电机基本控制电路中PLC应用及程序设计

摘 要：科学技术的飞速进步，推动了工业生产的蓬勃发展，在生产中对于控制的要求越来越高，因此导致操作难度也日益提高。传统的控制系统已渐渐无法满足现代工业生产的需求，近年来逐步兴起的PLC可编程控制器因其自身的优点获得了广泛的应用。为此，文章对PLC控制器的应用、组成和发展进行了简单的概述，并对PLC控制装置应用于电机基本控制电路和相关的PLC程序设计方法进行了探讨。

关键词：电机；电路；PLC；应用；程序设计

1 概述

Programmable logic controller简称为PLC，即可编程控制器。PLC作为一种数字运算操作的控制装置，是为工业环境而设计和研发的。PLC充分运用了通信、自动控制、计算机技术，并使用可编程存储器，其核心为微处理器。在工业生产中，通过PLC能够对生产过程进行准确有效的控制，其控制原理是通过模拟量和开关量的输入和输出得以实现的。经过近些年的发展，PLC已经具有各种功能，如逻辑控制、顺序控制、算数运算以及计数等。PLC因其自身在控制性能上的卓越的特性，一经问世便获得了飞速的发展，并在化工、钢铁和交通等领域发挥了其独特的作用。相比于传统的控制系统，PLC的研制是控制系统发展的里程碑，具有划时代的现实意义。

2.1 PLC的组成

2.1 存储器。PLC的存储器由系统存储器和用户存储器组成。顾名思义，系统存储器用来存储系统程序，用户存储器则用来存储用户编写的程序。

2.2 微处理器。作为PLC的核心，微处理器就像是人类的大脑，负责指挥PLC所有的工作有条不紊的进行。PLC的运行速度和水平，直接与微处理器的运行质量息息相关。

2.3 编程器。编程器通过接口能够和微处理器进行通信。具有写入、检查、调入用户程序等功能，还能够对PLC的工作状态进行监测。

2.4 输入和输出部件。对于一个系统来说，其整体性是必要的，而和外界信息的传递和交换更是不可或缺的，这就是输入输出部件的功用。通过输入输出部件的桥梁和纽带作用，将微处理器和输入输出设备紧密地、有机地结合起来，使系统协调、统一的运行。

3 PLC控制器的优点

与传统控制系统相比较，PLC控制系统的优势较为突出。传统的电机基本控制电路中，电子部件的数量和体积都相当庞大，触点的数量也非常多、布线复杂，线路设计繁复，维修困难，可靠性和稳定性不佳。而新型的控制系统PLC的应用，使布线和触点大幅减少，将传统继电器控制系统取代，不仅减低了故障发生率，电机还获得了较强的抗干扰能力，电机运行的可靠性和稳定性显著增强，减少了因电机故障带来的巨大的经济损失。

4 PLC的控制应用

4.1 过程控制

所谓过程控制，就是对模拟量如温度、压力和流量进行控制，这一控制是闭环的，充分利用了计算机技术，并通过编写控制算法程序达到闭环控制的目的。过程控制应用十分广泛，并在化工、锅炉控制等领域发挥了重要的作用。

4.2 模拟量控制

工业生产中涉及到很多模拟量，需要对其进行监测和控制。而模拟量和数字量转换模块的配置，则使PLC对于模拟量进行控制成为可能。

4.3 开关量控制

对于开关量进行逻辑控制更是将PLC的应用推到了更高的层次。PLC应用于单台或者多集群流水线，极大地提高了生产的效率和稳定性。

4.4 运动控制

PLC的运动控制包含对于直线或圆周运动的控制。近年来，已经形成一套系统的运动控制模块，并在机械等领域获得了广泛的应用。（1）用于控制启动三相异步电动机。正常运行状态下，电源线电压和电动机额定电压是相同的，并采用三角形的绕组连接方式。可以将电动机的定子绕组以星形连接，当电动机转速达到某一阈值时，改为三角形连接，即所谓的星形——三角形降压启动。（2）用于双速电机的两地控制。在工业生产中，对于机械设备的输出速度有着特定的要求，通常所需要的速度不是单一的，而是需要不同的输出速度。一般情况下，将机械变速系统配置到单速电动机上即可实现不同的速度输出的要求。而多速交流电动机，则可应用于要求速度连续可调的情况，或者应用于机构尺寸受到限制时。

5 PLC程序设计

5.1 PLC常用程序设计语言

PLC常用的程序设计语言包括梯形图、布尔助记符、功能模块图、结构化语句描述程序设计语言。梯形图程序和原有的继电器控制技术一致，最为常用。布尔助记符与汇编语言类似，容易记忆和掌握。功能模块图程序语言适于控制较大规模且难度较大的操作系统。结构化描述语言能够实现相对复杂的控制程序。

5.2 PLC控制三相电机正反转的程序设计

PLC控制三相交流电机正反转的外部接线如图1所示。PLC控制程序如图2所示，程序段Segment2為正转控制，程序段Segment3为反转控制。首先在接触器控制逻辑中与反/正转按钮对应的触点。如果需要接触器的触点作为PLC触点，应选择NC触点。把NC触点的输入作为逻辑条件。在控制逻辑段后，Segment4保证在程序出错时禁止输出。另外考虑启动和停止比较有优先权设计Segment1。

6 结束语

在现代的工业生产中，PLC凭借其可靠性高等优点在许多领域得到了广泛的应用，在对电机的控制中更是发挥了其优良的控制性能，确保电机的正常安全稳定运行，而在对PLC程序进行设计时则需要选择合适的设计语言和设计方法。

参考文献

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[2]朱力.PLC控制步进电机方法的研究[J].山西机械，2003.

[3]田波，王晶鑫.高压电机控制装置的PLC应用与维护[J].一重技术，2005（2）.

作者简介：王勇（1974，11-），男，毕业于哈尔滨理工大学工业技术学院，电机制造与运行专业，现从事电机技术工作。