《电气控制与PLC应用技术(第2版)》-项目三

任务一继电器—接触器正、反转控制线路二、相关知识（一）三相电动机正、反转原理在三相电源中，各相电压经过同一值（最大值或最小值）的先后次序称为三相电源的相序。如果各相电压的次序为Ｌ１－Ｌ２－Ｌ３（或Ｌ２－Ｌ３－Ｌ１、Ｌ３－Ｌ１－Ｌ２），则这样的相序为正序或顺序。如果各相电压经过同一值的先后次序为Ｌ１－Ｌ３－Ｌ２（或Ｌ３－Ｌ２－Ｌ１、Ｌ２－Ｌ１－Ｌ３），则这种相序称为负序或逆序。如图３－２所示，将三相电源进线（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３）依次与电动机的三相绕组首端（Ｕ、Ｖ、Ｗ）相连，就可使电动机获得正序交流电而正向旋转；只要将三相电源进线中的两相导线对调，就可改变电动机的通电相序，使电动机获得反序交流电而反向旋转。下一页返回上一页任务一继电器—接触器正、反转控制线路（二）三相异步电动机正、反转控制要求电动机正、反转启动控制线路最基本的要求就是实现正转和反转，但三相异步电动机原理与结构决定了电动机在正转时，不可能马上实现反转，必须要停车之后方能开始反转，故三相异步电动机正、反转控制要求如下：（１）当电动机处于停止状态时，此时可正转启动，也可反转启动。（２）当电动机正转启动后，可通过按钮控制其停车，随后进行反转启动。（３）同理，当电动机反转启动后，可通过按钮控制其停车，随后进行正转启动。下一页返回上一页任务一继电器—接触器正、反转控制线路三、应用实施电动机正、反转启动控制线路常用于生产机械的运动部件能向正、反两个方向运动的电气控制。常用的正、反转控制线路有：接触器联锁的正、反转控制线路、按钮联锁的正、反转控制线路和按钮、接触器双重联锁控制线路。１接触器联锁的正、反转控制线路１）线路的构成图３－３所示是接触器联锁的正、反转控制线路。下一页返回上一页任务一继电器—接触器正、反转控制线路２）控制线路的工作原理线路的启动控制原理如下：先合上断路器ＱＦ。正转启动：下一页返回上一页任务一继电器—接触器正、反转控制线路停止：按下ＳＢ３→ＫＭ１线圈失电反转启动：从以上分析可见，接触器联锁的正、反转控制线路，由电动机从正转变为反转时，必须按下停止按钮ＳＢ３后，才能按反转启动按钮，否则由于接触器的联锁作用，不能实现反转。为克服此线路的不足，可采用按钮联锁或按钮与接触器双重联锁的正、反转控制线路。下一页返回上一页任务一继电器—接触器正、反转控制线路２按钮联锁的正、反转控制线路将图３－４中所示的正转按钮ＳＢ１和反转按钮ＳＢ２换成两个复合按钮，并使复合按钮的常闭触点代替接触器的常闭联锁触点，就构成了按钮联锁的正、反转控制线路。３按钮、接触器双重联锁的正、反转控制线路按钮、接触器双重联锁的控制线路是在按钮联锁的基础上，又增加了接触器联锁，故兼有两种联锁控制线路的优点，使线路操作方便、工作安全可靠。在机械设备的控制中被广泛采用。按钮、接触器双重联锁的正、反转控制线路与接线图如图３－５所示。下一页返回上一页任务一继电器—接触器正、反转控制线路线路的工作原理如下：先合上断路器ＱＦ。正转启动控制：下一页返回上一页任务一继电器—接触器正、反转控制线路反转启动控制：下一页返回上一页任务一继电器—接触器正、反转控制线路停止运转：按下ＳＢ３，整个控制电路失电，主触点分断，电动机Ｍ失电停转停止。４行程限位控制线路当生产机械的运动部件到达预定的位置时压下行程开关的触杆，将常闭触点断开，接触器线圈断电，使电动机断电而停止运行，这种控制方式称为限位控制，又称行程控制。行程控制是在行程的终端加限位开关。行程开关又称限位开关，用于控制机械设备的行程及限位保护。在实际生产中，将行程开关安装在预先安排的位置，当装于生产机械运动部件上的模块撞击行程开关时，行程开关的触点动作，实现电路的切换。下一页返回上一页任务一继电器—接触器正、反转控制线路因此，行程开关是一种根据运动部件的行程位置而切换电路的电器，它的作用原理与按钮类似。行程开关广泛用于各类机床和起重机械，用以控制其行程，进行终端限位保护。在电梯的控制电路中，还利用行程开关来控制开关门的速度、自动开关门的限位，轿厢的上、下限位保护。行程开关按其结构可分为直动式、滚轮式、微动式和组合式。１）限位开关控制电动机停止的行程控制线路在机械加工行业中，生产车间安装了行车起吊设备，其行程控制线路都是由行程开关组成的正反转限位控制。典型示意图如图３－６所示，行程控制线路图如图３－７所示，主电路如图３－５所示。下一页返回上一页任务一继电器—接触器正、反转控制线路线路的工作原理如下：正程控制：按下按钮ＳＢ２，接触器ＫＭ１通电自保，电动机Ｍ正转运行；当运行至限位开关ＳＱａ时，ＳＱａ断开，接触器ＫＭ１断电，电动机Ｍ停止。逆程控制：按下按钮ＳＢ３，接触器ＫＭ２通电自保，电动机Ｍ反转运行；当运行至限位开关ＳＱｂ时，ＳＱｂ断开，接触器ＫＭ２断电，电动机Ｍ停止。停止运转：按下按钮ＳＢ１，此时无论接触器ＫＭ１或ＫＭ２哪个正在通电，皆立即断电，电动机Ｍ停止。下一页返回上一页任务一继电器—接触器正、反转控制线路２）自动往返运动的行程控制线路在工业生产中，大型龙门刨床都是具有自动往返运动的行程控制，典型示意图如图３－８所示，自动往返控制线路如图３－９所示，主电路如图３－５所示。自动往返运动的行程控制与限位开关控制电动机停止的行程控制线路的区别在于电动机在停车后立即开始反向运转，从而实现自动运动。在控制线路设计时，限位开关采用复合式开关。这样一来，正向运行停车的同时，能够自动启动反向运行；反之亦然。下一页返回上一页任务一继电器—接触器正、反转控制线路线路的工作原理如下：正程控制：按下按钮ＳＢ２，接触器ＫＭ１通电自保，电动机Ｍ正转运行；当运行至限位开关ＳＱａ处时，ＳＱａ常闭触点断开，接触器ＫＭ１断电，电动机Ｍ停止，ＳＱａ常开触点闭合，接触器ＫＭ２通电自保，电动机Ｍ反转运行。逆程控制：按下按钮ＳＢ３，接触器ＫＭ２通电自保，电动机Ｍ反转运行；当运行至限位开关ＳＱｂ处时，ＳＱｂ常闭触点断开，接触器ＫＭ２断电，电动机Ｍ停止，ＳＱｂ常开触点闭合，接触器ＫＭ１通电自保，电动机Ｍ正转运行。停止运转：按下按钮ＳＢ１，此时无论接触器ＫＭ１或ＫＭ２哪个正在通电，皆立即断电，电动机Ｍ停止。下一页返回上一页任务一继电器—接触器正、反转控制线路四、操作技能考评通过对本任务相关知识的了解和应用操作实施，对本任务实际掌握情况进行操作技能考评，具体考核要求和考核标准如表３－１所示。返回上一页任务二应用ＰＬＣ实现电动机正、反转控制系统的设计一、任务简述电动机的正、反转控制是工业上广泛应用的一种控制系统，在上一任务中，学习了电动机正、反转继电器—接触器控制线路的工作原理和结构等相关知识，下面将继续学习如何应用ＰＬＣ实现电动机正、反转控制系统的设计。随着科学技术的不断发展，ＰＬＣ被广泛应用在各个领域中。由于在工业生产上往往不是单一的电动机正、反转控制，而经常是多种不同的电器结合起来完成一项控制任务，使用ＰＬＣ进行电动机正、反转控制，不仅有利于模块的相互契合和扩展，还有利于整体系统的一致性与完整性，系统控制也十分直观和简明。下一页返回任务二应用ＰＬＣ实现电动机正、反转控制系统的设计二、相关知识在项目一的任务二中，了解了ＰＬＣ的控制指令系统，下面将对此次项目中可能会使用到的一些指令进行详细介绍。１电路块的串联指令ＡＬＤ１）指令功能ＡＬＤ（ＡｎｄＬｏａｄ）：块“与”操作，用于串联连接多个并联电路组成的电路块。２）指令格式ＡＬＤ指令格式如图３－１０所示梯形图。２电路块的并联指令ＯＬＤ下一页返回上一页任务二应用ＰＬＣ实现电动机正、反转控制系统的设计１）指令功能ＯＬＤ（ＯｒＬｏａｄ）：块“或”操作，用于并联连接多个串联电路组成的电路块。２）指令格式ＯＬＤ指令格式如图３－１１所示梯形图。三、应用实施１正、反转ＰＬＣ控制电路的应用１）控制要求三相异步电动机正、反转接触器控制线路如图３－１２所示，该电路具有正、反转互锁、过载保护功能，是许多中小型机械的常用控制电路。下一页返回上一页任务二应用ＰＬＣ实现电动机正、反转控制系统的设计正转启动：按下ＳＢ２按钮，接触器ＫＭ１得电自锁，ＫＭ１常开触点闭合，电动机Ｍ正转，ＫＭ１常闭触点断开，ＳＢ３按钮失效。停止过程：按下ＳＢ１按钮，接触器ＫＭ１、ＫＭ２皆失电，无论电动机是处于正转还是反转状况，电动机都停止运转。反转启动：按下ＳＢ３按钮，接触器ＫＭ２得电自锁，ＫＭ２常开触点闭合，电动机Ｍ反转，ＫＭ２常闭触点断开，ＳＢ２按钮失效。２）Ｉ／Ｏ分配表与接线图Ｉ／Ｏ分配表如表３－２所示。下一页返回上一页任务二应用ＰＬＣ实现电动机正、反转控制系统的设计三相异步电动机正、反转ＰＬＣ控制器外部接线如图３－１３所示。３）梯形图三相异步电动机正、反转ＰＬＣ控制系统梯形图如图３－１４所示。２自动往返行程控制电路的ＰＬＣ应用在上一任务中曾提到自动往返运动是一种特殊的正、反转控制，下面将就自动往返控制系统的ＰＬＣ设计做详细的介绍。１）控制要求自动往返控制的线路图和控制要求见项目三中任务一的图３－９。下一页返回上一页任务二应用ＰＬＣ实现电动机正、反转控制系统的设计２）Ｉ／Ｏ分配表与接线图Ｉ／Ｏ分配表如表３－３所示。自动往返行程控制电路外部接线如图３－１５所示。３）梯形图自动往返ＰＬＣ控制系统示意图与梯形图如图３－１６和图３－１７所示。按下正转启动按钮ＳＢ２或反转启动按钮ＳＢ３后，要求小车在左限位开关ＳＱｂ和右限位开关ＳＱａ之间不停地循环往返，直到按下停止按钮ＳＢ１。图中Ｑ０.０控制右行，Ｑ０.１控制左行。下一页返回上一页任务二应用ＰＬＣ实现电动机正、反转控制系统的设计四、操作技能考评通过对本任务相关知识的了解和应用操作实施，对本任务实际掌握情况进行操作技能考评，具体考核要求和考核标准如表３－４所示。返回上一页图３－１要求实现电动机正、反转控制的示例返回图３－２电动机正转与反转相序调相返回图３－３接触器联锁的正、反转控制线路返回图３－４按钮互锁的正、反转控制线路返回图３－５双重联锁的正反转控制线路与接线返回图３－６行程控制线路示意图返回图３－７行程控制线路图返回图３－８自动往返控制线路的示意图返回图３－９自动往返控制线路返回表３－１任务操作技能考核要求和考核标准返回图３－１０ＡＬＤ指令格式返回图３－１