PLC 控制电路接线图

中国石油大学现代远程教育

电工电子学课程实验报告

所属教学站：青岛直属学习中心 姓

年级专业层次：网络16秋专升本 实验时间： 小组合作： 是○

实验名称：异步电动机的基本控制 小组成员：杜广志

1.看懂三相异步电动机铭牌数据和定子三相绕组六根引出线在接线盒中的排列方式；

2.根据电动机铭牌要求和电源电压，能正确连接定子绕组(Y形或Δ形)； 3.了解复式按钮、交流接触器和热继电器等几种常用控制电器的结构，并熟悉它们的接用方法；

4.通过实验操作加深对三相异步电动机直接启动和正反转控制线路工作原理及各环节作用的理解和掌握，明确自锁和互锁的的作用；

5.在理解顺序控制工作原理的基础上，学会对三相异步电动机进行简单顺序控制；

6.学会检查线路故障的方法，培养分析和排除故障的能力。

1.交流接触器2个：额定电压220V、额定电流10A、吸引线圈电压220V； 2.正、反转和停止按钮一套。3.热继电器一个

1.继电控制线路的连接方法

（1）首先要搞清楚控制线路图中各符号的意义，它代表什么元件的哪一部分，对照实物，观察清楚，并找出相应的接线端。

（2）接线时先接主电路，主电路用粗线，控制电路用细线。对于比较复杂的电路，最好采用颜色线，以便区别。例如接正反转控制电路时，若正转的部分用红色线，则反转的部分可用黄色线或其他颜色线。接线时可从电源的某一端开始，按串连各元器件的先后顺序进行连接，碰到有分支时可在分支处接出一根线做记号，待按前一分支串连顺序接完回路后再返回来继续连接。为了保证接线牢固，每一接线柱一般不要超过三根连接线．如某一点超过三条支路，则可选用同电位点并接，如图1所示。

应该注意：图1中各种控制元件都有二个接线端，若其中一端定为“1”端，另一端定为“2”端，它们各应与其它元件那一端相连，要严格按图示规定不能搞乱；其次，接触器线圈的接线端不能与触点的接线端相混，常开触点的接线端与常闭触点的接线端也不能搞错，因为它们在线路中的作用完全不同，一旦接错可能造成事故。

为实现电机正反转，只要将接到电源的任意两根联线对调一头即可。故在继电接触控制系统中常用两套接触器来分别控制电动机的正反转。具体电路参见图2。

如接触器KMF控制电机的正转，接触器KMR控制电机的反转。每个接触器各用一个启动按钮(SBF或SBR)与一个自锁触点(KMF或KMR)并联起来。关断电源的操作，则公用一个停止按钮SBl来实现。我们知道对正反转控制线路最根本的要求是：必须保证两个接触器不能同时工作，否则将造成短路。因此，我们还必须把正转接触器KMF的一个常闭辅助触点串接在反转接触器KMR的线圈电路中，而反转接触器的一个常闭辅助触点串接在正转接触器的线圈电路中。这两个常闭触点称为联锁触点。这样一来，当按下正转启动按钮SBF时，正转接触器线圈通电，主触点KMF闭合，电动机正转。与此同时联锁触点断开了反转接触器KMR的线圈电路。因此，即使误按反转启动按钮SBR，反转接触器也不能动作。

（1）严格按照电路图对照实物进行检查，先检查主电路，再捡查控制电路。

（2）检查无误，还应在合闸前再用万用表欧姆挡检查一下控制电路二端的电阻，在启动按钮未按下前，它应为，按下启动按钮时，它应有某一电阻值，其值约等于此二点有关线圈的等效电阻值，若此值为零，则说明其中有短路，应再认真进行检查并改正。

（3）改接线路及拆除线路时，一定要断开电源。

（一）三相鼠笼式异步电动机的直接启动控制

1.熟悉实验装置上的电源开关、交流接触器、按钮等器件接线端的位置。

2.按图2接线，进行如下实验：

（1）点动实验：不接KM的自锁触点，按SB2。

（2）直接启动及停车试验：接上KM的自锁触点，启动按SB2，停车按SB1。

（3）失压保护实验：电动机启动后，拉开实验装置上的三相开关Q，使电动机停转，然后重新合上实验装置上的三相开关Q，不按SB2按钮，观察电动机是否会自行启动。

（4）改变电动机的转向实验：拉开实验装置上的三相开关Q，将电动机定子绕组的三根电源线中任意两根的一头对调，再合上实验装置上的三相开关Q，重新启动电动机，观察电动机是否改变了转向。

图2 直接启动控制线路

（二）三相鼠笼式异步电动机的正反转控制

按图4接控制电路，进行如下实验：

（1）按下正转启动按钮SBF，观察电动机转向并设定此方向为正转。

（2）再按下反转启动按钮SBR，观察电动机转向应反转.（3）按下停止按钮SB1，电动机应停止转动.（三）自行设计三相鼠笼式异步电动机的其他控制电路

要求用行程开关实现行程控制和自动循环控制

要求用时间继电器对电动机和电灯负载进行延时控制

（3）其它控制 5．实验数据处理过程： 直接启动控制电路

步骤一：合上闸刀开关Q；

步骤二：按按钮SB2 KM线圈通电，KM触点闭合，电机转动； 步骤三：按按钮SB1 电机停转。6．实验结果的评定及分析： 实验总结

1.扼要总结接线方法与检查方法

（1）首先要搞清楚控制线路图中各符号的意义。

（2）接线时先接主电路，主电路用组线，控制电路用细线。对于比较复杂的电路，最好采用颜色线，以便区别。

（1）严格按照电路图对照实物进行检查，先检查主电路，再捡查控制电路。

（2）检查无误，还应在合闸前再用万用表欧姆挡检查一下控制电路二端的电阻，在启动按钮未按下前，它应为，按下启动按钮时，它应有某一电阻值，其值约等于此二点有关线圈的等效电阻值，若此值为零，则说明其中有短路，应再认真进行检查并改正。

（3）改接线路及拆除线路时，一定要断开电源。

2.如果要求在两个不同地方都能控制异步电动机启动和停车，试用一个接触器和两套启动停止按钮构成这种控制电路。

7.指导老师评语及得分：

三相异步电动机的Y—△启动控制

1.了解交流继电器、热继电器在电器控制系统中应用。2.了解对自锁、互锁功能。

3.了解异步电动机Y—△降压启动控制的原理、运行情况及操作方法。

1、设计电动机Y—△的启动控制系统电路；

2、装配电动机Y—△启动控制系统；

3、编写s7_300的控制程序；

4、软、硬件进行仿真，得出结果。

1.三相交流电源（输出电压线）；

2.继电接触控制、交流接触器、按钮、热继电器、熔断器、PLCS300； 3.三相鼠笼式电动机。

对于正常运行的定子绕组为三角形接法的鼠笼式异步电动机来说，如果在启动时将定子绕组接成星形，待起动完毕后再接成三角形，就可以降低启动电流，减轻它对电网的冲击，这样的起动方式称为星三角减压启动，或简称为星三角启动（Y-Δ启动）。星三角起动法适用于正常运行时绕组为三角形联接的的电动机，电动机的三相绕组的六个出线端都要引出，并接到转换开关上。起动时，将正常运行时三角形接法的定子绕组改接为星形联接，起动结束后再换为三角形连接。这种方法只适用于中小型鼠笼式异步电动机.定子绕组星形连接时，定子电压降为三角形连接的1/√3,由电源提供的起动电流仅为定子绕组三角形连接时的1/3。就是可以较大的降低启动电流,这是它的优点.但是,由于起动转矩与每相绕组电压的平方成正比，星形接法时的绕组电压降低了1/ √3倍，所以起动转矩将降到三角形接法的1/3,这是其缺点。Y-△降压启动器仅适用于△运行 380V的三相鼠笼式电动机作空载或轻载启动。三相鼠笼式异步电动机Y—△降压启动控制线路图，如图1所示。

图1 原理图的分析：按下空开后，按下SB1按钮，KM,KMY线圈得点，同时计时器也开始计时，KM得点，SB1按钮断开，KM触点闭合实现自锁，此时KM、KMY触点闭合，电动机以Y型启动；当计时器计时时间到，如上电路图KMΔ线圈得到，KMΔ常闭触点断开KMY线圈失电，KMY触点断开，KMΔ触点闭合进行工作，同时KMΔ动合触点闭合实现了互锁电路，此时电动机以Δ型运行。

用PLC实现三相交流异步电动机Y-△降压启动的必要性

在分析机电式Y-Δ启动特性的基础上，由于大量接触器的使用可能导致可靠性较差，基于传统接触器的控制电路在消除接触器断线不能正常启动、启动时形成的短路等故障时有一定的困难，将PLC应用到以上控制电路中，将使继电器在继电器控制电路中存在的问题迎刃而解。

PLC控制电路相对于继电器控制电路的优点：

1、控制方式上看：电器控制硬接线，逻辑一旦确定，要改变逻辑或增加功能很是困难；而PLC软接线，只需改变控制程序就可轻易改变逻辑或增加功能。

2、工作方式上看：电器控制并行工作，而PLC串行工作，不受制约。

3、控制速度上看：电器控制速度慢，触点易抖动；而PLC通过半导体来控制，速度很快，无触点，顾而无抖动一说。

4、定时、计数看：电器控制定时精度不高，容易受环境温度变化影响，且无记数功能；PLC时钟脉冲由晶振产生，精度高，定时范围宽；有记数功能。

5、可靠、维护看：电器控制触点多，会产生机械磨损和电弧烧伤，接线也多，可靠、维护性能差；PLC无触点，寿命长，且有自我诊断功能，对程序执行的监控功能，现场调试和维护方便。

三相异步电动机星三角启动的优点是附加设备少，操作简便。所以现在生产的小型异步电动机常采用这种方法。为了便于采用星三角启动，小型异步电动机的定子绕组一般设计成三角形连接，刚开始采用星型连接的电流是三角连接的三分之一，从而减小启动电流，保护电网安全，待启动后改为三角形连接，转矩就为开始星连接的三倍，从而保证对电机转矩的要求。

可编程控制器课程设计报告书

三相异步电动机的Y—△启动控制

学院名称 ： 学生姓名 ：

三相异步电动机的Y—△启动控制

1.了解交流继电器、热继电器在电器控制系统中应用。

2.了解对自锁、互锁功能。

3.了解异步电动机Y—△降压启动控制的原理、运行情况及操作方法。

1、设计电动机Y—△的启动控制系统电路；

2、装配电动机Y—△启动控制系统；

3、编写s7_300的控制程序；

4、软、硬件进行仿真，得出结果。

1.三相交流电源（输出电压线）；

2.继电接触控制、交流接触器、按钮、热继电器、熔断器、PLCS300；

3.三相鼠笼式电动机。

对于正常运行的定子绕组为三角形接法的鼠笼式异步电动机来说，如果在启动时将定子绕组接成星形，待起动完毕后再接成三角形，就可以降低启动电流，减轻它对电网的冲击，这样的起动方式称为星三角减压启动，或简称为星三角启动（Y-Δ启动）。星三角起动法适用于正常运行时绕组为三角形联接的的电动机，电动机的三相绕组的六个出线端都要引出，并接到转换开关上。起动时，将正常运行时三角形接法的定子绕组改接为星形联接，起动结束后再换为三角形连接。这种方法只适用于中小型鼠笼式异步电动机.定子绕组星形连接时，定子电压降为三角形连接的1/√3,由电源提供的起动电流仅为定子绕组三角形连接时的1/3。就是可以较大的降低启动电流,这是它的优点.但是,由于起动转矩与每相绕组电压的平方成正比，星形接法时的绕组电压降低了1/ √3倍，所以起动转矩将降到三角形接法的1/3,这是其缺点。Y-△降压启动器仅适用于△运行 380V的三相鼠笼式电动机作空载或轻载启动。三相鼠笼式异步电动机Y—△降压启动控制线路图，如图1所示。

图1 原理图的分析：按下空开后，按下SB1按钮，KM,KMY线圈得点，同时计时器也开始计时，KM得点，SB1按钮断开，KM触点闭合实现自锁，此时KM、KMY触点闭合，电动机以Y型启动；当计时器计时时间到，如上电路图KMΔ线圈得到，KMΔ常闭触点断开KMY线圈失电，KMY触点断开，KMΔ触点闭合进行工作，同时KMΔ动合触点闭合实现了互锁电路，此时电动机以Δ型运行。

电动机的Y-Δ型接线：

1.、Y型就是3个线圈头(U1 V1 W1)连在一起，或者尾(U2 V2 W2)连在一起，剩下的三个头引入电源。

2、△接法就是同个线圈不能连在一起,要交叉相连。即(U1 V2)相连接电源 1相，(V1 W2)相连接电源2相，(W1 U2)相连接电源3相。

线圈通220v的电，衔铁吸合，主触头接通，电机电源接通即可；注意的是接触器的主触头接强电，而线圈只能通以弱电。继电器的工作原理与此相似。

1、根据原理图进行编写程序，程序如下：

（1）PLC硬件配置，如下图：

（2）I0.0为输入信号，Q0.0（主接触器），Q0.1（星型接触器）得电输出，Q0.3（电动机输出，）计时器开始计时10秒，如下图：

（3）10秒后，计时器为0，Q0.0（主接触器），Q0.2（三角型接触器）得电输出，Q0.3（电动机输出），如下图：

（4）按下I0.1停止按钮，停止输出，如下图：、根据分析，进行了硬件连接，接好后按如下步骤操作：

(1)、断电的情况下，按图2接线，经指导老师的检查后进行通电实验操作；(2)、开启控制屏电源总开关，按启动按钮，调节调压器输出，使输出线电压为220V；(3)、按下按钮SB1，交流继电器KM、KMY的线圈通电吸合，电动机在Y接下低电压启动，10S后，KM△线圈吸合，电动机变为△型开始运转；(4)、观察电动机的运转情况；

(5)、实验完毕，按控制屏停止按钮，切断三相交流电源。

五、设计结果 结果描述：

在plc程序中设定时间为10S,接通开关，当按下按钮SB1，电动机开始运转，此时交流继电器KM、KMY的线圈通电吸合，达到了自锁功能，此时电动机为Y型运行。10秒后，KMY的线圈失电断开，KM△线圈通电吸合，电动机变为△型开始运转。交流继电器KM1断开，交流继电器KM2闭合。在转变的那一瞬间，电动机的转速明显加快并且声音也变了。

六、实验遇到的问题及解决方法：

1、刚开始编程的时候仿真结果与实验要求不符合，通过修改程序得以解决；

2、用Autocad绘制图的时候，对该软件的不熟悉导致不会画出图形，经过慢慢研究以及学习最终可以熟练掌握应用软件；

3、在调试电动机之间的转换时，先老是烧保险丝，后来经过老师的指导，是因为由于人工切换时，速度太慢，造成主路上的电压太大导致的，在单个试验成功过，进行了控制电路的连接；

4、最后在下载程序过程中，由于线路的一个常闭触点的影响，导致无法控制电路，在细心地检查后解决此问题。

七、实验心得： ##：

我们这次课程设计做的是Y-△电动机启动的实验，起初拿到时感觉很迷茫，不知道怎样去着手，接着就去查各种资料，然后知道了Y-△电动机启动是通过一个自锁来实现的，用Y-△降压启动的三相异步电机功率都比较大，由于启动电流是额定电流的5-6倍，启动电流会对供电系统造成瞬时电压下降采用Y-△降压启动，使原来电动机绕组三角接法运行，启动时采用星型接法，星型接法电动机每绕组的工作电压是220V，而三角接法电动机每绕组的工作电压是380V，由于工作电压下降，电动机的工作电流也下降，二者都是根号3的关系，所以星型接法是三角接法启动电流的1/3，这样就达到了低电压启动的效果。

老师让用CAD画原理图，在画图的过程中，也回忆了以前的工程制图的知识，同时通过对实验中程序的研究，也更深刻的理解了课本上的理论知识，在实习的过程中对课本的知识也得到了巩固。为后面的进一步学习坚定了更好的基础。

在课设的整个过程中，一开始我查找了电动机星型三角形启动的控制资料，了解继电器，接触器等的工作原理。在此后，编写了基于S300的PLC程序，并且进行了仿真调试，完成了程序控制部分。在老师的要求，利用Autocad软件与同学一起绘制了原理图。最后，我们一起完成了硬件的连接与调试，最终完成课设。在此，深有感触的是还是觉得自己的动手能力太次，对电路分析处于迷糊状态，但是从我同学那里学到了不少关于检查分析电路的方法。在连接电路时，由于之前没有对继电器的原理理解清楚，导致电路连线时不会接线，在我们一起努力下，分析了继电器的接线原理，很快完成了电路连接。总之，这次实习很成功，也学到了不少。

从实验一开始我们查找了电动机星型三角形启动的控制资料，了解继电器，接触器等的工作原理。知道了Y-△电动机启动是通过一个自锁来实现的，用Y-△降压启动的三相异步电机功率都比较大，由于启动电流是额定电流的5-6倍等基本的原理之后，在老师的要求，利用Autocad软件与同学一起绘制了原理图。最后，我们一起完成了硬件的连接与调试，最终完成课设。在这次实验中，我们又更深刻地了解到了PLC编程需要注意的地方，同时锻炼了我们的动手能力。通过对实验中程序的研究，也更深刻的理解了课本上的理论知识，在实习的过程中对课本的知识也得到了巩固。##：

在课设的整个过程中，一开始我查找了电动机星型三角形启动的控制资料，了解继电器，接触器等的工作原理。在此后，编写了基于S300的PLC程序，并且进行了仿真调试，完成了程序控制部分。在老师的要求，利用Autocad软件与同学一起绘制了原理图。最后，我们一起完成了硬件的连接与调试，最终完成课设。通过对实验中程序的研究，也更深刻的理解了课本上的理论知识，在实习的过程中对课本的知识也得到了巩固。以前所学的电机基础和AutoCAD知识在此深深体现出来了。

我们这次的课设题是电动机的星三角启动的实验，电动机的启动原理在大二时的电机拖动基础中学过，接着就去查各种资料，然后知道了Y-△电动机启动是通过一个自锁来实现的，用Y-△降压启动的三相异步电机功率都比较大，由于启动电流是额定电流的5-6倍，启动电流会对供电系统造成瞬时电压下降

采用Y-△降压启动，使原来电动机绕组三角接法运行，启动时采用星型接法，星型接法电动机每绕组的工作电压是220V，而三角接法电动机每绕组的工作电压是380V，由于工作电压下降，电动机的工作电流也下降，二者都是根号3的关系，所以星型接法是三角接法启动电流的1/3，这样就达到了低电压启动的效果。

后来老师让用CAD画原理图，在画图的过程中，也回忆了以前的工程制图的知识，同时通过对实验中程序的研究，也更深刻的理解了课本上的理论知识，在实习的过程中对课本的知识也得到了巩固。以前所学的电机基础和AutoCAD知识在此深深体现出来了。

PLC 控制交流异步电动机正反转 学院：

信息与通信工程学院 指导老师：

自动化 班级：级自动化 2Bf 学号：

PLC 控制交流异步电动机正反转 实验目的 1、学会用可编程序控制器实现交流异步电动机正反转过程的变成方法, 反转进行接线； 2、加深对 PLC 控制系统的各种保护、自锁、互锁等环节的理解； 3、学会分析并排除控制线路故障的方法； 4、能进行软件和硬件的调试，熟悉实验设备的操作； 5、能自行设计带有电气互锁或机械互锁的正反转电路。、实验原理 在三相鼠笼式异步电动机连锁正反转控制中，通过 PLC 程序和接线相序的更换来改变电 动机的旋转方向。

三、实验设备 本实训用到的设备如表所示。

序号 设备名称 数量 序号 设备名称 数量 1 计算机 1 台 4 S32 实验挂箱 1 台 2 可编程控制 器实验装置 1 台 5 三相鼠笼式 异步电动机 1 台 3 S21 实验挂箱 1 台 6 导线 若干

1.2 梯形图如下所示:

图 1、i 电机正反转梯形图 1.3 程序说明 ：

1.按下正转按钮，电机正转启动。

2.按下反转按钮，电机反转启动。

3.按下停止按钮，电机立即停止工作。

3.按下 I0.0, 如果是正转，则 Q0.1 复位，停止正转；如果是反转，则 Q0.2 复位，停止反转。

2.4 仿真结果 ：）当按下 I0.1 时仿真结果如下:

图 2、4 正转仿真）当按下 I0.2 时仿真结果如下:

图 2、5 反转仿真 3）当按下 I0.0 时，仿真结果如下:

五、实验总结 在本次实验中，一路设计电路，梯形图，仿真从开始的生疏到逐步的熟悉，让 我学会了 step7 micro/win 软件及仿真软件的应用，同时也加深了对 PLC 控制系统的 各种保护、自锁、互锁等环节的理解；学习了多种通过可编程控制控制电机正反转、延时等启动的方法；并且学会了如何分析电路及排除故障，通过多次的实验，能自 行设计电路控制相应设备。这是一次习得的过程，让我在收获的同时，不得不从在 实验中的失误或是不足中吸取教训，譬如，很多在理论仿真中能实现的程序，在实 际的运用中总会遇到这样或那样的问题，这就需要我们能够用自己所学的知识去分 析问题，并找到解决问题的方法。

实验一 三相异步电动机的正反转控制实验报告

⑴ 了解三相异步电动机接触器联锁正反转控制的接线和操作方法。⑵ 理解联锁和自锁的概念。

掌握三相异步电动机接触器的正反转控制的基本原理与实物连接的要求。

三相异步电动机（M 3～）、万能表、联动空气开关（QS1）、单向空气开关（QS2）、交流接触器（KM1，KM2）、组合按钮（SB1，SB2，SB3）、端子排7副、导线若干、螺丝刀等。

三相异步电动机的旋转方向是取决于磁场的旋转方向，而磁场的旋转方向又取决于电源的相序，所以电源的相序决定了电动机的旋转方向。任意改变电源的相序时，电动机的旋转方向也会随之改变。

连接三相异步电动机原理图如图所示，其中线路中的正转用接触器KM1和反转用的接触器KM2，分别由按钮SB2和反转按钮SB2控制。控制电路有两条，一条由按钮SB1和KM1线圈等组成的正转控制电路；另一条由按钮SB2和KM2线圈等组成的反转控制电路。

当按下正转启动按钮SB1后，电源相通过空气开关QS1,QS2和停止按钮SB3的动断接点、正转启动按钮SB1的动合接点、接触器KM和其他的器件形成自锁，使得电动机开始正转，当按下SB3时，电动机停止转动，在按下SB2时，接触器KM和其他的器件形成自锁反转。

1在连接控制实验线路前，应先熟悉各按钮开关、交流接触器、空气开关的结构形式、动作原理及接线方式和方法。在不通电的情况下，用万用表检查各触点的分、合情况是否良好。检查接触器时，特别需要检查接触器线圈电压与电源电压是否相符。

3将电器元件摆放均匀、整齐、紧凑、合理，并用螺丝进行安装，紧固各元件时应用力均匀，紧固程度适当。

4控制电路采用红色，按钮线采用红色，接地线绿黄双色线。布线时要符合电气原理图，先将主电路的导线配完后，再配控制回路的导线；布线时还应符合平直、整齐、紧贴敷设面、走线合理及接点不得松动。同一平面的导线应高低一致或前后一致，不能交叉。.布线应横平竖直，变换走向应垂直。导线与接线端子或线桩连接时，应不压绝缘层、不反圈及不露铜过长。e一个电器元件接线端子上的连接导线不得超过两根，每节接线端子板上的连接导线一般只允许连接一根。

5实验接线前应先检查电动机的外观有无异常。如条件许可，可用手盘动电动机的转子，观察转子转动是否灵活，与定子的间隙是否有磨擦现象等。6按三相异步电动机原理图检验控制板布线正确性，检验时应先自行进行认真仔细的检查，特别是二次接线，一般可采用万用表进行校线，以确认线路连接正确无误。

7接电源、电动机等控制板外部的导线，接完后让老师检查，检查后方便可以通电。

8在断开所有开关时，用试电笔检查控制线路的主板及进线端是否有点，后通电检验各触点是否带点，在都带电是才可以按下按钮。

9闭合空气开关QS1和QS2，按下启动按钮SB1，观察线路和电动机运行有无异常现象，并观察电动机控制电器的动作情况和电动机的旋转方向。

10按下停止按钮SB3，接触器KM1线圈失电，KM1自锁触头分断解除自锁，且KM1主触头分断，电动机M失电停转。

11按下反转启动按钮SB2，同时观察电动机控制电器的动作情况和电动机的旋转方向的改变。

12实验工作结束后，应先切断电动机的三相交流电源，然后拆除控制线路、主电路和有关实验电器，最后将各电气设备和实验物品按规定位置安放整齐。

⑴ 什么是联锁和联锁触头？为什么要设置联锁触头？

⑵ 三相异步电动机接触器联锁的正反转控制线路的优点是什么？