電氣控制線路與PLC可編程控制器的應用

徐海根

摘 要：用可編程序控制器（PLC）取代繼電器，接觸器控制電動機自耦變壓器降壓啟 動過程及電氣控制和梯形圖控制電路的轉換過程，及轉換后出現的不能編程的問題等效變換方法。

關鍵詞：PLC與Y-r降壓啟動接線簡單；操作方便.人機性能好；可靠性高

中圖分類號：G712 文獻標識碼：B 文章編號：1002-7661（2016）11-031-01

【正文】PLC得到廣泛應用的今天，為改變傳統的繼電器、接觸器控制的Y-r降壓啟動控制線路的方法，通過相互比較，可以很明顯的發現用PLC改造的控制系統，具有接線簡單、操作方便、人機性能好、可靠性高等特點。Y-r降壓啟動是指電動機啟動時，把定子繞組接成Y形，以降低啟動電壓，限制啟動電流。待電動機啟動后，再把定子繞組改接成r形，使電動機全壓運行。凡是在正常運行時定子繞組作r形連接的異步電動機，均可采用這種降壓啟動方法。電動機啟動時接成Y形，加在每相定子繞組上的啟動電壓只有r形接法的1/ ，啟動電流為r形接法的1/3，啟動轉矩也只有r接法的1/3。所以這種降壓啟動方法，只適用于輕載或空載下啟動。現以時間繼電器自動控制Y-r降壓啟動線路為例介紹Y-r降壓啟動控制線路的安裝與檢修方法。

1、時間繼電器自動控制Y-r降壓啟動線路的安裝。識讀電路圖→選用元器件及導線→電器元件檢查→繪制布置圖和接線圖→固定元器件→布線→安裝電動機并接線→連接電源→自檢→交驗→通電試車

時間繼電器自動控制Y-r降壓啟動電路圖如圖1-5-17所示。該線路由三個接觸器、一個熱繼電器、一個時間繼電器和兩個按鈕組成。時間繼電器KT用作控制Y形降壓啟動時間和完成Y-r自動切換，線路的工作原理如下：先合上電源開關QS。.

該線路中，接觸器KMY得電以后，通過KMY的常開輔助觸頭使接觸器KM得電動作，這樣KMY主觸頭是在無負載的條件下進行閉合的，故可延長接觸器KMY主觸頭的使用壽命。

2、設計一個三相異步電動機星-三角降壓啟動控制程序，要求合上電源刀開關，按下啟動按鈕SB1后，電機以星形連接啟動，開始轉動5S后，KMY斷電，星形啟動結束。為了有效防止電弧短路，要延時300ms后，KM△接觸器線圈得電，電動機按照三角形連接轉動。不考慮過載保護。

（1）輸入點和輸出點分配 見表1-1。

（2）PLC接線圖

按照圖8-11完成PLC的接線。圖中輸入端的24V電源可以利用PLC提供的直流電源，也可以根據功率單獨提供電源。若實驗用PLC的輸入端為繼電器輸入，也可以用220V交流電源。

圖8-11中，電路主接觸器KM和三角形全壓運行接觸器的動合輔助觸點作為輸入信號接于PLC的輸入端，便于程序中對這兩個接觸器的實際動作進行監視，通過程序以保證電機實際運行的安全。PLC輸出端保留星形和三角形接觸器線圈的硬互鎖環節，程序中也要另設軟互鎖。

（3）程序設計

圖8-12為電機星-三角降壓啟動控制的梯形圖。在接線圖8-11中將主接觸器KM1和三角形連接的接觸器KM2輔助觸點連接到PLC的輸入端X2、X3，將啟動按鈕的動合觸點X1與X3的動斷觸點串聯，作為電機開始啟動的條件，其目的是為防止電機出現三角形直接全壓啟動。因為，若當接觸器KM2發生故障時，如主觸點燒死或銜鐵卡死打不開時，PLC的輸入端的KM2動合觸點閉合，也就使輸入繼電器X3處于導通狀態，其動斷觸點斷開狀態，這時即使按下啟動按鈕SB2（X1閉合），輸出Y0也不會導通，作為負載的KM1就無法通電動作。

在正常情況下，按下啟動按鈕后，Y0導通，KM1主觸點動作，這時如KM1無故障，則其動合觸點閉合，X2的動合觸點閉合，與Y0的動合觸點串聯，對Y0形成自鎖。同時，定時器T0開始計時，計時5s。

在正常情況下，按下啟動按鈕后，Y0導通，KM1主觸點動作，這時如KM1無故障，則其動合觸點閉合，X2的動合觸點閉合，與Y0的動合觸點串聯，對Y0形成自鎖。同時，定時器T0開始計時，計時5s。

Y0導通，其動合觸點閉合，程序第2行中，后面的兩個動斷觸點處于閉合狀態，從而使Y2導通，接觸器KM3主觸點閉合，電機星形啟動。當T0計時5s后，使Y2斷開，即星形啟動結束。該行中的Y1動斷觸點起互鎖作用，保證若已進入三角形全壓啟動時，接觸器KM3呈斷開狀態。

T0定時到的同時，也就是星形啟動結束后，防止電弧短路，需要延時接通KM2，因此，程序第3行的定時器T1起延時0.3s的作用。

（4）圖8-12梯形圖

T1導通后，程序第4行使Y1導通，KM2主觸點動作，電機呈三角形全壓啟動。這里的Y2動斷觸點也起到軟互鎖作用。由于Y1導通使T0失電，T1也因T0而失電，因此，程序中用Y2的動斷觸點對Y1自鎖。

按下停止按鈕，Y0失電，從而使Y1或Y2失電，也就是在任何時候，只要按停止按鈕，電機都將停轉。

（5）運行并調試程序

a.將梯形圖程序輸入到計算機。

b.下載程序到PLC，并對程序進行調試運行。觀察電機在程序控制下能否實現自動星-三角降壓啟動。

c.調試運行并記錄調試結果。

參考資料：工業企業自動化專業教科書