应用PLC改进绕线式电动机起动控制电路的设计

水泥 2005-06-02

0 引言
　　在现代化生产设备控制中有大量的开关量、数字量、脉冲量及模拟量，采用传统的继电器或分立的电子线路来作为自动控制装置，存在系统结构复杂、功耗大、可靠性差等诸多缺点。而采用PLC来实行这些控制不仅能克服以上缺点，可实现逻辑控制、过程控制、位置控制等，且体积小，使用维护方便。笔者就我厂2台绕线式电动机转子串电阻起动的继电器控制系统，应用PLC控制手段来实现其逻辑顺序控制功能和系统集中控制做如下介绍。

1 控制对象和要求
　　主机设备主要是2条原料输送机，其中1号皮带输送机为l台功率是55kW的鼠笼式异步电动机拖动，采用自接起动控制方式；2号皮带输送机为2台功率为155kW绕线式异步电动机拖动，采用转子串电阻调速起动控制方式。
物料流程为：原料库底给料机给料→2号皮带输送机→1号皮带输送机→均化库因1号皮带输送机距离较长，工况条件较差，而且经常在重载状况下起动。机械人员要求皮带起动加速度小于0．3m／s2，所以系统必须要有较大的起动力矩和很好的起动特性来满足这一工况条件。原有电气控制采用绕线式电动机转子串电阻的起动调速方式，根据起动特性曲线要求将电阻通过计算后分成8段不同的阻值，并联到8个接触器上，再将这8个接触器通过二进制逻辑编码组成16级电动机顺序起动调速控制电路来完成皮带输送机整个起动过程。由于早期逻辑顺序控制电路一般采用继电器来实现，从而造成整个控制电路接线非常复杂，触点多，故障率高。因此，利用PLC替代原有继电器控制电路，不但可以解决以上问题，还可以将1号皮带输送机及给料机进行集中控制，减少二次接线和投资费用，改造简单。

2 PLC程序设计与编程
2．1 编写程序
　　由主电路图(略)和二进制编码图(略)，可进行电动机的起动程序设计。根据物料流程，可将1号皮带输送机、给料机起动／停止以及皮带跑偏、撕裂和拉绳开关等开／停机控制和事故保护停机信号、联锁信号一并出PLC程序自动完成控制，图1为PLC控制系统外部接线图。工作原理如下：开机状况：系统在联锁状态下按下起动按钮，预告响铃30s后1号输送机起动，经15s延时起动2号输送机的1号电动机，延时2s起动2号电动机，经56s完成2号输送机整个起动过程，最后起动给料机。停机状况：与开机顺序相反。当按下停止按钮后，先停给料机，再自由停2号输送机，经120s延时停1号输送机。

2．2 PLC的选型
　　通过计算，控制系统外部输入点数(INPUT)为11点，控制输出点数(OUTPUT)o 17点。因我厂OMRON系列PLC应用较普遍，因此选用OMRON系列C60P—CDR—AE型，共INPUT 24V DC 7mA 32点；OUTPUT 2VDC／250VAC 2A 28点；该机型能满足系统控制要求，具有较好的性价比。
2．3 程序编程调试与程序存贮
　　在PLC处于PROGRAM(编程)状态下，将设计好的梯形图用OMRON编程器PR015逐条指令写到PLC存贮器中。在输入指令过程中，可按SRCH键来检查输入程序指令是否有错并进行修改，直到完成。
　　经检查程序无误后，可进行程序调试和系统模拟试运行。断开所有主回路电源开关后，合上控制电源开关、PLC电源开关，按下起动信号按钮，逐—检查PLC输入输出程序执行情况，达到设计要求后可将程序固化永久保存。