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基于嵌入式PLC的繞線電機(jī)控制

1 引言

　　我院與黃石科威自控有限公司已有多年校企合作歷史，雙方合作開(kāi)辦了“科威電梯班”引起行業(yè)廣泛關(guān)注。在plc教學(xué)內(nèi)容中引入黃石科威嵌入式plc技術(shù)，已成為我院plc教學(xué)的特色。電氣控制線路中的改造是plc技術(shù)應(yīng)用的一個(gè)重要領(lǐng)域，也是電氣自動(dòng)化、機(jī)電一體化等專業(yè)plc課程教學(xué)的重要內(nèi)容。本文以繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻起動(dòng)控制線路改造為例，介紹了國(guó)產(chǎn)科威嵌入式plc在電氣控制線路改造中的應(yīng)用。

2 科威嵌入式plc應(yīng)用簡(jiǎn)介

　　科威嵌入式plc已在國(guó)內(nèi)外廣泛應(yīng)用于鋼鐵、汽車(chē)制造、石化、采礦、電力機(jī)械制造、環(huán)保及娛樂(lè)等各行各業(yè)，其應(yīng)用大概可分為以下幾類：

　　（1） 用于開(kāi)關(guān)邏輯和順序控制。

　　（2） 用于機(jī)械加工的數(shù)字控制。plc和觸摸屏組合一體，可實(shí)現(xiàn)數(shù)值控制組成數(shù)控機(jī)床。

　　（3）運(yùn)動(dòng)控制。科威嵌入式plc對(duì)直線運(yùn)動(dòng)和圓周運(yùn)動(dòng)的位置、速度和加速度進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)單軸、雙軸和多軸位置控制，已廣泛地用于各種機(jī)械、金屬切削機(jī)床、機(jī)器人、裝配機(jī)械、電梯等場(chǎng)合。

　　（4）用于模擬量檢測(cè)和閉環(huán)過(guò)程的控制。科威嵌入式plc對(duì)溫度、壓力等模擬信號(hào)進(jìn)行a/d轉(zhuǎn)換，并實(shí)現(xiàn)閉環(huán)pid控制，已廣泛地應(yīng)用于窯爐、塑料擠壓成型機(jī)、熱處理爐、加熱爐、鍋爐等設(shè)備以及輕工、化工、冶金、電力、機(jī)械、建材等行業(yè)。

　　（5）通訊網(wǎng)。科威嵌入式plc通訊包括主機(jī)與遠(yuǎn)程i/o之間的通信、多臺(tái)plc之間的通訊、plc與其他控制設(shè)備間的通訊、plc與字符屏，觸摸屏，計(jì)算機(jī)一起可以組成“集中管理、分散控制”的分布式控制系統(tǒng)。

3 繞線異步電機(jī)啟動(dòng)原理

　　3.1 控制線路

　　三相繞線型異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子回路可以通過(guò)滑環(huán)外串接可變電阻來(lái)減小起動(dòng)電流，以達(dá)到提高轉(zhuǎn)子電路功率因數(shù)和起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的目的。調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子回路電阻的方法很多，分為分段調(diào)節(jié)和連續(xù)調(diào)節(jié)兩種，分段調(diào)節(jié)有時(shí)間原則調(diào)節(jié)、電流原則調(diào)節(jié)、速度原則調(diào)節(jié)以及綜合原則調(diào)節(jié)等，圖1所示的就是典型的時(shí)間原則調(diào)節(jié)的繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)三級(jí)啟動(dòng)控制線路。

　　3.2 工作原理

　　啟動(dòng)時(shí)，合上電源開(kāi)關(guān)qs，按下啟動(dòng)按鈕sb2，接觸器km通電，電動(dòng)機(jī)串接全部電阻啟動(dòng)，接著時(shí)間繼電器kt1線圈通電，經(jīng)一定延時(shí)后kt1常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，使km1線圈通電，km1主觸點(diǎn)閉合，將電阻r1短接，電動(dòng)機(jī)加速運(yùn)行，同時(shí)km1的輔助常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，使kt2線圈通電。kt2經(jīng)延時(shí)后，kt2常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，使km2線圈通電吸合，km2的主觸點(diǎn)閉合，將電阻r2短接，電動(dòng)機(jī)繼續(xù)加速，同時(shí)km2線圈的輔助常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，是kt3線圈通電，kt3經(jīng)延時(shí)后，其常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，使km3線圈通電吸合并自鎖，電阻r3短接。至此，全部啟動(dòng)電阻被短接，于是電動(dòng)機(jī)進(jìn)入穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)，同時(shí)km3的輔助常閉觸點(diǎn)使kt1斷電，依次使km1、kt2、km2、kt3失電。接觸器km1、km2、km3的輔助常閉觸點(diǎn)串接在km線圈電路中，其目的是保證只有當(dāng)上述接觸器全部都在斷電狀態(tài)，即電動(dòng)機(jī)必須在全部電阻接入的情況下，方能進(jìn)行啟動(dòng)。