西门子模块6ES7223-1BL22-0XA8低价销售

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 由于plc在设计制造时充分考虑到工业控制的现场环境问题，并采取了多层次、多种有效措施来提高工作可靠性，因此，采用plc实现电机控制，特别是对工作 环境条件较恶劣的工矿企业应该是一项明智之举。 

　　1 引言

　　传统的鼠笼式异步电动机起、制动控制方式一般有四种，即定子回路串电阻起动，y/△起动，自耦变压器起动和延边三角形起动;制动方式有三种，反接制动，能 耗制动和电容制动，其中任何一种起，、制动控制方式的实现通常由继电器-接触器控制系统来完成。下面就以定子回路串电阻降压起动和反接制动为例，分析由继电器-接触器实现的鼠笼式异步电动机的起、制动控制。

　　如图1所示，此控制电路含三个接触器和一个中间继电器线圈，12个触点。起动时，km2、km3线圈均处于断开状态，按下起动按钮sb1，km1线圈通电 并自锁，电动机串电阻减压起动。当电动机转速上升到某一定值时(此值为速度继电器ks1的整定值，可调节，如调至100r/min时动作)，速度继电器 ks1的常开触点闭和，中间继电器ka通电并自锁，ka的常开触点接通接触器线圈km3，km3的主触点在主电路中短接定子电阻r，电动机转速上升至给定值时投入稳定运行。

　　制动时，按下停机按钮sb2，km1线圈断电，其主触点断开三相电源;控制电路中常开触点断开，km3失电，限流电阻串入;常闭触点闭合，接通反接制动接 触器km2，对调两相电源相序，电动机处于反接制动状态。当转速下降至某一定值时(比如100r/min),ks1常开触点断开ka，继而断开km2，电 动机失电，迅速停机。

　　图1 继电器接触器控制系统

　　这种传统的继电器接触器控制方式控制逻辑清晰，采用机电合一的组合方式便于普通机类或电类技术人员维修，但由于使用的电气元件体积大、触点多、故障率大，因此，运行的可靠性较低。随着PLC技术的发展，使用plc进行电机的运行控制已成为必然趋势。

　　2 采用plc实现鼠笼式异步电动器起、制动控制

　　可编程序控制器是在继电器控制和计算机控制的基础上开发的产品，自60年代末，美国首先研制和使用可编程控制器以后，特别是日本和联邦德国也相继 开发了各自的plc(programmable logic controller)，因此，与传统的继电器接触器控制系统相比较，笔者认为采用plc实现鼠笼式异步电动机起制动控制是明智的选择。下面就是笔者设 计的采用plc实现的鼠笼式异步电动机起制动控制电路的接线图、梯形图和指令程序，如图2和图3所示。

　　图2 plc控制的输入输出接线图

　　图3 plc控制的梯形图

　　plc控制逻辑与传统的继电器接触器控制系统基本一致，其工作过程如下:

　　起动时，按下起动按钮sb1,x400常开触点闭 合，y430线圈接通并自锁，km1线圈接通，主触头吸合，电动机串入限流电阻r开始起动，同时y430的两对常开触点闭合，当电动机转速上升到某一定值 时，ks1的常开触点闭合，x402常开触点闭合，m100线圈接通并自锁，m100的一对常开触点接通y432的线圈，km3线圈有电主触头吸合，短接 起动电阻，电机转速上升至给定值时投入稳定运行。

　　制动时，按下停机按钮sb2，x401常开触点断开y430线圈，使km1失电释放，而y430的常闭触点接通y431线圈，制动用的接触器km2线圈通 电，对调两相电源的相序，电动机处于反接制动状态。与此同时，y430的常开触点断开y432的线圈，km3失电释放，串入电阻r限制制动电流。当电动机转速迅速下降至某一定值时，ks1常开触点断开，x402常开触点断开m100的线圈，m100的常开触点断开y431线圈，km2失电释放，电动机很快 停下来。过载时，热继电器fr常开触点闭合，x403的两对常闭触点断开y430和m110的线圈，从而使km1或km2失电释放，起到过载保护作用。

　　上述控制过程指令程序如下:

　　3 plc与继电器接触器控制系统的比较

　　通过对鼠笼式异步电动机起制动的传统控制方法和plc控制方法的比较，从某种意义上看，plc控制是从继电器接触器控制发展而来的。两者既有相似性又有很 多不同处。

　　3.1 二种方案的不同点

　　(1)plc内部大部分采用“软”逻辑

　　继电器接触器控制全部用硬器件、硬触点和“硬”线连接，为全硬件控制;plc内部大部分采用“软”电器、“软”接点和“软”线连接，为软件控制;

　　(2) plc控制系统结构紧凑

　　继电器接触器控制系统使用电器多，体积大且故障率大;plc控制系统结构紧凑，使用电器少，体积小;

　　(3) plc内部全为“软接点”动作快

　　电器接触器控制全为机械式触点，动作慢，弧光放电严重;plc内部全为“软接点”动作快;

　　(4) plc控制功能改变极其方便

　　继电器接触器控制功能改变，需拆线接线乃至更换元器件，比较麻烦;plc控制功能改变，一般只需修改程序便可，极其方便;

　　(5) plc控制系统制造周期短

　　plc控制系统由于结构简单紧凑，基本为软件控制，因此设计、施工与调试比继电器接触器控制系统周期短。

　　此外，由于plc技术是计算机控制的基础上发展而来，因此，它的软硬件设置上有着传统的继电器接触器控制无法比拟的优势，工作可靠性极高。

　　3.2 plc方案的设计要点

　　(1) 设置滤波

　　在plc中一般都在输入输出接口处设置π形滤波器，它不仅可滤除来自外界的高频干扰，而且还可减少内部模块之间信号的相互干扰;

　　(2) 设有隔离

　　在plc系统中cpu和各i/o回路(主要指数字口)几乎都设有光耦合器作隔离，以防止干扰或可能损坏cpu等;

　　(3) 设置屏蔽

　　屏蔽有两类:一类是对变压器采取磁场和电场的双重屏蔽，这时要用既导磁又导电的材料作为屏蔽层;另一类是对cpu和编程器等模块仅作电磁场的屏蔽，此时可 用导电的金属材料作屏蔽层;

　　(4) 采用模块式结构

　　plc通常采用积木式结构，这便于用户检修和更换模板，同时在各模板上都设有故障检测电路，并用相应的指示器标志它的状态，使用户能迅速确定故障的位置;

　　(5) 设有联锁功能

　　plc中个各输出通道之间设有联锁功能。以防止各被控对象之间误动作可能造成的事故;

　　(6) 设置环境检测和诊断电路

　　这部分电路负责对plc的运行环境(例如电网电压、工作温度、环境的湿度等)进行检测，同时也完成对plc中各模块工作状态的监测。这部分电路往往是与软 件相配合工作的，以实现故障自动诊断和预报;

　　(7) 设置watchdog电路

　　plc中的这种电路是专门监视plc运行进程是否按预定的顺序进行，如果plc中发生故障或用户程序区受损，则因cpu不能按预定顺序(预定时间间隔)工 作而报警;

　　(8) plc的输入、输出控制简单

　　plc是以扫描方式进行工作的，即plc对信号的输入、数据的处理和控制信号的输出，分别在一个扫描周期内的不同时间间隔里，以批处理方式进行，这不仅使用户编程简单、不易出错，而且也使plc的工作不易受到外界干扰的影响;同时plc所处理的数据比较稳定，从而减少了处理中的错误;另外，plc的输入、 输出的控制较简单，不容易产生由于时序不合适而造成的问题。

　　4 结束语　　

由于plc在设计制造时充分考虑到工业控制的现场环境问题，并采取了多层次、多种有效措施来提高工作可靠性，因此，采用plc实现电机控制，特别是对工作 环境条件较恶劣的工矿企业应该是一项明智之举。

 采用PIC改造C7632车床后，车床的电气故障减少90%以上，工作效率大大提高。由于PLC的控制功能强，使机床的自动化程度提高，又因为程序编制时增加了各种保护功能，使机床不会因误操作而造成损坏。 

　　C7632液压半自动多刀车床是机械行业拥有量较多的一种半自动机床。它采用二极管矩阵顺控装置及继电器逻辑控制系统，液压驱动上下刀架作纵横两个方向的运动，装有液压卡盘。其加工自动化程度及生产效率较高，适用于较大批量工件的车削加工。但由于该机床系统采用的是分立元件，易出故障，且维修比较麻烦，影响了机床性能的正常发挥。

　　我们根据该机床的问题，采用可编程序控制器改造其控制系统，克服了上述缺点，使机床工作可靠、维修方便，大大提高了机床的工作效率，取得了较好的经济效益。

　　1.PLC选型

　　(1)控制对象的输入、输出点数输入点即为机床的控制按钮、工作选择开关、行程开关、接近开关等。输出点是控制电动机的接触器、控制液压动作的电磁阀及指示灯等。

　　考虑到节省改造费用，应尽量压缩输入、输出点数。在某些场合，输入点可以一点两用。如某行程开关只在自动循环时有用，而某按钮只在手动调时用，当输入点不够时，则可将上述两个输入信号共用一个PLC输入点，利用PLC的转移标号指令，不会使两个信号混淆。同样，为节省输出点，也可将与自动控制无关的输出点，如电动机的起动、停止，仍用强电回路控制。

　　(2)控制对象的输入、输出类型一般的机械加工设备，采用开关量控制，选用直流输入，继电输出型的PLC。输入还有交流型和TTL电平型，而输出则有晶闸管型及直流晶体管型，可适应不同的需要。另外还有各种特殊类型的模块，如A/D、D/A模块，外部可调计时/计数器模块，高速计数器模块等。

　　2.PLC程序编制步骤

　　(1)编制开关表即将机床的各输入输出元件分配到PLC输入输出点上，即分配地址。以C7532车床的部分开关表为例，见附表。

　　(2)按照加工工艺要求，编制动作流程图或开关动作表以C7632车床的下刀架的一种加工流程为例，动作流程图如图1所示。

　　(3)拟订程序框图程序框图可参照计算机程序框图的编制方法。以C7632车床的程序框为例，如图2。

　　(4) 编制梯形图程序根据程序框图，开关表及动作表即可直接在编程器键盘上键人程序。编制程序可分段进行，先编制自动循环程序段、手动调整程序段、初始化程序段，后分段模拟运行调试后串联起来。运用转移、标号指令，可将复杂的程序分解成功能程序段，有利于程序编制及调试。以半自动车床自动循环与手动调整程序为例，若开关1127为手动/自选择开关，可按如下方法编制程序(见图3)：

　　当开关1127接通时，程序按下列顺序扫描执行：1、3、…、20、40，再返回到开头，执行手动调整程序;反之，开关1127断开，程序扫描顺序为2、21、…、40，再返回至开头，执行自动循环程序。

　　其自动循环工作段的程序，可采本控制器编程语言中特地为顺序控制设计的步进器功能编制。

　　梯形图编制完成，并通过模拟器模拟运行后，通过打印机打印梯形图文本。当PLC安装在现场设备上后，可通过编程器与其联机，采用“故障检测”方式逐点检查现场设备的输入、输出元件是否连接正确，工作是否正常。在联机状态下，运行梯形图程序，并对运行结果进行监测、修改，直至程序运行完全符合要求，即可使 PLC控制设备正常工作。

　　3.结语

　　采用PIC改造C7632车床后，车床的电气故障减少90%以上，工作效率大大提高。由于PLC的控制功能强，使机床的自动化程度提高，又因为程序编制时增加了各种保护功能，使机床不会因误操作而造成损坏。

　　整个改造过程历时不到一周，停机时间只有两天，费用不到3000元。因此我们认为，采用PLC改造C7632车床及类似的机床，是完全可行且易见成效的技改捷径。