西门子S7-200系列PLC的三相鼠笼型异步电动机星形

    三相鼠笼型异步电动机在启动过程中电流较大，一般为额定电流的5～7倍。为了减少启动电流对电网的影响，一般采用降压启动，星形一三角形降压启动是比较常用的启动方式，电动机星形一三角形启动继电器控制回路如图2-14所示，图中的QS为电源刀开关。
    图2-14    电动机星形。三角形继电器控制回路    三相鼠笼型异步电动机星形一三角形启动控制系统的控制要求是：当按下启动电动机按钮时，KM1、KM2主触点闭合时，电动机星形连接启动运行。电动机星形运行10s后，KM1、KM3主触点闭合，电动机三角形连接运行。当按下停止电动机按钮时，电动机停止运行。    这里采用S7-200系列PLC来实现三相鼠笼型异步电动机星形一三角形启动控制，其实现步骤如下所述。    1．编程元件编址    根据控制要求及图2-14所示的主控回路，可知采用两个按钮SB1和SB2控制电动机的停止和启动；使用3个接触器线圈，其中KM1是电动机通电接触器，KM2是控制电动机星形运行的接触器，KM3是控制电动机三角形运行的接触器；继电器控制是采用一个时间继电器KT控制星形与三角形运行之间的转换时间间隔，在S7-200系列PLC的控制中采用一个编程软元件T37来代替，由此确定PLC的元件地址，见表2-8。    表2-8    编程元件编址
    观察表2-8可知，因为在PLC控制中，利用编程软元件T37代替了时间继电器KT，所以PLC控制电动机启动采用的元件比继电器控制电动机要少。随着控制系统规模的增大，PLC的这种优势越发明显。    2．PLC选型    根据元件编址的分析，可知I/O点数较少，且无模拟量输入，所以采用不能连接扩展模块的S7-200系列PLC-CPU221。    3．外部接线图    依据I/O地址分配与PLC的型号进行外部接线。本例采用交流电源作为PLC的工作电源，并采用直流汇点输入／继电器输出方式。外部接线图如图2-15所示。
    图2-15    外部接线图    4．程序梯形图    程序梯形图如图2-16所示。在网络1中，当按下SB2，I0.0的输入为1，则Q0.0接通并自锁，此时KM1得电，KM1主触点闭合，实现电动机通电。在网络2中，QO.O触点闭合后Q0.1接通，KM2得电，KM2主触点闭合，电动机开始星形启动。同时T37开始定时（T37的定时时间为100×100ms），T37定时时间到，T37的动断触点断开，Q0.1由1变为0，KM2失电，KM2主触点断开。在网络3中，若T37定时到，其动合触点闭合，Q0.2接通，KM3得电，KM3主触点闭合，电动机开始三角形运行。若按下停止按钮，则Q0.0由0变为1，KM1失电，电动机停止运行。
    图2-16    程序梯形图    通过这个实例可以看出，作为工业控制计算机用的PLC用于控制的主要工作形式是依据机内存储的程序，处理机内存储单元中的数据。其中程序反映的是工业控制的要求，数据则是工业现场的各种信号在存储单元中的实时反映，处理结果则是作为输出驱动执行器件完成控制任务。因而用PLC进行控制的必要条件如下所述。    (1)必须将PLC与由指令器件、信号器件及执行器件组成的外围电路连接，其中PLC的输入端用于接受各种控制指令及检测数据，输出端则输出控制结果或执行数据。    (2)由于计算机只能针对机内存储单元的数据进行运算，输入端上接收到的代表控制系统各种事件的数据及运算后得到的控制结果都存储在存储器中，运算结果通过输出端子输出。    (3)控制系统中各事件间相互关系的实现依靠应用程序，应用程序需事先以一定的编程语言编制并存储在计算机的程序存储单元中。