【正文】 個方向相反的單相運行電路，為了避免誤動作引起電源相間短路，必須在這兩個相反方向的單向運行電路中加設(shè)必要的互鎖。這種要求可采用下面的控制線路來實現(xiàn)。這時如果按下M2的起動按鈕SB3,0002動合觸點閉合,0501線圈接通并自鎖,接觸器KM2得電吸合,電動機M2起動運轉(zhuǎn)。我們知道，在相電源與相之間是相差120度的，三相異步電動機定子中的三個繞組在空間方位上也相差120度，這樣，當(dāng)在定子繞組中通入三相電源時，定子繞組就會產(chǎn)生一個旋轉(zhuǎn)磁場。通過概述使大家充分了解了該控制系統(tǒng)的原理和功能。文中有不足之處懇請各位老師加以指導(dǎo)。也更加端正了自己的工作作風(fēng)和學(xué)習(xí)態(tài)度，以及工作中的持之以恒的精神。關(guān) 鍵 詞PLC。我研究的這個系統(tǒng)的控制是采用PLC的編程語言梯形圖,梯形語言是在可編程控制器中的應(yīng)用最廣的語言，因為它在繼電器的基礎(chǔ)上加進了許多功能，使用靈活的指令，使邏輯關(guān)系清晰直觀，編程容易，可讀性強，所實現(xiàn)的功能也大大超過傳統(tǒng)的繼電器控制電路，可編程控制器是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，它是專為在惡劣工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計，它采用可編程序的存儲器，用來在內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算，順序控制，定時，計數(shù)和算術(shù)等操作的指令，并采用數(shù)字式，模擬式的輸入和輸出，控制各種的機械或生產(chǎn)過程。特別是超大規(guī)模集成電路的迅速發(fā)展以及信息，網(wǎng)絡(luò)時代的到來，擴展了PLC的功能，使它具有很強的聯(lián)網(wǎng)通訊能力，從而更廣泛的運用于眾多行業(yè)。機座的主要作用是用來支撐電機各部件，因此應(yīng)有足夠的機械強度和剛度，通常用鑄鐵制成。其外圍表面沖有凹槽，用以安放轉(zhuǎn)子繞組。當(dāng)向三相定子繞組中通過入對稱的三相交流電時，就產(chǎn)生了一個以同步轉(zhuǎn)速n1沿定子和轉(zhuǎn)子內(nèi)圓空間作順時針方向旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)磁場。電磁力對轉(zhuǎn)子軸產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動轉(zhuǎn)子沿著旋轉(zhuǎn)磁場方向旋轉(zhuǎn)圖13 三相異步電動機工作原理圖 三相異步電動機的工作過程 三相異步電動機的起動三相異步電動機接通電源，使電機的轉(zhuǎn)子從靜止狀態(tài)到轉(zhuǎn)子以一定速度穩(wěn)定運行的過程稱為電動機的起動過程。只要電網(wǎng)容量允許，應(yīng)盡量采用直接起動。這說明降壓起動適用于起動轉(zhuǎn)矩要求不高的場合，如果電機必須采用降壓起動，則應(yīng)輕載或空載起動。山東勞動職業(yè)技術(shù)學(xué)院圖14 Y△降壓起動控制線路圖14是一個Y△降壓起動控制線路，起動時，電源開關(guān)QS閉合，控制電路先使得KM2閉合，電機星形起動，定子繞組由于采用了星形結(jié)構(gòu)，其每相繞阻上承受的電壓比正常接法時下降了。以上分析表明，這種起動方法確實使電動機的起動電流減小了，但起動轉(zhuǎn)矩也下降了，因此，這種起動方法是以犧牲起動轉(zhuǎn)矩來減小起動電流的，只適用于允許輕載或空載起動的場合。機械制動一般利用電磁抱閘的方法來實現(xiàn)；電氣制動一般有能耗制動、反接制動和回饋發(fā)電制動三種方法。又根據(jù)左手定則可以判斷，電動機的轉(zhuǎn)子將受到一個與其運動方向相反的電磁力的作用，由于該力矩與運動方向相反，稱為制動力矩，該力矩使得電動機很快停轉(zhuǎn)。顯然反接制動比能耗制動所用的時間要短。當(dāng)轉(zhuǎn)速接近零時，應(yīng)切斷反接電源，否則，電動機會反方向起動。 回饋發(fā)電制動是指電動機轉(zhuǎn)向不變的情況下，由于某種原因，使得電動機的轉(zhuǎn)速大于同步轉(zhuǎn)速，比如在起重機械下放重物、電動機車下坡時，都會出現(xiàn)這種情況，這時重物拖動轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)速大于同步轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)子相對于旋轉(zhuǎn)磁場改變運動方向，轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動勢及轉(zhuǎn)子電流也反向，于是轉(zhuǎn)子受到制動力矩，使得重物勻速下降。 PLC與繼電器控制的區(qū)別 繼電器的控制是采用硬件接線實現(xiàn)的，是利用繼電器機械觸點的串聯(lián)或并聯(lián)極延時繼電器的滯后動作等組合形成控制邏輯，只能完成既定的邏輯控制。 繼電器控制系統(tǒng)是靠時間繼電器的滯后動作實現(xiàn)延時控制，而時間繼電器定時精度不高，受環(huán)境影響大，調(diào)整時間困難。在整個運行期間，PLC的CPU以一定的掃描速度重復(fù)執(zhí)行上述三個階段。因此，如果輸入是脈沖信號，則該脈沖信號的寬度必須大于一個掃描周期，才能保證在任何情況下，該輸入均能被讀入。在程序執(zhí)行的過程中如果使用立即I/O指令則可以直接存取I/O點。這時，才是PLC的真正輸出。 在工業(yè)生產(chǎn)過程當(dāng)中，有許多連續(xù)變化的量，如溫度、壓力、流量、液位和速度等都是模擬量。從控制機構(gòu)配置來說，早期直接用于開關(guān)量I/O模塊連接位置傳感器和執(zhí)行機構(gòu)，現(xiàn)在一般使用專用的運動控制模塊。作為工業(yè)控制計算機，PLC能編制各種各樣的控制算法程序，完成閉環(huán)控制。過程控制在冶金、化工、熱處理、鍋爐控制等場合有非常廣泛的應(yīng)用。 PLC通信含PLC間的通信及PLC與其它智能設(shè)備間的通信。由電動機原理可知，只要把電動機的三相電源進線中的任意兩相對調(diào)，就可改變電動機的轉(zhuǎn)向。例如某個設(shè)備要求:“必需首先起動甲電動機，然后才能起動乙電動機，當(dāng)甲電動機停止后，乙電動機自動停止”。可見,只有電動機M1先起動,電動機M2才能起動。山東勞動職業(yè)技術(shù)學(xué)院 三相異步電動機使用PLC控制優(yōu)點本文設(shè)計就對三相異步電動機的正反轉(zhuǎn)控制，順序起動等系統(tǒng)進行了設(shè)計，還有其它的像制動和調(diào)速控制在這里我就沒有設(shè)計，其實主電路都是一樣的，就控制電路有一點小差異，使用PLC控制三相異步電動機有很多好處的：不易老化，設(shè)備簡單，結(jié)構(gòu)合理，便于控制價格便宜等。摘要部分概要介紹了其可靠性和實用性，第一章 緒論部分介紹了電動機控制方面的背景、本文設(shè)計的目的、意義及主要內(nèi)容等；第二章 三相異步電動機基礎(chǔ) 介紹了三相異步電動機的基本結(jié)構(gòu)、工作原理、幾個工作過程的分析等；第三章 PLC基礎(chǔ)PLC的定義、與繼電器控制的區(qū)別、工作原理、應(yīng)用分類等。致謝隨著論文的結(jié)束我的大學(xué)生活也即將結(jié)束了。另外，我在論文寫作期間，同學(xué)也給了我很多的幫助，在此我也向他們表達我真誠的謝意。關(guān) 鍵 詞:PLC。在生產(chǎn)過程中,科學(xué)研究和其它產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域中,電氣控制技術(shù)應(yīng)用十分廣泛,在機械設(shè)備的控制中,電氣控制也比其它的控制方法使用的更為普遍。由于PLC綜合了計算機和自動化技術(shù)，所以它發(fā)展日新月異，大大超過其出現(xiàn)時的技術(shù)水平，它不但可以很容易的完成邏輯，順序，定時，計數(shù)，數(shù)字運算，數(shù)據(jù)處理等功能，而且可以通過輸入輸出接口建立與各類生產(chǎn)機械數(shù)字量和模擬量的聯(lián)系，從而實現(xiàn)生產(chǎn)過程的自動化控制。(a)外形圖；(b)內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 圖11 三相異步電動機結(jié)構(gòu)示意圖 定子定子由定子鐵心、定子繞組、機座和端蓋等組成。 mm厚硅鋼片沖成轉(zhuǎn)子沖片疊成圓柱形，壓裝在轉(zhuǎn)軸上。為簡單起見，圖中用一對磁極來進行分析。電磁力對轉(zhuǎn)子的作用稱為電磁轉(zhuǎn)矩。 直接。江蘇畜牧獸醫(yī)職業(yè)技術(shù)學(xué)院論文（設(shè)計） 三相異步電動機的幾個工作過程的分析 三相異步電動機的起動三相異步電動機接通電源，使電機的轉(zhuǎn)子從靜止狀態(tài)到轉(zhuǎn)子以一定速度穩(wěn)定運行的過程稱為電動機的起動過程。由于轉(zhuǎn)子本身為一閉合電路，所以在轉(zhuǎn)子繞組中將產(chǎn)生感應(yīng)電流，稱為轉(zhuǎn)子電流，電流方向與電動勢的方向一致，即上面流出，下面流進。按轉(zhuǎn)子繞組形式不同，可分為繞線式和鼠籠式兩種。為了減少渦流和磁滯損耗， mm厚涂有絕緣漆的硅鋼片疊成，鐵心內(nèi)圓周上有許多均勻分布的槽，槽內(nèi)嵌放定子繞組，如圖12所 江蘇畜牧獸醫(yī)職業(yè)技術(shù)學(xué)院論文（設(shè)計）示。江蘇畜牧獸醫(yī)職業(yè)技術(shù)學(xué)院論文（設(shè)計） 三相異步電動機的基本結(jié)構(gòu)三相異步電動機由靜止的定子和旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子兩個重要部分組成，定子和轉(zhuǎn)子之間由氣隙分開。長期以來，PLC始終處于工業(yè)自動化控制領(lǐng)域的主戰(zhàn)場，為各種各樣的自動化設(shè)備提供了非?？煽康目刂茟?yīng)用，它能夠為自動化控制應(yīng)用提供安全可靠和比較完善的解決方案，適合于當(dāng)前工業(yè)，企業(yè)對自動化的需要。繞組。長期以來，PLC始終處于自動化領(lǐng)域的主戰(zhàn)場，為各種各樣的自動化控制設(shè)備提供了非?？煽康目刂茟?yīng)用，它能夠為自動化控制應(yīng)用提供安全可靠和比較完善的解決方案，適合于當(dāng)前工業(yè)企業(yè)對自動化的需要。在這次論文中，我感到指導(dǎo)老師的辛苦，自從做畢業(yè)設(shè)計以來老師每天都忙碌著，我相信這次經(jīng)歷在我的人生中將會受益匪淺，自己的理論學(xué)習(xí)和實際聯(lián)系得更加緊密。通過本次電路的設(shè)計，我對三相異步電動機的PLC控制系統(tǒng)原理有了進一步的了解，在三相異步電動機的PLC控制分析中對PLC產(chǎn)生了濃厚的興趣，提高了理論結(jié)合實際的能力，由于本人水平有限，時間緊促，對其中的原理和實際操作方法不是很熟悉。結(jié)論本次論文我研究了用plc簡單地控制三相異步電動機，我感覺這樣的設(shè)計使系統(tǒng)很穩(wěn)定，在工廠或者農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中都有很大的作用，達到了研究的目的。按下M1的停止按鈕SB2，0001動斷觸點斷開，使0500線圈失電，并且由于連接在0501線圈驅(qū)動電路的0500動合觸點的斷開，使得0501線圈同時失電，兩臺電動機都停止運行。圖34 順序啟動繼電器控制圖山東勞動職業(yè)技術(shù)學(xué)院圖35 I/O接線圖圖36 梯形圖指令程序地址 指令 數(shù)據(jù)0000 LD 0000 0001 OR 0500 0002 ANDNOT 0001 0003 OUT 0500 0004 LD 0002 0005 OR 0501 0006 AND 0500 0007 ANDNOT 0003 0008 OUT 0501 0009 END(01)PLC控制的工作過程的分析：按下M1的起動按鈕SB1,輸入繼電器0000動合觸點閉合,輸出繼電器0500線圈接通并自鎖,接觸器KM1得電吸合,電動機M1起動運轉(zhuǎn)。按照電動機可逆運行操作順序的不同，就有了“正停反”和“正反?！眱煞N控制電路山東勞動職業(yè)技術(shù)學(xué)院圖31正反轉(zhuǎn)繼電器控制圖圖32 I/O接線圖圖33 梯形圖指令程序地址 指令 數(shù)據(jù) 0000 LD 0001 0001 OR 0500 0002 ANDNOT 0000 0003 ANDNOT 0501 0004 OUT 0500 0005 LD 0002山東勞動職業(yè)技術(shù)學(xué)院 0006 OR 0501 0007 ANDNOT 0000 0008 ANDNOT 0500 0009 OUT 0501 0010 END(01)PLC控制的工作過程的分析：按下SB2，輸入繼電器0001動合觸點閉合，輸出繼電器0500線圈接通并自鎖，接觸器KM1主觸點，動合輔助觸點閉合，電動機M通電正轉(zhuǎn)。新近生產(chǎn)的PLC都具有通信接口，通信非常方便。這些數(shù)據(jù)可以與存儲在存儲器中的參考值比較，完成一定的控制操作，也可以利用通信功能傳送到別的智能裝置，或?qū)⑺鼈兇蛴≈票?。大中型PLC都有PID模塊，目前許多小型PLC也具有此功能模塊。世界上各主要PLC廠家的產(chǎn)品幾乎都有運動控制功能，廣泛用于各種機械、機床、機器人、電梯等場合。PLC廠家都生產(chǎn)配套的A/D和D/A轉(zhuǎn)換模塊，使可編程控制器用于模擬量控制。這是PLC最基本、最廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，它取代傳統(tǒng)的繼電器電路，實現(xiàn)邏輯控制、順序控制，既可用于單臺設(shè)備的控制，也可用于多機群控及自動化流水線。(三)輸出刷新階段 當(dāng)掃描用戶程序結(jié)束后，PLC就進入輸出刷新階段。在掃描每一條梯形圖時，又總是先掃描梯形圖左邊的由各觸點構(gòu)成的控制線路，并按先左后右、先上后下的順序?qū)τ捎|點構(gòu)成的控制線路進行邏輯運算，然后根據(jù)邏輯運算的結(jié)果，刷新該邏輯線圈在系統(tǒng)RAM存儲區(qū)中對應(yīng)位的狀態(tài)；或者刷新該輸出線圈在I/O映象區(qū)中對應(yīng)位的狀態(tài)；或者確定是否要執(zhí)行該梯形圖所規(guī)定的特殊功能指令。輸入采樣結(jié)束后，轉(zhuǎn)入用戶程序執(zhí)行和輸出刷新階段。 PLC的工作原理當(dāng)PLC投入運行后，其工作過程一般分為三個階段，即輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新三個階段。 繼電器控制邏輯是依靠觸點的機械動作實現(xiàn)控制，工作頻率低，毫秒級，機械觸點有抖動現(xiàn)象。山東勞動職業(yè)技術(shù)學(xué)院 2 PLC基礎(chǔ) PLC的定義可編程邏輯控制器，一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計的。為限制電流，一般在制動回路中串入大電阻。需要制動時，接通KM2，從圖可以看出，電動機的定子繞組接逆序電源V—U—W，該電源產(chǎn)生一個反向的旋轉(zhuǎn)磁場，由于慣性，電動機仍然順時針旋轉(zhuǎn)，這時轉(zhuǎn)子感應(yīng)電流的方向按右手螺旋法則可以判斷，再根據(jù)左手定則判斷轉(zhuǎn)子的受力F。這種制動方法的特點是制動平穩(wěn)，沖擊小，耗能小，但需要直流電源，且制動時間較長，一般多用于起重提升設(shè)備及機床等生產(chǎn)機械中。制動時，將QS斷開，切斷交流電源的連接，并將直流電源引入電機的V、W兩相，在電機內(nèi)部形成固定的磁場。 三相異步電動機的制動三相異步電動機脫離電源之后，由于慣性，電動機要經(jīng)過一定的時間后才會慢慢停下來, 但有山東勞動職業(yè)技術(shù)學(xué)院 些生產(chǎn)機械要求能迅速而準確地停車，那么就要求對電動機進行制動控制。定子繞組每相阻抗為|Z|，電源電壓為U1，則采用△連接直接起動時的線電流為采用Y連接降壓起動時，每相繞組的線電流為則（15）由式（15）可以看出，采用Y△降壓起動時，起動電流比直接起動時下降了1/3。(1)Y△降壓起動 這種起動方法適用于電動機正常運行時接法為三角形的三相異步電動機。 通過起動設(shè)備將電機的額定電壓降低后加到電動機的定子繞組上，以限制電機的起動電流，待電機的轉(zhuǎn)速上升到穩(wěn)定值時，再使定子繞組承受全壓，從而使電機在額定電壓下穩(wěn)定運行，這種起動方法稱為降壓起動。 直接起動又稱為全壓起動，起動時，將電機的額定電壓通過刀開關(guān)或接觸器直接接到電動機的定子繞組上進行起動。由于轉(zhuǎn)子導(dǎo)體兩端被短路環(huán)短接，在感應(yīng)電動勢的作用下，轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中將產(chǎn)生與感應(yīng)電動勢方向基本一致的感生電流。 三相異步電動機的工作原理圖13為三相異步電動機工作原理示意圖。圖12 三相異步電動機的定子山東勞動職業(yè)技術(shù)學(xué)院 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子由轉(zhuǎn)子鐵心、轉(zhuǎn)子繞組、轉(zhuǎn)軸和風(fēng)扇等組成。圖11為三相異步電動機結(jié)構(gòu)示意圖。進入20世紀80年代，由于計算機技術(shù)和微電子技術(shù)的迅猛發(fā)展，極大地推動了PLC的發(fā)展，使得PLC的功能日益增強，目前，在先進國家中，PLC已成為工業(yè)控制的標準設(shè)備，應(yīng)用面幾乎覆蓋了所有工業(yè)，企業(yè)。繼電器山東勞動職業(yè)技術(shù)學(xué)院目錄摘要.................................................................................I 緒論.............................................................