【正文】 時(shí)范囤 1 5 10 110 30 330 60 660 遼寧工程技術(shù)大學(xué)課程設(shè)計(jì) 26 換熔體方便，工作安全可靠。 主接線圖的設(shè)計(jì) 1. 通用型 PLC 的硬件結(jié)構(gòu) 通用型 PLC 的硬件基本結(jié)構(gòu)如圖 41 所示，它是一種通用的可編程控制器，主要由中央處理單元 CPU、存儲(chǔ)器、輸入 /輸出（ I/O）模塊及電源組成。以上這些都是在 CPU 的控制下完成的。 PLC 配有系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器和用戶程序存儲(chǔ)器，分別用以存儲(chǔ)系統(tǒng)程序和用戶程序。 （ 3）輸入 /輸出（ I/O）模塊 I/O 模塊是 CPU 與現(xiàn)場(chǎng) I/O 設(shè)備或其他外部設(shè)備之間的連接部件。I/O 模塊還配有各種發(fā)光二極管來(lái)指示各種運(yùn)行狀態(tài)。 編程器分簡(jiǎn)易型和智能型兩種。 2. PLC 軟件系統(tǒng) PLC 的軟件系統(tǒng)是指 PLC 所使用的各種程序的集合。編譯程序用來(lái)把程序語(yǔ)言翻譯成機(jī)器語(yǔ)言。用戶程序由用戶用編程器鍵入到 PLC 內(nèi)存。 對(duì)于數(shù)控機(jī)床來(lái)說(shuō)，數(shù)控機(jī)床 PLC 中的用戶程序由機(jī)床制造廠提供，并已固化到用戶 EPROM 中，機(jī)床用戶不需進(jìn)行寫入和修改 ，只是當(dāng)機(jī)床發(fā)生故障時(shí)，根據(jù)機(jī)床廠提供的梯形 圖和電氣原理圖，來(lái)查找故障點(diǎn)，進(jìn)行維修 。 2 方 案設(shè)計(jì) (1)概述 該系統(tǒng)有 2個(gè)輸入點(diǎn)，分別為啟動(dòng)按鈕、停車按鈕， 4個(gè)輸出點(diǎn)。消弧 1秒后，接通定子回路直流電源，開始動(dòng)力制動(dòng)。正反向接觸器以及動(dòng)力制動(dòng)接觸器之間有互鎖。 4個(gè)輸出點(diǎn)，分別為啟動(dòng)、制動(dòng)閘電源、動(dòng)力制動(dòng)電源以及控制轉(zhuǎn)子電阻接通的 4個(gè)控制量。然后進(jìn)行整個(gè)控制過(guò)程的連貫運(yùn)行。當(dāng)然，所串聯(lián)的電阻超過(guò)一定數(shù)值后，最初起動(dòng)轉(zhuǎn)矩反而會(huì)減小。 參考文獻(xiàn) [1] 唐介 . 電機(jī)與拖動(dòng) [M].第二版 .北京：高等教育出版社， 2021. [2] 鄧星鐘 . 機(jī)電傳動(dòng)控制 [M].武漢：華中科技大學(xué)出版社， 2021. [3] 魏炳貴 .電力拖動(dòng)基礎(chǔ) [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2021. [4] 彭鴻才 . 電機(jī)原理及拖動(dòng) [M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 1996. [5] 王毓東 .電機(jī)學(xué) [M].杭州：浙江大學(xué)出版社， 1990. [6] 趙昌穎 ,宋世光 .電力拖動(dòng)基礎(chǔ) [M].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社， 1999. 。 轉(zhuǎn)子回路串三相對(duì)稱可變電阻起動(dòng)，這種方法既可限制起動(dòng)電流，又可增大起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，串接電阻值取得適當(dāng)，還可使起動(dòng)轉(zhuǎn)矩接近最大轉(zhuǎn)矩起動(dòng)，適當(dāng)增大串接電阻的功率，使起動(dòng)電阻兼作調(diào)速電阻，一物 兩用，適用于要求起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，并有調(diào)速要求的負(fù)載。當(dāng)所有測(cè)試均正常后，系統(tǒng)調(diào)試結(jié)束。 2 系統(tǒng)調(diào)試 當(dāng) PLC軟件程序編制結(jié)束且軟件調(diào)試成功后，進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試。 (2)I／ O地址分配表 輸入端子號(hào) 輸出端子號(hào) 地址 名稱 說(shuō)明 SB1 X000 啟動(dòng)按鈕 啟動(dòng)電動(dòng)機(jī) SB2 X001 停止按鈕 停車電動(dòng)機(jī) KM1 Y001 接觸器 第一段電阻 ,與電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串接 KM2 Y002 接觸器 第二段電阻 , 與電動(dòng) 機(jī)轉(zhuǎn)子串接 遼寧工程技術(shù)大學(xué)課程設(shè)計(jì) 29 KM3 Y003 接觸器 第三段電阻 , 與電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串接 KM4 Y000 接觸器 控制總電源 FR 熱繼電器 保護(hù)電動(dòng)機(jī)短路 3 原理圖 ⑴電氣控制圖 （ 2）外部接線圖 遼寧工程技術(shù)大學(xué)課程設(shè)計(jì) 30 PLC梯形圖 1 系統(tǒng)分析及設(shè)計(jì) 本課題是通過(guò) PLC來(lái)實(shí)現(xiàn)繞線式異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻啟動(dòng)制動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。再過(guò) 2秒，切斷動(dòng)力制動(dòng)電源和制動(dòng)閘電源。然后 3段電阻按照一定時(shí)間間隔逐級(jí)切斷，需要 3個(gè)定時(shí)器來(lái)控制。它采用可編程序的存儲(chǔ)器，用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)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)算等操作的指令，并通過(guò)數(shù)字式、模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。大中型 PLC 的用戶程序很長(zhǎng)，也比較復(fù)雜，為使用戶程序編制簡(jiǎn)單清晰，可按功能結(jié)構(gòu)或使用目的將用戶程序劃分成各個(gè)程序模塊。系統(tǒng)程序由 PLC 生產(chǎn)廠家提供，并固化在 EPROM 中，用戶不能直接存取，故也不需要用戶干預(yù)。 （ 1）系統(tǒng)程序 系統(tǒng)程序包括監(jiān)控程序、編譯程序及診斷程序等。智能型編程器即可在線編程又可離線編程，還以遠(yuǎn)離 PLC插到現(xiàn)場(chǎng)控制站的相應(yīng)接口進(jìn)行編程 。 （ 5）編程器 編程器用作用戶程序的編制、編輯、調(diào)試和監(jiān)視，還可以通過(guò)其鍵盤去調(diào)用和顯示 PLC 的一些內(nèi)部狀態(tài)和系統(tǒng)參數(shù)。 I/O 模塊要求具有抗干擾性能，并與外界絕緣因此，多數(shù)都采用光電隔離回路、消抖動(dòng)回路、多級(jí)濾波等措施。系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器的內(nèi)容不能由用戶直接存取。 （ 2）存儲(chǔ)器 存儲(chǔ)器（簡(jiǎn)稱內(nèi)存），用來(lái)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)或程序?？偩€分為電源總線、控制總線、地址總線和數(shù)據(jù)總線。 RL1 系列螺旋式熔斷器適用于交流 50Hz、額定電壓至 400V、或直 流 440V、額定電流至 200A 電路中，作電氣設(shè)備短路或過(guò)載保護(hù)之用。石英用于增強(qiáng)滅弧性能。 ： AC50Hz、 36V、 110V、 127V、 220V、 380V； DC24V、 27V、 30V、 36V、110V、 220V(其它電壓 可定制 )，動(dòng)作電壓為 85%～ 110%額定控制電源電壓； ：交流 10 萬(wàn)次，直流 6萬(wàn)次； ： ≥60 萬(wàn)次； ： AC15： 100VA； DC13： 20W； ： ≤5VA ； ： 5℃ ～ +40℃ 。圖 2 所示是一種最簡(jiǎn)單的 RC 晶體管 時(shí)間繼電器 電路圖 。 選擇熱繼電器 ITH＝ I2N（ ～ ）＝ ，選的熱繼電器 JR201606W 整定 100115130 A 的選用 晶體管 時(shí)間繼電器 是目前 時(shí)間繼電器 中發(fā)展快、品種數(shù)量較多、應(yīng)用較廣的一種。 3．熱元件整定電流選擇： 根據(jù)熱繼電器型號(hào)和熱元件額定電流，即可查出熱元件整定電流的調(diào)節(jié)范圍。 3）考慮負(fù)載因素： 遼寧工程技術(shù)大學(xué)課程設(shè)計(jì) 24 如負(fù)載性質(zhì)不允許停車、即便過(guò)載會(huì)使電動(dòng)機(jī)壽命縮短，也不應(yīng) 讓電動(dòng)機(jī)冒然脫扣，以免生產(chǎn)遭受比電動(dòng)機(jī)價(jià)格高許多倍的巨大損失。在選擇熱繼電器時(shí)是應(yīng)引起注意的。 另外，一般輕載起動(dòng)、長(zhǎng)期工作的電動(dòng)機(jī)或間斷長(zhǎng)期工作的電動(dòng) 機(jī)，宜選擇二相結(jié)構(gòu)的熱繼電器；當(dāng)電動(dòng)機(jī)的電流電壓均衡性較差、工作環(huán)境惡劣或較少有人看管時(shí)，可選用三相結(jié)構(gòu)的熱繼電器。三極式中又分為帶斷相保護(hù)和不帶斷相保護(hù)，主要應(yīng)根據(jù)被保護(hù)電動(dòng)機(jī)的定子接線情況選擇。 當(dāng)熱繼電器用以保護(hù)反復(fù)短時(shí)工作制的電動(dòng)機(jī)時(shí)，熱繼電器僅有一定范圍的適應(yīng)性。原則上應(yīng)使熱繼電器的安秒特性盡可能接近甚至重合電動(dòng)機(jī)的過(guò)載特性，或者在電動(dòng)機(jī)的過(guò)載特性之下，同時(shí)在電動(dòng)機(jī)短時(shí)過(guò)載和起動(dòng)的瞬間，熱繼電器應(yīng)不受影響 (不 動(dòng)作 )。 5176。對(duì)由于溫度變化偶爾產(chǎn)生的凝露應(yīng)采取特殊的措施。符合標(biāo)準(zhǔn) ： GB 、 IEC 6094741。 2工作原理：工作原理 : 當(dāng)線圈通電時(shí) ,靜鐵芯產(chǎn)生電磁吸力 ,將動(dòng)鐵芯吸合 ,由于觸頭系統(tǒng)是與動(dòng)鐵芯聯(lián)動(dòng)的 ,因此動(dòng)鐵芯帶動(dòng)三條動(dòng)觸片同時(shí)運(yùn)行 ,觸點(diǎn)閉合 ,從而接通電源。主觸點(diǎn)的作用是接通和分?jǐn)嘀骰芈?，控制較大的電流，而輔助觸點(diǎn)是在控制回路中，以滿足各種控制方式的要求。 試設(shè)計(jì)各級(jí)起動(dòng)電阻 按如上原理進(jìn)行計(jì)算： 1）選擇起動(dòng)轉(zhuǎn)矩 T1 TN=60PN/2π nN=(60 55 103)/(2 1435) N?M =?M TM= MTNT? = =?M T1=(～ )TM=(～ ) N?M =(～ ) N?M 取 T1=810 N?M T2=(～ )TL =(～ ) 200 N?M =220～ 240 N?M 取 T2= 求出起切轉(zhuǎn)矩比 α α=21TT =230810 = ⑦ ⑧ 遼寧工程技術(shù)大學(xué)課程設(shè)計(jì) 19 3求出起切級(jí)數(shù) m， SN=(n0nn)/n0=(15001435)/1500= m＝ ?lglg1TsTNN = ? = 取 m=3 重新計(jì)算 α ，檢驗(yàn) T2是否在規(guī)定 范圍內(nèi) α=mNNTsT1=3 ?= T2= ?1T = = 由于 T2， 所選 m和 α 合適 4求出轉(zhuǎn)子每相繞組的電阻 r2 r2=NNNIUs223 = 863 ?? = 計(jì)算各級(jí)總電阻 R0＝ r2= R1＝ αr 2=? = R2=αR 1=α 2r2=? = R3=α 2R2=α 3r2=? = Rm=αR m1=α mr2=? = 求出各級(jí)起動(dòng)電阻 Rst1= R1 r2== Rst2= R2 R1== Rst3= R3 R2== 遼寧工程技術(shù)大學(xué)課程設(shè)計(jì) 20 交流接觸器的結(jié)構(gòu)和工作原理 交 流接觸器主要有四部分組成 :(1) 電磁系統(tǒng) ,包括吸引線圈、動(dòng)鐵芯和靜鐵芯； (2)觸頭系統(tǒng) ,包括三副主觸頭和兩個(gè)常開、兩個(gè)常閉輔助觸頭 ,它和動(dòng)鐵芯是連在一起互相聯(lián)動(dòng)的； (3)滅弧裝置 ,一般容量較大的交流接觸器都設(shè)有滅弧裝置 ,以便迅速切斷電弧 ,免于燒壞主觸頭； (4)絕緣外殼及附件 ,各種彈簧、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、短路環(huán)、接線柱等。若不在范圍之內(nèi)，需加大起動(dòng)級(jí)數(shù) m，重新計(jì)算 α 和 T2，直到 T2滿足要求的值。 啟動(dòng)電阻的計(jì)算 （一） 起動(dòng)級(jí)數(shù)未定時(shí)起動(dòng)電阻的計(jì)算 選擇起動(dòng)轉(zhuǎn)矩 T1和切換轉(zhuǎn)矩 T2 一般選擇 T1=(～ )TM ① T2=(～ )TL ② 求出起切轉(zhuǎn)矩比 α α=21TT ③ 求出起切級(jí)數(shù) m， 利用機(jī)械特性，根據(jù)幾何關(guān)系推導(dǎo)起動(dòng)級(jí)數(shù) m 的計(jì)算公如下： 由特性 0 與水平虛線構(gòu)成直角三角形求出 MTT1 =000Mgnn nn?? =0Mgss MTT2 =000Mhnn nn?? =0Mhss 式中 ng和 nh是工作在 g 和 h 點(diǎn)的轉(zhuǎn)速， nM0是 TM和特性 0 交點(diǎn)上的轉(zhuǎn)速（臨界轉(zhuǎn)速）。電動(dòng)機(jī)運(yùn)行點(diǎn)從 d 平行移到機(jī)械特性曲線 1 上的 e 點(diǎn)，該點(diǎn)上的電磁轉(zhuǎn)矩 T=T1。轉(zhuǎn)子每相電路的總電阻為 R2=r2+Rst1+Rst2，這時(shí)電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性變?yōu)樘匦?2。適用于中小功率低壓電動(dòng)機(jī)。 轉(zhuǎn)子回路串接頻敏變阻器起動(dòng)：頻敏變阻器的 電阻（ 電抗 ）隨線圈中所通過(guò)的電流頻率而變。一是高壓產(chǎn)品的價(jià)格太高，是液阻軟起動(dòng)產(chǎn)品的 5～ 10 倍，二是晶閘管引起的高次諧波比較嚴(yán)重。目前在低壓 (380V)內(nèi)，晶閘管軟起動(dòng)產(chǎn)品價(jià)格已經(jīng)下降到液阻軟起動(dòng)的大約 2 倍，甚至更低。它是軟起動(dòng)中的一個(gè)重要類別。 自耦變壓器起動(dòng)適用于容量較大的低壓電動(dòng)機(jī)作減壓起動(dòng)用，應(yīng)用非常廣泛，有手動(dòng)及自動(dòng)控制線路。當(dāng)時(shí)間繼電器 KT 延時(shí)完畢閉合后， KM1 線圈斷電，使自耦變壓器線圈封星端打開；同時(shí) KM2 線圈斷電，切斷自耦變遼寧工程