三相异步电动机的PLC控制(参考模板)
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实验二十四三相异步电机带延时正反转控制在继电接触控制实验挂箱中完成本实验。
一、实验目的1. 通过对三相鼠笼式异步电动机延时正反转控制线路的安装接线,掌握由电气原理图接成实际操作电路的方法。
2. 加深对电气控制系统各种保护、自锁、互锁等环节的理解。
3. 学会分析、排除继电--接触控制线路故障的方法。
二、原理说明在鼠笼电机延时正反转控制线路中,通过相序的更换来改变电动机的旋转方向。
本实验给出两种不同的正、反转控制线路如图6-24-1及6-24-2,具有如下特点:1.电气互锁为了避免接触器KM1(正转)、KM2(反转)同时得电吸合造成三相电源短路,在KM1(KM2)线圈支路中串接有KM1(KM2)动断触头,它们保证了线路工作时KM1、KM2不会同时得电(如图6-24-1),以达到电气互锁目的。
2. 电气和机械双重互锁除电气互锁外,可再采用复合按钮SB1与SB2组成的机械互锁环节(如图6-24-2),以求线路工作更加可靠。
3. 线路具有短路、过载、失、欠压保护等功能。
三、实验设备四、实验内容认识各电器的结构、图形符号、接线方法;抄录电动机及各电器铭牌数据;并用万用电表Ω档检查各电器线圈、触头是否完好。
按图6-25-1接线,经指导教师检查后,方可进行通电操作。
实验步骤:(1) 开启控制屏电源总开关。
(2) 按正向起动按钮SB2,观察并记录电动机的转向和接触器的运行情况。
(3) 按停止按钮SB3,观察并记录电动机的转向和接触器的运行情况。
(4) 调整时间继电器的整定时间,观察接触器KM1、KM2的动作时间是否相应地改变。
(5) 再按SB2,观察并记录电动机的转向和接触器的运行情况。
(6) 实验完毕,按控制屏停止按钮,切断三相交流电源。
任务1.1 用PLC 改造三相异步电动机正反转控制线路任务描述下图1-1-1是三相异步电动机正反转控制线路,它由主电路和辅助电路两部分组成,能够实现异步电动机的正反转控制,此外该电路还具有短路保护和过载保护的功能。
现利用三菱FX 系列PLC 改造三相异步电动机正反转控制线路,要求不改变原先的控制面板,保持系统原有的外部特性,即改造完成后工作人员不需要改变长期形成的操作习惯。
本任务要求电机正反转启动按钮、停止按钮以与过载保护常闭触点与改造前一致。
图1-1-1三相异步电动机正反转控制线路任务目标1.能根据控制要求分配PLC 的输入输出端口; 2.会根据输入输出端口完成线路的连接;3.能选择PLC 指令完成梯形图程序的编写,例如LD 、AND 、OUT 、SET 和RST 等指令; 4.会上电调试程序功能。
任务分析与实施一、硬件线路1.系统输入输出信号分析根据图1-1-1的分析,系统的输入信号由两部分构成:一是三相异步电动机停止、正反向启动的控制信号,分别由按钮SB1、SB2和SB3提供;二是三相异步电动机的过载检测信号,由热继电器FR 的常闭触点提供。
系统需提供两个输出信号,分别用于驱动接触器KM1和KM2,使三相异步电动机实现M3L1L2L3QSFU1FU2KM1KM2FRKM1KM2KM1KM2SB3SB2SB1KM1KM2FR123456789正反转运行。
根据上述分析,PLC 的I/O 端口分配如表1-1-1所示。
表1-1-1 I/O 端口分配表2.硬件线路的设计硬件线路由主电路和控制回路构成,具体如图1-1-2所示。
图1-1-2三相异步电动机正反转PLC 控制线路说明:(1)为延长PLC 输入点的使用寿命,其输入信号一般采用常开的方式接入,但为更可靠接受保护类信号,其输入信号一般采用常闭的方式接入;(2)与上图中一致,凡是由PLC 实现的正反转控制线路,KM1和KM2必须实行电气联锁,否则在电动机正反转切换的过程中会导致主回路短路;(3)由于三菱FX2N-48MR (继电器输出型)的输出点承受电压最大为AC240V 或DC30V ,故本图中使用的接触器线圈额定电压选为AC220V 。
三相异步电动机双速可逆变频调速PLC控制异步电动机变频调速所要求的变频电源几乎都采用静止式变频器。
利用变频器进行调速控制时,只需改变变频器内部逆变电路换流器件的开关顺序,即可以达到对输出进行换相的目的,很容易实现电动机的正、反转切换。
本文介绍了PLC在三相交流异步电动机变频调速系统方面的设计,说明了系统的控制策略和工作原理,探讨三相异步电动机双速可逆变频调速PLC控制。
1、PLC在三相交流异步电动机变频调速系统设计三相交流异步电动机变频调速系统,以可编程序控制器PLC 作为核心控制部件,通过速度传感器将电动机的转速信号传给PLC, PLC经过控制规律的运算后,给出控制信号,改变电动机输入电压的频率,来调节电动机的转速,从而构成了一个闭环的速度控制系统。
如图1 所示。
2、三相异步电动变频器电路连接的要点2.1变频器前面一定要加接触器输入侧接触器的作用。
一般说来,在断路器和变频器之间,应该有接触器。
a. 可通过按钮开关方便地控制变频器的通电与断电。
b. 发生故障时可自动切断变频器电源,如:变频器自身发生故障,报警输出端子动作时,可使接触器KM迅速断电,从而使变频器立即脱离电源。
另外,当控制系统中有其他故障信号时,也可迅速切断变频器电源。
2.2变频器与电动机之间是否接输出接触器并不要求和工频进行切换时,变频器与电动机接触器,则有可能在变频器的输出频率较高的致变频器跳闸。
a. 当一台变频器只控制一台电动机,且并不要求和工频进行切换时,变频器与电动机之间不要接输出接触器。
因为如果接入了输出接触器,则有可能在变频器的输出频率较高的情况下启动电动机,产生较大的启动电流,导致变频器跳闸。
b. 必须接输出接触器的情况有两种:当一台变频器接多台电动机时,每台电动机必须要有单独控制的接触器。
另外,在变频和工频需要切换的情况下,当电动机接至工频电源时,必须切断和变频器之间的联系。
通用变频器,一般都是采用交、直、交的方式组成,利用普通的电网电源运行的交流拖动系统,为了实现电动机的正、反转切换,必须利用触器等装置对电源进行换相切换。
任务1.1 用PLC 改造三相异步电动机正反转控制线路1.1.1任务描述下图1-1-1是三相异步电动机正反转控制线路,它由主电路和辅助电路两部分组成,能够实现异步电动机的正反转控制,此外该电路还具有短路保护和过载保护的功能。
现利用三菱FX 系列PLC 改造三相异步电动机正反转控制线路,要求不改变原先的控制面板,保持系统原有的外部特性,即改造完成后工作人员不需要改变长期形成的操作习惯。
本任务要求电机正反转启动按钮、停止按钮以及过载保护常闭触点与改造前一致。
图1-1-1 三相异步电动机正反转控制线路1.1.2任务目标1.能根据控制要求分配PLC 的输入输出端口; 2.会根据输入输出端口完成线路的连接;3.能选择PLC 指令完成梯形图程序的编写,例如LD 、AND 、OUT 、SET 和RST 等指令; 4.会上电调试程序功能。
1.1.3任务分析与实施一、硬件线路1.系统输入输出信号分析根据图1-1-1的分析,系统的输入信号由两部分构成:一是三相异步电动机停止、正反向启动的控制信号,分别由按钮SB1、SB2 和SB3提供;二是三相异步电动机的过载检测信号,由热继电器FR 的常闭触点提供。
系统需提供两个输出信号,分别用于驱动接触器KM1和KM2,使三相异步电动机实现M3L1L2L3QSFU1FU2KM1KM2FRKM1KM2KM1KM2SB3SB2SB1KM1KM2FR123456789正反转运行。
根据上述分析,PLC 的I/O 端口分配如表1-1-1所示。
表1-1-1 I/O 端口分配表2.硬件线路的设计硬件线路由主电路和控制回路构成,具体如图1-1-2所示。
图1-1-2 三相异步电动机正反转PLC 控制线路说明:(1)为延长PLC 输入点的使用寿命,其输入信号一般采用常开的方式接入,但为更可靠接受保护类信号,其输入信号一般采用常闭的方式接入;(2)与上图中一致,凡是由PLC 实现的正反转控制线路,KM1和KM2必须实行电气联锁,否则在电动机正反转切换的过程中会导致主回路短路;(3)由于三菱FX2N-48MR (继电器输出型)的输出点承受电压最大为AC240V 或DC30V ,故本图中使用的接触器线圈额定电压选为AC220V 。
基于Plc控制电机调速实验报告电控学院电气0904班李文涛0906060427—、实验名称:基于PLC实现的三相异步电动机变频调速控制二、实验目的:通过综合实验,使学生对所学过的可编程控制器在电动机变频调速控制中的应用有一个系统的认识,并运用自己学过的知识,自己设计变频调速控制系统。
要求用PLC控制变频器,通过光电编码器反馈速度信号达到电动机调速的精确控制,自己设计,自己编程,最后进行硬件、软件联机的综合调试,实现自己的设计思想。
三、实验器材:220V PLC实验台一套、380V变频器实验台一套、万用表一个、导线若干三、实验各部分原理:1.实验主要器件原理1)光电编码器:COM01030002040CH光电编码器,是一种通过光电转换将输出轴上的机械几何位移量转换成脉冲或数字量的传感器。
这是目前应用最多的传感器,光电编码器是由光栅盘和光电检测装置组成。
光栅盘是在一定直径的圆板上等分地开通若干个长方形孔。
由于光电码盘与电动机同轴,电动机旋转时,光栅盘与电动机同速旋转,经发光二极管等电子元件组成的检测装置检测输出若干脉冲信号;通过计算每秒光电编码器输出脉冲的个数就能反映当前电动机的转速。
2)变频器:I原理概述变频调速能够应用在大部分的电机拖动场合,由于它能提供精确的速度控制,因此可以方便地控制机械传动的上升、下降和变速运行。
变频应用可以大大地提高工艺的高效性(变速不依赖于机械部分),同时可以比原来的定速运行电机更加节能,变频器的主电路大体上可分为两类:电压型是将电压源的直流变换为交流的变频器,直流回路的滤波是电容;电流型是将电流源的直流变换为交流的变频器,其直流回路滤波石电感。
矢量控制:U/f控制方式建立于电机的静态数学模型,因此,动态性能指标不高。
对于对动态性能要求较高的应用,可以采用矢量控制方式。
矢量控制的基本思想是将异步电动机的定子电流分解为产生磁场的电流分量(励磁电流)和与其相垂直的产生转矩的电流分量(转矩电流),并分别加以控制。
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①学习PLC在三相异步电动机控制电路中的运用情况②通过例如,掌握PLC控制程序编制技巧③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三、教学节奏与方式四、成绩评定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9-1〔a〕是三相异步电动机点动-长动PLC控制I/O接线图,图9-1〔b〕是与之对应的继电器接触器控制电路。
〔a〕PLC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.梯形图及指令表程序图9-2〔a〕是三相异步电动机点动-长动PLC控制梯形图程序,图9-2〔b〕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4.操作要求①在停顿状态,按下点动按钮SB2,电机运转,松开SB2,电机停顿;②在停顿状态,按下长动按钮SB3,电机运转,松开SB3,电机仍保持运转; ③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。
作业名称:PLC控制电动机正反转可编程控制器(1)期末大作业得分:任课教师:班级:姓名:学号:2011年12月摘要三相异步电动机一般采用降压起动、能耗制动.针对传统的继电器一接触器控制的降压起动、能耗制动方法存在的不足,将OMRON公司的CPM2*型可编程序控制器(PLC)与接触器相结合,用于三相异步电动机的Y一△降压起动、能耗制动控制,改进后的方法克服了传统方法手工操作复杂且不够可靠的缺点,控制简单易行。
关键词:三相异步电动机;PLC控制系统;Abstructthe Three—phase asynchronous motor step—down start,generally USES the braking energy. In traditional relay a contact device control step-down start braking energy, the shortcomings of the methods,the company will CPM2 * type OMRON PLC and contactor, combining for three—phase asynchronous motor step—down start a train of Y,braking energy control, the improved method can overcome the disadvantage of traditional method manual operation complex and not reliable enough shortcomings,simple and easy to control.Key words: the three—phase asynchronous motor; PLC control system引言设计三相异步电动机一般采用降压起动、能耗制动.针对传统的继电器一接触器控制的降压起动、能耗制动方法存在的不足,将OMRON公司的CPM2*型可编程序控制器(PLC)与接触器相结合,用于三相异步电动机的Y一△降压起动、能耗制动控制,改进后的方法克服了传统方法手工操作复杂且不够可靠的缺点,控制简单易行。
目录一、可行性报告 (2)1、项目目的 (2)2、项目背景及发展概况 (2)3、可行性 (3)二、设计说明 (3)1、器材 (3)2、整体思路 (4)3、系统流程图 (4)4、实验步骤 (5)三、三相异步电机的正反转PLC控制 (5)3.1 PLC定时器控制电动机正反转电路的主接线图 (7)3. 2 PLC定时器控制三相异步电动机正反转的梯形图 (8)3.3定时器控制电动机正反转的指令表程序 (9)3.4 PLC的I/O分配 (10)3.5 实体框形图 (11)结论 (12)电机控制一、可行性报告1、项目目的1)、了解机床电气中三相电机的正反转控制和星三角启动控制。
2)、掌握电动机的常规控制电路设计。
3)、了解电动机电路的实际接线。
4)、掌握GE FANUC 3I 系统的电动机启动程序编写。
2、项目背景及发展概况三相异步电动机的应用非常广泛,具有机构简单,效率高,控制方便,运行可靠,易于维修成本低的有点,几乎涵盖了工农业生产和人类生活的各个领域,在这些应用领域中,三相异步电动机运行的环境不同,所以造成其故障的发生也很频繁,所以要正确合理的利用它,要合理的控制它。
这个系统的控制是采用PLC的编程语言----梯形图,梯形语言是在可编程控制器中的应用最广的语言,因为它在继电器的基础上加进了许多功能,使用灵活的指令,使逻辑关系清晰直观,编程容易,可读性强,所实现的功能也大大超过传统的继电器控制电路,可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统,它是专为在恶劣工业环境下应用而设计,它采用可编程序的存储器,用来在内部存储执行逻辑运算,顺序控制,定时,计数和算术等操作的指令,并采用数字式,模拟式的输入和输出,控制各种的机械或生产过程。
长期以来,PLC始终处于工业自动化控制领域的主战场,为各种各样的自动化设备提供了非常可靠的控制应用,它能够为自动化控制应用提供安全可靠和比较完善的解决方案,适合于当前工业,企业对自动化的需要。
PLC 控制三相异步电动机正反转实验PLC 控制三相异步电动机正反转实验本文下载地址:搜索PLC实验二PLC控制三相异步电动机正反转实验一、实验目的1.学习和掌握PLC的实际操作和使用方法;2.学习和掌握PLC控制三相异步电动机正反转的硬件电路设计方法;3.学习和掌握PLC控制三相异步电动机正反转的程序设计方法;4.学习和掌握PLC控制系统的现场接线与软硬件调试方法。
二、实验原理三相异步电动机定子三相绕组接入三相交流电,产生旋转磁场,旋转磁场切割转子绕组产生感应电流和电磁力,在感应电流和电磁力的共同作用下,转子随着旋转磁场的旋转方向转动。
因此转子的旋转方向是通过改变定子旋转磁场旋转的方向来实现的,而旋转磁场的旋转方向只需改变三相定子绕组任意两相的电源相序就可实现。
如图2.1所示为PLC控制异步电动机正反转的实验原理电路。
图2.1PLC控制三相异步电动机正反转实验原理图左边部分为三相异步电动机正反转控制的主回路。
由图2.1可知:如果KM5的主触头闭合时电动机正转,那么KM6主触头闭合时电动机则反转,但KM5和KM6的主触头不能同时闭合,否则电源短路。
右边部分为采用PLC对三相异步电动机进行正反转控制的控制回路。
由图可知:正向按钮接PLC的输入口某0,反向按钮接PLC的输入口某1,停止按钮接PLC的输入口某2;继电器KA4、KA5分别接于PLC的输出口Y33、Y34,KA4、KA5的触头又分别控制接触器KM5和KM6的线圈。
实验中所使用的PLC为三菱F某2N系列晶体管输出型的,由于晶体管输出型的输出电流比较小,不能直接驱动接触器的线圈,因此在电路中用继电器KA4、KA5做中间转换电路。
在KM5和KM6线圈回路中互串常闭触头进行硬件互锁,保证软件错误后不致于主回路短路引起断路器自动断开。
电路基本工作原理为:合上QF1、QF5,给电路供电。
当按下正向按钮,控制程序要使Y33为1,继电器KA4线圈得电,其常开触点闭合,接触器KM5的线圈得电,主触头闭合,电动机正转;当按下反向按钮,控制程序要使Y34为1,继电器KA5线圈得电,其常开触点闭合,接触器KM6的线圈得电,主触头闭合,电动机反转。
实验三PLC控制三相异步电动机正反转一、实训目的1.掌握PLC控制代替传统接线控制的方法,编制程序控制三相异步电动机正反转控制。
2.掌握三相异步电动机正反转主电路和控制电路的接线方法。
3.学会用可编程控制器实现三相异步电动机正反转控制的编程方法。
三、实验控制要求1.用两个按钮控制起停,按动启动按钮后,电动机开始正转。
2.正转5 min 后,停2 min ,然后再开始反转。
3.反转3 min 后,停 1 min,再正转,依次循环。
4.如果按动停止按钮开头,不管电动机在哪个状态(正转、反转或停止),电动机都要停止运行,不再循环运行。
电动机可逆运行方向的切换是通过两个接触器KM1、KM2的切换来实现的。
切换时要改娈电源的相序。
在设计程序时,必须防止由于电源换相所引起的短路事故。
例如,由于向正向运转切换到反向运转时,当正转接触器KM1断开时,由于其主触点内瞬时产生的电弧,使这个触点仍处于接通状态;如果这时使反转接触器KM2闭合,就会使电源短路。
因此必须在完全没有电弧的情况下才能使反转的接触器闭合。
四、I/O分配表和电路图控制电路输入设备PLC输入继电器输出设备PLC输出继电器代号功能代号功能SB1 启动按钮I0.0 KA1 正转接触器Q0.0 SB2 停止按钮I0.1 KA2 反转接触器Q0.1梯形图参考程序PLC控制三相异步电动机正反转四、实训步骤程序中的I0.0至I0.1分别对应控制实训单元输入SB1和SB2。
通过专用PC/PPI电缆连接计算机与PLC主机。
打开编程软件STEP7,逐条输入程序,检查无误后,将所编程序下载到主机内,并将可编程控制器主机上的STOP/RUN开关拨到RUN 位置,运行指示灯点亮,表明程序开始运行,有关的指示灯将显示运行结果。
分别按下SB1和SB2开关,观察输出指示灯.Q0.0、Q0.1是否符合逻辑。
观察各电器的动作情况。
思考题:。
宁波工程学院学年论文论文题目:三相异步电动机的PLC控制学院名称:电子与信息工程学院专业:电气工程及其自动化09-1班学生姓名:金明明学号:*********** ***师:**起讫时间:2011年10月10日至2011年12月30日三相异步电动机的PLC控制金明明( 宁波工程学院电子与信息工程学院,浙江宁波315016 )摘要:PLC在三相异步电动机控制中的应用,与传统的继电器控制相比具有速度快,可靠性高,灵活性强,功能完善等优点。
长期以来,PLC始终处于自动化领域的主战场,为各种各样的自动化控制设备提供了非常可靠的控制应用,它能够为自动化控制应用提供安全可靠和比较完善的解决方案,适合于当前工业企业对自动化的需要。
本文最后设计了1个三相异步电动机的PLC控制电路,用PLC电路控制的三相异步电动机的正反转,与传统的继电器控制相比,具有控制速度快、可靠性高、灵活性强等优点,可作为工业电机的自动控制电路。
关键词:PLC;三相异步电动机;继电器PLC in the three-phase asynchronous machine controlJIN Ming Ming(School of Electron and Information Engineering, Ningbo University of Technology, Ningbo 315016 , China )Abstract:PLC in the three-phase asynchronous machine control`s application compares with the traditional black –white control, has the control speed to be quick, the main battlefield, has provided the very reliable control application for various automation control device it can provide safe reliable and the quite perfect solution for the automated control application, suits in the current industrial enterprise to the automated need. This paper designs a three-phase asynchronous motor, 1 of PLC control circuit, which is of positive &negative three-phase asynchronous motor control , and the sequence of traditional relay control, control speed, high reliability and flexibility, it can be used as reference for the automatic control of industrial electrical circuit.Key words:PLC;Three-phase asynchronous machine;relay引言三相异步电动机的应用几乎涵盖了工农业生产和人类生活的各个领域,在这些应用领域中,三相异步电动机常常运行在恶劣的环境下,导致产生过流,短路,断相,绝故,对缘老化等事故,应用于大型工业设备重要场合的高压电动机,大功率电动机来说,一旦发生故障所造成的损失无法估量。
1.1任务一三相异步电动机起停的PLC控制一、复习旧知三相交流异步电动机的控制方式有哪些?二、引入新课在“电机与电气控制技术”课程中我们已经学习了电动机启停控制电路,本项目我们将学习利用PLC实现电动机启停控制的方法,学习时要注意两者的异同之处。
当采用PLC控制电动机起停时,必须将按钮的控制指令送到PLC的输入端,经过程序运算,再将PLC的输出去驱动接触器KM线圈得电,电动机才能运行。
那么,如何将输入、输出器件与PLC连接,如何编写PLC控制程序?这需要用到PLC内部的编程元件输入继电器X、输出继电器Y以及相关的指令。
三、讲解新知(一)认识PLC1、PLC的定义可编程控制器(programmable logic controller,PLC)是一种工业控制装置,是在电气控制技术和计算机技术的基础上开发出来的,并逐渐发展成为以微处理器为核心,将自动化技术、计算机技术、通信技术融为一体的新型工业控制装置。
1987年,国际电工委员会(IEC)对可编程控制器的定义为:“可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统,专为在工业环境下应用而设计。
它采用可编程序的存储器,用来在其内部存储和执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令,并通过数字式和模拟式的输入和输出,控制各种类型的机械或生产过程。
可编程控制器及其有关外围设备,都应按易于与工业系统联成一个整体,易于扩充其功能的原则设计。
2、PLC的产生PLC的产生源于继电器逻辑电路的配线复杂。
1968年,美国通用汽车公司(GM)为了适应汽车型号的不断更新,生产工艺的不断变化,实现小批量、多品种生产,希望能有一种新型工业控制器,它能做到尽可能减少重新设计和更换继电器控制系统及接线,以降低成本,缩短周期。
1968年,GM公司提出10项设计标准。
(1)编程简单,可在现场修改程序。
(2)维护方便,采用插件式结构。
(3)可靠性高于继电器控制柜。
(4)体积小于继电器控制柜。
PLC在三相异步电动机控制中的应用,与传统的继电器控制相比具有速度快,可靠性高,灵活性强,功能完善等优点。
长期以来,PLC始终处于自动化领域的主战场,为各种各样的自动化控制设备提供了非常可靠的控制应用,它能够为自动化控制应用提供安全可靠和比较完善的解决方案,适合于当前工业企业对自动化的需要。
本文设计了2个三相异步电动机的PLC控制电路,分别是三相异步电动机的正反转控制和两台电动机顺序起动联锁控制,与传统的继电器控制相比,具有控制速度快、可靠性高、灵活性强等优点,可作为高校学生学习PLC的控制技术的参考,也可作为工业电机的自动控制电路。
关键词: PLC 三相异步电动机继电器绪论 (5)1三相异步电动机基础 (6)1.1三相异步电动机的结构 (6)1.2三相异步电动机的工作原理 (7)1.3三相异步电动机的几个工作过程的分析 (7)2P L C基础 (11)2.1 PLC的定义 (11)2.2 PLC与继电器控制的区别 (11)2.3 PLC的工作原理 (11)2.4 PLC的应用分类 (12)3三相异步电动机的P L C控制 (14)3.1三相异步电动机的正反转控制 (14)3.2两台电动机顺序起动联锁控制 (15)3.3三相异步电动机使用PLC控制优点 (17)结论 (19)致谢 (20)参考文献 (21)三相异步电动机的应用几乎涵盖了工农业生产和人类生活的各个领域,在这些应用领域中,三相异步电动机常常运行在恶劣的环境下,导致产生过流,短路,断相,绝故,对缘老化等事故,应用于大型工业设备重要场合的高压电动机,大功率电动机来说,一旦发生故障所造成的损失无法估量。
在生产过程中,科学研究和其它产业领域中,电气控制技术应用十分广泛,在机械设备的控制中,电气控制也比其它的控制方法使用的更为普遍。
本系统的控制是采用PLC的编程语言----梯形语言,梯形语言是在可编程控制器中的应用最广的语言,因为它在继电器的基础上加进了许多功能,使用灵活的指令,使逻辑关系清晰直观,编程容易,可读性强,所实现的功能也大大超过传统的继电器控制电路,可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统,它是专为在恶劣工业环境下应用而设计,它采用可编程序的存储器,用来在内部存储执行逻辑运算,顺序控制,定时,计数和算术等操作的指令,并采用数字式,模拟式的输入和输出,控制各种的机械或生产过程。
技能训练三相异步电动机的PLC控制工程实际中的PLC控制系统总是比较复杂的,作为其中的基本环节,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 控制电路硬件结构及实用程序,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。
第一部分教学要求一、目的要求①学习PLC在三相异步电动机控制电路中的运用情况②通过示例,掌握PLC控制程序编制技巧③了解常用PLC编程软件的基本运用,培养简单PLC控制系统的开发能力二、工具器材第二部分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基本环节。
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控制电路进行讨论,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相同的代号,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9-1(a)是三相异步电动机点动-长动PLC控制I/O接线图,图9-1(b)是与之对应的继电器接触器控制电路。
(a)PLC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.梯形图及指令表程序图9-2(a)是三相异步电动机点动-长动PLC控制梯形图程序,图9-2(b)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X000SB1停止按钮X001SB2点动按钮X002SB3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①在停止状态,按下点动按钮SB2,电机运转,松开SB2,电机停止;②在停止状态,按下长动按钮SB3,电机运转,松开SB3,电机仍保持运转;③按停止按钮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X001相或后再控制Y000的输出状态。
停止按钮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。
比较图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,可使程序结构简单易读。
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9-3(a)是三相异步电动机正转-反转PLC控制I/O接线图,图9-3(b)是与之对应的继电器接触器控制电路。
(a)PLC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9-4(a)是三相异步电动机正转-反转PLC控制梯形图程序,图9-4(b)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I/O端子电路器件作用输入继电器X000SB1停止按钮X001SB2正转启动按钮X002SB3反转启动按钮X003KM1正转软互锁输入X004KM2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①在停止或反转状态,按SB2,电机正转;②在停止或正转状态,按SB3,电机反转;③按SB1,电机停转;④KM1、KM2动断触点为电气互锁;⑤KM1、KM2动合触点为软件互锁控制输入。
5.简要说明使用PLC进行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,以确保安全。
电路中电动机由正转过渡到反转必须先按SBl,使其停车后,才能进行反转控制,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、反转接触器进行互锁,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X003和X004,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9-5(a)是三相异步电动机顺序启动PLC控制I/O接线图,图9-5(b)是与之对应的继电器接触器控制电路。
(a)PLC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9-6(a)是三相异步电动机顺序启动PLC控制梯形图程序,图9-6(b)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启动PLC控制程序3.编程元件的地址分配①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X000SB1停止按钮X001SB2启动按钮X002FR1热继电器动断触点X003FR2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(10s)4.操作要求①在停止状态,按SB2,电机M1启动并保持运转,T0开始计时。
②计时时间到,启动电机M2。
③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X002及X003,串联于Y000及Y001的输出回路中,类似于“启-保-停”电路中的停止按钮,所以当FR1或FR2动作时,将使对应的输出回路停止工作。
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的脉冲输出信号进行控制。
显然,当该电路中只有一台电机因过载停止工作时,另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9-5(b)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止工作。
这与图9-5(a)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行修改。
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。
第三部分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。
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控制程序的基本方法;(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FX2N-48MR-001型PLC,图9-7(a)是三相异步电动机PLC星形-三角形启动控制I/O接线图,图9-7(b)是与之对应的继电-接触器控制电路。
(a)PLC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I/O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。
输出端外部保留星形和三角形接触器线圈的硬互锁环节,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①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X000SB1/LA19红(常开)停止按钮X001SB2/LA19绿(常开)启动按钮X002KM1(常开触点)KM1吸合自保X003KM3(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 CJX2-1210/220V)主控接触器线圈Y001KM2 CJX2-1210/220V)“Y”形连接用接触器线圈Y002KM3 CJX2-1210/220V)“△”形连接用接触器线圈表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)T050“Y”形连接时间设定(5s)T15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9-8 Y/△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X003,串接于与起动按钮SB2对应的动合触点X001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X003常闭触点则为断开状态。
这时即使按下起动按钮SB2(X001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结束后,转入正常运转时,梯形图中X002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X003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0.5 s,用以消除电弧短路。