从零学PLC技术
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1.6.2 PLC控制电动机正、反转的开发实例

下面以开发一个电动机正、反转控制线路为例来说明PLC应用系统的开发过程。

(1)明确系统的控制要求

系统要求通过3个按钮分别控制电动机连续正转、反转和停转,还要求采用热继电器对电动机进行过载保护,另外要求正、反转控制联锁。

(2)确定输入、输出设备,并为其分配合适的I/O端子

这里选用CPU221 AC/DC/继电器(S7-200 PLC中的一种)作为控制中心,表1-6列出了本系统要用到的输入、输出设备及对应的PLC端子。

表1-6 系统用到的输入、输出设备和对应的PLC端子

(3)绘制系统控制线路图

绘制PLC控制电动机正、反转线路图,如图1-25所示。

图1-25 PLC控制电动机正、反转线路图

(4)编写PLC控制程序

在计算机中的安装STEP 7-Micro/WIN软件(S7-200 PLC的编程软件),并使用STEP 7-Micro/WIN软件编写图1-26所示的梯形图控制程序。STEP 7-Micro/WIN软件的使用将在第2章中详细介绍。

图1-26 电动机正、反转控制梯形图程序

下面对照图1-25来说明图1-26所示梯形图程序的工作原理:

① 正转控制 当按下PLC的I0.0端子外接按钮SB2时,该端子对应的内部输入继电器I0.0得电→程序中的I0.0常开触点闭合→输出继电器Q0.0线圈得电,一方面使程序中的Q0.0常开自锁触点闭合,锁定Q0.0线圈供电,另一方面使网络2中的Q0.0常闭触点断开,Q0.1线圈无法得电;此外还使Q0.0端子内部的硬触点闭合→Q0.0端子外接的KM1线圈得电,它一方面使KM1常闭联锁触点断开,KM2线圈无法得电,另一方面使KM1主触点闭合→电动机得电正向运转。

② 反转控制 当按下I0.1端子外接按钮SB3时,该端子对应的内部输入继电器I0.1得电→程序中的I0.1常开触点闭合→输出继电器Q0.1线圈得电,一方面使程序中的Q0.1常开自锁触点闭合,锁定Q0.1线圈供电,另一方面使网络1中的Q0.1常闭触点断开,Q0.0线圈无法得电;还使Q0.1端子内部的硬触点闭合→Q0.1端子外接的KM2线圈得电,它一方面使KM2常闭联锁触点断开,KM1线圈无法得电,另一方面使KM2主触点闭合→电动机两相供电切换,反向运转。

③ 停转控制 当按下I0.2端子外接按钮SB1时,该端子对应的内部输入继电器I0.2得电→网络1、2中的两个I0.2常闭触点均断开→Q0.0、Q0.1线圈均无法得电,Q0.0、Q0.1端子内部的硬触点均断开→KM1、KM2线圈均无法得电→KM1、KM2主触点均断开→电动机失电停转。

④ 过载保护 当电动机过载运行时,热继电器FR发热元件使I0.3端子外接的FR常开触点闭合→该端子对应的内部输入继电器I0.3得电→网络1、2中的两个I0.3常闭触点均断开→Q0.0、Q0.1线圈均无法得电,Q0.0、Q0.1端子内部的硬触点均断开→KM1、KM2线圈均无法得电→KM1、KM2主触点均断开→电动机失电停转。

电动机正、反转控制梯形图程序写好后,需要对该程序进行编译。

(5)连接PC机与PLC

采用图1-27所示的USB-PPI编程电缆将计算机与PLC连接好,并给PLC的L1、N端接上220V交流电压,再将编译好的程序下载到PLC中。

图1-27 USB-PPI编程电缆

(6)模拟调试运行

将PLC的1M、M端连接在一起,再将PLC的RUN/STOP开关置于RUN位置,然后用一根导线短接L+、I0.0端子,模拟按下SB2按钮,如图1-28所示,如果程序正确,则PLC的Q0.0端子应有输出,此时Q0.0对应的指示灯会变亮,如果不亮,要认真检查程序和PLC外围有关接线是否正确。再用同样的方法检查其他端子输入时输出端的状态。

图1-28 PLC的模拟调试运行

(7)安装系统控制线路,并进行现场调试

模拟调试运行通过后,就可以按照绘制的系统控制线路图将PLC及外围设备安装在实际现场。线路安装完成后,还要进行现场调试,观察是否达到控制要求,若达不到要求,需检查是硬件问题还是软件问题,并解决这些问题。

(8)系统投入运行

系统现场调试通过后,可试运行一段时间,若无问题发生可正式投入运行。