PLC控制三相异步电动机Y-△降压启动的多种方案[导读]三相异步电动机启动时将三相定子绕组接成星形,以降低定子绕组电压,达到减小启动电流的目的。周淑英(东莞技师学院广东东莞523112)摘要:PLC控制启动效率高、响应快、接线少、控制方便,PLC广泛应用到了工业自动控制中。PLC指令众多,灵活应用指令进行编程是从事点电气控制设计人员必须思考的问题,现以三相异步电动机Y-△自动降压启动控制为例,说明PLC编程的多种方法。关键词:PLC指令梯形图Y-△启动一、PLC的概述可编程控制器简称PC或PLC,它是在电气控制技术和计算机技术基础上开发出来的,并逐渐发展成为以微处理器为核心,把自动化技术、计算机技术、通信技术融为一体的新型工业控制装置。目前,PLC已广泛应用于各种生产机械和生产过程的自动化控制中,成为一种最普及、应用场合最多的工业控制装置,被公认为现代工业自动化的三大支柱(PLC、机器人、CAD/CAM)之一。PLC不仅充分发挥了计算机的优点,可以满足各种工业生产过程自动控制的要求,同时又兼顾了一般电气操作人员的技术水平和习惯,采用梯形图或状态转移图等编程方式,使PLC的使用始终保持大众化的优点。当生产流程需要改变时,可以现场改变程序,使用方便灵活。工业自动控制系统中,电机Y-△降压启动都采用PLC进行控制。PLC控制启动具有效率高、响应快、接线少、控制方便等优点,但在设计PLC控制线路及程序中必须兼顾考虑PLC及接触器的动作特点,否则实际运行中将出现理论分析上不可能出现的问题,启动无法进行而烧毁元件。下面以一台三相异步电动机Y-△自动降压启动控制为例,说明PLC控制的灵活性。二、设计要求三相异步电动机启动时将三相定子绕组接成星形,以降低定子绕组电压,达到减小启动电流的目的;启动结束后再将三相定子绕组接成三角形,电动机在额定电压下正常运行。要求:启动时三相异步电动机接成Y型,经过一段时间自动转化为△型运行,要求Y型断开后△型才能启动,防止Y型未断△型启动造成电源短路。三相异步电动机Y-△自动降压启动控制电路如图所示:三、设计方案方案一:利用控制电路图和梯形图一一对应的PLC控制通过分析继电交流接触控制电路的动作原理,确定控制对象及控制内容。现用PLC控制,分以下几步进行:I/O分配表及控制功能1.电路设计PLC接线图和梯形图如下图所示:*2.控制原理按下启动按钮SB1,Y0线圈得电自锁,Y1同时线圈得电,驱动接触器KM、KMY线圈得电,电动机M接成星形连接启动;定时器T0得电延时,10s后常闭触头断开Y1,T0常开触头接通Y2,电动机M由星形连接改接为三角形连接全压运行。再按一下常闭停止按钮SB2,Y0、Y1、Y2和T0线圈均失电,电动机停转。方案二:利用堆栈指令MPS、MPD、MPP的PLC控制堆栈指令用于多重输出电路,为编程带来了便利。MPS指令用于存储该指令处的运算结果(压入堆栈);MRD指令用于读出由MPS指令存储的运算结果(读出堆栈);而MPP指令用于读出和清除MPS指令存储的运算结果(弹出堆栈)。需要注意的是MPS和MPP必须配对使用。PLC梯形图如图所示:方案三:利用传送指令的PLC控制传送指令MOV功能是将源数据传送到指定的目标。当X0为ON时,指令执行,PLC将源数据自动转换成二进制;当X0为OFF时,则指令不执行,数据不变。PLC梯形图如图所示:控制原理:按下启动按钮SB1,指令执行,PLC先将H3自动转换成二进制011,然后传给Y2~Y0,所以Y0、Y1得电,电动机M接成星形连接启动;定时器T0得电延时,10s后再传送001给Y2~Y0,Y0得电,断开Y1,1s后T1常开触头接通Y2,电动机M由星形连接改接为三角形连接全压运行。再按一下常闭停止按钮SB2,Y0、Y1、Y2和T0线圈均失电,电动机停转。方案四:利用交替输出指令的PLC控制交替输出指令ALT,用于实现由一个按钮控制负载的启动和停止。当X0由OFF到ON时,M0的状态就将改变一次。I/O分配表及控制功能1.电路设计PLC接线图和梯形图如下图所示:2.控制原理按下启动按钮SB,M0=1,T0、T1得电,Y0得电,接触器KM1、KMY得电,电动机M接成星形连接降压启动;定时器T0得电延时10s,T0常开触头断开Y0线圈,KM1、KMY失电,其主触头断开,接通Y1线圈,当KMY主接点断开后,KMY常闭触头闭合,KM△线圈得电,KM△主触头闭合,这期间有一个灭弧过程。由于KM1失电,KM△主触头不会产生电弧,再经过1s的延时,Y0得电,KM1得电,将电动机M接为三角形连接全压运行。再按一下SB,M0=0,Y0、Y1均失电,电动机停转。如果电动机过载,热继电器动作,断开PLC输出电源,断开接触器的电源,电动机停转。四、结束语在PLC编程中要注意几个问题:PLC的基本指令和功能要理解并熟练掌握;编程时要尽量考虑实际问题,切合实际,具有工程上的意义;在电动机的Y-△降压启动电路中,交流接触器KMY、KM△必须互锁。由于计算机在执行程序时,其扫描速度远远超过接触器的切换速度,PLC信号扫描过程很短,触点动作瞬间完成(执行Y1指令的周期为20ms),而接触器断开、吸合都有动作时间,电机由Y转换为△动作过程中,Y2、Y1切换很快,但接触器的动作总是滞后于PLC触点的工作,在KM△还没有完全断开时,Y1触点已经让KMY吸合了,于是造成了短路。因此,除了程序中有逻辑互锁外,物理器件也必须有互锁,否则会导致两个交流接触器同时得电,从而造成电源相间短路。对所编程序要反复推敲,上机调试,使程序更优化。参考文献[1]梁耀光余文烋主编电工新技术教程.北京:中国劳动社会保障出版社,2006。[2]王文义等编著编程控制器原理与应用.北京:科学出版社,2010。[3]钟肇新等编著可编程控制器原理及应用(4版).广州:华南理工大学出版社,2008。2013-8-7《职业技术教育》2013年第7期周淑英