電動機PLC自鎖互鎖梯形圖 淺談PLC自鎖互鎖編程技巧

本文主要是關(guān)于PLC自鎖互鎖的相關(guān)介紹，并著重對PLC自鎖互鎖的梯形圖及其原理進(jìn)行了詳盡的闡述。

自鎖互鎖

在接觸器線圈得電后，利用自身的常開輔助觸點保持回路的接通狀態(tài)，一般對象是對自身回路的控制。如把常開輔助觸點與啟動按鈕并聯(lián)，這樣，當(dāng)啟動按鈕按下，接觸器動作，輔助觸點閉合，進(jìn)行狀態(tài)保持，此時再松開啟動按鈕，接觸器也不會失電斷開。一般來說，在啟動按鈕和輔助觸點并聯(lián)之外，還要在串聯(lián)一個按鈕，起停止作用。點動開關(guān)中作啟動用的選擇常開觸點，做停止用的選常閉觸點。

主電路從三相電源端點L1，L2，L3引來，經(jīng)電源開關(guān)QS，熔斷器FU和接觸器KM的三對主觸點KM到電動機M。控制電路（或稱輔助電路）由按鈕SR和接觸器線圈KY組成。

I.工作原理合上電源開關(guān)QS，按啟動按鈕SBl*接觸器KM的線圈通電*在主電路中的三對主觸頭閉合一電動機獲電而啟動;與此同時，接觸器KM的常開輔助觸點閉合，將按鈕SBI的常開觸點短接。從按鈕SB1接通到接觸器KM常開觸點閉合只需數(shù)十毫秒的時間，因此手松開啟動按鈕后線圈KM已完全可以通過輔助觸頭KM （1 -2）而維持自己的導(dǎo)電通路，不再受啟動按鈕SB1控制，也就確保了松開啟動按鈕SB1后電動機的繼續(xù)運行。把與啟動按鈕SBI并聯(lián)的常開輔助觸頭KM （1一2）叫接觸器KM的門鎖觸頭，又叫自保觸頭。

因接觸器的釋放時間比吸合時間還短，所以只需按一下停止按鈕SB2，接觸器KM線圈斷電便立即釋放，其常開輔助觸頭斷開，主觸頭也斷開，電動機就停止運行。

互鎖，說的是幾個回路之間，利用某一回路的輔助觸點，去控制對方的線圈回路，進(jìn)行狀態(tài)保持或功能限制。一般對象是對其他回路的控制。

聯(lián)鎖，就是設(shè)定的條件沒有滿足，或內(nèi)外部觸發(fā)條件變化引起相關(guān)聯(lián)的電氣、工藝控制設(shè)備工作狀態(tài)、控制方式的改變。

“在一個回路中，即有自鎖又有互鎖的就叫做“聯(lián)鎖””這種說法并不科學(xué)，也不全面。

原理

保護(hù)作用

（1）欠壓保護(hù)：當(dāng)電源電壓由于某種原因下降時，電動機的轉(zhuǎn)矩將顯著降低，影響電動機正常運行，嚴(yán)重時會引起“堵轉(zhuǎn)”現(xiàn)象，以致?lián)p壞電動機。采用接觸器自鎖控制電路就可避免上述故障。因為當(dāng)電源電壓低于接觸器線圈額定電壓85%時，接觸器電磁系統(tǒng)所產(chǎn)生的電磁力克服不了彈簧的反作用力，因而釋放，主觸點打開，自動切斷主電路，達(dá)到欠壓保護(hù)的作用。

（2）失壓保護(hù)：當(dāng)電動機啟動后，若供電電路停電，但隨后又恢復(fù)供電，在這種情況下，由于自鎖觸頭仍然斷開，電動機不會自行啟動，必須重新發(fā)令（按啟動按鈕SB2）才能啟動

變速器

機械手動變速器

自鎖機構(gòu)的作用是：防止自動換檔和自動脫檔的作用

互鎖機構(gòu)的作用是：防止同時掛入兩個檔。

自鎖裝置掛檔后應(yīng)保證結(jié)合套于與結(jié)合齒圈的全部套合（或滑動齒輪換檔時，全齒長都進(jìn)入嚙合）。在振動等條件影響下，操縱機構(gòu)應(yīng)保證變速器不自行掛檔或自行脫檔。為此在操縱機構(gòu)中設(shè)有自鎖裝置。如圖所示，換檔撥叉軸上方有三凹坑，上面有被彈簧壓緊的鋼珠。當(dāng)撥叉軸位置處于空檔或某一檔位置時，鋼珠壓在凹坑內(nèi)。起到了自鎖的作用。

互鎖鎖裝置 當(dāng)中間換檔撥叉軸移動掛檔時，另外兩個撥叉軸被鋼球瑣住。防止同時掛上兩個檔而使變速器卡死或損壞，起到了互鎖作用。

電動機PLC自鎖互鎖梯形圖

1．具有自鎖功能的程序

利用自身的常開觸點使線圈持續(xù)保持通電即“ON”狀態(tài)的功能稱為自鎖。如圖1所示的起動、保持和停止程序（簡稱起保停程序）就是典型的具有自鎖功能的梯形圖， X1為起動信號和X2為停止信號。

圖1 起保停程序與時序圖

a）停止優(yōu)先 b）起動優(yōu)先

圖1a為停止優(yōu)先程序，即當(dāng)X1和X2同時接通，則Y1斷開。圖1b為起動優(yōu)先程序，即當(dāng)X1和X2同時接通，則Y1接通。起保停程序也可以用置位（SET）和復(fù)位（RST）指令來實現(xiàn)。在實際應(yīng)用中，起動信號和停止信號可能由多個觸點組成的串、并聯(lián)電路提供。

2．具有互鎖功能的程序

利用兩個或多個常閉觸點來保證線圈不會同時通電的功能成為“互鎖”。三相異步電動機的正反轉(zhuǎn)控制電路即為典型的互鎖電路，如圖2所示。其中KMl和KM2分別是控制正轉(zhuǎn)運行和反轉(zhuǎn)運行的交流接觸器。

如圖3所示為采用plc控制三相異步電動機正反轉(zhuǎn)的外部I/O接線圖和梯形圖。實現(xiàn)正反轉(zhuǎn)控制功能的梯形圖是由兩個起保停的梯形圖再加上兩者之間的互鎖觸點構(gòu)成。

圖3 用PLC控制電動機正反轉(zhuǎn)的I/O接線圖和梯形圖

應(yīng)該注意的是雖然在梯形圖中已經(jīng)有了軟繼電器的互鎖觸點（X1與X0、Y1與Y0），但在I/O接線圖的輸出電路中還必須使用KM1、KM2的常閉觸點進(jìn)行硬件互鎖。因為PLC軟繼電器互鎖只相差一個掃描周期，而外部硬件接觸器觸點的斷開時間往往大于一個掃描周期，來不及響應(yīng)，且觸點的斷開時間一般較閉合時間長。例如Y0雖然斷開，可能KM1的觸點還未斷開，在沒有外部硬件互鎖的情況下，KM2的觸點可能接通，引起主電路短路，因此必須采用軟硬件雙重互鎖。采用了雙重互鎖，同時也避免因接觸器KM1或KM2的主觸點熔焊引起電動機主電路短路。

PLC自鎖、互鎖控制編程技巧

自鎖、互鎖是生產(chǎn)現(xiàn)場常見邏輯關(guān)系，應(yīng)用非常廣泛。自鎖控制是PLC控制程序中常見的控制程序形式，也是常說的啟?？刂?，這種自鎖控制常用于以無鎖定開關(guān)作啟動開關(guān)，或者用只接通一個掃描周期的觸點去啟動一個持續(xù)動作的控制電路。互鎖控制是互以對方的不工作作為自身工作的前提條件的控制電路，常用于被控的是一組不允許同時動作的對象，如電動機正、反轉(zhuǎn)控制。通?；ユi編程有按鈕互鎖和線圈互鎖兩種［1］［2］。

1 搶答器控制要求

搶答器［3］是一種應(yīng)用非常廣泛的電子電氣設(shè)備，在各種搶答場合、競賽中，它能迅速客觀分辨出最先獲得發(fā)言權(quán)的選手以及實現(xiàn)設(shè)定發(fā)言時間、記錄分?jǐn)?shù)等功能。本例中搶答器設(shè)備最多允許8人同時參加搶答比賽，在此為了簡化程序，以3位選手搶答為對象。比賽時，主持人首先應(yīng)將數(shù)碼顯示清零，搶答過程中最先按下按鈕的選手有效，其它無效，有效的選手號碼被顯示在數(shù)碼屏上。

2 搶答器硬件電路設(shè)計

選取西門子S7-200PLC作為搶答器的核心控制器，3名選手各用一個搶答按鈕，按鈕的編號與選手的編號相對應(yīng)，分別是S1、S2、S3，給節(jié)目主持人設(shè)置一個控制按鈕，用來控制系統(tǒng)的清零（編號顯示數(shù)碼管顯示0）和搶答的開始，PLC輸出接口電路外接一共陰極七段數(shù)碼顯示管顯示搶答結(jié)果。

3 搶答器的程序設(shè)計

搶答器具有數(shù)據(jù)鎖存和顯示的功能，其程序設(shè)計需解決如下問題：

（1）搶答優(yōu)先的問題。搶答開始后，若有選手按動搶答按鈕，編號立即鎖存，并能封鎖輸入電路，禁止其他選手搶答。

（2）選手號碼識別和顯示的問題。每次搶答LED數(shù)碼管上都能正確地顯示出選手的編號，并一直保持到主持人將系統(tǒng)清零為止。

運用自鎖和互鎖控制實現(xiàn)搶答器的數(shù)據(jù)鎖存功能，運用段碼指令對選手搶答結(jié)果進(jìn)行顯示，其具體梯形圖如1所示。

搶答器的控制程序設(shè)計具有如下特點：

（1）搶答器搶答顯示具有自鎖功能，即當(dāng)某一選手搶答成功后，即使釋放其搶答按鈕，LED數(shù)碼管顯示保持，直至主持人操作復(fù)位按鈕I0.0，才使LED顯示0。網(wǎng)絡(luò)2為1號選手搶答程序，其中M0.1動合觸點與1號搶答按鈕I0.1信號并聯(lián)，利用I0.1按鈕短時接通瞬間，輸出線圈M0.1得電，促使M0.1觸點動合，為輸出線圈M0.1提供了一條通電回路，對本網(wǎng)絡(luò)輸出具有自鎖作用。

（2）搶答器3個選手之間搶答具有互鎖功能，即只要有一個選手搶答成功，另外兩個選手即使再按各自搶答按鈕，LED數(shù)碼顯示結(jié)果也不會變化。以網(wǎng)絡(luò)2為例，其中的I0.2及I0.3采用動斷觸點串聯(lián)在網(wǎng)絡(luò)中，作為限制和約束輸出線圈M0.1得電的條件，即只有在2號和3號選手按鈕沒有有效采集進(jìn)入PLC中，1號選手提前操作被有效采集進(jìn)入PLC中，才有可能顯示搶答結(jié)果1。

（3）搶答器3個選手搶答程序具有對稱特點。網(wǎng)絡(luò)2～網(wǎng)絡(luò)4的程序的編寫思路是類似的，同樣并聯(lián)了自鎖觸點和串聯(lián)了按鈕互鎖觸點，并進(jìn)行數(shù)碼結(jié)果顯示。

利用可編程序控制器試驗掛箱按照圖1-1接好硬件線路，然后在線運行程序，通過硬件線路查看調(diào)試結(jié)果，經(jīng)過操作證明搶答器設(shè)計成功，達(dá)到設(shè)計要求。

4 小結(jié)

PLC自鎖控制應(yīng)用在起動保持停止電路，采用網(wǎng)絡(luò)輸出線圈的操作數(shù)bit所對應(yīng)的動合觸點與本網(wǎng)絡(luò)的某些邏輯塊并聯(lián)，幫助本網(wǎng)絡(luò)輸出線圈得電。PLC互鎖控制應(yīng)用一組不允許同時動作的對象控制場合，采用按鈕互鎖或線圈互鎖觸點，以動斷觸點的形式串接在網(wǎng)絡(luò)中，限制本網(wǎng)絡(luò)輸出線圈得電。

結(jié)語

關(guān)于PLC自鎖互鎖的相關(guān)介紹就到這了，如有不足之處歡迎指正。

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