用PLC實現三相異步電動機的正反轉控制實驗方法的探討

[摘 要] 介紹了實現三相交流異步電動機正反控制的兩種常用方法，對兩種實驗的工作原理和優缺點做了重點講解。

[關 鍵 詞] 交流接觸器；可編程控制器（PLC）

[中圖分類號] TP273 [文獻標志碼] A [文章編號] 2096-0603（2017）11-0082-01

在2010年以前，我院的三相異步電動機的正反轉控制實驗都采用交流接觸器常開、常閉觸點進行實驗。近年來，我院引進成立了PLC自動控制實驗室，用可編程控制器（PLC）做三相異步電動機的正反轉控制實驗，用可編程控制器（PLC）進行控制，現將兩種實驗方法給大家分別做一下介紹。

采用交流接觸器及其常開、常閉觸點進行三相交流異步電動機的正反轉控制，電路如圖1所示，采用兩個交流接觸器KM1和KM2來實現三相異步電動機的正反轉控制，在電工實驗室中我們準備了三相鼠籠異步電動機正反轉控制電路板。首先按照電路圖指導學生進行電路連接，先連接主電路，順序是：三相隔離開關（Q）、熔斷器保護（FU）、兩個正反轉接觸器（FM1和FM2）主觸頭，連接三相異步電動機接線盒。要實現異步電動機的正反轉換，就是利用將電動機定子繞組上的三根電源線中的任意兩根對調。改變了接入電動機電源的相序，從而實現三相交流異步電動機的正反轉，實驗在這里必須檢查兩個交流接觸器的主觸頭連接是否正確，防止連線接錯發生短路現象。再連接控制電路，順序依次為，停止按鈕SB3，并聯連接起動按鈕SB1和SB2、三相交流接觸器自保觸頭KM11和KM21，然后連接三相交流接觸器電氣互鎖觸頭KM22和KM12，再連接三相交流接觸器正反轉線圈KM1和KM2，最后連接熱繼電器常閉觸頭。為了保證實驗的安全順利進行，實驗教師必須要按照順序檢查電路，起動按鈕SB1、SB2，停止按鈕SB3連接是否正確，還要檢查電氣互鎖觸頭KM12和KM22是否連接正確，全部檢查完畢后才能送電實驗。當按下正轉起動按鈕SB1時，正轉控制電路清晰可見，由SB3→SB1→KM22→KM1→FR行成回路，使正轉交流接觸器KM1帶電，交流接觸器KM1三相主觸頭閉合，這時電動機處于正轉起動狀態。當按下反轉起動按鈕SB2時，反轉控制電路由SB3→SB2→KM12→KM2→FR行成回路，使反轉交流接觸器KM2帶電，交流接觸器KM2三相主觸頭閉合，這時電動機處于反轉起動狀態。這種實驗方式有清晰明確的電路連接，使得學生一目了然，缺點是實驗電路接線較復雜，觸點使用壽命短，通用性能差。

當用PLC（可編程控制器）進行交流三相異步電動機的正反轉控制時，需要的設備有PLC一臺，三相交流接觸器二個，按鈕三只。這種實驗方法所用設備少，接線簡單，按圖2所示進行電路連接，從圖中可以看出主電路與圖1中沒有變動，控制電路中，由PLC（可編程控制器）控制KM1（正轉起動接觸器）和KM2（反轉起動接觸器）兩個交流接觸器，實現交流三相異步電動機的正反轉控制。

可編程控制器（PLC）控制系統由三部分組成，包括輸入部分、中央處理單元（CPU）和輸出部分。PLC控制系統輸入部分的作用是收集被控制設備的信息或操作命令，需要輸入PLC的各種控制信號，PLC的每一個輸入點及其對應的輸入電路，都能等效為一個輸入繼電器的觸點，控制部分是PLC實現電路的邏輯控制部分。輸出部分的作用是驅動外部負載，用輸出接線端子與控制對象連接，包括交流接觸器線圈、電磁閥、指示燈等。這里我們就介紹用PLC（可編程控制器）實現交流三相異步電動機的正反轉控制實驗的具體步驟，首先，實驗指導教師要認真檢查學生的電路連接，要求線路接線布局合理，連接安全可靠，按照圖2所示電路圖做出梯形圖，梯形圖左邊垂直線為輸入母線，右邊為輸出母線。按照元件的串、并聯關系，把各個元件畫在兩條母線之間，這樣就形成了接線梯形圖，下一步就是按照所做梯形圖在PLC的編程器上輸入如下程序：LD X1→OR Y1→ANI X0→ANI Y2→OUT Y1→LD X2→OR Y2→ANI X0→ANI Y1→OUT Y2→END。以上指令的含義是LD為取指令，LDI為取反指令，OUT為輸出指令，AND為與指令，ANI為與非指令，OR為或指令，ORI為或非指令，END為程序結束指令。最后，全部檢查完畢后，實驗開始按下正轉起動按鈕SB1正轉起動，當反轉實驗時，先按下停止按鈕SB3，使交流電動機停止，再按下反轉起動按鈕SB2，使電動機反轉起動。

用PLC實現交流三相異步電動機的正反轉控制和用三相交流接觸器觸點控制三相異步電動機的正反轉，這兩種實驗方法各有優缺點，兩種實驗方法的線路圖和實驗原理過程的講授，為以后講授更加復雜的自動控制電路奠定了基礎。