電氣控制與PLC技術博學多能厚德篤行項目三三相異步電動機正、反轉控制線路應知點：1、了解三相異步電動機的正、反轉控制線路的組成和工作原理；2、了解三相異步電動機的正、反轉控制線路的接線等實際操作；3、了解三相異步電動機的正、反轉控制線路的保護方法。應會點：1、掌握三相異步電動機的正、反轉控制線路的工作原理的分析；2、掌握三相異步電動機的正、反轉控制線路的應用。

任務一繼電器—接觸器正、反轉控制線路一、任務簡述生產中許多機械設備往往要求運動部件能向正反兩個方向運動，如機床工作臺的前進與后退；起重機的上升與下降等，這些生產機械要求電動機能實現正反轉控制。改變接通電動機定子繞組的三相電源相序，即把接入電動機的三相電源進線中的任意兩根對調，電動機即可實現反轉。

任務一繼電器—接觸器正、反轉控制線路如圖3-1所示，此系統要求電動機能夠在A、B之間往復運動，因此需要通過電動機的正轉與反轉的切換，實現其正程與逆程控制。圖3-1要求實現電動機正、反轉控制的示例圖任務一繼電器—接觸器正、反轉控制線路二、相關知識（一）三相電動機正反轉原理在三相電源中，各相電壓經過同一值（最大值或最小值）的先后次序稱為三相電源的相序。如果各相電壓的次序為A-B-C（或B-C-A、C-A-B），則這樣的相序為正序或順序。如果各相電壓經過同一值的先后次序為A-C-B（或C-B-A、B-A-C），則這種相序稱為負序或逆序。

任務一繼電器—接觸器正、反轉控制線路如圖3-2所示，將三相電源進線（A、B、C）依次與電動機的三相繞組首端（U、V、W）相連，就可使電動機獲得正序交流電而正向旋轉；只要將三相電源進線中的兩相導線對調，就可改變電動機的通電相序，使電動機獲得反序交流電而反向旋轉。圖3-2電動機正轉與反轉相序調相圖任務一繼電器—接觸器正、反轉控制線路（二）三相異步電動機正、反轉控制要求電動機正反轉起動控制線路最基本的要求就是實現正轉和反轉，但三相異步電動機原理與結構決定了電動機在正轉的時候，不可能馬上實現反轉，必須要停車之后方能開始反轉，故三相異步電動機正、反轉控制要求如下：1、當電動機處于停止狀態時，此時可正轉起動，也可反轉起動；2、當電動機正轉起動后，可通過按鈕控制其停車，隨后進行反轉起動；3、同理，當電動機反轉起動后，可通過按鈕控制其停車，隨后進行正轉起動。任務一繼電器—接觸器正、反轉控制線路三、應用實施電動機正反轉起動控制線路常用于生產機械的運動部件能向正反兩個方向運動的電氣控制。常用的正反轉控制線路有：接觸器聯鎖的正反轉控制線路、按鈕聯鎖的正反轉控制線路和按鈕、接觸器雙重聯鎖控制線路。1、接觸器聯鎖的正反轉控制線路

（1）線路的構成圖3-3接觸器聯鎖的正反轉控制線路任務一繼電器—接觸器正、反轉控制線路控制圖中采用了兩個接觸器，即一個正轉接觸器KM1和一個反轉接觸器KM2，它們分別由正轉起動按鈕SB1和反轉起動按鈕SB2控制。從主電路中可以看出，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的相序（正序）接線；KM2則對調了L1與L3兩相的相序，按L3→12→L1相序（逆序）接線。相應的控制電路有兩條：一條是由按鈕SB1和KM1線圈等組成的正轉控制電路；另一條是由按鈕SB2和KM2線圈等組成的反轉控制電路。任務一繼電器—接觸器正、反轉控制線路為保證正轉接觸器KM1和反轉接觸器KM2不得同時得電動作，否則將造成電源短路。因此，在正轉控制電路中串接了反轉接觸器KM2的常閉輔助觸頭，而在反轉控制電路中串接了正轉接觸器KM1的常閉輔助觸頭。這樣當KM1得電動作時，串接在反轉控制電路中的KM1的常閉觸頭斷開，切斷了反轉控制電路，保證了正轉接觸器KM1主觸頭閉合時，反轉接觸器KM2的主觸頭不能閉合。同樣，當KM2得電動作時，串接在正轉控制電路中的KM2常閉輔助觸頭斷開，切斷了正轉控制電路，從而可靠地避免了兩相電源短路事故的發生。上述這種在一個接觸器得電動作時，通過其常閉輔助觸頭使另一個接觸器不能得電動作的作用叫聯鎖（或互鎖）。實現聯鎖作用的常閉輔助觸頭稱為聯鎖觸頭（或互鎖觸頭）。任務一繼電器—接觸器正、反轉控制線路（2）控制線路的工作原理線路的起動控制原理如下：先合上電源開關QF。任務一繼電器—接觸器正、反轉控制線路從以上分析可見，接觸器聯鎖的正反轉控制線路，由電動機從正轉變為反轉時，必須先按下停止按鈕SB3后，才能按反轉起動按鈕，否則由于接觸器的聯鎖作用，不能實現反轉。為克服此線路的不足，可采用按鈕聯鎖或按鈕與接觸器雙重聯鎖的正反轉控制線路。任務一繼電器—接觸器正、反轉控制線路2、按鈕聯鎖的正反轉控制線路圖3-4按鈕互鎖的正反轉控制線路任務一繼電器—接觸器正、反轉控制線路將圖3-4中的正轉按鈕SB1和反轉按鈕SB2換兩個復合按鈕，并使復合按鈕的常閉觸頭代替接觸器的常閉聯鎖觸頭，就構成了按鈕聯鎖的正反轉控制線路。這種控制線路的工作原理與接觸器聯鎖的正反轉控制線路基本相同，只是當電動機從正轉改變為反轉時，直接按下反轉按鈕SB2即可實現，不必先按停止按鈕SB3。因為當按下反轉按鈕SB2時，串接在正轉控制電路中SB2的常閉觸頭先分斷，使正轉接觸器KM1線圈失電，KM1的主觸頭和自鎖觸頭分斷，電動機M失電慣性運轉。SB2的常閉觸頭分斷后，其常開觸頭才隨后閉合，接通反轉控制電路，電動機M便反轉。這樣即保證了KM1和KM2的線圈不會同時通電，又可不按停止按鈕而直接按反轉按鈕實現反轉。同樣，若使電動機從反轉運行變為正轉運行，也只要直接按正轉按鈕SB1即可。任務一繼電器—接觸器正、反轉控制線路這種線路的優點是操作方便，但容易產生電源兩相短路故障。如當正轉接觸器發生主觸頭熔焊或被雜物卡住等故障，即使接觸器線圈失電，主觸頭也分斷不開，這時若直接起動按下反轉按鈕SB2，KM2就得電動作，主觸頭閉合，必然造成電源L1與L3兩相短路故障。所以在各種設備的應用中往往采用按鈕、接觸器雙重聯鎖的控制線路。任務一繼電器—接觸器正、反轉控制線路3、按鈕、接觸器雙重聯鎖的正反轉控制線路按鈕、接觸器雙重聯鎖的控制線路是在按鈕聯鎖的基礎上，又增加了接觸器聯鎖，故兼有兩種聯鎖控制線路的優點，使線路操作方便、工作安全可靠。在機械設備的控制中被廣泛采用。按鈕、接觸器雙重聯鎖的正反轉控制線路與接線圖如圖3-5所示。任務一繼電器—接觸器正、反轉控制線路圖3-5雙重聯鎖的正反轉控制線路與接線圖任務一繼電器—接觸器正、反轉控制線路任務一繼電器—接觸器正、反轉控制線路任務一繼電器—接觸器正、反轉控制線路4、行程限位控制線路當生產機械的運動部件到達預定的位置時壓下行程開關的觸桿，將常閉觸點斷開，接觸器線圈斷電，使電動機斷電而停止運行，這種控制方式稱為限位控制，又稱行程控制。行程控制是在行程的終端加限位開關。行程開關又稱限位開關，用于控制機械設備的行程及限位保護。在實際生產中，將行程開關安裝在預先安排的位置，當裝于生產機械運動部件上的模塊撞擊行程開關時，行程開關的觸點動作，實現電路的切換。因此，行程開關是一種根據運動部件的行程位置而切換電路的電器，它的作用原理與按鈕類似。行程開關廣泛用于各類機床和起重機械，用以控制其行程、進行終端限位保護。在電梯的控制電路中，還利用行程開關來控制開關轎門的速度、自動開關門的限位，轎廂的上、下限位保護。行程開關按其結構可分為直動式、滾輪式、微動式和組合式。任務一繼電器—接觸器正、反轉控制線路（1）限位開關控制電動機停止的行程控制線路在機械加工行業中，生產車間安裝了行車起吊設備，其行程控制線路都是由行程開關組成的正反轉限位控制。典型示意圖如圖3-6所示，行程控制線路圖如圖3-7所示。圖3-6行程控制線路示意圖圖3-7行程控制線路圖

任務一繼電器—接觸器正、反轉控制線路線路的工作原理如下：

正程控制：按下按鈕SB2，接觸器KM1通電自保，電動機M正轉運行；當運行至限位開關SQa時，SQa常閉觸點斷開，接觸器KM1斷電，電動機M停止。

逆程控制：按下按鈕SB3，接觸器KM2通電自保，電動機M反轉運行；當運行至限位開關SQb時，SQb常閉觸點斷開，接觸器KM2斷電，電動機M停止。

停止運轉：按下按鈕SB1，此時無論接觸器KM1或KM2哪個正在通電，皆立即斷電，電動機M停止。任務一繼電器—接觸器正、反轉控制線路（2）自動往復運動的行程控制線路在工業生產中，大型龍門刨床都是具有自動往復運動的行程控制，典型示意圖如圖3-8所示，自動往復控制線路圖如圖3-9所示。主電路如圖3-5所示。圖3-8自動往復控制線路的示意圖圖3-9自動往復控制線路圖

任務一繼電器—接觸器正、反轉控制線路

自動往復運動的行程控制與限位開關控制電動機停止的行程控制線路的區別在于電動機在停車后立即開始反向運轉，從而實現自動。故在控制線路設計時，限位開關采用復合式開關。這樣一來，正向運行停車的同時，能夠自動起動反向運行；反之亦然。任務一繼電器—接觸器正、反轉控制線路線路的工作原理如下：正程控制：按下按鈕SB2，接觸器KM1通電自保，電動機M正轉運行；當運行至限位開關SQa處時，SQa常閉觸點斷開，接觸器KM1斷電，電動機M停止，SQa常開觸點閉合，接觸器KM1通電自保，電動機M反轉運行。逆程控制：按下按鈕SB3，接觸器KM2通電自保，電動機M反轉運行；當運行至限位開關SQb處時，SQb常閉觸點斷開，接觸器KM2斷電，電動機M停止，SQb常開觸點閉合，接觸器KM1通電自保，電動機M正轉運行。停止運轉：按下按鈕SB1，此時無論接觸器KM1或KM2哪個正在通電，皆立即斷電，電動機M停止。`任務一繼電器—接觸器正、反轉控制線路四、操作技能考評通過對本任務相關知識的了解和應用操作實施，對本任務實際掌握情況進行操作技能考評，具體考核要求和考核標準如下表3-1進行。表3-1任務操作技能考核要求和考核標準

任務一繼電器—接觸器正、反轉控制線路任務一繼電器—接觸器正、反轉控制線路任務二應用PLC實現電動機正、反轉控制系統的設計應知點：1、了解采用PLC進行對象控制時，I/O點的確定，能實際正確接線。2、了解三相異步電動機正、反轉控制的工序及控制要求；3、了解三相異步電動機正、反轉控制相對應的PLC梯形圖的繪制。應會點：1、掌握三相異步電動機正、反轉控制的電氣接線；2、掌握三相異步電動機正、反轉控制的程序錄入；任務二應用PLC實現電動機正、反轉控制系統的設計一、任務簡述電動機的正、反轉控制是工業上廣泛應用的一種控制系統，在上一任務中，我們學習了電動機正、反轉繼電器-接觸器控制線路的工作原理和結構等相關知識，下面將繼續學習如何應用PLC實現電動機正、反轉控制系統的設計。隨著科學技術的不斷發展，PLC被廣泛應用在各個領域中。由于在工業生產上往往不是單一的電動機正、反轉控制，經常是多種不同的電器結合起來完成一項控制任務，使用PLC進行電動機正、反轉控制，不僅有利于模塊的相互契合和擴展，還有利于整體系統的一致性與完整性，系統控制也十分直觀和簡明。任務二應用PLC實現電動機正、反轉控制系統的設計二、相關知識在項目一任務二中，我們了解了PLC的控制指令系統，下面將對此次項目中可能會使用到的一些指令進行詳細介紹。1、電路塊的串聯指令ALD（1）指令功能

ALD（AndLoad）：塊“與”操作，用于串聯連接多個并聯電路組成的電路塊。

（2）指令格式如圖3-1所示梯形圖圖3-10ALD指令使用任務二應用PLC實現電動機正、反轉控制系統的設計2、電路塊的并聯指令

OLD（1）指令功能

OLD（OrLoad）：塊“或”操作，用于并聯連接多個串聯電路組成的電路塊。（2）指令格式如圖3-11

所示梯形圖圖3-11OLD指令的使用任務二應用PLC實現電動機正、反轉控制系統的設計三、應用實施1、正、反轉PLC控制電路的應用（1）控制要求三相異步電動機正、反轉接觸器控制電路如圖3-12所示，該電路具有正、反轉互鎖、過載保護功能，是許多中小型機械的常用控制電路。

圖3-12

三相異步電動機正、反轉控制線路圖

任務二應用PLC實現電動機正、反轉控制系統的設計正轉起動：按下SB2按鈕，接觸器KM1得電自鎖，KM1常開開關閉合，電動機M正轉，KM1常閉觸點斷開，SB3按鈕失效；停止過程：按下SB1按鈕，接觸器KM1、KM2皆失電，無論電動機是處于正轉還是反轉狀況，電動機都停止運轉；反轉起動：按下SB3按鈕，接觸器KM2得電自鎖，KM2常開觸點閉合，電動機M反轉，KM2常閉觸點斷開，SB2按鈕失效；

任務二應用PLC實現電動機正、反轉控制系統的設計（2）I/O分配表與接線圖表3-2I/O分配表任務二應用PLC實現電動機正、反轉控制系統的設計三相異步電動機正、反轉PLC控制系統PLC控制器外部接線圖如圖3-13所示。

圖3-13

三相異步電動機正、反轉PLC外部接線圖

任務二應用PLC實現電動機正、反轉控制系統的設計（3）梯形圖三相異步電動機正、反轉PLC控制系統梯形圖如圖3-14所示。

圖3-14

三相異步電動機正、反轉PLC控制梯形圖

任務二