基于PLC的三相鼠笼式异步机控制系统设计

李艳　张永强

摘要：本设计为plc控制的三相鼠笼式异步电动机控制系统设计。主电路采用断路器、接触器、热继电器等元件组成，采用继电器、并关及西门子S7200完成控制部分设计。实现对电机的过流及过载保护，并通过PLC编程实现电动机的正反转、星角启动、延时自启动等功能。本设计操作简单，易编程，实用性强。

关键词：plc； 电动机； 控制

中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2014）36-8820-02

可编程控制器（PLC）是以微处理器为核心，将自动控制技术、计算机技术和通信技术融为一体而发展起来的崭新的工业自动控制装置。目前PLC已基本替代了传统的继电器控制而广泛应用于工业控制的各个领域。

生产机械往往要求运动部件可以实现正反两个方向的运动，这就要求电动机能够实现四象限的可逆运行。由电机原理可知，改变电动机三相电源的相序，就能改变电动机的转向。本设计采用西门子的s7-200控制100W三相鼠笼式异步电动机，实现星角启动、正反转和点动等功能。

1 系统控制方案确定

1.1系统结构框图

本设计分为七个部分，主电路通入三相四线380V交流电，经交流接触器控制电动机旋转。

图1 三相电机系统结构框图

外接直流电源向PLC提供给24v直流电，输入端由四个按钮组成并与PLC连接，分别控制现正反转、点动、停止。PLC与主电路之间能过中间继电器进行隔离，PLC通过软件编程来控制主电路的交流接触器的线圈，实现对电动机的控制。

1.2系统功能实现

1） 当电机起动时，采用星能起动，定子绕组接成星形，起动完毕后，绕组切换为角形。这样起动电流比直接起动时下降了[13]，同时启动电压也只是为原来三角形接法直接启动时的[13]。起动转矩也减小了[13]。如果直接起动时，起动电流为额定电流的6～7倍，则在星三角起动时，起动电流才为额定电流的2～2.3倍。所以采用两个接触器实现星/角起动方式。

2） 生产机械往往要求运动部件可以实现正反运行，这就要求电动机能正、反向旋转。由电机原理可知，改变电动机三相电源的相序，就能改变电动机的转向。所以在主电路中通过两个接触器分别来实现电机的正反向运行。

3） 点动控制，即按下按钮是电动机转动工作，手松开按钮时电动机停转。

1.3 电路连接图

本设计电路由两部分组成，即主电路和控制电路。其中主电路由三相交流电源经过断路器、熔断器、交流接触器、热继电器然后接至交流电动机上，两组交流接触器KM1、KM2分别控制电机正反转，另两组交流接触器KM3、KM4用来实现星角启动，QF、FU、FR分别实现过流、过载等保护。

控制电路：由开关按键、中间继电器及PLC组成；中间继电器常开触点接至PLC。

2 软件编程

输入点数4个分别I0.0-I0.3，对应着四个开关按键，输出点数4个控制四个接触器线圈。

开始运行：按下正向启动按钮，常开触点I0.0接通线圈M0.1得电并自锁，同时Q0.0得电，T38开始计时1s后，T38常开触点闭合，T37开始计时，同时M0.3和Q0.2通电，进行6秒的星形启动，T37接通后M0.3和Q0.2同时断开，M0.4和Q0.3同时闭合进行三角形启动。反向时过程同正向，触点变为I0.2。点动时按下SB4，则 常开触点I0.3接通，无论正向还是反向，都变成点动按钮。

3 结论

本设计通过PLC控制电动机，实现三相异步电动机的正反转运行。对比传统的继电器控制电路有很大的优势。可靠性高，设备简单，易于编程控制，安全性高、检修快速性、控制快速性、定时和计数精度高不受环境变化影响，

参考文献：

[1] 陈伯时.电力拖动自动控制系统[M].北京：机械工业出版社，1989：103-108.

[2] 张燕宾.SPWM变频调速应用技术[M].北京：机械工业出版社，2005：169-209.

[3] 电气自动化工程师速成教程[M].北京：机械工业出版社，2007：18-27.

[4] 叶全明.PLC与DCS串行通讯在化工厂的应用[J].化工自动化与仪表，2004，31（2）：43-44.

摘要：本设计为plc控制的三相鼠笼式异步电动机控制系统设计。主电路采用断路器、接触器、热继电器等元件组成，采用继电器、并关及西门子S7200完成控制部分设计。实现对电机的过流及过载保护，并通过PLC编程实现电动机的正反转、星角启动、延时自启动等功能。本设计操作简单，易编程，实用性强。

关键词：plc； 电动机； 控制

中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2014）36-8820-02

可编程控制器（PLC）是以微处理器为核心，将自动控制技术、计算机技术和通信技术融为一体而发展起来的崭新的工业自动控制装置。目前PLC已基本替代了传统的继电器控制而广泛应用于工业控制的各个领域。

生产机械往往要求运动部件可以实现正反两个方向的运动，这就要求电动机能够实现四象限的可逆运行。由电机原理可知，改变电动机三相电源的相序，就能改变电动机的转向。本设计采用西门子的s7-200控制100W三相鼠笼式异步电动机，实现星角启动、正反转和点动等功能。

1 系统控制方案确定

1.1系统结构框图

本设计分为七个部分，主电路通入三相四线380V交流电，经交流接触器控制电动机旋转。

图1 三相电机系统结构框图

外接直流电源向PLC提供给24v直流电，输入端由四个按钮组成并与PLC连接，分别控制现正反转、点动、停止。PLC与主电路之间能过中间继电器进行隔离，PLC通过软件编程来控制主电路的交流接触器的线圈，实现对电动机的控制。

1.2系统功能实现

1） 当电机起动时，采用星能起动，定子绕组接成星形，起动完毕后，绕组切换为角形。这样起动电流比直接起动时下降了[13]，同时启动电压也只是为原来三角形接法直接启动时的[13]。起动转矩也减小了[13]。如果直接起动时，起动电流为额定电流的6～7倍，则在星三角起动时，起动电流才为额定电流的2～2.3倍。所以采用两个接触器实现星/角起动方式。

2） 生产机械往往要求运动部件可以实现正反运行，这就要求电动机能正、反向旋转。由电机原理可知，改变电动机三相电源的相序，就能改变电动机的转向。所以在主电路中通过两个接触器分别来实现电机的正反向运行。

3） 点动控制，即按下按钮是电动机转动工作，手松开按钮时电动机停转。

1.3 电路连接图

本设计电路由两部分组成，即主电路和控制电路。其中主电路由三相交流电源经过断路器、熔断器、交流接触器、热继电器然后接至交流电动机上，两组交流接触器KM1、KM2分别控制电机正反转，另两组交流接触器KM3、KM4用来实现星角启动，QF、FU、FR分别实现过流、过载等保护。

控制电路：由开关按键、中间继电器及PLC组成；中间继电器常开触点接至PLC。

2 软件编程

输入点数4个分别I0.0-I0.3，对应着四个开关按键，输出点数4个控制四个接触器线圈。

开始运行：按下正向启动按钮，常开触点I0.0接通线圈M0.1得电并自锁，同时Q0.0得电，T38开始计时1s后，T38常开触点闭合，T37开始计时，同时M0.3和Q0.2通电，进行6秒的星形启动，T37接通后M0.3和Q0.2同时断开，M0.4和Q0.3同时闭合进行三角形启动。反向时过程同正向，触点变为I0.2。点动时按下SB4，则 常开触点I0.3接通，无论正向还是反向，都变成点动按钮。

3 结论

本设计通过PLC控制电动机，实现三相异步电动机的正反转运行。对比传统的继电器控制电路有很大的优势。可靠性高，设备简单，易于编程控制，安全性高、检修快速性、控制快速性、定时和计数精度高不受环境变化影响，

参考文献：

[1] 陈伯时.电力拖动自动控制系统[M].北京：机械工业出版社，1989：103-108.

[2] 张燕宾.SPWM变频调速应用技术[M].北京：机械工业出版社，2005：169-209.

[3] 电气自动化工程师速成教程[M].北京：机械工业出版社，2007：18-27.

[4] 叶全明.PLC与DCS串行通讯在化工厂的应用[J].化工自动化与仪表，2004，31（2）：43-44.

摘要：本设计为plc控制的三相鼠笼式异步电动机控制系统设计。主电路采用断路器、接触器、热继电器等元件组成，采用继电器、并关及西门子S7200完成控制部分设计。实现对电机的过流及过载保护，并通过PLC编程实现电动机的正反转、星角启动、延时自启动等功能。本设计操作简单，易编程，实用性强。

关键词：plc； 电动机； 控制

中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2014）36-8820-02

可编程控制器（PLC）是以微处理器为核心，将自动控制技术、计算机技术和通信技术融为一体而发展起来的崭新的工业自动控制装置。目前PLC已基本替代了传统的继电器控制而广泛应用于工业控制的各个领域。

生产机械往往要求运动部件可以实现正反两个方向的运动，这就要求电动机能够实现四象限的可逆运行。由电机原理可知，改变电动机三相电源的相序，就能改变电动机的转向。本设计采用西门子的s7-200控制100W三相鼠笼式异步电动机，实现星角启动、正反转和点动等功能。

1 系统控制方案确定

1.1系统结构框图

本设计分为七个部分，主电路通入三相四线380V交流电，经交流接触器控制电动机旋转。

图1 三相电机系统结构框图

外接直流电源向PLC提供给24v直流电，输入端由四个按钮组成并与PLC连接，分别控制现正反转、点动、停止。PLC与主电路之间能过中间继电器进行隔离，PLC通过软件编程来控制主电路的交流接触器的线圈，实现对电动机的控制。

1.2系统功能实现

1） 当电机起动时，采用星能起动，定子绕组接成星形，起动完毕后，绕组切换为角形。这样起动电流比直接起动时下降了[13]，同时启动电压也只是为原来三角形接法直接启动时的[13]。起动转矩也减小了[13]。如果直接起动时，起动电流为额定电流的6～7倍，则在星三角起动时，起动电流才为额定电流的2～2.3倍。所以采用两个接触器实现星/角起动方式。

2） 生产机械往往要求运动部件可以实现正反运行，这就要求电动机能正、反向旋转。由电机原理可知，改变电动机三相电源的相序，就能改变电动机的转向。所以在主电路中通过两个接触器分别来实现电机的正反向运行。

3） 点动控制，即按下按钮是电动机转动工作，手松开按钮时电动机停转。

1.3 电路连接图

本设计电路由两部分组成，即主电路和控制电路。其中主电路由三相交流电源经过断路器、熔断器、交流接触器、热继电器然后接至交流电动机上，两组交流接触器KM1、KM2分别控制电机正反转，另两组交流接触器KM3、KM4用来实现星角启动，QF、FU、FR分别实现过流、过载等保护。

控制电路：由开关按键、中间继电器及PLC组成；中间继电器常开触点接至PLC。

2 软件编程

输入点数4个分别I0.0-I0.3，对应着四个开关按键，输出点数4个控制四个接触器线圈。

开始运行：按下正向启动按钮，常开触点I0.0接通线圈M0.1得电并自锁，同时Q0.0得电，T38开始计时1s后，T38常开触点闭合，T37开始计时，同时M0.3和Q0.2通电，进行6秒的星形启动，T37接通后M0.3和Q0.2同时断开，M0.4和Q0.3同时闭合进行三角形启动。反向时过程同正向，触点变为I0.2。点动时按下SB4，则 常开触点I0.3接通，无论正向还是反向，都变成点动按钮。

3 结论

本设计通过PLC控制电动机，实现三相异步电动机的正反转运行。对比传统的继电器控制电路有很大的优势。可靠性高，设备简单，易于编程控制，安全性高、检修快速性、控制快速性、定时和计数精度高不受环境变化影响，

参考文献：

[1] 陈伯时.电力拖动自动控制系统[M].北京：机械工业出版社，1989：103-108.

[2] 张燕宾.SPWM变频调速应用技术[M].北京：机械工业出版社，2005：169-209.

[3] 电气自动化工程师速成教程[M].北京：机械工业出版社，2007：18-27.

[4] 叶全明.PLC与DCS串行通讯在化工厂的应用[J].化工自动化与仪表，2004，31（2）：43-44.