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任务1.1用PLC改造三相异步电动机正反转控制线路1.1.1任务描述下图1-1-1是三相异步电动机正反转控制线路，它由主电路和辅助电路两部分组成，能够实现异步电动机的正反转控制，此外该电路还具有短路保护和过载保护的功能。现利用三菱FX系列PLC改造三相异步电动机正反转控制线路，要求不改变原先的控制面板，保持系统原有的外部特性，即改造完成后工作人员不需要改变长期形成的操作习惯。本任务要求电机正反转启动按钮、停止按钮以及过载保护常闭触点与改造前一致。图1-1-1三相异步电动机正反转控制线路1.1.2任务目标1．能根据控制要求分配PLC的输入输出端口；2．会根据输入输出端口完成线路的连接；3．能选择PLC指令完成梯形图程序的编写，例如LD、AND、OUT、SET和RST等指令；4．会上电调试程序功能。1.1.3任务分析与实施一、硬件线路1．系统输入输出信号分析根据图1-1-1的分析，系统的输入信号由两部分构成：一是三相异步电动机停止、正反向启动的控制信号，分别由按钮SB1、SB2和SB3提供；二是三相异步电动机的过载检测信号，由热继电器FR的常闭触点提供。系统需提供两个输出信号，分别用于驱动接触器KM1和KM2，使三相异步电动机实现M3L1L2L3QSFU1FU2KM1KM2FRKM1KM2KM1KM2SB3SB2SB1KM1KM2FR1203456789正反转运行。根据上述分析，PLC的I/O端口分配如表1-1-1所示。表1-1-1I/O端口分配表输入信号输出信号功能类型名称符号输入地址功能类型名称符号输出地址保护热继电器常闭触点FRX000执行正转接触器线圈KM1Y000控制停止按钮SB1X001反转接触器线圈KM2Y001正转按钮SB2X002反转按钮SB3X0032．硬件线路的设计硬件线路由主电路和控制回路构成，具体如图1-1-2所示。图1-1-2三相异步电动机正反转PLC控制线路说明：（1）为延长PLC输入点的使用寿命，其输入信号一般采用常开的方式接入，但为更可靠接受保护类信号，其输入信号一般采用常闭的方式接入；（2）与上图中一致，凡是由PLC实现的正反转控制线路，KM1和KM2必须实行电气联锁，否则在电动机正反转切换的过程中会导致主回路短路；（3）由于三菱FX2N-48MR（继电器输出型）的输出点承受电压最大为AC240V或DC30V，故本图中使用的接触器线圈额定电压选为AC220V。M3FU1KM1KM2FRUVWSB1SB3FRCOMPESB2LKM1LNNKM2KM2KM1Y6Y5Y4Y3Y2Y1Y0COM1COM2X3X2X1X0COM24VLN三菱FX2N—48MR二、控制程序1．PLC程序编写（1）直译法（将继电—接触器控制线路直接转换成梯形图程序）三相异步电动机正反转电路的梯形图控制程序如图1-1-3所示。图1-1-3三相异步电动机正反转的梯形图控制程序（直译法）（2）经验法经验法主要是基于程序功能要求，按照功能先后顺序逐步编写，它在简单程序的设计上非常奏效，它具有快速性、简单性等优点。1）方法1（LD、OR、LDI、OUT指令）步骤1：电机正反转启动指令描述步骤2：增加停止功能KM1KM2KM1KM2SB3SB2SB1KM1KM2FR1203456789VU●X002闭合，输出继电器Y001得电；●Y001常开触点闭合形成自锁。●X003闭合，输出继电器Y002得电；●Y002常开触点闭合形成自锁。●X003或X001断开，输出继电器Y001失电；●Y001常开触点断开解除自锁。●X002或X001断开，输出继电器Y002失电；●Y002常开触点断开解除自锁。步骤3：增加过载保护功能2）方法2（SET、RST指令）步骤1：电机正转启停指令描述步骤2：增加电机反转启停功能2．PLC程序调试先把直译法中的梯形图程序输入到PLC编程软件GX-Developer中，将程序变换后写入PLC中，最后按照表1-1-2所示的步骤进行调试，结果表明程序正确无误。同理将经验法1●X000断开，输出继电器Y001失电；●Y001常开触点断开解除自锁。●X000断开，输出继电器Y002失电；●Y002常开触点断开解除自锁。●X002闭合，输出继电器Y001置位并保持得电。●X000或X001或X003闭合，输出继电器Y001复位失电。●X003闭合，输出继电器Y002置位并保持得电。●X000或X001或X002闭合，输出继电器Y002复位失电。和经验法2中的梯形图程序写入PLC中，调试结果也正确无误。表1-1-2调试步骤表步骤程序功能操作内容正常现象1电机正转运行按下SB2接触器KM1得电，电机正转2电机停止运行按下SB1接触器KM1失电，电机停止3电机反转运行按下SB3接触器KM2得电，电机反转4电机停止运行按下SB1接触器KM2失电，电机停止5电机正反转切换先按SB2后按SB3接触器KM2得电，KM1失电，电机反转6电机反正转切换先按SB3后按SB2接触器KM1得电，KM2失电，电机正转7电机过载保护电机运行时按下热继电器测试键接触器KM1或KM2失电，电机停止1.1.4任务拓展下图1-1-4是三相异步电机控制工作台进行自动往返运动的机械示意图，现使用PLC控制三相异步电机进行正反转运行，控制功能如下：图1-1-4工作台自动往返机械示意图1．运行过程按下正向启动按钮，电机开始正向运行，同时正向指示灯点亮；当电机碰到正限位开关SQ1后立即停止，同时正向运行指示灯以1HZ的频率开始闪烁；5S钟之后，电机开始向反运行，同时反向指示灯点亮；当电机碰到反限位开关SQ2后立即停止，同时反向运行指示灯以1HZ的频率开始闪烁；5S钟之后，电机又开始正向运行，如此循环下去。2．停止按下停止按钮后，电机停止，同时指示灯熄灭。3．断电处理若运行过程中突然断电，当恢复供电后电机应保持断电前的状态。例如：断电前电机正转，当恢复供电后继续正转；断电前电机在正限位停了2S，当恢复供电后电机停3S，然后反向运行，等等。根据以上要求，先选择所需器件，然后自行分配PLC输入输出端口，完成主电路和控制电路的连接，最后进行程序编写和功能调试。