三相異步電動(dòng)機(jī)的plc控制方案設(shè)計(jì)畢業(yè)論文-文庫(kù)吧
2025-09-23 01:11 本頁(yè)面
【正文】 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(lái)越成為現(xiàn)實(shí)。三相異步電動(dòng)機(jī)根據(jù)工作要求不同，主要進(jìn)行降壓?jiǎn)?dòng)、正反轉(zhuǎn)、自動(dòng)循環(huán)、制動(dòng)、變速等不同控制，該設(shè)計(jì)要求把對(duì)電動(dòng)機(jī)的上述控制 采用 PLC 控制來(lái)實(shí)現(xiàn)，使系統(tǒng)的性能更完善， PLC 是用來(lái)取代傳統(tǒng)的繼電器控制的，與之相比， PLC 在性能上比繼電器控制邏輯優(yōu)異，特別是可靠性高、設(shè)計(jì)施工周期短、調(diào)試修改方便、而且體積小、功耗低、使用維 護(hù)方便。因此，本文研究了基于可編程控制器（ PLC）的電動(dòng)機(jī)綜合監(jiān)控和保護(hù)系統(tǒng)的方法。 作電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的三相異步電機(jī)。三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速低于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)子繞組因與磁場(chǎng)間存在著相對(duì)運(yùn)動(dòng)而感生電動(dòng)勢(shì)和電流，并與磁場(chǎng)相互作用產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，實(shí)現(xiàn)能量變換。與單相異步電動(dòng)機(jī)相比，三相異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行性能好，并可節(jié)省各種材料。按轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的不同，三相異步電動(dòng)機(jī)可分為籠式和繞線式兩種。籠式轉(zhuǎn)子的異步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠、重量輕、價(jià)格便宜，得到了廣泛的應(yīng)用，其主要缺點(diǎn)是調(diào)速困難。繞線式三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子和定子一樣也設(shè) 置了三相繞組并通過(guò)滑環(huán)、電刷與外部變阻器連接。調(diào)節(jié)變阻器電阻可以改善電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)性能和調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。 1．控制方面： 1） 控制方案設(shè)計(jì)。 根據(jù)電動(dòng)機(jī)在實(shí)際工作時(shí)的常見(jiàn)控制要求，設(shè)計(jì)出 23 套控制方案。 2） 硬件設(shè)計(jì)。 對(duì)控制系統(tǒng)所需 標(biāo)準(zhǔn)件 進(jìn)行 選型和非標(biāo)件設(shè)計(jì)。 3） 控制程序設(shè)計(jì)。 2. 技術(shù)指標(biāo)： 1） 標(biāo)準(zhǔn)件的選型 符合國(guó)標(biāo)。 2） 程序 調(diào)試正確 。 3 總體設(shè)計(jì) 系統(tǒng) 結(jié)構(gòu) 三相異步電動(dòng)機(jī)根據(jù)工作要求不同，主要進(jìn)行降壓?jiǎn)?dòng)、正反轉(zhuǎn)、自動(dòng)循環(huán)、制動(dòng)、變速等不同控制，該設(shè)計(jì)要求把對(duì)電動(dòng)機(jī)的上述控制采用 PLC 控制來(lái)實(shí)現(xiàn)，使 系統(tǒng)的性能更完善。 我們國(guó)家的標(biāo)準(zhǔn)電壓是 380V 和 220V 兩種制式，生產(chǎn)廠家也是按這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)生產(chǎn)的你們公司定做的，一定有其原因和內(nèi)行的專業(yè)技術(shù)人員指導(dǎo)的，理論上講是沒(méi)什么問(wèn)題的，可以正常使用。設(shè)計(jì)功率大，實(shí)際使用功率小點(diǎn)，電動(dòng)機(jī)起熱電流大是正常的。就像設(shè)計(jì)是十匹馬拉的車現(xiàn)在用八匹馬拉車，那每匹馬拉車的力就用的多一點(diǎn)。要想解決這個(gè)問(wèn)題的辦法是提高電壓！ 結(jié)構(gòu)原理框圖如下圖 1 所示。 圖 1 結(jié)構(gòu)原理框圖 系統(tǒng)配置 在 PLC 系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，首 先應(yīng)確定控制方案，下一步工作就是 PLC 工程設(shè)計(jì)選型。工藝流程的特點(diǎn)和應(yīng)用要求是設(shè)計(jì)選型的主要依據(jù)。 PLC 及有關(guān)設(shè)備應(yīng)是集成的、標(biāo)準(zhǔn)的，按照易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體，易于擴(kuò)充其功能的原則選型所選用 PLC 應(yīng)是在相關(guān)工業(yè)領(lǐng)域有投運(yùn)業(yè)績(jī)、成熟可靠的系統(tǒng)， PLC 的系統(tǒng)硬件、軟件配置及功能應(yīng)與裝置規(guī)模和控制要求相適應(yīng)。熟悉可編程序控制器、功能表圖及有關(guān)的編程語(yǔ)言有利于縮短編程時(shí)間，因此，工程設(shè)計(jì)選型和估算時(shí)，應(yīng)詳細(xì)分析工藝過(guò)程的特點(diǎn)、控制要求，明確控制任務(wù)和范圍確定所需的操作和動(dòng)作，然后根據(jù)控制要求，估算輸入輸出 點(diǎn)數(shù)、所需存儲(chǔ)器容量、確定PLC 的功能、外部設(shè)備特性等，最后選擇有較高性能價(jià)格比的 PLC 和設(shè)計(jì)相應(yīng)的控制系 。 選擇 PLC 機(jī)型應(yīng)考慮兩個(gè)問(wèn)題 : （ 1） PLC 的容量應(yīng)為多大？ （ 2） 選擇什么公司的 PLC 及外設(shè)。本系統(tǒng)共包括 12 路開(kāi)關(guān)量， 7 路模擬量 選擇 PLC 時(shí)，應(yīng)考慮性能價(jià)格比?？紤]經(jīng)濟(jì)性時(shí)，應(yīng)同時(shí)考慮應(yīng)用的可擴(kuò)展性、可操作性、投入產(chǎn)出比等因素，進(jìn)行比較和兼顧，最終選出較滿意的產(chǎn)品。 目前，各個(gè)廠家生產(chǎn)的 PLC 其品種、規(guī)格及功能都各不相同。由于本設(shè)計(jì)的需要我選擇了日本松下電工公司的 FP 系列 PLC，既 FP0。 FP0 是超小型 PLC，之所以選擇松下公司生產(chǎn)的 PLC，是因?yàn)槠洚a(chǎn)品特點(diǎn)有以下三個(gè)特點(diǎn)： （ 1）豐富的指令系統(tǒng)，有將近 200 條指令。 計(jì)算機(jī) PLC 可編程 控制器 轉(zhuǎn) 換 電 路 三 相 異 步電動(dòng)機(jī) 三 相 異步電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器 （ 2）有強(qiáng)大通信功能。 （ 3） CPU 處理速度快。 三 相 異步電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn) 的 PLC 控制 三相異步電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn) PLC 控制線路圖 要求當(dāng)按下正轉(zhuǎn)按鈕，電機(jī)連續(xù)正轉(zhuǎn)，此時(shí)反轉(zhuǎn)按鈕不起作用（互鎖），按下停止按鈕電機(jī)斷開(kāi)電源，按下反轉(zhuǎn)按鈕電機(jī)連續(xù)反轉(zhuǎn)，正轉(zhuǎn)不起作用。圖 2所示為三相異步電機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制原理圖。 主電路中， KM1 的三個(gè)常開(kāi)觸點(diǎn)控制電動(dòng)機(jī)的正向運(yùn)轉(zhuǎn)， KM2 三個(gè)常開(kāi)觸 電控制電動(dòng)機(jī)的反向運(yùn)轉(zhuǎn)。為節(jié)省輸入點(diǎn)數(shù)，接線圖中把熱繼電器 FR 的長(zhǎng)閉觸電串聯(lián)于輸出電路中而未作為輸入信號(hào)處理。為避免接觸器的線圈斷電后觸電由于熔焊仍然接通情況下另一個(gè)接觸器得電吸合，在輸出電路中設(shè)置了接觸起輔助常閉觸電的互鎖 三 相 異步電動(dòng)機(jī)的工作原理應(yīng)該是：當(dāng)向三 相 定子繞組中通過(guò)入對(duì)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?lè)较蛐D(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。由于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)以 n1 轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子導(dǎo)體開(kāi)始時(shí)是靜止的，故轉(zhuǎn)子導(dǎo)體將切割定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)而產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)（感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向用右手定則判定）。 輸入 輸出 SB3： X0 KM1： Y1 SB1： X1 KM2： Y2 SB2： X2 SB1 為正 SB2 為反 KM1 為正轉(zhuǎn)接觸線圈 KM2 為反轉(zhuǎn)接觸線圈 三相異步電機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制 梯型圖如圖 3 采用了兩個(gè)自保電路的組合，并像繼電器控制一樣采用了 Y0、 Y1 常閉觸電串于對(duì)方進(jìn)行電器互鎖。為了能達(dá)到正反轉(zhuǎn)的直接轉(zhuǎn)換，將各自啟動(dòng)按鈕對(duì)應(yīng)的輸入繼電器的常閉觸 電串于對(duì)方，進(jìn)行按鈕互鎖。通過(guò)啟保電路以及正反轉(zhuǎn)電路可以看出，梯型圖電路和繼電器控制中的控制電路有很大的相似性，應(yīng)為原理是一樣的，這也正是熟悉繼電器控制電路工程技術(shù)人員學(xué)習(xí)可編程控制器的原因。 圖 2 三相異步電機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制原理圖 X0Y1Y2X0X1X2Y1Y2Y1Y2E N D 圖 3 梯形圖 C O MK M 1+K M 2F U 1C O M 1X0 Y1X2C O M 2X1Y2KHM3~PE_
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