任务三 PLC改造三相异步电动机自动循环控制

任务三PLC改造三相异步电动机自动循环控制

知识目标：

熟悉并掌握继电器控制中位置控制、自动循环控制的基本工作原理。

技能目标：

通过实训，熟练掌握用PLC控制位置控制、自动循环控制，并且能够进行实际应用。

实训课时：4学时。

知识位置控制线路的PLC控制

1.行车位置控制线路原理

图4-19所示是工厂车间内行车运动示意图。在行车的两头终点处各安装一个位置开关SQ1、SQ2，作为行车的终端位置保护装置，并将行程开光的常闭触点分别串接在控制行车前后前进的正/反转控制线路中，在行车前后各安装挡铁1和挡铁2，当挡铁碰触到终点处的行程开关，其常闭触头切断了控制线路，切断了电源，保护了行车运行。

图4-19 行车运行示意图

工厂车间里的行车常采用位置控制。位置控制线路的原理如图4-20所示。

行车位置控制基本原理：当KM1(KM2)线圈得电时，此时电动机M正（反）转，行车向前运行，当挡铁1（2）碰到位置开关SQ1(SQ2),其常闭触头分断，接触器KM1（KM2）线圈失电，停止正转运行，此时若再按下SB1(SB2)，KM1(KM2)线圈也不得电，行车也不会再运行，从而保证了行车不会超过SQ1(SQ2)所在的位置，保护了行车的运行。

2.列出I/O口分配

根据原理图，列出PLC控制I/O口元件地址分配表。I/O口分配如表4-15所列。

3.PLC外部硬接线图

根据I/O口分配，画出PLC控制I/O口外部硬接线图。位置控制PLC外接线示意图如图4-21所示。

注意：在正/反转控制中，除了要在外部硬件进行联锁之外，还应该在梯形图程序中进行必要的联锁，这样可以保证运行的安全性、正确性。

4.编写梯形图程序

据电路的工作原理及PLC的I/O口分配，应用经验法进行合理编程。PLC控制位置控制参考程序如图4-22

图4-21位置控制PLC外接线示意图

I0.0 I0.2 I0.3 I0.4 Q0.0

( )

Q0.0

I0.1 I0.2 I0.3 I0.5 Q0.1

( )

Q0.1

图4-22 位置控制梯形图参考程序

5.实物演示

根据实验室设备、元器件等情况对位置控制线路进行实物演示。

实训PLC控制自动循环控制

图4-23所示就是工作台自动循环的电路原理。根据电路图的工作原理，设计PLC控制程序，进行实际安装接线、调试、演示。

图4-23 工作台自动循环电路原理

第1步（理一理）理解电路的工作原理

只有在理解电路的工作原理之后，才能用PLC来进行合理、正确地编程，才能通过接线、演示来验证PLC控制的正确性。自动循环控制线路基本原理：

第2步（分一分）分配PLC I/O口。

PLC有很多的I/O口，所以在设计应用时需要进行I/O口的具体分配。根据任务要求，进行I/O口分配。将I/O口具体分配结果填入表4-16中。

第3步（画一画）绘制PLC外接线图。

PLC I/O口分配完毕后，就可以根据分配的I/O口绘制PLC外围接线图，如图4-24所示。将自动往返控制PLC外接线补画完整。

CPU224

图4-24 绘制PLC外围接线

第4步（动一动）设计梯形图程序。

根据电路的工作原理及PLC的I/O口分配，应用STEP7-MicroWINSP3西门子编程软件进行PLC 梯形图的程序设计。并将设计出的梯形图画在以下的空白处。

根据梯形图程序写出指令表程序，将结果填写在如表4-17所示的框内。

表4-17 指令表程序

第5步（调一调）下载程序并调试。

将初步设计好的程序下载到PLC中，应用软件中的模拟仿真、强制ON/OFF、监控等功能对PLC梯形图进行模拟的调试，若监控运行结果与控制线路的工作原理或设计的控制要求相符合，则说明程序设计正确。完成了PLC的程序调试。

第6步（接一接）实物接线。

根据PLC的外围接线图，进行PLC控制部分的接线；根据电路原理图的主电路，进行主电路的接线。接线完成后，检查PLC所用到的I/O口是否全部接线，输入、输出端是否接上电源，确认无误后，在指导教师的许可下进行通电试验。

第7步（展一展）演示程序功能。

以上各项工作完成后，应在实训教师的指导监督下，进行实际通电演示，演示步骤：接通总开关→启动按钮→其他功能开关按钮→停止按钮→断开总开关。并记录运行结果，运行结果为：

第8步（评一评）自评、互评、教师评。

等学生演示完毕后，进入评价阶段。根据评分标准表客观地评价本次实训过程中实际得分情况，分学生自评、学生互评和教师总体评价。将实训的评分结果客观地填写在表4-18中。

评分完成后，填写表格，根据评分的情况和本次实训的结果，主要是总结评价本次设计、安装、调试、演示过程中的优点、需要改进的地方、应该引起注意的地方等。将实训评价结果填入表4-19和表4-20中。

表4-18用PLC进行控制线路设计、安装与调试的评分标准

表4-19 学生自评表格

表4-20 教师评价表格

第9步（写一写）书写实训报告

完成实训任务后，写出实训报告，总结本次实训操作过程。报告可涉及内容为实训设计要求、PLC的I/O口分配、PLC外接线图、设计的梯形图程序、实物演示的结果等，并可谈谈本次实训的心得体会。

拓展自动循环工作原理

工作台自动往返工作原理（合上组合开关QS）如下。

KM1自锁触头闭合自锁

按下SB1→KM1线圈得电KM1主触头闭合

KM1联锁触头分断对KM2联锁

→电动机M正转→工作台右移→至限定位置挡铁碰SQ1位置开关→

KM1自锁触头分断解除自锁电动机M停止SQ1常闭触点先分断→KM1线圈失电KM1主触头分断工作台停止右移

KM1联锁触头恢复闭合

KM2自锁触头闭合自锁

SQ1常开触点后闭合→KM2线圈得电KM2主触头闭合

KM2联锁触头分断对KM1联锁

→电动机M反转→工作台左移（SQ1复位）→至限定挡铁碰SQ2位置开关→

KM2自锁触头分断解除自锁电动机M停止SQ2常闭触点先分断→KM2线圈失电KM2主触头分断工作台停止左移

KM2联锁触头恢复闭合

KM1自锁触头闭合自锁

SQ2常开触点后闭合→KM1线圈得电KM1主触头闭合

KM1联锁触头分断对KM2联锁

→电动机M正转→工作台右移(SQ1复位)……重复上述过程，工作台就在限定行程内自动循环往返运动。

停止时按下SB3→整个控制电路失电→KM1（或KM2）主触头分断→电动机M失电停止。分析与思考

可以在不更改主电路和外接线路的基础上，进行梯形图程序的扩展编程。在自动循环控制中，控制要求变为：右行过程中碰行程开关SQ1后停留5S然后左行，左行过程中碰行程开关SQ2后停留10S然后右行，如此循环；如果SQ1、SQ2位置开关失灵时，有终端限位保护。根据以上要求，编制程序，并上机调试运行，实物演示。