| 标题 | 基于PLC变频器三相异步电动机正反的控制 |
| 范文 | 李洪贤 摘 要 三相交流异步电动机正反转控制电路，在工业控制应用范围很广。比如：自动装卸料控制、工厂行车控制应用、建筑工地塔吊转动和吊运货物、机床主轴等都有应用。而很多应用正反转控制的地方都是继电器控制正反转，没有应用PLC和变频技术控制，存在控制稳定性和可靠性较差等现象。本文根据继电器控制存在的问题，改用PLC和变频技术控制，不但稳定性高还安全可靠还节能减耗。 关键词 PLC 可靠性 稳定性 变频器控制 正反转控制 中图分类号：U264.91文献标识码：A 1设计思路 三相异步电动机的应用非常广泛，具有机构简单，效率高，控制方便，运行可靠，易于维修成本低的特点，几乎涵盖了工农业生产的各个领域，在这些应用领域中，三相异步电动机运行的环境不同，所以造成其故障的发生也很频繁，所以要正确合理的利用它。要合理的控制它。 本人设计的这个系统的控制是采用PLC的编程语言——梯形图，梯形语言是在可编程控制器中的应用最广的语言，因为它在继电器的基础上加进了许多功能，使用灵活的指令，使逻辑关系清晰直观，编程容易，可读性强，所实现的功能也大大超过传统的继电器控制电路，可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，它是专为在恶劣工业环境下应用而设计，它采用可编程序的存储器，用来在内部存储执行逻辑运算，顺序控制，定时，计数和算术等操作的指令，并采用数字式，模拟式的输入和输出，控制各种的机械或生产过程。 变频器控制，控制正转、反转有相应的动作，高速80HZ、中速50HZ、低速30HZ;按下正转启动按钮后正转80 HZ高速运行，5S后中速50 HZ运行，3S后30 HZ低速运行，5S后皮带输送机停止，3S后皮带输送反转30HZ低速运行，5S后中速50HZ运行，3S后高速80 HZ运行本文将通过继电控制和PLC、变频器控制对电动机正反转控制设计，并进行比较分析，达到更进一步正反转控制的了解！ 2设计过程 2.1继电器控制的正反转运行 电机正反转切换原理实质就是交换三相电源中任意两相电源相序。 （1）电气元器件选择。继电控制电机正反转电路所用电气元器件如（略）。 （2）继电控制组成：继电控制分为三部分，即电源部分、主电路部分和控制电路部分。电源部分即三相四线制进线，由一个空气断路器进行通断控制;主电路部分是通过熔断器、热继电器以及接触器等的主触点完成电机的启动和运行的部分;控制电路部分是运用按钮开关、接触器等的辅助触点驱动接触器等的线圈从而达到主触点接通和断开达到所需控制目的的电路部分。 （3）继电控制主电路原理图。 （4）工作原理：①按下正转按钮SB1，电机正转;②按下反轉按钮SB2，电机反转;③按下停止按钮SB3，电机停止运行;④为防止短路，电机正反转接触器不能同时吸合，故需设计正反转接触器互锁;⑤热继电器工作后，电机停止运行;⑥电机正反转切换只需要按下相对应得按钮，就能实现，而不需要按下停止后再切换，故需设计正反转按钮互锁 （5）安全保护措施：①短路保护：本电路在主电路和控制电路中均设计有熔断器对电路进行短路保护;②热保护：在主电路中设计了热继电器对电机进行过载保护。 （6）继电器控制存在的问题。在生产运行中会有很多干扰和故障出现，为了工业生产顺利地进行、减少生产事故，有必要在电路中设置一定的保护环节。比如：短路保护主要通过熔断器FU来实现;过载保护主要通过热继电器FR来实现，在长时间过载运行时，FR的动断触点断开，切断控制电路，KM主触点复位，切断三相电源，停止运行;而在欠压或失压情况下，主要是依靠接触器KM本身的电磁机构来实现。 这些继电器应用越多，存在的接触点就多，从而故障点也多。所以考虑采用PLC技术来控制。 3 PLC和变频器控制的正反转运行 3.1 PLC的特点 （1）可靠性高，抗干扰能力强。①在传统的继电器控制系统中使用了大量的中间继电器、时间继电器。由于触点接触不良，容易出现故障。而PLC用软元件代替大量的中间继电器和时间继电器，仅剩下与输入和输出有关的少量硬件，接线可减少到继电器控制系统的1/10～1/100，因触点接触不良造成的故障大为减少。②所有的I/O接口电路均采用光电隔离，使工业现场的外电路与PLC内部电路之间在电气上隔离。③PLC由于采用现代大规模集成电路技术，采用严格的生产工艺制造，内部电路采取了先进的抗干扰技术，具有很高的可靠性。④此外，PLC带有硬件故障自我检测功能，出现故障时可及时发出警报信息。在应用软件中，还可以嵌入外围器件的故障自诊断程序，使系统除PLC装置外的电路及设备也获得故障自诊断保护。 （2）硬件配套齐全，功能完善，适用性强。 （3）编程语言易学易用。 （4）系统操作简单，维护方便，容易改造。 PLC外部接线图（略）。 变频器参数： P79=3? ?P1=10? P2=0? ?P4=50HZ? ?P5=30HZ? ?P6=20HZ? ?P7=1S? ?P8=8S 系统调试与结果： （1）硬件调试，接通电源，检查可编程序控制器能否正常工作，接头是否良好 （2）软件调试，按要求输入梯形图，检查后编译通过，在线工作后把程序写入可编程器得程序存储区。 （3）运行调试，在硬件调试和软件调试的基础上，是PLC进入运行状态，观察运行情况，看是否能够正反转控制。 （4）变频器参数设置。继电器控制机械触点多，连线多，触点开闭时存在机械磨损.电弧烧伤等现象，触寿命短，所以可靠性和维护性差。Plc优点是可靠性高，抗干扰能力强。配套齐全，功能完善，适应性强。易学易用，深受工程技术人员欢迎。系统的设计，维护方便。体积小，重量轻能耗低。变频器的优点是调速效率高，属于高效调速方式。机械特性较硬，变频装置万一发生故障可以退出运行，改由电网直接供电，泵或风机仍可继续保持运转。 应用plc控制系统之后，与继电器系统相比较，可靠性更高，更安全可靠。减少了故障率，提高了生产效率。应为PLC与变频器控制系统的配用，启动比较平滑，对电动机和电源没有冲击了，不但提高电机的应用率，还做到了节能减排的功效，符合国家节能减排的政策。 4小结 实践证明：基于PLC变频器触摸屏综合利用自动生产线控制系统有效体现了PLC、变频器一体，变频器称为PLC的主要执行机构，能适应可编程控制器在现代企业的应用常常与变频器、触摸屏技术等多项技术构成现代电器控制系统的现实需要，是多学科知识点整合的一次成功尝试，是教学内容跟上机电行业新技术发展的步伐，对以后教学内容整合改革有一定的指导意义。通过使用继电控制和PLC控制两种方法对电动机正反转进行设计，总结如下： （1）继电控制接线繁琐，容易出错，查找故障也相对不够直观;（2）PLC接线简单，编程简单，容易调试，查找故障直观;（3）变频器参数设置;（4）对比传统继电器电路控制电机正反转，大大减少了了工作量，提高了工作效率，同时减少了系统故障源，便于系统故障的排除，系统变得更加稳定。 参考文献 [1] 樊占锁，王兆宇.张越.西门子PLC变频器触摸屏综合应用[M].中国电力出版社，2012. [2] 赵全利.PLC基础及应用教程[M].机械工业出版社，2011. [3] 伍召莉.电力拖动控制线路与技能训练[M].劳动出版社. |
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