鄭州繼飛機電設備有限公司

繼飛機電(圖)-成套集成電氣柜-鞏義電氣柜 ：

三相異步電動機的啟動控制

1、三相異步電動機的Y-△啟動控制

將三相異步電動機的Y-△啟動的繼電接觸器控制改造為PLC控制系統(tǒng).

（1）確定I/O信號、畫PLC的外部接線圖

（a）主電路

（b）PLC的I/O接線圖

電動機的Y-△啟動的接線圖

（2）設計三相異步電動機的Y-△啟動梯形圖

電動機的Y-△啟動控制的梯形圖

2.三相異步電動機的串自耦變壓器啟動控制

將串自耦變壓器啟動的繼電接觸器控制改造為PLC控制系統(tǒng) ：

（1）確定I/O信號、畫PLC的外部接線圖

PLC的輸入信號：啟動按鈕SB1，停止按鈕SB2，熱繼電器常開觸點FR。

PLC的輸出信號：運行接觸器KM2、串接自耦變壓器接觸器KM1。

（a）主電路

（b）PLC的I/O接線圖

電動機的自耦變壓器啟動的接線圖

（2）設計三相異步電動機的串自耦變壓器啟動梯形圖

三相異步電動機的串自耦變壓器啟動控制梯形圖

三相繞線式異步電動機的控制

1.三相繞線式異步電動機串電阻啟動控制

將繞線式異步電動機串電阻啟動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、畫PLC的外部接線圖

PLC的輸入信號：啟動按鈕SB1，停止按鈕SB2，熱繼電器常開觸點FR。

PLC的輸出信號：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

電動機的自耦變壓器啟動的接線圖

2.三相繞線式異步電動機串頻敏變阻器啟動電路

將繞線式異步電動機串頻敏變阻器啟動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、畫PLC的外部接線圖

PLC的輸入信號：啟動按鈕SB1，停止按鈕SB2，熱繼電器常開觸點FR。

PLC的輸出信號：運行接觸器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）設計三相繞線式異步電動機串頻敏變阻器啟動梯形圖

三相繞線式異步電動機串頻敏變阻器啟動梯形圖

自動往返控制

將自動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、畫PLC的外部接線圖

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

PLC的輸出信號：正向運行接觸器KM1、反向運行接觸器KM2。

自動往返控制的示意圖

(a)主電路

(b) PLC的I/O接線圖

自動往返控制的接線圖

（2）設計梯形圖

自動往返控制的梯形圖

梯形圖經(jīng)驗設計法

（一）PLC控制系統(tǒng)梯形圖的特點

(1)PLC控制系統(tǒng)的輸入信號和輸出負載：繼電器電路圖中的交流接觸器和電磁閥等執(zhí)行機構用PLC的輸出繼電器來控制，它們的線圈接在PLC的輸出端。按鈕、控制開關、限位開關、接近開關等用來給PLC提供控制命令和反饋信號，它們的觸點接在PLC的輸入端。

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

(3)設置中間單元：在梯形圖中，若多個線圈都受某一觸點串并聯(lián)電路的控制，為了簡化電路，在梯形圖中可設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)時間繼電器瞬動觸點的處理：除了延shi動作的觸點外，時間繼電器還有在線圈得電或失電時馬上動作的瞬動觸點。對于有瞬動觸點的時間繼電器，可以在梯形圖中對應的定時器的線圈兩端并聯(lián)輔助繼電器，后者的觸點相當于時間繼電器的瞬動觸點。

(5)斷電延shi的時間繼電器的處理。FX系列PLC沒有相同功能的定時器，但是可以用線圈通電后延shi的定時器來實現(xiàn)斷電延shi功能。

(6)外部聯(lián)鎖電路的設立。為了防止控制正反轉(zhuǎn)的兩個接觸器同時動作，造成三相電源短路，除了在梯形圖中設置與它們對應的輸出繼電器的線圈串聯(lián)的常閉觸點組成的軟互鎖電路外，還應在PLC外部設置硬互鎖電路。

(7)熱繼電器過載信號的處理：如果熱繼電器屬于自動復位型，則過載信號必須通過輸入電路提供給PLC，用梯形圖實現(xiàn)過載保護。如果屬于手動復位型熱繼電器，則其常閉觸點可以接在PLC的輸出電路中與控制電動機的交流接觸器的線圈串聯(lián)。

(8)外部負載的額定電壓：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)動額定電壓AC 220V的負載，如果系統(tǒng)原來的交流接觸器的線圈電壓為380V時，應將線圈換成220V的，或在PLC外部設置中間繼電器。

（二）經(jīng)驗設計法

以上實例編程使用的方法為“經(jīng)驗設計法”。顧名思義，“經(jīng)驗法”是依倨設計者的經(jīng)驗進行設計的方法。

1．經(jīng)驗設計法的要點

（1）PLC的編程，從梯形圖來看，其根本點是找出符合控制要求的系統(tǒng)各個輸出的工作條件，這些條件又總是用機內(nèi)各種器件按一定的邏輯關系組合實現(xiàn)的。

（2）梯形圖的基本模式為啟-保-停電路。每個啟-保-停電路一般只針對一個輸出，這個輸出可以是系統(tǒng)的實際輸出，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用。

2．“經(jīng)驗法”編程步驟

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

（2）對于一些控制要求較簡單的輸出，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的梯形圖支路。工作條件稍復雜的可借助輔助繼電器。

（3）對于較復雜的控制要求，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鍵點。

（4）將關鍵點用梯形圖表達出來。關鍵點總是用機內(nèi)器件來表達的，在安排機內(nèi)器件時需要合理安排。繪關鍵點的梯形圖時，可以使用常見的基本環(huán)節(jié)，如定時器計時環(huán)節(jié)、振蕩環(huán)節(jié)等。

（5）在完成關鍵點梯形圖的基礎上，針對系統(tǒng)終的輸出進行梯形圖的編繪。使用關鍵點綜合出終輸出的控制要求。

（6）審查以上草繪圖紙，在此基礎上，補充遺漏的功能，更正錯誤，進行后的完善。

PLC控制系統(tǒng)設計時應注意以下幾點。

一、可編程序控制器（PLC）及編程器的選購：

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

1. 系統(tǒng)

首先應確定系統(tǒng)用PLC單機控制還是用PLC形成網(wǎng)絡，由此計算輸入、輸出（I/O）點數(shù)，并且在選購PLC時要在實際需要點數(shù)的基礎上預留10%的余量。

2. 確定負載類型

根據(jù)PLC輸出端所帶負載是直流型還是交流型，是大電流還是小電流，以及PLC輸出點動作的頻率等，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。不同的負載選用不同的輸出方式對系統(tǒng)的穩(wěn)定運行是很重要的。

3. 執(zhí)行速度

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

4. 'COM'點的選擇

不同的PLC產(chǎn)品，其'COM'點的數(shù)量是不一樣的，有的一個'COM'點帶8個輸出點，有的帶4個輸出點，也有帶1個或2個輸出點。當負載的種類多且電流大時，采用一個'COM'點帶1-2個輸出點的產(chǎn)品，當負載種類少數(shù)量多時，鞏義電氣柜，采用一個'COM'點帶4-8個輸出點產(chǎn)品。

5. 合理選用PLC產(chǎn)品

因為各生產(chǎn)廠家的開發(fā)軟件不同，系統(tǒng)地兼容性也是選購時的重點，目前還沒有發(fā)現(xiàn)完全兼容的產(chǎn)品，應根據(jù)系統(tǒng)合理選用PLC產(chǎn)品。

6. 編程器的選購

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)定的語句表中的語句編程。正中方式易于現(xiàn)場調(diào)試并且體積小成本低，但它的效率低適應機種類型少，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用自如，但編程器價格較高。三是用IBM及其兼容個人計算機+PLC軟件包編程，這是常用的一種方式，但大部分軟件包價格昂貴。

7.產(chǎn)品質(zhì)量

盡量選用大公司的產(chǎn)品，因為其產(chǎn)品質(zhì)量有保障，且技術支持好，一般售后服務也較好，成套集成電氣柜，有利于以后產(chǎn)品的擴展與軟、硬件升級。

二、輸入、輸出回路的設計

1.電源回路

PLC供電一般為AC85-240V（也有DC24V），適應電源范圍較寬，但為了抗干擾，應加裝電源凈化元件（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，用其帶負載時應注意容量，同時做好防短路措施（因為該電源的過載或短路將影響PLC的運行）。

3.外部DC24V電源

若輸入回路有DC24V供電的接近開關、光電開關等，而PLC上的DC24V電源容量不夠時，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，否則會影響PLC的運行。

4.輸入的靈敏度

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

5. 對感性負載處理

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

6. 外部互鎖與接地

利用PLC控制電機正反轉(zhuǎn)等正、反工作時，為避免PC的異常動作引起事故及機械損壞，應在外部組成一個連鎖回路。

接地：GR端子是大地接地端子。用防止感應電的專用接地線（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)生誤動作，或為了防止電ji，GR短接，采用第三種接地方式。接地線的長度在20m以內(nèi)為宜。

接地線與其它設備共用或與建筑物的金屬結構連接會適得其反，受到惡劣影響。

7. PLC外部驅(qū)動電路

對于PLC輸出不能直接帶動負載的情況下，必須在外部采用驅(qū)動電路，可以用固態(tài)繼電器或晶閘管電路驅(qū)動，同時應采用保護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，請參照各公司的使用說明書。

三、擴展模塊的選用

對于小的系統(tǒng)，如80點以內(nèi)的系統(tǒng)，一般不需要擴展；當系統(tǒng)較大時，就要擴展。不同公司的產(chǎn)品，對系統(tǒng)總點數(shù)及擴展模塊數(shù)量都有限制，當擴展仍不能滿足需要時，可采用網(wǎng)絡結構。同時，有些廠家產(chǎn)品的個別指令不支持擴展模塊，因此，在進行軟件編程時要注意。當采用溫度等模擬模塊時，功能齊全的電氣柜，各廠家也有一些規(guī)定，請參閱相關技術手冊。

四、 PLC的網(wǎng)絡設計

當用PLC進行網(wǎng)絡設計時，其難度比PLC單機控制大得多，首先應選用自己比較熟悉的機型，結構緊湊的電氣柜，對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容量也應仔細了解。否則不能適應實時要求，造成系統(tǒng)崩潰。另外對通信接口，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)絡設計和軟件支持及詳細技術資料，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，應首先熟悉所選用的PLC產(chǎn)品說明書，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，應先畫出梯形圖，然后編程，這樣可以減少出錯，速度也快，編成完成后先空運轉(zhuǎn)，待各個動作正常后，再在設備上調(diào)試。電氣柜

1

根據(jù)工程實際需求，進行功能塊規(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獨立的程序。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，程序的掃描就僅在主程序中進行，不再去掃描這段子程序，這樣就減少不必要的掃描時間。

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用字或雙字數(shù)據(jù)傳送給DO點方法來控制輸出

在PLC的應用中通常都會有大量的輸出控制，用字或雙字數(shù)據(jù)傳送給DO點方法來控制輸出可以提高速度，只要根據(jù)實際應用的要求，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的程序運行速度。

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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問題，使用了常規(guī)的方法來驅(qū)動SET指令，無意中增加了PLC程序掃描運行時間。

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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字節(jié)，在程序初始化時將前兩個字節(jié)清零（程序的其它地方不得使用這兩個字節(jié)）。

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

為了避免使用時混淆，以明確的符號定義來區(qū)分字類型和雙字類型。在此強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————實型變量（real）

f————位變量（flag）

btn——-自復位按鈕式輸入（btn）

sw————切換開關或自鎖按鈕輸入（switch）

sig——-傳感器、編碼等電平信號輸入（signal）

rly——-輸出繼電器位（relay）

……

當然，這個根據(jù)個人習慣來，沒有定則，主要是利于自己區(qū)分。

假如有一個字類型變量名為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設置為零。則以后需要以字類型訪問變量時就用wVarName，需要以雙字類型訪問變量時就用dVarName。完全不需要類型轉(zhuǎn)換。