基于PLC的電機基本控制電路設(shè)計

摘要 主要講述了PLC的基本知識以及基于PLC技術(shù)的電機三相異步正反轉(zhuǎn)控制電路的設(shè)計，設(shè)計通過改變?nèi)嚯娫聪嘈颍瑢崿F(xiàn)了電動機的正反轉(zhuǎn)控制，但自動化程序不高，控制中仍存在需要改進的地方。

在實際生活應(yīng)用中，眾多機械設(shè)備需能夠向正反兩個方向運行，例如數(shù)控機床的正反轉(zhuǎn)，電梯的上升下降等。為達到這一目的，本文基于PLC技術(shù)，通過改變?nèi)嚯娫聪嘈?，實現(xiàn)了電動機的正反轉(zhuǎn)控制。

1 PLC技術(shù)

PLC即可編程控制器(Programmable Logic Controller，PLC)，自1969年入世以來，逐漸成為了使用最多、應(yīng)用最廣的工業(yè)控制器，目前已有多個分支。PLC控制由中心處理單元CPU、存儲器電源單元等組成，抗干擾能力強。其是采用一類可編程的存儲器，專為工業(yè)現(xiàn)場應(yīng)用而設(shè)計，是微機技術(shù)與傳統(tǒng)的繼電接觸控制技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，克服了繼電控制系統(tǒng)的接線復雜、功耗高以及靈活性差的缺點，同時又照顧到了維修人員的習慣，能夠靈活地應(yīng)用于生產(chǎn)實踐中。

傳統(tǒng)的繼電器控制技術(shù)采用硬件接線實現(xiàn)，若是產(chǎn)生故障，不便于進行維修，PLC控制則采用存儲邏輯，以程序的方式存儲在內(nèi)存中，若是發(fā)生故障，只需檢查程序即可。PLC內(nèi)部可編程的結(jié)構(gòu)主要包括編程器、輸入輸出單元、用戶程序存儲器、系統(tǒng)程序存儲器以及中央處理單元。

從控制速度上看，傳統(tǒng)的繼電器控制技術(shù)由于實現(xiàn)控制需依據(jù)機械動作，因此工作效率較低，速度較慢，在ns量級且在操作過程中易出現(xiàn)抖動現(xiàn)象，有可能造成電器損壞。PLC由于是由程序進行控制，速度相比傳統(tǒng)繼電器控制技術(shù)快，一般速度在μs量級，且在控制時不會出現(xiàn)抖動現(xiàn)象。

在延遲控制中，傳統(tǒng)的繼電器控制技術(shù)依靠設(shè)備的滯后性實現(xiàn)，定時精度較差，在操作時不易調(diào)整時間。而PLC監(jiān)視控制是時鐘脈沖由晶體振蕩器引起的，可操控時間，且精度較高。PLC控制雖與微電腦技術(shù)相似，但工作方式卻不同。PLC技術(shù)采用循環(huán)掃描，而微機則采用鍵盤掃描，圖1是PLC技術(shù)的工作掃描方式。

2 電機三相異步正反轉(zhuǎn)控制電路的設(shè)計

在眾多的操作系統(tǒng)中均要求電動機能夠?qū)崿F(xiàn)正反轉(zhuǎn)給操作，從電動機的工做原理中可知，需將三相電源中的任意兩個進行對調(diào)，就能實現(xiàn)電動機的反向運轉(zhuǎn)，因此電動機實現(xiàn)正反轉(zhuǎn)的實質(zhì)便是電源進線的調(diào)換。但若僅調(diào)換進線，容易導致電源短路，因此必須設(shè)置互鎖，圖2是三相異步電動機正反轉(zhuǎn)的原理設(shè)計圖，圖中KM1和KM2均是交流接觸器主觸頭，當KM1吸合時，KM2交流接觸器主觸頭就會斷開，然后便可實現(xiàn)電機的正轉(zhuǎn)。若是斷開交流接觸器主觸頭KM1，KM2就會吸合，此時電動機則會實現(xiàn)反轉(zhuǎn)，圖中的FU1主要用于防止電源短路，圓形代表電機M。

由上圖可知，PLC程序在使用中軟件互鎖功能并不可靠。因此，需在硬件總添加互鎖，地址分配表如表1所示，除了在硬件中添加互鎖外，還需做一個熱保護裝置。

根據(jù)所設(shè)計的設(shè)備具體功能與需求畫出PLC梯形圖，梯形圖如圖3所示。然后對其進行解析，即可得到編程程序代碼。

設(shè)計得到的程序如下：

0 LD X000

1 OR Y005

2 ANI X002

3 ANI Y004

4 OUT Y005

5 LD X001

6 OR Y004

7 ANI X002

8 ANI Y005

9 OUT Y004

10 END

在圖3梯形圖中，PLC外部按鈕所控制的常開觸點主要是左母線的第一等級以及第二等級的X001觸點和X002觸點，只需按鈕便可使得X000或X001任意一個常開觸點閉合，輸出繼電器Y005或繼電器Y004就能通過相應(yīng)線路形成閉合回路，進而使常開接觸點Y005或Y004實現(xiàn)自鎖功能同時實現(xiàn)電動機的正反轉(zhuǎn)。停止通過PLC外部的按鈕實現(xiàn)，按鈕通過釋放X002常開接觸點，使得繼電器斷電引發(fā)電動機停止運轉(zhuǎn)。

3 結(jié)束語

論文進行了電機三相異步正反轉(zhuǎn)控制電路的設(shè)計，實驗證明本設(shè)計能較好地實現(xiàn)點擊的正反轉(zhuǎn)控制，但在控制中仍存在需改進的地方，如自動化程度不高，在實際操作中仍有較多不便。