PLC限制三相异步电动机的正反转

大任理2大为网络高等教化

专科生毕业大作业

题目：PLC限制三相异步电动机的正反转

学习中心：

层次：中学起点专科

专业：电气工程及其自动化

年级：年春季

学号：______________________

学生：_______________________

指导老师：_________

完成日期：2021年1月19日

内容摘要

现代社会要求制造业对市场需求作出快速的反响，生产出小批量、多品种、

多规格、低成本和高质量的产品，为了满意这一要求，生产设备和自动生产线的

限制系统必需具有极高的牢靠性和敏捷性，可编程限制器(ProgrammableLogic

Controller,PLC)正式顺应这一要求出现的，它是以微处理器为根底的通用工业限

制装置。

异步电动机作为当前前电力拖动的主流。具有构造简洁、运行牢靠、价格低、

维护便利等一系列优点。随着电子电力技术的开展和沟通调速技术的日益成熟，

异步电动机的调速性能完全可与直流电机相媲美。

本论文实现的就是是用PLC限制三相异步电动机的正反转，

关键话］:PLC；三相异步电动机；继电器

目录

内容摘要................................................................I

引言..................................................................1

IPLC的根本介绍......................................................2

1.1PLC的根本概念.................................................2

1.2PLC的特点.....................................................2

.........................................................................................................................................2

L2.2功能强，性能价格比高......................................2

1.2.3硬件配套齐全，用户运用便利，适应性强.....................3

1.2.4牢靠性高，抗干扰实力强...................................3

1.2.5系统的设计、安装、调试工作量少...........................3

1.2.6修理工作量小，修理便利...................................4

1.2.7体积小，能耗地...........................................4

2三相异步电动机的介绍................................................5

2.1异步电动机的开呈现状..........................................5

2.2三相异步电动机的构造..........................................5

3三相异步电机的PLC正反转限制........................................6

4结论..................................................................8

5致谢..................................................................9

参考文献...............................................................10

1PLC的根本介绍

PLC的根本概念

现代社会要求制造业对市场需求作出快速的反响，生产出小批量、多品种、

多规格、低成本和高质量的产品，为了满意这一要求，生产设备和自动生产线的

限制系统必需具有极高的牢靠性和敏捷性，可编程限制器(ProgrammableLogic

Controller,PLC)正式顺应这一要求出现的，它是以微处理器为根底的通用工业限

制装置。

PLC的应用面广、功能强大、运用便利，已经广泛的应用在各种机械设备和

生产过程的自动限制系统中，PLC在其他领域，例如民用和家庭自动化的应用也

得到了快速的开展。PLC仍旧处于不断的开展之中，其功能不断增加，更为开放,

它不但是单机自动化中应用最广的限制设备，在大型工业网络限制系统中也占有

不行动摇的地位。PLC应用面之广、普及程度之高，是其他计算机限制设备无法

比较的。

国际电工委员会(IEC)在1985年的PLC标准草案第3稿中，对PLC作了如

下定义：

“可编程限制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应

用而设计。它采纳可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、依次限

制、定时、计数和算术运算等操作指令，并通过数字式、模拟式的输入和输出

，限制各种类型的机械或生产过程。可编程序限制器及其有关设备，都应按易于

使工业限制系统形成一个整体，易于扩大其功能的原则设计〃从上述定义可以看

出，PLC是一种用程序来变更限制功能的工业限制计算机，除了能完成各种各样

的限制功能外，还有与其他计算机通信联网的功能。

1.2PLC的特点

编程方法简洁易学

梯形图是运用最多的plc的编程语言，其电路符号和表达方式与继电器电路原

理图相像，梯形图语言形象直观，易学易懂，熟识继电器电路图的电气技术人员

只要几天时间就可以熟识梯形图语言，并用来编制用户程序。

功能强，性能价格比高

一台小型PLC内有成百上千个可供用户运用的编程元件，有很强的功能，可

以实现特别困难的限制功能°与一样功能的继用器限制系统相比，具有很高的性

能价格比。PLC可以通过通信联网，实现分散限制、集中管理。

硬件配套齐全，用户运用便利，适应性强

PLC产品已经标准化、系列化、模块化，配备有品种齐全的各种硬件装置用

用户选用，用户能敏捷便利地进展系统配置，组成不同功能、不同规模的系统。

PLC的安装接线也很便利，一般用接线端子连接外部接线。PLC有较强的带负载

实力，可以干脆驱动一般的电磁阀和小型沟通接触器。

硬件配置确定后，可以通过修改用户程序，便利快速地适应工艺条件的变更。

牢靠性高，抗干扰实力强

传统的继电器限制系统运用了大量的中间继电器、时间继电器。由于触点接

触不良，简洁出现故障。PLC用软件代替大量的中间继电器和时间继电器。PLC

外部仅剩下与输入和输出有关的少量硬件元件，接线可削减到继电器限制系统的

1/10-1/100,因触点接触不良造成的故障大为削减。

PLC实行了一系列硬件和软件抗干扰措施，具有很强的抗干扰实力，可以干

脆用于有剧烈干扰的工业生产现场，PLC已被广袤用户公认为最牢靠的工业限制

设备之一。

系统的设计、安装、调试工作量少

PLC用软件功能取代了继电器限制系统中大量的中间继电器、时间继电器、

计数器等器件，使限制柜的设计、安装、接线工作量大大削减。

PLC的梯形图程序一般用依次限制设计法来设计。这种编程方法很有规律，

很简洁驾驭。对于困难的限制系统，设计梯形图的时间比设计一样功能的继电器

限制系统电路图的时间要少的多。

PLC的用户程序可以在试验室模拟调试，输入信号用小开关来模拟，通过PLC

上的发光二极管可视察出信号的状态。完成了系统的安装和接线后，在现场的统

调过程中发觉的问题一般通过修改程序就可以解决，系统的调试时间比继电冷系

统少的多。

修理工作量小，修理便利

PLC的故障率很低，且有完善的自诊断和显示功能。PLC或外部的输入装置

和执行机构发生故障时，可以依据PLC上的发光二极管或编程器供应的信息快速

的查明故障的缘由，用更换模块的方法可以快速地解除故障。

体积小，能耗地

困难的限制系统运用PLC后，可以削减大量的中间继电器和时间继电器，小

型PLC的体积仅相当于几个继电器的大小，因此可将开关柜的体积缩小到原来的

l/2-l/10o

PLC的配线比继电器限制系统的配线少得多，故可以节约大量的配线和附件,

削减大量的安装接线工时，加上开关柜体积的减小，可以节约大量的费用。

2三相异步电动机的介绍

2.1异步电动机的开呈现状

异步电动机主要作电动机运行，它具有构造简洁、制造简洁、运行牢靠、效

率较高、价格低廉、巩固耐用的优点，因此成为当代产量最多、应用也最广泛的

电机。在各种电气传动系统中。约90%的驱动电机为异步电动机；在电网的总负荷

中，异步电动机用电量约占60%以上。近年来，随着电力电子技术、自动限制技术

和计算机技术的进步，沟通调速技术取得了实质性的开展，异步电动机得到了更

广泛的应用。

异步电动机具有构造简洁、运行牢靠、价格低、维护便利等一系列优点。随

着电子电力技术的开展和沟通调速技术的日益成熟，异步电动机的调速性能完全

可与直流电机相媲美。因此，异步电动机是目前电力拖动的主流。

2.2三相异步电动机的构造

三相异步电动机主要由定子和转子两大局部组成，定子和转子之间有一个很

小的气隙。如下图

斜苑

2-1外形图2-2内部构造图

1-轴承2-轴伸侧端盖3-转轴4转子铁心5-吊环6-定子铁心7-出线盒

8-机座9.定子绕组10非轴伸侧端盖11.风罩12-风扇

2-3三相异步电动机构造示意图

3三相异步电机的PLC正反转限制

在生产过程中，往往要求电动机能够实现正反两个方向的转动，如起重机吊钩

的上升与下降，机床工作台的前进与后退等等。由电动机原理可知，只要把电动机

的三相电源进线中的随意两相对调，就可变更可动机的转向。因此正反转限制电

路实质上是两个方向相反的单相运行电路，为了防止误动作引起电源相同短路，

必需在这两个相反方向的单向运行电路中加设必要的互锁。依据电动机可逆运行

操作依次的不同，就有了“正-停-反"和“正-反-停〃两种限制电路

在该限制线路中，KM1为正转沟通接触器，KM2为反转沟通接触器，SB3

为停顿按钮、SB1为王转限制按钮，SB2为反转限制按钮，FR是热继电器。KM1、

KM2常闭触点相互闭锁，当按下SB1正转按钮时，KM1得电，电机正转；KM1

的常闭触点断开反转限制回路，此时当按下反转按钮，电机运行方式不变；假设

要电机反转，必需按下SB3停顿按钮，正转沟通接触器失电，电机停顿，然后再

按下反转按钮，电机反转。假设要电机正转，也必需先停下来，再来变更运行方

式。这样的限制线路的好处在于防止误操作等引起的电源短路故障。

图3-2是功能与图3-1所示系统一样的PLC限制系统的梯形图。各输入信号

均由常开触点供应，因此继电器电路和梯形图中的各触电的常开和常闭的类型不

变。假如在编程软件中用梯形图语言输入程序，可以采纳与图3-1中的继电器电

路完全一样的构造来画梯形图。依据PLC外部接线图给出的关系，来确定梯形图

中各触电的地址。转换为语句表后，会出现一条入栈指令和一条出栈指令。

图3-2用两个起保停电路来分别限制电动机的正传和反转。与继电器电路相

比，多用了两个常闭触点，但是电路的逻辑关系比较清楚，并且不须要堆栈指令。

“得电〃"失电”,电动机停顿运行°

在梯形图中，将Q0.0和Q0.1的常闭触电分别与对方的线圈串联，可以保证

它们不会同时为ON,因此KM1和KM2的线圈不会同时通电，这种平安措施在继电

器电路中称为“互锁〃。除此之外，为了便利和保证和不会同时为ON,在梯形图

中还设置了“按钮连锁〃，即将正转启动按钮对应的的的线圈串联，将正转的常

闭触点与限制反转的Q0.1的线圈串联。设Q0.。为ON,电机正转，这时假如想给

为反转，可以不按停顷按钮SB3,干脆按反转按钮SB2”失电〃”得电〃并自保

持，正转变为反转。

梯形图中的软件互锁和按钮联锁电路并不保险，在电动机切换方向的过程中,

可以原来接通的接触器的主触点的电弧还没有熄灭，另一个接触相的主触点已经

闭合了，由此造成瞬时的电源相间短路，使熔断器熔断。此外，假如因为主电路

电流过大或接触器质量不好，某一接触器的主触点被断电时产生的电弧熔焊而被

粘结，其线圈断电后主触点仍旧是接通的，这时假如另一接触器的线圈通电，也

会造成三相电源短路的事故。为了防止出现这种状况，应在PLC外表设置由KM1

和KM2的协助常闭触点组成的硬件互锁电路（图3-1）,假设KM1的主触点被电弧熔

焊，这时它的与KM2线圈串联的协助常闭触点处于断开状态，因此KM2线圈不行

能得电。

I程再注解|程序注解

Htt1网络打电

网络1网络标题

I网络注解一

|网络注解

LDIO0

OQO0

AN1U1

ANIO2

ANIO3

ANQO1

-QO0

LDIO1

oQO1

ANIO0

ANIO2

ANIO3

ANQO0

O1

-Q

图3-2梯形图图3-3指令图

4结论

PLC的应用面广、功能强大、运用便利，已经广泛的应用在各种机械设备和

生产过程的自动限制系统中，PLC在其他领域，例如民用和家庭自动化的应用也

得到了快速的开展。PLC仍旧处于不断的开展之中，其功能不断增加，更为开放,

它不但是单机自动化中应用最广的限制设备，在大型工业网络限制系统中也占有

不行动摇的地位。