基于PLC的电动机控制系统设计 毕业论文设计.doc

成人高等学历教育成人高等学历教育 毕业设计说明书毕业设计说明书 基于基于 PLCPLC 的电动机控制系统设计的电动机控制系统设计 办学单位：办学单位： 华南理工大学华南理工大学 班班 级：级： 2011 级电气专升本级电气专升本 A 班班 学学 生：生： 指导教师：指导教师： 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 可编程控制器是以微处理器为核心，综合了计算机技术、自动控制技术和通讯技 术发展而来的一种新型工业控制装置。它具有结构简单、编程方便、可靠性高等优点，已 广泛用于工业过程和位置的自动控制中。据统计，可编程控制器是工业自动化装置中应用 最多的一种设备。专家认为，可编程控制器将成为今后工业控制的主要手段和重要的基础 设备之一，PLC、机器人、CAD/CAM 将成为工业生产的三大支柱。由于 PLC 具有对使用环 境适应性强的特性，同时其内部定时器资源十分丰富，可使用于工作环境较恶劣的顶管地 下工作。 在信息化、现代化的今天，所有的生产都进入了电子控制阶段，PLC 的控制的掌握不 再是高等人才的使用，随着社会对这一类人才的需求的增加，越来越多的人了解和掌握对 PLC 的使用。本次设计主要通过 PLC 的编程控制实现对三相异步电动机的正反转以及顺序 控制电动机的转速控制，通过这几项控制来达到 PLC 对电机的智能控制的体现。 关键词：关键词：可编程控制；PLC；电动机；正反转 Abstract PLC 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 high 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 industrial 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 work environment is bad work underground pipe jacking. In today's 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 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 control; PLC;motor; positive inversion I 目目 录录 中中 文文 摘摘 要要I I ABSTRACTABSTRACTI I 1 1绪论绪论 1 1 1.1 本文研究的目的和意义1 1.2 PLC 电路控制的发展现状3 1.3 本文主要研究内容3 2 2三相异步电动机的基本介绍三相异步电动机的基本介绍 4 4 2.1 三相异步电动机的基本结构 .4 2.1.1 定子 .4 2.1.2 转子 .4 2.2 三相异步电动机的工作原理 .4 2.3 三相异步电动机可逆运行控制电路 .5 3 3PLCPLC 基础基础8 8 3.1 PLC 的产生8 3.2 PLC 的定义8 3.2 PLC 的基本结构8 4 4基于基于 PLCPLC 的电动机控制系统的电动机控制系统 1111 4.1 PLC 对三相异步电机的正反转控制.11 4.1.1 正反转继电器控制图 11 4.1.2 I/O 接线图.11 4.1.3 梯形图 12 4.1.4 指令表 12 4.1.5 PLC 控制的工作过程的分析.12 4.2 两台电动机顺序起动联锁控制 12 4.2.1 顺序启动继电器控制图 13 4.2.2 I/O 接线图.13 4.2.3 梯形图 14 4.2.4 指令表 14 4.2.4 PLC 控制的工作过程的分析.14 4.3 PLC 控制三相异步电动机的优点.15 结结 论论1616 参考文献参考文献1717 附附 录录1818 致致 谢谢2020 1 1 1 绪论绪论 1.11.1 本文研究的目的和意义本文研究的目的和意义 本文主要研究三相异步电动机采用 PLC 进行系统控制。三相异步电动机的应用非常 广泛，具有机构简单，效率高，控制方便，运行可靠，易于维修成本低的有点，几乎涵盖 了工农业生产和人类生活的各个领域，在这些应用领域中，三相异步电动机运行的环境不 同，所以造成其故障的发生也很频繁，所以要正确合理的利用它。要合理的控制它。 长期以来，PLC 始终处于工业自动化控制领域的主战场，为各种各样的自动化设备 提供了非常可靠的控制应用，它能够为自动化控制应用提供安全可靠和比较完善的解决方 案，适合于当前工业，企业对自动化的需要。PLC 在三相异步电机控制中的应用与传统的 继电器控制相比，具有编程简单、使用方便、控制速度快、可靠性高、灵活性强等优点， 使得 PLC 成为现代工业自动化的支柱，随着 PLC 成本的降低和应用日益广泛，三相异步 电动机的常规控制应用 PLC 技术越来越成现实。 （1）编程简单，使用方便 梯形图是使用得最多的可编程序控制器的编程语言，其符号与继电器电路原理图相 似。有继电器电路基础的电气技术人员只要很短的时间就可以熟悉梯形图语言，并用来编 制用户程序，梯形图语言形象直观，易学易懂， 。 （2）控制灵活，程序可变，具有很好的柔性 可编程序控制器产品采用模块化形式，配备有品种齐全的各种硬件装置供用户选用， 用户能灵活方便地进行系统配置，组成不同功能、不同规模的系统。可编程序控制器用软 件功能取代了继电器控制系统中大量的中间继电器、时间继电器、计数器等器件，硬件配 置确定后，可以通过修改用户程序，不用改变硬件，方便快速地适应工艺条件的变化，具 有很好的柔性。 （3）功能强，扩充方便，性能价格比高 可编程序控制器内有成百上千个可供用户使用的编程元件，有很强的逻辑判断、数 据处理、PID 调节和数据通信功能，可以实现非常复杂的控制功能。如果元件不够，只要 加上需要的扩展单元即可，扩充非常方便。与相同功能的继电器系统相比，具有很高的性 能价格比。 （4）控制系统设计及施工的工作量少，维修方便 可编程序控制器的配线与其它控制系统的配线比较少得多，故可以省下大量的配线， 减少大量的安装接线时间，开关柜体积缩小，节省大量的费用。可编程序控制器有较强的 带负载能力、可以直接驱动一般的电磁阀和交流接触器。一般可用接线端子连接外部接线。 可编程序控制器的故障率很低，且有完善的自诊断和显示功能，便于迅速地排除故障。 （5）可靠性高，抗干扰能力强 可编程序控制器是为现场工作设计的，采取了一系列硬件和软件抗干扰措施，硬件 2 措施如屏蔽、滤波、电源调整与保护、隔离、后备电池等，例如，西门子公司 S7-200 系 列 PLC 内部 EEPROM 中，储存用户原程序和预设值在一个较长时间段（190 小时） ，所有 中间数据可以通过一个超级电容器保持，如果选配电池模块，可以确保停电后中间数据能 保存 200 天。软件措施如故障检测、信息保护和恢复、警戒时钟，加强对程序的检测和校 验。从而提高了系统抗干扰能力，平均无故障时间达到数万小时以上，可以直接用于有强 烈干扰的工业生产现场，可编程序控制器已被广大用户公认为最可靠的工业控制设备之一。 （6）体积小、重量轻、能耗低，是“机电一体化”特有的产品。 目前，可编程序控制器已经广泛地应用在各个工业部门。随着其性能价格比的不断 提高，应用范围还在不断扩大，主要有以下几个方面： （1） 逻辑控制 可编程序控制器具有“与” 、 “或” 、 “非”等逻辑运算的能力，可以实现逻辑运算， 用触点和电路的串、并联，代替继电器进行组合逻辑控制，定时控制与顺序逻辑控制。数 字量逻辑控制可以用于单台设备，也可以用于自动生产线，其应用领域最为普及，包括微 电子、家电行业也有广泛的应用。 （2） 运动控制 可编程序控制器使用专用的运动控制模块，或灵活运用指令，使运动控制与顺序控 制功能有机地结合在一起。随着变频器、电动机起动器的普遍使用，可编程序控制器可以 与变频器结合，运动控制功能更为强大，并广泛地用于各种机械，如金属切削机床、装配 机械、机器人、电梯等场合。 （3） 过程控制 可编程序控制器可以接收温度、压力、流量等连续变化的模拟量，通过模拟量 I/0 模 块，实现模拟量(Analog)和数字量(Digital)之间的 A/D 转换和 D/A 转换，并对被控模拟量 实行闭环 PID（比例-积分-微分）控制。现代的大中型可编程序控制器一般都有 PID 闭环 控制功能，此功能已经广泛地应用于工业生产、加热炉、锅炉等设备，以及轻工、化工、 机械、冶金、电力、建材等行业。 （4） 数据处理 可编程序控制器具有数学运算、数据传送、转换、排序和查表、位操作等功能，可 以完成数据的采集、分析和处理。这些数据可以是运算的中间参考值，也可以通过通信功 能传送到别的智能装置，或者将它们保存、打印。数据处理一般用于大型控制系统，如无 人柔性制造系统，也可以用于过程控制系统，如造纸、冶金、食品工业中的一些大型控制 系统。 （5） 构建网络控制 可编程序控制器的通信包括主机与远程 I/0 之间的通信、多台可编程序控制器之间的 通信、可编程序控制器和其他智能控制设备(如计算机、变频器)之间的通信。可编程序控 3 制器与其他智能控制设备一起，可以组成“集中管理、分散控制”的分布式控制系统。 当然，并非所有的可编程序控制器都具有上述功能，用户应根据系统的需要选择可 编程序控制器，这样既能完成控制任务，又可节省资金。 1.21.2 PLCPLC 电路控制的发展现状电路控制的发展现状 在欧美等国家，软 PLC 已开始投入工业使用，而且市场份额每年都在增加，根据 ARC 的调查和估计，1997 年全球的软 PLC 市场有 3 千 6 百万美元，到 2000 年软 PLC 的市场 达到了 1 亿 4 千 5 百万美元，2001 年差不多又增长了一倍。目前，欧美等西方国家都把 软 PLC 作为一个重点投资对象进行研究开发。工业领域已经开始使用软 PLC 产品，而且 软 PLC 的市场需求量也在不断的增长。 我国可编程控制器的引进、应用、研制、生产是伴随着改革开放开始的。最初是在引 进设备中大量使用了可编程控制器。接下来在各种企业的生产设备及产品中不断扩大了 PLC 的应用。PLC 是一种专为工业环境下应用而设计的数字运算操作系统。它采用可编程 序的存储器存储执行逻辑运算、顺序控制、定时计数 及算术运算等操作指令，通过数字 量、模拟量输入与输出，控制机械运动和生产过程。 1.31.3 本文主要研究内容本文主要研究内容 本文主要研究三相异步电动机的控制是采用 PLC 的编程语言-梯形图,梯形语言是在 可编程控制器中的应用最广的语言，因为它在继电器的基础上加进了许多功能，使用灵活 的指令，使逻辑关系清晰直观，编程容易，可读性强，所实现的功能也大大超过传统的继 电器控制电路，可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，它是专为在恶劣工业环境 下应用而设计，它采用可编程序的存储器，用来在内部存储执行逻辑运算，顺序控制，定 时，计数和算术等操作的指令，并采用数字式，模拟式的输入和输出，控制各种的机械或 生产过程。 4 2 2 三相异步电动机的基本介绍三相异步电动机的基本介绍 2.12.1 三相异步电动机的基本结构三相异步电动机的基本结构 三相异步电动机由定子和旋转的转子两个重要部分组成，定子和转子之间由气隙分开。 图 2-1 为三相异步电动机结构示意图。 (a) 外形图； (b) 内部结构图 图 2-1 三相异步电动机结构示意图 2.1.12.1.1 定子定子 定子主要由定子铁心、定子绕组、机座三部分组成。机座的主要作用是用来支撑电机 各部件，因此应有足够的机械强度和刚度，通常用铸铁制成。为了减少涡流和磁滞损耗， 定子铁心用 0.5 mm 厚涂有绝缘漆的硅钢片叠成，铁心内圆周上有许多均匀分布的槽，槽 内嵌放定子绕组，如图 2-2 所示。 图 2-2 三相异步电动机的定子 2.1.22.1.2 转子转子 转子由转子铁心、转子绕组、转轴和风扇等组成。转子铁心也用 0.5 mm 厚硅钢片冲成 转子冲片叠成圆柱形，压装在转轴上。其外围表面冲有凹槽，用以安放转子绕组。按转子 绕组形式不同，可分为绕线式和鼠笼式两种。 2.22.2 三相异步电动机的工作原理三相异步电动机的工作原理 图 2-3 为三相异步电动机工作原理示意图。图中用一对磁极来进行分析。当向三相定 子绕组中通过入对称的三相交流电时，就产生了一个以同步转速 n1 沿定子和转子内圆空 5 间作顺时针方向旋转的旋转磁场。由于旋转磁场以 n1 转速旋转，转子导体开始时是静止 的，故转子导体将切割定子旋转磁场而产生感应电动势。由于转子导体两端被短路环短接， 在感应电动势的作用下，转子导体中将产生与感应电动势方向基本一致的感生电流。转子 的载流导体在定子磁场中受到电磁力的作用。电磁力对转子轴产生电磁转矩，驱动转子沿 着旋转磁场方向旋转 F F n1 图 2-3 三相异步电动机工作原理图 2.32.3 三相异步电动机可逆运行控制电路三相异步电动机可逆运行控制电路 图 2-4 电动机可逆运行控制电路 线路分析如下： 1）正向启动： （1）合上空气开关 QS 接通三相电源 （2）按下正向启动按钮 SB3，KM1 通电吸合并自锁，主触头闭合接通电动机，电动 机这时的相序是 L1、L2、L3，即正向运行。 2）反向启动： 6 （1）合上空气开关 QS 接通三相电源 （2）按下反向启动按钮 SB2，KM2 通电吸合并通过辅助触点自锁，常开主触头闭合 换接了电动机三相的电源相序，这时电动机的相序是 L3、L2、L1，即反向运行。 （3）互锁环节：具有禁止功能在线路中起安全保护作用。 3）接触器互锁： KM1 线圈回路串入 KM2 的常闭辅助触点，KM2 线圈回路串入 KM1 的常闭触点。当 正转接触器 KM1 线圈通电动作后，KM1 的辅助常闭触点断开了 KM2 线圈回路，若使 KM1 得电吸合，必须先使 KM2 断电释放，其辅助常闭触头复位，这就防止了 KM1、KM2 同时吸合造成相间短路，这一线路环节称为互锁环节。 4）按钮互锁： 在电路中采用了控制按钮操作的正反传控制电路，按钮 SB2、SB3 都具有一对常开触 点，一对常闭触点，这两个触点分别与 KM1、KM2 线圈回路连接。例如按钮 SB2 的常开 触点与接触器 KM2 线圈串联，而常闭触点与接触器 KM1 线圈回路串联。按钮 SB3 的常 开触点与接触器 KM1 线圈串联，而常闭触点压 KM2 线圈回路串联。这样当按下 SB2 时 只能有接触器 KM2 的线圈可以通电而 KM1 断电，按下 SB3 时只能有接触器 KM1 的线圈 可以通电而 KM2 断电，如果同时按下 SB2 和 SB3 则两只接触器线圈都不能通电。这样就 起到了互锁的作用。 5）电动机的过载保护由热继电器 FR 完成。 图 2-5 电动机可逆运行控制电路的调试 7 （1）检查主回路路的接线是否正确，为了保证两个接触器动作时能够可靠调换电动机 的相序，接线时应使接触器的上口接线保持一致，在接触器的下口调相。 （2）检查接线无误后，通电试验，通电试验时为防止意外，应先将电动机的接线断开。 6）故障现象预处理： （1）不启动；原因之一，检查控制保险 FU 是否断路，热继电器 FR 接点是否用错或 接触不良，SB1 按钮的常闭接点是否不良。原因之二按纽互锁的接线有误。 （2）起动时接触器“叭哒”就不吸了；这是因为接触器的常闭接点互锁接线有错，将 互锁接点接成了自己锁自己了，起动时常闭接点是通的接触器线圈的电吸合，接触器吸合 后常闭接点又断开，接触器线圈又断电释放，释放常闭接点又接通接触器又吸合，接点又 断开，所以会出现“叭哒”接触器不吸合的现象。 （3）不能够自锁一抬手接触器就断开，这是因为自锁接点接线有误。 8 3 3 PLCPLC 基础基础 3.13.1 PLCPLC 的产生的产生 1969 年，美国数字设备公司（DEC）研制出了世界上第一台可编程序控制器，并应用 于通用汽车公司的生产线上。当时叫可编程逻辑控制器 PLC（Programmable Logic Controller） ，目的是用来取代继电器，以执行逻辑判断、计时、计数等顺序控制功能。紧 接着，美国 MODICON 公司也开发出同名的控制器，1971 年，日本从美国引进了这项新 技术，很快研制成了日本第一台可编程控制器。1973 年，西欧国家也研制出他们的第一 台可编程控制器。 随着半导体技术，尤其是微处理器和微型计算机技术的发展，到 70 年代中期以后，特 别是进入 80 年代以来，PLC 已广泛地使用 16 位甚至 32 位微处理器作为中央处理器，输 入输出模块和外围电路也都采用了中、大规模甚至超大规模的集成电路，使 PLC 在概念、 设计、性能价格比以及应用方面都有了新的突破。这时的 PLC 已不仅仅是逻辑判断功能， 还同时具有数据处理、PID 调节和数据通信功能，称之为可编程序控制器（Programmable Controller）更为合适，简称为 PC，但为了与个人计算机（Persona1 Computer）的简称 PC 相区别，一般仍将它简称为 PLC（Programmable Logic Controller） 。 3.23.2 PLCPLC 的定义的定义 “可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它 采用了可编程序的存储器，用来在其内部存储和执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和 算术运算等操作命令，并通过数字式和模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产 过程。可编程控制器及其有关外围设备，都按易于与工业系统联成一个整体、易于扩充其 功能的原则设计。 ” 可编程序控制器是应用面最广、功能强大、使用方便的通用工业控制装置，自研制成 功开始使用以来，它已经成为了当代工业自动化的主要支柱之一。 3.23.2 PLCPLC 的基本结构的基本结构 可编程序控制器简称为 PLC（Programmable Logic Controller）主要由 CPU 模块、输 入模块、输出模块和编程器组成。 （如下图 3-1 所示） 9 输 入 模 块 CPU 模 块 输 出 模 块 可编程控制器 编程器 接触器 电磁阀 电 源 指示灯限位开关 电 源 选择开关 按 钮 图 3-1 PLC 控制系统示意图 可编程序控制器实际上是一种工业控制计算机，它的硬件结构与一般微机控制系统相 似，甚至与之无异。可编程序控制器主要由 CPU（中央处理单元）存储器（RAM 和 EPROM）输入/输出模块（简称 I/O 模块）编程器和电源五大部分组成。 1）CPU 模块 CPU 模块又叫中央处理单元或控制器，它主要由微机处理器（CPU）和存储器组成。 CPU 的作用类似于人类的大脑和心脏。它采用扫描方式工作，每一次扫描要完成以下工作： （1）输入处理：将现场的开关量输入信号和数据分别读入输入映像寄存器和数据寄 存器。 （2）程序执行：逐条读入和解释用户程序，产生相应的控制信号去控制有关的电路， 完成数据的存取、传送和处理工作，并根据运算结果更新各有关寄存器的内容。 （3）输出处理：将输出映像寄存器的内容送给输出模块，去控制外部负载。 2）I/O 模块 I/O 模块是系统的眼、耳、手、脚，是联系外部现场和 CPU 模块的桥梁。输入模块用 来接收和采集输入信号。输入信号有两类：一类是从按钮、选择开关、数字开关、限位开 关、接收开关、关电开关、压力继电器等来的开关量输入信号；另一类是由电位器、热电 偶、测速发电机、各种变送器提供的连续变化的模拟量输入信号。 可编程序控制器通过输出模块控制接触器、电磁阀、电磁铁、调节阀、调速装置等执 行器，可编程序控制器控制的另一类外部负载是指示灯、数字显示装置和报警装置等。 CPU 模块的工作电压一般是 5V，而可编程序控制器的输入/输出信号电压一般较高， 如直流 24V 和交流 220V。从外部引入的尖蜂电压和干扰噪声可能损坏 CPU 模块中的元器 件，或使可编程序控制器不能正常工作，所以 CPU 模块不能直接与外部输入/输出装置相 连。I/O 模块除了传递信号外，还有电平转换与噪声隔离的作用。 3）编程器 编程器除了用来输入和编辑程序外，还可以用来监视可编程序控制器运行时梯形图中 各种编程元件的工作状态。 编程器可以永久地连续在可编程序控制器上，将它取下来后可编程序控制器也可以运 10 行。一般只在程序输入、调试阶段和检修时使用，一台编程器可供多台可编程序控制器公 用。 4）开关量 I/O 模块 开关量模块的输入输出信号仅有接通和断开两种状态。电压等级有直流 5V，12V，24V，48V 和交流 110V，220V 等。输入输出电压的允许范围很宽，如某交流 220V 输入模块的允许低电压为 070V，高电压为 70256V，频率为 4763HZ。 各 I/O 点的通/断状态用发光二极管或其它元件显示在面板上，外部 I/O 接线一般接在 模块的接线端子上，某些模块使用可拆除的插座型端子板，在不拆去端子的外部连线的情 况下，可以迅速地更换模。开关量 I/O 模块可能 4，8，16，32，64 点。 图 3-2 直流输入电路 11 4 4 基于基于 PLCPLC 的电动机控制系统的电动机控制系统 4.14.1 PLCPLC 对三相异步电机的正反转控制对三相异步电机的正反转控制 在生产过程中,往往要求电动机能够实现正反两个方向的转动,如起重机吊钩的上升与 下降,机床工作台的前进与后退等等。由电动机原理可知，只要把电动机的三相电源进线 中的任意两相对调，就可改变电动机的转向。因此正反转控制电路实质上是两个方向相反 的单相运行电路，为了避免误动作引起电源相间短路，必须在这两个相反方向的单向运行 电路中加设必要的互锁。按照电动机可逆运行操作顺序的不同，就有了“正-停-反”和 “正-反-停”两种控制电路 4.1.14.1.1 正反转继电器控制图正反转继电器控制图 Q KM1KM2 FU M SB1 SB2 KM1 SB3 KM2KM1 KM1KM2 KM2 L1L3L2 FU 图 4-1 正反转继电器控制图 4.1.24.1.2 I/OI/O 接线图接线图 SB1 SB2 SB3 COM X1 X2 X3 COM KM2 220V KM1 图 4-2 I/O 接线图 12 4.1.34.1.3 梯形图梯形图 END Y2 X3X1 Y2 Y1 X1X2 Y1 Y2 Y1 图 3-3 梯形图 4.1.44.1.4 指令表指令表 表 4-1 指令程序 地址 指令 数据 00 LD X1 01 O R Y1 02 AND-NOT X1 03 AND-NOT Y2 04 OUT Y1 05 L D X3 06 O R Y2 07 AND-NOT X1 08 AND-NOT Y1 09 OUT Y2 10 END 4.1.54.1.5 PLCPLC 控制的工作过程的分析控制的工作过程的分析 按下 SB2，输入继电器 X2 动合触点闭合，输出继电器 Y1 线圈接通并自锁，接触器 KM1 主触点，动合辅助触点闭合，电动机 M 通电正转。 按下 SB1，输入继电器 X1 动断触点断开，输出继电器 Y1 线圈失电，KM1 主触点， 动合辅助触点断开，电动机 M 断电停止正转 按下 SB3，输入继电器 X3 动合触点闭合,Y2 线圈接通并自锁,KM2 主触点,动合辅助 触点闭合,电动机 M 通电反转 4.24.2 两台电动机顺序起动联锁控制两台电动机顺序起动联锁控制 13 在装有多台电动机的生产机械上，有时必须按一定的顺序起动电动机，才能满足工作 的需要。例如某个设备要求:“必需首先起动甲电动机，然后才能起动乙电动机，当甲电动 机停止后，乙电动机自动停止”。这种要求可采用下面的控制线路来实现。 4.2.14.2.1 顺序启动继电器控制图顺序启动继电器控制图 Q KM1KM2 FU M1 SB2 SB1 KM1 SB3 KM2KM1 KM1 KM2 L1L3L2 FU SB4 M2 图 3-4 顺序启动继电器控制图 4.2.24.2.2 I/OI/O 接线图接线图 SB1 SB2 SB3 SB4 COM X1 X2 X3 X4COM KM1 KM2 220V 图 3-5 I/O 接线图 14 4.2.34.2.3 梯形图梯形图 Y1 X1X2 Y1 Y2 X4X3 Y2 END Y1 图 3-6 梯形图 4.2.44.2.4 指令表指令表 表 4-2 指令程序 地址 指令 数据 00 LD X1 01 OR Y1 02 AND-NOT X2 03 OUT Y1 04 LD X3 05 OR Y2 06 AND Y1 07 AND-NOT X4 08 OUT Y1 09 END 4.2.44.2.4 PLCPLC 控制的工作过程的分析控制的工作过程的分析 按下 M1 的起动按钮 SB1,输入继电器 X1 动合触点闭合,输出继电器 Y1 线圈接通并自 锁,接触器 KM1 得电吸合,电动机 M1 起动运转;同时连接在 Y2 线圈驱动电路的 Y1 动合触 点闭合,为起动电动机 M2 作准备。可见,只有电动机 M1 先起动,电动机 M2 才能起动。这 时如果按下 M2 的起动按钮 SB3, 输入继电器 X3 动合触点闭合,Y2 线圈接通并自锁,接触 器 KM2 得电吸合,电动机 M2 起动运转。按下 M1 的停止按钮 SB2，X2 动断触点断开，使 Y1 线圈失电，并且由于连接在 Y2 线圈驱动电路的 Y1 动合触点的断开，使得 Y2 线圈同 时失电，两台电动机都停止运行。若只按下 M2 停止，按钮 SB4 时，X4 动断触点断开； 使得 Y2 线圈失电，M2 停止运行，而 M1 仍运行。 15 4.34.3 PLCPLC 控制三相异步电动机的优点控制三相异步电动机的优点 本文设计就对三相异步电动机的正反转控制，顺序起动等系统进行了设计，还有其它 的像制动和调速控制在这里我就没有设计，其实主电路都是一样的，就控制电路有一点小 差异，使用 PLC 控制三相异步电动机有很多好处的：不易老化，设备简单，结构合理， 便于控制价格便宜等。 plc 的通用性 可靠性 检修快速性 安全性是非常强大的，所以用其控制是非常方便的， 值得一提的是他的价格可能会高一些，但是绝对是物超所值。 16 结结 论论 本次论文我研究了用 plc 简单地控制三相异步电动机，我感觉这样的设计使系统很稳 定，在工厂或者农业生产中都有很大的作用，达到了研究的目的。通过概述使大家充分了 解了该控制系统的原理和功能。摘要部分概要介绍了其可靠性和实用性，第一章 绪论部 分介绍了电动机控制方面的背景、本文设计的目的、意义及主要内容等；第二章 三相异 步电动机基础 介绍了三相异步电动机的基本结构、工作原理等；第三章 PLC 基础、工作 原理、应用分类等。第四章 三相异步电动机的 PLC 控制 从系统原理的角度得出系统分 为模拟和数字两部分；第五部分进行了总结。 通过本次电路的设计，我对三相异步电动机的 PLC 控制系统原理有了进一步的了解， 在三相异步电动机的 PLC 控制分析中对 PLC 产生了浓厚的兴趣，提高了理论结合实际的 能力，由于本人水平有限，时间紧促，对其中的原理和实际操作方法不是很熟悉。以后还 得更加努力的研究，论文中有不对或者欠缺的地方请老师斧正。 17 参考文献参考文献 1黄中玉. PLC 应用技术M. 北京：人民邮电出版社，2009 2胡伟轩 电工技术M. 湖北：华中科技大学出版社，2004 3常晓玲 电器控制系统与可编程控制器M .北京：机械工业出版社，2007 4李敬梅 电力拖动控制线路与技能训练M. 北京：中国劳动社会保障出版社，2007 5吴 丽 电气控制与 PLC 实用教程M. 河南：黄河水利出版社，2005 6高钦和 可编程控制器应用技术与设计实例M. 北京：北京人民邮电出版社，2004 7冯 如 电气绘图规范手册M. 北京：人民邮电出版社，2007 8高明远 Protel dxp 基础与应用M. 北京：科学出版社，2007 9李道霖 电气控制与 PLC 原理及应用M. 北京：电子工业出版社，2007 10王兆晶 维修电工（中级）M. 北京：机械工业出版社，2009 11翟彩萍 plc 应用技术（三菱）M. 北京：中国劳动社会保障出版社，2009 12王俊峰 精讲电气工程制图与识图M. 北京：机械工业出版社，2008 13李良洪 电工手册M 北京：电子工业出版社，2012 18 附附 录录 附录一附录一 PLCPLC 编程常用指令编程常用指令 分 类助记符英 文指 令 用 途梯 形 图 LDLoad在左母线或副母线上加载常开触点 ANDAnd在电路右方串联常开触点 常开触点连 接指令 OROr向上方电路并联常开触点 xxIInverse连接常闭触点 xxxPPulse连接上升沿瞬间通断的边沿触点 派 生 连接指令 xxxFFall连接下降沿瞬间通断的边沿触点 ANBAnd block在电路右方串联触点块 触点块 连 接 指 令 ORBOr block向上方电路并联触点块 驱动指令OUTOutput由触点的逻辑运算结果驱动线圈 交替驱动ALTALTeration边沿触点控制该指令使继电器交替吸放 SETSetup使继电器置位吸合并保持 置位与 复位指令 RSTReset使置位吸合的继电器释放复位 区间复位ZRST使指定区间内的多个继电释放复位 STLSetup line加载置位的步进接点，形成副母线 步进控制指 令 RETReset撤销副母线，恢复到左母线 MOVMovability 将元件中的 BIN 码(二进制数据)传送到若 干组其他元件(每组 4 个) 传送和 转换指令 BCD Binary Code Decimal 将元件中的 BIN 码转换成 BCD 码传送到 若干组其他元件(每组 4 个) 19 注：1. 派生连接指令的 xx 系指连接指令的两位助记符简写；xxx 系指连接指令的两位或者三位 助记符全写。2. 基本指令语句格式： 。如 OUT T1 K50，意为驱动 5s 计时器 T1。3. 功能指令语句格式： 。如 BCD C1 K1Y0，意为将 C1 中的数据 转换成 BCD 码，传送到以 Y0 为首的 1 组 4 个元件中。4. 传送和转换指令的功能很多，在此没有一一 列举。 20 致致 谢谢 本文的完成首先应该感谢指导老师 XXX！本设计说明书在选题、写作、修改、完成 等各个时期都得到指导老师的悉心辅导和帮助。而且也感受到了集体给我的关怀，在此谨 对各位表示衷心的感谢。 在这次论文中，我感到指导老师的辛苦，自从做毕业设计以来老师每天都忙碌着，我 相信这次经历在我的人生中将会受益匪浅，自己的理论学习和实际联系得更加紧密。端正 了自己的工作作风和学习态度，以及工作中的持之以恒的精神。