PLC在三相异步电动机具有过载保护的接触器自锁

    1．继电接触式控制电气原理图

    具有过载保护的接触器自锁正转控制线路的电气原理图如图6-6所示。该电路与点动正转控制电路的不同之处在于：一方面增加了过载保护（接触器自锁正转控制电路由于电动机需要长期连续运转，因而需要在三相主电路中串接一个热继电器FR的热元件，并将热继电器的辅助常闭触点FR串接在控制电路中进行过载保护）；另一方面在起动按钮SB1的两端并联了交流接触器的辅助常开触点来实现自锁连续运转。

    图6-6    具有过载保护的接触器自锁正转控制线路

    具有过载保护的接触器自锁正转控制线路的工作原理如下所述：

    先合上电源开关QS。

    起动：

    当松开SB1，其常开触点恢复分断后，因为接触器KM的常开辅助触点闭合时已将SB1并联旁路，控制电路仍保持接通，所以接触器KM线圈可以继续保持得电，电动机M实现连续运转（像这种当松开起动按钮SB1后，接触器通过自身常开辅助触点而使线圈保持得电的作用叫做自锁，与起动按钮SB1并联的起自锁作用的常开辅助触点叫做自锁触点）。

    停止：

    当松开SB2，待其常闭触点恢复闭合时，因此前接触器KM的自锁触点在切断控制电路时早已分断解除了自锁，而SB1在此前也已处于分断状态，所以尽管SB2恢复闭合，但是接触器KM线圈因无通路而不能自行得电，电动机M也不会自行转动。

    当电动机过载时，热继电器的辅助常闭触点在发热而产生变形的双金属片推动导板的作用下而断开，切断接触器KM线圈的电流通路而使其断电，KM主触点分断使电动机失电停转，从而有效地保护了电动机不至于过载烧毁。

    2．PLC的I/O分配

    图6-6所示控制电路中的输入设备有：起动按钮SB1、停止按钮SB2、热继电器的辅助常闭触点FR；输出设备有：交流接触器线圈KM。现将PLC中的输入/输出地址分配给上述电路中的输入/输出设备并列出其I/O分配表，如表6-2所示。

    表6-2    具有过载保护的接触器自锁正转控制电路的I/O分配表

    3．画出PLC外围接线图

    根据表6-2所示的I/O分配表画出用PLC控制具有过载保护的接触器自锁正转控制线路的PLC外围接线图，如图6-7所示。

    4．编制梯形图及指令表程序

    编制控制程序时只需对控制电路进行编程，主电路保留不变。为直观起见我们将图6-6所示电路的控制电路单独绘制出来，旋转成类似梯形图的水平放置方式，并将已分配好的PLC的I/O地址标注到对应的器件旁边，如图6-8所示。

    图6-7    PLC控制接触器连续正转控制线路的外围接线图

    图6-8    具有过载保护的接触器自锁正转控制电路

    绘制梯形图时仍然采用电路移植法，用PLC梯形图中的常闭触点“”代替继电接触式控制电路中热继电器FR的常闭触点“”和停止按钮SB2的常闭触点“”，用梯形图中常开触点“”代替继电接触式控制电路中起动按钮SB1的常开按钮“”和交流接触器KM的辅助常开触点“”，用PLC梯形图中的输出线圈“”代替继电接触式控制电路中的交流接触器KM的线圈“”等，触点的串并联结构保持不变，并使这些软元件的编号与图6.8中标注在对应电器元件旁边的编号一致（以后若无特殊说明，都按类似情况处理），即可轻松绘制出上述电路的梯形图及指令表，如图6-9所示。

    图6-9    具有过载保护的接触器自锁正转控制的梯形图及指令表程序

   (a)梯形图；(b)指令表

    将上述梯形图程序按着第4章约定的编程规则进行整理变换，即可得到图6-10所示的结构比较合理的梯形图程序及指令表。

    由图6-10不难看出，经过整理之后的梯形图程序其指令表要比未经整理之前精简，这在复杂的程序中体现得更为明显，由此可见对梯形图程序进行有效的整理是很有必要的。

    图6-10    对图6-9进行合理转换之后的梯形图及指令表程序

   (a)梯形图；(b)指令表

    下面以程序运行过程图来详细讲解图6-10所示梯形图程序的执行过程。当外接起动按钮SB1未按下时，梯形图中与之对应的软触点0.01状态未闭合，能流无闭合的路径从左母线到达软继电器10.00线圈，其对应的物理触点无法吸合，外接负载KM线圈因没有闭合回路而无电流通过，KM主触点因无电磁吸力而未能吸合，电动机不能得电而处于停止状态。当按下外接起动按钮SB1时，与之对应的内部软触点0.01随之闭合，能流通过它所构成的闭合路径到达内部软继电器10.00线圈，一方面其并联在0.01软触点两端的内部软触点10.00也随之闭合完成自锁，另一方面使其物理触点闭合接通外接负载KM的线圈回路，致使交流接触器线圈KM有电流通过而产生电磁吸力，吸合主触点接通电动机电源使电动机得电连续运转。当外接热继电器的常开辅助触点FR因电动机过载而动作或压下停止按钮SB2，则受其控制的内部常闭软触点0.00或0.02对输入信号进行“取反”之后断开，它们的断开均会切断能流的路径，致使内部软继电器10.00线圈失电，一方面10.00的并联在触点0.01两端的内部软触点断开解除自锁，另一方面其物理触点断开而切断外负载KM线圈回路，致使交流接触器KM线圈失电，KM主触点因电磁吸力消失而断开，切断电动机的电源，电动机失电停转。程序的动态运行过程如图6-11所示。

    图6-11    正转自锁控制梯形图程序动态运行过程图