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PLC控制电机正反转(毕业论文).doc

PLC控制电机正反转(毕业论文)

我永远都不能成为你的小怪
2017-10-17 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《PLC控制电机正反转(毕业论文)doc》,可适用于高等教育领域

PLC控制电机正反转(毕业论文)题目:星三启动可逆运行电动机的PLC控制系统的设计院、系(站):渭南工业学校函授站学科专业:机电一体化技术学生:韦坤学号:指导老师:刘碧波年月摘要可编程控制器(PLC)是以微处理器为核心将自动控制技术、计算机技术和通信技术融为一体而发展起来的崭新的工业自动控制装置。目前PLC已基本替代了传统的继电器控制而广泛应用于工业控制的各个领域PLC已跃居工业自动化三大支柱的首位。生产机械往往要求运动部件可以实现正反两个方向的起动这就要求拖动电动机能作正、反向旋转。由电机原理可知改变电动机三相电源的相序就能改变电动机的转向。按下正转启动按钮SB电动机正转运行且KM,KMY接通。s后KMY断开KM接通即完成正转启动。按下停止按钮SB电动机停止运行。按下反转启动按钮SB电动机反转运行且KM,KMY接通。s后KMY断开KM接通即完成反转启动。目录第一章PLC概述PLC的产生PLC的定义PLC的特点及应用PLC的基本结构第二章三相异步电动机控制设计电动机可逆运行控制电路启动时就星型接法秒后转为三角形运行直到停止反之亦然三相异步电动机正反转PLC控制的梯形图、指令表三相异步电动机正反转PLC控制的工作原理指令的介绍结论致谢参考文献西安工业大学继续教育学院毕业设计(论文)第一章PLC概述PLC的产生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(ProgrammableLogicController)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。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年代中期以后特别是进入年代以来PLC已广泛地使用位甚至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(ProgrammableController)更为合适简称为PC但为了与个人计算机(PersonaComputer)的简称PC相区别一般仍将它简称为PLC(ProgrammableLogicController)。PLC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。西安工业大学继续教育学院毕业设计(论文)PLC的特点及应用)PLC特点()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。()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。()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。()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。()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S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(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西安工业大学继续教育学院毕业设计(论文)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。()体积小、重量轻、能耗低是“机电一体化”特有的产品。)PLC应用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:()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。()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。()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模块实现模拟量(Analog)和数字量(Digital)之间的AD转换和DA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。()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。西安工业大学继续教育学院毕业设计(论文)()构建网络控制可编程序控制器的通信包括主机与远程I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。PLC的基本结构可编程序控制器简称为PLC(ProgrammableLogicController)主要由CPU模块、输入模块、输出模块和编程器组成。(如下图一所示)图一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IO模块)、编程器和电源五大部分组成。)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:()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西安工业大学继续教育学院毕业设计(论文)寄存器。()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。()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。)IO模块IO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V而可编程序控制器的输入输出信号电压一般较高如直流V和交流V。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。IO模块除了传递信号外还有电平转换与噪声隔离的作用。)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。)开关量IO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VVVV和交流VV等。输入输出电压的允许范围很宽如某交流V输入模块的允许低电压为~V高电压为~V频率为~HZ。各IO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IO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IO模块可能点。西安工业大学继续教育学院毕业设计(论文)图二直流输入电路西安工业大学继续教育学院毕业设计(论文)第二章三相异步电动机控制设计为了使电动机能够正转和反转可采用两只接触器KM、KM换接电动机三相电源的相序但两个接触器不能吸合如果同时吸合将造成电源的短路事故为了防止这种事故在电路中应采取可靠的互锁上图为采用按钮和接触器双重互锁的电动机正、反两方向运行的控制电路。电动机可逆运行控制电路图三电动机可逆运行控制电路线路分析如下:()正向启动:、合上空气开关QF接通三相电源、按下正向启动按钮SBKM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L、L、L即正向运行。()反向启动:、合上空气开关QF接通三相电源西安工业大学继续教育学院毕业设计(论文)、按下反向启动按钮SBKM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L、L、L即反向运行。()互锁环节:具有禁止功能在线路中起安全保护作用。、接触器互锁:KM线圈回路串入KM的常闭辅助触点KM线圈回路串入KM的常闭触点。当正转接触器KM线圈通电动作后KM的辅助常闭触点断开了KM线圈回路若使KM得电吸合必须先使KM断电释放其辅助常闭触头复位这就防止了KM、KM同时吸合造成相间短路这一线路环节称为互锁环节。、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SB、SB都具有一对常开触点一对常闭触点这两个触点分别与KM、KM线圈回路连接。例如按钮SB的常开触点与接触器KM线圈串联而常闭触点与接触器KM线圈回路串联。按钮SB的常开触点与接触器KM线圈串联而常闭触点压KM线圈回路串联。这样当按下SB时只能有接触器KM的线圈可以通电而KM断电按下SB时只能有接触器KM的线圈可以通电而KM断电如果同时按下SB和SB则两只接触器线圈都不能通电。这样就起到了互锁的作用。()电动机的过载保护由热继电器FR完成。图四西安工业大学继续教育学院毕业设计(论文)电动机可逆运行控制电路的调试、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。、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。()故障现象预处理、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SB按钮的常闭接点是否不良。原因之二按纽互锁的接线有误。、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。、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。启动时就星型接法秒后转为三角形运行直到停止反之亦然(用PLC实现Y起动的可逆运行电动机控制电路。如图所示其控制要求如下:()按下正转按钮SB电动机以Y方式正向起动Y形联结运行s后转换为形运行。按下停止按钮SB电动机停止运行。()按下反转按钮SB电动机以Y方式反向起动Y形联结运行s后转换为形运行。按下停止按钮SB电动机停止运行。西安工业大学继续教育学院毕业设计(论文)LLLKMKMYYKHKMMY~KMY图五Y起动的可逆运行电动机控制电路试列出IO分配表、编写梯形图并上机运行调试。(用PLC实现电动机反接制动控制电路。如图六所示其工作原理如下:()按下正向起动按钮SB运行过程如下:中间继电器KA线圈得电KA常开触点闭合并自锁同时正向接触器KM得电主触点闭合电动机正向起动在刚起动时未达到速度继电器KV的动作转速常开触点KSZ未闭合中间继电器KA断电KM也处于断电状态因而电阻R串在电路中限制起动电流当转速升高后速度继电器动作常开触点KSZ未闭合KM线圈得电其主触点短接电阻R电动机起动结束。()按下停止按钮SB运行过程如下:中间继电器KA线圈失电KA常开触点断开接触器KM线圈电路电阻R再次串在电动机定子电路限制电流同时KM线圈失电切断电动机三相电源此时电动机转速仍然较高常开触点KSZ仍闭合中间继电器KA线圈也还处于得电状态在KM线圈失电的同时又使得KM线圈得电主触点将电动机电源反接电动机反接制动定子电路一直串联有电阻R以限制制动电流当转速接近零时速度继电器常开触点KSZ断开KA和KM线圈失电制动过程结束电动机停转。()按下反向起动按钮SB运行过程如下:如果正处于正向运行状态反向按钮SB同时切断KA和KM线圈然后中间继电器KA线圈得电KA常开触点闭西安工业大学继续教育学院毕业设计(论文)合并实现自锁同时正向接触器KM得电主触点闭合电动机反向起动由于原来电动机处于正向运行所以首先制动。制动结束后反向速度在未达到速度继电器KV的动作转速时常开触点KSF未闭合中间继电器KA断电KM也处于断电状态因而电阻R仍串在电路中限制起动电流当反向转速升高后速度继电器动作常开触点KSF闭合KM线圈得电其主触点短接电阻R电动机反向起动结束。反向制动过程与正向制动过程类似。LLLQSFUFRFUSBKMKMSBKAKAKAKAKAKAKAKAn>KSFSBKSZKMRSBSBKMKAKMKAKAKAn>FRKAKMKAKMM~KAKMKAKMKAKAKM图六反接制动控制电路()(用PLC实现图七所示的三相绕线感应电动机串电阻继电器接触器控制电路。试列出IO分配表、编写梯形图并上机运行调试。西安工业大学继续教育学院毕业设计(论文)FUQSLLFRLFUKMSBKMKTKTSBKMKTKMFRKMKMKMKMM~KMRKMRRKMRRRKMRKMKTKMKTKMKTKMRR(b)控制电路(a)主电路图七三相绕线感应电动机串电阻起动电路(a)主电路(b)控制电路三相异步电动机正反转PLC控制的梯形图、指令表三相异步电动机正反转PLC控制IO端口分配表输入电器输入点输出电器输出点停止按钮SBXV正转接触器KAY正转按钮SBXV反转接触器KAY反转按钮SBXV正转接触器KM热继电器触点FRXV反转接触器KM热继电器触点FRX西安工业大学继续教育学院毕业设计(论文)三相异步电动机正反转PLC控制的梯形图、指令表八三相异步电动机正反转PLC控制图三相异步电动机正反转PLC控制的工作原理图和图aIO接线图中SB为停机按钮SB为正转启动按钮SB为反转启动按钮KM为正转控制接触器KM为反转控制接触器。继电控制电路的工作分析不再赘述PLC控制的工作过程参照其IO接线图和梯形图分析如下:()正转启动过程点动SBX吸合A区X闭合Y吸合,Y输出触点闭合KM吸合电动机正转B区Y闭合自锁YC区Y分断互锁Y()停机过程点动SBX吸合A区X分断Y释放各器件复位电动机停止反转启动与停机过程请读者自行分析。图c的指令语句表是用英文助记符描述梯形图中各部件的连接关系和编程指令。常用助记符指令见表。西安工业大学继续教育学院毕业设计(论文)指令的介绍表PLC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常开触点ANDAnd在电路右方串联常开触点连接指令OROr向上方电路并联常开触点xxIInverse连接常闭触点派生xxxPPulse连接上升沿瞬间通断的边沿触点连接指令xxxFFall连接下降沿瞬间通断的边沿触点触点块ANBAndblock在电路右方串联触点块连接ORBOrblock向上方电路并联触点块指令驱动指令OUTOutput由触点的逻辑运算结果驱动线圈边沿触点控制该指令使继电器交替交替驱动ALTALTeration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STLSetupline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将元件中的BIN码(二进制数据)传MOVMovabilityRET送到若干组其他元件(每组个)传送和Binary转换指令将元件中的BIN码转换成BCD码传BCDCode送到若干组其他元件(每组个)Decimal西安工业大学继续教育学院毕业设计(论文)注: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。基本指令语句格式:<助记符><元件><参数>。如OUTTK意为驱动s计时器T。功能指令语句格式:<助记符><源元件><目标元件>。如BCDCKY意为将C中的数据转换成BCD码传送到以Y为首的组个元件中。传送和转换指令的功能很多在此没有一一列举。西安工业大学继续教育学院毕业设计(论文)结论毕业设计是专科学习阶段一次非常难得的理论与实际相结合的机会通过这次比较完整的设计出可逆运行电动机的PLC控制我摆脱了单纯的理论知识学习状态。通过实际设计相结合锻炼了我综合运用所学的专业基础知识解决实际工程问题的能力同时也提高我查阅文献资料、设计手册、设计规范以及电脑制图等其他专业能力水平。通过这次毕业设计提高了我的意志力和品质力提升了自己的忍耐力懂得了怎样缓解压力学会了独立思考、逻辑思维、提出问题、分析问题、解决问题的方法。这是我们希望看到的也正是我们进行毕业设计的目的所在。虽然毕业设计内容繁多过程繁琐但我的收获却更加丰富。通过与刘老师的沟通和交流我了解到此系统的适用条件此设备的选用标准以及各种器件适用性。我的能力也得到了提高提高是有限的但提高也是全面的正是这一次设计让我积累了无数实际经验使我的头脑更好的被知识武装了起来也必然会让我在未来的工作学习中表现出更高的应变能力更强的沟通力和理解力。最终按质按量完成本次设计。我的收获是很难用语言来描述的。非常感谢各位老师的指导与帮助。顺利如期的完成本次毕业设计给了我很大的信心让我了解专业知识的同时也对本专业的发展前景充满信心。无论PLC控制电机正反转系统怎么复杂我都采用了一些新的技术和设备。它们有着很多的优越性但也存在一定的不足这些不足在一定程度上限制了我们的创造力。今后我更会关注新技术新设备新工艺的出现并争取尽快的掌握这些先进的知识更好的为社会做出应有的贡献为祖国的四化服务。我们衷心希望我国科技界产业界和教育界通力合作把握好知识经济给我们带来的难得机遇迎接竞争全球化带来的严峻挑战为在世纪使我国数控技术和产业走向世界的前列使我国经济继续保持强劲的发展势头而共同努力奋斗~西安工业大学继续教育学院毕业设计(论文)致谢毕业设计能顺利完成是因为在设计当中我得到了许多人的帮助。我的毕业设计终于完成了。虽然中间有着不完美但却是我自己不断地查阅资料、思考和动手的结果。经过几个月的忙碌和工作本次毕业设计已经接近尾声作为一个专科生的毕业设计由于经验的匮乏难免有许多考虑不周全的地方如果没有导师的督促指导以及一起工作的同学们的支持想要完成这个设计是难以想象的。首先非常感谢我的指导老师刘碧波导师。从课题的选取、研究、到总体设计的结束。她都帮助我解决了不少困难。为了我们的毕业设计她到处给我们找资料鼓气。其次要感谢其他的每一位任课老师的指导和建议在我们本次设计中你们勤奋工作为我们克服了许多我们曾经碰到的困难来帮助我们完成此次毕业设计给了我很大的帮助。如果没有你们的帮助这次设计的完成将变得更加困难。最后要感谢我的父亲母亲。他们一直是我的坚强后盾无论何时何地都有亲切的鼓励与温暖的关心让我在任何时候都不放弃希望坚强前行~西安工业大学继续教育学院毕业设计(论文)参考文献《PLC应用技术》北京:高等教育出版社《电工技术》湖北:华中科技大学出版社《电器控制系统与可编程控制器》北京:机械工业出版社《电力拖动》年第卷第一期

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