PLC在三相異步電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制電路中的應(yīng)用目錄TOC\o"1-3"\h\u21273引言 1299561三相異步電動(dòng)機(jī)簡(jiǎn)介 27661.1三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ) 2287541.1.1三相異步電機(jī)定子 3192631.1.2三相異步電機(jī)轉(zhuǎn)子 3224451.2三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理 322901.3三相異步電動(dòng)機(jī)如何實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn) 499582PLC基礎(chǔ)的知識(shí) 5223822.1PLC簡(jiǎn)介 519482.2繼電器與PLC控制的區(qū)別 7202093接觸器控制三相異步電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn) 7229823.1三相異步電機(jī)正反轉(zhuǎn)的接觸器控制 775533.1.1接觸器控制三相異步電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)工作原理 7208803.1.2接觸器控制三相異步電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)工作過(guò)程 8296473.2接觸器控制三相異步電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)的不足 9238704三相異步電動(dòng)機(jī)的PLC控制 9199984.1三相異步電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)PLC控制 9232714.2PLC控制電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)互鎖設(shè)計(jì) 1085754.2.1PLC控制電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)電路的主接線圖 1095454.2.2PLC控制三相異步電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)的梯形圖 11306964.2.3PLC控制電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)電路分析 13307274.2.4PLC的I/O分配 1466284.2.5系統(tǒng)流程圖 15284314.3三相異步電機(jī)使用PLC控制優(yōu)點(diǎn) 166902結(jié)束語(yǔ) 1616892參考文獻(xiàn) 18引言隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，自動(dòng)控制裝置具有越來(lái)越深入各種應(yīng)用領(lǐng)域。由于環(huán)保和清潔的優(yōu)勢(shì)，電力在社會(huì)的應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛，也導(dǎo)致人們對(duì)電機(jī)的需求也不斷加大。因此，一旦電機(jī)裝置出現(xiàn)問(wèn)題、損壞所影響人們的生活問(wèn)題甚至導(dǎo)致工廠停工所造成的經(jīng)濟(jì)損失非常巨大。需要在電機(jī)出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)采取相應(yīng)的措施，減少經(jīng)濟(jì)損失，提高經(jīng)濟(jì)效益，所以對(duì)電機(jī)現(xiàn)場(chǎng)的一些參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控是非常必要的。然而由于三相異步電機(jī)是一種將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移或直線位移的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，脈沖信號(hào)被接收到，它就依照異步電機(jī)提前制定好的方向朝一個(gè)方位去轉(zhuǎn)動(dòng)，角位移量能依據(jù)接收到的脈沖數(shù)量來(lái)計(jì)算，此時(shí)定位的功能就實(shí)現(xiàn)了。一般來(lái)說(shuō)，電機(jī)轉(zhuǎn)速和加速度的控制也可以通過(guò)脈沖的接收頻率來(lái)計(jì)算，此時(shí)調(diào)速的功能也能實(shí)現(xiàn)了。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，技術(shù)的進(jìn)步和電子技術(shù)的發(fā)展，異步電機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域更加廣闊，但對(duì)于異步電機(jī)的精度和控制方面的也有了更進(jìn)一步的需求。原始的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)雖然穩(wěn)定但應(yīng)用的范圍比較窄，對(duì)于各種各樣需求，本設(shè)計(jì)就采用當(dāng)前流行的PLC來(lái)對(duì)電機(jī)進(jìn)行控制，從而使異步電機(jī)系統(tǒng)更加，具有更強(qiáng)的可靠性和運(yùn)動(dòng)性能等。因?yàn)樾枰棵}沖來(lái)實(shí)現(xiàn)電機(jī)的定位和控制，所以異步電機(jī)又被稱為脈沖電動(dòng)機(jī)或者是階躍電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)主要由定子和轉(zhuǎn)子組成，其中含有大量線圈，通過(guò)向線圈施加電脈沖信號(hào)，產(chǎn)生矢量磁場(chǎng)，進(jìn)而帶動(dòng)轉(zhuǎn)子進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，每施加一個(gè)脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)子就會(huì)旋轉(zhuǎn)一定的角度，當(dāng)高頻率的施加電脈沖信號(hào)時(shí)，轉(zhuǎn)子就會(huì)連續(xù)不斷的旋轉(zhuǎn)，最終使異步電機(jī)旋轉(zhuǎn)。傳統(tǒng)的異步電機(jī)控制系統(tǒng)引線多，所耗的空間大，并且內(nèi)部接線紛亂，造價(jià)高，和目前的異步電機(jī)來(lái)比，其更容易受到干擾。目前應(yīng)用的異步電機(jī)和傳統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)相比有許多優(yōu)點(diǎn)，不會(huì)出現(xiàn)積累誤差，因此廣泛應(yīng)用于精確的定位系統(tǒng)。除此之外，不需要A/D轉(zhuǎn)換也能直接處理數(shù)字信號(hào)，控制系統(tǒng)比較方便;異步電機(jī)不需要進(jìn)行數(shù)字信號(hào)和模擬信號(hào)之問(wèn)的轉(zhuǎn)變，這使得異步電機(jī)在反向和變速上其反應(yīng)速度也更快更精確，響應(yīng)效果較好;異步電機(jī)的整體結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，性價(jià)比極高。異步電機(jī)可根據(jù)不同的情況進(jìn)行劃分，按種類劃分可分為機(jī)械式異步電機(jī)，電磁式異步電機(jī)，組合式異步電機(jī)。按結(jié)構(gòu)特點(diǎn)劃分可分為反應(yīng)式異步電機(jī)，永磁式異步電機(jī)，以及混合式異步電機(jī)。以PLC為控制核心的異步電機(jī)控制系統(tǒng)通常可用于獲得更好的性能控制結(jié)果。然而，現(xiàn)有一些控制系統(tǒng)仍然相對(duì)復(fù)雜，并且現(xiàn)實(shí)中實(shí)現(xiàn)控制效果操作相對(duì)復(fù)雜。此外，存在操作不方便的問(wèn)題，導(dǎo)致人與設(shè)備之間的交互性不強(qiáng)，還需要不斷加以改進(jìn)。所以當(dāng)下對(duì)基于PLC的異步電機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行研究和改進(jìn)非常必要。本文主要對(duì)基于PLC的三相異步電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制進(jìn)行研究。通過(guò)按鍵開(kāi)關(guān)進(jìn)行異步電機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制，可以按要求進(jìn)行調(diào)速，范圍較廣，控制方式比較簡(jiǎn)單，異步電機(jī)運(yùn)行較為平穩(wěn)，能較好的消除振蕩與失步現(xiàn)象。所以本文的研究對(duì)今后的異步電機(jī)具有一定的研究意義。1三相異步電動(dòng)機(jī)簡(jiǎn)介三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)它的結(jié)構(gòu)類似于單相電動(dòng)機(jī)。不同的是，三相電機(jī)的定子由三組完全對(duì)稱的繞組組成，繞組嵌入在定子鐵芯槽中，在空間分布上錯(cuò)開(kāi)120度。三個(gè)繞組可以以Y形或△形形式連接。如果三相對(duì)稱電流（即三相電流為120°），在不同的定子繞組中，定子與轉(zhuǎn)子之間的氣隙中產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，通過(guò)電磁感應(yīng)導(dǎo)致轉(zhuǎn)子產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩。三相線繞型異步電機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，性能優(yōu)異，扭矩、效率和功率因數(shù)都高于單級(jí)異步電機(jī)，使空調(diào)功能更加強(qiáng)大，如機(jī)艙空調(diào)壓縮機(jī)，多為三相線繞型異步電機(jī)。圖1.1三相線繞型異步電機(jī)的結(jié)構(gòu)組成三相異步電機(jī)定子三相異步電動(dòng)機(jī)的定子由芯、繞組和機(jī)架組成.芯由0.35-0.5毫米厚的硅鋼制成，表面涂有絕緣漆，這是磁路的一部分。芯的內(nèi)表面由多個(gè)平行槽組成，用于纏繞定子。定子繞組是電機(jī)的電磁電路，所以它的主要作用是產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，可分為分布式和集中式。機(jī)架的作用是固定和保持定子芯，它的外觀需要良好的散熱性能，因此通常鑄造采用散熱片設(shè)計(jì)。三相異步電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子桿、繞組和轉(zhuǎn)子軸構(gòu)成轉(zhuǎn)子的基本結(jié)構(gòu)，而鐵芯則安裝在硅鋼板制成的轉(zhuǎn)子軸上。三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子繞組用銅插入轉(zhuǎn)子槽中，然后將整個(gè)銅條插入兩個(gè)銅端環(huán)中，產(chǎn)生的電流和電磁轉(zhuǎn)矩。轉(zhuǎn)子軸用于保持轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)矩，并確保定子和轉(zhuǎn)子之間的空氣間隙均勻。三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理在交流電動(dòng)機(jī)定子鐵心內(nèi)，根據(jù)實(shí)際情況設(shè)置三個(gè)繞組。交流異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子總體上具有不同的結(jié)構(gòu)電路、繞組和籠型轉(zhuǎn)子。前者由分布在內(nèi)芯上的三相繞組組成，并與外接相連，后者與電源沒(méi)有緊密聯(lián)系，第二內(nèi)繞組具有自閉合功能，使表面更加簡(jiǎn)單方便。在建立旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的基礎(chǔ)上，促進(jìn)三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行，這種電動(dòng)機(jī)定子的繞組主要是由旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的出現(xiàn)引起的。在正弦振蕩和120度差時(shí)，三相電流在進(jìn)入定子繞組時(shí)形成磁場(chǎng)，正弦分布在空氣間隙周圍，而電角的速度等于定子的電流頻率.特別是當(dāng)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)出現(xiàn)時(shí)，轉(zhuǎn)子可以切割旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的磁線，這伴隨著感應(yīng)電流，轉(zhuǎn)子導(dǎo)帶電流與上述磁場(chǎng)相互作用，導(dǎo)致電磁力的產(chǎn)生，在旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向上控制轉(zhuǎn)子。這里應(yīng)該指出，影響轉(zhuǎn)矩的決定性因素是這種電流的相應(yīng)分量。站在異步電動(dòng)機(jī)的交流電上分析定子繞組的相位角變化和輸入電壓幅度可引起立竿見(jiàn)影的反應(yīng)電機(jī)。但在類似負(fù)載下扭矩的變化會(huì)引起不穩(wěn)定的反應(yīng)，影響電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩，并導(dǎo)致不平衡，當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速發(fā)生變化時(shí)，將得到一個(gè)全新的穩(wěn)定轉(zhuǎn)速值。在常規(guī)條件下，異步電機(jī)必須在異步期間運(yùn)行，以完成動(dòng)力變化，并準(zhǔn)備轉(zhuǎn)矩。電動(dòng)機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速小于磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速，此時(shí)轉(zhuǎn)子導(dǎo)條和磁場(chǎng)不會(huì)出現(xiàn)相對(duì)運(yùn)動(dòng)，因此不會(huì)出現(xiàn)劃分磁力線，也無(wú)法得到電磁轉(zhuǎn)矩，所以轉(zhuǎn)速肯定會(huì)少于其他速度。三相異步電動(dòng)機(jī)如何實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)圖1.1是三相線繞型異步電機(jī)的示意圖。該電機(jī)的定子具有八個(gè)主磁極，這些磁極配有兩組控制線圈A和B，它們以90°的電角度相互補(bǔ)償。均勻分布的轉(zhuǎn)子由環(huán)形永磁體和兩端的四個(gè)帽形鐵芯組成。這些鐵芯也有小的，均勻分布的齒，但是兩者的安裝位置的特點(diǎn)是從軸向角度看它們是一半堆疊的。根據(jù)圖1.2中兩個(gè)繞組A和B的矢量圖，可以獲得微型空間電機(jī)的不同工作模式。下面就以兩相八拍步進(jìn)電動(dòng)機(jī)為例說(shuō)明這一運(yùn)行原理。如果A（+）和A（-）分別代表A相+5V的電源和-5V電源，則B（+）和B（-）代表B相的電源。分別加上+5V和-5V電源。當(dāng)按圖3所示順序?qū)相和B相連接到5V正負(fù)電源時(shí)，異步電機(jī)的定子部分將激活一對(duì)在兩個(gè)磁極和相鄰磁極之間旋轉(zhuǎn)的桿和轉(zhuǎn)子。永磁體彼此對(duì)應(yīng)，從而通過(guò)一對(duì)牽拉轉(zhuǎn)子來(lái)打開(kāi)轉(zhuǎn)子。以這種方式，通過(guò)改變動(dòng)力序列，可以改變空間電動(dòng)機(jī)的步數(shù)，操作方向和速度。假設(shè)從功率到步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)的鏈條順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，則典型的兩相八拍步進(jìn)電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)的通電狀態(tài)的變化規(guī)律是：A(+)→A(+)B(－)→B(－)→B(－)A(－)→A(－)→A(－)B(+)→B(+)→A(+)B(+)→A(+)圖1.2三相線繞型異步電機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖圖1.3繞組通電矢量圖圖1.4兩相八拍通電規(guī)律步進(jìn)電動(dòng)機(jī)兩相四拍正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)的通電狀態(tài)的變化規(guī)律：正轉(zhuǎn)：A(+)→B(－)→A(－)→B(+)→A(+)；反轉(zhuǎn)：A(+)→B(+)→A(－)→B(－)→A(+)。2PLC基礎(chǔ)的知識(shí)2.1PLC簡(jiǎn)介一般來(lái)說(shuō)，PLC的整體結(jié)構(gòu)主要分為三個(gè)部分，輸入、輸出以及控制部分，其中控制部分主要包括CPU、存儲(chǔ)器以及電源。具體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖2.1所示。圖2.1PLC內(nèi)部結(jié)構(gòu)（1）中央處理器CPU中央處理器相當(dāng)于人的大腦，CPU能夠接收輸入單元的信號(hào)，并對(duì)其進(jìn)行計(jì)算和處理，以實(shí)現(xiàn)輸入和輸出的協(xié)調(diào)協(xié)調(diào)。在PLC系統(tǒng)的運(yùn)行過(guò)程中，適當(dāng)?shù)挠?jì)算和邏輯運(yùn)算可以在很大程度上增加運(yùn)算效率。（2）存儲(chǔ)器控制器和CPU一樣，也是整個(gè)系統(tǒng)的必要組成部分之一。一般來(lái)說(shuō)存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)空間主要分為RAM和ROM，兩者分別對(duì)應(yīng)程序隨機(jī)運(yùn)行所占用的空間以及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的空間。（3）輸入輸出單元輸入輸出單元根基不同的使用場(chǎng)景存在一定的區(qū)別，具體的溝通的方式和三極管很相似，源極和漏極輸入如圖2.2所示。圖2.2PLC漏形輸入和源形輸入接線（4）電源部分電源是PLC系統(tǒng)的啟動(dòng)部分，一般來(lái)說(shuō)電源通過(guò)直流電源的高低電平對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的開(kāi)關(guān)進(jìn)行開(kāi)閉的控制，此外需要注意的是PLC的穩(wěn)定運(yùn)行需要保證穩(wěn)定的直流電流。2.2繼電器與PLC控制的區(qū)別繼電器控制系統(tǒng)由繼電器、接觸器和熱電偶等電氣元件組成，其主要作用是實(shí)施起動(dòng)，電動(dòng)機(jī)停車、制動(dòng)、反轉(zhuǎn)和調(diào)速；實(shí)施同一電氣設(shè)備的遠(yuǎn)程控制、集中控制和多點(diǎn)遠(yuǎn)程控制；實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)和電氣設(shè)備的自動(dòng)保護(hù)。繼電器控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單，易于維護(hù)，易于調(diào)整，人員也易于掌握，同時(shí)系統(tǒng)更加靈活，同時(shí)該系統(tǒng)靈活性較大，對(duì)不同類型、不同容量的電動(dòng)機(jī)都有適合的繼電器控制系統(tǒng)。而PLC控制器直接代替自然繼電接觸器控制系統(tǒng)，大大降低了系統(tǒng)控制的能力和成本。PLC控制器采集輸入設(shè)備信號(hào)，通過(guò)控制器PLC程序進(jìn)行邏輯處理，輸出到輸出設(shè)備，然后控制啟動(dòng)，電動(dòng)機(jī)停止和其他動(dòng)作。PLC控制系統(tǒng)大大提高了控制系統(tǒng)的靈活性，在需要改變電機(jī)控制模式時(shí)，只需修改PLC控制器程序。繼電器控制系統(tǒng)的電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)方式較為傳統(tǒng)，在PLC控制器尚未在更大范圍內(nèi)使用時(shí)，屬于較為傳統(tǒng)的系統(tǒng)，對(duì)比繼電器控制，PLC控制取代了物理連接以實(shí)現(xiàn)邏輯控制的繼電器接觸器，并且PLC程序易于修改。3接觸器控制三相異步電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)3.1三相異步電機(jī)正反轉(zhuǎn)的接觸器控制3.1.1接觸器控制三相異步電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)工作原理接觸器控制系統(tǒng)框圖如圖3.1所示，繼電器-接觸器控制系統(tǒng)以繼電器與接觸器實(shí)物，用導(dǎo)線進(jìn)行連接。圖3.1接觸器控制系統(tǒng)框圖圖3.2三相異步電機(jī)直接啟動(dòng)控制線路實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)、停堆等控制.輸入裝置發(fā)送信號(hào)，經(jīng)繼電接觸器控制系統(tǒng)處理后，控制輸出裝置，對(duì)電機(jī)進(jìn)行控制。輸入裝置最常是按鈕、開(kāi)關(guān)和旋鈕，輸出裝置最常是繼電器和電磁閥。圖3.2是三相異步電機(jī)直接啟動(dòng)控制線路，其中繼電器接觸器作為控制系統(tǒng)，起動(dòng)電機(jī)：（1）連接QS隔離開(kāi)關(guān)，接通電源；（2）按下SB1啟動(dòng)按鈕，KM觸點(diǎn)閉合，KM接觸器通電，M電機(jī)啟動(dòng)；（3）KM接觸器斷電，并指示燈為H1。3.1.2接觸器控制三相異步電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)工作過(guò)程正轉(zhuǎn)控制：按SB2正旋轉(zhuǎn)按鈕→接觸器KM1線圈電氣化→KM1主觸點(diǎn)閉合，KM1接觸器閉合→電動(dòng)機(jī)自述.同時(shí)，KM1鎖定觸點(diǎn)與KM2斷開(kāi)連接.反轉(zhuǎn)控制：按SB3反轉(zhuǎn)按鈕→接觸器KM2線圈電氣化→KM2主觸點(diǎn)閉合、KM2接觸器閉合→電動(dòng)機(jī)自述。同時(shí)，KM2阻斷了接觸，阻斷了KM1。停止控制：按SB1停止按鈕，斷開(kāi)KM2線圈，斷開(kāi)KM2主觸點(diǎn)，斷開(kāi)KM2觸點(diǎn)，停止電機(jī)反轉(zhuǎn)。KM1閉合，以準(zhǔn)備正面轉(zhuǎn)向。圖3.3接觸器控制正反轉(zhuǎn)線路由以上工作原理分析知道，要改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向時(shí)，必須先按下停止按鈕，解除聯(lián)鎖后，再按下反轉(zhuǎn)按鈕，才能使電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)。3.2接觸器控制三相異步電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)的不足接觸器控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單，易于維護(hù)，易于調(diào)整，人員也易于掌握，同時(shí)系統(tǒng)更加靈活，對(duì)于不同類型和電動(dòng)機(jī)容量，合適的繼電器-接觸器控制系統(tǒng).然而，目前使用的接觸器不足以控制，例如，由于相位不足或過(guò)載，電動(dòng)機(jī)的工作，接觸器不能切斷電磁線圈，電機(jī)會(huì)燃燒更長(zhǎng)時(shí)間。這不僅是因?yàn)榫S修費(fèi)用，而且重新安裝電動(dòng)機(jī)需要很長(zhǎng)時(shí)間才能影響正常生產(chǎn)。4三相異步電動(dòng)機(jī)的PLC控制4.1三相異步電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)PLC控制常用的PLC控制器有西門子200系列、西門子300系列、富士康400系列、CX8050倍等控制器。以西門子可編程控制器CPU226為例，電機(jī)的啟動(dòng)按鈕和停止按鈕分別與PLC控制器的數(shù)字輸入端連接。在從可編程邏輯控制器接收“啟動(dòng)”按鈕信號(hào)后，可編程邏輯控制器判斷電動(dòng)機(jī)是否啟動(dòng)。（1）啟動(dòng)按鈕是否按下？（2）是否有急停信號(hào)？（3）電動(dòng)機(jī)是否有故障？在滿足起動(dòng)條件時(shí)，電動(dòng)機(jī)起動(dòng)。當(dāng)按下“停止”按鈕時(shí)，信號(hào)輸入可編程邏輯控制器，可編程邏輯控制器接收電機(jī)停止控制信號(hào)。當(dāng)電機(jī)處于工作狀態(tài)時(shí)，會(huì)出現(xiàn)過(guò)流、過(guò)載、過(guò)熱、斷相、斷相、兩相粘連等故障，可編程邏輯控制器將停止電機(jī)控制。圖4.1PLC控制系統(tǒng)框圖4.2PLC控制電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)互鎖設(shè)計(jì)4.2.1PLC控制電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)電路的主接線圖由若干數(shù)量繼電器組成的傳統(tǒng)的繼電器控制線路，它們?yōu)樯a(chǎn)過(guò)程中的自動(dòng)控制提供支持。有的控制系統(tǒng)可能由成百上千個(gè)、種類又不相同的繼電器構(gòu)成，這就導(dǎo)致一旦某個(gè)繼電器的損壞，甚至某個(gè)繼電器的觸點(diǎn)接觸不良，就會(huì)導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)無(wú)法正常工作，達(dá)不到原來(lái)的控制效果。出現(xiàn)故障后，要進(jìn)行檢查和排除故障又非常困難。而連接如此多的繼電器所需的導(dǎo)線是成千上萬(wàn)的，這些繼電器的安裝又需要眾多的繼電器控制柜，其在工作的過(guò)程中能夠產(chǎn)生較大的噪聲，而且不便于安裝，需要較大的空間。假如需要工作的條件發(fā)生改變之后，必須增加相應(yīng)的控制柜，從而增加工作量，有時(shí)需要進(jìn)行控制系統(tǒng)的重置，這樣不能體現(xiàn)經(jīng)濟(jì)性的要求。而采用PLC控制不僅安全可靠、維護(hù)方便，隨著生產(chǎn)要求、生產(chǎn)工藝、生產(chǎn)環(huán)境等發(fā)生改變，也能通過(guò)擴(kuò)展接口和修改程序來(lái)滿足新的控制要求。系統(tǒng)的PLC控制線路圖如下圖4.2所示。圖4.2系統(tǒng)的PLC控制線路圖圖4.3系統(tǒng)梯形圖4.2.2PLC控制三相異步電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)的梯形圖根據(jù)控制要求設(shè)計(jì)了PLC控制系統(tǒng)梯形圖見(jiàn)圖4.4。圖4.4步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的PLC控制系統(tǒng)梯形圖（1）移位寄存器SFT10→10的1000～1005產(chǎn)生六個(gè)的時(shí)序脈沖，IN端子的信號(hào)連續(xù)移至1000?1005，在CP端的1106的作用下，每檔移位脈沖信號(hào)為1拍，6拍為1周期，脈沖頻率移位中產(chǎn)生的時(shí)鐘由變化的脈沖信號(hào)的頻率確定。（2）輔助繼電器由1200、1201、1202組成。1200、1201、1202的三相六拍環(huán)形分配器通電次序見(jiàn)圖4.5。圖4.5通電順序（3）異步電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制分別通過(guò)0500、0501、0502完成。①當(dāng)正反轉(zhuǎn)按鈕SB5常開(kāi)時(shí)，起始點(diǎn)0005截止，隨后異步電機(jī)的通電次序?yàn)椋?500（A相）→0500、0501（A、B相）→0501（B相）→0501、0502（B、C相）→0502（C相）→0502、0500（C、A相）→0500（A），此時(shí)異步電機(jī)正轉(zhuǎn)。②按SB5時(shí)，輸入點(diǎn)0005接通，則通電次序是B→B、A→A→A、C→C→C、B→B，此時(shí)電機(jī)反轉(zhuǎn)。當(dāng)按銨SB1啟動(dòng)按鈕時(shí)，將連接0001入口點(diǎn)，并且空間電動(dòng)機(jī)可以產(chǎn)生三相六拍通電。（4）脈沖控制器由1105、1106和1107組成。緩沖電機(jī)的脈沖頻率控制可分為三種控制模式：①快速模式是一種振蕩器，其中包括輔助繼電器1105及其線圈的常閉觸點(diǎn)。振蕩器產(chǎn)生的快速振蕩脈沖周期是程序掃描周期；②時(shí)鐘脈沖011是由特殊繼電器1900以慢速狀態(tài)產(chǎn)生的；③單步方式使用主要優(yōu)勢(shì)差分指令（DIFU）從輔助繼電器生成單步脈沖，其脈沖頻率由SB6控制；1107脈沖控制器以移位寄存器信號(hào)的形式生成不同頻率的脈沖。4.2.3PLC控制電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)電路分析（1）正轉(zhuǎn)啟動(dòng)正轉(zhuǎn)啟動(dòng)，SB2閉合，正轉(zhuǎn)接觸器KM1通電，KM1的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，線圈KM1的自動(dòng)閉合。同時(shí)，初級(jí)電路的初級(jí)觸點(diǎn)KM1將閉合，電動(dòng)機(jī)正向旋轉(zhuǎn)的啟動(dòng)電路形成一個(gè)環(huán)，電動(dòng)機(jī)將能夠正向旋轉(zhuǎn)，KM2、KM3的控制回路斷開(kāi)。正轉(zhuǎn)啟動(dòng)示意圖如下圖4.6。圖4.6正轉(zhuǎn)啟動(dòng)示意圖（2）反轉(zhuǎn)啟動(dòng)反向觸點(diǎn)KM2的繞組后接電源，常開(kāi)觸點(diǎn)KM2打開(kāi)。保持KM2線圈始終通電是自動(dòng)閉合的。按鈕SB3閉合時(shí)，反向啟動(dòng)，同時(shí)，初級(jí)電路的初級(jí)觸點(diǎn)KM2將閉合，電動(dòng)機(jī)正向旋轉(zhuǎn)的啟動(dòng)電路形成一個(gè)環(huán)，電動(dòng)機(jī)將能夠正向旋轉(zhuǎn)，KM1、KM3的控制回路斷開(kāi)。反轉(zhuǎn)啟動(dòng)示意圖如下圖4.7。圖4.7反轉(zhuǎn)啟動(dòng)示意圖（3）停機(jī)制動(dòng)停止按鈕SB1閉合，制動(dòng)接觸器KM3閉合通電，KM3的常開(kāi)觸頭閉合，保持KM3線圈始終通電是自動(dòng)閉合的。同時(shí)，初級(jí)電路的初級(jí)觸點(diǎn)KM3將閉合，電動(dòng)機(jī)正向旋轉(zhuǎn)的啟動(dòng)電路形成一個(gè)環(huán)，電動(dòng)機(jī)將能夠正向旋轉(zhuǎn)，KM1、KM2的控制回路斷開(kāi)。圖4.8停機(jī)示意圖當(dāng)達(dá)到預(yù)定的數(shù)值時(shí)，時(shí)間繼電器內(nèi)部的延遲觸點(diǎn)將處于斷開(kāi)狀態(tài)，而常開(kāi)輔助觸點(diǎn)將處于不會(huì)工作。當(dāng)KM3線圈處于失電狀態(tài)時(shí)，其主觸點(diǎn)無(wú)電流通過(guò)，輔助常開(kāi)觸點(diǎn)能夠?qū)崿F(xiàn)常開(kāi)，從而電動(dòng)機(jī)完成制動(dòng)，停機(jī)過(guò)程示意圖如下圖3.7所示。可編程控制器可用于輕松控制電動(dòng)機(jī)的速度和位置，以方便各種步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的操作并完成各種復(fù)雜的任務(wù)。4.2.4PLC的I/O分配為了編制、閱讀程序方便，這里給出輸入/輸出接線端子的分配表4.1和各元件的分配表4.2。表4.1輸入/輸出接線端子分配表分類元器件輸入/輸出標(biāo)號(hào)作用輸入按鈕SB1X000開(kāi)始按鈕SB2X001停止輸出A相繞組Y001A相接正5V電源Y000A相接負(fù)5V電源B相繞組Y002B相接負(fù)5V電源Y003B相接正5V電源表4.2各種元件分配表各種軟器件標(biāo)號(hào)作用特殊狀態(tài)寄存器M8002上電運(yùn)行軟時(shí)間繼電器T0確定異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速T1狀態(tài)寄存器D0轉(zhuǎn)速參數(shù)存儲(chǔ)狀態(tài)寄存器S20第1拍異步運(yùn)行S21第2拍異步運(yùn)行S22第3拍異步運(yùn)行S23第4拍異步運(yùn)行S24第5拍異步運(yùn)行S25第6拍異步運(yùn)行S26第7拍異步運(yùn)行S27第8拍異步運(yùn)行S0初始化由輸入/輸出接線端子分配表，完成PLC的外部接線圖。4.2.5系統(tǒng)流程圖三相異步電機(jī)需要通過(guò)不停地轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)作業(yè)，在慣性的作用下，其動(dòng)能較強(qiáng)，即便是在切斷電源的情況下，電機(jī)也需要經(jīng)過(guò)一段時(shí)間緩沖才能停下。通過(guò)PLC來(lái)對(duì)其進(jìn)行制動(dòng)控制，在相反運(yùn)行的兩個(gè)單項(xiàng)電路質(zhì)之間進(jìn)行互鎖設(shè)置，從而達(dá)到理想的控制效果。系統(tǒng)流程圖如下圖4.10所示。圖4.10系統(tǒng)流程圖4.3三相異步電機(jī)使用PLC控制優(yōu)點(diǎn)PLC主要由節(jié)點(diǎn)、I/O接口、擴(kuò)展程序員接口、網(wǎng)絡(luò)、外部設(shè)備接口等組成，執(zhí)行任務(wù)按順序掃描，連續(xù)循環(huán)。