异步电动机Y/△启动控制

一、问题的提出

由电机及拖动基础可知，三相交流异步电动机起动时电流较大，一般是额定电流的（ 5 ～ 7 ）倍。故对于功率较大的电动机，应采用降压起动方式， Y/ △降压起动是常用的方法之一。

起动时，定子绕组首先接成星形，待转速上升到接近额定转速时，再将定子绕组的接线换成三角形，电动机便进入全电压正常运行状态。图 1（a），（b）为继电器—接触器实现的 Y/ △降压控制电路。

图 1 异步电动机Y/△降压起动控制电路

它是根据起动过程中的时间变化，利用时间继电器来控制 Y/ △的换接的。由（ a）图知，工作时，首先合上刀开关QS，当接触器KM 1 及KM 3 接通时，电动机Y形起动。当接触器KM 1 及KM 2 接通时，电动机△形运行。图（b）为控制电路，其工作过程分析如下:

线路中 KM 2 和KM 3 的常闭触点构成电气互锁，保证电动机绕组只能接成一种形式，即Y形或△形，以防止同时连接成Y形及△形而造成电源短路。

二、硬件配置

本模块所需的硬件及输入 /输出端口分配如图2所示。由图可见：本模块除可编程控制器之外，还增添了部分器件，其中，SB 1 为停止按钮，SB 2 为起动按钮，FR为热继电器的常开触点，KM 1 为主电源接触器，KM 2 为△形运行接触器，KM 3 为Y形起动接触器。

图 2 输入/输出接线图

三、软件设计

本模块的软件设计除应用前述的部分基本指令及软元件之外，还新增软元件辅助继电器 M100及定时器T 0 ，新增主控触点指令MC、MCR。可编程控制的梯形图及指令表如图3所示。

工作过程分析如下：按下启动按钮 SB 2 时，输入继电器X0的常开触点闭合，并通过主控触点（M100常开触点）自锁，输出继电器Y1接通，接触器KM 3 得电吸合，接着Y0接通，接触器KM1得电吸合，电动机在Y形接线方式下起动；同时定时器T 0 开始计时，延时8秒后T 0 动作,使Y1断开，Y1断开后，KM 3 失电，互锁解除，使输出继电器Y2接通，接触器KM2得电，电动机在△形接线方式下运行。

图 3 Y/ △起动控制的梯形图及指令表

若要使电动机停止，按下 SB 1 按钮或过载保护（FR）动作，不论电动机是起动或运行情况下都可使主控接点断开，电动机停止运行。

四、知识点扩展

1、主控触点（MC/MCR）指令

MC、MCR指令功能、操作元件等如表1所示。

表 1

MC为主控指令，用于公共串联触点的连接，MCR为主控复位指令，即MC的复位指令。编程时，经常遇到多个线圈同时受一个或一组触点控制。若在每个线圈的控制电路中都串入同样的触点，将多占存储单元。应用主控触点可以解决这一问题。它在梯形图中与一般的触点垂直。它们是与母线相连的常开触点，是控制一组电路的总开关。MC、MCR指令的使用如图4所示。

图 4 MC、MCR指令的使用

当输入 X000为ON时，执行从MC到MCR的指令Y000、Y001在X001、X002接通时接通。输入X000为OFF时，Y000、Y001断开。积算式定时器、计数器、用SET/RST指令驱动的元件，在MC触点断开后可以保持断开前状态不变。

MC指令后，母线(LD、LDI)移到MC触点之后，即主控指令MC后面的任何指令，均以LD、LDI指令开始；MCR指令使母线返回。通过更改M的地址号，可以多次使用MC指令，从而形成多个嵌套级，嵌套级N的编号由小到大，返回时使用MCR指令，从大嵌套级开始解除。

图 5为主控触点嵌套的实例。

2、编程元件定时器及使用要素

定时器相当于继电器电路中的时间继电器，可在程序中作延时控制。 FX2系列可编程控制器定时器具有以下四种类型。

100ms定时器： T0～T199 200点 　　　　 计时范围：0.1～3276.7 s

10ms定时器 T200～T245 46点 　　　 计时范围：0.01～327.67 s

1ms积算定时器 T246～T249 4点（中断动作） 计时范围0.001～32.767 s

100ms积算定时器 T250～T255 6 点 　　　计时范围0.1～3276.7s

可编程控制器中的定时器是根据时钟脉冲累积计时的，时钟脉冲有 1ms、10ms、100ms等不同规格。（定时器的工作过程实际上是对时钟脉冲计数）因工作需要，定时器除了占有自己编号的存储器位外，还占有一个设定值寄存器（字），一个当前值寄存器（字）。设定值寄存器（字）存储编程时赋值的计时时间设定值。当前值寄存器记录计时当前值。这些寄存器为16位二进制存储器。其最大值乘以定时器的计时单位值即是定时器的最大计时范围值。定时器满足计时条件开始计时，当前值寄存器则开始计数，当当前值与设定值相等时定时器动作，起常开触点接通，常闭触点断开，并通过程序作用于控制对象，达到时间控制的目的。

图 5 MC指令的嵌套

图 6为定时器在梯形图中使用的情况。图6（a）为普通的非积算定时器。图6（b）为积算定时器。图6（a）中X1为计时条件，当X1接通时定时器T 10 计时开始。K20为设定值。十进制数“20”为该定时器计时单位值的倍数。T 10 为100ms定时器，当设定值为“K20”时，其计时时间为2s。图中Y10为定时器的工作对象。当计时时间到，定时器T 10 的常开触点接通，Y10置1。T10为非积算型定时器。在其开始计时且未达到设定值时，计时条件X1断开或plc电源停电，计时过程中止且当前值寄存器复位（置0）。若X1断开或PLC电源停电发生在计时过程完成且定时器的触点已动作时，触点的动作也不能保持。

若把定时器 T 10 换成积算式定时器T250，情况就不一样了。积算式定时器在计时条件失去或PLC失电时，其当前值寄存器的内容及触点状态均可保持，可“累积”计时时间。所以称为“积算”。图6（b）为积算式定时器T 250 的工作梯形图。因积算式定时器的当前值寄存器及触点都有记忆功能，其复位时必须在程序中加入专门的复位指令。图中X2即为复位条件。当X2接通执行“RST T250”指令时，T 250 的当前值寄存器及触点同时置0。

图 6 定时器的使用

定时器可以使用立即数 K作为设定值，如图3-5中的“K20“及”K345“，也可用于后述的数据寄存器的内容作为设定值。如设定时器的设定值为”D10”而“D10”中的内容为100，则定时器的设定值为100。在使用数据寄存器设定定时器的设定值时。一般使用具有掉电保持功能的数据寄存器。即使如此，若备用电池电压降低时，定时器仍可能发生误动作。