任務一　三相異步電動機的點動及長動控制

【任務目標】

1.學習并掌握點動及長動控制的編程方法。

2.會設計并繪制點動及長動控制電路的原理圖及安裝圖。

3.會安裝及檢測點動及長動控制電路及調試程序。

【任務分析】

機床設備在正常運行時，一般電動機都處于連續運行狀態。但在試車或調整刀具與工件的相對位置時，又需要電動機能點動控制，實現這種控制要求的線路是連續與點動混合控制的正轉控制線路。

三相異步電動機的點動及長動控制電路硬件及布局如圖3-1所示。電源通過三相四線電纜線接至隔離開關QS上端。主電路由開關QS、熔斷器FU1、接觸器KM的常開主觸點、熱繼電器FR的熱元件和電動機組成。熔斷器FU2、PLC、停止按鈕SB1、點動啟動按鈕SB2、長動啟動按鈕SB3、接觸器線圈及熱繼電器的常閉觸點等構成三相異步電動機的控制電路。圖3-1（b）所示三相實驗電機與電路板通過端子板TX1相連，控制回路導線經端子板TX2后再接入按鈕盒?？刂埔笕缦?。

1.點動啟動

按下點動啟動按鈕SB2，電動機全壓啟動，松開SB2，電動機停止。

2.長動啟動

按下長動啟動按鈕SB3，電動機全壓啟動，松開SB3，電動機全壓運轉。

3.停止控制

按下停止按鈕SB1，電動機停止運轉。

4.保護措施

系統具有必要的過載保護和短路保護。

【相關知識】

控制按鈕是一種結構簡單、能發出控制指令和信號、使用廣泛的手動主令電器，是PLC控制系統中使用最多的輸入電器元件之一，其結構如圖3-2所示。

按下按鈕時，先斷開常閉觸頭，后接通常開觸頭；按鈕釋放后，在復位彈簧的作用下，自動復位的先后順序相反。通常按鈕觸頭的動作順序均為“先斷后合”。

在電氣控制線路中，常開按鈕常用來啟動電動機，也稱啟動按鈕，常閉按鈕常用于控制電動機停車，也稱停車按鈕，復合按鈕用于聯鎖控制電路中。

控制按鈕的種類很多，在結構上有撳鈕式、鑰匙式、旋鈕式、帶燈式等。

按鈕采用綠、紅、黃、藍、黑、白、灰七種顏色標記。

綠色：表示接通電源或啟動操作。

紅色：表示停止運行或切斷電源。

黃色：表示防止意外反常情況的操作。

藍色：表示綠、紅、黃之外的其他特設的操作功能。

黑色、白色、灰色：用于單獨點動控制時。

按鈕的圖形和文字符號見圖3-3。

按鈕的型號對于不同品牌的定義并不相同，圖3-4為某品牌按鈕的型號及其含義。

【操作指導】

1.繪制控制電路原理圖

根據學習任務繪制控制電路原理圖，系統采用S7-200 CPU224 AC/DC/RLY型PLC，其控制電路原理圖如圖3-5所示。

2.安裝電路

（1）檢查元器件。根據表3-1配齊元器件，檢查元件的規格是否符合要求，質量是否完好。

（2）固定元器件。按照元器件規劃位置，安裝DIN導軌及走線槽。固定元件。

（3）配線安裝。根據配線原則及工藝要求，對照原理圖進行配線安裝。主回路采用1.5mm2藍色導線，控制回路采用1mm2黑色導線。除注明外，控制回路導線采用數字序號統一編號。

① 進行板上元件的配線安裝。

② 進行外圍設備的配線安裝。電源進線及電機均通過一次回路接線端子TX1后與主板相接，輸入控制按鈕通過二次回路接線端子TX2與主板相接。圖3-6是三相四線電源插頭與插座的外形圖。接線時相線與中線千萬不能接錯，否則會造成嚴重設備安全事故。

3.自檢

（1）檢查布線。對照原理圖檢查是否掉線、錯線，是否漏編、錯編，接線是否牢固等。

（2）使用萬用表檢測。使用萬用表檢測安裝的電路，應按先一次主回路、后二次控制回路的順序進行。主回路重點檢測L1、L2、L3之間的電阻值，在斷路器斷開及接觸器處于常態時，其之間的阻值均為無窮大；斷路器接通并壓下接觸器時，其之間的阻值為電機繞組阻值（零點幾至幾歐）。控制回路檢測時，應重點檢查PLC配線是否正確，輸入回路及輸出回路之間是可靠隔離。

4.編輯控制程序

在裝有STEP7-Micro/WIN V4.0 SP6編程軟件的個人電腦上編輯PLC控制程序，編譯后保存為“*.mwp”文件備用。圖3-7（a）是三相異步電動機點動-長動PLC控制梯形圖程序，圖3-7（b）是與之對應的指令表程序。

編程元件的地址分配如表3-3所示。

簡要說明：程序中用到了PLC內部編程元件位存儲器M0.0，其作用與繼電-接觸器控制電路中的中間繼電器極為相似。它沒有輸入與輸出端子，但能在程序執行過程中完成中間邏輯變量的運算轉換。本例中，M0.0將長動控制的狀態與點動控制信號I0.1相或后再控制Q0.0的輸出狀態。

停止按鈕SB1采用了常開觸點的形式。一般PLC輸入信號接點通常優先采用常開（動合）接點，以利于梯形圖編程。

FR的動斷觸點串接于接觸器線圈回路中，它能可靠地對電機實施保護，其缺點是即使電機處于保護狀態，PLC仍視系統為正常狀態，不予報警。

5.程序下載

① 在PLC斷電狀態下，用USB/PPI電纜連接電腦與S7-200 CPU224 AC/DC/RLY型PLC。

② 合上控制電源開關QS，將運行模式選擇開關撥到STOP位置，通過軟件將編制好的控制程序下載到PLC。

注意：一定要在斷開QS的情況下插拔適配電纜，否則極易損壞PLC通信接口。

6.運行三相異步電動機點動-長動PLC控制程序

① 將運行模式選擇開關撥到RUN位置，使PLC進入運行方式。

② 根據任務分析要求，按下SB1、SB2、SB3等按鈕，觀察PLC上輸入、輸出指示燈的工作狀態及電動機M工作情況。滿足控制要求即表明程序運行正常。

【課后思考】

1.分析圖3-7控制程序，如果要求停止按鈕SB1與點動按鈕SB2同時按下時，Q0.0無輸出，程序應如何修改？

2.如果不用位存儲器M0.0，如何編制三相異步電動機點動-長動PLC控制程序？