项目二 三相异步电动机点动的 PLC 控制

学习导入 三相异步电动机的点动控制是电机控制的入门知识，在前期课程已经学习了它的继电器控制方法，为了对两种控制方法进行有比较的学习，先对继电器控制方法进行分析，然后再用PLC来对其进行控制，系统学习PLC控制系统的设计步骤。电动机的点动控制电路适用于调整机床、对刀操作等。

任务一 三相异步电动机点动 PLC 控制的硬件电路设计与安装 知识1：电动机点动的继电器控制 图 2-1 电动机点动的继电器控制原理图

电动机的继电器控制电路分为主电路和控制电路，一般情况下，主电路回路是大电压、大电流回路，控制电路是小电流回路。三相异步电动机的单向点动控制电路是最简单的控制电路，由断路器QF、熔断器FU1、接触器KM的常开主触点与电动机M构成主回路，由FU2、FR的常闭触点、SB1与接触器KM的线圈构成控制回路。

电路的工作原理： 启动时，首先合上断路器QF，然后，按下启动按钮SB1，接触器KM线圈得电，其主触点KM闭合，电动机得电便起动运转；松开按钮SB1，接触器KM线圈失电，其主触点KM断开，电动机失电，自由停车。

知识2：FX2 系列 PLC FX2 系列 PLC 有单元式、模块式和叠装式 3 种结构方式，常用结构形式为前两种。 FX2 系列为小型 PLC，采用单元式结构形式，其外形如图 2-2 所示。 FX2N-64MR PLC 面板由 3 部分组成，即外部端子 (输入/输出接线端子) 部分、指示部分和接口部分，各部分的组成及功能如下。

外部接线端子包括 PLC 电源 (L、N) 接地、输入用直流电源 (24+、COM)、输入端子 (X)、输出端子 (Y) 等。 1、外部接线端子 外部接线端子包括 PLC 电源 (L、N) 接地、输入用直流电源 (24+、COM)、输入端子 (X)、输出端子 (Y) 等。 图 2-2 FX2 系列 PLC 外形图

2、指示部分 指示部分包括各输入输出点的状态指示、电源指示 (POWER) 、PLC 运行状态指示(RUN)、用户程序存储器后备电池指示 (BATT) 和程序错误或 CPU 错误指示 (PROG-E、CPU-E) 等，用于反映 I/O 点和 PLC 的状态。

3、接口部分 FX2 系列 PLC 有多个接口，打开接口盖或面板可观察到。主要包括编程器接口、存 储器接口、扩展接口等。在面板上设置了一个 PLC 运行模式转换开关 SW1，它有 RUN 和 STOP 两个位置，RUN 使 PLC 处于运行状态 (RUN 指示灯亮)；STOP 使 PLC 处于停止运行状态 (RUN 指示灯灭)。当 PLC 处于 STOP 状态时，可进行用户程序的录入、编辑和修 改。接口的作用是完成基本单元同编程器、外部存储器和扩展单元的连接，在 PLC 技术应用中会经常用到。

4、I/O 点的类别、编号及使用 I/O 端子是 PLC 的重要外部部件，是 PLC 与外部设备连接的通道，其数量、类别也是 PLC 的主要技术指标之一。一般地，FX2 系列 PLC 的输入端子 (X) 和输出端子 (Y)分别位于 PLC 的两侧。 FX2 系列 PLC 的 I/O 点数量、类别随型号不同而不同，但 I/O 点数量比例及编号规 则完全相同。一般输入点与输出点的数量之比为 1:1，即输入点数等于输出点数。FX2 系列 PLC 的 I/O 点编号采用八进制，即 00～07、10～17、20～27…、70～77、100～107…。输入点前面加 “X”，输出点前面加“Y”，如 X10、Y20 等。扩展单元和 I/O 扩展模块其 I/O 点编号应紧接基本单元的 I/O 编号之后，依次分配编号。

知识3：电动机点动的PLC控制 电动机的继电器控制电路以接触为中心来进行设计，如果需要对制造工艺进行技术改造，则整个电路都需要重新拆除，重新进行设计、布线和安装，费工费时。如果将继电器控制电路中的控制回路的功能利用三菱PLC的硬件和软件来实现，则技术改造就会变得相对容易，也比较方便。

1、绘制 PLC 控制系统硬件接线原理图

图 2-3 三相异步电动机点动 PLC 接线原理图和主电路接线原理图

2、考核要求 (1) 电路设计 列出 PLC 控制 I/O 接口元件地址分配表和控制 I/O接线图。 (2) 安装与接线 a、将所用元器件如熔断器、开关、指示灯、PLC 等装在一块配线板上。 b、按照 PLC 控制 I/O 接线图在模拟配线板上接线。 c、评价标准、考核要求及评分标准见下表 2-1 所示。

表 2-1 硬件电路设计与安装考核表 考 核 项 目 考核要求 配 分 评分标准 扣 分 得 分 备 注 电 路 设 计 表 2-1 硬件电路设计与安装考核表 考 核 项 目 考核要求 配 分 评分标准 扣 分 得 分 备 注 电 路 设 计 根据任务，设计主电路图，列出 PLC 控制 I/O (输入/输出) 元件地址分配表，根据加工工艺，设计梯形图及 PLC 控制 I/O 口接线图 30 1.电路图设计不全或设计有错，每处扣 2 分 2.输入输出地址遗漏或搞错，每处扣 1 分 3.梯形图表达不正确或画法不规范，每处扣 2 分 4.接线图表达正确或画法不规范，每处扣 2 分 安 装 与 接 线 按 PLC 控制 I/O 口接线图在模拟配线板正确安装，元件在配线板上布置要合理，安装要 准确紧固，配线导线要紧固、美观，导线要进入线槽，导线要有端子标号，引出端要有别径压端子 70 1.元件布置不整齐、不均匀、不合理，每只扣 1 分 2.元件安装不牢固，安装元件时漏装木螺丝，每只扣 1 分 3.损坏元件扣 5 分 4.电动机运行正常，如不按电路图接线，扣 1 分 5.布线不进入线槽，不美观，主电路、控制电路每根扣 0.5 分 6.接点松动、露铜过长、反圈、压绝缘层，标记线号不清楚、遗漏或误标，引出端无别径压端子，每处扣 0.5 分 7.损伤导线绝缘或线心，每根扣 0.5 分 8.不按 PLC 控制 I/O 接线图接线，每处扣 2 分