摘要：PLC可靠性高，抗干扰能力强，产品已经标准化、系列化、模块化，用软件功能取代了继电器控制系统中大量的中间继电器、时间继电器、计数器等器件，使控制柜的设计、安装、接线工作量大大减少；PLC的梯形图程序一般采用顺序控制设计法来设计,方便、简明；PLC的故障率很低，且有完善的自诊断和显示功能，PLC的较强带负载能力，用在直接驱动一般的电磁阀和小型交流接触器已成为主流。那么如何对实现PLC与三相异步电动机的控制形成一种通用范本模式，以广泛应用于生产实践中显得非常重要。本文以三菱FX2系列PLC为例，总结了实施对三相异步电动机的点动控制的方法、步骤与体会，以其可以为学校的教学、实习及促进工业发展提供一定的推动力。
关键字：PLC设计；点动控制；三相异步电动机
一 任务目标
1、掌握三菱FX2系列PLC组成原理
2、能根据控制要求分配PLC的输入输出端口
3、会根据输入输出端口完成线路的连接
4、掌握三菱FX2系列PLC基本指令
5、能选择PLC指令完成梯形图程序的编写
6、熟悉PLC程序的编写与写入
二 任务分析
如图2-11所示为三相异步电动机的点动控制线路，即用按钮和接触器等来控制电动机单方运转的最简的正转控制线路,现用PLC进行控制。
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图2-11 点动控制线路
点动控制是指按下按钮,电动机就得电运转；松开按钮,电动机就失电停转。这种控制方法常用于机械设的调试；机床设备的对位、对刀、定位；电葫芦的起重电动机控制。
在点动控制线路中,主电路由开关QS、熔断器FU1、接触器主触点及电动机组成；控制电路由熔断器FU2、启动按钮SB、接触器KM线圈组成,PLC代替继电器控制电路进行控制,主电路部分保留不变。
在控制电路中,启动按钮属于控制信号,应作为PLC的输入量分配接线端子；而接触器线圈属于被控对象,应作为PLC的输出量分配接线端子。对于PLC的输出端子来说,允许额定电压为220V,因此需要将原线路图中接触器的线圈电压由380V改为220V,以适应PLC的输出端子需要。
三 相关知识
3.1 三菱FX2系列PLC简介
(1)FX2系列PLC硬件认识与使用 FX2系列PLC有单元式、模块式、和叠装式三种结构方式,常用结构形式为前两种。FX2系列为小型PLC,采用单元式结构形式,其外形如图2-12所示。
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图2-12 FX2系列PLC外形图
FX2N-64 MR PLC面板由三部分组成,即外部端子(输入输出接线端子)部分、指示部分和接口部分,各部分的组成及功能如下。
1)外部接线端子 外部接线端子包括PLC电源(L、N)、接地、输入用直流电源(24+、COM)输入端子(X)、输出端子(Y)等。
2)指示部分 指示部分包括各输入输出点的状态指示、电源指示( POWER)、PLC运行状态指示(RUN)等,用于反映I/0点和PLC的状态。
3)接口部分 FX2系列PLC有多个接口,打开接口盖或面板可观察到。主要包括编程器接口、存储器接口、扩展接口等。在面板上设置了一个PLC运行模式转换开关Sw1,它有RUN和STOP两个位置,RUN使PLC处于运行状态(RUN指示灯亮)；STOP使PLC处于停止运行状态(RUN指示灯灭)。当PLC处于STOP状态时,可进行用户程序的录入、编辑和修改。接口的作用是完成基本单元同编程器、外部存储器和扩展单元的连接,在PLC技术应用中会经常用到。
(2)I/O点的类别、编号及使用I/O端子是PLC的重要外部部件,是PLC与外部设备连接的通道,其数量、类别也是PLC的主要技术指标之一。一般FX2系列PLC的输入端子(X)和输出端子(Y)分别位于PLC的两侧。
3.2 LD、LDI、OUT指令简介
(1)指令格式及梯形图表示方法见表2-3所示。
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表2-3
(2)使用说明
1)LD和LDI指令一方面可用于和梯形图的左母线相连,作为一个逻辑行开始,另一方面可与ANB、ORB指令配合使用,作为分支电路的起点。
2)OUT指令用于把运算结果输出到线圈。注意没有输入线圈
3)在定时器T、计数器C的输出指令后,必须设定常数K的值。在编程时它要占一个步序。
四 任务实施
4.1 I/0点分配
根据任务分析,对输入量、输出量进行分配,见表2-5所示。
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表2-5
4.2 绘制PLC硬件接线图
根据图2-11所示的控制线路图及I/0分配表,绘制PLC硬件接线图,如图2-13所示,以保证硬件接线操作正确。
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图2-13 PLC硬件接线图
4.3 设计梯形图程序及语句表
设计梯形图程序及语句表如图2-14所示
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图2-14 梯形图程序及语句表
五 PLC程序的编写与写入（GPP软件使用）
5.1 打开软件后→新建项目→选择 PLC 类型→确定后，进入程序编辑界面进行编程。
5.2 创建梯形图
在程序编辑界面建完新工程后，会弹出梯形图编辑画面，画面左边是参数区，主要设置PLC的各种参数，右边是编程区，程序都编在这一块。图的上部是菜单栏及快捷图标区，包括程序的上传，下载，监控，编译，诊断等都可在菜单里选择。程序区的两端有两条竖线，是两条模拟的电源线，左边的称为左母线，右边的称为右母线。程序从左母线开始，到右母线结束。
5.3 .程序的转换、编译---快捷键 F4
在写完一段程序后，其颜色是灰色的状态，此时若不对其进行编译，则程序是无效的。通过编译，灰色的程序自动变白，说明程序编译成功。若程序格式有错误，则编译后会提示无法编译。
5.4 程序的传输（上传及下载）
程序的写入与读取：当写完程序并且编译过之后，要把所写的程序传输到 PLC 里面，或者要把PLC中原有的程序读出来，则可进行如下操作：
在“在线”菜单里的第一个选项“传输设置”，主要设置串口类型及通讯测试等。具体操作如下：点击“传输设置”，进入后会弹出传输设置画面，用一般的串口通信线连接电脑和PLC时，串口一般都是“COM1”,而 PLC 系统默认情况下也是“COM1”，所以不需要更改设置就可以直接与PLC通信。当使用 USB 通信线连接电脑和PLC时，通常电脑侧的串口不是COM1，此时右击“我的电脑”—→“属性” —→“设备管理器”中，查看所连接的USB串口，然后在 “COM 端口”中选择与电脑USB口一致，然后“确认”。设置完串口，点击“通讯测试”：若出现“与FXPLC连接成功”对话框，则说明可以与PLC进行通讯。若出现“不能与 PLC 通信，可能原因......”对话框，则说明电脑和PLC不能建立通讯，此时需要确认PLC电源有没有接通或编程电缆有没有正确连接等事项，直到点击“通信测试后”，显示连接成功。通信测试连接成功后，点击“确认”，则会回到工程主画面，一般我们读取或写入的是程序及一些参数，操作过程如下：选择“参数+程序”→点击“执行”→点击“是”。
5.5 程序的监控----快捷键 F3
连接好PLC，则可以通过“监视”功能对程序中的信号及数据进行监控。其操作过程如：点击“在线”菜单→选择“监视”→ “监视模式”监视后，程序中蓝色部分表示此信号能流通，没有变蓝的信号则不能流通。注：若要监控 PLC 程序的状态，一定要在通讯成功后才能执行，若没有与 PLC 通讯成功，则不能对 PLC 监控。
5.6 程序的在线修改（在线编辑）----快捷键
先按 Shift 然偶按 F3 ，在线编辑：直接在 PLC 中修改程序，修改后无需再把程序写入 PLC，修改完成后，被修改的对象会显示灰色，此时我们同样要对程序进行编译，编译方法与前面所述的相同，编译完成后，即程序在线修改完成。
注：程序的在线修改是直接把 PLC 里面的程序进行修改，不需要再进行 PLC 写入操作。而普通的修改（没有在线修改），则只是修改电脑软件中的程序，还需进行 PLC 写入操作。
5.7 输入注释：
若要对一些信号做一些标签，以便看程序或写程序时知道每个信号的用途，则可对每个信号输入注释，输入注释的操作过程如下：
第一个在“工具”里面点击“选项”第二个在“选项”里面有一个“输入注释”在此项打勾。
第二步：在编辑里面有一个“文档生成”点击一下“注释编辑”编辑的注释就可以显示出来了。
5.8 PLC布线应注意的问题
（1）PLC应远离变压电源线和高压设备,动力线、控制线以及PLC的电源线和I/0线应分开布线,并保持一定距离。
（2）PIC的输入与输出最好分开走线,开关量与模拟量也要分开敷设。模拟量信号的传送应采用屏蔽线,屏蔽层应一端接地,接地电阻应小于屏蔽层电阻的1/10。
六 结束语
本文介绍了如何用PLC来实现对三相异步电动机的点动控制方法，经过实验、实习通用可行，获得一致认可，已在笔者学院作为教学、实习指导范本，并通过校企合作，在多家校企合作企业推广应用。
参考文献
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