工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與應(yīng)用安徽省十四五職業(yè)教育規(guī)劃教材項(xiàng)目5

PLC的應(yīng)用與開(kāi)發(fā)5.1數(shù)控車床主軸電動(dòng)機(jī)的PLC控制實(shí)例5.1.2SCL程序設(shè)計(jì)5.1.1

Y-△起動(dòng)電路擴(kuò)展提升5.1.1Y-△啟動(dòng)電路

在實(shí)際的生產(chǎn)過(guò)程中，三相交流異步電動(dòng)機(jī)因其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)被廣泛的應(yīng)用。但因?yàn)樵谄饎?dòng)過(guò)程中需要較大的起動(dòng)電流，所以大容量的電動(dòng)機(jī)必須采用Y-△起動(dòng)的方式，這是一種常用的簡(jiǎn)單降壓起動(dòng)方式。對(duì)于正常運(yùn)行的定子繞組為三角形接法的鼠籠型異步電動(dòng)機(jī)，如果在起動(dòng)時(shí)將繞組接成Y，起動(dòng)完畢后再接成△，就可以降低起動(dòng)電流，減輕它對(duì)電網(wǎng)的沖擊，這樣的起動(dòng)方式稱為Y-△起動(dòng)。數(shù)控車床的主軸電路就是一個(gè)典型的Y-△起動(dòng)的電路。工作原理印度塔塔鋼鐵公司5.1.1Y-△啟動(dòng)電路

5.1.1Y-△啟動(dòng)電路

應(yīng)用實(shí)例如圖所示的控制電路中，當(dāng)主電路的QS閉合后，在控制電路中按下SB2,首先KM1、KM3、KT線圈通電，電動(dòng)機(jī)在Y下工作。過(guò)了一段時(shí)間后，進(jìn)行Y-△的轉(zhuǎn)換，KM3線圈斷開(kāi)，KM2線圈閉合，電動(dòng)機(jī)在此狀態(tài)下正常工作。在整個(gè)電路控制中總的控制是由組合開(kāi)關(guān)控制的，主電路中用三個(gè)熔斷器。其中控制電路中用兩個(gè)熔斷器來(lái)對(duì)電路進(jìn)行短路保護(hù)，主電路中的熱繼電器對(duì)電路進(jìn)行過(guò)載保護(hù)?？刂齐娐分杏腥齻€(gè)接觸器KM1、KM2、KM3，其中，KM1為主接觸器，KM2為三角形接觸器，KM3為星形聯(lián)結(jié)起動(dòng)?？刂齐娐分杏袃蓚€(gè)按鈕，分別用于起動(dòng)和停止?？刂齐娐分械臅r(shí)間繼電器KT，在進(jìn)行PLC改造時(shí)可使用PLC中的定時(shí)器來(lái)代替控制。SCL語(yǔ)言SCL（StructuredControlLanguage，結(jié)構(gòu)化控制語(yǔ)言）是一種基于PASCAL的高級(jí)編程語(yǔ)言。這種語(yǔ)言基于標(biāo)準(zhǔn)DINEN61131-3（國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)為IEC1131-3）。印度塔塔鋼鐵公司5.1.2SCL程序設(shè)計(jì)

支持的數(shù)據(jù)類型

SCL語(yǔ)言支持布爾型、整型、實(shí)型等基本數(shù)據(jù)類型及日期時(shí)間、指針、用戶自定義數(shù)據(jù)等復(fù)雜數(shù)據(jù)類型。支持的運(yùn)算提供了豐富的運(yùn)算符構(gòu)建邏輯表達(dá)式、數(shù)學(xué)表達(dá)式、關(guān)系表達(dá)式等各種表達(dá)式，提供了判斷、選擇、循環(huán)等語(yǔ)句用于程序控制，同時(shí)還提供了基本指令、擴(kuò)展指令、工藝指令及通信指令等豐富的指令，用于滿足所有PLC控制的要求。由于其高級(jí)語(yǔ)言的特性，SCL尤其適合應(yīng)用在數(shù)據(jù)處理、過(guò)程優(yōu)化、配方管理、數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)運(yùn)算等方面。支持的數(shù)據(jù)類型

SCL語(yǔ)言支持布爾型、整型、實(shí)型等基本數(shù)據(jù)類型及日期時(shí)間、指針、用戶自定義數(shù)據(jù)等復(fù)雜數(shù)據(jù)類型。印度塔塔鋼鐵公司5.1.2SCL程序設(shè)計(jì)

程序編寫(xiě)印度塔塔鋼鐵公司擴(kuò)展提升

I/O信號(hào)表

輸入信號(hào)符號(hào)PLC地址作用

輸出信號(hào)符號(hào)PLC地址作用FRI0.0過(guò)載保護(hù)KM1Q0.0△接觸器SB1I0.1停止KM2Q0.1YY接觸器SB2I0.2低速啟動(dòng)KM3Q0.2YY接觸器SB3I0.3高速啟動(dòng)

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外部接線圖的繪制繪制外部接線圖時(shí)，Y-△起動(dòng)控制，若KM2，KM3同時(shí)接通，會(huì)造成兩相短路的情況，因此，除了在程序設(shè)計(jì)中要進(jìn)行互鎖之外，還需對(duì)PLC控制電路的輸出端子進(jìn)行互鎖。輸入端子的FR常開(kāi)觸點(diǎn)可以設(shè)計(jì)在輸出電路中，過(guò)載時(shí)，切斷輸出電路的電源，如圖所示。印度塔塔鋼鐵公司擴(kuò)展提升

SCL程序的設(shè)計(jì)SCL的設(shè)計(jì)可以根據(jù)原有繼電器控制系統(tǒng)進(jìn)行改造，原有的邏輯關(guān)系不發(fā)生改變，但是需要注意的是，要按照SCL的編程規(guī)則將交織在一起的電路分離開(kāi)來(lái)。也就可以根據(jù)繼電器控制系統(tǒng)動(dòng)作要求編寫(xiě)。IF"高速啟動(dòng)"THEN"高速變量":=1;END_IF;IF"低速啟動(dòng)"OR"高速變量"THEN"km1":=1;END_IF;"IEC_Timer_0_DB".TON(IN:="高速變量",PT:=t#5s,Q=>"km2");IF"km2"THEN"km1":=0;"km3":=1;ELSE;"km3":=0;END_IF;IF"過(guò)載保護(hù)"OR"停止"THEN"km1":=0;"km2":=0;"km3":=0;"高速變量":=0;END_IF;印度塔塔鋼鐵公司擴(kuò)展提升

調(diào)試與運(yùn)行檢查I/O接線是否正確。

檢查接觸器安裝是否合理，互鎖是否合適。

按下啟動(dòng)按鈕，運(yùn)行程序觀察電機(jī)運(yùn)行作是否滿足任務(wù)要求。

調(diào)試各種可能出現(xiàn)的情況，比如在任何情況下按下停止按鈕，系統(tǒng)都要能停止運(yùn)行。

優(yōu)化程序。

5.2雙速電機(jī)的控制5.2.1雙速電機(jī)控制電路5.2.2雙速電動(dòng)機(jī)控制分析

擴(kuò)展提升5.2.1雙速電動(dòng)機(jī)控制電路雙速電機(jī)是指具有兩種極對(duì)數(shù)的電動(dòng)機(jī)，如2/4極其對(duì)應(yīng)的同步轉(zhuǎn)速分別是3000轉(zhuǎn)/分-1500轉(zhuǎn)/分、4/8極其對(duì)應(yīng)的同步轉(zhuǎn)速分別是1500轉(zhuǎn)/分-750轉(zhuǎn)/分。用途之一是用于立銑的主軸電機(jī)，可以得到主軸的兩給變速，簡(jiǎn)化變速箱結(jié)構(gòu)；用途之二是用于高層建筑的地下停車庫(kù)通風(fēng)機(jī)電機(jī)，低速時(shí)用以排除室內(nèi)汽車尾氣，火災(zāi)時(shí)則啟動(dòng)高速，以排除室內(nèi)的煙氣。電機(jī)定子繞組的接法是YY/△。雙速電機(jī)5.2.1雙速電動(dòng)機(jī)控制電路高層建筑的地下停車庫(kù)通風(fēng)機(jī)電機(jī)采用雙速電機(jī)控制，要求：若控制回路正確通電后，按下低速按鈕SB2，雙速電機(jī)定子繞組接成△型，風(fēng)機(jī)電機(jī)低速運(yùn)行用以排除室內(nèi)汽車尾氣。按下高速按鈕SB3，雙速電機(jī)定子繞組首先接成△型，經(jīng)過(guò)5S的延時(shí)后，再將雙速電機(jī)的定子繞組結(jié)成YY，風(fēng)機(jī)電機(jī)低速運(yùn)行用以排除室內(nèi)的煙氣。在排除室內(nèi)的煙氣之后，按下停止按鈕SB1，主軸電動(dòng)機(jī)停止工作。圖5-5雙速三相交流異步電動(dòng)機(jī)低速、高速自動(dòng)變速控制電路原理圖，此任務(wù)要求完成將控制電路改造成為PLC的控制電路?？刂埔?.2.1雙速電動(dòng)機(jī)控制電路電路原理圖5.2.2雙速電機(jī)控制分析控制分析圖5-5的控制電路中，當(dāng)主電路的三相組合開(kāi)關(guān)QS閉合后，在控制電路中按下低速按鈕SB2,KM1線圈得電，電動(dòng)機(jī)在定子繞組△型下低速工作。若按下鈕停止按鈕SB1，KM1線圈斷電，電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)行。當(dāng)按鈕告訴按鈕SB3，KM1、KT、KA線圈得電,過(guò)了一段時(shí)間后，進(jìn)行△-YY的轉(zhuǎn)換，KM1、KT、KA線圈斷電，KM2和KM3線圈得電,電動(dòng)機(jī)在YY狀態(tài)下高速工作。若按下鈕停止按鈕SB1，KM2和KM3線圈斷電，電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)行。5.2.2雙速電機(jī)控制分析控制分析三相組合開(kāi)關(guān)QS進(jìn)行電路供電控制，主電路中用三個(gè)熔斷器，控制電路中用二個(gè)熔斷器來(lái)對(duì)電路進(jìn)行短路保護(hù)、主電路中的熱繼電器對(duì)電路進(jìn)行過(guò)載保護(hù)?？刂齐娐分杏腥齻€(gè)接觸器KM1、KM2、KM3，其中，KM1為三角形接觸器，KM2和KM3為雙星型接觸器?？刂齐娐分杏腥齻€(gè)按鈕，分別用于低速、高速、停止?？刂齐娐分械臅r(shí)間繼電器KT在進(jìn)行PLC改造時(shí)用PLC中的定時(shí)器來(lái)代替控制,中間繼電器KA在進(jìn)行PLC改造時(shí)用PLC中的中間繼電器M來(lái)代替控制。印度塔塔鋼鐵公司擴(kuò)展提升

IO信號(hào)表

輸入信號(hào)符號(hào)PLC地址作用

輸出信號(hào)符號(hào)PLC地址作用FRI0.0過(guò)載保護(hù)KM1Q0.0△接觸器SB1I0.1停止KM2Q0.1YY接觸器SB2I0.2低速啟動(dòng)KM3Q0.2YY接觸器SB3I0.3高速啟動(dòng)

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外部接線圖的繪制繪制外部接線圖時(shí)，雙速三電機(jī)低速、高速自動(dòng)變速控制，若KM1和KM2，KM3同時(shí)接通，會(huì)造成兩相短路的情況，因此，除了在程序設(shè)計(jì)中要進(jìn)行互鎖之外，還需在PLC控制電路的輸出端子進(jìn)行互鎖。輸入端子的FR常開(kāi)觸點(diǎn)可以設(shè)計(jì)在輸出電路中，過(guò)載時(shí)，切斷輸出電路的電源，如圖所示。印度塔塔鋼鐵公司擴(kuò)展提升

SCL程序的設(shè)計(jì)IF"高速啟動(dòng)"THEN"高速變量":=1;END_IF;IF"低速啟動(dòng)"OR"高速變量"THEN"km1":=1;END_IF;"IEC_Timer_0_DB".TON(IN:="高速變量",PT:=t#5s,Q=>"km2");IF"km2"THEN"km1":=0;"km3":=1;ELSE;"km3":=0;END_IF;IF"過(guò)載保護(hù)"OR"停止"THEN"km1":=0;