应用PLC实现电动机正反转控制系统的设计方案

■应知点:

1.了解采用PLC进行对象控制时，I/O点的确定，能实际正确接线。

2.了解三相异步电动机正、反转控制的工序及控制要求。

3.了解三相异步电动机正、反转控制相对应的PLC梯形图的绘制。

■应会点:

1.掌握三相异步电动机正、反转控制的电气接线。

2.掌握三相异步电动机正、反转控制的程序录入。

一、任务简述

电动机的正、反转控制是工业上广泛应用的一种控制系统，在上一任务中，学习了电动机正、反转继电器—接触器控制线路的工作原理和结构等相关知识，下面将继续学习如何应用PLC实现电动机正、反转控制系统的设计。

随着科学技术的不断发展，PLC被广泛应用在各个领域中。由于在工业生产上往往不是单一的电动机正、反转控制，而经常是多种不同的电器结合起来完成一项控制任务，使用PLC进行电动机正、反转控制，不仅有利于模块的相互契合和扩展，还有利于整体系统的一致性与完整性，系统控制也十分直观和简明。

二、相关知识

在项目一的任务二中，了解了PLC的控制指令系统，下面将对此次项目中可能会使用到的一些指令进行详细介绍。

1.电路块的串联指令ALD

1)指令功能

ALD(And Load):块“与”操作，用于串联连接多个并联电路组成的电路块。

2)指令格式

ALD指令格式如图3－10所示梯形图。

2.电路块的并联指令OLD

1)指令功能

OLD(Or Load):块“或”操作，用于并联连接多个串联电路组成的电路块。

2)指令格式

OLD指令格式如图3－11所示梯形图。

图3－10　ALD指令格式

图3－11　OLD指令格式

三、应用实施

1.正、反转PLC控制电路的应用

1)控制要求

三相异步电动机正、反转接触器控制线路如图3－12所示，该电路具有正、反转互锁、过载保护功能，是许多中小型机械的常用控制电路。

图3－12　三相异步电动机正、反转控制线路

正转启动:按下SB2按钮，接触器KM1得电自锁，KM1常开触点闭合，电动机M正转，KM1常闭触点断开，SB3按钮失效。

停止过程:按下SB1按钮，接触器KM1、KM2皆失电，无论电动机是处于正转还是反转状况，电动机都停止运转。

反转启动:按下SB3按钮，接触器KM2得电自锁，KM2常开触点闭合，电动机M反转，KM2常闭触点断开，SB2按钮失效。

2)I/O分配表与接线图

I/O分配表如表3－2所示。

表3－2　I/O分配表

三相异步电动机正、反转PLC控制器外部接线如图3－13所示。

图3－13　三相异步电动机正、反转PLC外部接线(www.xing528.com)

3)梯形图

三相异步电动机正、反转PLC控制系统梯形图如图3－14所示。

图3－14　三相异步电动机正、反转PLC控制梯形图

2.自动往返行程控制电路的PLC应用

在上一任务中曾提到自动往返运动是一种特殊的正、反转控制，下面将就自动往返控制系统的PLC设计做详细的介绍。

1)控制要求

自动往返控制的线路图和控制要求见项目三中任务一的图3－9。

2)I/O分配表与接线图

I/O分配表如表3－3所示。

表3－3　I/O分配表

自动往返行程控制电路外部接线如图3－15所示。

图3－15　自动往返行程控制电路外部接线

3)梯形图

自动往返PLC控制系统示意图与梯形图如图3－16和图3－17所示。

按下正转启动按钮SB2或反转启动按钮SB3后，要求小车在左限位开关SQb和右限位开关SQa之间不停地循环往返，直到按下停止按钮SB1。图中Q0.0控制右行，Q0.1控制左行。

图3－16　自动往返小车PLC控制系统示意图

图3－17　自动往返小车顺序控制程序梯形图

四、操作技能考评

通过对本任务相关知识的了解和应用操作实施，对本任务实际掌握情况进行操作技能考评，具体考核要求和考核标准如表3－4所示。

表3－4　任务操作技能考核要求和考核标准

教学小结

1.用PLC实现三相异步电动机的正、反转控制的核心在于实现正转与反转互锁，即正转的时候，按下反转按钮无效；同理，反转的时候，按下正转按钮无效，正转要切换到反转必须先按下停止按钮，再按下反转按钮方可实现反转。

2.用PLC实现自动往返控制的核心在于如何使用限位开关控制电动机的正、反转切换。

思考与练习

1.分析与比较继电器—接触器控制三相异步电动机正、反转同使用PLC控制三相异步电动机正、反转的控制实现方法有何相同、有何不同。

2.倘若需要修改自动往返控制的PLC程序以实现延时往返，即到达限位开关后延时t秒时间后才反向运动，该如何修改其I/O分配表和梯形图。