任务1.1用PLC改造三相异步电动机正反转控制线路
任务1.1 用PLC改造三相异步电动机正反转控制线路
1.1.1任务描述
下图1-1-1是三相异步电动机正反转控制线路，它由主电路和辅助电路两部分组成，能够实现异步电动机的正反转控制，此外该电路还具有短路保护和过载保护的功能。
现利用三菱FX系列PLC改造三相异步电动机正反转控制线路，要求不改变原先的控制面板，保持系统原有的外部特性，即改造完成后工作人员不需要改变长期形成的操作习惯。本任务要求电机正反转启动按钮、停止按钮以及过载保护常闭触点与改造前一致。
L1
L2L3
QS
FU2
1
2
FU1
SB1
3SB2
KM1
KM2
SB3
5KM2
FR
6
98KM1
4
7
FR
M
3
KM1KM2
图1-1-1 三相异步电动机正反转控制线路
1.1.2任务目标
1．能根据控制要求分配PLC的输入输出端口； 2．会根据输入输出端口完成线路的连接；
3．能选择PLC指令完成梯形图程序的编写，例如LD、AND、OUT、SET和RST等指令； 4．会上电调试程序功能。
1.1.3任务分析与实施
一、硬件线路
1．系统输入输出信号分析
根据图1-1-1的分析，系统的输入信号由两部分构成：一是三相异步电动机停止、正反向启动的控制信号，分别由按钮SB1、SB2 和SB3提供；二是三相异步电动机的过载检测信号，由热继电器FR的常闭触点提供。
系统需提供两个输出信号，分别用于驱动接触器KM1和KM2，使三相异步电动机实现
正反转运行。
根据上述分析，PLC的I/O端口分配如表1-1-1所示。
表1-1-1 I/O端口分配表
2．硬件线路的设计
硬件线路由主电路和控制回路构成，具体如图1-1-2所示。
UVW
PE
L
N
FU1
L
N
COM
FRX0
SB1SB2SB3X1
X2
X3
24VCOM
KM1KM2
三菱FX2N—48MR
COM1
Y0Y1Y2Y3COM2Y4Y5Y6
FR
LKM1KM2
KM2M
N
图1-1-2 三相异步电动机正反转PLC控制线路
说明：
（1）为延长PLC输入点的使用寿命，其输入信号一般采用常开的方式接入，但为更可靠接受保护类信号，其输入信号一般采用常闭的方式接入；
（2）与上图中一致，凡是由PLC实现的正反转控制线路，KM1和KM2必须实行电气联锁，否则在电动机正反转切换的过程中会导致主回路短路；
（3）由于三菱FX2N-48MR（继电器输出型）的输出点承受电压最大为AC240V或
二、控制程序 1．PLC程序编写
（1）直译法（将继电—接触器控制线路直接转换成梯形图程序） 三相异步电动机正反转电路的梯形图控制程序如图1-1-3所示。
图1-1-3三相异步电动机正反转的梯形图控制程序（直译法）
（2）经验法
经验法主要是基于程序功能要求，按照功能先后顺序逐步编写，它在简单程序的设计上非常奏效，它具有快速性、简单性等优点。 1）方法1（LD、OR、LDI、OUT指令）
步骤1：电机正反转启动 指令描述
●X002闭合， 输出继电器Y001得电；
●Y001常开触点闭合形成自锁。 ●X003闭合，输出继电器Y002得电；
●Y002常开触点闭合形成自锁。
步骤2：增加停止功能
●X003或X001断开，输出继电器Y001失电；
●Y001常开触点断开解除自锁。 ●X002或X001断开，输出继电器Y002失电；
●Y002常开触点断开解除自锁。
步骤3：增加过载保护功能
●X000断开，输出继电器Y001失电；
●Y001常开触点断开解除自锁。 ●X000断开，输出继电器Y002失电；
●Y002常开触点断开解除自锁。
2）方法2（SET、RST指令）
步骤1：电机正转启停 指令描述
●X002闭合， 输出继电器Y001置位并保持得电。
●X000或X001或X003闭合， 输出继电器Y001复位失电。
步骤2：增加电机反转启停功能
●X003闭合， 输出继电器Y002置位并保持得电。
●X000或X001或X002闭合， 输出继电器Y002复位失电。
2．PLC程序调试
先把直译法中的梯形图程序输入到PLC编程软件GX-Developer中，将程序变换后写入PLC中，最后按照表1-1-2所示的步骤进行调试，结果表明程序正确无误。同理将经验法1
和经验法2中的梯形图程序写入PLC中，调试结果也正确无误。
表1-1-2 调试步骤表
1.1.4任务拓展
下图1-1-4是三相异步电机控制工作台进行自动往返运动的机械示意图，现使用PLC控制三相异步电机进行正反转运行，控制功能如下：
图1-1-4 工作台自动往返机械示意图
1．运行过程
按下正向启动按钮，电机开始正向运行，同时正向指示灯点亮；当电机碰到正限位开关SQ1后立即停止，同时正向运行指示灯以1HZ的频率开始闪烁；5S钟之后，电机开始向反运行，同时反向指示灯点亮；当电机碰到反限位开关SQ2后立即停止，同时反向运行指示灯以1HZ的频率开始闪烁；5S钟之后，电机又开始正向运行，如此循环下去。 2．停止
按下停止按钮后，电机停止，同时指示灯熄灭。 3．断电处理
若运行过程中突然断电，当恢复供电后电机应保持断电前的状态。例如：断电前电机正转，当恢复供电后继续正转；断电前电机在正限位停了2S，当恢复供电后电机停3S，然后反向运行，等等。
根据以上要求，先选择所需器件，然后自行分配PLC输入输出端口，完成主电路和控制电路的连接，最后进行程序编写和功能调试。