电动机电气控制线路的PLC改造课件.pptxVIP

电动机电气控制线路的PLC改造传统电气控制线路存在诸多不足，而PLC技术提供了优化解决方案。本课程将详细探讨如何利用PLC技术实现电动机控制系统的现代化升级，提升工业自动化水平。作者：

PLC技术的概述起源发展PLC起源于20世纪60年代，由美国通用汽车公司提出需求。技术定义可编程逻辑控制器是一种专为工业环境设计的数字计算机控制系统。应用领域广泛应用于制造业、电力系统、石化行业等自动化控制场景。

PLC的基本结构CPU模块中央处理单元，执行程序指令I/O模块输入输出接口，连接外部设备电源单元为整个系统提供稳定电源

PLC的编程语言梯形图（LAD）图形化语言，类似于继电器控制电路图，易于理解。适合电气工程师快速上手，直观显示逻辑关系。指令表（STL）类似汇编语言，使用文本指令编写程序。适合复杂逻辑控制，占用内存小。功能块图（FBD）基于逻辑框图，通过功能块连接实现控制。适合过程控制，直观表达数据流向。

PLC在工业控制中的应用优势灵活性程序可多次修改适应不同控制需求扩展功能便捷可靠性抗干扰能力强故障率低工业环境适应性高高效性运行速度快维护成本低检测故障便捷

电动机控制的基本理论工作原理三相异步电动机利用旋转磁场与转子感应电流相互作用产生转矩启动过程克服静态转动惯量并加速至稳定转速运行状态保持稳定转速与转矩输出停止方式自由停车、制动停车或能量回馈停车

常见的电动机控制线路启动按钮手动触发继电器动作接触器控制主电路通断热继电器提供过载保护电动机执行机械运动

电动机的降压启动方式Y-△降压启动起动阶段星形连接，运行阶段三角形连接，启动电流约为额定电流的30%。自耦变压器降压启动通过自耦变压器降低启动电压，可调节启动电压大小，适用于大功率电机。电阻降压启动在启动阶段串入电阻，启动后短接电阻，结构简单但能耗较高。软启动器通过控制晶闸管导通角实现电压平滑上升，保护电机与机械装置。

传统电控线路的不足40+元器件数量典型控制柜中继电器、接触器等元件数量庞大100+接线点数接线复杂，容易出错且难以维护8h故障诊断时间故障定位困难，平均故障排除时间长30%维修成本比例维修费用占总系统成本比例高

改造电气线路的必要性提升控制精度传统继电器控制精度有限，PLC可实现毫秒级控制精度。增强系统可靠性减少机械部件，降低故障率，提高系统稳定性。优化生产效率实现自动化程度更高的控制，减少人工干预。降低维护成本简化故障诊断，缩短停机时间，降低维护人力成本。

用PLC改造控制线路的目标简化电路接线将大量继电器逻辑转变为程序，减少硬件连接点数。提升管理能力实现远程监控与操作，提供详细运行数据。优化功能编排灵活调整控制逻辑，适应工艺变化需求。高效利用I/O资源合理分配输入输出点，扩展功能预留接口。

PLC选型与设计分析厂商型号I/O点数适用场景西门子S7-20014点输入/10点输出小型电机控制西门子S7-120024点输入/16点输出中型自动化系统三菱FX3U16点输入/14点输出多电机联动控制欧姆龙CP1E18点输入/12点输出通用控制应用

准备硬件设备与工具PLC主机及扩展模块包括CPU单元、数字量I/O模块、模拟量模块及通信模块。编程软件与连接线缆如西门子STEP7、三菱GXWorks2及相应编程电缆。电气安装工具导线、端子排、接线工具及测试仪表等。

输入/输出信号的分配输入信号(X)X0:启动按钮X1:停止按钮X2:紧急停止X3:热继电器反馈X4:正转限位开关X5:反转限位开关X6:模式选择开关输出信号(Y)Y0:主接触器KM1Y1:正转接触器KM2Y2:反转接触器KM3Y3:星形接触器KM4Y4:三角形接触器KM5Y5:运行指示灯Y6:故障指示灯

梯形图程序设计（一）输入条件设置定义启动、停止按钮和联锁条件逻辑控制实现设计自锁电路和互锁保护输出执行控制驱动接触器和指示灯输出

梯形图程序设计（二）Y-△启动控制核心在于定时器的合理设置，星形启动6-10秒后切换至三角形运行。

PLC接线与现场配置电源连接按规范连接PLC及外围设备电源，确保供电稳定可靠。输入信号接线将按钮、开关和传感器信号连接至PLC输入端子。输出设备接线将接触器线圈、指示灯等执行元件连接至PLC输出端子。通信接口配置连接编程设备，配置通信参数，做好接地保护。

调试流程（一）程序下载将编写好的梯形图程序下载至PLC模拟输入测试使用编程软件监控窗口模拟输入信号观察输出响应实时监控PLC输出状态变化检查逻辑错误修正程序中存在的逻辑问题

调试流程（二）连接实际设备将调试过的PLC控制系统连接到实际电动机控制电路。单元测试分步测试启动、停止、保护等独立功能模块。集成测试测试完整控制流程，验证所有功能的协调工作。参数调整优化微调定时参数和逻辑关系，确保系统稳定高效。