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1、机电综合实践三相交流电动机启动控制炎黄职业技术学院【309数控（1）班】摘要：本文使用组态软件和PLC控制系统连接，采用下位机执行，上位机监视 控制的方法，构建完成三相交流电机星-三角降压启动控制。通过详述电动机星- 三角启动原理，进行了 PLC程序的设计和组态王画面的构造，在实际中用实验面板 模拟，在电脑上用组态王软件进行监视和控制。实验表明，PLC控制电动机星-三角 降压启动效果明显，达到设计要求。关键词：组态王；PLC；电动机；星-三角降压启动；控制；监视1基本原理及控制要求1. 1基本工作原理如果电动机直接启动时其定子绕组是连接成三角形的，那么在启动时可把它 结成星形，等到转速接近额定
2、值时再换接成三角形联接。这样，在启动时就把定 子每相绕组上的电压降到正常工作电压的1/3，从而减小启动电流。图1中（a） 为星形联接，（b）为三角形联接。(b)(a)图1三相电动机星-三角启动定子绕组联接图1.2控制要求图2为三相异步电动机的星/三角换接启动控制的实验面板。（1）启动：按启动按钮SS，接触器KM1立即得电闭合，1秒后接触器KM3得电闭合，电动机作星形联接启动；当启动时间累计达6秒时，接触器KM3断电， 触头释放，经0.5秒后接触器KM得电，触头闭合，电动机接成三角形，启动完毕 （KM3断开0.5秒后KM2才得电的作用是避免电路短路）。（2）停车：按停止按钮ST，KM1、KM3均
3、断电，电动机作自由停车运动。（3）过载保护：当电动机过载时已闭合的接触器均失电，电动机也停车， 按一下按钮FR，可模拟过载，观察运行结果。三相异步电动机牛/图2三相异步电动机的星/三角换接启动控制面板2 PLC选型及I/O点分配2.1 PLC选型由于电动机星一三角降压启动控制系统输入/输出接点少，要求电气控制部 分体积小、成本低，并能够用计算机对PLC进行监控和控制，故选用西门子公司 的S7-200PLC，它是一种折叠式结构的小型PLC，指令丰富、功能强大、可靠性高、 适应性好、结构紧凑、偏于扩展、性能价格比高。2.2 I/O点分配根据控制要求可知：启动按钮SS、停车按钮ST、过载模拟按钮FR
4、是PLC的输入设备，分别用来发出电动机的启动、停止和过载信号。接触器KM1、KM2、KM3 是PLC的输出设备，用以执行电动机星-三角降压启动的任务。可确定电气控制系 统的I/O点分配，如表1所示。表1输入信号输出信号启动按钮I0.0接触器KM1Q0.1停止按钮I0.1接触器KM2Q0.2过载按钮I0.2接触器KM3Q0.33 PLC编程及接线调试3.1 PLC编程由于本实验接点较少，逻辑关系清楚。程序设计时，利用定时器来实现几个 时间的要求，并按接触器执行的顺序完成控制的要求。图3表示语句表程序， 图4表示程序的梯形图。NDoLTDLA网婚标题O 1- 2 -U n- O -U HIMMO.
5、 T3F, 10T38, 60T33. 65o I O 2 3 7 00 - - n- _u 0 3 3 0 0 MQ M T TQQ-U 3 2 O 3 _u n- M T Q Q图3语句表网您1 网洛标题10.010.1I 谣M0.0T I 1 IC )Ma.0T37|iNT3&pjTONGO- PT 1;30rns139Fn foFTmaM0.0Q0.1T IC )鼬整4M0.0T37138Q02Q0.3I1 I1 , IC)RS 5M0.0T39Q0.3Q0-2.T I1 I日()图4梯形图3.2接线调试在试验室图2所示的控制模板上进行接线，通过安装了 STEP7-Micro/WIN3
6、2编程软件的计算机进行调试运行，结果满足了控制要求，符合设计目的。4组态王画面设计和监控4.1组态王画面设计根据图2对画面进行设计，并编制它们之间的动画联接，同时定义与此有关 的变量，以达到监控的目的，具体的画面在监控中说明。4.2组态王的监控4.2.1模拟监视运行过程图5、图6表达了星-三角转换的过程。三相电&星三建舀祜实妲原理图三弟形连榇图5电动机作星形联接启动图5中，此时接触器KM1、KM3接通，接触器KM2断开，电动机作星形联接启动， 星形联接的指示灯变亮，并在左端显示星形联接的原理图，在此图所示的状态运 行5秒后，画面将变成如下图6所示的状态。星型连接王奇形谚接启动厚车ii郭.图6电
7、动机作三角形连接运行图6中，此时接触器KM1. KM2接通，接触器KM3断开，电动机作三角形联接启 动，三角形联接的指示灯变亮，并在左端显示三角形联接的原理图。4.2.2上位机控制原理组态王画面上下方的启动、停车和过载三个按钮用来控制电动机的运行，其 作用与SS、ST、FR相同。根据PLC程序梯形图中的网络一可知，I0.0的作用是使 M0.0置1，而I0.1和I0.2的作用都是让M0.0复位。所以在组态王的画面上，启动 按钮的动画联接是“按下时置位”，停车和过载按钮的动画联接是“按下时复位” 建立的组态王变量设置如图6所示燮枷开美1扪离散21新切设备QCL 11扪离散22新切彼备Q0 2瓯阁3
8、1/0 散23新切设备QCI 3距启动I扪离散24新I。设备M0. 0燮停车I扪离散25新功设备MCL 0/过载1扪离散26新I 口设备MCL 0燮新建.图6组态王变量5结束语本文介绍了西门子公司的S7-200系列PLC在工业电动机星-三角降压启动控 制中的应用，详述了电动机星-三角降压启动控制的原理、设计要求、程序设计 方法和监控。使用组态软件和PLC控制系统连接，采用下位机执行，上位机监视 控制的方法，构建完成三相交流电机星-三角降压启动控制。锻炼了使用PLC解决 实际问题的能力，有效地把课堂所学内容与实际相结合，很好的完成了此次机电 综合实践的任务并达到了所需的要求。1 秦曾煌.电工学.高等教育出版社，20082 吴中俊.可编程控制器原理及应用.机械工业出版社，20053 李红怡.PLC在电动机Y-降压启动中的应用.电力学报.2008.6(3)
