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基于嵌入式PLC的绕线电机控制 |
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作者：余贵 董菊明 |
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1 引言
我院与黄石科威自控有限公司已有多年校企合作历史，双方合作开办了“科威电梯班”引起行业广泛关注。在plc教学内容中引入黄石科威嵌入式plc技术，已成为我院plc教学的特色。电气控制线路中的改造是plc技术应用的一个重要领域，也是电气自动化、机电一体化等专业plc课程教学的重要内容。本文以绕线转子异步电动机转子串电阻起动控制线路改造为例，介绍了国产科威嵌入式plc在电气控制线路改造中的应用。
2 科威嵌入式plc应用简介
科威嵌入式plc已在国内外广泛应用于钢铁、汽车制造、石化、采矿、电力机械制造、环保及娱乐等各行各业，其应用大概可分为以下几类：
(1) 用于开关逻辑和顺序控制。
(2) 用于机械加工的数字控制。plc和触摸屏组合一体，可实现数值控制组成数控机床。
(3) 运动控制。科威嵌入式plc对直线运动和圆周运动的位置、速度和加速度进行控制，实现单轴、双轴和多轴位置控制，已广泛地用于各种机械、金属切削机床、机器人、装配机械、电梯等场合。
(4) 用于模拟量检测和闭环过程的控制。科威嵌入式plc对温度、压力等模拟信号进行a/d转换，并实现闭环pid控制，已广泛地应用于窑炉、塑料挤压成型机、热处理炉、加热炉、锅炉等设备以及轻工、化工、冶金、电力、机械、建材等行业。
(5) 通讯网。科威嵌入式plc通讯包括主机与远程i/o之间的通信、多台plc之间的通讯、plc与其他控制设备间的通讯、plc与字符屏，触摸屏，计算机一起可以组成“集中管理、分散控制”的分布式控制系统。
3 绕线异步电机启动原理
3.1 控制线路
三相绕线型异步电动机的转子回路可以通过滑环外串接可变电阻来减小起动电流，以达到提高转子电路功率因数和起动转矩的目的。调节转子回路电阻的方法很多，分为分段调节和连续调节两种，分段调节有时间原则调节、电流原则调节、速度原则调节以及综合原则调节等，图1所示的就是典型的时间原则调节的绕线转子异步电动机三级启动控制线路。
图1
3.2 工作原理
启动时，合上电源开关qs，按下启动按钮sb2，接触器km通电，电动机串接全部电阻启动，接着时间继电器kt1线圈通电，经一定延时后kt1常开触点闭合，使km1线圈通电，km1主触点闭合，将电阻r1短接，电动机加速运行，同时km1的辅助常开触点闭合，使kt2线圈通电。kt2经延时后，kt2常开触点闭合，使km2线圈通电吸合，km2的主触点闭合，将电阻r2短接，电动机继续加速，同时km2线圈的辅助常开触点闭合，是kt3线圈通电，kt3经延时后，其常开触点闭合，使km3线圈通电吸合并自锁，电阻r3短接。至此，全部启动电阻被短接，于是电动机进入稳定运行状态，同时km3的辅助常闭触点使kt1断电，依次使km1、kt2、km2、kt3失电。接触器km1、km2、km3的辅助常闭触点串接在km线圈电路中，其目的是保证只有当上述接触器全部都在断电状态，即电动机必须在全部电阻接入的情况下，方能进行启动。
4 基于plc的线路改造
4.1 plc选型
根据设计要求、控制要求，选定plc的型号为：ec-08m08r，它是由黄石科威公司生产的e系列plc(与三菱fx2n系列兼容)，拥有8路输入、8路(继电器)输出，而本例实际只需要3路输入、6路输出，输出留有约1/3的余量，输入所留余量超出1/3，完全满足要求：拥有8k步的内存容量，而本例用户程序的容量估计在20步左右，完全够用；支持内置canbus、485、232通信功能，有利于今后与其它设备进行联网通信。
4.2 电控设计
基于ec-08m 08r嵌入式plc的绕线电机i/o接口地址分配如附表所示。plc电控原理如图2所示。
4.3 plc梯形图程序设计
plc梯形图程序设计如图3所示。
5 结束语
利用国产科威嵌入式plc对继电器-接触器控制系统的改造，大大地提高了该系统的可靠性、通用性，日常维护也极为方便，成本相对低廉，提高了企业的生产效率，取得了良好的经济效益和社会效益。
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(10/25/2011) |
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