摘要：分析了继电器顺序控制的原理、弊端，讨论采用MM420变频器的改造设计方案。

       在工业生产过程中，许多生产机械是由2台以上的电动机拖动的，并且对各台电动机的运行顺序有一定的要求，如金属切削机床常要求先起动油泵电动机再起动主轴电动机，而有的机械要求主轴电动机起动后才能起动进给电动机。随着生产的需要，人们对生产机械的源动力有了更严格的、新的要求，传统的继电器顺序控制已不能适应生产的需要。

1 继电器顺序控制

      继电器顺序起动原理如图1所示。交流接触器KM1、KM2、KM3分别控制3台鼠笼电动机M1、M2和M3。其工作过程是：按下起动按钮SB1，交流接触器KM1和时间继电器KT1两线圈得电，主电路主触头KM1闭合，电动机M1起动并延时，经过一定时间后，常开KT1闭合，线圈KM2和KT2得电，电机M2起动，再经过一定时间的延时，常开KT2闭合，线圈KM3得电，M3起动；当电动机需要停止时，按停止按钮SB2,首先M3停止，经过KT3延时后，常闭KT3断开，M2停止，经过KT4延时，M1停止。这样就实现了3台电机的顺序起动和逆序停止。这种传统的继电器控制方式使用的电气元件体积大、触点多、故障率高、功能改变麻烦，并且电动机的起动性能很难满足。随着PLC技术和电力电子技术的发展，使用PLC和变频器进行电动机的顺序运行控制已成为必然趋势。

 

2 改造方案

2.1 硬件原理图

改造后的系统采用S7-200 PLC、西门子MM420变频器，改造方案硬件原理图如图2所示。

 

用PLC控制MM420的5、6、7端子，进而控制电动机的起动、停止、调速。

2.2 功能特点

(1)继电器接触器控制全部用硬器件、硬触点和“硬”线连接，为全硬件控制；PLC内部大部分采用“软”电器、“软”接点和“软”线连接，为软件控制。

(2)继电器接触器控制系统使用电器多，体积大且故障率大；PLC控制系统结构紧凑，使用电器少，体积小。

(3)继电器接触器控制全为机械式触点，动作慢，弧光放电严重；PLC内部全为“软接点”动作迅速。

(4)继电器接触器控制功能改变，需拆线接线乃至更换元器件，比较麻烦；PLC控制功能改变，一般只需修改程序便可，极其方便。

(5)继电器接触器顺序控制实现电动机的起、停比较容易，但要满足起、停的性能指标和调速的要求是非常繁琐和麻烦的，甚至某些性能指标根本无法达到要求；PLC顺序控制容易实现电动机的起、停和调速等性能要求。

 

2.3 参数设置

PLC顺序控制的第5个功能特点是PLC顺序控制的优势所在，该功能特点都是通过对MM420的设置实现的。

(1)电动机的起、停时间。调整P1120（斜坡上升时间）的设定值实现电动机从静止加速到最大电动机频率所需的时间；调整P1121（斜坡下降时间）的设定值实现电动机从其最大频率减速到静止停车所需的时间。

(2) 电动机的正反转。实现方法有两种：通过调整P0701、P0702和P0703的设定值来实现，当设为1是“ON接通正转，OFF停止”，设为2是“ON接通反转，OFF停止”；通过设定的频率正负值来实现，频率设为正值，电动机正转；频率设为负值，电动机反转。

(3)电动机的调速。MM420的5、6、7端子设定成多段速，总共能实现7种速度的变换。参数设定：P0004=7； P0701=17；P0702=17；P0703=17；P1001~ P1007设置固定频率（用户根据需要选择）。

2.4 控制程序

      MM420的参数设定好后用PLC的Q0.0~Q1.0输出口分别控制3个变频器的5、6、7端子（如果只用1个或者2个，不用的端子不接即可）。PLC顺序控制的主要程序如图3所示。M0.1控制第一台电动机的运行情况，M0.2控制第二台电动机的运行情况……。当M0.1有输出时，开启第一台变频器，电动机1开始工作；当M0.2有输出时，开启第二台变频器，电动机2开始工作；当M0.3有输出时，开启第三台变频器，电动机3开始工作。反之，当M0.1无输出时，关闭第一台变频器，电动机1停止工作……。

      在编程时要注意：当按下起动按钮时，一定要给M0.4和M0.5置“0”，否则会出现M0.2、M0.3同时置“0”和置“1”的情况，这样电动机无法工作。

3 结语

     采用PLC和变频器实现电机控制，特别是对工作环境条件较恶劣的工矿企业是一项明智之举。基于MM420的PLC顺序控制经实践证明完全能满足控制要求。