摘要：分析了繼電器順序控制的原理、弊端，討論采用MM420變頻器的改造設計方案。

       在工業生產過程中，許多生產機械是由2臺以上的電動機拖動的，并且對各臺電動機的運行順序有一定的要求，如金屬切削機床常要求先起動油泵電動機再起動主軸電動機，而有的機械要求主軸電動機起動后才能起動進給電動機。隨著生產的需要，人們對生產機械的源動力有了更嚴格的、新的要求，傳統的繼電器順序控制已不能適應生產的需要。

1 繼電器順序控制

      繼電器順序起動原理如圖1所示。交流接觸器KM1、KM2、KM3分別控制3臺鼠籠電動機M1、M2和M3。其工作過程是：按下起動按鈕SB1，交流接觸器KM1和時間繼電器KT1兩線圈得電，主電路主觸頭KM1閉合，電動機M1起動并延時，經過一定時間后，常開KT1閉合，線圈KM2和KT2得電，電機M2起動，再經過一定時間的延時，常開KT2閉合，線圈KM3得電，M3起動；當電動機需要停止時，按停止按鈕SB2,首先M3停止，經過KT3延時后，常閉KT3斷開，M2停止，經過KT4延時，M1停止。這樣就實現了3臺電機的順序起動和逆序停止。這種傳統的繼電器控制方式使用的電氣元件體積大、觸點多、故障率高、功能改變麻煩，并且電動機的起動性能很難滿足。隨著PLC技術和電力電子技術的發展，使用PLC和變頻器進行電動機的順序運行控制已成為必然趨勢。

 

2 改造方案

2.1 硬件原理圖

改造后的系統采用S7-200 PLC、西門子MM420變頻器，改造方案硬件原理圖如圖2所示。

 

用PLC控制MM420的5、6、7端子，進而控制電動機的起動、停止、調速。

2.2 功能特點

(1)繼電器接觸器控制全部用硬器件、硬觸點和“硬”線連接，為全硬件控制；PLC內部大部分采用“軟”電器、“軟”接點和“軟”線連接，為軟件控制。

(2)繼電器接觸器控制系統使用電器多，體積大且故障率大；PLC控制系統結構緊湊，使用電器少，體積小。

(3)繼電器接觸器控制全為機械式觸點，動作慢，弧光放電嚴重；PLC內部全為“軟接點”動作迅速。

(4)繼電器接觸器控制功能改變，需拆線接線乃至更換元器件，比較麻煩；PLC控制功能改變，一般只需修改程序便可，極其方便。

(5)繼電器接觸器順序控制實現電動機的起、停比較容易，但要滿足起、停的性能指標和調速的要求是非常繁瑣和麻煩的，甚至某些性能指標根本無法達到要求；PLC順序控制容易實現電動機的起、停和調速等性能要求。

 

2.3 參數設置

PLC順序控制的第5個功能特點是PLC順序控制的優勢所在，該功能特點都是通過對MM420的設置實現的。

(1)電動機的起、停時間。調整P1120（斜坡上升時間）的設定值實現電動機從靜止加速到最大電動機頻率所需的時間；調整P1121（斜坡下降時間）的設定值實現電動機從其最大頻率減速到靜止停車所需的時間。

(2) 電動機的正反轉。實現方法有兩種：通過調整P0701、P0702和P0703的設定值來實現，當設為1是“ON接通正轉，OFF停止”，設為2是“ON接通反轉，OFF停止”；通過設定的頻率正負值來實現，頻率設為正值，電動機正轉；頻率設為負值，電動機反轉。

(3)電動機的調速。MM420的5、6、7端子設定成多段速，總共能實現7種速度的變換。參數設定：P0004=7； P0701=17；P0702=17；P0703=17；P1001~ P1007設置固定頻率（用戶根據需要選擇）。

2.4 控制程序

      MM420的參數設定好后用PLC的Q0.0~Q1.0輸出口分別控制3個變頻器的5、6、7端子（如果只用1個或者2個，不用的端子不接即可）。PLC順序控制的主要程序如圖3所示。M0.1控制第一臺電動機的運行情況，M0.2控制第二臺電動機的運行情況……。當M0.1有輸出時，開啟第一臺變頻器，電動機1開始工作；當M0.2有輸出時，開啟第二臺變頻器，電動機2開始工作；當M0.3有輸出時，開啟第三臺變頻器，電動機3開始工作。反之，當M0.1無輸出時，關閉第一臺變頻器，電動機1停止工作……。

      在編程時要注意：當按下起動按鈕時，一定要給M0.4和M0.5置“0”，否則會出現M0.2、M0.3同時置“0”和置“1”的情況，這樣電動機無法工作。

3 結語

     采用PLC和變頻器實現電機控制，特別是對工作環境條件較惡劣的工礦企業是一項明智之舉。基于MM420的PLC順序控制經實踐證明完全能滿足控制要求。