PLC控制三相异步电动机正反转设计

2021年4月摘要针对电动机正反转传统控制存在的弊端,通过PLC中的定时器及互锁,联锁等保护手段对电动机的正反转加以控制,从而避免操作不当或误操作而引起事故.这里主要讨论改进后的继电器接触控制电气原理图,对应的I/O配置接线图,PLC梯形图,部分程序。(一)、PLC的概述1.1PLC的基本结构可编程控制器的工作原理:

可编程序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的，它采用可编程程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算，顺序控制，定时，计数，和算术运算等操作命令，并通过数字式，模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程，可编程序控制器及其有关的外部设备，都应按易于与工业控制系统联成一个整体，易于扩充其功能的原则而设计的。

PLC 控制是能完成是建立在其硬件的支持下，通过执行逻辑时序控制的用户程序来实现的，是和计算机的工作原理一致的。PLC并不是单纯像普通计算机那样工作，而是发展了一种叫做巡回扫描的工作机制。

PLC的循环扫描，即是对整个程序循环行列扫描的工作方式，也就是说用户程序的执行不是从头到尾只执行一次，而是根据指令控制执行一次以后，又返回去执行第二次2、I/O模块

I/O模块是系统的眼、耳、手、脚，是联系外部现场和CPU模块的桥梁。输入模块用来接收和采集输入信号。输入信号有两类、一类是从按钮、选择开关、数字开关、限位开关、接收开关、关电开关、压力继电器等来的开关量输入信号、另一类是由电位器、热电偶、测速发电机、各种变送器提供的连续变化的模拟量输入信号。1、CPU模块

CPU模块又叫中央处理单元或控制器。它主要由微机处理器、CPU，和存储器组成。CPU的作用类似于人类的大脑和心脏。它采用扫描方式工作，每一次扫描要完成以下工作。

(1) 输入处理、将现场的开关量输入信号和数据分别读入输入映像寄存器和数据寄存器。

(2)程序执行。逐条读入和解释用户程序、产生相应的控制信号去控制有关的电路，完成数据的存取、传送和处理工作。并根据运算结果更新各有关寄存器的内容。

(3)输出处理，将输出映像寄存器的内容送给输出模块，去控制外部负载。 1、PLC的特点(1)编程简单，使用方便

(2)控制灵活，程序可变，具有很好的柔性(3)功能强，扩充方便，性能价格比高

(4)控制系统设计，及施工的工作量少，维修方面(5)可靠性高，抗干扰能力强

2、PLC应用

(1)运动控制

(2)逻辑控制

(3)过程控制

(4)数据处理

(5)构建网络控制

1.设计三菱plc控制电动机正反转梯形图

利用两个或多个常闭触点来保证线圈不会同时通电的功能成为“互锁”。三相异步电动机的正反转控制电路即为典型的互锁电

路，如图所示。其中KMI和KM2分别是控制正转运行和反转运行的交流接触器。

2.设计三相异步电动机的正反转控制电路

如图所示为采用plc控制三相异步电动机正反转的外部I/O接线图和梯形图。实现正反转控制功能的梯形图是由两个起保停的梯形图再加上两者之间的互锁触点构成。

• 3.设计PLC控制电动机正反转的I/O表

应该注意的是虽然在梯形图中已经有了软继电器的互锁触点(X1与X0、Y1与Y0)但在1/0接线图的输出电路中还必须使用 KM1、KM2的常闭触点进行硬件互锁。因为PLC软继电器互锁只相差一个扫描周期，而外部硬件接触器触点的断开时间往往大于一个扫描周期，来不及响应，日触点的断开时间一般较闭合时间长。

3.1三相异步电机的正反转PLC控制

在生产过程中往往要求电动机能够实现正反两个方向的转动,如起重机吊钩的上升与下降，机床工作台的前进与后退等等。由电动机原理可知，只要把电动机的三相电源进线中的任意两相对调，就可改变电动机的转向。因此正反转控制电路实质上是两个方向相反的单相运行电路，为了避免误动作引起电源相间短路，必须在这两个相反方向的单向运行电路中加设必要的互锁。按照电动机可逆运行操作顺序的不同，就有了“正-停-反”和“正-反-停”两种控制电路在正反两个接触器中互串一个对方的动新触点，这对动断触点称为互锁触点或连锁触点。 这样当按下正转启动按钮SB2时，正转接触器KM1线圈通电，主触点闭连锁触点。这样当按下正转启动按钮SB2时，正转接触器KM1线圈通电，主触点闭合，电动机正转，与此同时由于KM1的动断辅助触点断开而切断了反转接触器KM2的线圈电路。因此，即使按反转启动按钮 SB3，也不会使反转接触器的线圈通电工作。同理，在反转接触器KM2动作后，也保证了正转接触器KM1的线圈电路不能再工作。 PLC控制的工作过程的分析:按下SB2，输入继电器X001常开触点闭合，输出继电器Y000线圈得电，其常开触点闭合，驱动接触器KM1线圈得电。

KM1主触点闭合，电动机M正向启动运转，同时输出继电器Y000常开触点闭合实现自锁，电动机M连续正向运转。指令语句表控制程序:语句号 指令 元素

按下SB1，输入继电器X000动断触点断开，输出继电器Y000均复位，外接接触器KM1随之复位，电动机停止运转。 按下SB3，继电器输入X002常开触点闭合，输出继电器Y001线圈得电，其常开触点闭合实现输出驱动和自锁功能，KM1主触点闭合，电动机M方向起动运转。

为了避免短路事故的发生所以我们利用接触器连锁保护的接触器电路。三相异步电动机的正反转控制线路作为一个基本控制环节，在电气控制线路中应用的非常广泛。接触器互锁的三相异步电动机正反转的控制线路更是取代了传统的继电器控制线路，使电动机的控制有了进一步的提高。

接触器互锁的三相异步电动机正反转控制线路如图。线路中采用了两个接触器，即正转用的接触器KM1和反转用的接触器KM2，它们分别由控制按钮SB2、SB3控制。这两个接触器的主触头所接通的电源相序不同，KM1按L1-L2-L3相序接线， KM2则对调了两相的相序。控制电路有两条，一条由按钮SB2和KM1线圈等组成正转控制电路;另一条由按钮SB3和KM2线圈等组成的反转控制电路。

3.3 三相异步电动机使用PLC控制优点

本文设计就对三相异步电动机的正反转控制，顺序起动等系统进行了设计，还有其它的像制动和调速控制在这里我就没有设计，其实主电路都是一样的，就控制电路有一点小差异，使用PLC控制三相异步电动机有很多好处的:不易老化，设备简单，结构合理，便于控制价格便宜等。

plc的通用性可靠性检修快速性安全性是非常强大的，所以用其控制是非常方便的，值得一提的是他的价格可能会高一些，但是绝对是物超所值。

1.3三相异步电动机的制动

三相异步电动机脱离电源之后，由于惯性，电动机要经过一定的时间后才会慢慢停下来但有些生产机械要求能迅速而准确地停车，那么就要求对电动机进行制动控制。电动机的制动方法可以分为两大类:机械制动和电气制动。机械制动一般利用电磁抱闸的方法来实现;电气制动一般有能耗制动、反接制动和回馈发电制动三种方法。