PLC控制三相异步电动机Y-△降压启动的多种方案

[导读] 三相异步电动机启动时将三相定子绕组接成星形，以降低定子绕组电压，达到减小启动电流的目的。

周淑英（东莞技师学院广东东莞523112）

摘要：PLC控制启动效率高、响应快、接线少、控制方便，PLC广泛应用到了工业自动

控制中。PLC指令众多，灵活应用指令进行编程是从事点电气控制设计人员必须思考的问题，现以三相异步电动机Y-△自动降压启动控制为例，说明PLC编程的多种方法。

关键词：PLC指令梯形图Y-△启动

一、PLC的概述

可编程控制器简称PC或PLC，它是在电气控制技术和计算机技术基础上开发出来的，

并逐渐发展成为以微处理器为核心，把自动化技术、计算机技术、通信技术融为一体的新型

工业控制装置。目前，PLC已广泛应用于各种生产机械和生产过程的自动化控制中，成为

一种最普及、应用场合最多的工业控制装置，被公认为现代工业自动化的三大支柱（PLC、

机器人、CAD/CAM）之一。PLC不仅充分发挥了计算机的优点，可以满足各种工业生产过

程自动控制的要求，同时又兼顾了一般电气操作人员的技术水平和习惯，采用梯形图或状态

转移图等编程方式，使PLC的使用始终保持大众化的优点。当生产流程需要改变时，可以

现场改变程序，使用方便灵活。

工业自动控制系统中，电机Y-△降压启动都采用PLC进行控制。PLC控制启动具有效

率高、响应快、接线少、控制方便等优点，但在设计PLC控制线路及程序中必须兼顾考虑PLC及接触器的动作特点，否则实际运行中将出现理论分析上不可能出现的问题，启动无

法进行而烧毁元件。下面以一台三相异步电动机Y-△自动降压启动控制为例，说明PLC控

制的灵活性。

二、设计要求

三相异步电动机启动时将三相定子绕组接成星形，以降低定子绕组电压，达到减小启

动电流的目的；启动结束后再将三相定子绕组接成三角形，电动机在额定电压下正常运行。

要求：启动时三相异步电动机接成Y型，经过一段时间自动转化为△型运行，要求Y

型断开后△型才能启动，防止Y型未断△型启动造成电源短路。三相异步电动机Y-△自动降

压启动控制电路如图所示：

三、设计方案

方案一：利用控制电路图和梯形图一一对应的PLC控制

通过分析继电交流接触控制电路的动作原理，确定控制对象及控制内容。现用PLC控制，分以下几步进行：

I/O分配表及控制功能

1.电路设计

PLC接线图和梯形图如下图所示：

*2.控制原理

按下启动按钮SB1，Y0线圈得电自锁，Y1同时线圈得电，驱动接触器KM、KMY线圈得电，电动机M接成星形连接启动；定时器T0得电延时，10s后常闭触头断开Y1，T0常开触头接通Y2，电动机M由星形连接改接为三角形连接全压运行。再按一下常闭停止按钮SB2，Y0、Y1、Y2和T0线圈均失电，电动机停转。

方案二：利用堆栈指令MPS、MPD、MPP的PLC控制

堆栈指令用于多重输出电路，为编程带来了便利。MPS指令用于存储该指令处的运算结果(压入堆栈)；MRD指令用于读出由MPS指令存储的运算结果(读出堆栈)；而MPP指令用于读出和清除MPS指令存储的运算结果(弹出堆栈)。需要注意的是MPS和MPP必须配对使用。PLC梯形图如图所示：

方案三：利用传送指令的PLC控制

传送指令MOV功能是将源数据传送到指定的目标。当X0为ON时，指令执行，PLC 将源数据自动转换成二进制；当X0为OFF时，则指令不执行，数据不变。PLC梯形图如图所示：

控制原理：

按下启动按钮SB1，指令执行，PLC先将H3自动转换成二进制011，然后传给Y2～Y0，所以Y0、Y1得电，电动机M接成星形连接启动；定时器T0得电延时，10s后再传送001给Y2～Y0，Y0得电，断开Y1，1s后T1常开触头接通Y2，电动机M由星形连接改接为三角形连接全压运行。再按一下常闭停止按钮SB2，Y0、Y1、Y2和T0线圈均失电，电动机停转。

方案四：利用交替输出指令的PLC控制

交替输出指令ALT，用于实现由一个按钮控制负载的启动和停止。当X0由OFF到ON时，M0的状态就将改变一次。

I/O分配表及控制功能

1.电路设计

PLC接线图和梯形图如下图所示：

2.控制原理

按下启动按钮SB，M0=1，T0、T1得电，Y0得电，接触器KM1、KMY得电，电动机M接成星形连接降压启动；定时器T0得电延时10s，T0常开触头断开Y0线圈，KM1、KMY失电，其主触头断开，接通Y1线圈，当KMY主接点断开后，KMY常闭触头闭合，KM△线圈得电，KM△主触头闭合，这期间有一个灭弧过程。由于KM1失电，KM△主触头不会产生电弧，再经过1s的延时，Y0得电，KM1得电，将电动机M接为三角形连接全压运行。再按一下SB，M0=0，Y0、Y1均失电，电动机停转。如果电动机过载，热继电器动作，断开PLC输出电源，断开接触器的电源，电动机停转。

四、结束语

在PLC编程中要注意几个问题：PLC的基本指令和功能要理解并熟练掌握；编程时要尽量考虑实际问题，切合实际，具有工程上的意义；在电动机的Y-△降压启动电路中，交流接触器KMY、KM△必须互锁。由于计算机在执行程序时，其扫描速度远远超过接触器的切换速度，PLC信号扫描过程很短，触点动作瞬间完成（执行Y1指令的周期为20ms），而接触器断开、吸合都有动作时间，电机由Y转换为△动作过程中，Y2、Y1切换很快，但接触器的动作总是滞后于PLC触点的工作，在KM△还没有完全断开时，Y1触点已经让KMY 吸合了，于是造成了短路。因此，除了程序中有逻辑互锁外，物理器件也必须有互锁，否则

会导致两个交流接触器同时得电，从而造成电源相间短路。对所编程序要反复推敲，上机调试，使程序更优化。

参考文献

[1]梁耀光余文烋主编电工新技术教程.北京：中国劳动社会保障出版社，2006。

[2]王文义等编著编程控制器原理与应用.北京：科学出版社，2010。

[3]钟肇新等编著可编程控制器原理及应用（4版）.广州：华南理工大学出版社，2008。2013-8-7 《职业技术教育》2013年第7期周淑英