继电器控制和PLC控制的异步电动机的起

1、继电器控制和PLC控制的异步电动机的起、制动控制方式的比较 王小平1 马轶群21 张家口职业技术学院 2 河北建筑工程学院摘要：分析传统的笼型异步电动机起、制动控制方式的特点，然后改为采用PLC控制。并对两种控制方式进行比较，得出PLC控制的优点。 关键词：继电器接触器控制、可编程控制器、梯形图 To Compare the Starting-Stopping Control of Asynchronous Electromotor by PLC with by Relay-contact Wang Xiaoping1 Ma Yiqun2 1 Zhangjiakou Institute of

2、Vocational Technology 2 HeiBei Institute of Architecture Abstract: This paper analyzes traditional control method of the starting-stopping of asynchronous electromotor then it gives the modern control method by the use of PLC ,at last it points out advantages of the application of PLC in the control

3、 of electromotor through comparison of these two methods. Key word: Relay-contact control Programmable Logic Controller Ladder diagram 一、前 言传统的笼型异步电动机起、制动的控制方式通常有以下几种，起动方式有：全压起动、减压起动。制动方式有：能耗制动、反接制动、回馈制动。其中任何一种起、制动控制方式的实现通常都由继电器-接触器组成的控制系统来完成的。下面就以定子回路中窜电阻降压起动和反接制动为例，分析由继电器-接触器电路实现的异步电动机的起、制动控制过程。如图

4、1，此控制电路含有三个接触器和一个中间继电器，12个可动作的硬触点。起动时，接触器KM2，KM3均处于断开状态，按下起动按钮SB1，KM1通电并自锁，电动机串入电阻减压起动。当电动机转速上升到某一定值时（此值为速度继电器KS1的设定值，此设定值可调整），速度继电器KS1的常开触电闭合，中间继电器KA通电并自锁，KA的常开触点闭合，接触器KM3通电，KM3的主触点短接主电路中定子电阻R，电动机定子中的电阻减小，电流增大，转速上升，直到设定的速度时，电动机稳定运行。制动时，按下停止按钮SB2，KM1断电，其主触电断开，切断电动机的电源，电动机处于无电状态，由于惯性继续运行，但速度越来越慢。同时由于

5、KM1断电KM3失电，主电路中的KM3的主触电断开，限流电阻R又串入。另外KM1断电又带来接触器KM2通电，在主电路中KM2的主触点闭合，电动机的供电电源的两个相序对调，电动机处于反接制动状态。当转速下降到设定值时，KS1常开触点断开，中间继电器KA失电，进而断开KM2的电源，电动机失电，迅速停机。这种传统的继电器-接触器控制方式的控制逻辑清晰，采用了机电一体组合方式，便于普通机电类技术人员的维修，但由于使用的电气元件体积大、触点多、故障率大、寿命短，因此运行的可靠性低。随着电子技术和计算机的发展，PLC的发展也越来越成熟，这就使得使用PLC进行机电运行控制已成为必然趋势。二、采用PLC实现异

6、步电动机的起动、制动控制可编程序控制器是在继电器和计算机控制基础上开发的产品，所以它在继电器控制逻辑清晰的基础上，使用了计算机软件控制实现了控制方式的灵活改进。因此与传统的继电器-接触器控制系统相比较，采用PLC实现异步电动机起、制动控制是最佳选择。PLC实现的异步电动机起、制动控制电路接线图，软件梯形图如下:（下边以三菱系列的PLC为例）电动机的主电路接线图不变，如图2。改进的控制接线图如图3。软件梯形图及程序如图4。此梯形图的控制过程如下：起动时，按下起动按钮SB1，X400的常开触点闭合，Y430被激励并且自锁，接触器KM1通电，其主触点KM1闭合，电动机串入限流电阻R并开始起动，同时Y

7、430的常开的触点也闭合。当电动机转速上升到某一定值时，速度继电器的常开触点KS1闭合，那么对应的X402就闭合，M100被激励并自锁，Y432被激励，这样使得接触器KM3通电，其主触点KM3闭合，主电路中限流电阻R被短接，电动机的电流增大，转速上升直到初始设定值，电动机开始稳定运行。制动时，按下停止按钮SB2，即X401常闭触点断开，进而Y430不被激励，使得接触器KM1失电，对应的触点释放，这样Y430的常闭触点复位，则Y431被激励，接触器KM2通电，对应的触点KM2吸合，把电动机电源的两个相序对调，电动机处于反接制动状态。与此同时，Y430常开触点断开，Y432不被激励，接触器KM3失

8、电，主电路中又串入限流电阻R，使得电动机的电流减小，速度变慢。当电动机速度下降到设定值时，速度继电器的硬触点KS1释放，即X402常开触点断开，M100不被激励，其对应触点动作，使得Y431不再被激励，接触器KM2失电，其触点释放，电动机快速停下来。过载时热继电器FR常开触点闭合，即常闭触点X403断开，使得Y430、M100都不再被激励，进而接触器KM1或KM2失电，断开对应的触点，电动机电源断开，起到过载保护的作用。三、PLC与继电器-接触器控制系统的比较通过上述异步电动机的起、制动的两种控制方法的比较，不难看出，PLC控制是由继电器接触器控制发展而来的。两者之间既有相似性又有很多不同之处

9、。1、二者方案的不同点： 控制中采用的逻辑部件不同 继电器-接触器控制全部用硬触点和“硬”线连接；PLC内部大部分采用“软”触点和“软”线连接。 控制系统的结构和体积不同 继电器-接触器控制系统使用的电气元件多，体积大且故障率大；PLC控制系统结构紧凑，使用的电气元件少，体积小。 控制中电器的触点不同 继电器-接触器控制中全部为机械式的硬触点，动作慢，弧光放电严重，寿命短，而且使用次数有限；PLC内部全部为“软”触点，动作快、寿命长，而且使用次数无限。 灵活性不同 继电器-接触器控制方案的改变，需拆线，重新再接线，乃至更换元器件，比较麻烦；PLC控制方案的改变，一般不需要修改硬件，只需修改程序

10、即可，及其方便。 此外，由于PLC技术是在计算机控制的基础上发展起来的，它是以微处理器为核心，结合了计算机技术、自动控制技术和通信技术而发展起来的一种新型、通用的自动控制装置。具有结构简单、性能优越、可靠性高、灵活通用、易于编程、使用方便等优点。因此，PLC控制必将替代传统的继电器-接触器控制。 2、PLC控制方案的设计特点 、在硬件方面 设置了滤波器 在PLC中一般对供电系统及输入线路采用多种形式的滤波器，如LC型或型滤波器 采用了隔离和屏蔽技术技术 在PLC系统中CPU和各种I/O通道之间都采用光电隔离和屏蔽技术，以防止外界信号的干扰，影响CPU的正常工作或导致CPU的损坏。 采用了模块结

11、构 PLC通常采用模块式结构，目的是便于用户检修和更换模块，另外在各模块上都设有故障检测电路，并用相应的指示器标示它的状态，使用户能够迅速确定故障块的位置。 设置了特定的电源 PLC中的电源，尤其是为CPU模块供电的+5主电源，都有很强的抗电网电压波动和高频扰动的能力，同时还具有过电压、过电流等保护措施，以防止PLC的损坏。 设置了联锁功能 PLC中各个输出通道之间都设有联锁和互锁功能。以防止各被控对象之间误动作可能造成的事故。 设置了环境检测和诊断电路 这部分电路负责对PLC的运行环境（如电网电压、工作温度、环境湿度等）作检测，同时也完成对PLC中各模块工作状态的监测。这部分电路往往是与软件

12、相配合工作的，以实现故障的自动诊断和预报。 设置了“看门狗”电路（即Watchdog电路） PLC中的这部分电路是专门监视PLC运行进程是否按预定的顺序进行，如果PLC中发生故障或用户程序区受损，则因CPU不能按预定顺序（预定时间间隔）工作而报警。 、在软件方面 软件与硬件相配合 软件装在PLC的某一固定的存储区中，它定时对外界的工作环境状态检测，以便在有异常情况下可及时处理。 工作信号会自动保护 PLC在受到强干扰而导致工作进程混乱甚至停止时，如果PLC的硬件系统未受损，则它的保护软件迅速将当前的工作状况和有关的信息存放到磁性的或带电保护型存储器中，以便强干扰消失后，PLC自动从这种存储器中取出这些信息，继续完成因强干扰而中断的工作。 PLC采用扫描方式进行工作 PLC对信号的输入、数据的处理和信号的输出分别在一个扫描周期的不同时间间隔里以批处理方式进行，因此使得用户编程简单、不易出错。 四、结束语通过上述的分析比较，不难看出：由于PLC在设计制造时充分考虑到工业控制现场环境问题，并采取了多层次、多种有效措施来提高工作可靠性，因此采用PLC实现电机控制，特别是对工作条件恶劣的工矿企业应该更为适用。目前，PLC已广泛用于冶金、化工、轻工、机械、电力、建筑、交通和运输等各行业。参考文献:可编程控制器教程