工业互联网技术与应用 课件 项目5 PLC的应用与开发

工业互联网技术与应用安徽省十四五职业教育规划教材项目5

PLC的应用与开发5.1数控车床主轴电动机的PLC控制实例5.1.2SCL程序设计5.1.1

Y-△起动电路扩展提升5.1.1Y-△启动电路

在实际的生产过程中，三相交流异步电动机因其结构简单、价格便宜、可靠性高等优点被广泛的应用。但因为在起动过程中需要较大的起动电流，所以大容量的电动机必须采用Y-△起动的方式，这是一种常用的简单降压起动方式。对于正常运行的定子绕组为三角形接法的鼠笼型异步电动机，如果在起动时将绕组接成Y，起动完毕后再接成△，就可以降低起动电流，减轻它对电网的冲击，这样的起动方式称为Y-△起动。数控车床的主轴电路就是一个典型的Y-△起动的电路。工作原理印度塔塔钢铁公司5.1.1Y-△启动电路

5.1.1Y-△启动电路

应用实例如图所示的控制电路中，当主电路的QS闭合后，在控制电路中按下SB2,首先KM1、KM3、KT线圈通电，电动机在Y下工作。过了一段时间后，进行Y-△的转换，KM3线圈断开，KM2线圈闭合，电动机在此状态下正常工作。在整个电路控制中总的控制是由组合开关控制的，主电路中用三个熔断器。其中控制电路中用两个熔断器来对电路进行短路保护，主电路中的热继电器对电路进行过载保护。控制电路中有三个接触器KM1、KM2、KM3，其中，KM1为主接触器，KM2为三角形接触器，KM3为星形联结起动。控制电路中有两个按钮，分别用于起动和停止。控制电路中的时间继电器KT，在进行PLC改造时可使用PLC中的定时器来代替控制。SCL语言SCL（StructuredControlLanguage，结构化控制语言）是一种基于PASCAL的高级编程语言。这种语言基于标准DINEN61131-3（国际标准为IEC1131-3）。印度塔塔钢铁公司5.1.2SCL程序设计

支持的数据类型

SCL语言支持布尔型、整型、实型等基本数据类型及日期时间、指针、用户自定义数据等复杂数据类型。支持的运算提供了丰富的运算符构建逻辑表达式、数学表达式、关系表达式等各种表达式，提供了判断、选择、循环等语句用于程序控制，同时还提供了基本指令、扩展指令、工艺指令及通信指令等丰富的指令，用于满足所有PLC控制的要求。由于其高级语言的特性，SCL尤其适合应用在数据处理、过程优化、配方管理、数学统计运算等方面。支持的数据类型

SCL语言支持布尔型、整型、实型等基本数据类型及日期时间、指针、用户自定义数据等复杂数据类型。印度塔塔钢铁公司5.1.2SCL程序设计

程序编写印度塔塔钢铁公司扩展提升

I/O信号表

输入信号符号PLC地址作用

输出信号符号PLC地址作用FRI0.0过载保护KM1Q0.0△接触器SB1I0.1停止KM2Q0.1YY接触器SB2I0.2低速启动KM3Q0.2YY接触器SB3I0.3高速启动

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外部接线图的绘制绘制外部接线图时，Y-△起动控制，若KM2，KM3同时接通，会造成两相短路的情况，因此，除了在程序设计中要进行互锁之外，还需对PLC控制电路的输出端子进行互锁。输入端子的FR常开触点可以设计在输出电路中，过载时，切断输出电路的电源，如图所示。印度塔塔钢铁公司扩展提升

SCL程序的设计SCL的设计可以根据原有继电器控制系统进行改造，原有的逻辑关系不发生改变，但是需要注意的是，要按照SCL的编程规则将交织在一起的电路分离开来。也就可以根据继电器控制系统动作要求编写。IF"高速启动"THEN"高速变量":=1;END_IF;IF"低速启动"OR"高速变量"THEN"km1":=1;END_IF;"IEC_Timer_0_DB".TON(IN:="高速变量",PT:=t#5s,Q=>"km2");IF"km2"THEN"km1":=0;"km3":=1;ELSE;"km3":=0;END_IF;IF"过载保护"OR"停止"THEN"km1":=0;"km2":=0;"km3":=0;"高速变量":=0;END_IF;印度塔塔钢铁公司扩展提升

调试与运行检查I/O接线是否正确。

检查接触器安装是否合理，互锁是否合适。

按下启动按钮，运行程序观察电机运行作是否满足任务要求。

调试各种可能出现的情况，比如在任何情况下按下停止按钮，系统都要能停止运行。

优化程序。

5.2双速电机的控制5.2.1双速电机控制电路5.2.2双速电动机控制分析

扩展提升5.2.1双速电动机控制电路双速电机是指具有两种极对数的电动机，如2/4极其对应的同步转速分别是3000转/分-1500转/分、4/8极其对应的同步转速分别是1500转/分-750转/分。用途之一是用于立铣的主轴电机，可以得到主轴的两给变速，简化变速箱结构；用途之二是用于高层建筑的地下停车库通风机电机，低速时用以排除室内汽车尾气，火灾时则启动高速，以排除室内的烟气。电机定子绕组的接法是YY/△。双速电机5.2.1双速电动机控制电路高层建筑的地下停车库通风机电机采用双速电机控制，要求：若控制回路正确通电后，按下低速按钮SB2，双速电机定子绕组接成△型，风机电机低速运行用以排除室内汽车尾气。按下高速按钮SB3，双速电机定子绕组首先接成△型，经过5S的延时后，再将双速电机的定子绕组结成YY，风机电机低速运行用以排除室内的烟气。在排除室内的烟气之后，按下停止按钮SB1，主轴电动机停止工作。图5-5双速三相交流异步电动机低速、高速自动变速控制电路原理图，此任务要求完成将控制电路改造成为PLC的控制电路。控制要求5.2.1双速电动机控制电路电路原理图5.2.2双速电机控制分析控制分析图5-5的控制电路中，当主电路的三相组合开关QS闭合后，在控制电路中按下低速按钮SB2,KM1线圈得电，电动机在定子绕组△型下低速工作。若按下钮停止按钮SB1，KM1线圈断电，电动机停止运行。当按钮告诉按钮SB3，KM1、KT、KA线圈得电,过了一段时间后，进行△-YY的转换，KM1、KT、KA线圈断电，KM2和KM3线圈得电,电动机在YY状态下高速工作。若按下钮停止按钮SB1，KM2和KM3线圈断电，电动机停止运行。5.2.2双速电机控制分析控制分析三相组合开关QS进行电路供电控制，主电路中用三个熔断器，控制电路中用二个熔断器来对电路进行短路保护、主电路中的热继电器对电路进行过载保护。控制电路中有三个接触器KM1、KM2、KM3，其中，KM1为三角形接触器，KM2和KM3为双星型接触器。控制电路中有三个按钮，分别用于低速、高速、停止。控制电路中的时间继电器KT在进行PLC改造时用PLC中的定时器来代替控制,中间继电器KA在进行PLC改造时用PLC中的中间继电器M来代替控制。印度塔塔钢铁公司扩展提升

IO信号表

输入信号符号PLC地址作用

输出信号符号PLC地址作用FRI0.0过载保护KM1Q0.0△接触器SB1I0.1停止KM2Q0.1YY接触器SB2I0.2低速启动KM3Q0.2YY接触器SB3I0.3高速启动

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外部接线图的绘制绘制外部接线图时，双速三电机低速、高速自动变速控制，若KM1和KM2，KM3同时接通，会造成两相短路的情况，因此，除了在程序设计中要进行互锁之外，还需在PLC控制电路的输出端子进行互锁。输入端子的FR常开触点可以设计在输出电路中，过载时，切断输出电路的电源，如图所示。印度塔塔钢铁公司扩展提升

SCL程序的设计IF"高速启动"THEN"高速变量":=1;END_IF;IF"低速启动"OR"高速变量"THEN"km1":=1;END_IF;"IEC_Timer_0_DB".TON(IN:="高速变量",PT:=t#5s,Q=>"km2");IF"km2"THEN"km1":=0;"km3":=1;ELSE;"km3":=0;END_IF;IF"过载保护"OR"停止"THEN"km1":=0;