《基于PLC的電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《基于PLC的電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)（23頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、成人高等學(xué)歷教育成人高等學(xué)歷教育畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 基于基于 PLCPLC 的電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 辦學(xué)單位：辦學(xué)單位： 華南理工大學(xué)華南理工大學(xué) 班班 級：級： 2011 級電氣專升本級電氣專升本 A 班班 學(xué)學(xué) 生：生： 指導(dǎo)教師：指導(dǎo)教師： 提交日期：提交日期： 2013 年年 11 月月 06 日日 中中 文文 摘摘 要要PLC 可編程控制器是以微處理器為核心，綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和通訊技術(shù)發(fā)展而來的一種新型工業(yè)控制裝置。它具有結(jié)構(gòu)簡單、編程方便、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，已廣泛用于工業(yè)過程和位置的自動(dòng)控制中。據(jù)統(tǒng)計(jì)，可編程控制器是工業(yè)自動(dòng)化裝置中應(yīng)用最多的

2、一種設(shè)備。專家認(rèn)為，可編程控制器將成為今后工業(yè)控制的主要手段和重要的基礎(chǔ)設(shè)備之一，PLC、機(jī)器人、CAD/CAM 將成為工業(yè)生產(chǎn)的三大支柱。由于 PLC 具有對使用環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)的特性，同時(shí)其內(nèi)部定時(shí)器資源十分豐富，可使用于工作環(huán)境較惡劣的頂管地下工作。在信息化、現(xiàn)代化的今天，所有的生產(chǎn)都進(jìn)入了電子控制階段，PLC 的控制的掌握不再是高等人才的使用，隨著社會對這一類人才的需求的增加，越來越多的人了解和掌握對PLC 的使用。本次設(shè)計(jì)主要通過 PLC 的編程控制實(shí)現(xiàn)對三相異步電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)以及順序控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速控制，通過這幾項(xiàng)控制來達(dá)到 PLC 對電機(jī)的智能控制的體現(xiàn)。關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：可編程控制；

3、PLC；電動(dòng)機(jī)；正反轉(zhuǎn)AbstractPLC programmable controller is a microprocessor as the core, a combination of computer technology, automatic control technology and communication technology development of a new type of industrial control device. It has advantages of simple structure, convenient programming and hi

4、gh reliability, has been widely used in industrial process and location of the automatic control. According to statistics, the programmable controller is one of the most used in industrial automation equipment equipment. The expert thinks, programmable controller will become the main future industri

5、al control means and one of the important basic equipment, PLC, robotics, CAD/CAM will become the three pillars of industrial production. Because the PLC has the use of the characteristics of strong adaptability to environment, while its internal timer is very rich in resources, can be used in the w

6、ork environment is bad work underground pipe jacking. In todays informationization, modernization, all production entered the stage of the electronic control of PLC control of the master is no longer the use of higher talents, with the increase of social demand for this type of talent, more and more

7、 people to understand and master the use of PLC. This design mainly realized by PLC programming control of three phase asynchronous motor and reversing and sequential control of motor speed control, several control to achieve through this PLC intelligent control of motor. Key words: Programmable con

8、trol; PLC;motor; positive inversion目目 錄錄中中 文文 摘摘 要要.I IABSTRACTABSTRACT.I I1 1緒論緒論 .1 11.1 本文研究的目的和意義.11.2 PLC 電路控制的發(fā)展現(xiàn)狀.31.3 本文主要研究內(nèi)容.32 2三相異步電動(dòng)機(jī)的基本介紹三相異步電動(dòng)機(jī)的基本介紹 .4 42.1 三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu) .42.1.1 定子 .42.1.2 轉(zhuǎn)子 .42.2 三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理 .42.3 三相異步電動(dòng)機(jī)可逆運(yùn)行控制電路 .53 3PLCPLC 基礎(chǔ)基礎(chǔ).8 83.1 PLC 的產(chǎn)生.83.2 PLC 的定義.83.2 PL

9、C 的基本結(jié)構(gòu).84 4基于基于 PLCPLC 的電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng) .11114.1 PLC 對三相異步電機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制.114.1.1 正反轉(zhuǎn)繼電器控制圖 .114.1.2 I/O 接線圖.114.1.3 梯形圖 .124.1.4 指令表 .124.1.5 PLC 控制的工作過程的分析.124.2 兩臺電動(dòng)機(jī)順序起動(dòng)聯(lián)鎖控制 .124.2.1 順序啟動(dòng)繼電器控制圖 .134.2.2 I/O 接線圖.134.2.3 梯形圖 .144.2.4 指令表 .144.2.4 PLC 控制的工作過程的分析.144.3 PLC 控制三相異步電動(dòng)機(jī)的優(yōu)點(diǎn).15結(jié)結(jié) 論論.1616參考文獻(xiàn)參考文

10、獻(xiàn).1717附附 錄錄.1818致致 謝謝.20201 1 緒論緒論1.11.1 本文研究的目的和意義本文研究的目的和意義本文主要研究三相異步電動(dòng)機(jī)采用 PLC 進(jìn)行系統(tǒng)控制。三相異步電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用非常廣泛，具有機(jī)構(gòu)簡單，效率高，控制方便，運(yùn)行可靠，易于維修成本低的有點(diǎn)，幾乎涵蓋了工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人類生活的各個(gè)領(lǐng)域，在這些應(yīng)用領(lǐng)域中，三相異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的環(huán)境不同，所以造成其故障的發(fā)生也很頻繁，所以要正確合理的利用它。要合理的控制它。長期以來，PLC 始終處于工業(yè)自動(dòng)化控制領(lǐng)域的主戰(zhàn)場，為各種各樣的自動(dòng)化設(shè)備提供了非?？煽康目刂茟?yīng)用，它能夠?yàn)樽詣?dòng)化控制應(yīng)用提供安全可靠和比較完善的解決方案，適合于當(dāng)前工

11、業(yè)，企業(yè)對自動(dòng)化的需要。PLC 在三相異步電機(jī)控制中的應(yīng)用與傳統(tǒng)的繼電器控制相比，具有編程簡單、使用方便、控制速度快、可靠性高、靈活性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，使得 PLC 成為現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化的支柱，隨著 PLC 成本的降低和應(yīng)用日益廣泛，三相異步電動(dòng)機(jī)的常規(guī)控制應(yīng)用 PLC 技術(shù)越來越成現(xiàn)實(shí)。（1）編程簡單，使用方便梯形圖是使用得最多的可編程序控制器的編程語言，其符號與繼電器電路原理圖相似。有繼電器電路基礎(chǔ)的電氣技術(shù)人員只要很短的時(shí)間就可以熟悉梯形圖語言，并用來編制用戶程序，梯形圖語言形象直觀，易學(xué)易懂， 。（2）控制靈活，程序可變，具有很好的柔性可編程序控制器產(chǎn)品采用模塊化形式，配備有品種齊全的各種硬件裝

12、置供用戶選用，用戶能靈活方便地進(jìn)行系統(tǒng)配置，組成不同功能、不同規(guī)模的系統(tǒng)?？删幊绦蚩刂破饔密浖δ苋〈死^電器控制系統(tǒng)中大量的中間繼電器、時(shí)間繼電器、計(jì)數(shù)器等器件，硬件配置確定后，可以通過修改用戶程序，不用改變硬件，方便快速地適應(yīng)工藝條件的變化，具有很好的柔性。（3）功能強(qiáng)，擴(kuò)充方便，性能價(jià)格比高可編程序控制器內(nèi)有成百上千個(gè)可供用戶使用的編程元件，有很強(qiáng)的邏輯判斷、數(shù)據(jù)處理、PID 調(diào)節(jié)和數(shù)據(jù)通信功能，可以實(shí)現(xiàn)非常復(fù)雜的控制功能。如果元件不夠，只要加上需要的擴(kuò)展單元即可，擴(kuò)充非常方便。與相同功能的繼電器系統(tǒng)相比，具有很高的性能價(jià)格比。（4）控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及施工的工作量少，維修方便可編程序控制器的

13、配線與其它控制系統(tǒng)的配線比較少得多，故可以省下大量的配線，減少大量的安裝接線時(shí)間，開關(guān)柜體積縮小，節(jié)省大量的費(fèi)用。可編程序控制器有較強(qiáng)的帶負(fù)載能力、可以直接驅(qū)動(dòng)一般的電磁閥和交流接觸器。一般可用接線端子連接外部接線?？删幊绦蚩刂破鞯墓收下屎艿?，且有完善的自診斷和顯示功能，便于迅速地排除故障。（5）可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)可編程序控制器是為現(xiàn)場工作設(shè)計(jì)的，采取了一系列硬件和軟件抗干擾措施，硬件措施如屏蔽、濾波、電源調(diào)整與保護(hù)、隔離、后備電池等，例如，西門子公司 S7-200 系列 PLC 內(nèi)部 EEPROM 中，儲存用戶原程序和預(yù)設(shè)值在一個(gè)較長時(shí)間段（190 小時(shí)） ，所有中間數(shù)據(jù)可以通過一個(gè)超級

14、電容器保持，如果選配電池模塊，可以確保停電后中間數(shù)據(jù)能保存 200 天。軟件措施如故障檢測、信息保護(hù)和恢復(fù)、警戒時(shí)鐘，加強(qiáng)對程序的檢測和校驗(yàn)。從而提高了系統(tǒng)抗干擾能力，平均無故障時(shí)間達(dá)到數(shù)萬小時(shí)以上，可以直接用于有強(qiáng)烈干擾的工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場，可編程序控制器已被廣大用戶公認(rèn)為最可靠的工業(yè)控制設(shè)備之一。（6）體積小、重量輕、能耗低，是“機(jī)電一體化”特有的產(chǎn)品。目前，可編程序控制器已經(jīng)廣泛地應(yīng)用在各個(gè)工業(yè)部門。隨著其性能價(jià)格比的不斷提高，應(yīng)用范圍還在不斷擴(kuò)大，主要有以下幾個(gè)方面：（1） 邏輯控制可編程序控制器具有“與” 、 “或” 、 “非”等邏輯運(yùn)算的能力，可以實(shí)現(xiàn)邏輯運(yùn)算，用觸點(diǎn)和電路的串、并聯(lián)，代

15、替繼電器進(jìn)行組合邏輯控制，定時(shí)控制與順序邏輯控制。數(shù)字量邏輯控制可以用于單臺設(shè)備，也可以用于自動(dòng)生產(chǎn)線，其應(yīng)用領(lǐng)域最為普及，包括微電子、家電行業(yè)也有廣泛的應(yīng)用。（2） 運(yùn)動(dòng)控制 可編程序控制器使用專用的運(yùn)動(dòng)控制模塊，或靈活運(yùn)用指令，使運(yùn)動(dòng)控制與順序控制功能有機(jī)地結(jié)合在一起。隨著變頻器、電動(dòng)機(jī)起動(dòng)器的普遍使用，可編程序控制器可以與變頻器結(jié)合，運(yùn)動(dòng)控制功能更為強(qiáng)大，并廣泛地用于各種機(jī)械，如金屬切削機(jī)床、裝配機(jī)械、機(jī)器人、電梯等場合。（3） 過程控制可編程序控制器可以接收溫度、壓力、流量等連續(xù)變化的模擬量，通過模擬量 I/0 模塊，實(shí)現(xiàn)模擬量(Analog)和數(shù)字量(Digital)之間的 A/D

16、轉(zhuǎn)換和 D/A 轉(zhuǎn)換，并對被控模擬量實(shí)行閉環(huán) PID（比例-積分-微分）控制。現(xiàn)代的大中型可編程序控制器一般都有 PID 閉環(huán)控制功能，此功能已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)、加熱爐、鍋爐等設(shè)備，以及輕工、化工、機(jī)械、冶金、電力、建材等行業(yè)。 （4） 數(shù)據(jù)處理可編程序控制器具有數(shù)學(xué)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送、轉(zhuǎn)換、排序和查表、位操作等功能，可以完成數(shù)據(jù)的采集、分析和處理。這些數(shù)據(jù)可以是運(yùn)算的中間參考值，也可以通過通信功能傳送到別的智能裝置，或者將它們保存、打印。數(shù)據(jù)處理一般用于大型控制系統(tǒng)，如無人柔性制造系統(tǒng)，也可以用于過程控制系統(tǒng)，如造紙、冶金、食品工業(yè)中的一些大型控制系統(tǒng)。（5） 構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)控制可編程序控制器的

17、通信包括主機(jī)與遠(yuǎn)程 I/0 之間的通信、多臺可編程序控制器之間的通信、可編程序控制器和其他智能控制設(shè)備(如計(jì)算機(jī)、變頻器)之間的通信。可編程序控制器與其他智能控制設(shè)備一起，可以組成“集中管理、分散控制”的分布式控制系統(tǒng)。當(dāng)然，并非所有的可編程序控制器都具有上述功能，用戶應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)的需要選擇可編程序控制器，這樣既能完成控制任務(wù)，又可節(jié)省資金。1.21.2 PLCPLC 電路控制的發(fā)展現(xiàn)狀電路控制的發(fā)展現(xiàn)狀在歐美等國家，軟 PLC 已開始投入工業(yè)使用，而且市場份額每年都在增加，根據(jù) ARC的調(diào)查和估計(jì)，1997 年全球的軟 PLC 市場有 3 千 6 百萬美元，到 2000 年軟 PLC 的市場達(dá)

18、到了 1 億 4 千 5 百萬美元，2001 年差不多又增長了一倍。目前，歐美等西方國家都把軟 PLC 作為一個(gè)重點(diǎn)投資對象進(jìn)行研究開發(fā)。工業(yè)領(lǐng)域已經(jīng)開始使用軟 PLC 產(chǎn)品，而且軟 PLC 的市場需求量也在不斷的增長。我國可編程控制器的引進(jìn)、應(yīng)用、研制、生產(chǎn)是伴隨著改革開放開始的。最初是在引進(jìn)設(shè)備中大量使用了可編程控制器。接下來在各種企業(yè)的生產(chǎn)設(shè)備及產(chǎn)品中不斷擴(kuò)大了PLC 的應(yīng)用。PLC 是一種專為工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作系統(tǒng)。它采用可編程序的存儲器存儲執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)計(jì)數(shù) 及算術(shù)運(yùn)算等操作指令，通過數(shù)字量、模擬量輸入與輸出，控制機(jī)械運(yùn)動(dòng)和生產(chǎn)過程。1.31.3 本文主

19、要研究內(nèi)容本文主要研究內(nèi)容本文主要研究三相異步電動(dòng)機(jī)的控制是采用 PLC 的編程語言-梯形圖,梯形語言是在可編程控制器中的應(yīng)用最廣的語言，因?yàn)樗诶^電器的基礎(chǔ)上加進(jìn)了許多功能，使用靈活的指令，使邏輯關(guān)系清晰直觀，編程容易，可讀性強(qiáng)，所實(shí)現(xiàn)的功能也大大超過傳統(tǒng)的繼電器控制電路，可編程控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，它是專為在惡劣工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)，它采用可編程序的存儲器，用來在內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運(yùn)算，順序控制，定時(shí)，計(jì)數(shù)和算術(shù)等操作的指令，并采用數(shù)字式，模擬式的輸入和輸出，控制各種的機(jī)械或生產(chǎn)過程。2 2 三相異步電動(dòng)機(jī)的基本介紹三相異步電動(dòng)機(jī)的基本介紹2.12.1 三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)

20、三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)三相異步電動(dòng)機(jī)由定子和旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子兩個(gè)重要部分組成，定子和轉(zhuǎn)子之間由氣隙分開。圖 2-1 為三相異步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖。(a) 外形圖； (b) 內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖圖 2-1 三相異步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖2.1.12.1.1 定子定子定子主要由定子鐵心、定子繞組、機(jī)座三部分組成。機(jī)座的主要作用是用來支撐電機(jī)各部件，因此應(yīng)有足夠的機(jī)械強(qiáng)度和剛度，通常用鑄鐵制成。為了減少渦流和磁滯損耗，定子鐵心用 0.5 mm 厚涂有絕緣漆的硅鋼片疊成，鐵心內(nèi)圓周上有許多均勻分布的槽，槽內(nèi)嵌放定子繞組，如圖 2-2 所示。 圖 2-2 三相異步電動(dòng)機(jī)的定子2.1.22.1.2 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子由轉(zhuǎn)子鐵心、轉(zhuǎn)子

21、繞組、轉(zhuǎn)軸和風(fēng)扇等組成。轉(zhuǎn)子鐵心也用 0.5 mm 厚硅鋼片沖成轉(zhuǎn)子沖片疊成圓柱形，壓裝在轉(zhuǎn)軸上。其外圍表面沖有凹槽，用以安放轉(zhuǎn)子繞組。按轉(zhuǎn)子繞組形式不同，可分為繞線式和鼠籠式兩種。 2.22.2 三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理圖 2-3 為三相異步電動(dòng)機(jī)工作原理示意圖。圖中用一對磁極來進(jìn)行分析。當(dāng)向三相定子繞組中通過入對稱的三相交流電時(shí)，就產(chǎn)生了一個(gè)以同步轉(zhuǎn)速 n1 沿定子和轉(zhuǎn)子內(nèi)圓空間作順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)磁場。由于旋轉(zhuǎn)磁場以 n1 轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子導(dǎo)體開始時(shí)是靜止的，故轉(zhuǎn)子導(dǎo)體將切割定子旋轉(zhuǎn)磁場而產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢。由于轉(zhuǎn)子導(dǎo)體兩端被短路環(huán)短接，在感應(yīng)電動(dòng)勢的作用下，轉(zhuǎn)子導(dǎo)體

22、中將產(chǎn)生與感應(yīng)電動(dòng)勢方向基本一致的感生電流。轉(zhuǎn)子的載流導(dǎo)體在定子磁場中受到電磁力的作用。電磁力對轉(zhuǎn)子軸產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子沿著旋轉(zhuǎn)磁場方向旋轉(zhuǎn)FFn1圖 2-3 三相異步電動(dòng)機(jī)工作原理圖2.32.3 三相異步電動(dòng)機(jī)可逆運(yùn)行控制電路三相異步電動(dòng)機(jī)可逆運(yùn)行控制電路圖 2-4 電動(dòng)機(jī)可逆運(yùn)行控制電路 線路分析如下：1）正向啟動(dòng)： （1）合上空氣開關(guān) QS 接通三相電源（2）按下正向啟動(dòng)按鈕 SB3，KM1 通電吸合并自鎖，主觸頭閉合接通電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)這時(shí)的相序是 L1、L2、L3，即正向運(yùn)行。2）反向啟動(dòng)：（1）合上空氣開關(guān) QS 接通三相電源（2）按下反向啟動(dòng)按鈕 SB2，KM2 通電吸合并通過

23、輔助觸點(diǎn)自鎖，常開主觸頭閉合換接了電動(dòng)機(jī)三相的電源相序，這時(shí)電動(dòng)機(jī)的相序是 L3、L2、L1，即反向運(yùn)行。 （3）互鎖環(huán)節(jié)：具有禁止功能在線路中起安全保護(hù)作用。3）接觸器互鎖：KM1 線圈回路串入 KM2 的常閉輔助觸點(diǎn)，KM2 線圈回路串入 KM1 的常閉觸點(diǎn)。當(dāng)正轉(zhuǎn)接觸器 KM1 線圈通電動(dòng)作后，KM1 的輔助常閉觸點(diǎn)斷開了 KM2 線圈回路，若使KM1 得電吸合，必須先使 KM2 斷電釋放，其輔助常閉觸頭復(fù)位，這就防止了KM1、KM2 同時(shí)吸合造成相間短路，這一線路環(huán)節(jié)稱為互鎖環(huán)節(jié)。4）按鈕互鎖：在電路中采用了控制按鈕操作的正反傳控制電路，按鈕 SB2、SB3 都具有一對常開觸點(diǎn)，一對常

24、閉觸點(diǎn)，這兩個(gè)觸點(diǎn)分別與 KM1、KM2 線圈回路連接。例如按鈕 SB2 的常開觸點(diǎn)與接觸器 KM2 線圈串聯(lián)，而常閉觸點(diǎn)與接觸器 KM1 線圈回路串聯(lián)。按鈕 SB3 的常開觸點(diǎn)與接觸器 KM1 線圈串聯(lián)，而常閉觸點(diǎn)壓 KM2 線圈回路串聯(lián)。這樣當(dāng)按下 SB2 時(shí)只能有接觸器 KM2 的線圈可以通電而 KM1 斷電，按下 SB3 時(shí)只能有接觸器 KM1 的線圈可以通電而 KM2 斷電，如果同時(shí)按下 SB2 和 SB3 則兩只接觸器線圈都不能通電。這樣就起到了互鎖的作用。 5）電動(dòng)機(jī)的過載保護(hù)由熱繼電器 FR 完成。圖 2-5 電動(dòng)機(jī)可逆運(yùn)行控制電路的調(diào)試（1）檢查主回路路的接線是否正確，為了保

25、證兩個(gè)接觸器動(dòng)作時(shí)能夠可靠調(diào)換電動(dòng)機(jī)的相序，接線時(shí)應(yīng)使接觸器的上口接線保持一致，在接觸器的下口調(diào)相。（2）檢查接線無誤后，通電試驗(yàn)，通電試驗(yàn)時(shí)為防止意外，應(yīng)先將電動(dòng)機(jī)的接線斷開。6）故障現(xiàn)象預(yù)處理：（1）不啟動(dòng)；原因之一，檢查控制保險(xiǎn) FU 是否斷路，熱繼電器 FR 接點(diǎn)是否用錯(cuò)或接觸不良，SB1 按鈕的常閉接點(diǎn)是否不良。原因之二按紐互鎖的接線有誤。（2）起動(dòng)時(shí)接觸器“叭噠”就不吸了；這是因?yàn)榻佑|器的常閉接點(diǎn)互鎖接線有錯(cuò)，將互鎖接點(diǎn)接成了自己鎖自己了，起動(dòng)時(shí)常閉接點(diǎn)是通的接觸器線圈的電吸合，接觸器吸合后常閉接點(diǎn)又?jǐn)嚅_，接觸器線圈又?jǐn)嚯娽尫?，釋放常閉接點(diǎn)又接通接觸器又吸合，接點(diǎn)又?jǐn)嚅_，所以會出現(xiàn)

26、“叭噠”接觸器不吸合的現(xiàn)象。（3）不能夠自鎖一抬手接觸器就斷開，這是因?yàn)樽枣i接點(diǎn)接線有誤。3 3 PLCPLC 基礎(chǔ)基礎(chǔ)3.13.1 PLCPLC 的產(chǎn)生的產(chǎn)生1969 年，美國數(shù)字設(shè)備公司（DEC）研制出了世界上第一臺可編程序控制器，并應(yīng)用于通用汽車公司的生產(chǎn)線上。當(dāng)時(shí)叫可編程邏輯控制器 PLC（Programmable Logic Controller） ，目的是用來取代繼電器，以執(zhí)行邏輯判斷、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)等順序控制功能。緊接著，美國 MODICON 公司也開發(fā)出同名的控制器，1971 年，日本從美國引進(jìn)了這項(xiàng)新技術(shù)，很快研制成了日本第一臺可編程控制器。1973 年，西歐國家也研制出他們的第

27、一臺可編程控制器。隨著半導(dǎo)體技術(shù)，尤其是微處理器和微型計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，到 70 年代中期以后，特別是進(jìn)入 80 年代以來，PLC 已廣泛地使用 16 位甚至 32 位微處理器作為中央處理器，輸入輸出模塊和外圍電路也都采用了中、大規(guī)模甚至超大規(guī)模的集成電路，使 PLC 在概念、設(shè)計(jì)、性能價(jià)格比以及應(yīng)用方面都有了新的突破。這時(shí)的 PLC 已不僅僅是邏輯判斷功能，還同時(shí)具有數(shù)據(jù)處理、PID 調(diào)節(jié)和數(shù)據(jù)通信功能，稱之為可編程序控制器（Programmable Controller）更為合適，簡稱為 PC，但為了與個(gè)人計(jì)算機(jī)（Persona1 Computer）的簡稱PC 相區(qū)別，一般仍將它簡稱為 P

28、LC（Programmable Logic Controller） 。3.23.2 PLCPLC 的定義的定義“可編程控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)。它采用了可編程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲和執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作命令，并通過數(shù)字式和模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程?？删幊炭刂破骷捌溆嘘P(guān)外圍設(shè)備，都按易于與工業(yè)系統(tǒng)聯(lián)成一個(gè)整體、易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)。 ”可編程序控制器是應(yīng)用面最廣、功能強(qiáng)大、使用方便的通用工業(yè)控制裝置，自研制成功開始使用以來，它已經(jīng)成為了當(dāng)代工業(yè)自動(dòng)化的主要支柱之一。3.23.2 PLCPLC 的

29、基本結(jié)構(gòu)的基本結(jié)構(gòu)可編程序控制器簡稱為 PLC（Programmable Logic Controller）主要由 CPU 模塊、輸入模塊、輸出模塊和編程器組成。 （如下圖 3-1 所示）輸入模塊CPU 模 塊輸出模塊可編程控制器編程器接觸器電磁閥電 源指示燈限位開關(guān)電 源選擇開關(guān)按 鈕圖 3-1 PLC 控制系統(tǒng)示意圖可編程序控制器實(shí)際上是一種工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，它的硬件結(jié)構(gòu)與一般微機(jī)控制系統(tǒng)相似，甚至與之無異?？删幊绦蚩刂破髦饕?CPU（中央處理單元）存儲器（RAM 和EPROM）輸入/輸出模塊（簡稱 I/O 模塊）編程器和電源五大部分組成。1）CPU 模塊CPU 模塊又叫中央處理單元或控制

30、器，它主要由微機(jī)處理器（CPU）和存儲器組成。CPU 的作用類似于人類的大腦和心臟。它采用掃描方式工作，每一次掃描要完成以下工作：（1）輸入處理：將現(xiàn)場的開關(guān)量輸入信號和數(shù)據(jù)分別讀入輸入映像寄存器和數(shù)據(jù)寄存器。（2）程序執(zhí)行：逐條讀入和解釋用戶程序，產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號去控制有關(guān)的電路，完成數(shù)據(jù)的存取、傳送和處理工作，并根據(jù)運(yùn)算結(jié)果更新各有關(guān)寄存器的內(nèi)容。（3）輸出處理：將輸出映像寄存器的內(nèi)容送給輸出模塊，去控制外部負(fù)載。2）I/O 模塊I/O 模塊是系統(tǒng)的眼、耳、手、腳，是聯(lián)系外部現(xiàn)場和 CPU 模塊的橋梁。輸入模塊用來接收和采集輸入信號。輸入信號有兩類：一類是從按鈕、選擇開關(guān)、數(shù)字開關(guān)、限位

31、開關(guān)、接收開關(guān)、關(guān)電開關(guān)、壓力繼電器等來的開關(guān)量輸入信號；另一類是由電位器、熱電偶、測速發(fā)電機(jī)、各種變送器提供的連續(xù)變化的模擬量輸入信號。可編程序控制器通過輸出模塊控制接觸器、電磁閥、電磁鐵、調(diào)節(jié)閥、調(diào)速裝置等執(zhí)行器，可編程序控制器控制的另一類外部負(fù)載是指示燈、數(shù)字顯示裝置和報(bào)警裝置等。CPU 模塊的工作電壓一般是 5V，而可編程序控制器的輸入/輸出信號電壓一般較高，如直流 24V 和交流 220V。從外部引入的尖蜂電壓和干擾噪聲可能損壞 CPU 模塊中的元器件，或使可編程序控制器不能正常工作，所以 CPU 模塊不能直接與外部輸入/輸出裝置相連。I/O 模塊除了傳遞信號外，還有電平轉(zhuǎn)換與噪聲隔

32、離的作用。3）編程器編程器除了用來輸入和編輯程序外，還可以用來監(jiān)視可編程序控制器運(yùn)行時(shí)梯形圖中各種編程元件的工作狀態(tài)。編程器可以永久地連續(xù)在可編程序控制器上，將它取下來后可編程序控制器也可以運(yùn)行。一般只在程序輸入、調(diào)試階段和檢修時(shí)使用，一臺編程器可供多臺可編程序控制器公用。4）開關(guān)量 I/O 模塊開關(guān)量模塊的輸入輸出信號僅有接通和斷開兩種狀態(tài)。電壓等級有直流5V，12V，24V，48V 和交流 110V，220V 等。輸入輸出電壓的允許范圍很寬，如某交流220V 輸入模塊的允許低電壓為 070V，高電壓為 70256V，頻率為 4763HZ。各 I/O 點(diǎn)的通/斷狀態(tài)用發(fā)光二極管或其它元件顯示

33、在面板上，外部 I/O 接線一般接在模塊的接線端子上，某些模塊使用可拆除的插座型端子板，在不拆去端子的外部連線的情況下，可以迅速地更換模。開關(guān)量 I/O 模塊可能 4，8，16，32，64 點(diǎn)。 圖 3-2 直流輸入電路4 4 基于基于 PLCPLC 的電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)4.14.1 PLCPLC 對三相異步電機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制對三相異步電機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制在生產(chǎn)過程中,往往要求電動(dòng)機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)正反兩個(gè)方向的轉(zhuǎn)動(dòng),如起重機(jī)吊鉤的上升與下降,機(jī)床工作臺的前進(jìn)與后退等等。由電動(dòng)機(jī)原理可知，只要把電動(dòng)機(jī)的三相電源進(jìn)線中的任意兩相對調(diào)，就可改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向。因此正反轉(zhuǎn)控制電路實(shí)質(zhì)上是兩個(gè)方向相反的單

34、相運(yùn)行電路，為了避免誤動(dòng)作引起電源相間短路，必須在這兩個(gè)相反方向的單向運(yùn)行電路中加設(shè)必要的互鎖。按照電動(dòng)機(jī)可逆運(yùn)行操作順序的不同，就有了“正-停-反”和“正-反-停”兩種控制電路4.1.14.1.1 正反轉(zhuǎn)繼電器控制圖正反轉(zhuǎn)繼電器控制圖QKM1KM2FUMSB1SB2KM1SB3KM2KM1KM1KM2KM2L1L3L2FU圖 4-1 正反轉(zhuǎn)繼電器控制圖4.1.24.1.2 I/OI/O 接線圖接線圖SB1SB2SB3COMX1X2X3COMKM2220VKM1圖 4-2 I/O 接線圖4.1.34.1.3 梯形圖梯形圖ENDY2X3X1Y2Y1X1X2Y1Y2Y1圖 3-3 梯形圖4.1.4

35、4.1.4 指令表指令表表 4-1 指令程序地址 指令 數(shù)據(jù)00 LD X101 O R Y102 AND-NOT X103 AND-NOT Y204 OUT Y105 L D X306 O R Y207 AND-NOT X108 AND-NOT Y109 OUT Y210 END4.1.54.1.5 PLCPLC 控制的工作過程的分析控制的工作過程的分析按下 SB2，輸入繼電器 X2 動(dòng)合觸點(diǎn)閉合，輸出繼電器 Y1 線圈接通并自鎖，接觸器KM1 主觸點(diǎn)，動(dòng)合輔助觸點(diǎn)閉合，電動(dòng)機(jī) M 通電正轉(zhuǎn)。按下 SB1，輸入繼電器 X1 動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開，輸出繼電器 Y1 線圈失電，KM1 主觸點(diǎn)，動(dòng)合輔助觸

36、點(diǎn)斷開，電動(dòng)機(jī) M 斷電停止正轉(zhuǎn)按下 SB3，輸入繼電器 X3 動(dòng)合觸點(diǎn)閉合,Y2 線圈接通并自鎖,KM2 主觸點(diǎn),動(dòng)合輔助觸點(diǎn)閉合,電動(dòng)機(jī) M 通電反轉(zhuǎn)4.24.2 兩臺電動(dòng)機(jī)順序起動(dòng)聯(lián)鎖控制兩臺電動(dòng)機(jī)順序起動(dòng)聯(lián)鎖控制在裝有多臺電動(dòng)機(jī)的生產(chǎn)機(jī)械上，有時(shí)必須按一定的順序起動(dòng)電動(dòng)機(jī)，才能滿足工作的需要。例如某個(gè)設(shè)備要求:“必需首先起動(dòng)甲電動(dòng)機(jī)，然后才能起動(dòng)乙電動(dòng)機(jī)，當(dāng)甲電動(dòng)機(jī)停止后，乙電動(dòng)機(jī)自動(dòng)停止”。這種要求可采用下面的控制線路來實(shí)現(xiàn)。4.2.14.2.1 順序啟動(dòng)繼電器控制圖順序啟動(dòng)繼電器控制圖QKM1KM2FUM1SB2SB1KM1SB3KM2KM1KM1KM2L1L3L2FUSB4M2圖

37、 3-4 順序啟動(dòng)繼電器控制圖4.2.24.2.2 I/OI/O 接線圖接線圖SB1SB2SB3SB4COMX1X2X3X4COMKM1KM2220V圖 3-5 I/O 接線圖4.2.34.2.3 梯形圖梯形圖Y1X1X2Y1Y2X4X3Y2ENDY1圖 3-6 梯形圖4.2.44.2.4 指令表指令表表 4-2 指令程序地址 指令 數(shù)據(jù)00 LD X101 OR Y102 AND-NOT X203 OUT Y104 LD X305 OR Y206 AND Y107 AND-NOT X408 OUT Y1 09 END 4.2.44.2.4 PLCPLC 控制的工作過程的分析控制的工作過程的分

38、析按下 M1 的起動(dòng)按鈕 SB1,輸入繼電器 X1 動(dòng)合觸點(diǎn)閉合,輸出繼電器 Y1 線圈接通并自鎖,接觸器 KM1 得電吸合,電動(dòng)機(jī) M1 起動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn);同時(shí)連接在 Y2 線圈驅(qū)動(dòng)電路的 Y1 動(dòng)合觸點(diǎn)閉合,為起動(dòng)電動(dòng)機(jī) M2 作準(zhǔn)備?？梢?只有電動(dòng)機(jī) M1 先起動(dòng),電動(dòng)機(jī) M2 才能起動(dòng)。這時(shí)如果按下 M2 的起動(dòng)按鈕 SB3, 輸入繼電器 X3 動(dòng)合觸點(diǎn)閉合,Y2 線圈接通并自鎖,接觸器 KM2 得電吸合,電動(dòng)機(jī) M2 起動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)。按下 M1 的停止按鈕 SB2，X2 動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開，使Y1 線圈失電，并且由于連接在 Y2 線圈驅(qū)動(dòng)電路的 Y1 動(dòng)合觸點(diǎn)的斷開，使得 Y2 線圈同時(shí)失電，兩臺電動(dòng)機(jī)

39、都停止運(yùn)行。若只按下 M2 停止，按鈕 SB4 時(shí)，X4 動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開；使得 Y2 線圈失電，M2 停止運(yùn)行，而 M1 仍運(yùn)行。4.34.3 PLCPLC 控制三相異步電動(dòng)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)控制三相異步電動(dòng)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)本文設(shè)計(jì)就對三相異步電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制，順序起動(dòng)等系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)，還有其它的像制動(dòng)和調(diào)速控制在這里我就沒有設(shè)計(jì)，其實(shí)主電路都是一樣的，就控制電路有一點(diǎn)小差異，使用 PLC 控制三相異步電動(dòng)機(jī)有很多好處的：不易老化，設(shè)備簡單，結(jié)構(gòu)合理，便于控制價(jià)格便宜等。plc 的通用性 可靠性 檢修快速性 安全性是非常強(qiáng)大的，所以用其控制是非常方便的，值得一提的是他的價(jià)格可能會高一些，但是絕對是物超所值。結(jié)結(jié)

40、 論論本次論文我研究了用 plc 簡單地控制三相異步電動(dòng)機(jī)，我感覺這樣的設(shè)計(jì)使系統(tǒng)很穩(wěn)定，在工廠或者農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中都有很大的作用，達(dá)到了研究的目的。通過概述使大家充分了解了該控制系統(tǒng)的原理和功能。摘要部分概要介紹了其可靠性和實(shí)用性，第一章 緒論部分介紹了電動(dòng)機(jī)控制方面的背景、本文設(shè)計(jì)的目的、意義及主要內(nèi)容等；第二章 三相異步電動(dòng)機(jī)基礎(chǔ) 介紹了三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)、工作原理等；第三章 PLC 基礎(chǔ)、工作原理、應(yīng)用分類等。第四章 三相異步電動(dòng)機(jī)的 PLC 控制 從系統(tǒng)原理的角度得出系統(tǒng)分為模擬和數(shù)字兩部分；第五部分進(jìn)行了總結(jié)。通過本次電路的設(shè)計(jì)，我對三相異步電動(dòng)機(jī)的 PLC 控制系統(tǒng)原理有了進(jìn)一步

41、的了解，在三相異步電動(dòng)機(jī)的 PLC 控制分析中對 PLC 產(chǎn)生了濃厚的興趣，提高了理論結(jié)合實(shí)際的能力，由于本人水平有限，時(shí)間緊促，對其中的原理和實(shí)際操作方法不是很熟悉。以后還得更加努力的研究，論文中有不對或者欠缺的地方請老師斧正。參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)1黃中玉. PLC 應(yīng)用技術(shù)M. 北京：人民郵電出版社，20092胡偉軒 電工技術(shù)M. 湖北：華中科技大學(xué)出版社，20043常曉玲 電器控制系統(tǒng)與可編程控制器M .北京：機(jī)械工業(yè)出版社，20074李敬梅 電力拖動(dòng)控制線路與技能訓(xùn)練M. 北京：中國勞動(dòng)社會保障出版社，20075吳 麗 電氣控制與 PLC 實(shí)用教程M. 河南：黃河水利出版社，20056高欽

42、和 可編程控制器應(yīng)用技術(shù)與設(shè)計(jì)實(shí)例M. 北京：北京人民郵電出版社，20047馮 如 電氣繪圖規(guī)范手冊M. 北京：人民郵電出版社，20078高明遠(yuǎn) Protel dxp 基礎(chǔ)與應(yīng)用M. 北京：科學(xué)出版社，2007 9李道霖 電氣控制與 PLC 原理及應(yīng)用M. 北京：電子工業(yè)出版社，200710王兆晶 維修電工（中級）M. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，200911翟彩萍 plc 應(yīng)用技術(shù)（三菱）M. 北京：中國勞動(dòng)社會保障出版社，200912王俊峰 精講電氣工程制圖與識圖M. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，200813李良洪 電工手冊M 北京：電子工業(yè)出版社，2012附附 錄錄附錄一附錄一 PLCPLC 編程常

43、用指令編程常用指令分 類助記符英 文指 令 用 途梯 形 圖LDLoad在左母線或副母線上加載常開觸點(diǎn)ANDAnd在電路右方串聯(lián)常開觸點(diǎn)常開觸點(diǎn)連接指令OROr向上方電路并聯(lián)常開觸點(diǎn)xxIInverse連接常閉觸點(diǎn)xxxPPulse連接上升沿瞬間通斷的邊沿觸點(diǎn)派 生連接指令xxxFFall連接下降沿瞬間通斷的邊沿觸點(diǎn)ANBAnd block在電路右方串聯(lián)觸點(diǎn)塊觸點(diǎn)塊連 接指 令ORBOr block向上方電路并聯(lián)觸點(diǎn)塊驅(qū)動(dòng)指令OUTOutput由觸點(diǎn)的邏輯運(yùn)算結(jié)果驅(qū)動(dòng)線圈交替驅(qū)動(dòng)ALTALTeration邊沿觸點(diǎn)控制該指令使繼電器交替吸放SETSetup使繼電器置位吸合并保持置位與復(fù)位指令RS

44、TReset使置位吸合的繼電器釋放復(fù)位區(qū)間復(fù)位ZRST使指定區(qū)間內(nèi)的多個(gè)繼電釋放復(fù)位STLSetup line加載置位的步進(jìn)接點(diǎn)，形成副母線步進(jìn)控制指令RETReset撤銷副母線，恢復(fù)到左母線MOVMovability將元件中的 BIN 碼(二進(jìn)制數(shù)據(jù))傳送到若干組其他元件(每組 4 個(gè))傳送和轉(zhuǎn)換指令BCDBinary Code Decimal將元件中的 BIN 碼轉(zhuǎn)換成 BCD 碼傳送到若干組其他元件(每組 4 個(gè))注：1. 派生連接指令的 xx 系指連接指令的兩位助記符簡寫；xxx 系指連接指令的兩位或者三位助記符全寫。2. 基本指令語句格式： 。如 OUT T1 K50，意為驅(qū)動(dòng) 5s

45、 計(jì)時(shí)器T1。3. 功能指令語句格式： 。如 BCD C1 K1Y0，意為將 C1 中的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成 BCD 碼，傳送到以 Y0 為首的 1 組 4 個(gè)元件中。4. 傳送和轉(zhuǎn)換指令的功能很多，在此沒有一一列舉。致致 謝謝本文的完成首先應(yīng)該感謝指導(dǎo)老師 XXX！本設(shè)計(jì)說明書在選題、寫作、修改、完成等各個(gè)時(shí)期都得到指導(dǎo)老師的悉心輔導(dǎo)和幫助。而且也感受到了集體給我的關(guān)懷，在此謹(jǐn)對各位表示衷心的感謝。在這次論文中，我感到指導(dǎo)老師的辛苦，自從做畢業(yè)設(shè)計(jì)以來老師每天都忙碌著，我相信這次經(jīng)歷在我的人生中將會受益匪淺，自己的理論學(xué)習(xí)和實(shí)際聯(lián)系得更加緊密。端正了自己的工作作風(fēng)和學(xué)習(xí)態(tài)度，以及工作中的持之以恒的精神

46、。其它參考文獻(xiàn)1.沖壓工藝與模具設(shè)計(jì).陸茵.武漢理工大學(xué)出版社.2012.2.冷沖模設(shè)計(jì)資料與指導(dǎo).楊關(guān)全.大連理工大學(xué)出版社.2012.3.機(jī)械制圖.劉家平.武漢理工大學(xué)出版社.2011.4.楊占堯.沖壓模具圖冊.高等教育出版社 1998.5.侯維芝、楊金風(fēng).模具制造工藝與工裝.高等教育出版社 1997.6.張鼎承.冷沖模的設(shè)計(jì)與制造.上?？萍汲霭嫔?1995.7.王芳.冷沖壓模具設(shè)計(jì)指導(dǎo).機(jī)械工業(yè)出版社 1982.8.孫鳳勤.模具制造工藝與設(shè)備.機(jī)械工業(yè)出版社 1983.9.黃健求.模具制造.機(jī)械工業(yè)出版社 2001.10.李德群.現(xiàn)代模具設(shè)計(jì)方法.機(jī)械工業(yè)出版社 200411.陳萬林.實(shí)用模具技術(shù).機(jī)械工業(yè)出版社 2000.12.模具實(shí)用技術(shù)從書編委會.沖模設(shè)計(jì)與應(yīng)用實(shí)例.1986.