析。

1.车辆清洗的控制过程

检测器检测到待清洗的汽车，按下起动按钮就可以开始自动清洗过程。图7所示为车辆清洗的控制过程。

图7 车辆清洗的控制过程

1 按下起动按钮SB1，将PLC程序中的输入继电器常开触点I0.0置“1”，即常开触点I0.0闭合。

1→2 辅助继电器M0.0线圈得电。

→2-1 自锁常开触点M0.0闭合实现自锁功能；

→2-2 控制输出继电器Q0.2的常开触点M0.0闭合；

→2-3 控制输出继电器Q0.1、Q0.0的常开触点M0.0闭合；

2-2→3 输出继电器Q0.2线圈得电，控制PLC外接接触器KM1线圈得电，带动主电路中的主触点闭合，接通清洗机电动机电源，清洗机电动机开始运转，并带动清洗机沿导轨移动。

4 当车辆检测器SK检测到有待清洗的汽车时，SK闭合，将PLC程序中的输入继电器常开触点I0.1置“1”，常闭触点I0.1置“0”。

→4-1常开触点I0.1闭合。

→4-2常闭触点I0.1断开。

2-3+4-1→5 输出继电器Q0.1线圈得电。

→5-1 自锁常开触点Q0.1闭合实现自锁功能；

→5-2 控制辅助继电器M0.1的常开触点Q0.1闭合。

→5-3 控制PLC外接接触器KM1线圈得电，带动主电路中的主触点闭合，接通刷子电动机电源，刷子电动机开始运转，并带动刷子进行刷洗操作。

2-1+4-1→6 输出继电器Q0.0线圈得电，控制PLC外接喷淋器电磁阀YV线圈得电，打开喷淋器电磁阀，进行喷水操作，这样清洗机一边移动，一边进行清洗操作。

2.车辆清洗完成的控制过程

车辆清洗完成后，检测器没有检测到待清洗的车辆，控制电路便会自动停止系统工作。图所示为车辆清洗完成的控制过程。

图8 车辆清洗完成的控制过程

7 汽车清洗完成后，汽车移出清洗机，车辆检测器SK检测到没有待清洗的汽车时，SK复位断开，PLC程序中的输入继电器常开触点I0.1复位置“0”，常闭触点I0.1复位置“1”。

→7-1 常开触点I0.1复位断开；

→7-2常闭触点I0.1复位闭合。

5-2+7-2→8辅助继电器M0.1线圈得电。

→8-1 控制辅助继电器M0.0的常闭触点M0.1断开；

→8-2 控制输出继电器Q0.1、Q0.0的常闭触点M0.1断开。

8-1→9 辅助继电器M0.0失电。

→9-1自锁常开触点M0.0复位断开；

→9-2 控制输出继电器Q0.2的常开触点M0.0复位断开；

→9-3 控制输出继电器Q0.1、Q0.0的常开触点M0.0复位断开；

8-2→10 输出继电器Q0.1线圈失电。

→10-1 自锁常开触点Q0.1复位断开；

→10-2 控制辅助继电器M0.1的常开触点Q0.1复位断开。

→10-3控制PLC外接接触器KM1线圈失电，带动主电路中的主触点复位断开，切断刷子电动机电源，刷子电动机停止运转，刷子停止刷洗操作。

8-2→11 输出继电器Q0.0线圈失电，控制PLC外接喷淋器电磁阀YV线圈失电，喷淋器电磁阀关闭，停止喷水操作。

9-2→12 输出继电器Q0.2线圈失电，控制PLC外接接触器KM1线圈失电，带动主电路中的主触点复位断开，切断清洗机电动机电源，清洗机电动机停止运转，清洗机停止移动。

3.车辆清洗过程中的报警控制过程

若清洗车辆过程中发生异常，控制电路会自动停止工作，并发出报警声。图9所示为车辆清洗过程中的报警控制过程。

图9 车辆清洗过程中的报警控制过程

13 若汽车在清洗过程中碰到轨道终点限位开关SQ2，SQ2闭合，将PLC程序中的输入继电器常闭触点I0.2置“0”，常开触点I0.2置“1”。

→13-1 常闭触点I0.2断开。

→13-2 常开触点I0.2闭合。

13-1→14 输出继电器Q0.2线圈失电，控制PLC外接接触器KM1线圈失电，带动主电路中的主触点复位断开，切断清洗机电动机电源，清洗机电动机停止运转，清洗机停止移动。

15 1s脉冲发生器SM0.5。

13-2+15→16 输出继电器Q0.3间断接通，控制PLC外接蜂鸣器HA间断发出报警信号。

三、详解声光报警器控制中的PLC梯形图和语句表

用PLC控制声光报警器，用以实现报警器受触发后自动起动报警扬声器和报警闪烁灯进行声光报警的功能。图10所示为声光报警闪烁灯控制电路中的PLC梯形图和语句表，表3所示为PLC的I/O地址分配。结合I/O地址分配表，首先了解该梯形图或语句表中各触点及符号表示的含义，并将梯形图与语句表相结合分析。

图10 声光报警闪烁灯控制电路中的PLC梯形图和语句表

表3 声光报警闪烁灯控制电路的PLC梯形图I/O地址分配表（三菱FX2N系列PLC）

1.自动起动声光报警的控制过程

当报警触发开关受触发时，报警扬声器发出报警声，同时报警灯连续闪烁60次，每次亮0.5 s，熄灭1 s，然后自动停止声光报警。图11、图12所示为声光报警器自动起动声光报警的控制过程。

图11 声光报警器自动起动声光报警的控制过程（一）

图12 声光报警器自动起动声光报警的控制过程（二）

1 当报警触发开关SA受触发闭合时，将PLC程序中的输入继电器常开触点X0置“1”，即常开触点X0闭合。

1→2 输入信号由ON→OFF，PLS指令产生一个扫描周期的脉冲输出。

2→3 在一个扫描周期内，辅助继电器M0.0线圈得电，控制输出继电器Y0的常开触点M0.0闭合。

3→4 输出继电器Y0线圈得电。

→4-1 自锁常开触点Y0闭合，实现自锁功能；

→4-2 控制定时器T0和输出继电器Y1的常开触点Y0闭合；

→4-3 控制计数器复位指令的常闭触点Y0断开，使计数器无法复位；

→4-4控制PLC外接报警扬声器B得电，发出报警声。

4-2→5 输出继电器Y1得电，控制PLC外接报警指示灯HL点亮。

4-2→6 定时器T0线圈得电，开始0.5 s计时。

→6-1 计时时间到，控制输出继电器Y1的延时断开常闭触点T0断开；

→6-2 计时时间到，控制定时器T1的延时闭合常开触点T0闭合；

→6-3 计时时间到，控制计数器C0的延时闭合常开触点T0闭合。

6-1→7 输出继电器Y1线圈失电，控制PLC外接报警指示灯HL熄灭。

6-2→8 定时器T1线圈得电，开始1s计时。计时时间到，控制定时器T0和输出继电器Y1的常闭触点T1断开。

6-3→9 计数器C0计数1次，当前值为1。

8→10 定时器T0线圈失电。

→10-1 控制输出继电器Y1的延时断开常闭触点T0，立即复位闭合；

→10-2 控制定时器T1的延时闭合常开触点T0，立即复位断开；

→10-3 控制计数器C0的延时闭合常开触点T0，立即复位断开；

10-2→11 定时器T1线圈失电，控制定时器T0和Y1的常闭触点T1，立即复位闭合。

11+10-1→12 输出继电器Y1线圈再次得电，控制PLC外接报警指示灯HL熄灭1 s后再次点亮。

2.自动停止声光报警的控制过程

图13所示为声光报警器自动停止声光报警的控制过程。

图13 声光报警器自动停止声光报警的控制过程

13 报警指示灯每亮灭循环一次，计数器当前值加1，当达到其设定值60时，控制输出继电器Y0的常闭触点C0断开。

13→14 输出继电器Y0线圈失电。

→14-1自锁常开触点Y0复位断开，解除自锁；

→14-2 控制定时器T0和输出继电器Y1的常开触点Y0复位断开；

→14-3 控制计数器复位指令的常闭触点Y0复位闭合；

→14-4 控制PLC外接报警扬声器B失电，停止发出报警声。

14-2→15 定时器T0线圈失电；

14-2→16 输出继电器Y1线圈失电，控制PLC外接报警指示灯HL停止闪烁。

14-3→17 复位指令使计数器复位，为下一次计数做好准备。

（-END-）

选自《简单轻松学PLC与PLC电路》韩雪涛主编

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