一、問題的提出
由電機及拖動基礎可知,三相交流異步電動機起動時電流較大,一般是額定電流的( 5 ~ 7 )倍。故對于功率較大的電動機,應采用降壓起動方式, y/ △降壓起動是常用的方法之一。
起動時,定子繞組首先接成星形,待轉速上升到接近額定轉速時,再將定子繞組的接線換成三角形,電動機便進入全電壓正常運行狀態(tài)。圖 1(a),(b)為繼電器—接觸器實現(xiàn)的 y/ △降壓控制電路。
圖 1 異步電動機y/△降壓起動控制電路
它是根據(jù)起動過程中的時間變化,利用時間繼電器來控制 y/ △的換接的。由( a)圖知,工作時,首先合上刀開關qs,當接觸器km 1 及km 3 接通時,電動機y形起動。當接觸器km 1 及km 2 接通時,電動機△形運行。圖(b)為控制電路,其工作過程分析如下:
線路中 km 2 和km 3 的常閉觸點構成電氣互鎖,保證電動機繞組只能接成一種形式,即y形或△形,以防止同時連接成y形及△形而造成電源短路。
二、硬件配置
本模塊所需的硬件及輸入 /輸出端口分配如圖2所示。由圖可見:本模塊除可編程控制器之外,還增添了部分器件,其中,sb 1 為停止按鈕,sb 2 為起動按鈕,fr為熱繼電器的常開觸點,km 1 為主電源接觸器,km 2 為△形運行接觸器,km 3 為y形起動接觸器。
圖 2 輸入/輸出接線圖
三、軟件設計
本模塊的軟件設計除應用前述的部分基本指令及軟元件之外,還新增軟元件輔助繼電器 m100及定時器t 0 ,新增主控觸點指令mc、mcr??删幊炭刂频奶菪螆D及指令表如圖3所示。
工作過程分析如下:按下啟動按鈕 sb 2 時,輸入繼電器x0的常開觸點閉合,并通過主控觸點(m100常開觸點)自鎖,輸出繼電器y1接通,接觸器km 3 得電吸合,接著y0接通,接觸器km1得電吸合,電動機在y形接線方式下起動;同時定時器t 0 開始計時,延時8秒后t 0 動作,使y1斷開,y1斷開后,km 3 失電,互鎖解除,使輸出繼電器y2接通,接觸器km2得電,電動機在△形接線方式下運行。
0
ld
x0
1
or
m100
2
ani
x1
3
ani
x2
4
mc
n0
m100
7
ldi
t0
8
ani
y2
9
out
y1
10
ld
y1
11
or
y0
12
out
y0
13
ldi
y2
14
out
y0
k80
17
ldi
y1
18
out
y2
19
mcr
n0
21
end
(b) 指令表
圖 3 y/ △起動控制的梯形圖及指令表
若要使電動機停止,按下 sb 1 按鈕或過載保護(fr)動作,不論電動機是起動或運行情況下都可使主控接點斷開,電動機停止運行。
四、知識點擴展
1、主控觸點(mc/mcr)指令
mc、mcr指令功能、操作元件等如表1所示。
表 1
符號、名稱
功能
電路表示及操作元件
程序步
mc(主控)
( master control)
主控電路塊起點
n :嵌套級數(shù),特殊輔助繼電器不能用做主控器件
3
mcr(主控復位)
主控電路塊終點
2
mc為主控指令,用于公共串聯(lián)觸點的連接,mcr為主控復位指令,即mc的復位指令。編程時,經(jīng)常遇到多個線圈同時受一個或一組觸點控制。若在每個線圈的控制電路中都串入同樣的觸點,將多占存儲單元。應用主控觸點可以解決這一問題。它在梯形圖中與一般的觸點垂直。它們是與母線相連的常開觸點,是控制一組電路的總開關。mc、mcr指令的使用如圖4所示。
語句步
指令
元素
0
ld
x000
1
mc
n0
sp
m100
4
ld
x001
5
out
y000
6
ld
x002
7
out
y001
8
mcr
n0
n 為嵌套級 0 ~ 7,sp 為空格鍵
圖 4 mc、mcr指令的使用
當輸入 x000為on時,執(zhí)行從mc到mcr的指令y000、y001在x001、x002接通時接通。輸入x000為off時,y000、y001斷開。積算式定時器、計數(shù)器、用set/rst指令驅動的元件,在mc觸點斷開后可以保持斷開前狀態(tài)不變。
mc指令后,母線(ld、ldi)移到mc觸點之后,即主控指令mc后面的任何指令,均以ld、ldi指令開始;mcr指令使母線返回。通過更改m的地址號,可以多次使用mc指令,從而形成多個嵌套級,嵌套級n的編號由小到大,返回時使用mcr指令,從大嵌套級開始解除。
圖 5為主控觸點嵌套的實例。
2、編程元件定時器及使用要素
定時器相當于繼電器電路中的時間繼電器,可在程序中作延時控制。 fx2系列可編程控制器定時器具有以下四種類型。
100ms定時器: t0~t199 200點 計時范圍:0.1~3276.7 s
10ms定時器 t200~t245 46點 計時范圍:0.01~327.67 s
1ms積算定時器 t246~t249 4點(中斷動作) 計時范圍0.001~32.767 s
100ms積算定時器 t250~t255 6 點 計時范圍0.1~3276.7s
可編程控制器中的定時器是根據(jù)時鐘脈沖累積計時的,時鐘脈沖有 1ms、10ms、100ms等不同規(guī)格。(定時器的工作過程實際上是對時鐘脈沖計數(shù))因工作需要,定時器除了占有自己編號的存儲器位外,還占有一個設定值寄存器(字),一個當前值寄存器(字)。設定值寄存器(字)存儲編程時賦值的計時時間設定值。當前值寄存器記錄計時當前值。這些寄存器為16位二進制存儲器。其最大值乘以定時器的計時單位值即是定時器的最大計時范圍值。定時器滿足計時條件開始計時,當前值寄存器則開始計數(shù),當當前值與設定值相等時定時器動作,起常開觸點接通,常閉觸點斷開,并通過程序作用于控制對象,達到時間控制的目的。
圖 5 mc指令的嵌套
圖 6為定時器在梯形圖中使用的情況。圖6(a)為普通的非積算定時器。圖6(b)為積算定時器。圖6(a)中x1為計時條件,當x1接通時定時器t 10 計時開始。k20為設定值。十進制數(shù)“20”為該定時器計時單位值的倍數(shù)。t 10 為100ms定時器,當設定值為“k20”時,其計時時間為2s。圖中y10為定時器的工作對象。當計時時間到,定時器t 10 的常開觸點接通,y10置1。t10為非積算型定時器。在其開始計時且未達到設定值時,計時條件x1斷開或plc電源停電,計時過程中止且當前值寄存器復位(置0)。若x1斷開或plc電源停電發(fā)生在計時過程完成且定時器的觸點已動作時,觸點的動作也不能保持。
若把定時器 t 10 換成積算式定時器t250,情況就不一樣了。積算式定時器在計時條件失去或plc失電時,其當前值寄存器的內容及觸點狀態(tài)均可保持,可“累積”計時時間。所以稱為“積算”。圖6(b)為積算式定時器t 250 的工作梯形圖。因積算式定時器的當前值寄存器及觸點都有記憶功能,其復位時必須在程序中加入專門的復位指令。圖中x2即為復位條件。當x2接通執(zhí)行“rst t250”指令時,t 250 的當前值寄存器及觸點同時置0。
圖 6 定時器的使用
定時器可以使用立即數(shù) k作為設定值,如圖3-5中的“k20“及”k345“,也可用于后述的數(shù)據(jù)寄存器的內容作為設定值。如設定時器的設定值為”d10”而“d10”中的內容為100,則定時器的設定值為100。在使用數(shù)據(jù)寄存器設定定時器的設定值時。一般使用具有掉電保持功能的數(shù)據(jù)寄存器。即使如此,若備用電池電壓降低時,定時器仍可能發(fā)生誤動作。