【正文】 ............................................28 指令表 .............................................................30第 5 章 監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計 .....................................................34 TD 200 的基本功能及應(yīng)用 .............................................34 TD 200 應(yīng)用.....................................................34 TD 200 和網(wǎng)絡(luò)的連接.............................................34 TD200 在本次設(shè)計中的應(yīng)用........................................35 PLC 中 PID 運算功能的使用 ............................................36 TD200 文本顯示器的編程 ..............................................36第 6 章 電路故障檢測及電路保護 ...........................................37 PLC 控制系統(tǒng)檢測與保護 ..............................................37 故障檢測程序的設(shè)計 .............................................37 PLC 控制系統(tǒng)抗干擾措施 ..............................................38 干擾源 .........................................................38 抗干擾措施 .....................................................38 短路保護 ...........................................................40 起動器的短路保護 ...............................................40 晶閘管的短路保護 ...............................................41 軟起動器的短路保護 .............................................42 過載保護 ...........................................................42 過流保護和過壓保護 .................................................42結(jié)束語 ...................................................................44參考文獻 .................................................................45致謝 .....................................................................47基于 PLC 的多臺電機群控及監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計I基于 PLC 的多臺電機群控及監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計摘 要：由于傳統(tǒng)的電機是采用繼電器控制的方法，靠硬件連接實現(xiàn)邏輯運算，其元器件及觸點繁多，故障頻繁，不便維修，嚴重影響電機的正常工作。t allowing started simultaneously，and with both manual and automatic control method，that made the system maintenance be more convenient and Reduced the labor intensity of the workers，And improved the stability and reliability of the system. The System design mainly includes two parts, the design of hardware and software. The hardware design mainly includes the ponent selection and design of the outer circuit and control circuit. The software design content including Ladder diagram type，Instruction form，and I/O address assignment.Keywords： PLC；asynchronous motor；Starter；Humanmachine interface；基于 PLC 的多臺電機群控及監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計1第 1 章 緒論 可編程控制技術(shù)發(fā)展 自 1969 年世界上第一臺可編程控制器在美國 12 月公司誕生以來，PLC 走過了 30余年的發(fā)展歷程。 可編程邏輯控制器自從問世以來，近三十年來憑借其獨特優(yōu)勢得到了迅速發(fā)展，從最初只具備邏輯控制、定時、計收、存貯記憶、運算等功能到現(xiàn)在成為種類繁多，功能強大，性能多樣化的一項技術(shù)越來越顯示其在工業(yè)控制中的重要地位，成為20世紀對傳統(tǒng)的斷電器、接觸器控制是一場有深遠意義影響的工業(yè)革命，它(PLC)是計算機技術(shù)與繼電器、接觸器控制技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，因此，PLC與繼電器、接觸器控制系統(tǒng)，具有相同的邏輯關(guān)系，但PLC是用計算機技術(shù)實現(xiàn)的，其邏輯關(guān)系是用程序?qū)崿F(xiàn)的，而不是實際電路實現(xiàn)的，可以用各種形式編成PLC用戶程序，而梯形固和語句表是兩種最常用PLC 編程語言。簡稱PC。一般說來單板機或單片機系統(tǒng)的應(yīng)用只是為某個特定產(chǎn)品服務(wù)的，其通用性、兼容和擴展性都相當(dāng)差。微處理器特別是單片機的出現(xiàn)和通信技術(shù)的成熟，使得計算機集散控制系統(tǒng)把順序控制裝置、數(shù)據(jù)采集裝置、過程控制的模擬量儀表有機地結(jié)合在一起，形成了滿足各種不同要求的集散型控制系統(tǒng)。標準化一方面保證了產(chǎn)品的出廠質(zhì)量，另一方面也保證了各基于 PLC 的多臺電機群控及監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計4個廠家產(chǎn)品的互相兼容。這種對大型計算機特點的集合主要表現(xiàn)在以下幾個方面： ① 系統(tǒng)的高速響應(yīng)性 這里有一個概念要澄清，那就是：系統(tǒng)速度不是僅由 CPU 來決定，而且還要考慮I/0 數(shù)據(jù)的傳輸速度，當(dāng)然 CPU 的速度起著決定性的作，判斷 CPL 的速度主要是看每條指令的執(zhí)行時間。其中優(yōu)先權(quán)高的任務(wù)等級，有著較短的巡回掃描周期，而且每個任務(wù)等級可包含多個具體任務(wù)。而指令表是由匯編語言演繹過來的，比較靠近計算機硬件結(jié)構(gòu)，然而，在控制思想日趨復(fù)雜的今天，用梯形圖和指令表來表達就顯得過于復(fù)雜和繁瑣。當(dāng)今可編程控制產(chǎn)品的種類繁多加上自動化項目越來越大，致使常常在一個工程項目中出現(xiàn)不同廠家的產(chǎn)品做主從站的現(xiàn)象，這就要求每一廠家的產(chǎn)品族中，都要考慮到和其他廠家產(chǎn)品的兼容性問題。其智能化發(fā)展的特點主要體現(xiàn)在如下幾點： ① 開發(fā)環(huán)境的智能性這包括可編程控制系統(tǒng)的自診斷功能、監(jiān)控功能以及在線幫助等功能。同時冗余又可分雙冗余和多冗余的結(jié)構(gòu)。 Siemens 提出了 PCS 過程控制系統(tǒng)（Process Control System）的概念。此外，起基于 PLC 的多臺電機群控及監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計7動頻繁時，過大的起動電流使電機和線路過熱，拖動設(shè)備也易受機械沖擊；若減少起動次數(shù)，又常使電機長期空轉(zhuǎn)，能耗大。 課題發(fā)展現(xiàn)狀及前景展望近些年來，PLC 在過程工業(yè)建模與應(yīng)用已成為國內(nèi)外過程控制技術(shù)人員所關(guān)注的熱門研究課題。它采用可編程序的存貯器，用來在其內(nèi)部存貯執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作的指令，并通過數(shù)字的、模擬的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。比如西門子 S7200 功能強大，1000 多塊一個，原來是不能想象的。 異步電機降壓啟動與控制方法 星/三角轉(zhuǎn)換啟動控制控制電路圖如圖 所示。⑵ 當(dāng)電動機轉(zhuǎn)速接近額定轉(zhuǎn)速時，時間繼電器 KT 通電延時閉合觸點閉合，使KA 線圈通電并自鎖，其常閉觸點斷開 KM1 線圈供電控制電路，KM1 線圈斷電釋放，將自耦變壓器從主電路切除；KA 的另一對常閉觸點斷開，HL2 指示燈滅；KA 的常開觸點閉合，接觸器 KM2 線圈通電吸合，電源電壓全部加在電動機定子上，電動機在額定電壓下正常運轉(zhuǎn)，同時，KM2 常開觸點閉合，HL3 指示燈亮，表示電動機減壓起動結(jié)束。使用軟啟動器啟動電動機時，晶閘管的輸出電壓逐漸增加，電動機逐漸加速，直到晶閘管全導(dǎo)通，電動機工作在額定電壓的機械特性上，實現(xiàn)平滑啟動，降低啟動電流，避免啟動過流跳閘。缺點是只用于正常運行時為 Δ 接法的電動機，降壓比固定，有時不能滿足啟動要求 自耦變壓器降壓啟動的方法自耦變壓器的高壓邊投入電網(wǎng)，低壓邊接至電動機，有幾個不同電壓比的分接頭供選擇。這種降壓啟動的方法由于電阻上有熱能損耗，如用電抗器則體積、成本又較大，因此該方法很少用。軟啟動器同時還提供軟停車功能，軟停車與軟啟動過程相反，電壓逐漸降低，轉(zhuǎn)數(shù)逐漸下降到零，避免自由停車引起的轉(zhuǎn)矩沖擊。 ③ 軟啟動器具有軟啟功能。 電路的設(shè)計本次設(shè)計選用的軟啟動的方式實現(xiàn)多臺啟動，圖為一臺 ATs 一 46 軟起動器起動多臺電機的主電路圖，它主要由軟起動器、接觸器、熱繼電器等器件組成。軟起動器的產(chǎn)生則在一定程度上滿足了這種要求。凡是能做到其中的一個方面，從廣義方面看，都可以叫做軟起動。從被傳動機械方面看，要實現(xiàn)軟起動，可以有兩種方法：(1) 電動機首先輕載或無載起動，達到額定速度后，把負載逐漸加到電動機上。液力連軸器就是這種軟連接的典型例子。例如各種運輸機、無極繩絞車等。c 風(fēng)機、泵類負載：各種風(fēng)機、水泵的葉輪轉(zhuǎn)動時，工作介質(zhì)的阻力大致與轉(zhuǎn)速的平方成正比。對于ATs —46軟起動器，若電動機要求最大起動力矩，則起動電流可設(shè)定為轉(zhuǎn)子的堵轉(zhuǎn)電贏，ATS—46的電流限幅值可達到額定電流的7倍或設(shè)備額定值5倍。再按控制電路要求決定接觸器的線圈參數(shù)。斷路器種類繁多可按用途，結(jié)構(gòu)特點，級數(shù)，傳動方式等等來分類。它與接觸器不同，主要用于反應(yīng)控制信號，其觸點通常接在控制回路中。它的選型包括以下四方面：(1)可編程序控制器物理結(jié)構(gòu)的選擇根據(jù)物理結(jié)構(gòu)，可以將可編程序控制器分為整體式和模塊式，整體式每一 I/O 點基于 PLC 的多臺電機群控及監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計23的平均價格比模塊式的便宜，小型控制系統(tǒng)一般使用整體式可編程序控制器。西門子 S7200 系列的 CPU224。為每臺電機由兩個主接觸器控制。該系統(tǒng)可應(yīng)用于工礦企業(yè)共用一臺啟動器對多臺電機進行起、停控制；用西門子TD200 對其運行狀態(tài)進行監(jiān)控并測試、顯示運行參數(shù)。程序說明：，輔助觸頭 ~，輸，接通電機啟動開關(guān)KM1，啟動信號燈1HL1 亮，電機M1啟動。本次設(shè)計電氣控制系統(tǒng)采用 PLC 和軟啟動器，PLC 控制系統(tǒng)的設(shè)計關(guān)鍵為動作的準確性和系統(tǒng)的可靠性。 元件明細表基于 PLC 的多臺電機群控及監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計24表 元件明細表 控制電路的設(shè)計根據(jù)控制系統(tǒng)的要求，每臺電機只設(shè)一個“起動” 按鈕和一個 “停止”按鈕。在選擇可編程序控制器的型號時不應(yīng)盲目追求過高的性能指標，在 I/O 點數(shù)和存儲器容量方面則應(yīng)留有一定的裕量。根據(jù)上述繼電器選用原則，本次設(shè)計具體選用 LR1 D80 型熱繼電器。b 選擇斷路器 1QS 5QS： 選用 150A 斷路器，HFB150 型，15～150A 過電流脫扣器。 斷路器的選擇斷路器是一種不僅可以接通和分斷正常負載電流，電動機工作電流和過載電流，而且可以通界和分斷短路電流的開關(guān)電器。 選擇時，先根據(jù)接觸器的實際使用類別選用相應(yīng)的接觸器類型。基于 PLC 的多臺電機群控及監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計20 軟起動器的選擇及參數(shù)設(shè)值軟起動器是一種固態(tài)靜止起動器，采用晶體管來控制起動時電動機端電壓，是一種減少三相異步電動機起動沖擊電流的理想電氣裝置 般情況下，我們根據(jù)電動機的負載情況( 輕載或重載) 來選擇軟起動器。這類機械在起動時要求有較大轉(zhuǎn)矩。④ 如果需在較大負載下起動，則應(yīng)驗算電動機起動轉(zhuǎn)矩是否能滿足負載的要求。但由于二者之間是軟連接，能量傳遞是速度的函數(shù)，能量有一定損失?；蛘唠妱訖C的轉(zhuǎn)速從零到額定速度之間，按照某種函數(shù)變化。為了解決這類問題，就提出了“軟起動” 問題。交流異步電機由于其結(jié)構(gòu)簡單、價格低廉、可靠耐用，而在各行各業(yè)特別是工業(yè)領(lǐng)域是得到了廣泛的應(yīng)用。(3) 控制系統(tǒng)的可靠性應(yīng)盡量高，且應(yīng)具有較強的容錯能力，即使出現(xiàn)誤操作，也不致產(chǎn)生較嚴重的危害。① 軟啟動器起動力矩可調(diào)。上述方式在停機時均為瞬間動作，如無機械緩沖裝置會對相關(guān)設(shè)備造成損壞。缺點：設(shè)備體積大，投資較貴。所以這種降壓啟動方法，只適用于輕載或空載下啟動。 軟啟動軟啟動器采用三相反并聯(lián)晶閘管作為調(diào)壓器