江西農(nóng)業(yè)工程職業(yè)學(xué)院　黃美紅　熊　斌

基于PLC在三相異步電動(dòng)機(jī)Y-△降壓啟動(dòng)中的應(yīng)用

江西農(nóng)業(yè)工程職業(yè)學(xué)院黃美紅熊斌

利用PLC對三相異步電動(dòng)機(jī)Y-△啟動(dòng)控制的原理，與傳統(tǒng)的繼電器—接觸器控制相比，PLC更加安全、可靠性高、使用靈活、維修方便、體積小、價(jià)格低、功耗低等優(yōu)點(diǎn)，具有非常高的性價(jià)比。據(jù)此本文詳細(xì)介紹了三菱PLC在Y-△啟動(dòng)中的幾種編程方案， Y-△降壓起動(dòng)適合于當(dāng)前企業(yè)對自動(dòng)化的需要。

PLC；三相異步電動(dòng)機(jī)；繼電氣控制；Y-△降壓啟動(dòng)

0　引言

三相異步電動(dòng)機(jī)直接啟動(dòng)控制線路簡單、經(jīng)濟(jì)，但受到電源容量的限制。當(dāng)電動(dòng)機(jī)容量較大，啟動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生較大的啟動(dòng)電流，引起電網(wǎng)電壓下降，因此必須采用降壓啟動(dòng)的方法，限制啟動(dòng)電流。Y-△啟動(dòng)則是限制啟動(dòng)電流常用方法。

1　Y-△換接啟動(dòng)切換原理及PLC接線圖

1.1Y-△的切換

三相異步電動(dòng)機(jī)的繞組連接有兩種方法，即星形聯(lián)結(jié)（Y）和三角形聯(lián)結(jié)（△）。在Y-△降壓起動(dòng)的過程中要完成從Y形聯(lián)結(jié)到△形聯(lián)結(jié)的切換。如果Y和△同時(shí)通電，會(huì)造成電源短路，因此在設(shè)計(jì)的過程中一定要避免這種情況的發(fā)生。僅在梯形圖中采用互鎖是不能保證Y形聯(lián)結(jié)斷電后△形聯(lián)結(jié)才接通，按照可逆運(yùn)行控制的思路可以在硬件接線中增加“硬件互鎖”。此外，還可以通過程序增加一個(gè)Y形聯(lián)結(jié)斷電后的延時(shí)控制再接通△形聯(lián)結(jié)。

過載保護(hù)：當(dāng)電動(dòng)機(jī)過載時(shí)，熱過載保護(hù)繼電器FR的動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開，電動(dòng)機(jī)也停車。

注意：接通電源之前，將三相電源模塊的開關(guān)置于“關(guān)”位置，請?jiān)谶B好實(shí)驗(yàn)接線后，才將這一開關(guān)接通，請千萬注意人身安全。

1.2PLC接線圖

下圖是Y-△換接啟動(dòng)控制PLC接線圖，起動(dòng)按鈕SB2接于PLC輸入口X000，停止按鈕SB3接于PLC輸入口X001，電源接觸器KM1接于PLC輸出口Y001、Y形接觸器KM3接于輸出口Y003、△形接觸器KM2接于輸出口Y002.當(dāng)起動(dòng)按鈕SB2后，電機(jī)先作星形連接啟動(dòng)，經(jīng)延時(shí)6秒后自動(dòng)切換接到三角形連接運(yùn)轉(zhuǎn)；觸動(dòng)停止按鈕SB3后電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。

2　三菱PLC在Y-△換接啟動(dòng)控制中的編程方法

三菱PLC的編程方法有很多種，最常用的是梯形圖編程語言。梯形圖編程語言直觀、形象、電氣技術(shù)人員容易接受，是目前國內(nèi)用的最多的一種PLC編程語言。下面分別介紹使用三菱PLC梯形圖編程語言中的基本指令和功能指令對Y-△換接啟動(dòng)的控制。

2.1應(yīng)用梯形圖基本指令編程語言控制Y-△換接啟動(dòng)

方案一：直接用串、并聯(lián)及輸出指令來實(shí)現(xiàn)，梯形圖程序如圖1所示。

工作原理：按啟動(dòng)按鈕SB2，X000的動(dòng)合觸點(diǎn)閉合，M0線圈得電，M0的動(dòng)合觸點(diǎn)閉合，Y001、Y003線圈得電，即接觸器KM1、KM3的線圈得電，電動(dòng)機(jī)作Y連接啟動(dòng)；同時(shí)定時(shí)器線圈T0得電，當(dāng)啟動(dòng)時(shí)間累計(jì)達(dá)6秒時(shí)，T0的動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開，Y003失電，接觸器KM3斷電，觸頭釋放，與此同時(shí)T0的動(dòng)合觸點(diǎn)閉合， Y002線圈得電，電動(dòng)機(jī)換接成△運(yùn)行.

按停止按鈕SB3，X001的動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開，M0、T0失電；M0、T0的動(dòng)合觸點(diǎn)斷開，Y001、Y002、Y003失電。KM1、KM2、KM3斷電，電動(dòng)機(jī)作自由停車運(yùn)行。

圖1　用串、并聯(lián)及輸出指令來實(shí)現(xiàn)　　Y-△降壓啟動(dòng)　

圖2　利用塊與指令及堆棧指令來實(shí)現(xiàn)　　Y-△降壓啟動(dòng)

方案二：用塊與指令及堆棧指令來實(shí)現(xiàn)，梯形圖程序如上面圖2所示。

工作原理：按啟動(dòng)按鈕SB2，X000的動(dòng)合觸點(diǎn)閉合， Y001、Y003線圈得電，即接觸器KM1、KM3的線圈得電，電動(dòng)機(jī)作Y連接啟動(dòng)；同時(shí)定時(shí)器線圈T1得電，當(dāng)啟動(dòng)時(shí)間累計(jì)達(dá)6秒時(shí)，T1的動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開，Y003失電，接觸器KM3斷電，觸頭釋放，與此同時(shí)T1的動(dòng)合觸點(diǎn)閉合， Y002線圈得電，電動(dòng)機(jī)換接成△運(yùn)行，啟動(dòng)完畢。

按停止按鈕SB3，X001的動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開， Y001、Y003失電。KM1、KM3斷電，電動(dòng)機(jī)作自由停車運(yùn)行。

2.2PLC功能指令控制Y-△換接啟動(dòng)

方案三：用功能指令來實(shí)現(xiàn)，梯形圖程序如圖3所示下：

圖3　用功能指令來實(shí)現(xiàn)Y-△換接啟動(dòng)

工作原理：按啟動(dòng)按鈕SB2，X000的動(dòng)合觸點(diǎn)閉合，Y003=1、Y002=0、 Y001=1、Y000=0；即Y003、 Y001線圈得電，使得接觸器KM3、KM1的線圈得電，電動(dòng)機(jī)作Y形連接啟動(dòng)；同時(shí)定時(shí)器線圈T0得電，當(dāng)啟動(dòng)時(shí)間累計(jì)達(dá)6秒時(shí)，Y003=0、Y002=1、 Y001=1、Y000=0；即Y002、Y001線圈得電，電動(dòng)機(jī)換接成△運(yùn)行，啟動(dòng)完畢。

停車：按停止按鈕SB3，X001的動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開，Y003=0、Y002=0、Y001=0、Y000=0；Y001、Y002失電。KM1、KM2斷電，電動(dòng)機(jī)停車運(yùn)行。

3　結(jié)束語

本文介紹了三菱小型FX2N系列PLC在工業(yè)控制—三相異步電動(dòng)機(jī)Y-△降壓啟動(dòng)控制中的應(yīng)用，詳細(xì)講述了Y-△降壓啟動(dòng)控制的原理、程序設(shè)計(jì)方案，通過使用三菱PLC代替?zhèn)鹘y(tǒng)繼電器硬接線的數(shù)量，降低了生產(chǎn)成本、提高了生產(chǎn)效率，因此該P(yáng)LC控制系統(tǒng)在教學(xué)、生產(chǎn)實(shí)際中獲得了較好的應(yīng)用，效果顯著。

［1］王兆義，楊新志.小型可編程序控制器實(shí)用技術(shù)［M］.機(jī)械工業(yè)出版社，2014.

［2］史國生.電氣控制與可編程控制器技術(shù)［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2003.

［3］郁漢琪.電氣控制與可編程序控制器應(yīng)用技術(shù)［M］.南京：東南大學(xué)出版社，2003.