三相異步電動機(jī)控制改造為PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計

01

三相異步電動機(jī)的降壓啟動控制

1、三相異步電動機(jī)的Y-△降壓啟動控制

將三相異步電動機(jī)的Y-△降壓啟動的繼電接觸器控制改造為PLC控制系統(tǒng).

（1）確定I/O信號、畫PLC的外部接線圖

（a）主電路

（b）PLC的I/O接線圖

電動機(jī)的Y-△降壓啟動的接線圖

（2）設(shè)計三相異步電動機(jī)的Y-△降壓啟動梯形圖

電動機(jī)的Y-△降壓啟動控制的梯形圖

2.三相異步電動機(jī)的串自耦變壓器降壓啟動控制

將串自耦變壓器降壓啟動的繼電接觸器控制改造為PLC控制系統(tǒng) ：

（1）確定I/O信號、畫PLC的外部接線圖

PLC的輸入信號：啟動按鈕SB1，停止按鈕SB2，熱繼電器常開觸點FR。

PLC的輸出信號：運行接觸器KM2、串接自耦變壓器接觸器KM1。

（a）主電路

（b）PLC的I/O接線圖

電動機(jī)的自耦變壓器降壓啟動的接線圖

（2）設(shè)計三相異步電動機(jī)的串自耦變壓器降壓啟動梯形圖

三相異步電動機(jī)的串自耦變壓器降壓啟動控制梯形圖

02

三相繞線式異步電動機(jī)的控制

1.三相繞線式異步電動機(jī)串電阻啟動控制

將繞線式異步電動機(jī)串電阻啟動的繼電接觸器控制線路改造為PLC控制系統(tǒng) ：

（1）確定I/O信號、畫PLC的外部接線圖

PLC的輸入信號：啟動按鈕SB1，停止按鈕SB2，熱繼電器常開觸點FR。

PLC的輸出信號：電源接觸器KM、短接R1接觸器KM1、短接R2接觸器KM

（a）主電路

（b） PLC的I/O接線圖

三相繞線式異步電動機(jī)串電阻啟動的接線圖

2.三相繞線式異步電動機(jī)串頻敏變阻器啟動電路

將繞線式異步電動機(jī)串頻敏變阻器啟動的繼電接觸器控制線路改造為PLC控制系統(tǒng) ：

（1）確定I/O信號、畫PLC的外部接線圖

PLC的輸入信號：啟動按鈕SB1，停止按鈕SB2，熱繼電器常開觸點FR。

PLC的輸出信號：運行接觸器KM1、短接頻敏變阻器接觸器KM2、接入熱繼電器的中間繼電器KA。

（a）主電路

（b） PLC的I/O接線圖

（2）設(shè)計三相繞線式異步電動機(jī)串頻敏變阻器啟動梯形圖

三相繞線式異步電動機(jī)串頻敏變阻器啟動梯形圖

03

自動往返控制

將自動往返控制的繼電接觸器控制線路改造為PLC控制系統(tǒng) ：

（1）確定I/O信號、畫PLC的外部接線圖

PLC的輸入信號：正轉(zhuǎn)啟動按鈕SB1，反轉(zhuǎn)啟動按鈕SB2，停止按鈕SB3，熱繼電器常開觸點FR、正向前進(jìn)限位開關(guān)SQ1、反向后退限位開關(guān)SQ2、前進(jìn)極限限位開關(guān)SQ3、后退極限限位開關(guān)SQ4。

PLC的輸出信號：正向運行接觸器KM1、反向運行接觸器KM2。

自動往返控制的示意圖

(a)主電路

(b) PLC的I/O接線圖

自動往返控制的接線 圖

（2）設(shè)計梯形圖

自動往返控制的梯形圖

04

梯形圖經(jīng)驗設(shè)計法

（一）PLC控制系統(tǒng)梯形圖的特點

(1)PLC控制系統(tǒng)的輸入信號和輸出負(fù)載：繼電器電路圖中的交流接觸器和電磁閥等執(zhí)行機(jī)構(gòu)用PLC的輸出繼電器來控制，它們的線圈接在PLC的輸出端。按鈕、控制開關(guān)、限位開關(guān)、接近開關(guān)等用來給PLC提供控制命令和反饋信號，它們的觸點接在PLC的輸入端。

(2)繼電器電路圖中的中間繼電器和時間繼電器的功能用PLC內(nèi)部的輔助繼電器和定時器來完成，它們與PLC的輸入繼電器和輸出繼電器無關(guān)。

(3)設(shè)置中間單元：在梯形圖中，若多個線圈都受某一觸點串并聯(lián)電路的控制，為了簡化電路，在梯形圖中可設(shè)置用該電路控制的輔助繼電器，輔助繼電器類似于繼電器電路中的中間繼電器。

(4)時間繼電器瞬動觸點的處理：除了延時動作的觸點外，時間繼電器還有在線圈得電或失電時馬上動作的瞬動觸點。對于有瞬動觸點的時間繼電器，可以在梯形圖中對應(yīng)的定時器的線圈兩端并聯(lián)輔助繼電器，后者的觸點相當(dāng)于時間繼電器的瞬動觸點。

(5)斷電延時的時間繼電器的處理。FX系列PLC沒有相同功能的定時器，但是可以用線圈通電后延時的定時器來實現(xiàn)斷電延時功能。

(6)外部聯(lián)鎖電路的設(shè)立。為了防止控制正反轉(zhuǎn)的兩個接觸器同時動作，造成三相電源短路，除了在梯形圖中設(shè)置與它們對應(yīng)的輸出繼電器的線圈串聯(lián)的常閉觸點組成的軟互鎖電路外，還應(yīng)在PLC外部設(shè)置硬互鎖電路。

(7)熱繼電器過載信號的處理：如果熱繼電器屬于自動復(fù)位型，則過載信號必須通過輸入電路提供給PLC，用梯形圖實現(xiàn)過載保護(hù)。如果屬于手動復(fù)位型熱繼電器，則其常閉觸點可以接在PLC的輸出電路中與控制電動機(jī)的交流接觸器的線圈串聯(lián)。

(8)外部負(fù)載的額定電壓：PLC的繼電器輸出模塊和雙向晶閘管輸出模塊，一般只能驅(qū)動額定電壓AC 220V的負(fù)載，如果系統(tǒng)原來的交流接觸器的線圈電壓為380V時，應(yīng)將線圈換成220V的，或在PLC外部設(shè)置中間繼電器。

（二）經(jīng)驗設(shè)計法

以上實例編程使用的方法為“經(jīng)驗設(shè)計法”。顧名思義，“經(jīng)驗法”是依倨設(shè)計者的經(jīng)驗進(jìn)行設(shè)計的方法。

1．經(jīng)驗設(shè)計法的要點

（1）PLC的編程，從梯形圖來看，其根本點是找出符合控制要求的系統(tǒng)各個輸出的工作條件，這些條件又總是用機(jī)內(nèi)各種器件按一定的邏輯關(guān)系組合實現(xiàn)的。

（2）梯形圖的基本模式為啟-保-停電路。每個啟-保-停電路一般只針對一個輸出，這個輸出可以是系統(tǒng)的實際輸出，也可以是中間變量。

（3）梯形圖編程中有一些約定俗成的基本環(huán)節(jié)，它們都有一定的功能，可以像擺積木一樣在許多地方應(yīng)用。

2．“經(jīng)驗法”編程步驟

（1）在準(zhǔn)確了解控制要求后，合理地為控制系統(tǒng)中的事件分配輸入輸出口。選擇必要的機(jī)內(nèi)器件，如定時器、計數(shù)器、輔助繼電器。

（2）對于一些控制要求較簡單的輸出，可直接寫出它們的工作條件，依據(jù)啟-保-停電路模式完成相關(guān)的梯形圖支路。工作條件稍復(fù)雜的可借助輔助繼電器。

（3）對于較復(fù)雜的控制要求，為了能用啟-保-停電路模式繪出各輸出口的梯形圖，要正確分析控制要求，并確定組成總的控制要求的關(guān)鍵點。

（4）將關(guān)鍵點用梯形圖表達(dá)出來。關(guān)鍵點總是用機(jī)內(nèi)器件來表達(dá)的，在安排機(jī)內(nèi)器件時需要合理安排。繪關(guān)鍵點的梯形圖時，可以使用常見的基本環(huán)節(jié)，如定時器計時環(huán)節(jié)、振蕩環(huán)節(jié)等。

（5）在完成關(guān)鍵點梯形圖的基礎(chǔ)上，針對系統(tǒng)最終的輸出進(jìn)行梯形圖的編繪。使用關(guān)鍵點綜合出最終輸出的控制要求。

（6）審查以上草繪圖紙，在此基礎(chǔ)上，補(bǔ)充遺漏的功能，更正錯誤，進(jìn)行最后的完善。