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异步电动机星角启动的步进法编程

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点击次数:更新时间:2018-01-06 10:01:28

推杆电机异步电动机星角降压起动在工农业生产中有着广泛的应用,早期的起动控制采用的是继电器-接触器进行切换。随着PLC价格的下降,人们更喜欢采用PLC进行切换控制。由于人们的使用习惯,许多技术人员在设计PLC应用程序时通常是将继电器-接触器的控制线路通过适当地替换,转换成PLC的应用程序,这种方法常称为“经验法”。除此之外“顺序法”也是PLC应用程序编写的方法之一。
“顺序法”中又分为“逻辑流程图法”、“时序流程图法”和“步进顺控法”等多种。本文讲述采用“步进顺控法”进行异步电动机星角降压起动的应用程序编写。
1  步进法简介
顺序功能图(SFC)是把机械动作或步骤进行分解成三个主要组成要素,即状态或步进点、动作及转移条件,然后再依其原先的动作次序串接起来,以完成整体的机械动作过程。这种方法常称为“步进法”。
PLC的步进点有初始状态、一般状态和复位状态三种,在每一个状态PLC可以执行若干个动作。当满足某些条件时才能进入某个步进点, 并执行该点所设置的操作。在退出该步进点进入下一个步进点的同时终止该步进点设置的所有操作。FX1S-系列PLC的初始状态共有10个,即S0~S9。初始状态通常由初始化脉冲M8002来激活。复位状态共有10个,即S10~S19。一般状态共有108个,即S20~S127。步进接点指令只有常开接点,而无常闭点和线圈。
2  星角降压控制电路
异步电动机Y-Δ降压起动PLC控制电路如图1所示,其中图1(a)所示电路为一次电路,图中QF1为空气开关,KM1为电源接触器, KMY为电动机绕组Y形连接接触器,KMD为电动机绕组Δ形连接接触器,FR为热保护继电器。图1(b)为二次电路,即控制电路。图中PLC选用12点输入、8点输出的三菱FX1S-20MR-001,按钮SBT为停止按钮,按钮SBQ为起动按钮, FR为电动机热保护常闭触点,KJ1为电源继电器线圈, KJY为Y形连接继电器线圈,KJD为Δ形连接继电器线圈。每个继电器分别驱动对应功能的一个接触器。本例中电动机Y形起动时间使用PLC内部的虚拟定时器T1,时间为10s;Y-Δ切换时间使用PLC内部的虚拟定时器T2,时间为1s。
 
(a)
(b)
图1 电动机Y-Δ降压起动PLC控制电路
3  步进点分析
3.1确定步进点
分析电动机Y-Δ降压起动过程中接触器的动作时序,可以得到Y-Δ降压起动的步进点有停止状态、运转起动状态、星角切换状态、运行状态这4个点。
3.2  步进点的动作
⑴停止状态,步进点S0。要求所有的输出都释放,同时释放内部资源。即图1(b)中Y4~Y6都为OFF。
⑵运转起动状态,步进点S20。要求电源接触器和星形连接接触器吸合,同时星形起动定时器开始计时。即Y4、Y5和T1(线圈)都为ON。
⑶星角切换状态,步进点S21。要求电源接触器吸合,星形和角形连接接触器释放,同时星角切换定时器开始计时。即Y4和T2(线圈)为ON,Y5和Y6为OFF。
⑷运行状态,步进点S22。要求电源接触器和角形连接接触器吸合。即Y4与Y6为ON。
3.3  转移条件
⑴S0→S20的条件。热保护正常,只有起动按钮被按下。即输入点X2、X3、X4都为ON。
⑵S20→S21的条件。电源接触器吸合,且定时器T1计时时间到。即Y4与T1(动合触头)为ON。
⑶S21→S22的条件。电源接触器吸合,且定时器T2计时时间到。即Y4与T2(触头)为ON。
4 程序编制
根据上面3点的分析,按照SFC体系结构的要求,不难写出电动机Y-Δ降压起动PLC控制SFC程序,如图2所示。
(a)步进点S0
(b) S0→S20条件
 
(c) 步进点S20
(d) S20→S21条件
(e) 步进点S21
 
 
图2 程序
5  实验验证小型电动推杆
按照图1(b)所示单向旋转Y-Δ降压起动PLC控制电路图进行接线。电动机Y-Δ降压起动过程中各继电器动作顺序正常。但在实验中遇到这样一个问题,该程序在整个起动过程中,若出现电动机热保护动作或停止按钮被按下的情况,PLC的输出不会立即释放,而只能到切换完成进入运转状态后才释放停止。这是个安全隐患,须修改程序予以消除。
分析问题的原因是由于在步进点“S20”和“S21”缺少一个返回步进点“S0”的出口。程序修改也较简单,只要在状态点S20和S21各增加一个返回状态S0的条件即可,修改后的程序如图3所示。在将修改后的应用程序下载到PLC中验证,存在的问题得到了解决。
图3 修改后的程序
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