一、問(wèn)題的提出
由電機(jī)及拖動(dòng)基礎(chǔ)可知，三相交流異步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)電流較大，一般是額定電流的（ 5 ～ 7 ）倍。故對(duì)于功率較大的電動(dòng)機(jī)，應(yīng)采用降壓起動(dòng)方式， y/ △降壓起動(dòng)是常用的方法之一。
起動(dòng)時(shí)，定子繞組首先接成星形，待轉(zhuǎn)速上升到接近額定轉(zhuǎn)速時(shí)，再將定子繞組的接線換成三角形，電動(dòng)機(jī)便進(jìn)入全電壓正常運(yùn)行狀態(tài)。圖 1（a），（b）為繼電器—接觸器實(shí)現(xiàn)的 y/ △降壓控制電路。
圖 1 異步電動(dòng)機(jī)y/△降壓起動(dòng)控制電路
它是根據(jù)起動(dòng)過(guò)程中的時(shí)間變化，利用時(shí)間繼電器來(lái)控制 y/ △的換接的。由（ a）圖知，工作時(shí)，首先合上刀開(kāi)關(guān)qs，當(dāng)接觸器km 1 及km 3 接通時(shí)，電動(dòng)機(jī)y形起動(dòng)。當(dāng)接觸器km 1 及km 2 接通時(shí)，電動(dòng)機(jī)△形運(yùn)行。圖（b）為控制電路，其工作過(guò)程分析如下:
線路中 km 2 和km 3 的常閉觸點(diǎn)構(gòu)成電氣互鎖，保證電動(dòng)機(jī)繞組只能接成一種形式，即y形或△形，以防止同時(shí)連接成y形及△形而造成電源短路。
二、硬件配置
本模塊所需的硬件及輸入 /輸出端口分配如圖2所示。由圖可見(jiàn)：本模塊除可編程控制器之外，還增添了部分器件，其中，sb 1 為停止按鈕，sb 2 為起動(dòng)按鈕，fr為熱繼電器的常開(kāi)觸點(diǎn)，km 1 為主電源接觸器，km 2 為△形運(yùn)行接觸器，km 3 為y形起動(dòng)接觸器。
圖 2 輸入/輸出接線圖
三、軟件設(shè)計(jì)
本模塊的軟件設(shè)計(jì)除應(yīng)用前述的部分基本指令及軟元件之外，還新增軟元件輔助繼電器 m100及定時(shí)器t 0 ，新增主控觸點(diǎn)指令mc、mcr?？删幊炭刂频奶菪螆D及指令表如圖3所示。
工作過(guò)程分析如下：按下啟動(dòng)按鈕 sb 2 時(shí)，輸入繼電器x0的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，并通過(guò)主控觸點(diǎn)（m100常開(kāi)觸點(diǎn)）自鎖，輸出繼電器y1接通，接觸器km 3 得電吸合，接著y0接通，接觸器km1得電吸合，電動(dòng)機(jī)在y形接線方式下起動(dòng)；同時(shí)定時(shí)器t 0 開(kāi)始計(jì)時(shí)，延時(shí)8秒后t 0 動(dòng)作,使y1斷開(kāi)，y1斷開(kāi)后，km 3 失電，互鎖解除，使輸出繼電器y2接通，接觸器km2得電，電動(dòng)機(jī)在△形接線方式下運(yùn)行。
0
ld
x0
1
or
m100
2
ani
x1
3
ani
x2
4
mc
n0
m100
7
ldi
t0
8
ani
y2
9
out
y1
10
ld
y1
11
or
y0
12
out
y0
13
ldi
y2
14
out
y0
k80
17
ldi
y1
18
out
y2
19
mcr
n0
21
end
(b) 指令表
圖 3 y/ △起動(dòng)控制的梯形圖及指令表
若要使電動(dòng)機(jī)停止，按下 sb 1 按鈕或過(guò)載保護(hù)（fr）動(dòng)作，不論電動(dòng)機(jī)是起動(dòng)或運(yùn)行情況下都可使主控接點(diǎn)斷開(kāi)，電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)行。
四、知識(shí)點(diǎn)擴(kuò)展
1、主控觸點(diǎn)（mc/mcr）指令
mc、mcr指令功能、操作元件等如表1所示。
表 1
符號(hào)、名稱
功能
電路表示及操作元件
程序步
mc（主控）
（ master control）
主控電路塊起點(diǎn)
n ：嵌套級(jí)數(shù)，特殊輔助繼電器不能用做主控器件
3
mcr（主控復(fù)位）
主控電路塊終點(diǎn)
2
mc為主控指令，用于公共串聯(lián)觸點(diǎn)的連接，mcr為主控復(fù)位指令，即mc的復(fù)位指令。編程時(shí)，經(jīng)常遇到多個(gè)線圈同時(shí)受一個(gè)或一組觸點(diǎn)控制。若在每個(gè)線圈的控制電路中都串入同樣的觸點(diǎn)，將多占存儲(chǔ)單元。應(yīng)用主控觸點(diǎn)可以解決這一問(wèn)題。它在梯形圖中與一般的觸點(diǎn)垂直。它們是與母線相連的常開(kāi)觸點(diǎn)，是控制一組電路的總開(kāi)關(guān)。mc、mcr指令的使用如圖4所示。
語(yǔ)句步
指令
元素
0
ld
x000
1
mc
n0
sp
m100
4
ld
x001
5
out
y000
6
ld
x002
7
out
y001
8
mcr
n0
n 為嵌套級(jí) 0 ～ 7，sp 為空格鍵
圖 4 mc、mcr指令的使用
當(dāng)輸入 x000為on時(shí)，執(zhí)行從mc到mcr的指令y000、y001在x001、x002接通時(shí)接通。輸入x000為off時(shí)，y000、y001斷開(kāi)。積算式定時(shí)器、計(jì)數(shù)器、用set/rst指令驅(qū)動(dòng)的元件，在mc觸點(diǎn)斷開(kāi)后可以保持?jǐn)嚅_(kāi)前狀態(tài)不變。
mc指令后，母線(ld、ldi)移到mc觸點(diǎn)之后，即主控指令mc后面的任何指令，均以ld、ldi指令開(kāi)始；mcr指令使母線返回。通過(guò)更改m的地址號(hào)，可以多次使用mc指令，從而形成多個(gè)嵌套級(jí)，嵌套級(jí)n的編號(hào)由小到大，返回時(shí)使用mcr指令，從大嵌套級(jí)開(kāi)始解除。
圖 5為主控觸點(diǎn)嵌套的實(shí)例。
2、編程元件定時(shí)器及使用要素
定時(shí)器相當(dāng)于繼電器電路中的時(shí)間繼電器，可在程序中作延時(shí)控制。 fx2系列可編程控制器定時(shí)器具有以下四種類型。
100ms定時(shí)器： t0～t199 200點(diǎn) 計(jì)時(shí)范圍：0.1～3276.7 s
10ms定時(shí)器 t200～t245 46點(diǎn) 計(jì)時(shí)范圍：0.01～327.67 s
1ms積算定時(shí)器 t246～t249 4點(diǎn)（中斷動(dòng)作） 計(jì)時(shí)范圍0.001～32.767 s
100ms積算定時(shí)器 t250～t255 6 點(diǎn) 計(jì)時(shí)范圍0.1～3276.7s
可編程控制器中的定時(shí)器是根據(jù)時(shí)鐘脈沖累積計(jì)時(shí)的，時(shí)鐘脈沖有 1ms、10ms、100ms等不同規(guī)格。（定時(shí)器的工作過(guò)程實(shí)際上是對(duì)時(shí)鐘脈沖計(jì)數(shù)）因工作需要，定時(shí)器除了占有自己編號(hào)的存儲(chǔ)器位外，還占有一個(gè)設(shè)定值寄存器（字），一個(gè)當(dāng)前值寄存器（字）。設(shè)定值寄存器（字）存儲(chǔ)編程時(shí)賦值的計(jì)時(shí)時(shí)間設(shè)定值。當(dāng)前值寄存器記錄計(jì)時(shí)當(dāng)前值。這些寄存器為16位二進(jìn)制存儲(chǔ)器。其最大值乘以定時(shí)器的計(jì)時(shí)單位值即是定時(shí)器的最大計(jì)時(shí)范圍值。定時(shí)器滿足計(jì)時(shí)條件開(kāi)始計(jì)時(shí)，當(dāng)前值寄存器則開(kāi)始計(jì)數(shù)，當(dāng)當(dāng)前值與設(shè)定值相等時(shí)定時(shí)器動(dòng)作，起常開(kāi)觸點(diǎn)接通，常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，并通過(guò)程序作用于控制對(duì)象，達(dá)到時(shí)間控制的目的。
圖 5 mc指令的嵌套
圖 6為定時(shí)器在梯形圖中使用的情況。圖6（a）為普通的非積算定時(shí)器。圖6（b）為積算定時(shí)器。圖6（a）中x1為計(jì)時(shí)條件，當(dāng)x1接通時(shí)定時(shí)器t 10 計(jì)時(shí)開(kāi)始。k20為設(shè)定值。十進(jìn)制數(shù)“20”為該定時(shí)器計(jì)時(shí)單位值的倍數(shù)。t 10 為100ms定時(shí)器，當(dāng)設(shè)定值為“k20”時(shí)，其計(jì)時(shí)時(shí)間為2s。圖中y10為定時(shí)器的工作對(duì)象。當(dāng)計(jì)時(shí)時(shí)間到，定時(shí)器t 10 的常開(kāi)觸點(diǎn)接通，y10置1。t10為非積算型定時(shí)器。在其開(kāi)始計(jì)時(shí)且未達(dá)到設(shè)定值時(shí)，計(jì)時(shí)條件x1斷開(kāi)或plc電源停電，計(jì)時(shí)過(guò)程中止且當(dāng)前值寄存器復(fù)位（置0）。若x1斷開(kāi)或plc電源停電發(fā)生在計(jì)時(shí)過(guò)程完成且定時(shí)器的觸點(diǎn)已動(dòng)作時(shí)，觸點(diǎn)的動(dòng)作也不能保持。
若把定時(shí)器 t 10 換成積算式定時(shí)器t250，情況就不一樣了。積算式定時(shí)器在計(jì)時(shí)條件失去或plc失電時(shí)，其當(dāng)前值寄存器的內(nèi)容及觸點(diǎn)狀態(tài)均可保持，可“累積”計(jì)時(shí)時(shí)間。所以稱為“積算”。圖6（b）為積算式定時(shí)器t 250 的工作梯形圖。因積算式定時(shí)器的當(dāng)前值寄存器及觸點(diǎn)都有記憶功能，其復(fù)位時(shí)必須在程序中加入專門的復(fù)位指令。圖中x2即為復(fù)位條件。當(dāng)x2接通執(zhí)行“rst t250”指令時(shí)，t 250 的當(dāng)前值寄存器及觸點(diǎn)同時(shí)置0。
圖 6 定時(shí)器的使用
定時(shí)器可以使用立即數(shù) k作為設(shè)定值，如圖3-5中的“k20“及”k345“，也可用于后述的數(shù)據(jù)寄存器的內(nèi)容作為設(shè)定值。如設(shè)定時(shí)器的設(shè)定值為”d10”而“d10”中的內(nèi)容為100，則定時(shí)器的設(shè)定值為100。在使用數(shù)據(jù)寄存器設(shè)定定時(shí)器的設(shè)定值時(shí)。一般使用具有掉電保持功能的數(shù)據(jù)寄存器。即使如此，若備用電池電壓降低時(shí)，定時(shí)器仍可能發(fā)生誤動(dòng)作。