1.3.4 实训6 电动机循环起停的PLC控制——计数器指令
【实训目的】
● 掌握计数器的使用；
● 掌握特殊辅助继电器的使用；
● 掌握指令的帮助信息与PLC参数设置方法。
【实训任务】
用PLC实现三相异步电动机的循环起停控制，即按下起动按钮，电动机起动并运行30s，停止20s，然后再自行起动，如此循环5次后停止运行，此时循环结束指示灯以秒级闪烁，以示循环过程结束。若停止按钮按下松开时，电动机才停止运行。该电路必须具有必要的短路保护、过载保护等功能。
【实训步骤】
1.I/O分配
根据项目分析可知，对输入量、输出量进行分配如表1-17所示。
表1-17 电动机的循环起停控制I/O分配表
2.I/O接线图
根据控制要求及表1-17的I/O分配表，电动机的循环起停控制I/O接线图可绘制如图1-111所示。
图1-111 电动机的循环起停控制I/O接线图
3.创建工程项目
创建一个工程项目，并命名为电动机的循环起停控制。
4.编写程序
结合以上所介绍的特殊存储器位，循环结束指示灯的秒级闪烁可用M8013来实现。首次开机时可使用M8002让循环计数器复位。根据要求，编写的梯形图如图1-112所示。请读者自行分析图中为什么使用辅助继电器M1，若去掉执行程序会出现什么现象？
图1-112 电动机的循环起停控制梯形图
5.读取PLC中程序及参数设置
有时需要将PLC中程序上传到个人计算机中，再将PCL与计算机用通信电缆连接好，然后执行菜单栏中“在线”→“PLC读取”命令，或单击工具栏上的“PLC读取”按钮
，弹出“PLC系列选择”对话框，选择PLC系列为FXCPU。单击“确定”按钮，弹出图1-64中的“连接目标设置Connection1”对话框。确认设置的参数后，单击“确定”按钮，弹出图1-65所示的“在线数据操作”对话框，自动选中“读取”。选中要读取的对象后，单击“执行”按钮，弹出“PLC读取”对话框（类似于图1-66中的对话框）。读取结束后，两次单击“关闭”按钮，关闭该对话框和“在线数据操作”对话框。在GX Works2中，可以看到从PLC读取的程序和参数。
双击编程软件左边“导航”窗口中的“参数”文件夹中的“PLC参数”，打开“FX参数设置”对话框，如图1-113所示。在“存储器容量设置”选项卡中可以设置存储器容量，最大可设置64000步；在“软元件设置”选项卡中可以设置断电保持继电器的起止编号（如图1-114所示）。在“PLC系统设置（2）”选项卡中，可以设置通信的参数。
图1-113 “FX参数设置”对话框——存储器容量设置选项
图1-114 “FX参数设置”对话框——软元件设置选项
6.调试程序
先使用仿真软件将程序调试正确后，再下载到PLC中。在仿真软件中先使X000接通再断开，观察输出线圈Y000是否得电，延时30s后是否失电，再过20s能否再自行起动。若能自行起停，再观察能否循环5次后自动停止，同时循环结束指示灯是否进行秒级闪烁。无论何时按下停止按钮，电动机是否立即停止。若上述动作现象与控制要求相吻合，说明程序编写正确。接下来就可以连接硬件线路，先调试PLC的控制电路，然后再调试主电路直至完全正确为止。
【实训交流】
1.定时范围的扩展
在工业现场应用中，设备动作延时的时间可能比较长，而FX系列PLC中定时器的最长定时时间为3276.7s，如果需要更长的定时时间那怎么办呢？可以采用多个定时器串联来延长定时范围。
如图1-115所示的梯形图中，当X000接通时，定时器T0中有信号流流过，定时器开始定时。T0当前值=18000时，当定时器T0的延时时间0.5h到时，T0的常开触点由断开变为接通，定时器T1中有信号流流过，开始计时。T1的当前值=18000时，定时器T1延时时间0.5h到时，T1的常开触点由断开变为接通，线圈Y000有信号流流过。当X000断开时，T0、T1的常开触点立即复位断开。这种延长定时范围的方法形象地称为接力定时法。
图1-115 用两个定时器延长定时范围
按上述方法进行延时，如果延时时间较长，则需要多个定时串联使用，不仅占用了大量定时器，而且使得程序变得较长。如果采用定时器和计数器共同实现增加定时范围，延时时间可达无限长，如使用一个定时器和一个16位加计数器结合使用实现延时，延时时间可达3.4年之久，具体延时方法如图1-116所示，图1-116中延时时间为5h。
图1-116 用定时器和计数器共同增加定时范围
2.计数器的计数频率
计数器能对频率多少的脉冲进行计数呢？这与PLC的扫描周期有关。PLC在每个扫描周期开始的时候读取数字量输入的值。如果前一扫描周期读取的是0，本次扫描周期读取的是1，操作系统就知道出现了计数脉冲的上升沿，就会将计数器的当前值加1或减1。
假设PLC的扫描周期和计数脉冲的周期都是恒定的，如果计数脉冲的周期小于2倍扫描周期，就会在扫描时丢失计数脉冲上升沿的信息。实际上PLC的扫描周期不是恒定的，由于程序的跳转或中断等原因，都会使扫描周期不断变化，从而会时不时丢失计数脉冲的上升沿。计数脉冲的高电平和低电平脉冲的宽度小于扫描周期，也会在扫描时丢失脉冲上升沿的信息。一般情况下计数脉冲频率在50Hz以上，建议使用高速计数器或高速计数模块，其计数脉冲频率可达200kHz。
【实训拓展】
训练1 用PLC实现组合吊灯的三档亮度控制，即按钮按下第1次只有1盏灯点亮，按钮按下第2次有2盏灯点亮，按钮按下第3次有3盏灯点亮，按钮按下第4次3盏灯全熄灭。
训练2 用PLC实现地下车库空余车位显示控制，假设地下车库共有100个停车位。要求有车辆入库时，空余车位数减1，有车辆出库时，空余车位数加1，当有空余车位时绿灯亮，无空余车位时红灯亮并以秒级闪烁，以提示车库已无空余车位。
【实训进阶】
任务：维修电工中级（四级）职业资格鉴定中，有一考题要求对PLC控制自动往返运动小车的装调，所提供的继电器—接触器控制电路如图1-92所示。要求小车起动后能实现自动循环运动，循环3次后自动停止运行，在发生过载时报警指示灯以秒级闪烁，直至按下停止按钮。
请读者根据上述电路及控制功能自行绘制PLC的I/O接线图并编写相应控制程序。