【正文】 再經(jīng)輸出部件實(shí)現(xiàn)輸出控制，制表打印或數(shù)據(jù)通信等功能。用戶(hù)程序存儲(chǔ)器的容量一般代表PLC 的標(biāo)稱(chēng)容量，通常小型機(jī)小于 8KB，中型機(jī)小于 64KB，大型機(jī)在 64KB 以上。 PLC I/O 模塊的接口電路結(jié)構(gòu)框圖如圖 22 所示。 PLC 的電源部件有很好的穩(wěn)壓措施，因此對(duì)外部電源的穩(wěn)定性要求不高，一般允許外部電源電壓的額定值在 +10% ~ 15%的范圍內(nèi)波動(dòng)。微型計(jì)算機(jī)運(yùn)行程序時(shí)，一旦執(zhí)行到 END 指令，程序運(yùn)行結(jié)束；而 PLC 從 0000 號(hào)存儲(chǔ)地址所存放的第一條用戶(hù)程序開(kāi)始，在無(wú)中斷或跳轉(zhuǎn)的情況下，按存儲(chǔ)地址號(hào)遞增的方向順序逐條執(zhí)行用戶(hù)程序，直到 END 指令結(jié)束，然后再?gòu)念^開(kāi)始執(zhí)行，并周而復(fù)始地重復(fù)，直到停機(jī)或從運(yùn)行（ RUN）切換到停止（ STOP）工作狀態(tài)。 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 14 上 電 初始 化區(qū) 分 故 障 類(lèi) 型 ， 設(shè)置 故 障 標(biāo) 志 ， 給 出顯 示自 診 斷有 故 障 否通 信YNNY與 外 設(shè) 通 信輸 入 采 樣執(zhí) 行 用 戶(hù) 程 序輸 出 刷 新 圖 23 PLC 的工作過(guò)程 的工作過(guò)程 PLC 通電后，在系統(tǒng)程序的監(jiān)控下，周而復(fù)始的按一定的順序?qū)ο到y(tǒng)內(nèi)部的各種任務(wù)進(jìn)行查詢(xún)、判斷和執(zhí)行，這個(gè)過(guò)程實(shí)質(zhì)上是按順序循環(huán)掃描的過(guò)程。 PLC 與外部設(shè)備連接時(shí)，在每個(gè)掃描周期內(nèi)要與外部設(shè)備交換信息。執(zhí)行用戶(hù)程序時(shí)，是以掃描的方式按順序逐句掃描處理的，掃描一條執(zhí)行一條，并把運(yùn)算結(jié)果存入輸入映像區(qū)對(duì)應(yīng)位中。 PLC 對(duì)用戶(hù)程序進(jìn)行循環(huán)掃描的工作方式，每個(gè)掃描周期可分為三個(gè)階段：輸入采樣刷新階段、用戶(hù)程序執(zhí)行階段和輸出刷新階段。遇到程序跳轉(zhuǎn)指令，根據(jù)跳轉(zhuǎn)條件是否滿(mǎn)足來(lái)決定程序的跳轉(zhuǎn)地址。三相交流異步電動(dòng)機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠、價(jià)格便宜、過(guò)載能力強(qiáng)及使用、安裝、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn) ,被廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。故可得出以下結(jié)論：當(dāng)向三相繞組通入對(duì)稱(chēng)的三相交流電時(shí)，可在繞組空間內(nèi)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。 當(dāng) 2t??? 時(shí)， Ai 為最大值，即 Ai 由首端 U1 流入，末端 U2 流出； Bi 為負(fù)值，即 Bi 由末端 V2 流入，首端 V1 流出； Ci 為負(fù)值，即 Ci 由首端 W2 流入，末端 W1 流出。 由圖 31 可見(jiàn)，三相交流電的變化次序（相序）為 A 相達(dá)到最大值→ B 相達(dá)到最大值→ C 相達(dá)到最大值→ A 相??。 三相異步電動(dòng)機(jī)的 轉(zhuǎn)差率 三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速 n 和定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速 1n 間的關(guān)系如下。 （ 1）電動(dòng)機(jī)靜止或在啟動(dòng)的瞬間， 0n? ， 1s? 。機(jī)械特性曲線的 BC 段，因電動(dòng)機(jī)工作在該區(qū)段時(shí)其電磁轉(zhuǎn)矩不能自動(dòng)適應(yīng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩的變化，故為不 穩(wěn)定區(qū)。 （ 2） 采用接觸器點(diǎn)動(dòng)控制：采用接觸器點(diǎn)控制電路，可控制容量稍大或者啟動(dòng)頻繁的電動(dòng)機(jī)，并且實(shí)現(xiàn)“一 點(diǎn)就動(dòng)，松開(kāi)不動(dòng)”的功能。 U 1U 2V 2W 1W 2U 1U 2 W 2V 2V 1U 1U 2W 2 V 2V 1U 1U 2W 2 V 2V 1W 1W 1W 1V 1 圖 33 左邊為星形接法，右邊為三角 （ 3） 自耦變壓器 降壓?jiǎn)?dòng) 自耦降壓?jiǎn)?dòng)是在啟動(dòng)時(shí)將電源電壓加在自耦變壓器的原邊繞組上，電動(dòng)機(jī)的定子繞組與自耦變壓器的 副邊繞組連接，當(dāng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速達(dá)到一定值時(shí)，將自耦變壓器切除，電動(dòng)機(jī)直接與電源相接，在正常電壓下運(yùn)行。常用的機(jī)械制動(dòng)裝置有 電磁抱閘 和 電磁離合器 兩種。 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 22 三相異步電動(dòng)機(jī) 變頻調(diào)速 和變頻器 控制 根據(jù)三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)差率 s 表達(dá)式為 11??nns n （ 33） 可知交流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速公式為 160 (1 )??fnsp （ 34） 式中 n —— 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 ，單位 r/min； p —— 電動(dòng)機(jī)極對(duì)數(shù)； 1f —— 電源頻率，單位為 Hz； s —— 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)差率。 （ 2） 能耗制動(dòng) 控制 能耗制動(dòng)控制電路是當(dāng)電動(dòng)機(jī)停車(chē)后，立即在電動(dòng)機(jī)定子繞組中通入兩相直流電源，使之產(chǎn)生一個(gè)恒定的靜止磁場(chǎng)，由運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)子切割該磁場(chǎng)后，在轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電流。 三相異步電動(dòng)機(jī) 制動(dòng)控制 三相電動(dòng)機(jī)在切斷電源后，由于 慣性 作用不會(huì)馬上停止轉(zhuǎn)動(dòng) ，總要經(jīng)過(guò)一段時(shí)間才能完全停止。 （ 2） 星形三角形降壓?jiǎn)?dòng) 星形三角形降壓?jiǎn)?dòng)是指電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，把定子繞組接成星形，以降低啟動(dòng)電壓，限制啟動(dòng)電流；待電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后，再把定子繞組改接成三角形，使電動(dòng)機(jī)從現(xiàn)在起運(yùn)行。降壓?jiǎn)?dòng)就是將電源電壓適當(dāng)降低后，再加到電動(dòng)機(jī)的定子繞組上進(jìn)行啟動(dòng)，待電機(jī)啟動(dòng)結(jié)束或?qū)⒁Y(jié)束時(shí)，再使電動(dòng)機(jī)的電壓恢復(fù)到額定值。 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 19 由轉(zhuǎn)差率，可得到 三相交流異步電動(dòng)機(jī) 的 機(jī)械特性 。因此轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速在一般情況下不可能等于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速，即轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速兩者的步伐不可能一致，異步電動(dòng)機(jī)由此而得名。只要任意調(diào)換電動(dòng)機(jī)的兩相繞組所接的交流電源的相序，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)即反轉(zhuǎn)。 同理可畫(huà)出 t??? 、 32t??? 、 2t??? 時(shí)的合成磁場(chǎng)，分別如圖 31（ f） ～（ h）安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 17 所示，可看出磁場(chǎng)的方向逐步按順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)，共轉(zhuǎn)過(guò) 360176。電流流入端用“”表示，流出端用“ ? ”表示。鼠籠式轉(zhuǎn)子是在轉(zhuǎn)子鐵心槽里插入銅條，再將全部銅條兩端焊在兩個(gè)銅端環(huán)上而組成 ； 線繞式轉(zhuǎn)子繞組與定子繞組一樣，由 線圈 組成繞組放入轉(zhuǎn)子鐵心槽里。程序執(zhí)行完畢后，將輸出映像寄存器，即器件映像寄存器中的 Y 寄存器的狀態(tài)，在輸出處理階段轉(zhuǎn)存到輸出鎖存器，通過(guò)隔離電路，驅(qū)動(dòng)功率放大電路，使輸出端子向外界輸出控制信號(hào)，驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載。接著進(jìn)入程序執(zhí)行階段。 PLC 周而復(fù)始的循環(huán)掃描，執(zhí)行 上述整個(gè)過(guò)程，直至停機(jī)。當(dāng) 在線編程、在線修改、在線運(yùn)行監(jiān)控時(shí)，也要求 PLC 與編程器進(jìn)行信息交換。在每個(gè)掃描周期都要進(jìn)入自診斷階段，對(duì)電源、 PLC 內(nèi)部電路、用戶(hù)程序的語(yǔ) 法進(jìn)行檢查，定期復(fù)位監(jiān)控定時(shí)器等，以確保系統(tǒng)可靠運(yùn)行。運(yùn)行狀態(tài)是執(zhí)行應(yīng)用程序，停止?fàn)顟B(tài)一般用于程序的編制與修改。編程器分智能型與非智能型，非智能型的是手持編程器，用于狀態(tài)監(jiān)測(cè)；智能型編程器是一臺(tái)運(yùn)行編程軟件的計(jì)算機(jī)，通過(guò)通信適配器與 PLC 通信完成編程器的功能。這些信號(hào)可以是數(shù)字量、模擬量、直流信號(hào)、交流信號(hào)等，使用時(shí)要根據(jù)輸入信號(hào)的類(lèi)型選擇合適的輸入模塊。當(dāng)正常電源關(guān)斷后，由備用電池為其供電，保護(hù)其存儲(chǔ)內(nèi)容不丟失。 （ 2）用戶(hù)存儲(chǔ)器。 CPU 主要作用如下： （ 1）接收從編程器輸入的用戶(hù)程序和數(shù)據(jù)，送入存儲(chǔ)器存儲(chǔ)。操作的靈活性是指涉及工作量、編程工作量和安裝施工的工作量的減少。功能模塊圖和結(jié)構(gòu)化文本語(yǔ)言編程方法具有功能清晰、易于理解等優(yōu)點(diǎn)。 （ 2） PLC 采用一系列可靠性設(shè)計(jì)方法進(jìn)行設(shè)計(jì)。 （ 3） 高級(jí)語(yǔ)言如 BASIC 和 C 語(yǔ)言在某些控制器模塊中已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)，并在與外部通信和處理數(shù)據(jù)時(shí)提供了更大的編程靈活性。 （ 3）高密度的 I/O 系統(tǒng)，以低成本提供了節(jié)省空間的接口。 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 8 2 PLC 的基礎(chǔ)知識(shí) PLC 的概述 PLC 的定義 PLC 的技術(shù)從誕生之日起 ,就不斷地發(fā)展 ， PLC 的定義也經(jīng)過(guò)多次變動(dòng) 。 （ 3） 繼電器、 接觸器頻繁動(dòng)作，電弧燒蝕觸點(diǎn)，影響接觸器使用壽命，維修成本較高 。 隨著社會(huì)的日益進(jìn)步，人們對(duì)生活水平要求的不斷提高，未來(lái)的 PLC 與電氣 制的目標(biāo)將朝著工業(yè)自動(dòng)化水平更高的方向發(fā)展，在西方國(guó)家這一目標(biāo)已經(jīng)得到一定的實(shí)現(xiàn)， 而我國(guó)正朝著這一目標(biāo)努力前進(jìn)。用 PLC 同樣可以構(gòu)成一個(gè)過(guò)程控制系統(tǒng)。傳統(tǒng)繼電器的不足之處是有觸動(dòng)系統(tǒng)，故而故障率高，平均修復(fù)時(shí)間長(zhǎng)，壽命短，功耗大，如需改變系統(tǒng)功能將需重新的接線，工作量相對(duì)較大且容易出錯(cuò)，執(zhí)行時(shí)間長(zhǎng)等等。從這種意義上說(shuō)， PLC 系統(tǒng)與DCS(集散控制系統(tǒng) )的差別已經(jīng)越來(lái)越小 了。傳統(tǒng)繼電器的不足之處是有觸動(dòng)系統(tǒng)，故而故障率高，平均修復(fù)時(shí)間長(zhǎng)，壽命短，功耗大，如需改變系統(tǒng)功能將需重新的接線，工作量相對(duì)較大且容易出錯(cuò)，執(zhí)行時(shí)間長(zhǎng)等等。許多在工藝上就需要調(diào)速的生產(chǎn)機(jī)械，過(guò)去多用直流傳動(dòng)，鑒于交流電機(jī)比直流電機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉、工作可靠、維護(hù)方便、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小、效率高，如果改成交流調(diào)速傳動(dòng)，顯然能夠帶來(lái)不少的效益。目前交流調(diào)速技術(shù)在工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家已得到廣泛應(yīng)用。 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 PLC 控制的交流電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速系 統(tǒng)的發(fā)展與現(xiàn)狀 隨著電力電子技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)的日益發(fā)展，電動(dòng)機(jī)的調(diào)速已經(jīng)從繼電氣時(shí)代發(fā)展到今天的由變頻器控制調(diào)速。 PLC 控制的交流電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)簡(jiǎn)述 所謂交流電動(dòng)機(jī)的變頻調(diào)速，是利用電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的規(guī)律： 0 60? fn p (11) 對(duì)電動(dòng)機(jī)的速度進(jìn)行調(diào)節(jié)， 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)選用的是交 直 交變頻器。 關(guān)鍵詞： PLC， 變頻器 ， 三相交流異步電動(dòng)機(jī) 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) II DEVELOPMENT OF THE MOTOR CONTROL SYSTEM BASED ON PLC ABSTRACT Motor as the main load in the power system, motor users consumed more than 1/2 system load, but the electromechanical energy conversion point of view, the majority of the motor efficiency is still low. With the continuous development of agriculture and industry, the motor is running, a lot of the production process requirements of the motor according to different conditions, run at a different speed. With the continuous development of science and technology, microelectronic technology, puter technology and automatic control technology has been rapid development of the PLC, inverter and electrical control system is more widely applied in industry. In practical engineering applications, often according to the needs of the project, with the PLC programming to implement plex control, the inverter frequency control and soft start control, electrical control system to achieve the main circuit connection, the three systems should closely cooperate to achieve the control requirements. The design will be on the basis of the PLC electric control system with frequency control devices, the use of advanced vector control technology to achieve to enhance the speed of the motor at different times and stages. KEYWORDS: PLC,inverter,threephase ac asynchronous motor安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) i 目錄 摘要 ........................................................................................................................................ I ABSTRACT ...