电气控制线路与PLC可编程控制器的应用

徐海根

摘 要：用可编程序控制器（PLC）取代继电器，接触器控制电动机自耦变压器降压启 动过程及电气控制和梯形图控制电路的转换过程，及转换后出现的不能编程的问题等效变换方法。

关键词：PLC与Y-r降压启动接线简单；操作方便.人机性能好；可靠性高

中图分类号：G712 文献标识码：B 文章编号：1002-7661（2016）11-031-01

【正文】PLC得到广泛应用的今天，为改变传统的继电器、接触器控制的Y-r降压启动控制线路的方法，通过相互比较，可以很明显的发现用PLC改造的控制系统，具有接线简单、操作方便、人机性能好、可靠性高等特点。Y-r降压启动是指电动机启动时，把定子绕组接成Y形，以降低启动电压，限制启动电流。待电动机启动后，再把定子绕组改接成r形，使电动机全压运行。凡是在正常运行时定子绕组作r形连接的异步电动机，均可采用这种降压启动方法。电动机启动时接成Y形，加在每相定子绕组上的启动电压只有r形接法的1/ ，启动电流为r形接法的1/3，启动转矩也只有r接法的1/3。所以这种降压启动方法，只适用于轻载或空载下启动。现以时间继电器自动控制Y-r降压启动线路为例介绍Y-r降压启动控制线路的安装与检修方法。

1、时间继电器自动控制Y-r降压启动线路的安装。识读电路图→选用元器件及导线→电器元件检查→绘制布置图和接线图→固定元器件→布线→安装电动机并接线→连接电源→自检→交验→通电试车

时间继电器自动控制Y-r降压启动电路图如图1-5-17所示。该线路由三个接触器、一个热继电器、一个时间继电器和两个按钮组成。时间继电器KT用作控制Y形降压启动时间和完成Y-r自动切换，线路的工作原理如下：先合上电源开关QS。.

该线路中，接触器KMY得电以后，通过KMY的常开辅助触头使接触器KM得电动作，这样KMY主触头是在无负载的条件下进行闭合的，故可延长接触器KMY主触头的使用寿命。

2、设计一个三相异步电动机星-三角降压启动控制程序，要求合上电源刀开关，按下启动按钮SB1后，电机以星形连接启动，开始转动5S后，KMY断电，星形启动结束。为了有效防止电弧短路，要延时300ms后，KM△接触器线圈得电，电动机按照三角形连接转动。不考虑过载保护。

（1）输入点和输出点分配 见表1-1。

（2）PLC接线图

按照图8-11完成PLC的接线。图中输入端的24V电源可以利用PLC提供的直流电源，也可以根据功率单独提供电源。若实验用PLC的输入端为继电器输入，也可以用220V交流电源。

图8-11中，电路主接触器KM和三角形全压运行接触器的动合辅助触点作为输入信号接于PLC的输入端，便于程序中对这两个接触器的实际动作进行监视，通过程序以保证电机实际运行的安全。PLC输出端保留星形和三角形接触器线圈的硬互锁环节，程序中也要另设软互锁。

（3）程序设计

图8-12为电机星-三角降压启动控制的梯形图。在接线图8-11中将主接触器KM1和三角形连接的接触器KM2辅助触点连接到PLC的输入端X2、X3，将启动按钮的动合触点X1与X3的动断触点串联，作为电机开始启动的条件，其目的是为防止电机出现三角形直接全压启动。因为，若当接触器KM2发生故障时，如主触点烧死或衔铁卡死打不开时，PLC的输入端的KM2动合触点闭合，也就使输入继电器X3处于导通状态，其动断触点断开状态，这时即使按下启动按钮SB2（X1闭合），输出Y0也不会导通，作为负载的KM1就无法通电动作。

在正常情况下，按下启动按钮后，Y0导通，KM1主触点动作，这时如KM1无故障，则其动合触点闭合，X2的动合触点闭合，与Y0的动合触点串联，对Y0形成自锁。同时，定时器T0开始计时，计时5s。

在正常情况下，按下启动按钮后，Y0导通，KM1主触点动作，这时如KM1无故障，则其动合触点闭合，X2的动合触点闭合，与Y0的动合触点串联，对Y0形成自锁。同时，定时器T0开始计时，计时5s。

Y0导通，其动合触点闭合，程序第2行中，后面的两个动断触点处于闭合状态，从而使Y2导通，接触器KM3主触点闭合，电机星形启动。当T0计时5s后，使Y2断开，即星形启动结束。该行中的Y1动断触点起互锁作用，保证若已进入三角形全压启动时，接触器KM3呈断开状态。

T0定时到的同时，也就是星形启动结束后，防止电弧短路，需要延时接通KM2，因此，程序第3行的定时器T1起延时0.3s的作用。

（4）图8-12梯形图

T1导通后，程序第4行使Y1导通，KM2主触点动作，电机呈三角形全压启动。这里的Y2动断触点也起到软互锁作用。由于Y1导通使T0失电，T1也因T0而失电，因此，程序中用Y2的动断触点对Y1自锁。

按下停止按钮，Y0失电，从而使Y1或Y2失电，也就是在任何时候，只要按停止按钮，电机都将停转。

（5）运行并调试程序

a.将梯形图程序输入到计算机。

b.下载程序到PLC，并对程序进行调试运行。观察电机在程序控制下能否实现自动星-三角降压启动。

c.调试运行并记录调试结果。

参考资料：工业企业自动化专业教科书