7.2三相异步电动机正反转控制系统设计（课件）-《工厂电气控制设备》同步教学（高教版）

三相异步电动机正反转控制系统设计 《工厂电气控制技术》 目 录 辅助继电器的认识 置位及复位指令 转换设计法编程指令实现 三相异步电动机正反转控制 辅助继电器，是一种内部的状态标志，相当于继电器控制系统中的中间继电器。它的常开常闭接点在PLC的梯形图内可以无限次的自由使用，但是这些接点不能直接驱动外部负载，外部负载必须由输出继电器的外部硬接点来驱动。在逻辑运算中经常需要一些中间继电器作为辅助运算用，这些元件往往用作状态暂存、移位等运算，另外，辅助继电器还具有一些特殊功能。 一、辅助继电器的认识 FX3U系列PLC的辅助继电器 PLC FX3U 说明 通用辅助继电器 500（M0～M499） 非停电保持区，根据设定的参数，可以更改为停电保持(保持)区域。 电池后备/锁存辅助继电器 524（M500～M1023） 停电保持区域(保持)。根据设定的参数，可以更改为非停电保持。 电池后备/锁存辅助继电器 6656（M1024～M7679） 停电保持的特性可以通过参数进行变更。 特殊辅助继电器 512（M8000～M8511） 每一个特殊辅助继电器功能不相同 一、辅助继电器的认识 ⑴ 通用辅助继电器 在FX3U系列PLC中，除了输入继电器和输出继电器的元件号采用八进制编号外，其他软元件的元件号均采用十进制。 FX系列PLC的通用辅助继电器没有断电保持功能。 一、辅助继电器的认识 ⑵ 电池后备／锁存辅助继电器 某些控制系统要求记忆电源中断瞬时的状态，重新通电后再现其状态，电池后备／锁存辅助继电器可以用于这种场合。 在电源中断时用锂电池保持RAM中的映像寄存器的内容，或将它们保存在EEPROM中，它们只是在PLC重新通电后的第一个扫描周期保持断电瞬时的状态。 为了利用它们的断电记忆功能，可以采用有记忆功能的电路 设图中X0和X1分别是起动按钮和停止按钮，M500通过Y0控制外部的电动机，如果电源中断时M500为1状态，因为电路的记忆作用，重新通电后M500将保持为1状态，使Y0继续为ON，电动机重新开始运行：而对于Y1，则由于M0没有停电保持功能，电源中断后重新通电时，Y1无输出。 断电保持功能 一、辅助继电器的认识 ⑶ 特殊辅助继电器 特殊辅助继电器共256点，它们用来表示PLC的某些状态，提供时钟脉冲和标志（如进位、借位标志），设定PLC的运行方式，或者用于步进顺控、禁止中断、设定计数器是加计数还是减计数等。 两类特殊 辅助继电器 ① 只能利用其接点的特殊辅助继电器。 ② 可驱动线圈型特殊辅助继电器。 线圈由PLC内部程序自动驱动，用户只可以利用其接点。 由用户程序驱动其线圈，使PLC执行特定的操作，用户并不使用它们的触点。 一、辅助继电器的认识 M8000为运行监控，PLC运行时M8000接通，其波形如图所示。 波形图 M8002为初始脉冲，仅在运行开始瞬间接通一个扫描周期，其波形如图所示，因此，可以用M8002的常开触点来使有断电保持功能的元件初始化复位或给它们置初始值。 M80ll～M8014分别是10ms、100ms、1s和l min的时钟脉冲特殊辅助继电器。 ① 只能利用其接点的特殊辅助继电器 例 如 一、辅助继电器的认识 M8030为锂电池电压指示特殊辅助继电器，当锂电池电压跌落时，M8030动作，指示灯亮，提醒PLC维修人员赶快更换锂电池。 M8033为PLC停止时输出保持特殊辅助继电器； M8034为禁止输出特殊辅助继电器； M8039为定时扫描特殊辅助继电器。 需要说明的是未定义的特殊辅助继电器不可在用户程序中使用。 “软” 继电器除了上面讲的三种基本外还有:状态继电器(S)、时间继电器(T)、计数器(C)、数据寄存器(D)等,我们后面项目中分别学习。 ② 可驱动线圈型特殊辅助继电器 例 如 一、辅助继电器的认识 目 录 辅助继电器的认识 置位及复位指令 转换设计法编程指令实现 三相异步电动机正反转控制 ⑴ 置位(SET)与复位(RST) 指令功能 置位(SET)与复位(RST)指令如下表所示。SET（置位指令） 它的作用是使被操作的目标元件置位并保持。RST（复位指令） 使被操作的目标元件复位并保持清零状态。 二、置位及复位指令 ⑵ 指令用法示例 SET、RST的使用 二、置位及复位指令 ⑶ 使用注意事项 ①图4－10中的XO一接通，即使再变成断开，YO也保持接通。X1接通后，即使再变成断开，YO也保持断开，对于M、S也是同样； ②对同一元件可以多次使用SET、RST指令，顺序可任意，但对于外部输出，则只有最后执行的一条才指令有效； ③ SET置位指令，用于对辅助继电器M、输出继电器Y、状态器S的置位，也就是使操作对象置“1”，并维持接通状态。 不能定时器T、计数器C置位 。 二、置位及复位指令 置位(SET)与复位(RST) 指令应用 ⑴ 电动机的起保停梯形图 若用SET、RST指令编程，起保停电路包含了梯形图程序的两个要素，一个是使线圈置位并保持的条件，本例为起动按钮XO为ON；另一个是使线圈复位并保持的条件，本例为停止按钮X1为ON。 因此，其梯形图为：起动按钮XO、停止按钮X1分别驱动SET、RST指令。当要起动时，按起动按钮XO，使输出线圈置位并保持；当要停止时，按停止按钮X1，使输出线圈复位并保持，如图所示。 电动机的起保停梯形图（停止优先） 二、置位及复位指令 ⑵ 单台电动机的两地控制 单台电动机的两地控制梯形图 ①控制要求 按下地点1的起动按钮SB1或地点2的起动按钮SB2均可起动电动机：按下地点1的停止按钮SB3或地点2的停止按钮SB4均可停止电动机运行。 ②输入／输出分配 XO：SB1，X1：SB2，X2：SB3（常开），X3：SB4（常开），YO：电动机（接触器）。 ③梯形图方案设计 二、置位及复位指令 ⑶ 两台电动机的顺序联动控制 两台电动机的顺序联动控制梯形图 ①控制要求 电动机M1先起动（SB1），电动机M2才能起动（SB2）。 ②输入／输出分配 XO：电动机M1起动（SB1），X1：电动机M2起动（SB2），X2：电动机M1停止（SB3），X3：电动机M2停止（SB4）；YO：电动机M1（接触器1），Y1：电动机M2（接触器2）。 ③梯形图方案设计 二、置位及复位指令 目 录 辅助继电器的认识 置位及复位指令 转换设计法编程指令实现 三相异步电动机正反转控制 1. 控制要求 三相异步电动机正反转控制的继电器电路图 按SB1，KM1得电并自锁，电动机正转，按SB或FR动作，KM1失电，电动机停止；按SB2，KM2得电并自锁，电动机反转，按SB或FR动作，KM2失电，电动机停止；电动机正转运行时，按反转起动按钮SB2不起作用，电动机反转运行时，按正转起动按钮SB1不起作用。 KM1是正转接触器 KM2是反转接触器 SB1是正转按钮 SB2是反转按钮 SB是停止按钮 三、转换设计法编程指令实现三相异步电动机正反转控制 2. 实施任务准备 序号 分类 名称 型号规格 数量 单位 备注 1 工具 电工常用工具   1 套   2 仪表 万用表 MF47型 1 块   3 设备 器材 编程计算机 要求机型：IBM PC/AT（兼容）；CPU：586以上；内存：32兆或更高（推荐1G兆以上）；显示器：分辨率为800×600点，16色或更高 1 台   4 接口单元 采用FX-232AWC型RS-232/RS-422转换器（便携式）或FX-232AW型RS-232C/RS-422转换器（内置式），以及其他指定的转换器 1 套   5 通讯电缆 FX-422CAB型RS-422缆线（用于FX2，FX2C型PLC，0.3m）或FX-422CAB-150型RS-422缆线（用于FX2Ｎ，FX3U型PLC，1.5m），以及其他指定的缆线 1 条   三、转换设计法编程指令实现三相异步电动机正反转控制 序号 分类 名称 型号规格 数量 单位 备注 6 设备 器材 可编程序控制器 FX3U-48MR 1 台   7 安装配电盘 600*900mm 1 块   8 导轨 C45 0.3 米   9 空气断路器 Multi9 C65N D20 2 只   10 熔断器 RT28-32 2 只   按钮 LA10-2H 1 只   11 12 稳压电源 DC24V 1 只   13 接线端子 D-20 20 只   14 交流接触器(KM) ～220V 2 只   15   热继电器器(FR) 220V 1 只   16 消耗 材料 铜塑线 BV1/1.37mm2 10 米 主电路 17 铜塑线 BV1/1.13mm2 15 米 控制电路 18 软线 BVR7/0.75mm2 10 米   19 紧固件 M4*20螺杆 若干 只   20   M 4*12螺杆 若干 只   21   Φ4平垫圈 若干 只   22   Φ4弹簧垫圈及Φ4螺母 若干 只   23 号码管   若干 米   24 号码笔   1 支   三、转换设计法编程指令实现三相异步电动机正反转控制 3.通过对本任务控制要求分析 输入 输出 元件代号 作用 输入继电器 元件代号 作用 输出继电器 SB 停止按钮 X0 KM1 正转控制 Y1 SB1 正转启动 X1 KM2 反转控制 Y2 SB2 反转启动 X2       FR 过载保护 X3       I/O通道地址分配表 三、转换设计法编程指令实现三相异步电动机正反转控制 4.画出PLC的外部I/O接线图 电动机正反转的外部接线图 根据I/O信号，同时考虑KM1或KM2外部故障（KM1或KM2主触点可能被断电时产生的电弧粘合而断不开）时，造成主电路短路，故在PLC输出的外部电路KM1、KM2的线圈前增加其常闭触点作硬件互锁，其I／O外部接线如图所示。 三、转换设计法编程指令实现三相异步电动机正反转控制 5.程序设计，画对应的梯形图 电动机正反转的继电器电路图所对应的梯形图 根据电动机正反转的动作情况以及梯形图编程的基本规则（线圈右边无触点，触点多上并左。 三、转换设计法编程指令实现三相异步电动机正反转控制 电动机正反转的优化梯形图 三、转换设计法编程指令实现三相异步电动机正反转控制 6.程序输入及仿真运行 启动MELSOFT系列GX Work2编程软件，首先选择PLC的类型为“FX3U”，在程序类型框内选择“梯形图逻辑”，创建新文件名，并命名为“电动机正反转控制”；采用梯形图输入法输入梯形图。 ⑴ 程序输入 ⑵ 仿真运行 三、转换设计法编程指令实现三相异步电动机正反转控制 7.线路安装与调试 ①检查元器件 ②固定元器件 ③配线安装 ④自检 ⑴ 根据I/O接线图，在模拟实物控制配线板上进行元件及线路安装。 ⑵ 安装电路 三、转换设计法编程指令实现三相异步电动机正反转控制 ①PLC与计算机连接。使用专用通信电缆RS-232/RS422转换器将PLC的编程接口与计算机的COM1串口连接。 ②程序写入。首先接通系统电源，将PLC的RUN/STOP开关拨到“STOP”的位置，然后通过MELSOFT系列GX Work2软件中的“PLC”菜单的“在线”栏的“PLC写入”，就可以把仿真成功的程序写入的PLC中。 ⑶ 程序下载 三、转换设计法编程指令实现三相异步电动机正反转控制 ①经自检无误后，在指导教师的指导下，方可通电调试。 ②首先接通系统电源，将PLC的RUN/STOP开关拨到“RUN”的位置，然后通过计算机上的MELSOFT系列GX Work2软件中的“在线/监控/监视模式”监视程序的运行情况，再按照下表所示进行操作，观察系统运行情况并做好记录。如出现故障，应立即切断电源，分析原因、检查电路或梯形图，排除故障后，方可进行重新调试，直到系统功能调试成功为止。 ⑷ 通电调试 三、转换设计法编程指令实现三相异步电动机正反转控制 操作步骤 操作内容 观察内容 观察结果 思考内容 第一步 将仿真成功后的程序下载到PLC后，合上断路器QS “POWER”灯   理解PLC的工作过程 所有的“IN”灯   第二步 将RUN/STOP开关拨到“RUN”的位置 “RUN”灯   第三步 将RUN/STOP开关拨到“STOP”的位置 “RUN”灯   第四步 按正转启动按钮SB1 正转接触器对应的Y1   第五步 按反转启动按钮SB2 反转接触器对应的Y2   第六步 按停止按钮SB 正、反转接触器对应Y1和Y2   第七步 仿真热继电器过载 正、反转接触器对应Y1和Y2   说明   程序调试步骤及运行情况记录表 三、转换设计法编程指令实现三相异步电动机正反转控制 谢谢聆听！ $$