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    電動(dòng)機(jī)PLC自鎖互鎖梯形圖 淺談PLC自鎖互鎖編程技
  • 電動(dòng)機(jī)PLC自鎖互鎖梯形圖 淺談PLC自鎖互鎖編程技
  •   發(fā)布日期: 2018-09-17  瀏覽次數(shù): 3,829

     本文主要是關(guān)于PLC自鎖互鎖的相關(guān)介紹,并著重對(duì)PLC自鎖互鎖的梯形圖及其原理進(jìn)行了詳盡的闡述。

      自鎖互鎖

      在接觸器線圈得電后,利用自身的常開輔助觸點(diǎn)保持回路的接通狀態(tài),一般對(duì)象是對(duì)自身回路的控制。如把常開輔助觸點(diǎn)與啟動(dòng)按鈕并聯(lián),這樣,當(dāng)啟動(dòng)按鈕按下,接觸器動(dòng)作,輔助觸點(diǎn)閉合,進(jìn)行狀態(tài)保持,此時(shí)再松開啟動(dòng)按鈕,接觸器也不會(huì)失電斷開。一般來(lái)說(shuō),在啟動(dòng)按鈕和輔助觸點(diǎn)并聯(lián)之外,還要在串聯(lián)一個(gè)按鈕,起停止作用。點(diǎn)動(dòng)開關(guān)中作啟動(dòng)用的選擇常開觸點(diǎn),做停止用的選常閉觸點(diǎn)。

     

      主電路從三相電源端點(diǎn)L1,L2,L3引來(lái),經(jīng)電源開關(guān)QS,熔斷器FU和接觸器KM的三對(duì)主觸點(diǎn)KM到電動(dòng)機(jī)M。控制電路(或稱輔助電路)由按鈕SR和接觸器線圈KY組成。

      I.工作原理合上電源開關(guān)QS,按啟動(dòng)按鈕SBl*接觸器KM的線圈通電*在主電路中的三對(duì)主觸頭閉合一電動(dòng)機(jī)獲電而啟動(dòng);與此同時(shí),接觸器KM的常開輔助觸點(diǎn)閉合,將按鈕SBI的常開觸點(diǎn)短接。從按鈕SB1接通到接觸器KM常開觸點(diǎn)閉合只需數(shù)十毫秒的時(shí)間,因此手松開啟動(dòng)按鈕后線圈KM已完全可以通過(guò)輔助觸頭KM (1 -2)而維持自己的導(dǎo)電通路,不再受啟動(dòng)按鈕SB1控制,也就確保了松開啟動(dòng)按鈕SB1后電動(dòng)機(jī)的繼續(xù)運(yùn)行。把與啟動(dòng)按鈕SBI并聯(lián)的常開輔助觸頭KM (1一2)叫接觸器KM的門鎖觸頭,又叫自保觸頭。

      因接觸器的釋放時(shí)間比吸合時(shí)間還短,所以只需按一下停止按鈕SB2,接觸器KM線圈斷電便立即釋放,其常開輔助觸頭斷開,主觸頭也斷開,電動(dòng)機(jī)就停止運(yùn)行。

      互鎖,說(shuō)的是幾個(gè)回路之間,利用某一回路的輔助觸點(diǎn),去控制對(duì)方的線圈回路,進(jìn)行狀態(tài)保持或功能限制。一般對(duì)象是對(duì)其他回路的控制。

      聯(lián)鎖,就是設(shè)定的條件沒(méi)有滿足,或內(nèi)外部觸發(fā)條件變化引起相關(guān)聯(lián)的電氣、工藝控制設(shè)備工作狀態(tài)、控制方式的改變。

      “在一個(gè)回路中,即有自鎖又有互鎖的就叫做“聯(lián)鎖””這種說(shuō)法并不科學(xué),也不全面。

      原理

      保護(hù)作用

     ?。?)欠壓保護(hù):當(dāng)電源電壓由于某種原因下降時(shí),電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩將顯著降低,影響電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行,嚴(yán)重時(shí)會(huì)引起“堵轉(zhuǎn)”現(xiàn)象,以致?lián)p壞電動(dòng)機(jī)。采用接觸器自鎖控制電路就可避免上述故障。因?yàn)楫?dāng)電源電壓低于接觸器線圈額定電壓85%時(shí),接觸器電磁系統(tǒng)所產(chǎn)生的電磁力克服不了彈簧的反作用力,因而釋放,主觸點(diǎn)打開,自動(dòng)切斷主電路,達(dá)到欠壓保護(hù)的作用。

      (2)失壓保護(hù):當(dāng)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后,若供電電路停電,但隨后又恢復(fù)供電,在這種情況下,由于自鎖觸頭仍然斷開,電動(dòng)機(jī)不會(huì)自行啟動(dòng),必須重新發(fā)令(按啟動(dòng)按鈕SB2)才能啟動(dòng)

      變速器

      機(jī)械手動(dòng)變速器

      自鎖機(jī)構(gòu)的作用是:防止自動(dòng)換檔和自動(dòng)脫檔的作用

      互鎖機(jī)構(gòu)的作用是:防止同時(shí)掛入兩個(gè)檔。

      自鎖裝置 掛檔后應(yīng)保證結(jié)合套于與結(jié)合齒圈的全部套合(或滑動(dòng)齒輪換檔時(shí),全齒長(zhǎng)都進(jìn)入嚙合)。在振動(dòng)等條件影響下,操縱機(jī)構(gòu)應(yīng)保證變速器不自行掛檔或自行脫檔。為此在操縱機(jī)構(gòu)中設(shè)有自鎖裝置。如圖所示,換檔撥叉軸上方有三凹坑,上面有被彈簧壓緊的鋼珠。當(dāng)撥叉軸位置處于空檔或某一檔位置時(shí),鋼珠壓在凹坑內(nèi)。起到了自鎖的作用。

      互鎖鎖裝置 當(dāng)中間換檔撥叉軸移動(dòng)掛檔時(shí),另外兩個(gè)撥叉軸被鋼球瑣住。防止同時(shí)掛上兩個(gè)檔而使變速器卡死或損壞,起到了互鎖作用。

      電動(dòng)機(jī)PLC自鎖互鎖梯形圖

      1.具有自鎖功能的程序

      利用自身的常開觸點(diǎn)使線圈持續(xù)保持通電即“ON”狀態(tài)的功能稱為自鎖。如圖1所示的起動(dòng)、保持和停止程序(簡(jiǎn)稱起保停程序)就是典型的具有自鎖功能的梯形圖, X1為起動(dòng)信號(hào)和X2為停止信號(hào)。

      電動(dòng)機(jī)PLC自鎖互鎖梯形圖 淺談PLC自鎖互鎖編程技巧

      圖1 起保停程序與時(shí)序圖

      a)停止優(yōu)先 b)起動(dòng)優(yōu)先

      圖1a為停止優(yōu)先程序,即當(dāng)X1和X2同時(shí)接通,則Y1斷開。圖1b為起動(dòng)優(yōu)先程序,即當(dāng)X1和X2同時(shí)接通,則Y1接通。起保停程序也可以用置位(SET)和復(fù)位(RST)指令來(lái)實(shí)現(xiàn)。在實(shí)際應(yīng)用中,起動(dòng)信號(hào)和停止信號(hào)可能由多個(gè)觸點(diǎn)組成的串、并聯(lián)電路提供。

      2.具有互鎖功能的程序

      利用兩個(gè)或多個(gè)常閉觸點(diǎn)來(lái)保證線圈不會(huì)同時(shí)通電的功能成為“互鎖”。三相異步電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制電路即為典型的互鎖電路,如圖2所示。其中KMl和KM2分別是控制正轉(zhuǎn)運(yùn)行和反轉(zhuǎn)運(yùn)行的交流接觸器。

      電動(dòng)機(jī)PLC自鎖互鎖梯形圖 淺談PLC自鎖互鎖編程技巧

      如圖3所示為采用plc控制三相異步電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)的外部I/O接線圖和梯形圖。實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)控制功能的梯形圖是由兩個(gè)起保停的梯形圖再加上兩者之間的互鎖觸點(diǎn)構(gòu)成。

      電動(dòng)機(jī)PLC自鎖互鎖梯形圖 淺談PLC自鎖互鎖編程技巧

      圖3 用PLC控制電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)的I/O接線圖和梯形圖

      應(yīng)該注意的是雖然在梯形圖中已經(jīng)有了軟繼電器的互鎖觸點(diǎn)(X1與X0、Y1與Y0),但在I/O接線圖的輸出電路中還必須使用KM1、KM2的常閉觸點(diǎn)進(jìn)行硬件互鎖。因?yàn)镻LC軟繼電器互鎖只相差一個(gè)掃描周期,而外部硬件接觸器觸點(diǎn)的斷開時(shí)間往往大于一個(gè)掃描周期,來(lái)不及響應(yīng),且觸點(diǎn)的斷開時(shí)間一般較閉合時(shí)間長(zhǎng)。例如Y0雖然斷開,可能KM1的觸點(diǎn)還未斷開,在沒(méi)有外部硬件互鎖的情況下,KM2的觸點(diǎn)可能接通,引起主電路短路,因此必須采用軟硬件雙重互鎖。采用了雙重互鎖,同時(shí)也避免因接觸器KM1或KM2的主觸點(diǎn)熔焊引起電動(dòng)機(jī)主電路短路。

      PLC自鎖、互鎖控制編程技巧

      自鎖、互鎖是生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)常見(jiàn)邏輯關(guān)系,應(yīng)用非常廣泛。自鎖控制是PLC控制程序中常見(jiàn)的控制程序形式,也是常說(shuō)的啟??刂?,這種自鎖控制常用于以無(wú)鎖定開關(guān)作啟動(dòng)開關(guān),或者用只接通一個(gè)掃描周期的觸點(diǎn)去啟動(dòng)一個(gè)持續(xù)動(dòng)作的控制電路?;ユi控制是互以對(duì)方的不工作作為自身工作的前提條件的控制電路,常用于被控的是一組不允許同時(shí)動(dòng)作的對(duì)象,如錨點(diǎn)電動(dòng)機(jī)正、反轉(zhuǎn)控制。通?;ユi編程有按鈕互鎖和線圈互鎖兩種[1][2]。

      1 搶答器控制要求

      搶答器[3]是一種應(yīng)用非常廣泛的電子電氣設(shè)備,在各種搶答場(chǎng)合、競(jìng)賽中,它能迅速客觀分辨出最先獲得發(fā)言權(quán)的選手以及實(shí)現(xiàn)設(shè)定發(fā)言時(shí)間、記錄分?jǐn)?shù)等功能。本例中搶答器設(shè)備最多允許8人同時(shí)參加搶答比賽,在此為了簡(jiǎn)化程序,以3位選手搶答為對(duì)象。比賽時(shí),主持人首先應(yīng)將數(shù)碼顯示清零,搶答過(guò)程中最先按下按鈕的選手有效,其它無(wú)效,有效的選手號(hào)碼被顯示在數(shù)碼屏上。

      2 搶答器硬件電路設(shè)計(jì)

      選取西門子S7-200PLC作為搶答器的核心控制器,3名選手各用一個(gè)搶答按鈕,按鈕的編號(hào)與選手的編號(hào)相對(duì)應(yīng),分別是S1、S2、S3,給節(jié)目主持人設(shè)置一個(gè)控制按鈕,用來(lái)控制系統(tǒng)的清零(編號(hào)顯示數(shù)碼管顯示0)和搶答的開始,PLC輸出接口電路外接一共陰極七段數(shù)碼顯示管顯示搶答結(jié)果。

      3 搶答器的程序設(shè)計(jì)

      搶答器具有數(shù)據(jù)鎖存和顯示的功能,其程序設(shè)計(jì)需解決如下問(wèn)題:

      (1)搶答優(yōu)先的問(wèn)題。搶答開始后,若有選手按動(dòng)搶答按鈕,編號(hào)立即鎖存,并能封鎖輸入電路,禁止其他選手搶答。

     ?。?)選手號(hào)碼識(shí)別和顯示的問(wèn)題。每次搶答LED數(shù)碼管上都能正確地顯示出選手的編號(hào),并一直保持到主持人將系統(tǒng)清零為止。

      運(yùn)用自鎖和互鎖控制實(shí)現(xiàn)搶答器的數(shù)據(jù)鎖存功能,運(yùn)用段碼指令對(duì)選手搶答結(jié)果進(jìn)行顯示,其具體梯形圖如1所示。

      搶答器的控制程序設(shè)計(jì)具有如下特點(diǎn):

      (1)搶答器搶答顯示具有自鎖功能,即當(dāng)某一選手搶答成功后,即使釋放其搶答按鈕,LED數(shù)碼管顯示保持,直至主持人操作復(fù)位按鈕I0.0,才使LED顯示0。網(wǎng)絡(luò)2為1號(hào)選手搶答程序,其中M0.1動(dòng)合觸點(diǎn)與1號(hào)搶答按鈕I0.1信號(hào)并聯(lián),利用I0.1按鈕短時(shí)接通瞬間,輸出線圈M0.1得電,促使M0.1觸點(diǎn)動(dòng)合,為輸出線圈M0.1提供了一條通電回路,對(duì)本網(wǎng)絡(luò)輸出具有自鎖作用。

      (2)搶答器3個(gè)選手之間搶答具有互鎖功能,即只要有一個(gè)選手搶答成功,另外兩個(gè)選手即使再按各自搶答按鈕,LED數(shù)碼顯示結(jié)果也不會(huì)變化。以網(wǎng)絡(luò)2為例,其中的I0.2及I0.3采用動(dòng)斷觸點(diǎn)串聯(lián)在網(wǎng)絡(luò)中,作為限制和約束輸出線圈M0.1得電的條件,即只有在2號(hào)和3號(hào)選手按鈕沒(méi)有有效采集進(jìn)入PLC中,1號(hào)選手提前操作被有效采集進(jìn)入PLC中,才有可能顯示搶答結(jié)果1。

     ?。?)搶答器3個(gè)選手搶答程序具有對(duì)稱特點(diǎn)。網(wǎng)絡(luò)2~網(wǎng)絡(luò)4的程序的編寫思路是類似的,同樣并聯(lián)了自鎖觸點(diǎn)和串聯(lián)了按鈕互鎖觸點(diǎn),并進(jìn)行數(shù)碼結(jié)果顯示。

      利用可編程序控制器試驗(yàn)掛箱按照?qǐng)D1-1接好硬件線路,然后在線運(yùn)行程序,通過(guò)硬件線路查看調(diào)試結(jié)果,經(jīng)過(guò)操作證明搶答器設(shè)計(jì)成功,達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

      4 小結(jié)

      PLC自鎖控制應(yīng)用在起動(dòng)保持停止電路,采用網(wǎng)絡(luò)輸出線圈的操作數(shù)bit所對(duì)應(yīng)的動(dòng)合觸點(diǎn)與本網(wǎng)絡(luò)的某些邏輯塊并聯(lián),幫助本網(wǎng)絡(luò)輸出線圈得電。PLC互鎖控制應(yīng)用一組不允許同時(shí)動(dòng)作的對(duì)象控制場(chǎng)合,采用按鈕互鎖或線圈互鎖觸點(diǎn),以動(dòng)斷觸點(diǎn)的形式串接在網(wǎng)絡(luò)中,限制本網(wǎng)絡(luò)輸出線圈得電。


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