4.电动机的多档位控制

【任务描述】

如图3-4-19（a）所示为电动机M1的多档位组合电路的控制电路图：

L1 PE N L2 L3SB5 SB6 SB4 SA1 SA2 X0 X1 COM1 Y0 Y1 KM1 KM2 X2 FX2N X3 -48MR Y2 Y3 X4 COM

图3-4-19（a） 电动机M1的多档位组合电路的控制电路图

如图3-4-19（b）所示为电动机M1的多档位组合电路的主电路：

图3-4-19（b） 电动机M1的多档位组合电路的主电路图

【任务要求】

（1）SB5为控制系统的启动按钮，SB6为控制系统的停止按钮。

（2）SA1、SA2为系统控制档位的选择开关，即当控制系统启动后，控制档位根据表3-4-6进行选择

表3-4-6 控制档位的选择

档位及选择开关 一档位 二档位 三档位 四档位 SA1 0 0 1 1 SA2 0 1 0 1 作用 SB4控制电机M1正转 SB4控制电机M1反转 SB4控制电机M1点动正转 SB4控制电机M1点动反转 （3）一档控制时，按下启动按钮SB4，电动机M1正转（常动）；

二档控制时，按下启动按钮SB4，电动机M1反转（常动）； 三档控制时，按下启动按钮SB4，电动机M1正转（点动）； 四档控制时，按下启动按钮SB4，电动机M1反转（点动）；

（4）任意时刻按下SB6按钮，系统停止运行，电机M1立即停止，按下SB4按钮无效。

【任务目标】

1. 理解电动机多档位控制原理，能根据电路图连接控制电路及主电路。

2. 熟练掌握主控指令的用法，能利用主控指令编写简单的控制程序。 3. 熟练掌握堆栈指令的用法，能利用堆栈指令编写简单的控制程序。

【任务实施】

一、 清点器材

对照下表3-4-7，清点电动机正反转控制电路需要的设备、工具及材料

表3-4-7 电动机正反转控制电路任务所需设备、工具及材料（各组配备） 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 名 称 PLC模块 按钮模块 电源模块 熔断器与按钮模块 电动机 接触器与热继电器模块 接触器模块 中间继电器与热继电器模块 型号 FX2N-48MR 专配 专配 专配 专配 专配 专配 专配 数量 1块 1个 1个 1个 1台 2个 1个 1个 作 用 控制电动机、灯的运行 提供DC24V电源、操作按钮及指示灯 提供三相五线电源 电机短路保护 负载 提供控制接触器 提供控制接触器 提供热继电器，对电机过载保护 9 10 11 12 13 安全插接导线 扎带 斜口钳或者剪刀 计算机 220V电源连接线 专配 Ø120mm 安装有编程软件 专配 若干 若干 1把 1台 2条 电路连接 电路连接工艺 剪扎带 用于编写、下载程序等 供按钮模块和PLC模块用 二、建立I/O分配表

根据任务，分析作出输入输出I/O分配表，如表3-4-8所示。

表3-4-8 输入输出I/O分配 输入 输入元件 SB5 SB6 SB4 SA1 SA2 功能作用 控制按钮 控制按钮 控制按钮 转换开关 转换开关 输入继电器 X0 X1 X2 X3 X4 输出元件 KM1 KM2 输出 控制对象 电动机正转 电动机反转 输出继电器 Y0 Y1 三、控制电路连接

1. 完成电动机主电路的连接

按照接线要求，使用安全插接线，完成电动机主电路的连接，电动机正反转控制电路的主电路连接示意如图3-4-20所示。

主电路保险 热继电器FR1 电动机 控制接触器KM2 控制接触器KM1 图3-4-20 电动机主电路连接示意图

2. 完成PLC输入电路的连接

按照接线要求，使用安全插接线，完成SB1、SB2、SB3、SB4按钮与PLC模块的连接，电动机正反转控制电路的PLC输入（按钮）电路连接示意如图3-4-21所示。

COM SB5 SB4 SB6 X0 SA2 X1 SA1 图3-4-21 PLC输入（按钮）电路连接示意图

3. 完成PLC输出电路的连接

按照给定电路和接线要求，在断开电源设备电源的情况下，进行PLC输出电路的连接，接触器模块与PLC连接示意如图3-4-22所示。

COM1 控制电路保险 Y0

KM2 KM1

图3-4-22 PLC输出电路的连接示意图

使用两根专配电源连接线，分别插入按钮模块和PLC模块对应电源插孔，此时整个电路连接完

成，如图3-4-23所示。

图3-4-23 电路连接完成图

3. 电路检测及工艺整理

电路安装结束后，一定要进行通电前检查，保证电路连接正确，一个接线孔上没有超过两个接头等不符合工艺要求的现象。另外，还要进行通电前的检测，确保电路中没有短路现象，否则通电后可能损坏设备。

① 用万用表检测SB4、SB5、SB6按钮的常开触点是否正常，将万用表打在欧姆档的蜂鸣器档位上，将表笔分别插入按钮的公共端与常开触点出线端，不按下按钮时蜂鸣器没有鸣响，按下按钮时，蜂鸣器鸣响，说明按钮的常开触点动作正常。

②用万用表检测SA1、SA2转换开关的常开触点是否正常，将万用表打在欧姆档的蜂鸣器档位上，将表笔分别插入转换开关的公共端与常开触点出线端，在0档位时，蜂鸣器没有鸣响，在1档位时，蜂鸣器鸣响，说明转换开关的常开触点动作正常。

③用万用表检测按钮到PLC的输入端的连接是否有断路，用万用表检测信号指示灯到PLC的输出段是否有断路，检测电源连接是否有断路。

四、程序编写与下载 1.系统启动与停止控制程序

SB5为控制系统的启动按钮，SB6为控制系统的停止按钮。说明，当X0=1时，系统标志位为1，

当X1=0时，系统标志位为0，系统启动与停止梯形图控制程序如图3-4-24（a）所示。

启动按钮 停止按钮 系统标志位

图3-4-24（a）系统启动与停止梯形图控制程序

系统启动与停止指令表控制程序如图3-4-24（b）所示。

图3-4-24（b）系统启动与停止的指令表控制程序

2.档位选择控制程序

SA1、SA2为系统控制档位的选择开关，即当控制系统启动后，控制档位根据表3-4-6进行选择。系统档位选择梯形图控制程序如图3-4-25（a）所示。

图3-4-25（a）系统档位选择梯形图控制程序

系统档位选择指令表控制程序如图3-4-25（b）所示。

图3-4-25（b）系系统档位选择的指令表控制程序

3.电机运行控制程序

一档控制时，按下启动按钮SB4，电动机M1正转（常动）；二档控制时，按下启动按钮SB4，电动机M1反转（常动）；三档控制时，按下启动按钮SB4，电动机M1正转（点动）；四档控制时，按下启动按钮SB4，电动机M1反转（点动）。电机运行梯形图控制程序如图3-4-26（a）所示。

图3-4-26（a）电机运行梯形图控制程序

电机运行指令表控制程序如图3-4-26（b）所示。

图3-4-26（b）电机运行的指令表控制程序

综上所述，单台电动机的多档位组合控制的梯形图程序如图3-4-27（a）所示：

图3-4-27（a）单台电动机的多档位组合控制的梯形图程序

单台电动机的多档位组合控制的指令表程序如图3-4-27（b）所示：

图3-4-27（b）单台电动机的多档位组合控制的指令表程序

程序编辑完成后，对编写程序进行转换、修改并保存文件。然后，完成PLC程序的写入。通过RS-232通讯连接线，确保计算机串口与PLC已经正常连接，在PLC已经上电的情况下，点击“在线”菜单中的“PLC写入”或者点击常用操作工具栏中的【PLC写入】按钮，将编写好的程序正确写入PLC中。

五、调试与运行

程序正确写入PLC后可进行，进入监控状态，进行调试。根据调试过程，填写电动机正反转控制系统的调试记录表。

表3-4-8 电动机正反转控制系统调试记录表

步骤 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 4档 3档 2档 1档 调试流程 按下SB5 按下SB4 按下SB6 按下SB5 按下SB4 按下SB6 按下SB5 按下SB4 松开SB4 按下SB5 按下SB4 松开SB4 按下SB6 正确现象 系统启动 电机正转 电机停止 系统启动 电机反转 电机停止 系统启动 电机正转 电机停止 系统启动 电机反转 电机停止 系统复位 观察结果及解决措施

六、实训场地现场清理

实训完后，将对所操作设备进行复位、还原。拆除安全插接线、整理工位、清点工具、清扫现场卫生，并填写设备使用登记表。