电动机PLC自锁互锁梯形图 浅谈PLC自锁互锁编程技巧

工程师谭军 发表于 2018-09-17 14:48:26 收藏 已收藏
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电动机PLC自锁互锁梯形图 浅谈PLC自锁互锁编程技巧

工程师谭军 发表于 2018-09-17 14:48:26

  本文主要是关于PLC自锁互锁的相关介绍,并着重对PLC自锁互锁的梯形图及其原理进行了详尽的阐述。

  自锁互锁

  在接触器线圈得电后,利用自身的常开辅助触点保持回路的接通状态,一般对象是对自身回路的控制。如把常开辅助触点与启动按钮并联,这样,当启动按钮按下,接触器动作,辅助触点闭合,进行状态保持,此时再松开启动按钮,接触器也不会失电断开。一般来说,在启动按钮和辅助触点并联之外,还要在串联一个按钮,起停止作用。点动开关中作启动用的选择常开触点,做停止用的选常闭触点。

  主电路从三相电源端点L1,L2,L3引来,经电源开关QS,熔断器FU和接触器KM的三对主触点KM到电动机M。控制电路(或称辅助电路)由按钮SR和接触器线圈KY组成。

  I.工作原理合上电源开关QS,按启动按钮SBl*接触器KM的线圈通电*在主电路中的三对主触头闭合一电动机获电而启动;与此同时,接触器KM的常开辅助触点闭合,将按钮SBI的常开触点短接。从按钮SB1接通到接触器KM常开触点闭合只需数十毫秒的时间,因此手松开启动按钮后线圈KM已完全可以通过辅助触头KM (1 -2)而维持自己的导电通路,不再受启动按钮SB1控制,也就确保了松开启动按钮SB1后电动机的继续运行。把与启动按钮SBI并联的常开辅助触头KM (1一2)叫接触器KM的门锁触头,又叫自保触头。

  因接触器的释放时间比吸合时间还短,所以只需按一下停止按钮SB2,接触器KM线圈断电便立即释放,其常开辅助触头断开,主触头也断开,电动机就停止运行。

  互锁,说的是几个回路之间,利用某一回路的辅助触点,去控制对方的线圈回路,进行状态保持或功能限制。一般对象是对其他回路的控制。

  联锁,就是设定的条件没有满足,或内外部触发条件变化引起相关联的电气、工艺控制设备工作状态、控制方式的改变。

  “在一个回路中,即有自锁又有互锁的就叫做“联锁””这种说法并不科学,也不全面。

  原理

  保护作用

  (1)欠压保护:当电源电压由于某种原因下降时,电动机的转矩将显著降低,影响电动机正常运行,严重时会引起“堵转”现象,以致损坏电动机。采用接触器自锁控制电路就可避免上述故障。因为当电源电压低于接触器线圈额定电压85%时,接触器电磁系统所产生的电磁力克服不了弹簧的反作用力,因而释放,主触点打开,自动切断主电路,达到欠压保护的作用。

  (2)失压保护:当电动机启动后,若供电电路停电,但随后又恢复供电,在这种情况下,由于自锁触头仍然断开,电动机不会自行启动,必须重新发令(按启动按钮SB2)才能启动

  变速器

  机械手动变速器

  自锁机构的作用是:防止自动换档和自动脱档的作用

  互锁机构的作用是:防止同时挂入两个档。

  自锁装置 挂档后应保证结合套于与结合齿圈的全部套合(或滑动齿轮换档时,全齿长都进入啮合)。在振动等条件影响下,操纵机构应保证变速器不自行挂档或自行脱档。为此在操纵机构中设有自锁装置。如图所示,换档拨叉轴上方有三凹坑,上面有被弹簧压紧的钢珠。当拨叉轴位置处于空档或某一档位置时,钢珠压在凹坑内。起到了自锁的作用。

  互锁锁装置 当中间换档拨叉轴移动挂档时,另外两个拨叉轴被钢球琐住。防止同时挂上两个档而使变速器卡死或损坏,起到了互锁作用。

  电动机PLC自锁互锁梯形图

  1.具有自锁功能的程序

  利用自身的常开触点使线圈持续保持通电即“ON”状态的功能称为自锁。如图1所示的起动、保持和停止程序(简称起保停程序)就是典型的具有自锁功能的梯形图, X1为起动信号和X2为停止信号。

  电动机PLC自锁互锁梯形图 浅谈PLC自锁互锁编程技巧

  图1 起保停程序与时序图

  a)停止优先 b)起动优先

  图1a为停止优先程序,即当X1和X2同时接通,则Y1断开。图1b为起动优先程序,即当X1和X2同时接通,则Y1接通。起保停程序也可以用置位(SET)和复位(RST)指令来实现。在实际应用中,起动信号和停止信号可能由多个触点组成的串、并联电路提供。

  2.具有互锁功能的程序

  利用两个或多个常闭触点来保证线圈不会同时通电的功能成为“互锁”。三相异步电动机的正反转控制电路即为典型的互锁电路,如图2所示。其中KMl和KM2分别是控制正转运行和反转运行的交流接触器。

  电动机PLC自锁互锁梯形图 浅谈PLC自锁互锁编程技巧

  如图3所示为采用plc控制三相异步电动机正反转的外部I/O接线图和梯形图。实现正反转控制功能的梯形图是由两个起保停的梯形图再加上两者之间的互锁触点构成。

  电动机PLC自锁互锁梯形图 浅谈PLC自锁互锁编程技巧

  图3 用PLC控制电动机正反转的I/O接线图和梯形图

  应该注意的是虽然在梯形图中已经有了软继电器的互锁触点(X1与X0、Y1与Y0),但在I/O接线图的输出电路中还必须使用KM1、KM2的常闭触点进行硬件互锁。因为PLC软继电器互锁只相差一个扫描周期,而外部硬件接触器触点的断开时间往往大于一个扫描周期,来不及响应,且触点的断开时间一般较闭合时间长。例如Y0虽然断开,可能KM1的触点还未断开,在没有外部硬件互锁的情况下,KM2的触点可能接通,引起主电路短路,因此必须采用软硬件双重互锁。采用了双重互锁,同时也避免因接触器KM1或KM2的主触点熔焊引起电动机主电路短路。

  PLC自锁、互锁控制编程技巧

  自锁、互锁是生产现场常见逻辑关系,应用非常广泛。自锁控制是PLC控制程序中常见的控制程序形式,也是常说的启停控制,这种自锁控制常用于以无锁定开关作启动开关,或者用只接通一个扫描周期的触点去启动一个持续动作的控制电路。互锁控制是互以对方的不工作作为自身工作的前提条件的控制电路,常用于被控的是一组不允许同时动作的对象,如锚点电动机正、反转控制。通常互锁编程有按钮互锁和线圈互锁两种[1][2]。

  1 抢答器控制要求

  抢答器[3]是一种应用非常广泛的电子电气设备,在各种抢答场合、竞赛中,它能迅速客观分辨出最先获得发言权的选手以及实现设定发言时间、记录分数等功能。本例中抢答器设备最多允许8人同时参加抢答比赛,在此为了简化程序,以3位选手抢答为对象。比赛时,主持人首先应将数码显示清零,抢答过程中最先按下按钮的选手有效,其它无效,有效的选手号码被显示在数码屏上。

  2 抢答器硬件电路设计

  选取西门子S7-200PLC作为抢答器的核心控制器,3名选手各用一个抢答按钮,按钮的编号与选手的编号相对应,分别是S1、S2、S3,给节目主持人设置一个控制按钮,用来控制系统的清零(编号显示数码管显示0)和抢答的开始,PLC输出接口电路外接一共阴极七段数码显示管显示抢答结果。

  3 抢答器的程序设计

  抢答器具有数据锁存和显示的功能,其程序设计需解决如下问题:

  (1)抢答优先的问题。抢答开始后,若有选手按动抢答按钮,编号立即锁存,并能封锁输入电路,禁止其他选手抢答。

  (2)选手号码识别和显示的问题。每次抢答LED数码管上都能正确地显示出选手的编号,并一直保持到主持人将系统清零为止。

  运用自锁和互锁控制实现抢答器的数据锁存功能,运用段码指令对选手抢答结果进行显示,其具体梯形图如1所示。

  抢答器的控制程序设计具有如下特点:

  (1)抢答器抢答显示具有自锁功能,即当某一选手抢答成功后,即使释放其抢答按钮,LED数码管显示保持,直至主持人操作复位按钮I0.0,才使LED显示0。网络2为1号选手抢答程序,其中M0.1动合触点与1号抢答按钮I0.1信号并联,利用I0.1按钮短时接通瞬间,输出线圈M0.1得电,促使M0.1触点动合,为输出线圈M0.1提供了一条通电回路,对本网络输出具有自锁作用。

  (2)抢答器3个选手之间抢答具有互锁功能,即只要有一个选手抢答成功,另外两个选手即使再按各自抢答按钮,LED数码显示结果也不会变化。以网络2为例,其中的I0.2及I0.3采用动断触点串联在网络中,作为限制和约束输出线圈M0.1得电的条件,即只有在2号和3号选手按钮没有有效采集进入PLC中,1号选手提前操作被有效采集进入PLC中,才有可能显示抢答结果1。

  (3)抢答器3个选手抢答程序具有对称特点。网络2~网络4的程序的编写思路是类似的,同样并联了自锁触点和串联了按钮互锁触点,并进行数码结果显示。

  利用可编程序控制器试验挂箱按照图1-1接好硬件线路,然后在线运行程序,通过硬件线路查看调试结果,经过操作证明抢答器设计成功,达到设计要求。

  4 小结

  PLC自锁控制应用在起动保持停止电路,采用网络输出线圈的操作数bit所对应的动合触点与本网络的某些逻辑块并联,帮助本网络输出线圈得电。PLC互锁控制应用一组不允许同时动作的对象控制场合,采用按钮互锁或线圈互锁触点,以动断触点的形式串接在网络中,限制本网络输出线圈得电。

  结语

  关于PLC自锁互锁的相关介绍就到这了,如有不足之处欢迎指正。

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