不同的電動機控制方式不同、系統(tǒng)中選用部件不同、部件間的組合方式以及數(shù)量的選用不同，最終PLC控制方式也有所不同，我們需要一些案例來看懂電動機控制系統(tǒng)中PLC的梯形圖和語句表。
三相交流感應(yīng)電動機連續(xù)控制電路中的PLC梯形圖和語句表三相交流感應(yīng)電動機連續(xù)控制線路基本上采用了交流繼電器、接觸器的控制方式，該種控制方式具有可靠性低、線路維護困難等缺點，將直接影響企業(yè)的生產(chǎn)效率。由此，很多生產(chǎn)型企業(yè)中采用PLC控制方式對其進行控制。
圖1所示為三相交流感應(yīng)電動機連續(xù)控制電路的原理圖。該控制電路采用三菱FX2N系列PLC，電路中PLC控制I/O分配表見表1。
圖1 三相交流感應(yīng)電動機連續(xù)控制電路的原理圖
表1 三相交流感應(yīng)電動機連續(xù)控制電路中PLC控制I/O分配表
由圖1可知，通過PLC的I/O接口與外部電氣部件進行連接，提高了系統(tǒng)的可靠性，并能夠有效地降低故障率，維護方便。當使用編程軟件向PLC中寫入的控制程序，便可以實現(xiàn)外接電器部件及負載電動機等設(shè)備的自動控制了。想要改動控制方式時，只需要修改PLC中的控制程序即可，大大提高調(diào)試和改裝效率。
圖2所示為三相交流感應(yīng)電動機三菱FX2N系列PLC連續(xù)控制梯形圖及語句表。
圖2 三相交流感應(yīng)電動機三菱FX2N系列PLC連續(xù)控制梯形圖及語句表
根據(jù)梯形圖識讀該PLC的控制過程，首先可對照PLC控制電路和I/O分配表，在梯形圖中進行適當文字注解，然后再根據(jù)操作動作具體分析起動和停止的控制原理。
1．三相交流感應(yīng)電動機連續(xù)控制線路的起動過程
圖3所示為PLC連續(xù)控制下三相交流感應(yīng)電動機的起動過程。
圖3 PLC連續(xù)控制下三相交流感應(yīng)電動機的起動過程
1 當按下起動按鈕SB1時，其將PLC內(nèi)的X1置“1”，即常開觸點X1閉合。
1→2 輸出繼電器Y0線圈得電，控制PLC外接交流接觸器KM線圈得電。
→2-1 自鎖常開觸點Y0閉合，實現(xiàn)自鎖功能；
→2-2 控制運行指示燈Y1的常開觸點Y0閉合，Y1得電，運行指示燈RL點亮。
→2-3 控制停止指示燈Y2的常閉觸點Y0斷開，Y2失電，停機指示燈GL熄滅。
注意
常開觸點Y0閉合自鎖，主要是用來維持輸出繼電器Y0線圈一直處得電狀態(tài)，即使起動按鈕斷開，電動機仍然會保持運行，因此起動按鈕常采用點動式開關(guān)，按一下即可起動，手松開后電動機仍然保持運行，有效降低起動部件電氣損耗和安全性、可靠性。
2．三相交流感應(yīng)電動機連續(xù)控制線路的停止過程
當使用三菱FX2N系列PLC連續(xù)控制電路控制電動機停止時，可按以下操作進行：
按下停機按鈕SB2時，其將PLC內(nèi)的X2置“0”，即常閉觸點X2斷開，使得輸出繼電器Y0失電，該繼電器失電則會引起以下動作：
輸出繼電器Y0失電后，相應(yīng)的觸點動作，即常開、常閉觸點Y0復(fù)位，Y1失電，Y2得電，運行指示燈RL熄滅，停機指示燈GL點亮。
PLC外接交流接觸器線圈KM失電。KM失電，主電路中的常開觸點KM-1斷開，電動機停止運轉(zhuǎn)。
三相交流電動機Y—△減壓起動控制電路中的PLC梯形圖和語句表三相交流電動機Y—△減壓起動控制是指對較大容量的三相電動機起動時首先使其繞組Y形連接進行起動，再通過控制線路將其繞組連接為△進行運轉(zhuǎn)的控制方式，在學習控制之前，我們首先了解一下什么是電動機三相繞組的Y（星形）和△（三角形）接法，如圖4所示。
圖4 電動機三相繞組的Y（星形）和△（三角形）接法
圖5所示為三相交流電動機Y—△減壓起動控制的PLC梯形圖和語句表，表2所列為其I/O地址分配表。
圖5 三相交流電動機Y—△減壓起動控制的PLC梯形圖和語句表
表2 三相交流電動機Y—△減壓起動控制中PLC控制I/O地址分配表
結(jié)合I/O地址分配表，首先了解該梯形圖或語句表中各觸點及符號表示的含義，并將梯形圖與語句表相結(jié)合分析。
1．三相交流電動機Y—△減壓起動的控制過程
圖6所示為按下起動按鈕SB1后，三相交流電動機繞組Y連接實現(xiàn)減壓起動的控制過程。
圖6 三相交流電動機繞組Y連接減壓起動的控制過程
1 按下起動按鈕SB1，將PLC程序中的輸入繼電器常開觸點I0.1置“1”，即常開觸點I0.1閉合。
1→2 輸出繼電器Q0.0線圈得電。
→2-1 自鎖常開觸點Q0.0閉合實現(xiàn)自鎖功能；
→2-2 控制定時器T37的常開觸點Q0.0閉合，定時器T37線圈得電，開始計時；
→2-3 控制PLC外接電源供電主接觸器KM1線圈得電，帶動KM1主觸點閉合，接通主電路供電電源。
1→3 輸出繼電器Q0.1線圈同時得電。
→3-1 自鎖常開觸點Q0.1閉合實現(xiàn)自鎖功能；
→3-2 控制PLC外接Y接線方式接觸器KMY線圈得電，電動機三相繞組Y連接，并啟動運轉(zhuǎn)。
接下來，將三相交流電動機繞組自動切換為△連接運行，如圖7所示。
圖7 三相交流電動機繞組自動切換為△連接運行
1 當定時器T37的線圈得電開始5s的計時時間達到后，相關(guān)觸點動作。
→1-1 控制輸出繼電器Q0.1的延時斷開的常閉觸點T37斷開，輸出繼電器Q0.1線圈失電；
→1-2 控制輸出繼電器Q0.2的延時閉合的常開觸點T37閉合。
1-1→2 輸出繼電器Q0.1線圈失電。
→2-1 自鎖常開觸點Q0.1復(fù)位斷開，解除自鎖；
→2-2 控制PLC外接Y接線接觸器KMY線圈失電，電動機三相繞組取消Y連接方式。
1-2→3 輸出繼電器Q0.2線圈得電。
→3-1 自鎖常開觸點Q0.2閉合，實現(xiàn)自鎖功能；
→3-2 控制定時器T37的延時斷開的常閉觸點Q0.2斷開；
→3-3 控制PLC外接△接線接觸器KM△線圈得電，電動機三相繞組接成△。
3-2→4 定時器T37線圈失電。
→4-1 控制輸出繼電器Q0.2的延時閉合的常開觸點T37復(fù)位斷開，但由于Q0.2自鎖，仍保持得電狀態(tài)；
→4-2 控制輸出繼電器Q0.1的延時斷開的常閉觸點T37復(fù)位閉合，為Q0.1下一次得電做好準備。
2．三相交流電動機停止的控制過程
若要停止三相交流電動機時，可通過停止按鈕SB2進行控制，如圖8所示。
圖8 停止三相交流電動機
1 按下停止按鈕SB2，將PLC程序中的輸入繼電器常閉觸點I0.2置“0”，即常閉觸點I0.2斷開。
1→2 輸出繼電器Q0.0線圈失電。
→2-1 自鎖常開觸點Q0.0復(fù)位斷開，解除自鎖；
→2-2 控制定時器T37的常開觸點Q0.0復(fù)位斷開；
→2-3 控制PLC外接電源供電主接觸器KM1線圈失電，切斷主電路電源，電動機停轉(zhuǎn)。
1→3 輸出繼電器Q0.2線圈失電。
→3-1 自鎖常開觸點Q0.2復(fù)位斷開，解除自鎖；
→3-2 控制定時器T37的常閉觸點Q0.2復(fù)位閉合，為定時器T37下一次得電做好準備；
→3-3 控制PLC外接△接線接觸器KM3線圈失電，動機停轉(zhuǎn)。
綜上分析可知，三相交流電動機Y—△減壓起動控制的PLC梯形圖和語句表的功能是實現(xiàn)電動機在開始起動時為Y連接方式，延時一段時間后，自動切換為△連接方式運行。
三相交流電動機自動循環(huán)控制電路中的PLC梯形圖和語句表三相交流電動機自動循環(huán)控制是指電動機在限位開關(guān)的作用下自動實現(xiàn)正反轉(zhuǎn)循環(huán)控制的方式。
圖9所示為三相交流電動機自動循環(huán)控制中的PLC梯形圖和語句表，表3所列為其I/O地址分配表。
圖9 三相交流電動機自動循環(huán)控制中的PLC梯形圖和語句表
表3 三相交流電動機自動循環(huán)控制中PLC控制I/O地址分配表
結(jié)合I/O地址分配表，首先了解該梯形圖或語句表中各觸點及符號表示的含義，并將梯形圖與語句表相結(jié)合分析。
1．按下正向起動按鈕SB1電動機正轉(zhuǎn)至自動反轉(zhuǎn)的控制過程
圖10所示為按下起動按鈕SB1時，電動機M1起動至自動反轉(zhuǎn)的控制過程。
圖10 電動機M1起動至自動反轉(zhuǎn)的控制過程
1 按下起動按鈕SB1，將PLC程序中的輸入繼電器常開觸點I0.1置“1”，即常開觸點I0.1閉合。
1→2 輸出繼電器Q0.0線圈得電。
→2-1 自鎖常開觸點Q0.0閉合，實現(xiàn)自鎖功能；
→2-2 控制輸出繼電器Q0.1的常閉觸點Q0.0斷開，防止Q0.1得電，實現(xiàn)互鎖；
→2-3 控制PLC外接交流接觸器KM1線圈得電吸合，帶動主電路中的主觸點閉合，接通電動機M1正向電源，電動機M1正向啟動運轉(zhuǎn)。
3 當電動機運行到正向限位開關(guān)SQ1位置時，SQ1受壓觸發(fā)，PLC程序中相應(yīng)的輸入繼電器觸點I0.4動作。
→3-1 控制輸出繼電器Q0.0的常閉觸點I0.4斷開；
→3-2 控制輸出繼電器Q0.1的常開觸點I0.4閉合；
3-1→4 輸出繼電器Q0.0線圈失電。
→4-1 自鎖常開觸點Q0.0復(fù)位斷開，解除自鎖；
→4-2 控制輸出繼電器Q0.1的常閉觸點Q0.0復(fù)位閉合，為Q0.1得電做好準備；
→4-3 控制PLC外接交流接觸器KM1線圈失電釋放，帶動主電路中的主觸點復(fù)位斷開，切斷電動機M1正向電源，電動機M1正向運行停止。
3-2和4-2→5 輸出繼電器Q0.1線圈得電。
→5-1 自鎖常開觸點Q0.1閉合，實現(xiàn)自鎖功能；
→5-2 控制輸出繼電器Q0.0的常閉觸點Q0.1斷開，防止Q0.0得電，實現(xiàn)互鎖；
→5-3 控制PLC外接交流接觸器KM2線圈得電吸合，帶動主電路中的主觸點閉合，接通電動機M1反向電源，電動機M1自動反向起動運轉(zhuǎn)。
2．電動機由反轉(zhuǎn)自動恢復(fù)正轉(zhuǎn)的循環(huán)控制過程
圖11所示為電動機由反轉(zhuǎn)自動恢復(fù)正轉(zhuǎn)的循環(huán)控制過程。
圖11 電動機由反轉(zhuǎn)自動恢復(fù)正轉(zhuǎn)的循環(huán)控制過程
1 當電動機運行到正向限位開關(guān)SQ2位置時，SQ2受壓觸發(fā)，PLC程序中相應(yīng)的輸入繼電器觸點I0.5動作。
→1-1 控制輸出繼電器Q0.1的常閉觸點I0.5斷開；
→1-2 控制輸出繼電器Q0.0的常開觸點I0.5閉合；
1-1→2 輸出繼電器Q0.1線圈失電。
→2-1 自鎖常開觸點Q0.1復(fù)位斷開，解除自鎖；
→2-2 控制輸出繼電器Q0.0的常閉觸點Q0.1復(fù)位閉合，為Q0.0得電做好準備；
→2-3 控制PLC外接交流接觸器KM2線圈失電釋放，帶動主電路中的主觸點復(fù)位斷開，切斷電動機M1反向電源，電動機M1反向運行停止。
1-2和2-2→3 輸出繼電器Q0.0線圈得電。
→3-1 自鎖常開觸點Q0.0閉合，實現(xiàn)自鎖功能；
→3-2 控制輸出繼電器Q0.1的常閉觸點Q0.0斷開，防止Q0.1得電，實現(xiàn)互鎖；
→3-3 控制PLC外接交流接觸器KM1線圈得電吸合，帶動主電路中的主觸點閉合，接通電動機M1正向電源，電動機M1恢復(fù)正向起動運轉(zhuǎn)，完成一次循環(huán)控制。
按下反向起動按鈕SB2，電動機反轉(zhuǎn)起動運行，其運行中自動進行正轉(zhuǎn)，然后又恢復(fù)反轉(zhuǎn)的控制過程與正向運行控制的工作過程相似，可參照上述分析過程了解，這里不再重復(fù)。另外，不論電動機處于何種運行狀態(tài)，按下停止按鈕SB3后均可切斷電動機當前供電電源，使電動機停轉(zhuǎn)。若電動機出現(xiàn)過載，過熱保護繼電器動作，也可控制電動機停轉(zhuǎn)，起到過熱保護作用。
綜上分析可知，電動機自動循環(huán)控制的PLC梯形圖和語句表的功能是實現(xiàn)對電動機從正向到反向運轉(zhuǎn)的自動切換、連續(xù)循環(huán)、停機和過熱保護控制。
兩臺電動機交替運行控制電路中的PLC梯形圖和語句表兩臺電動機交替運行是指電動機M1運轉(zhuǎn)一定時間自動停止后，電動機M2開始工作，當電動機M2運轉(zhuǎn)一定時間自動停止后，電動機M1再次起動運轉(zhuǎn)，如此反復(fù)循環(huán)，實現(xiàn)兩臺電動機的自動交替運行。
圖12所示為兩臺電動機交替運行控制中的PLC梯形圖和語句表，表4所列為其I/O地址分配表。
圖12 兩臺電動機交替運行控制中的PLC梯形圖和語句表
表4 兩臺電動機交替運行控制中PLC控制IO地址分配表
結(jié)合I/O地址分配表，首先了解該梯形圖和語句表中各觸點及符號標識的含義，并將梯形圖和語句表相結(jié)合進行分析。
1．電動機M1的起動控制過程
起動電動機M1時，可通過起動按鈕SB1進行控制，如圖13所示。
圖13 起動電動機M1
1 按下起動按鈕SB1，將PLC程序中的輸入繼電器常開觸點I0.0置“1”，即常開觸點I0.0閉合。
1→2 輔助繼電器M0.0線圈得電。
→2-1 自鎖常開觸點M0.0閉合實現(xiàn)自鎖功能；
→2-2 控制定時器T37、T38的常開觸點M0.0閉合；
→2-3 控制輸出繼電器Q0.0的常開觸點M0.0閉合；
→2-4 控制輸出繼電器Q0.1的常開觸點M0.0閉合；
2-3→3 輸出繼電器Q0.0線圈得電，控制PLC外接電動機M1的接觸器KM1線圈得電，帶動主電路中的主觸點閉合，接通電動機M1電源，電動機M1起動運轉(zhuǎn)。
2．電動機M1的停止和電動機M2的起動控制過程
當兩臺電動機進行交替運行時，即電動機M1的停止和電動機M2則可以通過以下的控制來完成，如圖14所示。
圖14 兩臺電動機進行交替運行
2-2→4 定時器T37線圈得電，開始計時。
→4-1 計時時間到（延時5min），其控制輸出繼電器Q0.0的延時斷開的常閉觸點T37斷開。
→4-2 計時時間到（延時5min），其控制輸出繼電器Q0.1的延時閉合的常開觸點T37閉合。
4-1→5 輸出繼電器Q0.0線圈失電，控制PLC外接電動機M1的接觸器KM1線圈失電，帶動主電路中的主觸點復(fù)位斷開，切斷電動機M1電源，電動機M1停止運轉(zhuǎn)。
4-2→6 輸出繼電器Q0.1線圈失電，控制PLC外接電動機M2的接觸器KM2線圈得電，帶動主電路中的主觸點閉合，接通電動機M2電源，電動機M2起動運轉(zhuǎn)。
3．電動機M2的停止和電動機M1的再起動控制過程
當需要電動機M2停止和電動機M1起動時，可以通過定時器的控制來實現(xiàn)，如圖15所示。
圖15 電動機M2停止和電動機M1起動
2-2→7 定時器T38線圈得電，開始計時。
→7-1 計時時間到（延時10min），其控制定時器T37的延時斷開的常閉觸點T38斷開。
→7-2 計時時間到（延時10min），其控制定時器T37的延時斷開的常閉觸點T38斷開。
7-3→8 定時器T37線圈失電。
→8-1 控制輸出繼電器Q0.0的延時斷開的常閉觸點T37復(fù)位閉合。
→8-2 控制輸出繼電器Q0.1的延時閉合的常開觸點T37復(fù)位斷開。
8-2→9 輸出繼電器Q0.1線圈失電。
→9-1 控制PLC外接電動機M2的接觸器KM2線圈失電，帶動主電路中的主觸點復(fù)位斷開，切斷電動機M2電源，電動機M2停止運轉(zhuǎn)。
8-1→10 輸出繼電器Q0.0線圈得電。
→10-1 控制PLC外接電動機M1的接觸器KM1線圈再次得電，帶動主電路中的主觸點閉合，接通電動機M1電源，電動機M1再次起動運轉(zhuǎn)。
7-2→11 定時器T38線圈失電，將自身復(fù)位，進入下一次循環(huán)。
當需要兩臺電動機停止運轉(zhuǎn)時，按下停止按鈕SB2，將PLC程序中的輸入繼電器常閉觸點I0.1置“0”，即常閉觸點I0.1斷開，輔助繼電器M0.0線圈失電，觸點復(fù)位，定時器T37、T38，輸出繼電器Q0.0、Q0.1線圈均失電，控制PLC外接電動機接觸器線圈失電，帶動主電路中的主觸點復(fù)位斷開，切斷電動機電源，電動機停止循環(huán)運轉(zhuǎn)。
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