亞龍YL—235轉盤電機堵轉現象的解決方案

劉友華

（佛山市三水區工業中專電工教研組，廣東 佛山 528100）

亞龍YL—235光機電一體化實訓考核設備，綜合了PLC、變頻器、觸摸屏及氣動技術，為學習者提供了一個綜合訓練的模擬工程環境，使用方便，教學效果好。但是在使用時，我們發現，物料傳送轉盤電機在傳送工件時，由于工件被卡而出現堵轉現象，堵轉時間稍長，轉盤電機隨即燒毀。

轉盤電機是一臺直流24 V減速電機，正常運行時轉速為3 000 r/min，工作電流約為20 mA，當發生電機堵轉時，電流急劇上升，由于該電機沒有其他保護裝置，而出現燒毀。

保護轉盤電機的一種思路，是采用熱繼電器進行保護，熱繼電器的優點是設計簡單，調試方便，不足之處是這種保護有時間延遲，而且保護停機后需手動排查故障，再重新啟動傳盤電機。這樣，干擾了系統的正常運行；

第二種思路是設計一種基于三菱PLC的電機堵轉保護電路，通過控制電機在堵轉時瞬間停機，并自動反轉來避免工件卡死，故障消除后又自動正傳運行，從而有效地保護了電機，并保證系統的順利運行，本文采用的是第二種方案。

1 方案的提出

電機堵轉時，由于電機繞組直流電阻很小，遠小于330 Ω限流電阻，根據電阻分壓原理，加在繞組上的電壓會瞬間降低（實際測量值：正常運行18 V，堵轉為3.6 V）。

根據這一現象，提出解決方案如下：

（1）設計電路對電機繞組端電壓進行監控，檢測到電壓降低后，通過繼電器系統給PLC提供觸點動作信號。

（2）編寫PLC程序，判斷是正常停機還是堵轉停機。如果是正常停機，不進行保護動作；如果是堵轉停機，則通過繼電器驅動電路對電機進行停機、反轉控制，反轉到指定時間后停機，恢復正常運行程序。

（3）如果連續堵轉超過限定次數，則停機報警。

系統工作流程如圖1。

一般情況下，經過上述保護后，工件卡死問題可以自行得到解決，電機的堵轉情況也得到解決，系統不會因此被中斷運行。

圖1 堵轉保護流程圖

2 方案的實施

2.1 檢測與驅動電路

如圖2所示，由V1、R2、J1、V2組成的電壓監控電路，對轉盤電機M的繞組端電壓進行監控。電機正常運行時，其端電壓約為18 V，穩壓二極管V1處于導通狀態，三極管V2也導通，繼電器J1線圈吸合。如果電機停機或堵轉，其端電壓下降至3.6 V左右，V1截止，V2截止，J1斷開。PLC程序根據J1常閉觸點的動作進行判斷是否堵轉，如果是，則驅動繼電器J3控制電機M進行反轉動作，進行堵轉保護。

圖2 檢測驅動電路

J1采用小型中功率電磁繼電器JZC-23F（4123），完全能達到堵轉后線圈失壓斷開的要求。J2、J3則采用觸點電流容量為5 A，有兩對常開觸點、兩對常閉觸點的歐姆龍小型繼電器MY2－DC24V。

2.2 PLC外部線路

本文只討論轉盤電機的堵轉情況，只設啟動和停止按鈕各一個。PLC通過J1常開觸點的動作來判斷電機是否停機或堵轉。Y1和Y3分別驅動電機的正反轉。J2、J3為繼電器互鎖常閉觸點。

圖3 PLC外部接線圖

2.3 PLC程序

本文以YL－235設備自配的三菱FX2N－48MR機型為例，編寫梯形圖如圖4，程序I/O分配表如表1。

程序分析如下：

（1）系統啟動后正常工作時，J1線圈吸合，常開動作，X2閉合。

圖4 梯形圖

表1 I/O地址分配表

（2）當檢測電路檢測到轉盤電機堵轉停機時，J1復位斷開，脈沖觸點產生一個脈沖，電機堵轉標志位M1置位。但如果是電機主動停機，則觸點產生的脈沖先對轉盤電機正常停止標志位M2置位，觸點斷開，M1不能置位。不運行保護程序。

（3）M1置位后，轉盤電機堵轉第2標志位M25也置位，觸點斷開Y1，電機停止。同時讓Y3啟動自鎖，電機反轉。定時器T3設定電機反轉時間，定時1s后，觸點斷開Y3，電機停止；觸點復位M25，重新啟動轉盤電機正常工作。

（4）計數器C2為連續堵轉保護次數統計，如果連續出現設定次數的堵轉，停機，Y15報警輸出。

此程序只考慮了堵轉保護，調試成功后，如果加入主程序，須考慮與整個設備系統功能的完整。

3 結束語

本方案最大的優點在于：

（1）充分利用了設備原有的資源，只是在原有設備上面增加了一個檢測驅動電路，成本低，容易實現。

（2）利用PLC的功能強大、控制靈活的特點，在編寫程序時方便的和設備整合。

（3）參數修改容易，如反轉時間、堵轉重試次數等。此設備在經過上述改造后，轉盤供料電機的堵轉現象得到了根本的解決。

[1]亞龍科技集團有限公司.亞龍YL-235A型光機電一體化實訓考核裝置實訓指導書[K].溫州：亞龍科技集團有限公司，2009.

[2]張夢欣.可編程序控制器及其應用（第二版）[M].北京：中國勞動社會保障出版社，2008.

[3]譚維瑜.電機與電氣控制[M].北京：機械工業出版社，2007.