PLC期末考试实验设计案例 期末复习资料

案例1 电动机的点动及连续运行

一、问题的提出

在生产实践过程中，某些生产机械常要求既能正常起动，又能实现调整位置的点动工作。试用可编程控制器的基本逻辑指令来控制电动机的点动及连续运行。

图（a ）为主电路。工作时，合上刀开关QS ，三相交流电经过QS ，熔断起FU ，接触器KM 主触点，热继电器FR 至三相交流电动机。

图（b ）为最简单的点动控制线路。起动按钮SB 没有并联接触器KM 的自锁触点，按下SB ，KM 线圈通电，松开按钮SB 时，接触器KM 线圈又失电，其主触点断开，电动机停止运转。

图（c ）是带手动开关SA 的点动控制线路。当需要点动控制时，只要把开关SA 断开，由按钮SB 2 来进行点动控制。当需要正常运行时，只要把开关SA 合上，将KM 的自锁触点接入，即可实现连续控制。

图（d ）中增加了一个复合按钮SB 3 来实现点动控制。需要点动运行时，按下SB 3 点动按钮，其常闭触点先断开自锁电路，常开触发后闭合接通起动控制电路，KM 接触器线圈得电，主触点闭合，接通三相电源，电动机起动运转。当松开点动按钮SB 3 时，KM 线圈失电，KM 主触点断开，电动机停止运转。

若需要电动机连续运转，由停止按钮SB 1 及起动按钮SB 2 控制，接触器KM 的辅助触点起自锁作用。

二、硬件配置

实现电动机的点动及连续运行所需的器件有：起点按钮SB1 ，停止按钮SB2 ，交流接触器KM ，热继电器JR 及刀开关QS 等。主电路的连接如图所示。

三、梯形图设计

根据输入输出接线圈可设计出异步电动机点动运行的梯形图如图（a ）所示。工作过

程分析如下：当按下SB1时，输入继电器X0得电，其常开触点闭合，因为异步电动机未过热，热继电器常开触点不闭合，输入继电器X2 不接通，其常闭触点保持闭合，则此时输出继电器Y0 接通，进而接触器KM 得电，其主触点接通电动机的电源，则电动机起动运行。当松开按钮SB1 时，X0 失电，其触点断开，Y0 失电，接触点KM 断电，电动机停止转动，即本梯形图可实现点动控制功能。大家可能发现，在梯形图中使用的热继电器的触点为常开触点，如果要使用常闭触点，梯形图应如何设计？

图（b ）为电动机连续运行的梯形图，其工作过程分析如下：

当按SB 1 被按下时X0 接通，Y0 置1 ，这时电动机连续运行。需要停车时，按下停车按钮SB 2 , 串联于Y0 线圈回路中的X1 的常闭触点断开，Y0 置 1 ，电机失电停车。

梯形图（ b ）称为启- 保- 停电路。这个名称主要来源于图中的自保持触点Y0 。并联在X0 常开触点上的Y0 常开触点的作用是当钮SB 1 松开，输入继电器X0 断开时，线圈Y0 仍然能保持接通状态。工程中把这个触点叫做“自保持触点“。启- 保- 停电路是梯形图中最典型的单元，它包含了梯形图程序的全部要素。它们是：

a 、事件每一个梯形图支路都针对一个事件。事件输出线圈（或功能框）表示，本例中为Y0 。

b 、事件发生的条件梯形图支路中除了线圈外还有触点的组合，使线圈置1 的条件既是事件发生的条件，本例中为起动按钮X0 置 1 。

c 、事件得以延续的条件触点组合中使线圈置1 得以持久的条件。本例中为与X0 并联的Y0 的自保持触点。

d 、使事件终止的条件触点组合中使线圈置1 中断的条件。本例中为X1 的常闭触点断开。

案例二电动机的Y/ △降压起动

由电机及拖动基础可知，三相交流异步电动机起动时电流较大，一般是额定电流的（5 ～7 ）倍。故对于功率较大的电动机，应采用降压起动方式，Y/ △降压起动是常用的方法之一。

起动时，定子绕组首先接成星形，待转速上升到接近额定转速时，再将定子绕组的接线换成三角形，电动机便进入全电压正常运行状态。图1（a），（b）为继电器—接触器实现的Y/ △降压控制电路。

它是根据起动过程中的时间变化，利用时间继电器来控制Y/ △的换接的。由（a）图知，工作时，首先合上刀开关QS，当接触器KM 1 及KM 3 接通时，电动机Y形起动。当接触器KM 1 及KM 2 接通时，电动机△形运行。图（b）为控制电路，其工作过程分析如下:

线路中KM 2 和KM 3 的常闭触点构成电气互锁，保证电动机绕组只能接成一种形式，即Y形或△形，以防止同时连接成Y形及△形而造成电源短路。

二、硬件配置

本案例所需的硬件及输入/输出端口分配如图2所示。由图可见：本案例除可编程控制器之外，还增添了部分器件，其中，SB 1 为停止按钮，SB 2 为起动按钮，FR为热继电器的常开触点，KM 1 为主电源接触器，KM 2 为△形运行接触器，KM 3 为Y形起动接触器。

三、软件设计

本模块的软件设计除应用前述的部分基本指令及软元件之外，还新增软元件辅助继电器M100及定时器T 0 ，新增主控触点指令MC、MCR。可编程控制的梯形图及指令表如图3所示。

工作过程分析如下：按下启动按钮SB 2 时，输入继电器X0的常开触点闭合，并通过主控触点（M100常开触点）自锁，输出继电器Y1接通，接触器KM 3 得电吸合，接着Y0接通，接触器KM1得电吸合，电动机在Y形接线方式下起动；同时定时器T 0 开始计时，延时8秒后T 0 动作,使Y1断开，Y1断开后，KM 3 失电，互锁解除，使输出继电器Y2接通，接触器KM2得电，电动机在△形接线方式下运行。

若要使电动机停止，按下SB 1 按钮或过载保护（FR）动作，不论电动机是起动或运行情况下都可使主控接点断开，电动机停止运行。

案例三电动机正反转

一、问题的提出

在生产实践过程中，常要求用一台电动机的正反转控制方向相反的两个运动，如小车的左行、右行；机械手的上升、下降等。

试用继电器电路移植法改造电动机的正反转电路为PLC控制。

1、熟悉电动机的正反转控制电路

3.PLC控制电动机正反转外部接线图