PLC電路設(shè)計(jì)中最基本的電動(dòng)機(jī)控制回路分析

想要電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)，可不是合上閘這么簡(jiǎn)單。想要實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制和多點(diǎn)控制，需要做的還有很多。本文列舉幾個(gè)最基本的電動(dòng)機(jī)控制回路，除了在生產(chǎn)中的機(jī)械控制需要用到外，在設(shè)計(jì)PLC電路時(shí)，這些也是必備單元。

點(diǎn)動(dòng)與連動(dòng)

點(diǎn)動(dòng)：即按下按鈕時(shí)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)，松開(kāi)后電動(dòng)機(jī)停止。

連動(dòng)：即按下按鈕時(shí)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)，松開(kāi)后電動(dòng)機(jī)繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。

上圖中，左側(cè)為主回路，右側(cè)的a，b，c三個(gè)圖分別為三個(gè)不同的控制回路。

在圖a中，按下按鈕SB，電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)，松開(kāi)后電動(dòng)機(jī)停止。是典型的點(diǎn)動(dòng)控制。

在圖b中，斷路器SA斷開(kāi)時(shí)，按下按鈕SB2，接觸器線圈KM通電，常開(kāi)觸點(diǎn)KM閉合，但是常開(kāi)觸點(diǎn)KM下方有斷路器將它斷開(kāi)，因此雖然此時(shí)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)，但是松開(kāi)后還是會(huì)停止。

閉合斷路器SA后，按下按鈕SB2，接觸器線圈KM通電，此時(shí)常開(kāi)觸點(diǎn)KM閉合，因此松開(kāi)SB2后，電動(dòng)機(jī)依然可以正常運(yùn)轉(zhuǎn)。此時(shí)電動(dòng)機(jī)連動(dòng)。因此，此圖可以人工控制點(diǎn)動(dòng)或連動(dòng)狀態(tài)。

在圖c中，沒(méi)有斷路器，取而代之的是一個(gè)機(jī)械互鎖開(kāi)關(guān)SB3。當(dāng)按下按鈕SB2時(shí)，接觸器線圈通電，常開(kāi)觸點(diǎn)KM閉合，電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)，松開(kāi)后，由于常開(kāi)觸點(diǎn)依然閉合，因此電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

按下按鈕SB3時(shí)，接觸器常開(kāi)觸點(diǎn)下方的按鈕常閉觸點(diǎn)SB3斷開(kāi)，同時(shí)按鈕SB3常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)，松開(kāi)后電動(dòng)機(jī)停止(接觸器常開(kāi)觸點(diǎn)此時(shí)未接入電路)。因此，此電路可在電動(dòng)機(jī)連動(dòng)的時(shí)候，直接按下SB3，變成點(diǎn)動(dòng)。

電動(dòng)機(jī)連動(dòng)時(shí)，松開(kāi)啟動(dòng)按鈕后，由于接觸器線圈通電，常開(kāi)觸點(diǎn)KM閉合，電動(dòng)機(jī)可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，這個(gè)概念就叫做“自鎖”。

電動(dòng)機(jī)點(diǎn)動(dòng)與連動(dòng)只是一種概念，沒(méi)有人希望自己的電動(dòng)機(jī)點(diǎn)動(dòng)。此處我們只需要知道如何讓電動(dòng)機(jī)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)即可。

電動(dòng)機(jī)的異地控制

本篇以?xún)傻乜刂齐妱?dòng)機(jī)為例。多地控制電動(dòng)機(jī)，一般分為遠(yuǎn)程控制和就地控制。即把啟動(dòng)按鈕分別放入不同的按鈕箱，再把按鈕箱安裝在需要控制的地點(diǎn)。

有了點(diǎn)動(dòng)和連動(dòng)的知識(shí)，這個(gè)圖中接觸器KM的作用就不必多說(shuō)了。圖中SB11和SB21為停止按鈕，SB12和SB22為啟動(dòng)按鈕。其中把任意一個(gè)啟動(dòng)按鈕和停止按鈕安裝在同一個(gè)按鈕箱內(nèi)，另外兩個(gè)也安裝在另外一個(gè)按鈕箱內(nèi)。兩個(gè)按鈕箱可分別放在控制室和電動(dòng)機(jī)旁。

異地控制電動(dòng)機(jī)時(shí)，只需要注意，停止按鈕全部串聯(lián)，啟動(dòng)按鈕全部并聯(lián)即可。

電動(dòng)機(jī)的順序啟動(dòng)

以?xún)膳_(tái)電動(dòng)機(jī)M1，M2順序啟動(dòng)為例。要求M2在M1啟動(dòng)后才能啟動(dòng)，M1可以單獨(dú)啟動(dòng)。

其中，按鈕SB1和SB3是停止按鈕，分別控制電動(dòng)機(jī)M1與M2。按鈕SB2和SB4是啟動(dòng)按鈕，分別控制電動(dòng)機(jī)M1與M2。

為了方便理解，我把電路圖中M2的控制回路突出來(lái)一塊，即當(dāng)下文提到M2的控制回路時(shí)，指的就是上圖中最右側(cè)突出來(lái)的那一塊。

同樣的，接觸器的作用不再贅述。如圖，當(dāng)M1未運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，即常開(kāi)觸點(diǎn)KM1沒(méi)有閉合，此時(shí)M2的控制回路被斷開(kāi)，因此按下啟動(dòng)按鈕SB4時(shí)，M2沒(méi)反應(yīng)。只有當(dāng)M1正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，KM1閉合，M2的控制回路才有電，這時(shí)M2才能正常啟動(dòng)。

若需要多個(gè)電動(dòng)機(jī)同時(shí)啟動(dòng)，分兩種情況：

若需要其它電機(jī)在M1啟動(dòng)后才能啟動(dòng)，則把該電機(jī)的控制回路與M2的控制回路并聯(lián)。

若需要其它電機(jī)在M2啟動(dòng)后才能啟動(dòng)，則把該電機(jī)的控制回路與M2的控制回路串聯(lián)。

電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)

要實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)，用到的原理是使用兩個(gè)接觸器，把三相電的相序改變。

注意看左側(cè)的主回路，三項(xiàng)電L1，L2，L3通過(guò)接觸器KM1到達(dá)電動(dòng)機(jī)M1的順序?yàn)樽?、中、右。而通過(guò)接觸器KM2到達(dá)電動(dòng)機(jī)M1的順序?yàn)橛摇⒅?、左。相序的改變?shí)現(xiàn)了電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)方向的改變。這一用法用在電動(dòng)汽車(chē)或電動(dòng)三輪車(chē)上，即可實(shí)現(xiàn)倒車(chē)的功能?，F(xiàn)在有一種更方便的元件，叫做“倒順開(kāi)關(guān)”，其原理便是如此。

為了方便描述，假設(shè)在SB2回路閉合時(shí)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的方向?yàn)檎?，下文稱(chēng)SB2所在回路為正轉(zhuǎn)回路，SB3所在回路為反轉(zhuǎn)回路。

我們來(lái)看控制回路，為了方便講解，我們?cè)趫D中做了數(shù)字的編號(hào)，每一個(gè)編號(hào)，都對(duì)應(yīng)其正上方的元件。同樣的，對(duì)于接觸器常開(kāi)線圈KM1和KM2的作用不再重復(fù)。

這張圖如果沒(méi)有編號(hào)6和編號(hào)9那兩個(gè)接觸器常閉觸點(diǎn)，和編號(hào)5和編號(hào)8那兩個(gè)機(jī)械互鎖按鈕的常閉觸點(diǎn)，就很好理解。即按下SB2，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)，按下SB3，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)。

這里出現(xiàn)了一個(gè)問(wèn)題，就是如果同時(shí)按下SB2和SB3或在電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)的時(shí)候按下SB3，就會(huì)造成短路事故。因此我們?cè)陔娐分薪尤肓私佑|器常閉觸點(diǎn)。

在正轉(zhuǎn)的控制回路中接入KM2的常閉觸點(diǎn)，而在反轉(zhuǎn)的控制回路中接入KM1的常閉觸點(diǎn)。這樣以來(lái)，當(dāng)電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)時(shí)，由于接觸器KM1的線圈通電，因此常閉觸點(diǎn)KM1是斷開(kāi)狀態(tài)，因此就算此時(shí)按下按鈕SB3，也不會(huì)有任何反應(yīng)。

兩個(gè)接觸器的常閉觸點(diǎn)分別連接到對(duì)方所在回路中，如此一來(lái)，其中一個(gè)接觸器通電時(shí)，另一個(gè)接觸器就不能再通電，這就是“互鎖”。

此時(shí)我們還面臨一個(gè)麻煩事，就是電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)時(shí)，如果想讓它反轉(zhuǎn)，唯一的辦法就是按下停止按鈕，再按反轉(zhuǎn)按鈕，這樣就很麻煩。為了方便，我們采用了機(jī)械互鎖的按鈕，并把它的常閉觸點(diǎn)接入旁邊的控制回路中——就是圖中的編號(hào)5和編號(hào)8。

此時(shí)，當(dāng)電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)時(shí)，我們按下SB3，此時(shí)編號(hào)5的常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，即正轉(zhuǎn)回路失電，因此線圈KM1失電，常閉觸點(diǎn)KM1恢復(fù)閉合狀態(tài)，線圈KM2即可得電，反轉(zhuǎn)回路正常運(yùn)行。這樣以來(lái)，在電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)切換反轉(zhuǎn)時(shí)，就不用再按停止按鈕了。

實(shí)際應(yīng)用中，常常需要把上述所有電路結(jié)合起來(lái)使用，但只要單個(gè)圖的原理想明白了，涉及到的知識(shí)再多，也不在話下。

審核編輯：郭婷