三相異步電動機的PLC控制

1、-. z.技能訓練三相異步電動機的PLC控制工程實際中的PLC控制系統(tǒng)總是比擬復雜的，作為其中的根本環(huán)節(jié)，三相異步電動機的幾種典型控制回路常見于PLC控制系統(tǒng)中。本模塊詳細講述了幾種三相異步電動機的PLC控制電路硬件構造及實用程序，并通過三相異步電動機星形三角形啟動實訓，讓讀者進一步掌握簡單PLC控制系統(tǒng)的開發(fā)運用。第一局部 教學要求一、目的要求學習PLC在三相異步電動機控制電路中的運用情況通過例如，掌握PLC控制程序編制技巧了解常用PLC編程軟件的根本運用，培養(yǎng)簡單PLC控制系統(tǒng)的開發(fā)能力二、工具器材器材名稱規(guī)格/型號數量器材名稱規(guī)格/型號數量可編程控制器F*2N-48MR-00110臺熱過

2、載繼電器JRS1-09-25-1A/380V10臺編程計算機及軟件可選用SW3D5-GPPW-E編程軟件10臺組合按鈕LA19-3H10臺編程適配電纜SC-0910根熔斷器FU/RT18/5A/3P、1P各10臺三相異步電動機180W/380V/10臺接觸器CJ*2-1210/220V30臺電源開關DZ47-C10/3P、1P各10臺其他工具及導線假設干三、教學節(jié)奏與方式工程時間安排教學方式課前準備課余復習電動機Y/接法的有關內容教師講授4課時教師講授、操作示*相結合。重點：PLC控制程序中的典型環(huán)節(jié)2課時學習三菱F*系列 PLC的編程軟件學生實作4課時分組進展6人一組或酌情分組重點：計算機編

3、程及程序寫入四、成績評定技能訓練成績教師簽名第二局部 教學內容三相異步電動機各種控制電路，是工業(yè)控制系統(tǒng)中使用最為普遍的根本環(huán)節(jié)。本模塊對三相異步電動機點動-長動、正轉-反轉、順序啟動等幾種常見PLC控制電路進展討論，每一種電路均給出了與之對應的繼電-接觸器控制電路，兩種電路中的所有按鈕及輸出接觸器均采用一樣的代號，以方便讀者對照理解。一、三相異步電動機點動-長動控制回路1.點動-長動控制電路接線圖圖9-1a是三相異步電動機點動-長動PLC控制I/O接線圖，圖9-1b是與之對應的繼電器接觸器控制電路。aPLC控制I/O接線圖 b繼電器接觸器控制電路圖9-1點動-長動控制電路接線圖2.梯形圖及指

4、令表程序圖9-2a是三相異步電動機點動-長動PLC控制梯形圖程序，圖9-2b是與之對應的指令表程序a梯形圖程序 b指令表程序圖9-2 三相異步電動機點動-長動PLC控制程序3.編程元件的地址分配輸入輸出繼電器地址分配，如表9-1所示。表9-1 輸入輸出繼電器的地址分配表編程元件I/O端子電路器件作 用輸入繼電器*000SB1停頓按鈕*001SB2點動按鈕*002SB3長動按鈕輸出繼電器Y000KM接觸器線圈輔助繼電器M0-長動自鎖控制其他電器-FR過載保護4.操作要求在停頓狀態(tài)，按下點動按鈕SB2，電機運轉，松開SB2，電機停頓；在停頓狀態(tài)，按下長動按鈕SB3，電機運轉，松開SB3，電機仍保持

5、運轉；按停頓按鈕SB1，電機停轉。5.簡要說明程序中用到了通用輔助繼電器M0，其作用與繼電-接觸器控制電路中的中間繼電器極為相似。它沒有輸入與輸出端子，但能在程序執(zhí)行過程中完成中間邏輯變量的運算轉換。本例中，M0將長動控制的狀態(tài)與點動控制信號*001相或后再控制Y000的輸出狀態(tài)。停頓按鈕SB1采用了常開觸點的形式。一般PLC輸入信號接點，通常優(yōu)先采用常開動合接點，以利于梯形圖編程。比擬圖9-1b及9-2a可以發(fā)現：PLC梯形圖程序與繼電-接觸器控制電路相似，但無需雷同，充分利用PLC中的軟元件，可使程序構造簡單易讀。FR的動斷觸點串接于接觸器線圈回路中，它能可靠的對電機實施保護，其缺點是，即

6、使電機處于保護狀態(tài)，PLC仍視系統(tǒng)為正常狀態(tài)，不予報警。二、三相異步電動機正轉-反轉控制回路1.正轉-反轉控制電路接線圖圖9-3a是三相異步電動機正轉-反轉PLC控制I/O接線圖，圖9-3b是與之對應的繼電器接觸器控制電路。aPLC控制I/O接線圖 b繼電器接觸器控制電路圖9-3正轉-反轉控制電路接線圖2. 梯形圖及指令表程序圖9-4a是三相異步電動機正轉-反轉PLC控制梯形圖程序，圖9-4b是與之對應的指令表程序。a梯形圖程序 b指令表程序圖9-4 三相異步電動機正轉-反轉PLC控制程序3.編程元件的地址分配輸入輸出繼電器地址分配，如表9-2所示。表9-2 輸入輸出繼電器的地址分配表編程元件

7、I/O端子電路器件作 用輸入繼電器*000SB1停頓按鈕*001SB2正轉啟動按鈕*002SB3反轉啟動按鈕*003KM1正轉軟互鎖輸入*004KM2反轉軟互鎖輸入輸出繼電器Y000KM1正轉接觸器線圈Y001KM2反轉接觸器線圈其他電器-FR過載保護4.操作要求在停頓或反轉狀態(tài)，按SB2，電機正轉；在停頓或正轉狀態(tài)，按SB3，電機反轉；按SB1，電機停轉；KM1、KM2動斷觸點為電氣互鎖；KM1、KM2動合觸點為軟件互鎖控制輸入。5.簡要說明 使用PLC進展多個用電器具的互鎖控制時，必須同時使用軟互鎖和硬互鎖，以確保平安。電路中電動機由正轉過渡到反轉必須先按SBl，使其停車后，才能進展反轉控

8、制，這樣可防止兩個接觸器同時動作短路。因此，將接觸器的動作狀態(tài)作為負載信號引入PLC輸入端，在PLC輸入端接有KMl和KM2動合觸點。為了可靠地對正、反轉接觸器進展互鎖，在PLC輸出端兩個接觸器之間仍然采用動斷觸點構成互鎖，這種互鎖稱為外部硬互鎖。在梯形圖程序中，兩個輸出繼電器Y000、Y001之間，還相互構成互鎖，這種互鎖稱為內部軟互鎖。此外，與負載狀態(tài)輸入信號對應的*003和*004，在梯形圖中除了作為互鎖條件外，對輸出繼電器也構成一種軟互鎖。軟互鎖作用：防止因觸點灼傷粘連等外部故障時，本應斷開的接觸器因故障而未斷開，PLC又對其他接觸器發(fā)出了動作信號，使兩只接觸器同時處于通電動作狀態(tài)。設

9、置軟互鎖后，利用軟互鎖不接通另一輸出繼電器，從而防止主電路短路。硬互鎖作用：防止因噪聲在PLC內部引起運算處理錯誤，導致出現兩個輸出繼電器同時有輸出，使正、反轉接觸器同時通電動作，造成主電路短路。三、三相異步電動機順序啟動控制回路1.順序啟動控制電路接線圖圖9-5a是三相異步電動機順序啟動PLC控制I/O接線圖，圖9-5b是與之對應的繼電器接觸器控制電路。aPLC控制I/O接線圖 b繼電器接觸器控制電路圖9-5順序啟動控制電路接線圖2.梯形圖及指令表程序圖9-6a是三相異步電動機順序啟動PLC控制梯形圖程序，圖9-6b是與之對應的指令表程序。a梯形圖程序 b指令表程序圖9-6三相異步電動機順序

10、啟動PLC控制程序3.編程元件的地址分配輸入輸出繼電器地址分配，如表9-3所示。表9-3 輸入輸出繼電器的地址分配表編程元件I/O端子電路器件作 用輸入繼電器*000SB1停頓按鈕*001SB2啟動按鈕*002FR1熱繼電器動斷觸點*003FR2熱繼電器動斷觸點輸出繼電器Y000KM1接觸器線圈Y001KM2接觸器線圈其他編程元件地址分配，如表9-4所示。表9-4 其它編程元件的地址分配編程元件編程地址K值作 用輔助繼電器M0-啟動自鎖M100-Y000的啟動控制M200-Y001的啟動控制定時器 (100ms通用型)T0100順序時間設定10s4.操作要求在停頓狀態(tài)，按SB2，電機M1啟動并

11、保持運轉，T0開場計時。計時時間到，啟動電機M2。按SB1，兩臺電機同時停轉。5.簡要說明熱過載繼電器多采用動斷觸點。 FR1、FR2對應的兩個輸入常開觸點*002及*003，串聯(lián)于Y000及Y001的輸出回路中，類似于啟-保-停電路中的停頓按鈕，所以當FR1或FR2動作時，將使對應的輸出回路停頓工作。采用動斷觸點作為PLC輸入回路接點時，觸點動作則相應輸入繼電器置0，反之為1。用于PLC 啟-保-?？刂瞥绦蛑械奶菪螆D樣式，與繼電-接觸器控制電路樣式正好相反，編程時應特別注意。Y000及Y001的啟動，由M100及M200的脈沖輸出信號進展控制。顯然，當該電路中只有一臺電機因過載停頓工作時，另

12、外一臺電機的工作狀態(tài)將不會受到影響。但排除故障后，需按下SB1使系統(tǒng)完全復位后，再次啟動。需要說明的是：在圖9-5b所示繼電器接觸器順序啟動控制電路中，FR1、FR2的兩個常開觸點串聯(lián)在整個控制回路中，所以當FR1或FR2其中一個動作時，將使二臺電機全部停頓工作。這與圖9-5a所示PLC順序啟動控制邏輯是有所區(qū)別的。如果需要，當然可以對PLC順序啟動的控制程序進展修改。順序控制電路通常用于并聯(lián)運行的兩臺大功率電機，采用順序啟動控制回路，可減緩過大的啟動沖擊電流。不同的應用場合下，應根據具體情況采用合理的應用程序。第三局部技能訓練本模塊技能訓練內容為三相異步電動機星形-三角形啟動PLC控制電路。

13、一、實訓目的1學習PLC編程軟件的一般運用及程序寫入方法；2了解在計算機上監(jiān)控、運行及調試PLC控制程序的根本方法；3進一步提高PLC控制系統(tǒng)軟件設計及硬件安裝的綜合能力。二、實訓原理及實訓電路1.實訓原理及實訓電路實訓電路采用F*2N-48MR-001型PLC，圖9-7a是三相異步電動機PLC星形-三角形啟動控制I/O接線圖，圖9-7b是與之對應的繼電-接觸器控制電路。aPLC控制I/O接線圖b繼電器接觸器控制電路圖9-7星形-三角形啟動控制電路接線圖在IO配線圖中，電路主接觸器KM1和三角形全壓運行接觸器KM3的動合觸點，作為負載信號接于PLC的輸入端。輸出端外部保存星形和三角形接觸器線圈

14、的硬互鎖環(huán)節(jié)，程序中另設軟互鎖。熱保護繼電器常閉觸點串接在三個接觸器電磁線圈供電回路中。2.編程元件的地址分配輸入輸出繼電器地址分配，如表9-5所示。表9-5 輸入輸出繼電器的地址分配表編程元件I/O端子電路器件代號/規(guī)格作 用輸入繼電器*000SB1/LA19紅常開停頓按鈕*001SB2/LA19綠常開啟動按鈕*002KM1常開觸點KM1吸合自保*003KM3常開觸點防止電動機出現三角形直接全壓起動輸出繼電器Y000KM1 CJ*2-1210/220V主控接觸器線圈Y001KM2 CJ*2-1210/220VY形連接用接觸器線圈Y002KM3 CJ*2-1210/220V形連接用接觸器線圈其

15、他編程元件地址分配，如表9-6所示。表9-6 其他編程元件的地址分配編程元件編程地址K值作 用定時器 (100ms通用型)T050Y形連接時間設定5sT15消除電弧短路時間設定0.5s三、參考梯形圖及指令表程序1.梯形圖程序圖9-8是三相異步電動機星形-三角形啟動PLC控制梯形圖程序。圖9-8Y/啟動PLC控制梯形圖程序梯形圖中，與輸入信號KM3觸點對應的動斷觸點*003，串接于與起動按鈕SB2對應的動合觸點*001之后，構成起動條件，也稱起動自鎖。當接觸器KM3發(fā)生故障，例如主觸點灼傷粘連或銜鐵卡死斷不開時，輸入端KM3觸點就處于閉合狀態(tài)，相應的*003常閉觸點則為斷開狀態(tài)。這時即使按下起動

16、按鈕SB2(*001閉合)，Y000也不會有輸出，作為負載的KM1就無法通電動作，從而有效防止了電動機出現三角形直接全壓起動。在正常工作情況下，通過星形三角形起動程序在電動機起動完畢后，轉入正常運轉時，梯形圖中*002和Y000觸點構成自鎖環(huán)節(jié)保證輸出繼電器Y000有輸出，此時輸入端KM3觸點為閉合狀態(tài)，動斷觸點*003處于斷開狀態(tài)。在上述程序執(zhí)行過程中，定時器T0延時5 s，為星形起動所需的時間；定時器T1延時05 s，用以消除電弧短路。在梯形圖中還設置了Y001和Y002之間的軟互鎖，電動機在全壓正常運行時，T0、T1和Y001都停頓工作，只有Y000和Y002有輸出，保證外電路只有KM1

17、和KM3通電工作。2.指令表程序LD *001ANI *003LD *002AND Y000ORBANI *000OUT Y000ANI Y002OUT T0 K50LD Y000ANI T0ANI Y002OUT Y001LD T0OUT T1 K5LD T1OR Y002AND Y000ANI Y001OUT Y002END四、實訓步驟1按圖9-7a所示三相異步電動機Y/控制電路，將所有低壓電器元件安裝在一塊絕緣板上。接線時應注意： 先接主回路導線；再接控制回路導線；與PLC相連的導線應加裝接線端子。完成硬件接線后的實訓電路板，如圖9-9所示。圖9-9三相異步電動機Y/起動控制電路板2在教

18、師指導下，翻開計算機編程電腦軟件SW3D5-GPPW-E以下簡稱GPP，編輯圖9-8所示Y/啟動PLC控制梯形圖程序。梯形圖編輯界面如圖9-10所示。GPP編程軟件的安裝由指導教師預先完成圖9-10GPP梯形圖編輯畫面3在斷電狀態(tài)下，將SC-09通信電纜一端與計算機相連，另一端與-48MR-001型PLC連接，SC-09外形,見圖9-11。圖9-11SC-09編程用通信電纜外形注意：SC-09編程用通信電纜，與電腦連接的端口為RS232，適用于臺式計算機與PLC的的通信連接。筆記本電腦通常沒有RS232串口，而只有USB串口，編程時，可以選用USB-SC09-F*型編程電纜，外形如圖9-12所示。圖9-12USB-SC09-F*型編程電纜4將三相四線電源接入實訓板電源開關QS，在指導教師檢查認可后，合上電源開關QS，把PLC運行模式選擇開關撥到STOP位置，使PLC處在編程狀態(tài)下，通過GPP軟件向PLC下載控制程序。5把PLC運行模式選擇開關撥到RUN位置,運行程序。此時可通過軟件監(jiān)視程序運行狀態(tài)。分別按下SB2及SB1，觀察三個接觸器是否能按要求動作。6在確認程序運行正確無誤后，斷開QS，撤除編程電纜，用六根導線將三相實驗電機接入控制電路板相應位