接触器KM1和KM2触点不能同时闭合，以免发生相间短路故障，因此需要在各自的控制电路中串接对方的常闭触点，构成互锁。

电动机由正转到反转，需先按停止按钮SB1，在操作上不方便，为了解决这个问题，可利用复合按钮进行控制，采用复合按钮，还可以起到联锁作用，这是由于按下SB2时，只有KM1可得电动作，同时KM2回路被切断。同理按下SB3时，只有KM2可得电动作，同时KM1回路被切断

但只用按钮进行联锁，而不用接触器常闭触点之间的联锁，是不可靠的。在实际中可能出现这样的情况，由于负载短路或大电流的长期作用，接触器的主触点被强烈的电弧“烧焊”在一起，或者接触器的机构失灵，使衔铁卡住总是在吸合状态。这都可能使主触点不能断开，这时如果另一接触器动作，就会造成电源短路事故。

如果用的是接触器常闭触点进行联锁，不论什么原因，只要一个接触器是吸合状态，它的联锁常闭触点就必然将另一接触器线圈电路切断，这就能避免事故的发生。1.4.2 三相异步电动机起动控制

（1）笼型异步电动机直接起动控制线路

对容量较小，并且工作要求简单的电动机，如小型台钻、砂轮机、冷却泵的电动机，可用手动开关在动力电路中接通电源直接起动。

一般中小型机床的主电动机采用接触器直接起动，接触器直接起动电路分为两部分，主电路由接触器的主触点接通与断开，控制电路由按钮和辅助常开触点控制接触器线圈的通断电，实现对主电路的通断控制。电气控制线路

直接启动的优点是电气设备少，线路简单。实际的直接启动电路一般采用空气开关直接启动控制。对于容量大的电动机来说，由于启动电流大，会引起较大的电网压降，所以必须采用减压启动的方法，以限制启动电流。

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（2）笼型异步电动机降压起动控制线路

容量大于10kW的笼型异步电动机直接起动时，起动冲击电流为额定值的4～7倍，故一般均需采取相应措施降低电压，即减小与电压成正比的电枢电流，从而在电路中不至于产生过大的电压降。常用的降压起动方式有定子电路串电阻降压起动、星形-三角形（Y-△）降压起动和自耦变压器降压起动

正常运行时，定子绕组为三角形联结的笼型异步电动机，可采用星形-三角形的降压起动方式来达到限制起动电流的目的。起动时，定子绕组首先联结成星形，待转速上升到接近额定转速时，将定子绕组的联结由星形联结成三角形，电动机便进入全压正常运行状态

三相异步电动机从切除电源到完全停止运转。由于惯性的关系，总要经过一段时间，这往往不能适应某些生产机械工艺的要求。如铣床、卧式镗床、电梯等，为提高生产效率及准确停位，要求电动机能迅速停车，对电动机进行制动控制。制动方法一般有两大类：机械制动和电气制动。电气制动中常用反接制动和能耗制动。

（1）反接制动控制线路

反接制动控制的工作原理：改变异步电动机定子绕组中的三相电源相序，使定子绕组产生方向相反的旋转磁场，从而产生制动转矩，实现制动。反接制动要求在电动机转速接近零时及时切断反相序的电源，以防止电动机反向起动。

反接制动过程为：当想要停车时，首先将三相电源切换，然后当电动机转速接近零时，再将三相电源切除。

控制线路中停止按钮使用了复合按钮SB1，并在其常开触点上并联了KM2的常开触点，使KM2能自锁。这样在用手转动电动机时，虽然KS的常开触点闭合，但只要不按复合按钮SB1，KM2就不会通电，电动机也就不会反接于电源，只有按下SB1，KM2才能通电，制动电路才能接通。因电动机反接制动电流很大，故在主回路中串入电阻R，可防止制动时电动机绕组过热。

（2）能耗制动控制线路

能耗制动控制的工作原理：在三相电动机停车切断三相交流电源的同时，将一直流电源引入定子绕组，产生静止磁场。电动机转子由于惯性仍沿原方向转动，则转子在静止磁场中切割磁力线，产生一个与惯性转动方向相反的电磁转矩，实现对转子的制动。电气控制线路如图1-44所示。

反接制动时，制动电流很大，因此制动力矩大，制动效果显著，但在制动时有冲击，制动不平稳且能量消耗大。能耗制动与反接制动相比，制动平稳，准确，能量消耗少，但制动力矩较弱，特别在低速时制动效果差，并且还需提供直流电源。在实际使用时，应根据设备的工作要求选用合适的制动方法。1.4.4 三相异步电机调速控制线路

实际生产中，对机械设备常有多种速度输出的要求，通常采用单速电动机时，需配有机械变速系统以满足变速要求。当设备的结构尺寸受到限制或要求速度连续可调时，常采用多速电动机或电动机调速。

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得出三相异步电动机的调速可使用改变电动机定子绕组的磁极对数，改变电源频率或改变转差率的方式。

三相笼型电动机采用改变磁极对数调速。当改变定子极数时，转子极数也同时改变。笼型转子本身没有固定的极数，它的极数随定子极数而定。电动机变极调速的优点是，它既适用于恒功率负载，又适用于恒转矩负载，线路简单，维修方便；缺点是有级调速且价格昂贵。

改变定子绕组极对数的方法如下。

1）装一套定子绕组，改变它的连接方式，得到不同的极对数。

2）定子槽里装两套极对数不一样的独立绕组。

3）定子槽里装两套极对数不一样的独立绕组，而每套绕组本身又可以改变它的连接方式，得到不同的极对数

可编程控制器（Programmable Controller，PC）是新一代的工业控制装置，是工业自动化的基础平台。目前已被广泛应用到石油、化工、电力、机械制造、汽车、交通等各个领域。早期的可编程控制器只能用于进行逻辑控制，因此被称为可编程逻辑控制器（Program⁃mableLogic Controller，PLC）。随着现代技术的发展，可编程控制器用微处理器作为其控制的核心部件，其控制的功能也远远超过了逻辑控制的范围，于是这种装置被称为可编程控制器（Programmable Controller）简称为PC。但是为了避免与个人计算机（Personal Computer，PC）相混淆，可编程控制器仍然被简称为PLC。2.1.1 PLC的产生

PLC产生之前，继电器控制系统广泛应用于工业生产的各个领域，起着的作用。随着生产规模的逐步扩大，继电器控制系统已越来越难以适应现代工业生产的要求。继电器控制系统通常是针对某一固定的动作顺序或生产工艺而设计的，它的控制功能仅局限于逻辑控制、定时、计数等一些简单的控制，一旦动作顺序或生产工艺发生变化，就必须重新进行设计、布线、装配和调试，造成时间和资金的严重浪费。另外继电器控制系统体积大、耗电多、可靠性差、寿命短、运行速度慢、适应性差。为了改变这一现状，1968年美国大的汽车制造商通用汽车公司（GM），为了适应汽车型号不断更新的需求，并能在竞争激烈的汽车工业中占有优势，提出要研制一种新型的工业控制装置来取代继电器控制装置。为此，拟定了10项公开招标的技术要求（GM10条）。

1）编程简单，可在现场修改程序。

2）维护方便，采用插件式结构。

3）可靠性高于继电器控制系统。

4）体积小于继电器控制柜。

5）可将数据直接送入管理计算机。

6）在成本上可与继电器控制柜竞争。

7）输入可以是交流115V。

8）输出是交流115V，2A以上，可直接驱动电磁阀等。

9）在扩展时，原系统只要很小变更。

10）用户程序存储器容量至少能扩展到4KB。

根据这些要求，1969年美国数字设备公司（DEC）研制出了世界上台PLC，并在美国通用汽车公司自动装配生产线上试用成功。这种新型的工控装置，以其体积小、可靠性高、使用寿命长、简单易懂、操作维护方便等一系列优点，很快就在美国许多行业里得到推广和应用，同时也受到了世界上许多国家的高度重视。1971年，日本从美国引进了这项新技术，并研制出了日本台PLC。1973年西欧一些国家也研制出了自己的PLC。我国从20世纪70年代中期开始研制PLC，1977年我国采用美国Motorola公司的集成芯片研制成功了国内台有实用价值的PLC。2.1.2 PLC的发展

可编程控制器（PLC）自问世以后就凭借其优越的性能得到了迅速的发展，现在PLC已经成为一种重要的也是应用场合多的工业控制器。

初的PLC限于当时元器件的条件及计算机的发展水平，主要由分立元件和中小规模集成电路组成，存储器采用的是磁芯存储器。它只能完成简单的开关量逻辑控制以及定时、计数功能。这时的PLC主要是被用作继电器控制装置的替代品，但它的性能要优于继电器，其主要优点包括体积小、易于安装、能耗低、简单易学等。为了方便熟悉继电器、接触器系统的工程技术人员使用，可编程控制器在软件编程上采用和继电器控制电路相似的梯形图作为主要的编程语言。

20世纪70年代出现的微处理器使可编程控制器发生了巨大的变化。欧美及日本的一些厂家以微处理器和大规模集成电路芯片作为PLC的中央处理单元（CPU），使PLC增加了运算、数据传送及处理通信、自诊断等功能，可靠性也得到了进一步的提升。PLC成为了真正具有计算机特征的工业控制装置。70年代中后期，可编程控制器进入实用化发展阶段，计算机技术已全面引入可编程控制器中，使其功能发生了飞跃。更高的运算速度、更小的体积、更可靠的工业抗干扰设计、模拟量运算、PID功能以及极高的性价比奠定了PLC在现代工业中的地位。

20世纪80年代至90年代中期，可编程控制器在先进工业国家中已获得广泛应用。这个时期可编程控制器发展的特点是大规模、高速度、高性能、产品系列化。PLC在处理模拟量能力、数字运算能力、人机接口能力和网络能力等方面得到大幅度提高，PLC逐渐进入过程控制领域，在某些应用上取代了在过程控制领域处于统治地位的DCS系统。这个时期PLC的另一个特点是世界上生产可编程控制器的国家日益增多，产量日益上升。这标志着可编程控制器已步入成熟阶段。

20世纪90年代末期至今，可编程控制器的发展更加适应于现代工业的需要。从产品规模上来看，PLC会进一步向超小型及超大型方向发展；从控制能力上来看，诞生了各种各样的特殊功能单元，用于压力、温度、转速、位移等各式各样的控制场合；从产品的配套能力来看，生产了各种人机界面单元、通信单元，使应用可编程控制器的工业控制设备的配套更加容易。目前，可编程控制器在机械制造、石油化工、冶金钢铁、汽车、轻工业等领域的应用都得到了长足的发展。伴随着计算机网络的发展，可编程控制器作为自动化控制网络和国际通用网络的重要组成部分，将在工业及工业以外的众多领域发挥越来越大的作用。2.1.3 PLC的定义