项目四 三相异步电动机可逆运转控制（课件）《PLC应用技术》（机械工业出版社）同步精品课堂

项目四 三相异步电动机可逆运转控制 《PLC应用技术》（机械工业出版社） 同步精品课堂—中职专业课 1 学习目标 1.精准阐述三相异步电动机可逆运转的工作原理 3.理解 I/O 点分配的规则，熟练掌握依据控制要求进行合理分配的方法 4.熟练运用相关指令优化控制程序，掌握操作要点 2.清晰识别并准确说明常见的输入 / 输出设备，熟知其在系统中的作用 新知学习 情景导入 同学们，想象一下在物流仓库里，大型货物搬运车需要灵活前进后退，快速高效地装卸货物。搬运车的核心动力，就是三相异步电动机。它怎么做到既能正转往前开，又能反转往后退呢？这就涉及到三相异步电动机可逆运转控制技术。咱们今天就来深入探究，从分析控制要求入手，一步步确定设备、绘制线路图，像工程师一样，掌握让电动机灵活 “听话” 正反转的本领，为以后从事电气工作打下坚实基础。 新知学习 一、学习任务 1.项目任务 本项目的任务是安装与调试PLC控制的三相异步电动机可逆运转系统。系统控制要求如下: (1)起停控制。按下正向起动按钮，电动机正向运转;按下反向起动按钮，电动机反向运转。按下停止按钮，电动机停止运转。 (2)保护措施。系统具有必要的短路保护和过载保护。 新知学习 一、学习任务 2.任务流程图 本项目的任务流程如图3-1所示。 新知学习 二、分析控制要求，确定输入/输出设备 1.分析控制要求。项目任务要求该系统具有三相异步电动机可逆运转控制功能，按下正向起动按钮，电动机得电，正向运转;按下反向起动按钮，电动机得电，反向运转；按下停止按钮(或过载)，电动机停止运转。 2.确定输入设备根据控制要求分析，系统有4个输人信号：正向起动、反向起动停止和过载信号。由此确定，系统的输入设备有3只按钮和1只热继电器，PLC需用4个输人点分别与它们的动合触点相连。但实际操作时，为了节省输人点，过载保护也可通过硬件连接实现。本项目将采用这种过载保护方式。 3.确定输出设备。系统的输出设备有2只接触器，PLC需用2个输出点分别驱动正反转接触器的线圈。 新知学习 三、I/O 点分配 根据确定的输入/输出设备及输人/输出点数分配I/0点，详见表3-2。 新知学习 四、系统梯形图 如图 3-2所示为电动机可逆运转控制系统梯形图，其动作时序如图3-3所示。 新知学习 四、系统梯形图 1.正向起动。 X001动作→Y000 动作且保持→电动机正向运转。 Y000动断触点断开，联锁保护 2.停止。 反向运转无法起动。 X003动作→Y000复位→电动机停止运转。 3.反向起动。 Y001动断触点断开，联锁保护 X002动作→Y001动作且保持→电动机反向运转 正向运转无法起动。 新知学习 五、系统线路图 1.电路图 如图3-4所示为电动机可逆运转控制系统电路图，其电路组成及元件功能见表 3-3。 新知学习 五、系统线路图 2.接线图 如图3-5所示为电动机可逆运转控制系统接线图。 新知学习 六、操作指导 1.安装电路 (1)检查元器件。根据表配齐元器件，检查元件的规格是否符合要求，检测元件的质量是否完好。 (2)固定元器件。按照接线图接线参考图3-6所示安装板固定元件。 (3)配线安装。根据配线原则及工艺要求，对照接线图进行配线安装。 新知学习 六、操作指导 1)板上元件的配线安装 ① 安装控制电路。先依次安装PLC输人电路的0、101、102、103、104、105、106和107号线，再依次安装PLC输出电路的201、202、203、204、205和 206 号线。 ②安装主电路。依次安装PE、L1、L2、L3、U11、V11、W11、U12、V12、W12、U13、V13、W13、U14、U、V和W号线。 2)外围设备的配线安装 新知学习 六、操作指导 ①安装连接按钮。依次连接按钮的104、105、106和107号线，再按照导线编号与接线端子XT的下端对接。 ②安装连接电动机。安装电动机，引出电源连接线及金属外壳的接地线，按照导线编号与接线端子 XT的下端对接。 ③连接三相电源插头线。 新知学习 六、操作指导 (4)自检 1)检查布线。对照线路图检査是否掉线、错线，是否编、错编，接线是否牢固等。 2)使用万用表检测。按表3-5，使用万用表检测安装的电路，如测量阻值与正确阻值不符，应根据接线图检查是否有错线、掉线、错位、短路等。 新知学习 六、操作指导 (5)系统通电，观察PLC的指示LED 经自检，确认电路正确和无安全隐患后，在教师监护下，按照表 3-6，通电观察 PLC 的指示 LED并做好记录。 新知学习 六、操作指导 2.输入梯形图 启动 GX Developer 编程软件，输人如图3-2所示的系统梯形图，其步骤如下。 1)启动 GX Developer 编程软件。 2)创建新文件，选择 PLC 的类型为FX3U。 3)输入元件。 4)转换梯形图。 5)文件赋名为“项目3-1.pmw”后保存。 新知学习 六、操作指导 3.通电调试、监控系统 (1)连接计算机与PLC用SC-09编程线缆连接计算机COM1串行口与PLC的编接口。 (2)写入程序 1)接通系统电源、将PLC的RUN/STOP开关拨至“STOP”位置。 2)进行端口设置后、将程序“项目3-1.pmw”写人PLC。 新知学习 六、操作指导 (3)调试系统。将PLC的RUN/STOP开关拨至“RUN”位置后，按照表3-7操作，观察系统的运行情况并做好记 录。如出现故障，应立即切断 电源、分析原因、检查电路或 梯形图后重新调试，直至系统 实现功能。 新知学习 六、操作指导 (4)监控梯形图。GXDeveloper编程软件具有梯形图监控功能。进入梯形图监控状态用户可清楚地看到元件的状态和动作情况。 1)进入梯形图监控状态。执行[在线]→[监视]→[监视开始]命令，进入梯形图监控状态。若梯形图中某触点显示蓝色底纹，说明该触点处于接通状态，反之为断开状态；若某线圈显示蓝色底纹，说明该线圈已动作，反之说明线圈未动作。出现梯形图监控窗口，此时动断触点X003、Y000和Y001处于接通状态。 新知学习 六、操作指导 2)按下正向起动按钮 SB1，监控梯形图。如图3-9所示，按钮SB1后，对应的输人继电器 X001 动作，Y000动作。同时，可以看到Y000 动断触点已断开。 3)松开正向起动按钮 SB1，监控梯形图。如图3-10所示，松开 SB1后，输入继电器X001复位，而Y000动合触点保持接通状态，Y000线圈保持动作状态，实现输出继电器自保持。 新知学习 六、操作指导 4)按下反向起动按钮 SB2，监控梯形图。如图 3-11所示，按下 SB2 时，其对应的输人继电器 X002 动作，但由于 Y000动断触点已断开，故线圈 Y001不能接通，从而实现了软元件联锁。 5)按下停止按钮 SB3，监控软元件状态。 6)按下反向起动按钮 SB2，监控软元件状态。 7)停止梯形图监控。执行[在线]→[监视]→[监视停止〕命令停止梯形图监控。 新知学习 六、操作指导 (5)分析运行结果 1)在程序控制下，PLC根据输人状态做出运算判断，驱动KM1或KM2动作，实现电动机正反转控制。 2)软件中采用了 Y000和 Y001动断触点联锁。电动机正转(或反转)状态时，不能起动电动机反转(或正转)，避免了三相电源出现短路事故，确保了系统安全。输出继电器联锁设计在同一设备的几种状态不能同时工作的场合中被广泛应用。 新知学习 六、操作指导 4.完善梯形图 文件“项目3-1.pmw”执行时，正转与反转状态不能直接切换，切换时必须经过“停止”这一中间过程，因此有操作不便的缺点。解决的方法是采用正、反向起动的输入继电器动断触点联锁。如图3-13所示，X001动断触点串联在Y001线圈回路中X002动断触点串联在Y000线圈回路中，两者联锁，完善了系统功能，其动作时序如图 3-14 所示。 新知学习 六、操作指导 1)修改梯形图。在 Y001 动断触点后输入动断触点 X002，在 Y000 动断触点后输入动断触点 X001。 2)转换梯形图。 3)另存文件。将修改后的文件另存为“项目3-2.pmw”。 4)写人程序。将PLC的RUN/STOP开关拨至“STOP”位置后，写人程序“项目3 -2.pmw"。 新知学习 六、操作指导 5)调试系统。将PLC的RUN/STOP开关拨至“RUN”位置，按表3-8调试程序。 新知学习 六、操作指导 5.学习指令 1)打开文件“项目3-2.pmw”的指令表窗口。 2)阅读指令表。阅读指令表，各指令功能见表3-9。 新知学习 六、操作指导 6.操作要点 1)为了防止KM1和KM2同时吸合而导致三相电源短路，系统的硬件部分采用了接触器动断触点联锁。 2)输人梯形图过程中要及时转换、保存，避免由于掉电或编程错误而出现程序丢失现象。 3)同一设备的几种工作状态之间需要进行软元件联锁，以确保系统安全。 4)通电调试操作必须在教师的监护下进行。 5)训练项目应在规定的时间内完成，同时做到安全操作和文明生产。 新知学习 随堂练习 01 简述三相异步电动机可逆运转控制的基本要求。 02 请列举出三相异步电动机可逆运转控制电路中至少三种输入设备和两种输出设备。 课堂练习 1.三相异步电动机实现正反转的原理是（ ）​ A. 改变电源频率 B. 改变电源电压 C. 改变定子绕组的相序 D. 改变转子绕组的相序 答案：C​ 解析：三相异步电动机的转向由定子旋转磁场的方向决定，而旋转磁场方向取决于定子绕组的相序，改变相序即可实现正反转。电源频率影响电机转速，电源电压主要影响电机的转矩等性能，转子绕组相序不是决定电机转向的直接因素。 课堂练习 2.在三相异步电动机可逆运转控制电路中，用于控制电机正转的接触器是（ ）​ A. KM1 B. KM2 C. FR D. SB1 答案：A​ 解析：通常在控制电路中，用 KM1 表示正转接触器，KM2 表示反转接触器。FR 是热继电器，用于过载保护；SB1 一般是停止按钮。 课堂练习 3.下列属于三相异步电动机可逆运转控制电路输入设备的是（ ）​ A. 接触器 B. 热继电器 C. 按钮 D. 电动机 答案：C​ 解析：输入设备是用于向控制系统输入控制信号的装置。按钮可由操作人员按下或松开，发出启动、停止等控制信号。接触器是执行元件，控制电路的通断；热继电器用于保护电路；电动机是被控对象。 课堂练习 4.I/O 点分配中，正转启动按钮通常连接到 PLC 的（ ）​ A. 输入点 B. 输出点 C. 电源端 D. 接地端 答案：A​ 解析：正转启动按钮按下时产生的信号需要输入到 PLC 中，所以连接到 PLC 的输入点。输出点用于 PLC 向外部设备输出控制信号，电源端和接地端与信号输入输出无关。 课堂练习 5.监控三相异步电动机可逆运转系统时，可通过（ ）观察电动机的运行状态。​ A. 电流表 B. 电压表 C. 功率表 D. 转速表 答案：D​ 解析：转速表可直接测量电动机的转速，通过转速能直观了解电动机的运行状态是否正常。电流表测量电流，可用于判断电动机是否过载，但不能直接反映运行状态；电压表测量电压，与电动机运行状态的直接关联性较小；功率表测量功率，也不能直接体现电动机的运转状态。 课堂练习 6.完善三相异步电动机可逆运转梯形图时，若发现电动机正反转切换时有短暂停顿，可考虑添加（ ）​ A. 定时器 B. 计数器 C. 中间继电器 D. 时间继电器 答案：D​ 解析：时间继电器可实现延时功能，在正反转切换时设置适当的延时，能避免因切换瞬间的电流冲击等问题导致的短暂停顿。定时器一般用于 PLC 内部的定时控制，与梯形图中的延时功能有所不同；计数器用于计数；中间继电器主要用于信号的放大和转换，它们都不能解决正反转切换停顿的问题。 课堂练习 7.在学习三相异步电动机可逆运转控制指令时，用于控制接触器线圈得电的指令是（ ）​ A. LD B. OUT C. AND D. OR 答案：B​ 解析：在 PLC 编程中，OUT 指令用于驱动线圈，可控制接触器线圈得电。LD 指令用于取常开触点；AND 指令用于触点的串联；OR 指令用于触点的并联。 课堂练习 8.三相异步电动机可逆运转操作要点中，强调在切换正反转时要先按下停止按钮，原因是（ ）​ A. 防止误操作 B. 避免接触器主触点损坏 C. 减少电动机启动电流 D. 以上都是 答案：D​ 解析：切换正反转时先按停止按钮，可防止直接切换导致的误操作，避免因同时接通正反转接触器造成短路，进而保护接触器主触点。同时，先停止再启动能减少电动机启动电流对电网和设备的冲击。 课堂小结 感谢观看 $$