三相电动机顺序控制技术

1. 目的

（1）了解三相电动机顺序控制的工作原理。

（2）了解用梯形图编写程序的编程方法和了解本实训的指令程序。

（3）掌握I/O 口的分配和I/O 口接线方法。

（4）掌握编程软件的使用、程序调试方法以及用编程软件对用户程序的运行进行监控。

2. 设备

（1）PLC-主机单元一台。

（2）三相异步电动机控制单元（图3-1）一台。

（3）计算机一台。

（4）安全导线若干条。

（5）网线一根。

图3-1　三相异步电动机控制单元模块

3. 例题

有一台三相异步交流电动机，需实现正反转，其控制要求如下：

（1）工作过程。

当按下正转启动按钮SB1 时，电机开始正转，当按下反转按钮SB2 时，电机开始反转。

（2）停止过程。

任何时候，按下停止按钮SB3，电动机停止运行。

（3）报警及保护。

在系统中有急停保护按钮ES 和电动机过载保护继电器FR。如果电动机运行过程中按下急停按钮，或者电动机发生过载，则电动机立即停止运转，同时报警指示灯 HL1 以1 Hz（50%占空比）的频率闪烁。系统中有报警解除按钮，如果系统发生报警，按下此按钮，报警指示灯熄灭。

4. I/O 分配表

电动机正反转的I/O 分配表，如表3-1 所示。

表3-1　分配表

5. I/O 接线图

本项目的I/O 接线图如图3-2 所示。

6. 实物接线图

本项目的实物接线图如图3-3 所示。

图3-2　接线图

图3-3　接线图

7. 程序编写

本项目的程序如图3-4 所示。

图3-4　程序图

8. 知识拓展

1）特殊功能寄存器SMB0

SMB0 系统状态位，特殊内存字节。SM0.0～SM0.7 提供八个位，在每次扫描循环结尾处由S7-200 CPU 更新。程序可以读取这些位的状态，然后根据位值做出决定。常用的特殊标志位寄存器如表3-2 所示。

表3-2　常用特殊标志位寄存器

续表

2）定时器及振荡电路程序

定时器程序图如图3-5 所示。

图3-5　定时器程序图

（1）定时器分辨率。(www.xing528.com)

定时器有1 ms、10 ms 和100 ms 三种分辨率，分辨率取决于定时器的编号。输入定时器编号后，在定时器方框的右下角内将会出现定时器的分辨率，定时时间=设定值×分辨率，定时器编号与分辨率如表3-3 所示。

表3-3　定时器编号与分辨率

（2）接通延时定时器（TON）。

TON 指令在输入端使能接通后，开始计时。当前值大于或等于预设时间（PT）时，定时器触点接通。当输入端断开时，接通延时定时器当前值被清除，触点恢复初始状态。达到预设值后，定时器仍继续计时，达到最大值32 767 时，停止计时。

此例中，定时器号是T37、分辨率为100 ms、定时器预设值为60，即定时时间：60×100 ms=6 s；初始时，I0.1 断开，定时器当前值为0。当I0.1 接通，定时器开始计时，当前值达到60 时，T37 常开点接通。若到达预设值后T37 还是接通，则定时器继续计时，直到当前值到达32 767。若在定时过程中，I0.1 断开，则定时器当前值清0，触点断开。图3-6 为接通延时定时器在程序中的应用。

图3-6　接通延时定时器程序应用

（3）保持型接通延时定时器（TONR）。

TONR 指令在输入端使能后，开始计时。到达预设值时，触点接通。到达预设值后若使能端还是接通，则定时器继续计时，直到当前值到达32 767。在计时过程中使能端断开，则定时器保持当前值不变。TONR 若要清0，则要用复位指令。图3-7 为保持型接通延时定时器在程序中的应用。

（4）断电延时计时器（TOF）。

TOF 指令用于使能端断开后，延迟一段时间再关闭输出。当使能端接通后，定时器触点T38 立刻接通（图3-7），当前值被清0，并保持此状态。使能端由接通—断开时，定时器开始计时。当前值到达设定值，停止计时，定时器触点断开。若在定时器计时过程中，输入信号I0.1 接通，则定时器仍保持接通状态，当前值清0。图3-8 为断电延时定时器在程序中的应用。

图3-7　保持型接通延时定时器程序应用

图3-8　断电延时定时器

（5）振荡电路程序。

振荡电路可产生特定通断时序的脉冲，应用在脉冲信号源或闪光报警电路中。定时器组成的振荡电路如图3-9 所示。

图3-9　振荡电路程序编写

图中I0.1 接通后，T41 输入端IN 为ON，T41 开始定时。1 s 后，T41 的常开触点接通，Q0.7 变为ON，同时T42 开始定时。3 s 后T42 的定时时间到，T42 常闭触点断开，T41 因为输入断开而被复位。T41 的常开触点断开，使Q0.7 变为OFF，同时T42 因为输入断开而被复位。复位后其常闭触点接通，下一扫描周期T41 又开始定时。Q0.7 的线圈周期性地“通电”和“断电”。

9. 操作注意

（1）先将PLC 主机上的电源开关拨到关状态，严格按图3-2 所示接线，注意12 V 和24 V 电源的正负不要短接，电路不要短路，否则会损坏PLC 触点。

（2）将电源线插进PLC 主机表面的电源孔中，再将另一端插到220 V 电源插板。

（3）将PLC 主机上的电源开关拨到开状态，并且必须将PLC 串口置于STOP 状态，然后通过计算机或编程器将程序下载到PLC 中，下载完后，再将PLC 的串口置于RUN 状态。

（4）实训操作按工作方式操作。

10. 思考题

（1）有一台三相异步交流电动机，需实现正反转，其控制要求如下：

① 工作过程。

当按下按钮SB1 时，电机开始正转，电机正转5 s，电机开始反转，电机反转10 s，然后再正转，如此循环。

② 停止过程。

任何时候，按下停止按钮SB2，电动机停止运行。

③ 报警及保护。

在系统中有急停保护按钮ES 和电动机过载保护继电器FR。如果电动机运行过程中按下急停按钮，或者电动机发生过载，则电动机立即停止运转，同时报警指示灯 HL1 以2 Hz（50%占空比）的频率闪烁。系统中有报警解除按钮，如果系统发生报警，按下此按钮，报警指示灯熄灭。

（2）有一台三相异步交流电动机，需实现正反转，其控制要求如下：

① 工作过程。

当按下正转启动按钮SB1 时，电机开始正转，电机正转15 s，停止5 s，电机开始反转，电机反转10 s，停止3 s，然后再正转，如此循环。

② 停止过程。

任何时候，按下停止按钮SB3，电动机停止运行。

③ 报警及保护。

在系统中有急停保护按钮ES 和电动机过载保护继电器FR。如果电动机运行过程中按下急停按钮，或者电动机发生过载，则电动机立即停止运转，同时报警指示灯 HL1 以4 Hz（50%占空比）的频率闪烁。系统中有报警解除按钮，如果系统发生报警，按下此按钮，报警指示灯熄灭。

（3）有一台三相异步交流电动机，需实现正反转，其控制要求如下：

① 工作过程。

当第一次按下启动按钮SB1 时，电机开始正转，第二次按下启动按钮SB1 时，电机开始反转。当第三次按下启动按钮SB1 时，电机开始正转，以此类推。

② 停止过程。

任何时候，按下停止按钮SB3，电动机停止运行。

③ 报警及保护。

在系统中有急停保护按钮ES 和电动机过载保护继电器FR。如果电动机运行过程中按下急停按钮，或者电动机发生过载，则电动机立即停止运转，同时报警指示灯HL1 以2 Hz（50%占空比）的频率闪烁。系统中有报警解除按钮，如果系统发生报警，按下此按钮，报警指示灯熄灭。