PLC控制三相異步電動機正反轉設計

2021年4月摘要針對電動機正反轉傳統控制存在的弊端,通過PLC中的定時器及互鎖,聯鎖等保護手段對電動機的正反轉加以控制,從而避免操作不當或誤操作而引起事故.這里主要討論改進后的繼電器接觸控制電氣原理圖,對應的I/O配置接線圖,PLC梯形圖,部分程序。(一)、PLC的概述1.1PLC的基本結構可編程控制器的工作原理:

可編程序控制器是一種數字運算操作的電子系統，專為在工業環境下應用而設計的，它采用可編程程序的存儲器，用來在其內部存儲執行邏輯運算，順序控制，定時，計數，和算術運算等操作命令，并通過數字式，模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產過程，可編程序控制器及其有關的外部設備，都應按易于與工業控制系統聯成一個整體，易于擴充其功能的原則而設計的。

PLC 控制是能完成是建立在其硬件的支持下，通過執行邏輯時序控制的用戶程序來實現的，是和計算機的工作原理一致的。PLC并不是單純像普通計算機那樣工作，而是發展了一種叫做巡回掃描的工作機制。

PLC的循環掃描，即是對整個程序循環行列掃描的工作方式，也就是說用戶程序的執行不是從頭到尾只執行一次，而是根據指令控制執行一次以后，又返回去執行第二次2、I/O模塊

I/O模塊是系統的眼、耳、手、腳，是聯系外部現場和CPU模塊的橋梁。輸入模塊用來接收和采集輸入信號。輸入信號有兩類、一類是從按鈕、選擇開關、數字開關、限位開關、接收開關、關電開關、壓力繼電器等來的開關量輸入信號、另一類是由電位器、熱電偶、測速發電機、各種變送器提供的連續變化的模擬量輸入信號。1、CPU模塊

CPU模塊又叫中央處理單元或控制器。它主要由微機處理器、CPU，和存儲器組成。CPU的作用類似于人類的大腦和心臟。它采用掃描方式工作，每一次掃描要完成以下工作。

(1) 輸入處理、將現場的開關量輸入信號和數據分別讀入輸入映像寄存器和數據寄存器。

(2)程序執行。逐條讀入和解釋用戶程序、產生相應的控制信號去控制有關的電路，完成數據的存取、傳送和處理工作。并根據運算結果更新各有關寄存器的內容。

(3)輸出處理，將輸出映像寄存器的內容送給輸出模塊，去控制外部負載。 1、PLC的特點(1)編程簡單，使用方便

(2)控制靈活，程序可變，具有很好的柔性(3)功能強，擴充方便，性能價格比高

(4)控制系統設計，及施工的工作量少，維修方面(5)可靠性高，抗干擾能力強

2、PLC應用

(1)運動控制

(2)邏輯控制

(3)過程控制

(4)數據處理

(5)構建網絡控制

1.設計三菱plc控制電動機正反轉梯形圖

利用兩個或多個常閉觸點來保證線圈不會同時通電的功能成為“互鎖”。三相異步電動機的正反轉控制電路即為典型的互鎖電

路，如圖所示。其中KMI和KM2分別是控制正轉運行和反轉運行的交流接觸器。

2.設計三相異步電動機的正反轉控制電路

如圖所示為采用plc控制三相異步電動機正反轉的外部I/O接線圖和梯形圖。實現正反轉控制功能的梯形圖是由兩個起保停的梯形圖再加上兩者之間的互鎖觸點構成。

• 3.設計PLC控制電動機正反轉的I/O表

應該注意的是雖然在梯形圖中已經有了軟繼電器的互鎖觸點(X1與X0、Y1與Y0)但在1/0接線圖的輸出電路中還必須使用 KM1、KM2的常閉觸點進行硬件互鎖。因為PLC軟繼電器互鎖只相差一個掃描周期，而外部硬件接觸器觸點的斷開時間往往大于一個掃描周期，來不及響應，日觸點的斷開時間一般較閉合時間長。

3.1三相異步電機的正反轉PLC控制

在生產過程中往往要求電動機能夠實現正反兩個方向的轉動,如起重機吊鉤的上升與下降，機床工作臺的前進與后退等等。由電動機原理可知，只要把電動機的三相電源進線中的任意兩相對調，就可改變電動機的轉向。因此正反轉控制電路實質上是兩個方向相反的單相運行電路，為了避免誤動作引起電源相間短路，必須在這兩個相反方向的單向運行電路中加設必要的互鎖。按照電動機可逆運行操作順序的不同，就有了“正-停-反”和“正-反-停”兩種控制電路在正反兩個接觸器中互串一個對方的動新觸點，這對動斷觸點稱為互鎖觸點或連鎖觸點。 這樣當按下正轉啟動按鈕SB2時，正轉接觸器KM1線圈通電，主觸點閉連鎖觸點。這樣當按下正轉啟動按鈕SB2時，正轉接觸器KM1線圈通電，主觸點閉合，電動機正轉，與此同時由于KM1的動斷輔助觸點斷開而切斷了反轉接觸器KM2的線圈電路。因此，即使按反轉啟動按鈕 SB3，也不會使反轉接觸器的線圈通電工作。同理，在反轉接觸器KM2動作后，也保證了正轉接觸器KM1的線圈電路不能再工作。 PLC控制的工作過程的分析:按下SB2，輸入繼電器X001常開觸點閉合，輸出繼電器Y000線圈得電，其常開觸點閉合，驅動接觸器KM1線圈得電。

KM1主觸點閉合，電動機M正向啟動運轉，同時輸出繼電器Y000常開觸點閉合實現自鎖，電動機M連續正向運轉。指令語句表控制程序:語句號 指令 元素

按下SB1，輸入繼電器X000動斷觸點斷開，輸出繼電器Y000均復位，外接接觸器KM1隨之復位，電動機停止運轉。 按下SB3，繼電器輸入X002常開觸點閉合，輸出繼電器Y001線圈得電，其常開觸點閉合實現輸出驅動和自鎖功能，KM1主觸點閉合，電動機M方向起動運轉。

為了避免短路事故的發生所以我們利用接觸器連鎖保護的接觸器電路。三相異步電動機的正反轉控制線路作為一個基本控制環節，在電氣控制線路中應用的非常廣泛。接觸器互鎖的三相異步電動機正反轉的控制線路更是取代了傳統的繼電器控制線路，使電動機的控制有了進一步的提高。

接觸器互鎖的三相異步電動機正反轉控制線路如圖。線路中采用了兩個接觸器，即正轉用的接觸器KM1和反轉用的接觸器KM2，它們分別由控制按鈕SB2、SB3控制。這兩個接觸器的主觸頭所接通的電源相序不同，KM1按L1-L2-L3相序接線， KM2則對調了兩相的相序。控制電路有兩條，一條由按鈕SB2和KM1線圈等組成正轉控制電路;另一條由按鈕SB3和KM2線圈等組成的反轉控制電路。

3.3 三相異步電動機使用PLC控制優點

本文設計就對三相異步電動機的正反轉控制，順序起動等系統進行了設計，還有其它的像制動和調速控制在這里我就沒有設計，其實主電路都是一樣的，就控制電路有一點小差異，使用PLC控制三相異步電動機有很多好處的:不易老化，設備簡單，結構合理，便于控制價格便宜等。

plc的通用性可靠性檢修快速性安全性是非常強大的，所以用其控制是非常方便的，值得一提的是他的價格可能會高一些，但是絕對是物超所值。

1.3三相異步電動機的制動

三相異步電動機脫離電源之后，由于慣性，電動機要經過一定的時間后才會慢慢停下來但有些生產機械要求能迅速而準確地停車，那么就要求對電動機進行制動控制。電動機的制動方法可以分為兩大類:機械制動和電氣制動。機械制動一般利用電磁抱閘的方法來實現;電氣制動一般有能耗制動、反接制動和回饋發電制動三種方法。