鄭州繼飛機(jī)電設(shè)備有限公司

繼飛機(jī)電(圖)-成套集成電氣柜-鞏義電氣柜 ：

三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)控制

1、三相異步電動(dòng)機(jī)的Y-△啟動(dòng)控制

將三相異步電動(dòng)機(jī)的Y-△啟動(dòng)的繼電接觸器控制改造為PLC控制系統(tǒng).

（1）確定I/O信號(hào)、畫PLC的外部接線圖

（a）主電路

（b）PLC的I/O接線圖

電動(dòng)機(jī)的Y-△啟動(dòng)的接線圖

（2）設(shè)計(jì)三相異步電動(dòng)機(jī)的Y-△啟動(dòng)梯形圖

電動(dòng)機(jī)的Y-△啟動(dòng)控制的梯形圖

2.三相異步電動(dòng)機(jī)的串自耦變壓器啟動(dòng)控制

將串自耦變壓器啟動(dòng)的繼電接觸器控制改造為PLC控制系統(tǒng) ：

（1）確定I/O信號(hào)、畫PLC的外部接線圖

PLC的輸入信號(hào)：?jiǎn)?dòng)按鈕SB1，停止按鈕SB2，熱繼電器常開觸點(diǎn)FR。

PLC的輸出信號(hào)：運(yùn)行接觸器KM2、串接自耦變壓器接觸器KM1。

（a）主電路

（b）PLC的I/O接線圖

電動(dòng)機(jī)的自耦變壓器啟動(dòng)的接線圖

（2）設(shè)計(jì)三相異步電動(dòng)機(jī)的串自耦變壓器啟動(dòng)梯形圖

三相異步電動(dòng)機(jī)的串自耦變壓器啟動(dòng)控制梯形圖

三相繞線式異步電動(dòng)機(jī)的控制

1.三相繞線式異步電動(dòng)機(jī)串電阻啟動(dòng)控制

將繞線式異步電動(dòng)機(jī)串電阻啟動(dòng)的繼電接觸器控制線路改造為PLC控制系統(tǒng)：

（1）確定I/O信號(hào)、畫PLC的外部接線圖

PLC的輸入信號(hào)：?jiǎn)?dòng)按鈕SB1，停止按鈕SB2，熱繼電器常開觸點(diǎn)FR。

PLC的輸出信號(hào)：電源接觸器KM、短接R1接觸器KM1、短接R2接觸器KM

（a）主電路

（b） PLC的I/O接線圖

電動(dòng)機(jī)的自耦變壓器啟動(dòng)的接線圖

2.三相繞線式異步電動(dòng)機(jī)串頻敏變阻器啟動(dòng)電路

將繞線式異步電動(dòng)機(jī)串頻敏變阻器啟動(dòng)的繼電接觸器控制線路改造為PLC控制系統(tǒng) ：

（1）確定I/O信號(hào)、畫PLC的外部接線圖

PLC的輸入信號(hào)：?jiǎn)?dòng)按鈕SB1，停止按鈕SB2，熱繼電器常開觸點(diǎn)FR。

PLC的輸出信號(hào)：運(yùn)行接觸器KM1、短接頻敏變阻器接觸器KM2、接入熱繼電器的中間繼電器KA。

（a）主電路

（b） PLC的I/O接線圖

（2）設(shè)計(jì)三相繞線式異步電動(dòng)機(jī)串頻敏變阻器啟動(dòng)梯形圖

三相繞線式異步電動(dòng)機(jī)串頻敏變阻器啟動(dòng)梯形圖

自動(dòng)往返控制

將自動(dòng)往返控制的繼電接觸器控制線路改造為PLC控制系統(tǒng) ：

（1）確定I/O信號(hào)、畫PLC的外部接線圖

PLC的輸入信號(hào)：正轉(zhuǎn)啟動(dòng)按鈕SB1，反轉(zhuǎn)啟動(dòng)按鈕SB2，停止按鈕SB3，熱繼電器常開觸點(diǎn)FR、正向前進(jìn)限位開關(guān)SQ1、反向后退限位開關(guān)SQ2、前進(jìn)極限限位開關(guān)SQ3、后退極限限位開關(guān)SQ4。

PLC的輸出信號(hào)：正向運(yùn)行接觸器KM1、反向運(yùn)行接觸器KM2。

自動(dòng)往返控制的示意圖

(a)主電路

(b) PLC的I/O接線圖

自動(dòng)往返控制的接線圖

（2）設(shè)計(jì)梯形圖

自動(dòng)往返控制的梯形圖

梯形圖經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法

（一）PLC控制系統(tǒng)梯形圖的特點(diǎn)

(1)PLC控制系統(tǒng)的輸入信號(hào)和輸出負(fù)載：繼電器電路圖中的交流接觸器和電磁閥等執(zhí)行機(jī)構(gòu)用PLC的輸出繼電器來(lái)控制，它們的線圈接在PLC的輸出端。按鈕、控制開關(guān)、限位開關(guān)、接近開關(guān)等用來(lái)給PLC提供控制命令和反饋信號(hào)，它們的觸點(diǎn)接在PLC的輸入端。

(2)繼電器電路圖中的中間繼電器和時(shí)間繼電器的功能用PLC內(nèi)部的輔助繼電器和定時(shí)器來(lái)完成，它們與PLC的輸入繼電器和輸出繼電器無(wú)關(guān)。

(3)設(shè)置中間單元：在梯形圖中，若多個(gè)線圈都受某一觸點(diǎn)串并聯(lián)電路的控制，為了簡(jiǎn)化電路，在梯形圖中可設(shè)置用該電路控制的輔助繼電器，輔助繼電器類似于繼電器電路中的中間繼電器。

(4)時(shí)間繼電器瞬動(dòng)觸點(diǎn)的處理：除了延shi動(dòng)作的觸點(diǎn)外，時(shí)間繼電器還有在線圈得電或失電時(shí)馬上動(dòng)作的瞬動(dòng)觸點(diǎn)。對(duì)于有瞬動(dòng)觸點(diǎn)的時(shí)間繼電器，可以在梯形圖中對(duì)應(yīng)的定時(shí)器的線圈兩端并聯(lián)輔助繼電器，后者的觸點(diǎn)相當(dāng)于時(shí)間繼電器的瞬動(dòng)觸點(diǎn)。

(5)斷電延shi的時(shí)間繼電器的處理。FX系列PLC沒(méi)有相同功能的定時(shí)器，但是可以用線圈通電后延shi的定時(shí)器來(lái)實(shí)現(xiàn)斷電延shi功能。

(6)外部聯(lián)鎖電路的設(shè)立。為了防止控制正反轉(zhuǎn)的兩個(gè)接觸器同時(shí)動(dòng)作，造成三相電源短路，除了在梯形圖中設(shè)置與它們對(duì)應(yīng)的輸出繼電器的線圈串聯(lián)的常閉觸點(diǎn)組成的軟互鎖電路外，還應(yīng)在PLC外部設(shè)置硬互鎖電路。

(7)熱繼電器過(guò)載信號(hào)的處理：如果熱繼電器屬于自動(dòng)復(fù)位型，則過(guò)載信號(hào)必須通過(guò)輸入電路提供給PLC，用梯形圖實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)。如果屬于手動(dòng)復(fù)位型熱繼電器，則其常閉觸點(diǎn)可以接在PLC的輸出電路中與控制電動(dòng)機(jī)的交流接觸器的線圈串聯(lián)。

(8)外部負(fù)載的額定電壓：PLC的繼電器輸出模塊和雙向晶閘管輸出模塊，一般只能驅(qū)動(dòng)額定電壓AC 220V的負(fù)載，如果系統(tǒng)原來(lái)的交流接觸器的線圈電壓為380V時(shí)，應(yīng)將線圈換成220V的，或在PLC外部設(shè)置中間繼電器。

（二）經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法

以上實(shí)例編程使用的方法為“經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法”。顧名思義，“經(jīng)驗(yàn)法”是依倨設(shè)計(jì)者的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行設(shè)計(jì)的方法。

1．經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法的要點(diǎn)

（1）PLC的編程，從梯形圖來(lái)看，其根本點(diǎn)是找出符合控制要求的系統(tǒng)各個(gè)輸出的工作條件，這些條件又總是用機(jī)內(nèi)各種器件按一定的邏輯關(guān)系組合實(shí)現(xiàn)的。

（2）梯形圖的基本模式為啟-保-停電路。每個(gè)啟-保-停電路一般只針對(duì)一個(gè)輸出，這個(gè)輸出可以是系統(tǒng)的實(shí)際輸出，也可以是中間變量。

（3）梯形圖編程中有一些約定俗成的基本環(huán)節(jié)，它們都有一定的功能，可以像擺積木一樣在許多地方應(yīng)用。

2．“經(jīng)驗(yàn)法”編程步驟

（1）在準(zhǔn)確了解控制要求后，合理地為控制系統(tǒng)中的事件分配輸入輸出口。選擇必要的機(jī)內(nèi)器件，如定時(shí)器、計(jì)數(shù)器、輔助繼電器。

（2）對(duì)于一些控制要求較簡(jiǎn)單的輸出，可直接寫出它們的工作條件，依據(jù)啟-保-停電路模式完成相關(guān)的梯形圖支路。工作條件稍復(fù)雜的可借助輔助繼電器。

（3）對(duì)于較復(fù)雜的控制要求，為了能用啟-保-停電路模式繪出各輸出口的梯形圖，要正確分析控制要求，并確定組成總的控制要求的關(guān)鍵點(diǎn)。

（4）將關(guān)鍵點(diǎn)用梯形圖表達(dá)出來(lái)。關(guān)鍵點(diǎn)總是用機(jī)內(nèi)器件來(lái)表達(dá)的，在安排機(jī)內(nèi)器件時(shí)需要合理安排。繪關(guān)鍵點(diǎn)的梯形圖時(shí)，可以使用常見的基本環(huán)節(jié)，如定時(shí)器計(jì)時(shí)環(huán)節(jié)、振蕩環(huán)節(jié)等。

（5）在完成關(guān)鍵點(diǎn)梯形圖的基礎(chǔ)上，針對(duì)系統(tǒng)終的輸出進(jìn)行梯形圖的編繪。使用關(guān)鍵點(diǎn)綜合出終輸出的控制要求。

（6）審查以上草繪圖紙，在此基礎(chǔ)上，補(bǔ)充遺漏的功能，更正錯(cuò)誤，進(jìn)行后的完善。

PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)。

一、可編程序控制器（PLC）及編程器的選購(gòu)：

目前市場(chǎng)上的PLC產(chǎn)品眾多，除國(guó)產(chǎn)品牌以外，國(guó)外的品牌有：日本OMRON、MITSUBISHI、FUJI、IDEC、HITACHI、松下，德國(guó)的西門子，韓國(guó)的LG等，如何選購(gòu)PLC產(chǎn)品呢？

1. 系統(tǒng)

首先應(yīng)確定系統(tǒng)用PLC單機(jī)控制還是用PLC形成網(wǎng)絡(luò)，由此計(jì)算輸入、輸出（I/O）點(diǎn)數(shù)，并且在選購(gòu)PLC時(shí)要在實(shí)際需要點(diǎn)數(shù)的基礎(chǔ)上預(yù)留10%的余量。

2. 確定負(fù)載類型

根據(jù)PLC輸出端所帶負(fù)載是直流型還是交流型，是大電流還是小電流，以及PLC輸出點(diǎn)動(dòng)作的頻率等，從而確定輸出端采用繼電器輸出還是晶體管輸出，或是晶閘管輸出。不同的負(fù)載選用不同的輸出方式對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行是很重要的。

3. 執(zhí)行速度

存儲(chǔ)容量與指令的執(zhí)行速度是PLC選型的重要指標(biāo)，一般存儲(chǔ)量越大、速度越快的PLC價(jià)格就越高，盡管國(guó)外各廠家產(chǎn)品大體相同，但也有一定區(qū)別。

4. 'COM'點(diǎn)的選擇

不同的PLC產(chǎn)品，其'COM'點(diǎn)的數(shù)量是不一樣的，有的一個(gè)'COM'點(diǎn)帶8個(gè)輸出點(diǎn)，有的帶4個(gè)輸出點(diǎn)，也有帶1個(gè)或2個(gè)輸出點(diǎn)。當(dāng)負(fù)載的種類多且電流大時(shí)，采用一個(gè)'COM'點(diǎn)帶1-2個(gè)輸出點(diǎn)的產(chǎn)品，當(dāng)負(fù)載種類少數(shù)量多時(shí)，鞏義電氣柜，采用一個(gè)'COM'點(diǎn)帶4-8個(gè)輸出點(diǎn)產(chǎn)品。

5. 合理選用PLC產(chǎn)品

因?yàn)楦魃a(chǎn)廠家的開發(fā)軟件不同，系統(tǒng)地兼容性也是選購(gòu)時(shí)的重點(diǎn)，目前還沒(méi)有發(fā)現(xiàn)完全兼容的產(chǎn)品，應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)合理選用PLC產(chǎn)品。

6. 編程器的選購(gòu)

PLC編程可采取三種方式：一是用一般的手持式編程器，它只能用廠家規(guī)定的語(yǔ)句表中的語(yǔ)句編程。正中方式易于現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試并且體積小成本低，但它的效率低適應(yīng)機(jī)種類型少，比較適用于系統(tǒng)容量小、用量少的系統(tǒng)中。二是圖形編程器編程，這種方式采用圖形方式編程，方便直觀，一般電氣人員短期就可以應(yīng)用自如，但編程器價(jià)格較高。三是用IBM及其兼容個(gè)人計(jì)算機(jī)+PLC軟件包編程，這是常用的一種方式，但大部分軟件包價(jià)格昂貴。

7.產(chǎn)品質(zhì)量

盡量選用大公司的產(chǎn)品，因?yàn)槠洚a(chǎn)品質(zhì)量有保障，且技術(shù)支持好，一般售后服務(wù)也較好，成套集成電氣柜，有利于以后產(chǎn)品的擴(kuò)展與軟、硬件升級(jí)。

二、輸入、輸出回路的設(shè)計(jì)

1.電源回路

PLC供電一般為AC85-240V（也有DC24V），適應(yīng)電源范圍較寬，但為了抗干擾，應(yīng)加裝電源凈化元件（如電源濾波器、1：1隔離變壓器等）

2.PLC上DC24V電源的使用

各公司PLC產(chǎn)品上一般都有DC24V電源，但該電源容量小，為幾十毫安至幾百毫安，用其帶負(fù)載時(shí)應(yīng)注意容量，同時(shí)做好防短路措施（因?yàn)樵撾娫吹倪^(guò)載或短路將影響PLC的運(yùn)行）。

3.外部DC24V電源

若輸入回路有DC24V供電的接近開關(guān)、光電開關(guān)等，而PLC上的DC24V電源容量不夠時(shí)，要從外部提供DC24V電源；但該電源的'一'端不要與PLC的DC24V電源的'一'以及'COM'端相連，否則會(huì)影響PLC的運(yùn)行。

4.輸入的靈敏度

各生產(chǎn)廠家對(duì)PLC的輸入電壓和電流都有規(guī)定，當(dāng)輸入元件的輸入電流大于PLC的入電流或有漏電流時(shí)，就會(huì)有誤動(dòng)作，降低靈敏度。所以應(yīng)適用弱電流輸入并對(duì)漏電流采取防護(hù)措施，并且選用輸入為供漏型輸入的PLC。

5. 對(duì)感性負(fù)載處理

在輸入、輸出端接感性負(fù)載時(shí)，要在負(fù)載兩端并聯(lián)一個(gè)沖擊抑制器或二極管，二極管的陰極與電壓㈩極側(cè)連接。

6. 外部互鎖與接地

利用PLC控制電機(jī)正反轉(zhuǎn)等正、反工作時(shí)，為避免PC的異常動(dòng)作引起事故及機(jī)械損壞，應(yīng)在外部組成一個(gè)連鎖回路。

接地：GR端子是大地接地端子。用防止感應(yīng)電的專用接地線（截面積2mm2以上的電線）采用第三種接地方式（接地電阻100Ω以下）。

LG是噪音濾波器中性端子，若因噪音大而產(chǎn)生誤動(dòng)作，或?yàn)榱朔乐闺妀i，GR短接，采用第三種接地方式。接地線的長(zhǎng)度在20m以內(nèi)為宜。

接地線與其它設(shè)備共用或與建筑物的金屬結(jié)構(gòu)連接會(huì)適得其反，受到惡劣影響。

7. PLC外部驅(qū)動(dòng)電路

對(duì)于PLC輸出不能直接帶動(dòng)負(fù)載的情況下，必須在外部采用驅(qū)動(dòng)電路，可以用固態(tài)繼電器或晶閘管電路驅(qū)動(dòng)，同時(shí)應(yīng)采用保護(hù)電路和浪涌吸收電路。

另外PLC的輸入輸出布線也有一定要求，請(qǐng)參照各公司的使用說(shuō)明書。

三、擴(kuò)展模塊的選用

對(duì)于小的系統(tǒng)，如80點(diǎn)以內(nèi)的系統(tǒng)，一般不需要擴(kuò)展；當(dāng)系統(tǒng)較大時(shí)，就要擴(kuò)展。不同公司的產(chǎn)品，對(duì)系統(tǒng)總點(diǎn)數(shù)及擴(kuò)展模塊數(shù)量都有限制，當(dāng)擴(kuò)展仍不能滿足需要時(shí)，可采用網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。同時(shí)，有些廠家產(chǎn)品的個(gè)別指令不支持?jǐn)U展模塊，因此，在進(jìn)行軟件編程時(shí)要注意。當(dāng)采用溫度等模擬模塊時(shí)，功能齊全的電氣柜，各廠家也有一些規(guī)定，請(qǐng)參閱相關(guān)技術(shù)手冊(cè)。

四、 PLC的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)

當(dāng)用PLC進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)時(shí)，其難度比PLC單機(jī)控制大得多，首先應(yīng)選用自己比較熟悉的機(jī)型，結(jié)構(gòu)緊湊的電氣柜，對(duì)其基本指令和功能指令有較深入的了解，并且指令的執(zhí)行速度和用戶程序存儲(chǔ)容量也應(yīng)仔細(xì)了解。否則不能適應(yīng)實(shí)時(shí)要求，造成系統(tǒng)崩潰。另外對(duì)通信接口，通信協(xié)議、數(shù)據(jù)傳送速度等也要考慮。

后還要向PLC的廠家尋求網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)和軟件支持及詳細(xì)技術(shù)資料，至于選用幾層工作站，依照系統(tǒng)大小而定。

五、 軟件編制

在編制軟件前，應(yīng)首先熟悉所選用的PLC產(chǎn)品說(shuō)明書，待熟悉后再編程。若采用圖形編程器或軟件包編程，則可直接編程，若用手持編程器編程，應(yīng)先畫出梯形圖，然后編程，這樣可以減少出錯(cuò)，速度也快，編成完成后先空運(yùn)轉(zhuǎn)，待各個(gè)動(dòng)作正常后，再在設(shè)備上調(diào)試。電氣柜

1

根據(jù)工程實(shí)際需求，進(jìn)行功能塊規(guī)劃，編寫子程序

在PLC中子程序是為一些特定的控制目的編制的相對(duì)獨(dú)立的程序。執(zhí)行子程序調(diào)用指令CALL等，如果條件不滿足子程序調(diào)用時(shí)，程序的掃描就僅在主程序中進(jìn)行，不再去掃描這段子程序，這樣就減少不必要的掃描時(shí)間。

2

用字或雙字?jǐn)?shù)據(jù)傳送給DO點(diǎn)方法來(lái)控制輸出

在PLC的應(yīng)用中通常都會(huì)有大量的輸出控制，用字或雙字?jǐn)?shù)據(jù)傳送給DO點(diǎn)方法來(lái)控制輸出可以提高速度，只要根據(jù)實(shí)際應(yīng)用的要求，合理分配輸出地址，變換控制輸出控制字，可以大大減少PLC程序執(zhí)行的步數(shù)，從而加快PLC的程序運(yùn)行速度。

3

脈沖觸發(fā)SET、RESET

PLC中，使用SET指令只執(zhí)行一次即可，不必每次掃描都執(zhí)行這個(gè)指令，很適合與脈沖輸出（PLS/PLF）指令配合使用。有些工程人員忽視了這個(gè)問(wèn)題，使用了常規(guī)的方法來(lái)驅(qū)動(dòng)SET指令，無(wú)意中增加了PLC程序掃描運(yùn)行時(shí)間。

4

避免類型轉(zhuǎn)換，方法如下：

以S7-200為例，它的內(nèi)存格式與我們常用的PC機(jī)正好相反，它是高字在前，低字在后的。所以我們可以將字變量放在后兩個(gè)字節(jié)，在程序初始化時(shí)將前兩個(gè)字節(jié)清零（程序的其它地方不得使用這兩個(gè)字節(jié)）。

如我們定義符號(hào)時(shí)將字變量定義在VW2，同時(shí)保持VW0的值為零。則程序中可以用VW2以字型訪問(wèn)該變量，同時(shí)也可以VD0以雙字型訪問(wèn)，避免了類型轉(zhuǎn)換。

為了避免使用時(shí)混淆，以明確的符號(hào)定義來(lái)區(qū)分字類型和雙字類型。在此強(qiáng)烈推薦類匈牙利命名法：以前綴指示變量類型，用首字母大寫的有意義的英文單詞的組合作變量名。本人習(xí)慣用以下綴：

b————字節(jié)型變量（byte）

w————字型變量（word）

d————雙字變量（double）

r————實(shí)型變量（real）

f————位變量（flag）

btn——-自復(fù)位按鈕式輸入（btn）

sw————切換開關(guān)或自鎖按鈕輸入（switch）

sig——-傳感器、編碼等電平信號(hào)輸入（signal）

rly——-輸出繼電器位（relay）

……

當(dāng)然，這個(gè)根據(jù)個(gè)人習(xí)慣來(lái)，沒(méi)有定則，主要是利于自己區(qū)分。

假如有一個(gè)字類型變量名為VarName，為使用前面的轉(zhuǎn)換技巧，我們可以這樣定義：

wVarName————VW2

dVarName————VD0

在程序初始化時(shí)將VW0清零（如果是不需要記憶的變量，直接將dVarName清零也可）或者在數(shù)據(jù)塊中將VW0設(shè)置為零。則以后需要以字類型訪問(wèn)變量時(shí)就用wVarName，需要以雙字類型訪問(wèn)變量時(shí)就用dVarName。完全不需要類型轉(zhuǎn)換。