三相异步电动机的PLC控制

1、-. z.技能训练三相异步电动机的PLC控制工程实际中的PLC控制系统总是比拟复杂的，作为其中的根本环节，三相异步电动机的几种典型控制回路常见于PLC控制系统中。本模块详细讲述了几种三相异步电动机的PLC控制电路硬件构造及实用程序，并通过三相异步电动机星形三角形启动实训，让读者进一步掌握简单PLC控制系统的开发运用。第一局部 教学要求一、目的要求学习PLC在三相异步电动机控制电路中的运用情况通过例如，掌握PLC控制程序编制技巧了解常用PLC编程软件的根本运用，培养简单PLC控制系统的开发能力二、工具器材器材名称规格/型号数量器材名称规格/型号数量可编程控制器F*2N-48MR-00110台热过

2、载继电器JRS1-09-25-1A/380V10台编程计算机及软件可选用SW3D5-GPPW-E编程软件10台组合按钮LA19-3H10台编程适配电缆SC-0910根熔断器FU/RT18/5A/3P、1P各10台三相异步电动机180W/380V/10台接触器CJ*2-1210/220V30台电源开关DZ47-C10/3P、1P各10台其他工具及导线假设干三、教学节奏与方式工程时间安排教学方式课前准备课余复习电动机Y/接法的有关内容教师讲授4课时教师讲授、操作示*相结合。重点：PLC控制程序中的典型环节2课时学习三菱F*系列 PLC的编程软件学生实作4课时分组进展6人一组或酌情分组重点：计算机编

3、程及程序写入四、成绩评定技能训练成绩教师签名第二局部 教学内容三相异步电动机各种控制电路，是工业控制系统中使用最为普遍的根本环节。本模块对三相异步电动机点动-长动、正转-反转、顺序启动等几种常见PLC控制电路进展讨论，每一种电路均给出了与之对应的继电-接触器控制电路，两种电路中的所有按钮及输出接触器均采用一样的代号，以方便读者对照理解。一、三相异步电动机点动-长动控制回路1.点动-长动控制电路接线图图9-1a是三相异步电动机点动-长动PLC控制I/O接线图，图9-1b是与之对应的继电器接触器控制电路。aPLC控制I/O接线图 b继电器接触器控制电路图9-1点动-长动控制电路接线图2.梯形图及指

4、令表程序图9-2a是三相异步电动机点动-长动PLC控制梯形图程序，图9-2b是与之对应的指令表程序a梯形图程序 b指令表程序图9-2 三相异步电动机点动-长动PLC控制程序3.编程元件的地址分配输入输出继电器地址分配，如表9-1所示。表9-1 输入输出继电器的地址分配表编程元件I/O端子电路器件作 用输入继电器*000SB1停顿按钮*001SB2点动按钮*002SB3长动按钮输出继电器Y000KM接触器线圈辅助继电器M0-长动自锁控制其他电器-FR过载保护4.操作要求在停顿状态，按下点动按钮SB2，电机运转，松开SB2，电机停顿；在停顿状态，按下长动按钮SB3，电机运转，松开SB3，电机仍保持

5、运转；按停顿按钮SB1，电机停转。5.简要说明程序中用到了通用辅助继电器M0，其作用与继电-接触器控制电路中的中间继电器极为相似。它没有输入与输出端子，但能在程序执行过程中完成中间逻辑变量的运算转换。本例中，M0将长动控制的状态与点动控制信号*001相或后再控制Y000的输出状态。停顿按钮SB1采用了常开触点的形式。一般PLC输入信号接点，通常优先采用常开动合接点，以利于梯形图编程。比拟图9-1b及9-2a可以发现：PLC梯形图程序与继电-接触器控制电路相似，但无需雷同，充分利用PLC中的软元件，可使程序构造简单易读。FR的动断触点串接于接触器线圈回路中，它能可靠的对电机实施保护，其缺点是，即

6、使电机处于保护状态，PLC仍视系统为正常状态，不予报警。二、三相异步电动机正转-反转控制回路1.正转-反转控制电路接线图图9-3a是三相异步电动机正转-反转PLC控制I/O接线图，图9-3b是与之对应的继电器接触器控制电路。aPLC控制I/O接线图 b继电器接触器控制电路图9-3正转-反转控制电路接线图2. 梯形图及指令表程序图9-4a是三相异步电动机正转-反转PLC控制梯形图程序，图9-4b是与之对应的指令表程序。a梯形图程序 b指令表程序图9-4 三相异步电动机正转-反转PLC控制程序3.编程元件的地址分配输入输出继电器地址分配，如表9-2所示。表9-2 输入输出继电器的地址分配表编程元件

7、I/O端子电路器件作 用输入继电器*000SB1停顿按钮*001SB2正转启动按钮*002SB3反转启动按钮*003KM1正转软互锁输入*004KM2反转软互锁输入输出继电器Y000KM1正转接触器线圈Y001KM2反转接触器线圈其他电器-FR过载保护4.操作要求在停顿或反转状态，按SB2，电机正转；在停顿或正转状态，按SB3，电机反转；按SB1，电机停转；KM1、KM2动断触点为电气互锁；KM1、KM2动合触点为软件互锁控制输入。5.简要说明 使用PLC进展多个用电器具的互锁控制时，必须同时使用软互锁和硬互锁，以确保平安。电路中电动机由正转过渡到反转必须先按SBl，使其停车后，才能进展反转控

8、制，这样可防止两个接触器同时动作短路。因此，将接触器的动作状态作为负载信号引入PLC输入端，在PLC输入端接有KMl和KM2动合触点。为了可靠地对正、反转接触器进展互锁，在PLC输出端两个接触器之间仍然采用动断触点构成互锁，这种互锁称为外部硬互锁。在梯形图程序中，两个输出继电器Y000、Y001之间，还相互构成互锁，这种互锁称为内部软互锁。此外，与负载状态输入信号对应的*003和*004，在梯形图中除了作为互锁条件外，对输出继电器也构成一种软互锁。软互锁作用：防止因触点灼伤粘连等外部故障时，本应断开的接触器因故障而未断开，PLC又对其他接触器发出了动作信号，使两只接触器同时处于通电动作状态。设

9、置软互锁后，利用软互锁不接通另一输出继电器，从而防止主电路短路。硬互锁作用：防止因噪声在PLC内部引起运算处理错误，导致出现两个输出继电器同时有输出，使正、反转接触器同时通电动作，造成主电路短路。三、三相异步电动机顺序启动控制回路1.顺序启动控制电路接线图图9-5a是三相异步电动机顺序启动PLC控制I/O接线图，图9-5b是与之对应的继电器接触器控制电路。aPLC控制I/O接线图 b继电器接触器控制电路图9-5顺序启动控制电路接线图2.梯形图及指令表程序图9-6a是三相异步电动机顺序启动PLC控制梯形图程序，图9-6b是与之对应的指令表程序。a梯形图程序 b指令表程序图9-6三相异步电动机顺序

10、启动PLC控制程序3.编程元件的地址分配输入输出继电器地址分配，如表9-3所示。表9-3 输入输出继电器的地址分配表编程元件I/O端子电路器件作 用输入继电器*000SB1停顿按钮*001SB2启动按钮*002FR1热继电器动断触点*003FR2热继电器动断触点输出继电器Y000KM1接触器线圈Y001KM2接触器线圈其他编程元件地址分配，如表9-4所示。表9-4 其它编程元件的地址分配编程元件编程地址K值作 用辅助继电器M0-启动自锁M100-Y000的启动控制M200-Y001的启动控制定时器 (100ms通用型)T0100顺序时间设定10s4.操作要求在停顿状态，按SB2，电机M1启动并

11、保持运转，T0开场计时。计时时间到，启动电机M2。按SB1，两台电机同时停转。5.简要说明热过载继电器多采用动断触点。 FR1、FR2对应的两个输入常开触点*002及*003，串联于Y000及Y001的输出回路中，类似于启-保-停电路中的停顿按钮，所以当FR1或FR2动作时，将使对应的输出回路停顿工作。采用动断触点作为PLC输入回路接点时，触点动作则相应输入继电器置0，反之为1。用于PLC 启-保-停控制程序中的梯形图样式，与继电-接触器控制电路样式正好相反，编程时应特别注意。Y000及Y001的启动，由M100及M200的脉冲输出信号进展控制。显然，当该电路中只有一台电机因过载停顿工作时，另

12、外一台电机的工作状态将不会受到影响。但排除故障后，需按下SB1使系统完全复位后，再次启动。需要说明的是：在图9-5b所示继电器接触器顺序启动控制电路中，FR1、FR2的两个常开触点串联在整个控制回路中，所以当FR1或FR2其中一个动作时，将使二台电机全部停顿工作。这与图9-5a所示PLC顺序启动控制逻辑是有所区别的。如果需要，当然可以对PLC顺序启动的控制程序进展修改。顺序控制电路通常用于并联运行的两台大功率电机，采用顺序启动控制回路，可减缓过大的启动冲击电流。不同的应用场合下，应根据具体情况采用合理的应用程序。第三局部技能训练本模块技能训练内容为三相异步电动机星形-三角形启动PLC控制电路。

13、一、实训目的1学习PLC编程软件的一般运用及程序写入方法；2了解在计算机上监控、运行及调试PLC控制程序的根本方法；3进一步提高PLC控制系统软件设计及硬件安装的综合能力。二、实训原理及实训电路1.实训原理及实训电路实训电路采用F*2N-48MR-001型PLC，图9-7a是三相异步电动机PLC星形-三角形启动控制I/O接线图，图9-7b是与之对应的继电-接触器控制电路。aPLC控制I/O接线图b继电器接触器控制电路图9-7星形-三角形启动控制电路接线图在IO配线图中，电路主接触器KM1和三角形全压运行接触器KM3的动合触点，作为负载信号接于PLC的输入端。输出端外部保存星形和三角形接触器线圈

14、的硬互锁环节，程序中另设软互锁。热保护继电器常闭触点串接在三个接触器电磁线圈供电回路中。2.编程元件的地址分配输入输出继电器地址分配，如表9-5所示。表9-5 输入输出继电器的地址分配表编程元件I/O端子电路器件代号/规格作 用输入继电器*000SB1/LA19红常开停顿按钮*001SB2/LA19绿常开启动按钮*002KM1常开触点KM1吸合自保*003KM3常开触点防止电动机出现三角形直接全压起动输出继电器Y000KM1 CJ*2-1210/220V主控接触器线圈Y001KM2 CJ*2-1210/220VY形连接用接触器线圈Y002KM3 CJ*2-1210/220V形连接用接触器线圈其

15、他编程元件地址分配，如表9-6所示。表9-6 其他编程元件的地址分配编程元件编程地址K值作 用定时器 (100ms通用型)T050Y形连接时间设定5sT15消除电弧短路时间设定0.5s三、参考梯形图及指令表程序1.梯形图程序图9-8是三相异步电动机星形-三角形启动PLC控制梯形图程序。图9-8Y/启动PLC控制梯形图程序梯形图中，与输入信号KM3触点对应的动断触点*003，串接于与起动按钮SB2对应的动合触点*001之后，构成起动条件，也称起动自锁。当接触器KM3发生故障，例如主触点灼伤粘连或衔铁卡死断不开时，输入端KM3触点就处于闭合状态，相应的*003常闭触点则为断开状态。这时即使按下起动

16、按钮SB2(*001闭合)，Y000也不会有输出，作为负载的KM1就无法通电动作，从而有效防止了电动机出现三角形直接全压起动。在正常工作情况下，通过星形三角形起动程序在电动机起动完毕后，转入正常运转时，梯形图中*002和Y000触点构成自锁环节保证输出继电器Y000有输出，此时输入端KM3触点为闭合状态，动断触点*003处于断开状态。在上述程序执行过程中，定时器T0延时5 s，为星形起动所需的时间；定时器T1延时05 s，用以消除电弧短路。在梯形图中还设置了Y001和Y002之间的软互锁，电动机在全压正常运行时，T0、T1和Y001都停顿工作，只有Y000和Y002有输出，保证外电路只有KM1

17、和KM3通电工作。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、实训步骤1按图9-7a所示三相异步电动机Y/控制电路，将所有低压电器元件安装在一块绝缘板上。接线时应注意： 先接主回路导线；再接控制回路导线；与PLC相连的导线应加装接线端子。完成硬件接线后的实训电路板，如图9-9所示。图9-9三相异步电动机Y/起动控制电路板2在教

18、师指导下，翻开计算机编程电脑软件SW3D5-GPPW-E以下简称GPP，编辑图9-8所示Y/启动PLC控制梯形图程序。梯形图编辑界面如图9-10所示。GPP编程软件的安装由指导教师预先完成图9-10GPP梯形图编辑画面3在断电状态下，将SC-09通信电缆一端与计算机相连，另一端与-48MR-001型PLC连接，SC-09外形,见图9-11。图9-11SC-09编程用通信电缆外形注意：SC-09编程用通信电缆，与电脑连接的端口为RS232，适用于台式计算机与PLC的的通信连接。笔记本电脑通常没有RS232串口，而只有USB串口，编程时，可以选用USB-SC09-F*型编程电缆，外形如图9-12所示。图9-12USB-SC09-F*型编程电缆4将三相四线电源接入实训板电源开关QS，在指导教师检查认可后，合上电源开关QS，把PLC运行模式选择开关拨到STOP位置，使PLC处在编程状态下，通过GPP软件向PLC下载控制程序。5把PLC运行模式选择开关拨到RUN位置,运行程序。此时可通过软件监视程序运行状态。分别按下SB2及SB1，观察三个接触器是否能按要求动作。6在确认程序运行正确无误后，断开QS，撤除编程电缆，用六根导线将三相实验电机接入控制电路板相应位