第2章

三相異步電動機的PLC控制

2.1 三相籠形異步電動機單向運行的PLC控制

【例2-1-1】電動機啟動、停止控制程序

為確保安全，通常電動機的啟動、停止控制總是選用如圖2-1-1（a）所示的停止優先控制程序。對于該程序，若同時按下啟動和停止按鈕，則停止優先。如圖2-1-1（b）所示為電動機啟動、停止控的時序圖。

無論啟動按鈕SB1（00000）是否閉合，只要按下停止按鈕SB2（00001），輸出10000（KM）必失電，因此也稱這種電路為失電優先的自鎖電路。這種控制方式常用于需要緊急停車的場合。

程序執行過程：

1）啟動

當10000得電后，由于與◎00000并聯的◎10000閉合，因此松開SB2后，雖然◎00000斷開，但由于◎10000已閉合，使10000繼續保持得電，這就是自鎖，或者說該電路具有“記憶”功能。

2）停機

3）過載保護

在實際電路中，啟動信號和停止信號可能由多個觸點組成的串、并聯電路提供。

如圖2-1-1（a）所示的梯形圖為最基本的單元電路，包含了一個梯形圖支路的所有要素。

（1）使支路的輸出線圈得電（置1）的條件，此處為00000。

（2）使支路的線圈保持的條件，此處為10000。

（3）使支路的線圈停止（置0）的條件，此處為00001。

為了以后的敘述方便，將這一梯形圖叫做啟—?！ｋ娐?。

對于有些控制場合（如消防水泵的啟動），需要選用如圖2-1-2所示的啟動優先的控制程序。對于該程序，若同時按下啟動和停止按鈕，則啟動優先，即不論停止按鈕SB2（00001）按下與否，只要按動啟動按鈕SB1（00000），便可使輸出KM（10000）得電，從而啟動負載。

【例2-1-2】克服啟動按鈕出現不能彈起、接觸器未吸合故障的電動機控制程序

當按下啟動按鈕SB1后，電動機開始運行，但是如果啟動按鈕出現故障不能彈起，按下停止按鈕電動機能夠停止運行，一旦松開停止按鈕，電動機又馬上開始運行了。這種情況在實際生產時是不允許的。另外，輸出繼電器10000得電后，若接觸器KM未動作，應發出報警信號，并使10000失電。采用如圖2-1-3所示梯形圖即可解決這兩個問題，其中＃00002[3]為接在00002端子的KM的輔助動合觸點對應的輸入繼電器00002的動斷觸點。

按下啟動按鈕SB1，00000得電，◎00000[1]閉合，上升沿微分指令檢測到00000的上升沿，01600[1]得電，◎01600[2]閉合，使10000[2]得電并自鎖，KM得電，電動機啟動運行。按下停止按鈕SB2，00001得電，＃00001[2]斷開，使10000[2]斷電，電動機停止轉動。此時既使按鈕SB1（00000）沒能馬上斷開仍然閉合，由于檢測不到00000的上升沿，因此松開停止按鈕SB2（00001）后，電動機不能運行，只有在啟動按鈕SB2（00000）斷開并再次按下后電動機才能再次運行。

10000[2]得電后，KM得電動作，其輔助動合觸點閉合，使00002得電，＃00002[3]斷開，使TIM001[3]、10001[4]不能得電，致使＃10001[2]保持閉合狀態，10000[2]保持得電。若KM得電后未動作，其輔助動合觸點未閉合，使00002未得電，＃00002[2]保持閉合狀態。因此，10000[2]得電后，◎10000[3]閉合，使TIM001[3]得電，并使10001[4]得電且自鎖，發出報警信號，同時使＃10001[2]斷開，10000[2]失電。

【例2-1-3】應用置位/復位指令編寫的控制程序

在實際應用中也可以用置位/復位指令來等效啟—?！ｋ娐返墓δ?，如圖2-1-4所示，能實現自鎖功能。其工作過程與圖2-1-3相同，不再贅述。

【例2-1-4】應用微分指令編寫的電動機啟動、停止控制程序

梯形圖和時序圖如圖2-1-5所示。

從如圖2-1-5（b）所示的時序圖可以清楚地看到，上升沿微分指令檢測到觸點◎00000[1]狀態變化的正跳變時，01600[1]接通一個掃描周期，◎01600[2]閉合，使10000[2]線圈保持接通狀態；而下降沿微分指令檢測到觸點◎00001[3]狀態變化的負跳變時，01601[3]接通一個掃描周期，◎01601[4]閉合，使10000[4]線圈保持斷開狀態。

【例2-1-5】點動/連動的電動機啟動、停止控制程序

有些設備運動部件的位置常常需要進行調整，這就要用到點動調整功能。梯形圖如圖2-1-6所示。SB3（00003）為點動按鈕，SB1（00001）為連動的啟動按鈕，SB2（00002）為連動的停止按鈕。

點動：按下點動按鈕SB3時，◎00003閉合，10000得電，電動機啟動運行。但＃00003斷開，即斷開KM的自鎖支路，因此松開點動按鈕SB3時，10000失電，電動機停止運行。

連動：按下連動按鈕SB1時，◎00001閉合，10000得電，電動機啟動運行，由于＃00003閉合，因此◎10000閉合后，使10000自鎖。只有按下停止按鈕SB2，＃00002斷開，才能使10000失電，電動機停止運行。

【例2-1-6】采用輔助中間繼電器的點動/連動的電動機啟動、停止控制程序

在繼電器控制電路中，點動的控制是采用復合按鈕實現的，即利用動合、動斷觸點先斷后合的特點實現的。而PLC梯形圖中的“軟繼電器”的動合觸點和動斷觸點的狀態轉換是同時發生的，這時可采用如圖2-1-7所示的位存儲器01602及其動斷觸點來模擬先斷后合型電器的特性。該程序中運用PLC的周期循環掃描工作方式造成的輸入、輸出延遲響應來達到先斷后合的效果。注意，若將01602內部線圈與10000輸出線圈的位置對調，則不能產生先斷后合的效果。

程序執行過程：

1）點動

2）連續運行

【例2-1-7】具有過載報警功能的電動機啟動、停止控制程序

PLC的I/O接線和梯形圖如圖2-1-8所示。

程序執行過程：

1）啟動

按下SB1→00001得電→◎00001[1]閉合→10001[1]置位并保持→KM得電→電動機啟動運行

2）停止

3）過載保護及聲光報警

【例2-1-8】電動機單向間歇運行控制程序

電動機運行一段時間后自動停止，停止一段時間后自動啟動，如此循環。

梯形圖和時序圖如圖2-1-9所示。從如圖2-1-9（b）所示的時序圖可以看出，電動機的運行時間由定時器TIM038的設定值控制，停止時間由定時器TIM037的設定值控制。設定時間可根據實際要求確定。

程序執行過程：

【例2-1-9】定時器與計數器組合編寫的電動機控制程序

控制電路和梯形圖如圖2-1-10所示。

在圖2-1-10中，定時器TIM000定時單位為0.1s（100ms），它與計數器CNT000組合使用后，其定時時間為3000×0.1s×12＝3600s＝1h。若需要重新定時，可將開關SA斷開，然后再閉合SA，對計數器CNT000進行復位，則會重新開始1h定時。

程序執行過程：

【例2-1-10】應用上升沿觸發指令編寫的單按鈕控制程序

在繼電器—接觸器控制系統中，控制電動機的啟動、停止往往需要兩個按鈕，如果1臺PLC控制多個這種具有啟動、停止操作的設備時，勢必占用很多輸入點。有時為了節省輸入點，通過PLC軟件編程，實現用單按鈕控制啟動、停止。

操作方法：按一下該按鈕，輸入的是啟動信號，再按一下該按鈕，輸入的則是停止信號……，即單數次為啟動信號，雙數次為停止信號。

如圖2-1-11所示為應用上升沿指令編寫的單按鈕控制程序的梯形圖和時序圖。00000作為啟動、停止按鈕相對應的輸入繼電器，第一次按下時10001有輸出，第二次按下時10001無輸出，第三次按下10001又有輸出。

程序執行過程：

1）啟動，第1次按下按鈕SB

在下一個掃描周期，◎10001[2]閉合，但由于按鈕SB，即◎00000[1]無上升沿，01600[1]失電，◎01600[2]已斷開，因此01600[1]不能得電。

松開SB，輸入繼電器00000失電，◎00000[1]斷開，01600[1]失電，使◎01600[2、3]斷開。

2）停止，第2次按下按鈕SB

3）第3次按下SB

電動機再次啟動。

【例2-1-11】用計數器指令編寫的單按鈕控制程序

梯形圖和時序圖如圖2-1-12所示。

程序執行過程：

1）第1次按下SB啟動

2）第2次按下SB停止

3）第3次按下SB

電動機再啟動。

【例2-1-12】應用微分指令和KEEP指令編寫的單按鈕控制程序

梯形圖如圖2-1-13所示。

程序執行過程：

【例2-1-13】應用微分指令和計數器指令編寫的單按鈕控制程序

梯形圖如圖2-1-14所示。

程序執行過程：

【例2-1-14】停電后再通電禁止輸出控制程序

在實際工作中，由于停電（突然中斷供電）而停生產是常有的事。在恢復供電時，有些設備是不允許立即恢復工作的，否則會發生嚴重事故。此時可采用如圖2-1-15所示的通電禁止輸出程序。25315為特殊輔助存儲器，僅在開機時閉合一個掃描周期，因此在開機后立即使01604[1]置1，＃01604[3]斷開，使10000[3]不能得電。只有接通恢復按鈕SB3，使00000[2]得電，◎00000[2]閉合，01604[2]被復位，使＃01604[3]閉合，再按下啟動按鈕SB1，00001[3]得電，◎00001[3]閉合，10000[3]才能得電。