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1、-课程设计(论文)题 目名称三相异步电动机正反转掌握电路设计课 程 名 称PLC 原理及应用学生 XX 学号系 、专业电气工程系指导教师2023 年 11 月 14 日-可修编-XX 学院课程设计论文任务书年级专业学生 XX学号题目名称课程名称三相异步电动机正反转掌握电路设计PLC 原理及应用课程编号121202307设计时间设计地点2023/11/3-2023/11/14数字掌握与 PLC 试验室306一、课程设计论文目的PLC 原理及应用课程设计是电气工程及其自动化专业领域重要的实践环节之一.主要以小型有用性PLC 掌握系统的软、硬件设计为主。课程设计的目的和任务：全面娴熟把握 PLC 的
2、硬件组成以及各种指令的应用.使学生把握小型 PLC 应用系统设计的步骤.生疏和把握 PLC 开发系统的应用和软件调试过程.通过设计过程中对故障的分析、推断、检修进一步熬炼和培育学生的动手力量。二、技术参数和条件依据三相异步电动机正反转继电器掌握电路方案.试用 PLC 对三相异步电动机正反转进展掌握.要求不得篡改原掌握效果。三、任务和要求1、设计系统的 PLC 外部接线图2、系统的操作面板3、设计好挨次功能图3、系统的T 形图依据要求书写课程设计报告注： 1此表由指导教师填写.经系、教研室审批.指导教师、学生签字后生效； 2此表 1 式 3 份.学生、指导教师、教研室各 1 份。四、参考资料和现
3、有根底条件包括试验室、主要仪器设备等试验室有 EL 型 PLC 试验系统 4 套.FX2N 系列试验装置 8 台.以及相关的软件。FX2N 系列、S7 系列产品说明书；FX2N 系列试验装置试验指导书；五、进度安排2023 年 11 月 3 日-4 日：收集和课程设计有关的资料.生疏课题任务何要求2023 年 11 月 5 日-6 日：总体方案设计2023 年 11 月 7 日-8 日：外部接线图2023 年 11 月 9 日-10 日：T 形图设计2023 年 11 月 11 日-12 日：系统调试改进2023 年 11 月 13 日：整理书写设计说明书2023 年 11 月 14 日：辩论
4、六、教研室审批意见教研室主任签字：年月日七|、主管教学主任意见主管主任签字：年月日八、备注指导教师签字：学生签字：XX 学院课程设计论文评阅表学生 XX学号系电气工程系专业班级通过此次课程设计.让我了解了 PLC 梯形图、指令表、挨次功能图有了更好的了解.也让我了解了关于 PLC 设计原理。有很多设计理念来源于实际.从中找出最适合的设计方法。在学习的过程中.不是每一个问题都能自己解决.向教师请教或向同学争论是一个很好的方法. 不是有句话叫做思而不学者殆。做事要学思结合。通过本次的设计.我对三相异步电动机的PLC 掌握系统原理有了进一步的了解.在三相异步电动机的PLC 掌握分析过程中对PLC 产
5、生了深厚的兴趣.提高了科学的分析和运用力量.但对其中的原理和实际操作方法有待深入的学习和提高。学生签名：年月日题目名称三相异步电动机正反转掌握电路设计课程名称PLC 原理及应用一、学生自我总结二、指导教师评定评分工程寻常成绩论文辩论综合成绩权重304030单项成绩指导教师评语：指导教师签名：年月日注：1、本表是学生课程设计论文成绩评定的依据.装订在设计说明书或论文的“任务书页后面；2、表中的“评分工程及“权重依据各系的考核细那么和评分标准确定。-摘要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.转变电动机三相电源的相序.就能转变电动机
6、的转向。本文设计系统的掌握是承受 PLC 的编程语言梯形图,梯形语言是在可编程掌握器中的应用最广的语言.由于它在继电器的根底上加进了很多功能 .使用敏捷的指令.使规律关系清楚直观.编程简洁.可读性强.所实现的功能也大大超过传统的继电器掌握电路.可编程掌握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.它承受可编程序的存储器.用来在内部存储执行规律运算.挨次掌握.定时.计数和算术等操作的指令.并承受数字式.模拟式的输入和输出.掌握各种的机械或生产过程。关键词：三相异步电动机；PLC；可编程掌握；梯形图-.-word 资料-目录摘要.I引言11 P L C 根底的学问.21.1
7、关于PLC的定义.21.2PLC的工作原理.21.3PLC 的应用领域.31.4PLC的开展趋势.42 三相异步电动机的PLC掌握.52.1 三相异步电动机正反转掌握电路的特点.52.1.1 三相异步电动机正反转掌握电路的主掌握电路52.1.2 按钮接触器联锁的正反转掌握电路特点及应用分析52.2沟通接触器的正反转自动掌握线路工作过程.62.3PLC的选择72.4 三相异步电动机使用PLC 掌握优点 .72.5输入输出定义 .72.6输入输出接线图.8结论.10参考文献.11致谢.12引言电动机的正反转掌握大量应用于工业生产当中.而快速准确平安的掌握更能够保证生产的平安牢靠和产品的品质。PLC
8、 掌握三相异步电动机实现正反转.其运行性能更好. 且在满足上述需要的前提下还可节约各种材料。生产中很多机械设备往往要求运动部件能向正反两个方向运动。如机床工作台的前进与后退起重机的上升与下降等, 这些生产机械要求电动机能实现正反转掌握。转变通入电动机定子绕组的三相电源相序, 即把接入电动机的三相电源进线中的任意两根对调, 电动机即可反转。1 可编程序掌握器 PLC 的概况1.1 PLC 的定义早期的可编程掌握器是为了取代继电器掌握线路 .承受存储器程序指令完成挨次控制而设计的。它仅有规律运算、定时、计数等功能.承受开关量掌握.实际只能进展规律运算.所以称为可编程规律掌握器.简称 PLCProg
9、rammable Logic Controller。进入 20 世纪 80 年月后.承受了 16 位和少数 32 位微处理器构成 PLC.使得可编程规律掌握器在概念、设计、性能上都有了的突破。承受微处理器之后 .这种掌握器的功能不再局限于当时的规律运算.增加了数值运算、模拟量的处理、通信等功能.成为真正意义上的可编程掌握器Programmable Controller.简称为 PC。但是为了与个人计算机 PCPersonal puter相区分.长将可编程掌握器仍成为 PLC。随着可编程掌握器的不断开展.其定义也在不断变化。国际电工委员会IEC曾于 1982 年 11 月公布了可编程掌握器标准草
10、案第一稿 .1985 年 1 月发表了其次稿.1987 年 2 月又公布了第三稿。1987 年公布的可编程掌握器的定义如下：“可编程规律掌握器是专为在工业环境下应用而设计的一种数字运算操作的电子装置 .是带有存储器、可以编制程序的掌握器。它能够存储和执行命令 .进展规律运算、挨次掌握、定时、计数和算术运算等操作.并通过数字式和模拟式的输入、输出.掌握各种类型的机械或生产过程。可编程掌握器及其相关的外围设备 .都应按易于工业掌握系统形成一个整体、易于扩展其功能的设计。1.2 PLC 的工作原理PLC 实质上是一种专用与工业掌握的计算机.其硬件构造根本上与微型计算机相近. 在构造上分为固定式和组合
11、式模块式两种.固定式 PLC 包括 CPU 板.I/O 板.显示面板.内存块.电源等.这些元素组合成一个不行拆卸的整体。模块式 PLC 包括 CPU 模块.I/O 模块.内存模块.电源模块.底板或机架。这些模块可以依据肯定的规那么组合配置。依据可编程掌握器系统的构成原理.可编程掌握器系统由传感器.可编程掌握器和执行器组成.可编程掌握器通过循环扫描输入端口的状态 .执行用户程序来实现掌握任务. 其操作过程如上图 1 所示。PLC 输入模块的输入信号状态与传感器信号相对应.为传感器信号经过隔离和滤波后的有效信号。开关量输入电路通过识别传感器 0、1 电平.识别开关的通断。输入接口部件中心处理器单元
12、CPU 板接口部件输出驱动受控元件接收现场信号 电源部件 图 1.1PLC 操作过程CPU 在每个扫描周期的开场扫描输入模块的信号状态.并将其状态送入到输入映像存放器区域；CPU 依据用户程序中的程序指令来处理传感器信号.并将其处理的结果送到输出映像存放器。现代的 PLC 已经具备了处理模拟量的功能.但是相对于开关量的处理较简单一些。PLC 输出模块具有肯定的负载驱动力量.在额定负载以内.直接和负载相连.可以驱动相应的执行器。在 PLC 处于运行状态时.从内部处理、通信操作、程序输入、程序执行、程序输出.始终循环扫描工作。1.3 PLC的应用领域目前.PLC 在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化
13、工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、保及文化消遣等各个行业.使用状况大致可归纳为以下几类： (1)开关量的规律掌握这是 PLC 最根本、最广泛的应用领域.可用它取代传统的继电器掌握电路.实现规律掌握、挨次掌握.既可用于单台设备的掌握.又可用于多机群掌握及自动化流水线。如电梯掌握、高炉上料、注塑机、印刷机、组合机床、磨床、包装生产线、电镀流水线等。(2) 模拟量掌握在工业生产过程中.有很多连续变化的量.如温度、压力、流量、液位和速度等都是模拟量。为了使 PLC 能处理模拟信号.PLC 厂家生产有配套的 A/D、D/A转换模块.使 PLC 可用于模拟量掌握。(3) 运动掌握PLC 可以
14、用于圆周运动或直线运动的掌握。从掌握机构配置来说.早期直接用开关量 I/O 模块连接位置传感器和执行机构.现在可使用特地的运动掌握模块。广泛的运用于各种机床、机械、机器人、电器等场合。(4) 过程掌握 这是对温度、压力、流量等模拟量的闭环掌握。PLC 能编制各种掌握算法程序.完成闭环掌握。PID 掌握时一般闭环掌握系统中常用的掌握方法。PID 处理一般是运行专用的 PID 子程序。过程掌握在冶金、化工、热处理、锅炉掌握等场合有格外广泛的应用。(5) 数据处理现代 PLC 具有数学运算、数据传送、数据转换、排序、查表、位操作等功能.可以完成数据采集、分析及处理。这些数据可以与存储在存储器中的参考
15、值比较。一般用于大型系统.如无人掌握的柔性制造业。(6) 通信及联网PLC 通信包含 PLC 之间的通信以及 PLC 与其他智能设备间的通信。在工业自动化网络开展加快前提下.厂家都格外重视 PLC 的通讯功能.纷纷推出各自的网络系统.通讯格外便利。1.4 PLC的开展趋势1969 年.美国数字设备公司DEC首先研制出第一台符合要求的掌握器.即可编程规律掌握器.并在美国 GE 公司的汽车自动装配上试用获得成功。此后.这项技术快速开展.从美国、日本、欧洲普及到全世界。总的来说开展趋势如下(1) 向高速度、大容量方向开展为了提高 PLC 的处理力量.要求 PLC 具有更好的响应速度和更大的储存容量。
16、(2) 向超大型、超小型两个方向开展。以适应不同类型的自动掌握系统的需要。(3)PLC 大力开发智能模块.加强联网通信功能。为了扩大适用范围.厂家还制定了通用的通信此岸准.已构成更大的网络系统。(4)增加外部故障的检测与处理力量。外部故障的几率很大.因此.PLC 厂家致力于研制、开展用于检测外部故障的专用智能模块.进一步提高系统的牢靠性。2 三相异步电动机正反转掌握电路的特点与应用2.1 三相异步电动机正反转掌握电路的特点2.1.1 三相异步电动机正反转掌握电路的主、掌握电路(1) 主电路 如图 1 主电路接触器 KM1、KM2 分别闭合, 完成换相实现电动机正反转。KM1、KM2 不能同时闭
17、合, 否那么, 会造成主电路两相短路。电路用 FR 实现过载保护。(2) 掌握电路 掌握电路实质是由两条并联的启动支路组成, 但为了生产、平安的需要又在各支路中辅加了制约触头。图 2-1 三相异步电动机继电器接触器掌握电路2.1.2 按钮、接触器联锁的正反转掌握电路特点及应用分析(1) 接触器联锁正反转掌握电路如图 2-1, 右局部是其掌握电路, 它由两条启动支路构成, 且在对方支路中相互串联上彼此的常闭关心触头 , 使一接触器线圈得电吸合后另一个接触器因所串联的常闭关心触头断开而受到制约无法得电, 保证了 KM1, KM2 不能同时得电, 从而牢靠地防止了两相电源短路事故的发生, 电路平安、
18、牢靠。这种在一个接触器得电动作时通过其常闭关心触头使另一个接触器不能得电动作的作用称为联锁或互锁。该电路要转变电动机的转向必需先按下停顿按钮使接触器失电, 各触头断开恢复原状解除联锁, 再按下反转启动按钮, 电动机才能反转。(2) 按钮联锁正反转掌握电路如图 2-1 右图, 它将图左中的正、反转掌握按钮 SB1、SB2 换成复合按钮, 用对应的常闭触头代替接触器相应的常闭关心触头构成联锁完成正反转掌握。这样电动机转变转向时, 可直接按下反转相对于另一转向按钮即可, 而不必先按停顿按钮, 同时保证了两个接触器 KM1、KM2 线圈不会同时得电闭合。例如, KM1 吸合电动机正转时, 按下反转按钮
19、 SB2, 串联在 KM1 线圈支路中 SB2 的常闭触头先断开, 使 KM1 线圈失电, 其主触头、自锁关心触头断开, 电动机断电但仍惯性运转。SB2 按下后经过肯定的行程, 其常开触头闭合, 接通反转掌握电路, 电动机反转。(3) 按钮与接触器联锁的正反转掌握电路的应用分析接触器联锁正反转掌握电路适用于重载拖动的机床等不能或不需要由一个转向马上换为另一个转向的机械设备 , 以减小换相对设备的机械冲击力和电机绕组受到的反接电流冲击, 起到保护设备, 延长其使用寿命的作用。而按钮联锁正反转掌握电路虽操作便利, 但平安欠佳, 不行靠。例如, 当正转接触器 KM1 吸合后主触头发生熔焊或动铁芯被杂
20、物卡住等故障时, 即使线圈失电, 主触头也无法分开, 这时假设按下反转按钮, SB2, KM2 得电动作, 主触头闭合造成电源两相短路。2.2 沟通接触器的正反转自动掌握线路工作过程及分析当通电以后.按下 SB2.KM1 接通电动机开场正转.同时 KM1 常开开关闭合.实现自锁.常闭开关断开.KM1”也闭合.所以 KT1 开场计时.30 秒后.KT1 的常开开关闭合.同时KM2 吸合.KM2 常闭开关断开.KM1 停顿工作.KM1 常开开关断开.KM2 常开开关闭合. 实现自锁.电动机开场反转.KT2 开场计时.当计时到 30 秒之后.KT2 的常开闭合.KM2接通.吸合.如此反复.实现三相异
21、步电动机延时正反转的掌握.从而带动机器的正反转。到达延时停车的掌握。其操作简便、平安易于掌握。2.3 PLC 的选择PLC 高性能小型可编程掌握器.具有较高的性价比.应用广泛。它不仅具备了以往的小型 PLC 所具有的功能.而且还可连接可编程掌握终端,尽可能使安装空间最小化.并实现了具有 2 点-7 点输入输出点数的弹性构成.为了节约节点的个数.它们承受整体式和模块式相结合的叠装式构造。只有选择了符合要求的产品才能到达既牢靠又经济的要求.西门子公司 s7-200 系列的 PLC 适合本次试验的要求.因此我们选择西门子系列型号的可掌握编程器。2.4 三相异步电动机使用 PLC 掌握优点本文设计就对
22、三相异步电动机的正反转掌握 .挨次起动等系统进展了设计 .还有其它的像制动和调速掌握在这里我就没有设计 .其实主电路都是一样的 .就掌握电路有一点小差异 .使用 PLC 掌握三相异步电动机有很多好处的：不易老化 .设备简洁.构造合理 .便于掌握价格廉价等。PLC 的通用性、牢靠性、检修快速性、平安性是格外强大的 .所以用其掌握是格外便利的 .值得一提的是他的价格可能会高一些 .但是确定是物超所值。2.5 输入输出定义依据对掌握任务的分析.我们将输入输出定义如下表 2.1 所示起动按钮SB1 接于输入继电器I0.0 端.反转启动按钮SB2,接于输入继电器I0.1 端. 停顿按钮 SB3 接于输入
23、继电器 I0.2 端正转接触器接于输出继电器 Q0.0 端； 反转接触器接于输出继电器 Q0.1 端。硬件名称启动按钮表 2.1 输入输出对应表停顿按钮反转按钮正转按钮反转接触器硬件符号名称SB1SB3SB2KM1KM2对应地址I0.0I0.2I0.1Q0.0Q0.1输出端的电源为沟通 220V。2.6 输入输出接线图三相异步电动机正反转的掌握要求.本模块所用的器件有：PLC 掌握单元.正转起动按钮 SB1.反转起动按钮 SB2.停顿按钮 SB3.沟通接触器 KM1、KM2、。此外为了防止主电路短路 KM1、KM2 在硬件上互锁。 输入/输出端口接线如以下图所示(1) 梯形图程序图 2.2PL
24、C 外部接线图(2) 指令表程序图 2.3 PLC 掌握T 形图程序LDI0.0OUTQ0.0ANIQ0.0ORQ0.0LDI0.1OUTQ0.1ANII0.2ORQ0.1ANII0.1ANII0.2ANIQ0.1ANII0.0正转反转三相异步电机停顿(3) 系统操作面板(4) 系统挨次功能图M8002M0启动正转M1M2反转M3停顿结论通过做本课题.我稳固并把握了三相异步电动机的根本理论学问.较为全面地应用了掌握电路的学问.生疏了现代中小型电动机的开展 .加深了对课本学问的进一步了解 .同时也对 PLC 有了更深的把握。深入地学习和分析了三相异步电动机的正反转掌握电路. 把握了其 PLC 掌
25、握的设计方法。这次论文实训设计的完成为以后从事电控类类或其他的电子硬件产品的设计开发打下了良好的根底.树立独立从事产品研发的信念.并在这种力量上得到了较为充分的熬炼。参考文献1 孙平.可编程掌握器原理及应用M.：高等教育.2023.2 陈建明.电气掌握与 PLC 应用M.：电子工业.2023.3 廖常初.PLC 梯形图程序的设计方法与技巧M.XX:XX 大学,2023.4 廖常初.可编程序掌握器应用技术第四版M.XX: XX 大学,2023.5 田淑珍.S7-200 PLC 原理及应用M.：机械工业.2023.6 王挺有.可编程掌握器原理及应用M.:国防工业.2023.7 戴一平.可编程掌握器技术M.:机械工业.2023致谢本设计是在王跃球导师的悉心指导下完成的.导师渊博的学问.严谨的治学态度.一丝不苟的工作作风.平易近人的性格都是我学习的楷模。在论文的争论及整理期间.导师给了我很大的支持和鼓舞.才使得论文得以顺当的完成.在此谨向导师表示忠心的感谢和崇高的敬意。同时感谢试验室的教师.他们给我们供给了必要的试验器材.供给了很大的便利. 另外我还要感谢赐予我帮助和支持的同学们.感谢机电气工程系的教师为我们做课程设计供给的各方面的帮助！这段时间里.我和他们相处的是格外开心的。由于本人学问有限.缺乏之处在所难免.还请各位教师批判指正。