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1、73 电机基本控制电路中PLC应用及程序设计 随着可编程序控制器的广泛应用， PLC将会越来越多地用于电动机的运行控制。为了便于采用PLC对原有的继电接触控制系统进行改造和设计新的控制系统，本节将着重介紹PLC在电动机基本控制电路小的应用及编程。 图7.10 防止相间短路的电动机正反转控制a一继电接触控制；bPLC控制输入输出接线;C-梯形图7.3.1 防止相间短路的电动机正反转控制在电动机正反转换接时，有可能因为电动机容量较大或操作不当等原因，使接触器主触头产生较严重的起弧现象。如果电弧还未完全熄灭时，反转的接触器就闭合，则会造成电源相间短路。为防止相间短路，可增加一个接触器KM，这种继电接
2、触控制电气原理图如图7.10a所示。采用PLC控制的输入输出配置接线示意图如图7.10b所示，梯形图如图7.10c所示。像继电接触控制线路一样，利用PLC的输入继电器X401和X402的常闭接点，实现双重互锁。按下正向启动按钮SBl时，输入继电器X401的常开触点闭合，接通输出继电器Y431线圈并自锁，接触器KMl得电吸合，同时Y431的常开触点闭合，输出继电器Y430线圈接通，使接触器得电吸合，电动机正向启动到稳定运行。按下反转启动按钮SB2，输入继电器X402常闭触点断开Y431线圈，KM1失电释放，同时Y431的常开触点也断开Y430的线圈，KM也失电释放，有KM和KM1两段灭弧电路，因
3、此可有效地熄灭电弧，防止反转换接时相间短路。而X402的另一对常开触点闭合，接通Y432的线圈，接触器KM2得电吸合，电动机反向运行。停机时，按下停机按钮SB3，X400常开触点断开M100；过载时热继电器触点FR动作，X403断开M100。这两种情况都使Y43l或Y432及Y430断开，进而使KM1或KM2及KM失电，电动机停下来。732 自动循环控制有些生产机械，要求工作台在一定距离内能自动往返循环运动。这种继电接触其控制线路如图7.11a所示，梯形图如图7.l1b所示，采用PLC控制的输入输出接线示意图如图7.llc所示，图中1SQ-4SQ为限位开关。图7.11 自动循环控制a.继电器控
4、制 b.梯形图 c.PLC控制输入输出接线采用PLC控制工作过程如下：按下正向启动按钮SB1，输入继电器X400常开触点闭合，接通输出继电器Y430并自保，接触器KM1得电吸合，电动机正向运行，通过机械转动装置拖动工作台向左运动；当工作台上的挡铁碰撞限位开关1SQ（固定在床身上）时，X404的常闭触点断开Y430的线圈，KMl线圈断电释放，电动机断电；与此同时X404的常开触点接通Y431的线圈并自保，KM2得电吸合，电动机反转，拖动工作台向左运动，运动到一定位置时1SQ复原。当工作台继续向右运动到一定位置时，挡铁碰撞2SQ，使X405常闭触点断开Y431的线圈，KM2失电释放，电动机断电，同
5、时X405常开触点闭合接通Y430线圈并自保，KM1得电吸合，电动机又正转。这样往返循环直到停机为止。停机时按下停机按钮SB3，X402常闭触点断开Y430或Y431的线圈，KM1或KM2失电释放，电动机停转，工作台停止运动。3SQ、4SsQ安装在工作台正常的循环行程之外，在工作台运动的方向上。当1SQ、2SQ失效时，挡铁碰撞到3SQ或4SQ，X406或X407的常闭触点断开Y430或Y431的线圈，KM1或KM2失电释放，电动机停转起到终端保护作用。过载时，热继电器FR动作，X403常闭触点断开Y430或Y43l的线圈，使KM1或KM2失电释放，电动机停转，工作台停止运动，达到过载保护的目的
6、。733 笼型电动机定子串电阻启动自动控制为了限制启动电流，可在笼型电动机定于绕组中串电阻降压启动，这种控制线路的目电接触控制电气原理图如图7.12a所示。梯形图如图7.12b所示，采用PLC控制的输入输出配置接线如图7.12c所示。工作过程如下：合上电源开关QK，按下启动按钮SB1，输入继电器X400的常开触点闭合，输出继电器Y430线圈接通并自锁，使接触器KM1得电吸合，电动机定子绕组串入电阻R降压启动，与此同时定时器T450开始计时，到达定时值时(定时值K由用户设定)，T450常开触点闭合，Y431线圈接通，接触器KM2得电吸合，把R短路，启动结束，电动机转入稳定运行。停机时，按下停机按
7、钮SB2，输入继电器X401常闭触点断开Y430线圈（Y431线圈也断开），KMl失电释放，切断交流输入电源，电动机就会停下来。过载时，热继电器常开触点FR闭合，X402常闭触点断开Y430线圈，KM1失电释放，达到过载保护的目的。图7.12 笼型电动机串电阻降压启动自动控制a. 继电接触控制；b.梯形图；c.PLC控制输入输出接线734 定子串自耦变压器减压启动自动控制对较大容量的220380V笼型电动机不宜采用Y-降压限流启动方法，这时可采用自耦变压器与时间继电器控制电机降压启动，如图7.13a所示。采用PLC控制的输入输出配置接线如图7.13b所示，相应的梯形图如图7.13c所示。工作过
8、程如下：从输入输出接线图和梯形图中可见，当按下SB1，X400接通，Y430动作使KMl吸合，串入自耦变压器降压启动，与此同时由于M100的作用，使Y430自保，并使T450开始计时。经过一段启动时间后，T450常开触点闭合，Y43l动作使KM2吸合，与此同时由于M101的作用，Y431自锁，T450常闭触点动作，Y430和M100线圈回路断开，从而KM1失电跳开，自耦变压器停止工作，电动机启动完成，投入全电压运行。定时器定时设定K值根据需要由用户确定。停机时按下SB2，X401常闭触点断开Y431线圈，使KM2失电释放，电动机停转。图7.13 定子串自耦变压器降压启动自动控制a. 继电接触控
9、制：b.PLC控制输入输出接线；c.梯形图b.735 笼型电动机Y-降压启动自动控制这种继电接触控制线路如图7.14a所示。采用PLC控制时其输入输出接线示意图如图7.14b所示，梯形图如图7.14c所示。图中，接触器KM2作为星形连接法用，KM3作为三角形连接法时用。采用PLC控制工作过程如下：按下启动按钮SBl时，X400接通，使Y430动作并自保，且驱动KM1吸合，与此同时，由于Y430常开触点的闭合，使T450开始计时，并使Y431动作，驱动KM2吸合，电动机连接成星形启动。待一段时间计时器计时到了后，T450常闭触点断开，使T431停止工作，KM2随之失电跳开，而T450的常开触点闭
10、合，Y432动作并自保，从而驱动KM3吸合，这样电动机连接成三角形投入稳定运行。Y431和Y432在各自线圈回路中，相互串接Y432和Y431的常闭触点，使接触器KM2和KM3不能同时吸合，达到电气互锁的目的。热继电器FR的常开触点连接于输入继电器X402，X402常闭触点串接于Y430线圈回路，当过载时，FR触点闭合，X402触点断开，Y430停止工作，KM1失电断开交流电源，从而达到过载保护的目的。图7.14 笼型电动机Y-降压启动自动控制a. 继电接触控制；b.PLC控制输入输出接线c.梯形图736 延边三角形降压启动自动控制延边三角形降压启动继电接触控制电气原理图如图7.15a所示。采
11、用PLC控制的输入输出接线如图7.15b所示，梯形图如图7.15c所示。工作过程如下所述。按下启动按钮SB1，X400的两对常开触点闭合，Y430线圈接通并自保，使接触器KM1得电吸合。与此同时计时器T451线圈接通开始计时，Y432线圈也接通并使接触器KM3得电吸合。通过KM1的主触头将绕组端点1、2、3分别接到三相电源，绕组端点4与8、5与9、6与7通过KM3主触头接通，这时电动机绕组被接成延边三角形降压启动。到达定时器T451设定值K（K值由用户设定）时，T45l的常闭触点断开Y432的线圈，KM3失电释放，而T451的常开触点闭合，接通Y431的线圈，接触器KM2得电吸合，绕组端点1与
12、6、2与4、3与5，通过KM1和KM2的主触头连接成三角形并接到三相电源，启动结束。图7.15 延边三角形降压启动自动控制a.继电接触控制；b.PLC控制输入输出接线 C.梯形图737 绕线式异步电动机转子串频敏变阻器启动自动控制采用继电接触器控制的电气原理图如图7.16a所示，应用PLC控制的输入输出接线示意图如图7.16b所示，梯形图如图7.16c所示。采用PLC控制的工作过程如下：合上电源后，按下启动按钮SB1，X400触点闭合，Y430动作并自保，驱动接触器KMl吸合，电动机在转子回路串入频敏变阻器RF开始启动，同时M100接通，计时器T45l开始计时，启动一段时间后T451常开触点闭
13、合，Y432动作并自保，驱动中间继电器KA吸合，Y432常开触点闭合，使Y431动作并驱动接触器KM2合上，将频敏变阻器“切除”，启动过程结束，图中TA为电流互感器。从上面分析可见，在启动过程中，中间继电器常闭触点把热继电器热元件短路，以防止由于热继电器FR误动作造成启动失败，启动结束时中间继电器触点断开，接入热继电器作为过载保护用，计时器K值由用户设定。过载时FR动作，X402常闭触点断开Y431和M100，按下停机按钮SB2时，X401触点同样断开Y430和M100，KM1失电释放，电动机停止运行。图7.16 绕线式异步电动机转子串频敏变阻器启动自动控制a. 继电接触控制；b.PLC控制输
14、入输出接线；c.梯形图7.3.8 绕线式异步电动机转子串电阻启动自动控制为了限制启动电流，在绕线转子电动机转子回路中串电阻启动，这种继电接触控制线路如图7.17a所示。用PLC控制的输入输出接线如图7.17b所示，梯形图如图7.17c所示。工作过程如下：按下启动按钮SB1，输入继电器X400的常开触点接通输出继电器Y430线圈并自保，接触器KM得电吸合，电动机定子接通电源，转子串接全部电阻启动。与此同时辅助继电器M100线圈接通其触点保护，定时器T450线圈接通开始计时(减法计时)，延时时间到达设定值时T450常开触点闭合，Y43l线圈接通，KM1得电吸合，短路第一级启动电阻R1，并使T451
15、线圈接通开始计时。经过设定的延时时间后，T45l的常开触点闭合，使Y432接通，并使KM2首先得电动作，短路第二级启动电阻R2，同时Y432的常开触点闭合，使T452线圈接通开始计时。经过整定延时时间后，T452常开触点闭合，Y433线圈接通并自保，使KM3线圈得电动作，短路第三级启动电阻R3，同时Y433的一对常闭触点断开T450线圈，其触点断开后，使Y43l（KM1）、T451、Y432（KM2）、T452的线圈依次断开，KM1、KM2失电释放，启动完毕。只有KM和KM3保持通电状态，电动机转入稳定运行。定时器T450、T45l、T452的设定值K，由用户自定。图7.17 绕线式异步电动机
16、转子串电阻启动自动控制a. 继电接触控制；b.PLC控制输入输出接线；c.梯形图按下停机按钮SB2，X401常闭触点断开Y430和M100线圈，随之断开Y433线圈，进而使KM和KM3失电释放，电机停转。当电动机过载时，热继电器FR常开触点闭合，X402的常闭触点断开，如同按下停机按钮一样，电动机断电停车，从而得到保护。从梯形图第一行和图7.17a可见，只有Y43l（KM1）、Y432（KM2）、Y433（KM3）的常闭触点闭合时，启动控制回路才能接通，电动机才能串入电阻启动，否则电动机不能启动，以防止启动电流过大。738 单管整流能耗制动自动控制这种电路的继电接触控制线路图如图7.18a所示，PLC控制的输入输出接线图如图7.18b所示，梯形图如图
