7.1 三相异步电动机顺序运行的PLC控制设计与调试

三相异步电动机Y/△起动PLC控制程序的设计与调试
一、实验目的
1、熟悉PLC的I/O分配和连接方法。

2、进一步熟悉PLC的基本逻辑指令及其使用。

3、掌握PLC应用程序的设计与调试方法。

4、掌握PLC定时器的使用方法。

二、实验仪器
电气控制实验装置 1台
电动机 1 台；
万用表 1只
电工工具及导线若干
计算机1台
FX2N可编程序控制器 1台
三、实验内容及要求
1、实验内容：
1) 三相异步电动机Y/△起动控制程序设计与调试。

要求采用时间控制原则
进行控制程序设计。

2) 修改定时器的时间设定值，观察不同的时间对电动机控制性能的影响。

2、实验要求：
1) 运用经验设计法设计PLC控制程序。

2) 在FX-PCS-WIN3.0(三菱PLC梯形图编辑、调试集成环境)环境下进行
控制程序的编辑与调试。

3) 记录在调试程序过程中出现的问题，并分析产生的原因。

四、思考题
1、实现一个控制，程序的编写方式是否唯一？请谈谈体会。

2、可编程序控制器的定时器均为接通延时型，若需要分断延时型定时器怎么办？扩大延时范围有几种方法？
3、PLC控制系统与传统继电器控制系统的主要区别是什么?
五、实验报告要求
1、实现三相异步电动机Y/△起动控制的PLC控制系统的I/O分配表。

2、实现三相异步电动机Y/△起动控制的PLC控制系统的硬件接线图、
2、采用PLC实现三相异步电动机Y/△起动控制的程序清单。

3、记录实验中发现得问题、错误、故障及解决方法。

摘要生产机械往往要求运动部件可以实现正反两个方向的起动，这就要求拖动电动机能作正、反向旋转。

由电机原理可知，改变电动机三相电源的相序，就能改变电动机的转向。

本文设计系统的控制是采用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。

关键词：三相异步电动机；PLC；可编程控制；梯形图目录摘要 (I)引言 (1)1PLC基础的知识 (2)1.1关于PLC的定义 (2)1.2PLC的工作原理 (2)1.3PLC的应用领域 (3)1.4PLC的发展趋势 (4)2三相异步电动机的PLC控制 (5)2.1三相异步电动机正反转控制电路的特点 (5)2.1.1三相异步电动机正反转控制电路的主控制电路 (5)2.1.2按钮接触器联锁的正反转控制电路特点及应用分析 (5)2.2交流接触器的正反转自动控制线路工作过程 (6)2.3PLC的选择 (7)2.4三相异步电动机使用PLC控制优点 (7)2.5输入输出定义 (7)2.6输入输出接线图 (8)参考文献 (10)引言电动机的正反转控制大量应用于工业生产当中，而快速准确安全的控制更能够保证生产的安全可靠和产品的品质。

PLC控制三相异步电动机实现正反转，其运行性能更好，且在满足上述需要的前提下还可节省各种材料。

生产中许多机械设备往往要求运动部件能向正反两个方向运动。

如机床工作台的前进与后退起重机的上升与下降等,这些生产机械要求电动机能实现正反转控制。

改变通入电动机定子绕组的三相电源相序,即把接入电动机的三相电源进线中的任意两根对调,电动机即可反转。

三相异步电动机正反转控制电路图原理及plc接线与编程三相异步电动机正反转控制电路图原理及plc接线与编程在图1是三相异步电动机正反转控制的电路和继电器控制电路图，图2与3是功能与它相同的PLC控制系统的外部接线图和梯形图，其中，KM1和KM2分别是控制正转运行和反转运行的交流接触器.在梯形图中，用两个起保停电路来分别控制电动机的正转和反转。

按下正转启动按钮SB2，X0变ON，其常开触点接通，Y0的线圈“得电”并自保。

使KM1的线圈通电，电机开始正转运行。

按下停止按钮SB1，X2变ON，其常闭触点断开，使Y0线圈“失电”，电动机停止运行。

在梯形图中，将Y0与Y1的常闭触电分别与对方的线圈串联，可以保证他们不会同时为ON，因此KM1和KM2的线圈不会同时通电，这种安全措施在继电器电路中称为“互锁”。

除此之外，为了方便操作和保证Y0和Y1不会同时为ON，在梯形图中还设置了“按钮互锁”，即将反转启动按钮X1的常闭点与控制正转的Y0的线圈串联，将正转启动按钮X0的常闭触点与控制反转的Y1的线圈串联。

设Y0为ON，电动机正转，这是如果想改为反转运行，可以不安停止按钮SB1，直接安反转启动按钮SB3，X1变为ON，它的常闭触点断开，使Y0线圈“失电”，同时X1的敞开触点接通，使Y1的线圈“得电”，点击正转变为反转。

在梯形图中的互锁和按钮联锁电路只能保证输出模块中的与Y0和Y1对应的硬件继电器的常开触点心不会同时接通。

由于切换过程中电感的延时作用，可能会出现一个触点还未断弧，另一个却已合上的现象，从而造成瞬间短路故障。

可以用正反转切换时的延时来解决这一问题，但是这一方案会增大编程的工作量，也不能解决不述的接触触点故障引起的电源短路事故。

如果因主电路电流过大或者接触器质量不好，某一接触器的主触点被断电时产生的电弧熔焊而被粘结，其线圈断电后主触点仍然是接通的，这时如果另一个接触器的线圈通电，仍将造成三相电源短路事故。

实验：用PLC进行三相异步电动机Y/Δ启动控制线路设计，并进行调试一、实验目的1.加深对基本指令的理解。

2.掌握使PLC实现三相异步电动机的Y/Δ启动控制。

二、实验原理图a)主电路b)控制电路图8-2 梯形图图1三、控制要求开关QS作为电源总开关。

按下起动按钮SB1，KM1吸合，经1S之后，KM3吸合，电动机按星形接法起动，再经5秒延时之后，KM3释放，KM2吸合，电动机切换成三角形接法运行。

按下停止按钮SB2，电动机停止。

开关S1与热继电器FR辅助触点并接，可以用于模拟FR的动作。

四、编制梯形图并写出程序，实验梯形图参考图2指令表如下五．实验接线1．控制回路接线将PTS-11挂件上PLC输出端的COM、COM0、COM1、COM2相接。

将PWD43挂件三相鼠笼异步电动机控制模块的SB1、SB2、FR分别接到PTS-11上PLC的输入端X0、X2、X3；将S1接到FR；COM接到PLC输入端的COM。

KM1、KM2、KM3接到PLC输出端的Y0、Y1、Y2；N接到PLC输出端的COM。

2.主回路接线将QS的三个输入端（黄、绿、红）分别接到PWD02电源控制屏上的三相电源U、V、W，将N接到PWD02上的N。

将KM2黄色端与KM3的红色端子相接，KM2的绿色端子与KM3的黄色端子相接，KM2红色端子与KM3绿色端子相接，然后将FR的三个输出端（黄、绿、红）分别接到三相鼠笼式异步电动机接线盒上的A、B、C，再将KM3的三个端子（黄、绿、红）分别接到X、Y、Z。

六、实验操作过程按实验接线接好连线，待老师检查无误后方可往下进行。

将程序输入PLC中并运行，按下PWD02电源控制屏上的启动按钮将控制屏启动接通三相电源。

将切换开关S2扳到“Y/△”，将S1断开。

将QS闭合。

按下启动按钮SB1，KM1、KM3吸合，电动机按星形接法起动，经5秒延时后，KM3释放，KM 2吸合，电动机切换成三角形接法运行。

按下停止按钮SB2，KM1、KM2释放，电动机停止。

用PLC控制三相异步电动机正、反转用PLC控制三相异步电动机正、反转：三相交流异步电动机是生产设备常用的动力元件，PLC控制电动机的转动，是生产设备自动控制的最常用，也是基本的控制。

PLC控制电动机，用PLC控制负载，编程是主要的任务，接线驱动负载是次要的任务，不要本末倒置，将接线当成首要任务，编程当成次要任务。

用PLC控制三相异步电动机正、反转设计步骤控制案例：给正转信号，电动机正转运行；给反转信号，电动机反转运行；给停止信号，无论电动机正转还是反转，都要停止运行。

即电动机的控制能实现正反停。

1．电动机正反转的主电路中，交流接触器KM1和KM2的主触点不能同时闭合，并且必须保证，一个接触器的主触点断开以后，另一个接触器的主触点才能闭合。

2．为了做到上面一点，梯形图中输出继电器Y0、Y1的线圈就不能同时带电，这样在梯形图中就要加程序互锁。

即在输出Y0线圈的一路中，加元件Y1的常闭触点；在输出Y1线圈的一路中，加元件Y0的常闭触点。

当Y0的线圈带电时，Y1的线圈因Y¬0的常闭触点断开而不能得电；同样的道理，当Y1的线圈带电时，Y0的线圈因Y¬1的常闭触点断开而不能得电。

3．为了保证电动机能从正转直接切换到反转，梯形图中必须加类似按钮机械互锁的程序互锁。

即在输出Y0线圈的一路中，加反转控制信号X1的常闭触点；在输出Y1线圈的一路中，加正转控制信号X0的常闭触点。

这样能做到电动机正反转的直接切换。

当电动机加正转控制信号时，输入继电器X0的常开触点闭合，常闭触点断开。

常闭触点断开反转输出Y1的线圈，交流接触器KM2的线圈失电，电动机停止反转，同时Y1的常闭触点闭合，正转输出继电器Y0的线圈带电，交流接触器KM1的线圈得电，电动机正转。

当电动机加反转控制信号时，输入继电器X1的常开触点闭合，常闭触点断开。

常闭触点断开正转输出Y0的线圈，交流接触器KM1的线圈失电，电动机停止正转，同时Y 0的常闭触点闭合，反转输出继电器Y1的线圈带电，交流接触器KM2的线圈得电，电动机正转。