第十章PLC系統(tǒng)設(shè)計及應(yīng)用2013

第十章PLC系統(tǒng)設(shè)計及應(yīng)用異步電動機Y/△啟動控制

問題的提出：

由電機及拖動基礎(chǔ)可知，三相交流異步電動機起動時電流較大，一般是額定電流的（5～7）倍。故對于功率較大的電動機，應(yīng)采用降壓起動方式，Y/△降壓起動是常用的方法之一。

起動時，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，再將定子繞組的接線換成三角形，電動機便進入全電壓正常運行狀態(tài)。圖1（a），（b）為繼電器—接觸器實現(xiàn)的Y/△降壓控制電路。

異步電動機Y/△降壓起動控制電路它是根據(jù)起動過程中的時間變化，利用時間繼電器來控制Y/△的換接的。由（a）圖知，工作時，首先合上閘刀開關(guān)QS，當(dāng)接觸器KM1及KM3接通時，電動機Y形起動。當(dāng)接觸器KM1及KM2接通時，電動機△形運行。圖（b）為控制電路，其工作過程分析如下:線路中KM2和KM3的常閉觸點構(gòu)成電氣互鎖，保證電動機繞組只能接成一種形式，即Y形或△形，以防止同時連接成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/輸出端口分配如圖所示。由圖可見：本模塊除可編程控制器之外，還增添了部分器件，其中，SB1為停止按鈕，SB2為起動按鈕，F(xiàn)R為熱繼電器的常開觸點，KM1為主電源接觸器，KM2為△形運行接觸器，KM3為Y形起動接觸器。

二、軟件設(shè)計工作過程分析如下：按下啟動按鈕SB2時，輸入繼電器X0的常開觸點閉合，并通過主控觸點（M100常開觸點）自鎖，輸出繼電器Y1接通，接觸器KM3得電吸合，接著Y0接通，接觸器KM1得電吸合，電動機在Y形接線方式下起動；同時定時器T0開始計時，延時8秒后T0動作,使Y1斷開，Y1斷開后，KM3失電，互鎖解除，使輸出繼電器Y2接通，接觸器KM2得電，電動機在△形接線方式下運行。0LDX01ORM1002ANIX13ANIX24MCN0M1007LDIT08ANIY29OUTY110LDY111ORY012OUTY013LDIY214OUTY0K8017LDIY118OUTY219MCRN021END

(b)指令表

實驗實驗一：搶答器實驗（第10周）實驗二：電機Y-△啟動實驗（第11周）例1：送料小車自動控制系統(tǒng)的梯形圖設(shè)計控制要求：送料小車在限位開關(guān)X4處裝料，10s后裝料結(jié)束,開始右行，碰到x3后停下來卸料，15s后左行,碰到x4后又停下來裝料，不停地循環(huán)，直到按下停止按鈕X2，X0，X1分別用來起動小車右行和左行。為使小車自動停止，將X3，X4常閉觸點分別與Y0，Y1線圈串聯(lián)。為使小車自動起動，將控制裝、卸料延時的定時器T0和T1常開觸點，分別與手動起動右行和左行的X0、X1常開觸點并聯(lián)，用兩個限位開關(guān)對應(yīng)的X4，X3常開觸點分別接通裝料、卸料電磁閥和相應(yīng)的定時器，例2：兩處卸料的小車的自動控制梯形圖設(shè)計控制要求：X4處裝料，X5，X3處輪流卸料；小車在一次工作循環(huán)中兩次右行都要碰到X5，第一次碰到X5停下來卸料，第二次碰到它時繼續(xù)前進。NOTE：應(yīng)設(shè)置一個具有記憶功能的編程元件，以區(qū)分第一或第二次碰到X5設(shè)小車在起動時是空車，按下左行起動按鈕X1，小車開始左行，碰到左限位開關(guān)，X4常閉觸點為斷開（OFF），使Y1斷開，小車停止運行。X4常開觸點接通（ON），使Y2，T0的線圈通電，開始裝料和延時，10s后T0常閉觸點閉合，Y0通電，小車右行；小車離開左限位開關(guān)X4后，X4變?yōu)镺FF狀態(tài)，Y2，T0失電，停止裝料，T0復(fù)位；右行和卸料過程基本相同；如果按停止按鈕X2，小車將停止運行，系統(tǒng)停止工作。小車第一次碰到X5，碰到X3時都應(yīng)停止右行，將X5，X3常閉觸點與Y0線圈串聯(lián)；X5觸點并聯(lián)了中間環(huán)節(jié)M100的觸點，使X5停止右行的作用受到M100的約束，M100作記憶元件，只在小車第二次右行經(jīng)過X5時有用；利用起保停電路控制M100，其起動條件是X5，停止條件是X3，（在虛線行程內(nèi)為1狀態(tài)）將X3，X5的觸點并聯(lián)后驅(qū)動Y3，T1；調(diào)試中，發(fā)現(xiàn)小車從X3開始左行，經(jīng)X5時M100也被置位，使小車下一次右行到X5時也無法停止運行，則在M100起動電路中串入Y1常閉觸點；還有，小車往返經(jīng)過X5時，雖不會停止運動，但出現(xiàn)短暫的卸料動作，將Y1，Y0的常閉觸點與Y3線圈串聯(lián)；問題與思考系統(tǒng)在裝料和卸料時按停止按鈕不能使系統(tǒng)停止工作，如何解決該問題？梯形圖設(shè)計法：

1、經(jīng)驗設(shè)計法2、繼電器電路圖設(shè)計法

1、經(jīng)驗設(shè)計法在PLC發(fā)展初期，沿用了設(shè)計繼電器電路圖的方法來設(shè)計梯形圖，在一些典型電路基礎(chǔ)上，根據(jù)被控對象對控制系統(tǒng)的具體要求，不斷地修改和完善梯形圖。有時需多次反復(fù)地調(diào)試和修改梯形圖，不斷地增加中間編程元件和輔助觸點，才能得到一個較滿意的結(jié)果。經(jīng)驗設(shè)計法沒有普遍的規(guī)律可遵循，具有很大的試探性和隨意性，結(jié)果不是惟一的，設(shè)計所用的時間、設(shè)計的質(zhì)量與設(shè)計者的經(jīng)驗有很大關(guān)系。用于較簡單的梯形圖設(shè)計。2、根據(jù)繼電器電路圖設(shè)計梯形圖的方法為了便于工廠電氣技術(shù)員和電工使用，采用梯形圖語言編程；當(dāng)用PLC改造繼電器控制系統(tǒng)時，根據(jù)原來的繼電器電路圖設(shè)計梯形圖顯然是一條捷徑；老繼電器控制系統(tǒng)經(jīng)過長期使用和驗證，能完成系統(tǒng)控制要求，只要將繼電器控制電路圖譯成梯形圖，用軟元件代替硬元件。這種改造并沒改變系統(tǒng)原來的外部特性，（控制面板及上面的器件可不變）對操作工人來說，系統(tǒng)可靠性提高了，但操作習(xí)慣未變，減少硬件改造費用及改造工作量?；痉椒ǎ簩LC看成一個繼電器控制系統(tǒng)中的控制箱，PLC外部接線描述的是該控制箱的外部接線，梯形圖是該控制箱的內(nèi)部“線路圖”，梯形圖中的X，Y元件是控制箱與外部世界聯(lián)系的“中間繼電器”，分析時，將梯形圖中X元件的觸點想象成對應(yīng)的外部輸入器件的觸點，Y元件的線圈想象成對應(yīng)的外部負載的線圈；外部負載的線圈除了受PLC控制外，可能還受外部觸點的控制。某臥式鏜床的繼電器控制電路圖；主軸電機是雙速異步電動機，中間繼電器ZZJ、ZFJ控制主軸電機的起動和停止，接觸器ZZC，ZFC控制主軸電機的正反轉(zhuǎn)，接觸器1DSC，2DSC和時間繼電器SJ控制主軸電機的變速，接觸器ZDC用來短接串在定子回路的制動電阻。1JPK，2JPK和1ZPK，2ZPK是變速操縱盤上的限位開關(guān)，1HKK，2HKK是主軸進刀與工作臺移動互鎖限位開關(guān)。M200，M201，T0分別對應(yīng)ZZJ，ZFJ，SJ。注意事項：（1）遵守梯形圖語言中的語法規(guī)定；（2）適當(dāng)設(shè)置中間單元（3）盡量減少PLC的輸入輸出信號（4）異步電動機正反轉(zhuǎn)的外部聯(lián)鎖電路（5）外部負載的額定電壓（R，S輸出模塊最高只能驅(qū)動UN=220VAC的負載，若原系統(tǒng)KM線圈為380V，應(yīng)改用220V的。）作業(yè)2、用定時器設(shè)計一個延時25min的延時電路。M100X0X3M100X1Y0Y0Y1X1X2Y1Y0X2X0Y0在x0起動右行左行第二次右行畫梯形圖LD X0OR X1ANI X2OR M0LD X3AND X4OR M2ORB ORI M1OUT Y2OUT M0LD X0AND X1MPSAND X2OUT Y0MPPAND X3OUT Y1LD X4MPSAND X5OUT Y2MRD AND X6OUT Y3MPPANDX7OUT Y4Y0Y1Y2Y3Y4X0X1X2X3X4X5X6X7MPSMPPMPSMPPMRD二、三相異步電動機的正反轉(zhuǎn)控制電路KM1、KM2分別為控制正、反轉(zhuǎn)運行的交流接觸器，KM1、KM2的主觸點改變進入電動機的三相電源相序，改變電機轉(zhuǎn)向。FR是手動復(fù)位的熱繼電器，電機過熱時其常閉觸點斷開，使KM1、KM2線圈斷電，電機停轉(zhuǎn)。梯形圖中，用兩個起保停電路來分別控制電動機的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)。Y0、Y1的常閉觸點分別與對方線圈串聯(lián)，保證它們