第2章

三相异步电动机的PLC控制

2.1 三相笼形异步电动机单向运行的PLC控制

【例2-1-1】电动机启动、停止控制程序

为确保安全，通常电动机的启动、停止控制总是选用如图2-1-1（a）所示的停止优先控制程序。对于该程序，若同时按下启动和停止按钮，则停止优先。如图2-1-1（b）所示为电动机启动、停止控的时序图。

无论启动按钮SB1（00000）是否闭合，只要按下停止按钮SB2（00001），输出10000（KM）必失电，因此也称这种电路为失电优先的自锁电路。这种控制方式常用于需要紧急停车的场合。

程序执行过程：

1）启动

当10000得电后，由于与◎00000并联的◎10000闭合，因此松开SB2后，虽然◎00000断开，但由于◎10000已闭合，使10000继续保持得电，这就是自锁，或者说该电路具有“记忆”功能。

2）停机

3）过载保护

在实际电路中，启动信号和停止信号可能由多个触点组成的串、并联电路提供。

如图2-1-1（a）所示的梯形图为最基本的单元电路，包含了一个梯形图支路的所有要素。

（1）使支路的输出线圈得电（置1）的条件，此处为00000。

（2）使支路的线圈保持的条件，此处为10000。

（3）使支路的线圈停止（置0）的条件，此处为00001。

为了以后的叙述方便，将这一梯形图叫做启—保—停电路。

对于有些控制场合（如消防水泵的启动），需要选用如图2-1-2所示的启动优先的控制程序。对于该程序，若同时按下启动和停止按钮，则启动优先，即不论停止按钮SB2（00001）按下与否，只要按动启动按钮SB1（00000），便可使输出KM（10000）得电，从而启动负载。

【例2-1-2】克服启动按钮出现不能弹起、接触器未吸合故障的电动机控制程序

当按下启动按钮SB1后，电动机开始运行，但是如果启动按钮出现故障不能弹起，按下停止按钮电动机能够停止运行，一旦松开停止按钮，电动机又马上开始运行了。这种情况在实际生产时是不允许的。另外，输出继电器10000得电后，若接触器KM未动作，应发出报警信号，并使10000失电。采用如图2-1-3所示梯形图即可解决这两个问题，其中＃00002[3]为接在00002端子的KM的辅助动合触点对应的输入继电器00002的动断触点。

按下启动按钮SB1，00000得电，◎00000[1]闭合，上升沿微分指令检测到00000的上升沿，01600[1]得电，◎01600[2]闭合，使10000[2]得电并自锁，KM得电，电动机启动运行。按下停止按钮SB2，00001得电，＃00001[2]断开，使10000[2]断电，电动机停止转动。此时既使按钮SB1（00000）没能马上断开仍然闭合，由于检测不到00000的上升沿，因此松开停止按钮SB2（00001）后，电动机不能运行，只有在启动按钮SB2（00000）断开并再次按下后电动机才能再次运行。

10000[2]得电后，KM得电动作，其辅助动合触点闭合，使00002得电，＃00002[3]断开，使TIM001[3]、10001[4]不能得电，致使＃10001[2]保持闭合状态，10000[2]保持得电。若KM得电后未动作，其辅助动合触点未闭合，使00002未得电，＃00002[2]保持闭合状态。因此，10000[2]得电后，◎10000[3]闭合，使TIM001[3]得电，并使10001[4]得电且自锁，发出报警信号，同时使＃10001[2]断开，10000[2]失电。

【例2-1-3】应用置位/复位指令编写的控制程序

在实际应用中也可以用置位/复位指令来等效启—保—停电路的功能，如图2-1-4所示，能实现自锁功能。其工作过程与图2-1-3相同，不再赘述。

【例2-1-4】应用微分指令编写的电动机启动、停止控制程序

梯形图和时序图如图2-1-5所示。

从如图2-1-5（b）所示的时序图可以清楚地看到，上升沿微分指令检测到触点◎00000[1]状态变化的正跳变时，01600[1]接通一个扫描周期，◎01600[2]闭合，使10000[2]线圈保持接通状态；而下降沿微分指令检测到触点◎00001[3]状态变化的负跳变时，01601[3]接通一个扫描周期，◎01601[4]闭合，使10000[4]线圈保持断开状态。

【例2-1-5】点动/连动的电动机启动、停止控制程序

有些设备运动部件的位置常常需要进行调整，这就要用到点动调整功能。梯形图如图2-1-6所示。SB3（00003）为点动按钮，SB1（00001）为连动的启动按钮，SB2（00002）为连动的停止按钮。

点动：按下点动按钮SB3时，◎00003闭合，10000得电，电动机启动运行。但＃00003断开，即断开KM的自锁支路，因此松开点动按钮SB3时，10000失电，电动机停止运行。

连动：按下连动按钮SB1时，◎00001闭合，10000得电，电动机启动运行，由于＃00003闭合，因此◎10000闭合后，使10000自锁。只有按下停止按钮SB2，＃00002断开，才能使10000失电，电动机停止运行。

【例2-1-6】采用辅助中间继电器的点动/连动的电动机启动、停止控制程序

在继电器控制电路中，点动的控制是采用复合按钮实现的，即利用动合、动断触点先断后合的特点实现的。而PLC梯形图中的“软继电器”的动合触点和动断触点的状态转换是同时发生的，这时可采用如图2-1-7所示的位存储器01602及其动断触点来模拟先断后合型电器的特性。该程序中运用PLC的周期循环扫描工作方式造成的输入、输出延迟响应来达到先断后合的效果。注意，若将01602内部线圈与10000输出线圈的位置对调，则不能产生先断后合的效果。

程序执行过程：

1）点动

2）连续运行

【例2-1-7】具有过载报警功能的电动机启动、停止控制程序

PLC的I/O接线和梯形图如图2-1-8所示。

程序执行过程：

1）启动

按下SB1→00001得电→◎00001[1]闭合→10001[1]置位并保持→KM得电→电动机启动运行

2）停止

3）过载保护及声光报警

【例2-1-8】电动机单向间歇运行控制程序

电动机运行一段时间后自动停止，停止一段时间后自动启动，如此循环。

梯形图和时序图如图2-1-9所示。从如图2-1-9（b）所示的时序图可以看出，电动机的运行时间由定时器TIM038的设定值控制，停止时间由定时器TIM037的设定值控制。设定时间可根据实际要求确定。

程序执行过程：

【例2-1-9】定时器与计数器组合编写的电动机控制程序

控制电路和梯形图如图2-1-10所示。

在图2-1-10中，定时器TIM000定时单位为0.1s（100ms），它与计数器CNT000组合使用后，其定时时间为3000×0.1s×12＝3600s＝1h。若需要重新定时，可将开关SA断开，然后再闭合SA，对计数器CNT000进行复位，则会重新开始1h定时。

程序执行过程：

【例2-1-10】应用上升沿触发指令编写的单按钮控制程序

在继电器—接触器控制系统中，控制电动机的启动、停止往往需要两个按钮，如果1台PLC控制多个这种具有启动、停止操作的设备时，势必占用很多输入点。有时为了节省输入点，通过PLC软件编程，实现用单按钮控制启动、停止。

操作方法：按一下该按钮，输入的是启动信号，再按一下该按钮，输入的则是停止信号……，即单数次为启动信号，双数次为停止信号。

如图2-1-11所示为应用上升沿指令编写的单按钮控制程序的梯形图和时序图。00000作为启动、停止按钮相对应的输入继电器，第一次按下时10001有输出，第二次按下时10001无输出，第三次按下10001又有输出。

程序执行过程：

1）启动，第1次按下按钮SB

在下一个扫描周期，◎10001[2]闭合，但由于按钮SB，即◎00000[1]无上升沿，01600[1]失电，◎01600[2]已断开，因此01600[1]不能得电。

松开SB，输入继电器00000失电，◎00000[1]断开，01600[1]失电，使◎01600[2、3]断开。

2）停止，第2次按下按钮SB

3）第3次按下SB

电动机再次启动。

【例2-1-11】用计数器指令编写的单按钮控制程序

梯形图和时序图如图2-1-12所示。

程序执行过程：

1）第1次按下SB启动

2）第2次按下SB停止

3）第3次按下SB

电动机再启动。

【例2-1-12】应用微分指令和KEEP指令编写的单按钮控制程序

梯形图如图2-1-13所示。

程序执行过程：

【例2-1-13】应用微分指令和计数器指令编写的单按钮控制程序

梯形图如图2-1-14所示。

程序执行过程：

【例2-1-14】停电后再通电禁止输出控制程序

在实际工作中，由于停电（突然中断供电）而停生产是常有的事。在恢复供电时，有些设备是不允许立即恢复工作的，否则会发生严重事故。此时可采用如图2-1-15所示的通电禁止输出程序。25315为特殊辅助存储器，仅在开机时闭合一个扫描周期，因此在开机后立即使01604[1]置1，＃01604[3]断开，使10000[3]不能得电。只有接通恢复按钮SB3，使00000[2]得电，◎00000[2]闭合，01604[2]被复位，使＃01604[3]闭合，再按下启动按钮SB1，00001[3]得电，◎00001[3]闭合，10000[3]才能得电。