实现星形-三角形降压起动控制

1.任务描述

完成异步电动机星形-三角形降压起动的控制。

三相异步电动机星形-三角形降压起动方式，企业通常采用继电器-接触器构成的启动柜来实现。

图4-3 电动机顺序控制梯形图

对于正常运行时定子绕组接成三角形的较大容量的三相笼型异步电动机，可采用星形-三角形降压起动方法达到限制起动电流的目的。

2.任务目标

原控制系统采用继电器-接触器组成的启动柜来实现，现要求采用PLC进行技术改造。

其主电路、控制电路如图4-4所示。

图4-4 星-三角降压起动控制电路原理图

该电路采用了三个接触器，接触器KM1、KM3线圈得电，电动机星形降压运行；接触器KM1、KM2线圈得电，电动机三角形全压运行。时间继电器KT完成启动时间的设定和状态的切换；SB1为停止按钮，SB2为起动按钮。

3.知识储备

该任务同样采用PLC移植法完成。采用移植法改造继电器-接触器控制系统时，原系统中的中间继电器、时间继电器以及计数器等硬件设备均可省去不再使用，而采用PLC内部对应的软继电器替换；进行系统设计时，应进行软继电器资源分配，确定对应的软继电器编号。另外在改造时，还需注意以下几点：

1）PLC采用周期扫描工作方式，与继电器-接触器控制系统是不同的，所以移植法并不是简单的梯形图转换，而应确保替换后的梯形图与原系统控制电路等效。

2）输入触点的状态。PLC在连接外部主令电器或传感器时，如按钮、热继电器触点、接近开关等，可选择连接常开、常闭两种状态；一般情况下，应尽量连接动合触点；有时从安全角度考虑，需要连接动断触点，这时要注意梯形图设计的逻辑关系。(www.xing528.com)

3）继电器-接触器系统设计时，因受硬件触点数量的限制，电路中许多触点都是多条支路共用的，导致控制电路结构复杂；而PLC内部触点可无限使用，因此转换时，可以通过增加PLC程序中的“软”触点或辅助继电器等方式简化电路。

4.任务实施

（1）PLC的选型和I/O点的分配

根据电路图，该系统的输入信号有热继电器FR触点、停止按钮SB1及起动按钮SB2共3个控制信号；根据控制要求，连接时可将FR的NC触点与停止按钮SB1的NC触点串联接入PLC，可节省一个输入点。输出有KM1、KM2、KM3交流接触器线圈，共3个输出信号。时间继电器KT功能可通过PLC内部定时器来实现。

根据I/O点数，可选择S7-200整体式PLC CPU221，类型AC/DC/Relay。PLC的I/O点的地址分配见表4-2。

表4- PLC的I/O地址分配表

（2）PLC I/O外部接线图

根据表4-2，将PLC与外部设备连接起来，接线图如图4-5所示。注意应在PLC外部设置KM2和KM3的辅助动断触点组成的硬件互锁电路。

图4-5 星-三角降压起动控制PLC外部接线图

（3）程序的实现

按照继电-接触器控制电路直接转换后的PLC梯形图如图4-6a所示，图4-6b为优化后的程序。

图4-6 星-三角降压起动控制梯形图