任务四 三相笼型异步电动机

星 /角起动控制

包头轻工职业技术学院

任课教师 :张晓晖

一、任务提出 凡是正常运行时定子绕组接成三角形的笼型异步

电动机均可采用星 / 角减压起动方法来达到限制起动电流的目的。 Y 系列的笼型异步电动机 4KW 以上者均为三角形接法，都可以采用 Y-△ 减压起动的方法。

控制要求：按下启动按钮 SB1 ， KM1 和 KMY 吸合，电机星型起动， 5 秒钟后， KMY 断开， KM△吸合，电动机三角形运行，起动完成。按下停止按钮 SB2 ，接触器全部断开，电机停止运行。如果电机超负荷运行，热继电器 FR 断开，电机停止运行。要求有继电器互锁控制。

二、必备知识 在传统继电器控制中实现星 / 角起动控制需要使用时间继

电器，采用 PLC 控制则需要使用定时器指令。 S7-200 PLC 的定时器类型有三种：接通延时定时器 (TO

N) 、有记忆接通延时定时器 (TONR) 、断开延时定时器 (TOF) 。

定时器分辨率 ( 时基 ) 有三种： 1ms 、 L0ms 、 l00ms 。定时器的分辨率由定时器号决定，

表 3.4.1 定时器号和分辨率

1. 1. 接通延时闭合定时器接通延时闭合定时器

工作原理：工作原理：① ① 当输入端当输入端接通接通时时 (( 上升沿启动上升沿启动 )) 开始开始 计时，计时，延时延时 500ms500ms 后定时器触点后定时器触点 T37T37 闭合。闭合。②② 当输入端断开时复位当输入端断开时复位 (( 定时器当前值定时器当前值 清零，预置定时值清零，预置定时值 PTPT ，定时器的触，定时器的触 点为开状态点为开状态 )) ；；

TONINT37

PT5

I1.0

( )T37 Q0.1

LD I1.0

TON T37,5

LD T37

= Q0.1

I1.0

T37计时值设定值

Q0.1

PT=5

2.2. 断电延时打开定时器断电延时打开定时器I1.2

T97 Q0.2

TOFINT97

PT8

( )

I1.2

Q0.2

计时值设定值

T97

PT=8

LD I1.2

TOF T97,8

LD T97

= Q0.2

工作原理：① 当输入端接通时复位 ( 定时器当前值清 零，预置定时值 PT ，定时器的触点为 闭合状态 ) ；② 当输入端断开后 ( 下降沿启动 ) 开始计 时，延时 80ms 后定时器触点 T97 打开。

其工作波形图如下：

输入端

Q0.1

当前值

设定值

TS

TS= 120*10ms

T4

M0.1

输入端设定值

TONR

PT

IN

TONR

PT

IN

I0.1

120

T4

( )T4 Q0.1

( )T4R1

M0.1

最大值32767

120

3.3. 有记忆通电延时闭合定时器有记忆通电延时闭合定时器

工作原理略：

使用定时器要注意：定时值 = 时基 × 预置值 PT 。由于定时器的

计时间隔与程序的扫描周期并不同步，定时器可能在其时基（ 1ms 、 10ms 、 100ms ）内任何时间启动，所以，为避免计时时间丢失，一般要求设置 PT 预置时间值必须大于最小需要的时间间隔。例如：使用 10ms 时基定时器实现 140ms延时（时间间隔），则 PT 应设置为 15 （ PT=10ms×15=150ms ）。

接通延时定时器 TON ，一般用于单一时间间隔的定时；断开延时定时器 TOF ，一般用于故障后的时间延时； 有记忆接通延时定时器 TONR ，一般用于累计许多时间间隔 。

三种定时器的特点

定时器类型 接通 IN 时（初时时刻）

当前值 = 设定值（计时到）

断开 IN 时

TON 开始计时 , T 位 =1 复 位 ,T 位=0, 当前值=0

TONR 开始计时 ,T 位 =0, 当前值 =0 T 位 =1 不变

TOF 复位 , T 位 =1, 当前值 =0 T 位 =0 开 始 计时

说明：应用定时器指令应注意的几个问题：

(1) 不能把一个定时器号同时用作断开延时定时器 (TOF) 和接通延时定时器 (TON)( 相当于同一定时器号既用作模拟断电延时型的物理时间继电器功能，又用作模拟通电延时型的物理时间继电器功能 ) 。

(2) 使用复位 (R) 指令对定时器复位后，定时器位为“ 0” ，定时器当前值为 0 。

(3) 有记忆接通延时定时器 (TONR) 只能通过复位指令进行复位操作。

(4) 对于断开延时定时器 (TOF) ，需在输入端有一个负跳变 ( 由 on 到 off) 的输入信号启动计时。

(5) 不同分辨率的定时器，它们当前值的刷新周期不同。

三、解决方案 主电路的三组接

触器的主触点分别将电动机的定子绕组接成三角形或者星形， KM1 和 KMY 主触点闭合时，电动机绕组接成星形； KM1 和 KM△主触点闭合时，绕组接成三角形。两种接线方式的切换需要在极短的时间内完成，在控制电路中采用了时间继电器，可定时自动切换。

三相异步电动机 / 角减压起动电气控制原理

（ 1 ） I/O 分配表及外部接线图

梯形图 分析： ① 按启动按钮 SB1 ，网络 1 中 I0.1

状态为 ON ，其常开触点闭合， Q0.1接通并自锁，驱动接通电源接触器线圈 KM1 。

②Q0.1 接通并自锁的同时，网络 2中 Q0.1 常开触点得电闭合， Q0.3 闭合，驱动 KMY 。 KM1 和 KMY 主触点得电，电机将星型起动，此时，网络 3 中定时器开始启动。

③ 定时器启动 5 秒钟之后， T37 定时时间到，网络 2 中定时器常闭触点断开，使得 Q0.3 失电，外部接触器KMY 线圈失电，网络 3 中的 Q0.2 常闭触点也断开，定时器停止工作，网络 4 中定时器常开触点闭合，使得 Q0.2 线圈通电，驱动角型启动交流接触器 KM△ 线圈，电机开始三角形接法运行， 实现了星 / 角启动。

④ 按下停止按钮 SB2 ，电机停止运行。

项目训练：艺术彩灯控制 控制要求： 按一下启动按钮，按照

以下的规律显示：从 1 到8 依次把灯点亮，然后循环。即首先 1 灯亮， 1S后 1 灯和 2 灯亮，再 1S后 1 灯、 2 灯和 3 灯亮，……，全亮 1S 后，熄灭，再次重复上述过程。按一下停止按钮，则循环停止。

I/O 分配： 8 组灯 1 、 2 、 3 、 4 、

5 、 6 、 7 、 8 分别接 PLC 主机的输出点 Q0.0 、 Q0.1 、 Q0.2 、 Q0.3 、 Q0.4 、 Q0.5 、 Q0.6 、 Q0.7 。

启动按钮接主机的输入点 I0.0 。

图 3.4.8 艺术彩灯实验面板图