應用PLC改進繞線式電動機起動控制電路的設計
0 引言
在現代化生產設備控制中有大量的開關量、數字量、脈沖量及模擬量，采用傳統的繼電器或分立的電子線路來作為自動控制裝置，存在系統結構復雜、功耗大、可靠性差等諸多缺點。而采用PLC來實行這些控制不僅能克服以上缺點，可實現邏輯控制、過程控制、位置控制等，且體積小，使用維護方便。筆者就我廠2臺繞線式電動機轉子串電阻起動的繼電器控制系統，應用PLC控制手段來實現其邏輯順序控制功能和系統集中控制做如下介紹。
1 控制對象和要求
主機設備主要?條原料輸送機，其中1號皮帶輸送機為l臺功率是55kW的鼠籠式異步電動機拖動，采用自接起動控制方式；2號皮帶輸送機為2臺功率為155kW繞線式異步電動機拖動，采用轉子串電阻調速起動控制方式。
物料流程為：原料庫底給料機給料→2號皮帶輸送機→1號皮帶輸送機→均化庫因1號皮帶輸送機距離較長，工況條件較差，而且經常在重載狀況下起動。機械人員要求皮帶起動加速度小于0．3m／s2，所以系統必須要有較大的起動力矩和很好的起動特性來滿足這一工況條件。原有電氣控制采用繞線式電動機轉子串電阻的起動調速方式，根據起動特性曲線要求將電阻通過計算后分成8段不同的阻值，并聯到8個接觸器上，再將這8個接觸器通過二進制邏輯編碼組成16級電動機順序起動調速控制電路來完成皮帶輸送機整個起動過程。由于早期邏輯順序控制電路一般采用繼電器來實現，從而造成整個控制電路接線非常復雜，觸點多，故障率高。因此，利用PLC替代原有繼電器控制電路，不但可以解決以上問題，還可以將1號皮帶輸送機及給料機進行集中控制，減少二次接線和投資費用，改造簡單。
2 PLC程序設計與編程
2．1 編寫程序
由主電路圖(略)和二進制編碼圖(略)，可進行電動機的起動程序設計。根據物料流程，可將1號皮帶輸送機、給料機起動／停止以及皮帶跑偏、撕裂和拉繩開關等開／停機控制和事故保護停機信號、聯鎖信號一并出PLC程序自動完成控制，圖1為PLC控制系統外部接線圖。工作原理如下：開機狀況：系統在聯鎖狀態下按下起動按鈕，預告響鈴30s后1號輸送機起動，經15s延時起動2號輸送機的1號電動機，延時2s起動2號電動機，經56s完成2號輸送機整個起動過程，最后起動給料機。停機狀況：與開機順序相反。當按下停止按鈕后，先停給料機，再自由停2號輸送機，經120s延時停1號輸送機。
2．2 PLC的選型
通過計算，控制系統外部輸入點數(INPUT)為11點，控制輸出點數(OUTPUT)o 17點。因我廠OMRON系列PLC應用較普遍，因此選用OMRON系列C60P—CDR—AE型，共INPUT 24V DC 7mA 32點；OUTPUT 2VDC／250VAC 2A 28點；該機型能滿足系統控制要求，具有較好的性價比。
2．3 程序編程調試與程序存貯
在PLC處于PROGRAM(編程)狀態下，將設計好的梯形圖用OMRON編程器PR015逐條指令寫到PLC存貯器中。在輸入指令過程中，可按SRCH鍵來檢查輸入程序指令是否有錯并進行修改，直到完成。
經檢查程序無誤后，可進行程序調試和系統模擬試運行。斷開所有主回路電源開關后，合上控制電源開關、PLC電源開關，按下起動信號按鈕，逐—檢查PLC輸入輸出程序執行情況，達到設計要求后可將程序固化永久保存。
3 應用情況
系統經試車運行獲得較好效果，其控制線路簡單，動作可靠，故障率大大減少(幾乎無故障)，克服了過去的繼電器控制時故障頻繁、動作不可靠以及接線麻煩等缺點。這說明在開關量控制、順序控制的改造中PLC只有很大優勢，有很高的性價比。
在現代化生產設備控制中有大量的開關量、數字量、脈沖量及模擬量，采用傳統的繼電器或分立的電子線路來作為自動控制裝置，存在系統結構復雜、功耗大、可靠性差等諸多缺點。而采用PLC來實行這些控制不僅能克服以上缺點，可實現邏輯控制、過程控制、位置控制等，且體積小，使用維護方便。筆者就我廠2臺繞線式電動機轉子串電阻起動的繼電器控制系統，應用PLC控制手段來實現其邏輯順序控制功能和系統集中控制做如下介紹。
1 控制對象和要求
主機設備主要?條原料輸送機，其中1號皮帶輸送機為l臺功率是55kW的鼠籠式異步電動機拖動，采用自接起動控制方式；2號皮帶輸送機為2臺功率為155kW繞線式異步電動機拖動，采用轉子串電阻調速起動控制方式。
物料流程為：原料庫底給料機給料→2號皮帶輸送機→1號皮帶輸送機→均化庫因1號皮帶輸送機距離較長，工況條件較差，而且經常在重載狀況下起動。機械人員要求皮帶起動加速度小于0．3m／s2，所以系統必須要有較大的起動力矩和很好的起動特性來滿足這一工況條件。原有電氣控制采用繞線式電動機轉子串電阻的起動調速方式，根據起動特性曲線要求將電阻通過計算后分成8段不同的阻值，并聯到8個接觸器上，再將這8個接觸器通過二進制邏輯編碼組成16級電動機順序起動調速控制電路來完成皮帶輸送機整個起動過程。由于早期邏輯順序控制電路一般采用繼電器來實現，從而造成整個控制電路接線非常復雜，觸點多，故障率高。因此，利用PLC替代原有繼電器控制電路，不但可以解決以上問題，還可以將1號皮帶輸送機及給料機進行集中控制，減少二次接線和投資費用，改造簡單。
2 PLC程序設計與編程
2．1 編寫程序
由主電路圖(略)和二進制編碼圖(略)，可進行電動機的起動程序設計。根據物料流程，可將1號皮帶輸送機、給料機起動／停止以及皮帶跑偏、撕裂和拉繩開關等開／停機控制和事故保護停機信號、聯鎖信號一并出PLC程序自動完成控制，圖1為PLC控制系統外部接線圖。工作原理如下：開機狀況：系統在聯鎖狀態下按下起動按鈕，預告響鈴30s后1號輸送機起動，經15s延時起動2號輸送機的1號電動機，延時2s起動2號電動機，經56s完成2號輸送機整個起動過程，最后起動給料機。停機狀況：與開機順序相反。當按下停止按鈕后，先停給料機，再自由停2號輸送機，經120s延時停1號輸送機。
2．2 PLC的選型
通過計算，控制系統外部輸入點數(INPUT)為11點，控制輸出點數(OUTPUT)o 17點。因我廠OMRON系列PLC應用較普遍，因此選用OMRON系列C60P—CDR—AE型，共INPUT 24V DC 7mA 32點；OUTPUT 2VDC／250VAC 2A 28點；該機型能滿足系統控制要求，具有較好的性價比。
2．3 程序編程調試與程序存貯
在PLC處于PROGRAM(編程)狀態下，將設計好的梯形圖用OMRON編程器PR015逐條指令寫到PLC存貯器中。在輸入指令過程中，可按SRCH鍵來檢查輸入程序指令是否有錯并進行修改，直到完成。
經檢查程序無誤后，可進行程序調試和系統模擬試運行。斷開所有主回路電源開關后，合上控制電源開關、PLC電源開關，按下起動信號按鈕，逐—檢查PLC輸入輸出程序執行情況，達到設計要求后可將程序固化永久保存。
3 應用情況
系統經試車運行獲得較好效果，其控制線路簡單，動作可靠，故障率大大減少(幾乎無故障)，克服了過去的繼電器控制時故障頻繁、動作不可靠以及接線麻煩等缺點。這說明在開關量控制、順序控制的改造中PLC只有很大優勢，有很高的性價比。
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