PLC控制的防電源短路的電動機正反轉控制線路

劉 軍,劉廣瑞

摘 要:針對電動機正反轉傳統控制存在的弊端,通過PLC中的定時器及互鎖、聯鎖等保護手段對電動機的正反轉加以控制,從而避免操作不當或誤操作而引起事故。這里主要討論改進后的繼電器接觸控制電氣原理圖,對應的I/O配置接線圖,PLC梯形圖,部分程序,并對改進后的原理進行分析,得出結論性的判斷。

關鍵詞:電動機正反轉;PLC;梯形圖;傳統控制

中圖分類號:TM303.5;TP274 文獻標識碼:A

文章編號:1004-373X(2009)12-173-02

PLC Control of the Electrical Short-circuit Power-positive and Control Lines

LIU Jun,LIU Guangrui

(Zhengzhou University,Zhengzhou,450001,China)

Abstract:Based on positive inversion of traditional motor control of the drawbacks,the PLC timer,interlocking chain and other means of protection for the motor positive inversion of control,so as to avoid improper operation or misoperation caused the accident.The improved access to relay electrical control schematic,corresponding to the I / O configuration wiring diagram,PLC ladder,some of the procedures are discussed,and improved principle is analysed,come to the conclusion of the judge.

Keywords:positive inversion of motor;PLC;ladder;traditional control

0 引 言

三相異步電動機的正反轉控制線路作為一個基本控制環節,在電氣控制線路中用得非常廣泛。在電動機正反轉換接時,有可能因同一元件的常開、常閉觸點的切換沒有時間的延遲,有可能因為電動機容量較大或操作不當等原因,使接觸器主觸頭產生較嚴重的燃弧現象,在電弧還沒有完全熄滅時,反轉的接觸器就閉合,則會造成電源相間短路。為了防止電源短路,可以采用電氣聯鎖保護,但在實際使用中,有時候光有電氣聯鎖保護還不夠,接觸器的線圈斷電后,其觸頭可能由于熔焊而仍然閉合。如果有人用手推另一個接觸器的銜鐵就會使兩個接觸器都處于吸合狀態,所以除電氣聯鎖外還應加裝機械連鎖。機械連鎖更可靠地保證兩個接觸器不會同時吸合,但是只能在空間位置比較靠近的兩個接觸器間安裝。電器連鎖可以不受空間位置的限制,但在接觸器觸頭焊住時不能起到保護作用。在線路中不允許單獨采用機械連鎖,因為當一個接觸器吸合時,按另一接觸器的按鈕,雖然由于機械連鎖的作用,另一接觸器不會吸合,但它的線圈卻通過所謂的“起動”電流 (鐵心未閉合時,交流接觸器線圈的感抗小、電流大) ,時間過長就會燒毀線圈。

為了克服以上困難,這里采用定時器T37,T38分別作為正轉、反轉切換的保護手段。由于加入了定時器操,作者可以根據不同的需要設定正反轉切換的時間,可以有效地克服正反轉換向時可能因電弧沒有完全斷開而引起電源的短路。

1 改進后的繼電器接觸控制電氣原理圖

如圖1所示,合為電氣原理主電路和輔助電路原理圖。主電路就是電氣線路中強電流通過的部分,即從電源經電源開關QS、接觸器KM1或KM2的主觸頭、熱繼電器FR的發熱元件到電動機M,見圖1。

圖1 繼電器接觸控制電氣原理簡圖

輔助電路包括電動機的控制線路,照明、信號線路和保護線路,由繼電器和接觸器線圈、繼電器的觸頭、接觸器的輔助觸頭、主令電器(主令控制、按鈕)、照明燈、信號燈、電笛以及其他電器元件組成。為了易于區別主電路和輔助電路,通過強電流的主電路為圖1的左部,通過弱電流的輔助電路為圖1的右部。電器原理圖只表明電氣線路的工作原理,因此電器在圖1中一般不表示其空間位置,同一電器各元件往往根據需要畫在不同的位置。如圖1中的接觸器KM1,主觸頭畫在主電路中,線圈和輔助觸頭畫在控制電路中,而且對各對輔助觸頭可按需要畫在不同的位置上,但同一電器的各元件都要用同一文字符號標出。這種展開式畫法對于表達或通用電器線路原理都較為方便。

2 采用PLC控制的正反轉控制線路

2.1 對應的I/O配置接線圖

圖2中SB1是停止按鈕,SB2是正向起動按鈕,SB3是反向起動按鈕,FR是熱繼電器接觸開關。COM為地端,KM,KM1,KM2為接觸器,圖2的右下角圖形為交流電源。M0.0,M0.1,M0.2為中間繼電器,Q0.1,Q0.2是指正反轉線圈。對應的I/O分配表見表1。

圖2 I/O配置接線圖

2.2 對應的I/O分配表

對應的I/O分配如表1所示。

表1 I/O分配表

輸入信號輸出信號

停止按鈕SB1I0.0正轉接觸器KM1Q0.1

正向起動按鈕SB2I0.1

反向起動按鈕SB3I0.2反轉接觸器KM2Q0.2

2.3 梯形圖

此梯形圖是用西門子系列的PLC,編程軟件是STEP7-Micro/WIN32的S7-300可編程序控制器,如圖3所示。

2.4 對應的指令程序

對應的指令程序如下:

2.5 原理分析

當按下正向啟動按鈕SB2時,會使中間繼電器M0.1得電閉合并自鎖,同時使反向起動線路中的常閉觸點M0.1斷開,從而與正向起動線路形成了互鎖。這種互鎖保證了不會因為誤操作而導致電動機正反轉同時生效,對電動機起到了保護作用。在按下正向起動按鈕SB2的同時,正轉延時定時器T37接通,在延時數秒后,正轉線圈接通電動機正轉起動。當按下反轉按鈕SB3時,會使中間繼電器M0.2得電閉合并自鎖同時切斷了正轉線路。在按下反向起動按鈕SB3的同時,反轉延時定時器T38接通并延時數秒后反轉線圈才得電接通。中間的延時足以使電動機由正轉向反轉換向時有可能產生的電弧完全熄滅,能有效地避免直接換向產生的電弧所引起的短路事故。

停機時,按下停止按鈕SB1,就會使中間繼電器M0.0失電,從而使正向起動按鈕SB2或反向起動按鈕SB3失電。中間繼電器M0.1或M0.2就會失電,正、反轉延時定時器T37或T38失電,從而使電動機正反轉線圈Q0.1或Q0.2失電,電動機就會停下來。

3 結 語

經實踐應用證明,這種改進后的線路不僅能有效地防止線路切換時電源相間短路的現象,尤其是對大功率電動機效果更加明顯。而且由于此線路采用了定時器,能根據不同的需要有選擇地設置切換時間的長短,在實際應用中定能收到良好的效果。

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