设计电动机能耗制动控制系统：应用PLC优化方案

■应知点:

1.了解梯形图经验设计法。

2.了解常用基本环节梯形图程序。

■应会点:

1.掌握梯形图经验设计法设计程序。

2.掌握PLC实现电动机能耗制动控制系统的设计、安装、调试。

一、任务简述

能耗制动具有平稳制动、停位准确的特点，应用PLC实现电动机能耗制动控制系统更具有控制精确、稳定、抗干扰能力强的优点，已被广泛应用于各种生产机械中。

二、相关知识

1.梯形图经验设计法

经验设计法也叫试凑法，经验设计法需要设计者掌握大量的典型电路，在掌握这些典型电路的基础上，充分理解实际的控制问题，将实际控制问题分解成典型控制电路，然后用典型电路或修改的典型电路进行拼凑梯形图。

2.梯形图经验设计法的步骤

(1)分析控制要求，确定输入、输出设备，绘制I/O接线图。

(2)典型单元梯形图程序的引入。

(3)修改、完善以满足控制要求。

三、应用实施

(一)采用通电延时定时器完成制动时间控制

1.控制要求

能耗制动的主电路和时序图如图5－18所示，从时序图可知，按照前图5－16，按下启动按钮SB2，电动机运行，按下停止按钮SB1，停止运行，接通KM2能耗制动，经过时间T1，能耗制动结束，电动机停止。

2.PLC的选型

从上面的分析可知系统有启动按钮、停止按钮、热继电器3个输入，均为开关量。该系统中有输出信号2个，其中KM1为正常运行接触器，KM2为能耗制动接触器。所以控制系统可选用CPU221－10 AC/DC/RLY，I/O点数为10点，满足控制要求，而且还有一定的余量。

图5－18　能耗制动的主电路和时序图

3.I/O分配

PLC控制能耗制动I/O分配表如表5－6所示。

表5－6　PLC控制能耗制动I/O分配表

4.硬件接线图

PLC控制能耗制动硬件接线如图5－19所示。(www.xing528.com)

图5－19　PLC控制能耗制动硬件接线

5.程序设计

由时序图可知，其控制要求比较简单，可以采用启动、保持和停止电路作为基本框架编程，经改进完成PLC控制能耗制动梯形图如图5－20所示。当I0.0接通时，Q0.0得电自锁，电动机运行，当按下停止按钮时，I0.1接通，Q0.0失电，Q0.1得电自锁，开始能耗制动，并开始计时，经过8 s，定时器T37动作，Q0.1失电，能耗制动完成。

图5－20　PLC控制能耗制动梯形图

6.线路安装

线路安装按照先主后辅的顺序，而且一定要套线号。线路安装完后用电阻法检查是否有短路性故障。

7.通电试车

检查完后将程序下载到PLC，运行试车，如有问题，检查排除故障。

(二)采用断电延时定时器完成制动时间控制

本任务在上例中采用了通电延时定时器完成制动时间控制，下面采用断电延时定时器同样可以完成此任务，I/O分配、硬件接线图都和原来一样，只要将程序改为如图5－21所示的梯形图即可。当按下启动按钮时，I0.0接通，Q0.0得电自锁，断电延时定时器T37得电，其动合触点T37闭合，电动机运行，当按下停止按钮时，I0.1接通，Q0.0断开，Q0.1得电自锁，能耗制动，T37开始计时，8 s后动合触点T37复位，Q0.1失电。

图5－21　断电延时定时器完成的能耗制动梯形图

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5－7所示。

表5－7　任务操作技能考核要求和考核标准

教学小结

1.经验设计方法也叫试凑法，在掌握一些典型电路的基础上，充分理解实际的控制问题，将实际控制问题分解成典型控制电路，然后用典型电路或修改的典型电路进行拼凑梯形图。

2.典型的电路有:启动、保持和停止电路；三相异步电动机正、反转控制电路；多地控制电路；互锁控制电路；顺序启动控制电路；集中与分散控制电路等。

3.能耗制动具有平稳制动、停位准确的特点，应用PLC实现电动机能耗制动控制系统更具有控制精确、稳定、抗干扰能力强的优点，已被广泛应用于各种生产机械中。

思考与练习

1.PLC编程的经验设计法基本步骤有哪些?

2.能耗制动所需的直流电能否用PLC自带的24 V电源?为什么?