采用PLC控制和定時(shí)器的電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)保護(hù)控制線路

引 言

三相異步電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制線路作為一個(gè)基本控制環(huán)節(jié)，在電氣控制線路中用得非常廣泛。在電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)換接時(shí)，有可能因同一元件的常開、常閉觸點(diǎn)的切換沒有時(shí)間的延遲，有可能因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)容量較大或操作不當(dāng)?shù)仍?，使接觸器主觸頭產(chǎn)生較嚴(yán)重的燃弧現(xiàn)象，在電弧還沒有完全熄滅時(shí)，反轉(zhuǎn)的接觸器就閉合，則會(huì)造成電源相間短路，為了防止電源短路，可以采用電氣聯(lián)鎖保護(hù)，但在實(shí)際使用中，有時(shí)候光有電氣聯(lián)鎖保護(hù)還不夠，接觸器的線圈斷電后，其觸頭可能由于熔焊而仍然閉合。如果有人用手推另一個(gè)接觸器的銜鐵就會(huì)使兩個(gè)接觸器都處于吸合狀態(tài)，所以除電氣聯(lián)鎖外還應(yīng)加裝機(jī)械連鎖。機(jī)械連鎖更可靠地保證兩個(gè)接觸器不會(huì)同時(shí)吸合，但是只能在空間位置比較靠近的兩個(gè)接觸器間安裝。電器連鎖可以不受空間位置的限制，但在接觸器觸頭焊住時(shí)不能起到保護(hù)作用。在線路中不允許單獨(dú)采用機(jī)械連鎖，因?yàn)楫?dāng)一個(gè)接觸器吸合時(shí)，按另一接觸器的按鈕，雖然由于機(jī)械連鎖的作用，另一接觸器不會(huì)吸合，但它的線圈卻通過所謂的“起動(dòng)”電流(鐵心未閉合時(shí)，交流接觸器線圈的感抗小、電流大)，時(shí)間過長(zhǎng)就會(huì)燒毀線圈。

為了克服以上困難，這里采用定時(shí)器T37，T38分別作為正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)切換的保護(hù)手段。由于加入了定時(shí)器操，可以根據(jù)不同的需要設(shè)定正反轉(zhuǎn)切換的時(shí)間，可以有效地克服正反轉(zhuǎn)換向時(shí)可能因電弧沒有完全斷開而引起電源的短路。

1 改進(jìn)后的繼電器接觸控制電氣原理圖

如圖1所示，合為電氣原理主電路和輔助電路原理圖。主電路就是電氣線路中強(qiáng)電流通過的部分，即從電源經(jīng)電源開關(guān)QS、接觸器KM1或KM2的主觸頭、熱繼電器FR的發(fā)熱元件到電動(dòng)機(jī)M，見圖1。

輔助電路包括電動(dòng)機(jī)的控制線路，照明、信號(hào)線路和保護(hù)線路，由繼電器和接觸器線圈、繼電器的觸頭、接觸器的輔助觸頭、主令電器(主令控制、按鈕)、照明燈、信號(hào)燈、電笛以及其他電器元件組成。為了易于區(qū)別主電路和輔助電路，通過強(qiáng)電流的主電路為圖1的左部，通過弱電流的輔助電路為圖1的右部。電器原理圖只表明電氣線路的工作原理，因此電器在圖1中一般不表示其空間位置，同一電器各元件往往根據(jù)需要畫在不同的位置。如圖1中的接觸器KM1，主觸頭畫在主電路中，線圈和輔助觸頭畫在控制電路中，而且對(duì)各對(duì)輔助觸頭可按需要畫在不同的位置上，但同一電器的各元件都要用同一文字符號(hào)標(biāo)出。這種展開式畫法對(duì)于表達(dá)或通用電器線路原理都較為方便。

2 采用PLC控制的正反轉(zhuǎn)控制線路

2．1 對(duì)應(yīng)的I／O配置接線圖

圖2中SB1是停止按鈕，SB2是正向起動(dòng)按鈕，SB3是反向起動(dòng)按鈕，F(xiàn)R是熱繼電器接觸開關(guān)。COM為地端，KM，KM1，KM2為接觸器，圖2的右下角圖形為交流電源。M0．O，M0．1，M0．2為中間繼電器，Q0．1，Q0．2是指正反轉(zhuǎn)線圈。對(duì)應(yīng)的I／O分配表見表1。

2．2 對(duì)應(yīng)的I／0分配表

對(duì)應(yīng)的I／O分配如表1所示。

2．3 梯形圖

此梯形圖是用西門子系列的PLC，編程軟件是STEP7-Micro／WIN32的S7-300可編程序控制器。如圖3所示。

2．5 原理分析

當(dāng)按下正向啟動(dòng)按鈕SB2時(shí)，會(huì)使中間繼電器M0．1得電閉合并自鎖，同時(shí)使反向起動(dòng)線路中的常閉觸點(diǎn)M0．1斷開，從而與正向起動(dòng)線路形成了互鎖。這種互鎖保證了不會(huì)因?yàn)檎`操作而導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)同時(shí)生效，對(duì)電動(dòng)機(jī)起到了保護(hù)作用。在按下正向起動(dòng)按鈕SB2的同時(shí)，正轉(zhuǎn)延時(shí)定時(shí)器T37接通，在延時(shí)數(shù)秒后，正轉(zhuǎn)線圈接通電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)起動(dòng)。當(dāng)按下反轉(zhuǎn)按鈕SB3時(shí)，會(huì)使中間繼電器M0．2得電閉合并自鎖同時(shí)切斷了正轉(zhuǎn)線路。在按下反向起動(dòng)按鈕SB3的同時(shí)，反轉(zhuǎn)延時(shí)定時(shí)器T38接通并延時(shí)數(shù)秒后反轉(zhuǎn)線圈才得電接通。中間的延時(shí)足以使電動(dòng)機(jī)由正轉(zhuǎn)向反轉(zhuǎn)換向時(shí)有可能產(chǎn)生的電弧完全熄滅，能有效地避免直接換向產(chǎn)生的電弧所引起的短路事故。

停機(jī)時(shí)，按下停止按鈕SB1，就會(huì)使中間繼電器M0．0失電，從而使正向起動(dòng)按鈕SB2或反向起動(dòng)按鈕SB3失電。中間繼電器M0．1或M0．2就會(huì)失電，正、反轉(zhuǎn)延時(shí)定時(shí)器T37或T38失電，從而使電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)線圈Q0．1或Q0．2失電，電動(dòng)機(jī)就會(huì)停下來。

3 結(jié) 語

經(jīng)實(shí)踐應(yīng)用證明，這種改進(jìn)后的線路不僅能有效地防止線路切換時(shí)電源相間短路的現(xiàn)象，尤其是對(duì)大功率電動(dòng)機(jī)效果更加明顯。而且由于此線路采用了定時(shí)器，能根據(jù)不同的需要有選擇地設(shè)置切換時(shí)間的長(zhǎng)短，在實(shí)際應(yīng)用中定能收到良好的效果。