【正文】 M 等來表示。軟元件的數(shù)量決定了可編程序控制器的規(guī)模和數(shù)據(jù)處理能力，每一種 PLC 的軟元件是有限的。 （ 2）特殊功能模塊 功能模塊有： EM253 位置控制模塊、 EM277 PROFIBUSDP 模塊、 EM241 調(diào)制解調(diào)器模塊、 CP2431 以太網(wǎng)模塊、 CP2432 ASi 接口模塊等。實時時鐘可用于對信息加注時間標記，記錄機器運行時間或?qū)^程進行時間控制。應(yīng)用領(lǐng)域極為廣泛，覆蓋所有與自動檢測，自動化控制有關(guān)的工業(yè)及民用領(lǐng)域，包括各種機床、機械、電力設(shè)施、民用設(shè)施、環(huán)境保護設(shè)備等等。這便是程序設(shè)計的整個過程。梯形圖體現(xiàn)了按照正確的順序所要求的全部功能及其相互關(guān)系。 3）根據(jù)梯形圖中各觸點的狀態(tài)和邏輯關(guān)系，求出與圖中各線圈對應(yīng)的編程元件的狀態(tài)，稱為梯形圖的邏輯解算。在程序執(zhí)行階段，即使外部輸入信號的狀態(tài)發(fā)生了變 化，輸入映像寄存器的狀態(tài)也不會隨之而變，輸入信號變化了的狀態(tài)只能在下一個掃描周期的輸入處理階段被讀入。 輸入 /輸出擴展單元 I/O 擴展接口用于將擴充外部輸入 /輸出端子數(shù)的擴展單元與基本單元（即主機）連接在一起。 I/O 模塊 I/O 模塊是系統(tǒng)的眼、耳、手、腳，是聯(lián)系外部現(xiàn)場和 CPU 模塊的橋梁。 圖 211 延邊三角形 中國礦業(yè)大學 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè) 計 第 16 頁 3 可編程控制器 可編程控制器的概述 可編程序控制器，英文稱 Programmable Logical Controller，簡稱 PLC。 自耦變壓器起動 方法：起動時接入自耦變壓器，運行時切除自耦變壓器全壓運行 起動 轉(zhuǎn)距與起動電流的 情況： A Z C X B 線電壓 A C Y B 相 電壓 Is 0 (b) (a) ? 相電壓降低 3 倍 ? 起動電流和起動轉(zhuǎn)矩降低 3 倍 中國礦業(yè)大學 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè) 計 第 15 頁 Is’ = k2 * Is Ts’ = k2 * Ts （ k 為變壓比且 k 1） 適用場所： 輕載起動。 中國礦業(yè)大學 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè) 計 第 14 頁 分析：在起動瞬間 n=0，切割旋轉(zhuǎn)磁場的速度最快，相當于電機堵轉(zhuǎn)，所以產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流最大，相對應(yīng)的定子繞組的起動電流過大；對電網(wǎng)造成沖擊，影響其他設(shè)備正常工作。 旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速 n0 （又稱同步轉(zhuǎn)速）與電機轉(zhuǎn)速 n 之差（ n0 － n），用符號 n? 表示，稱為轉(zhuǎn)速差（簡稱轉(zhuǎn)差）。就是說，當電流經(jīng)歷了一個周期（ 360176。角的規(guī)律進行排列。旋轉(zhuǎn)磁場也轉(zhuǎn)動了 60176。電動機定子三相繞組 A－ X、 B－ Y、 C— Z 是按三相電流 A、 B、 C 的 相序接到三相電源上的，這時定子三相繞組中的電流是按順時針方向排列的（見圖 2— 7 的三相電流波形圖），從前面的分析知道，此時旋轉(zhuǎn)磁場也是按順時針方向轉(zhuǎn)動的。時，此時的合成磁場同ω t = 0176。 A 相電流 iA 為正值，即從 A 端流入，在 X端流出。時， C 相電流 iC = 0。 為了分析方便，在這里作一規(guī)定，電流為正值時（在坐標橫軸上方）， 從繞組的始端流入，從繞組的末端流出（見圖 1— 5）。通常我們在三相異步電動機的定子鐵心中放置三相對稱繞組 AX， BY 和 CZ，將三相繞組作星形連接，并接在三相正弦交流電源上，通入三相對稱電流，這樣，就能在電動機的定子空間里產(chǎn)生一個以固定速度旋轉(zhuǎn)的磁場。由此可見，轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向同旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)方向是相同的。 中國礦業(yè)大學 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè) 計 第 7 頁 圖 2— 3鼠籠式電動機的轉(zhuǎn)子見 三相異步電動機的轉(zhuǎn)動原理 異步電動機轉(zhuǎn)動的一般原理 三相異步電動機轉(zhuǎn)動的一般原理是基于法拉第電磁感應(yīng)定律和載流導(dǎo)體在 磁場中會受到電磁力的作用這兩個基本因素。 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銅端環(huán)上，以構(gòu)成閉合回路。 中國礦業(yè)大學 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè) 計 第 6 頁 定子鐵心由 厚的硅鋼片疊至而成。異步電動機有許多突出的優(yōu)點，和其它各種電動機相比，它的結(jié)構(gòu)簡單，制造、使用和維護方便，效率較高，價格低廉。但對于異步電機 控制系統(tǒng)來說，主要通過 PC 串口來通訊，所以通訊程序設(shè)計的關(guān)鍵是如何利用 Visual Basic 中的串口通信控件 —— MSComm 控件，并根據(jù) PLC 的串口通信協(xié)議設(shè)計出上下位機的數(shù)據(jù)交換程序。而計算機恰好能彌補 PLC 的不足，它不但有很強的數(shù)據(jù)處理和管理能力，而且能給用戶提供非常美觀而又易于操作的界面。 （ 2） PLC 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊 繼電器接觸器控制系統(tǒng)使用電器多，體積大且故障率大； PLC 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，使用電器少，體積小?！?Visual”指的是開發(fā)圖形用戶界面 (GUI)的方法 —— 不需編寫大量代碼去描述界面元素的外觀和位置，而只要把預(yù)先建立的對象 add 到屏幕上的一點即可。 PLC 采用的編程語言有梯形圖、布爾助記符、功能表圖、功能模塊和語句描述編程語言。更改程序的操作也可直接根據(jù)所需要的地址編號或接點號進行搜索或順序?qū)ふ遥缓筮M行更改。采用了精簡化的編程語言，編程出錯率大大降低，而為工業(yè)惡劣操作環(huán)境設(shè)計的硬件使可靠性大大提高。 PLC 概述 PLC 是一種用于工業(yè)自動化控制的專用計算機，實質(zhì)上屬于計算機控制方式。異步電機還便 于派生成各種防護型式，以適應(yīng)不同環(huán)境條件的需要。 異步電機是一種交流電機，其負載時的轉(zhuǎn)速與所接電網(wǎng)的頻率之比不是恒定關(guān)系。它和感應(yīng)電機基本上是相同的。 關(guān)鍵詞： S7200PLC； ； 自由口 通信 模式； MSComm ABSTRACT Along with modern industry swift development, PLC by its redundant reliability, disposition nimble and perfect function, holds more and more important status in the electric control. PLC and the superior machine union, and the puter supervisory system which constitutes through the transmission data, regarding the short distance transmission data39。 PLC 與上位機的結(jié)合，并通過 傳送數(shù)據(jù)所構(gòu)成的計算機監(jiān)控系統(tǒng)，對于近距離傳輸數(shù)據(jù)的現(xiàn)場控制來說是一種性價比很高的解決方案 ， 充分的利用 PLC 的抗干擾性能和 PC 機 強大的圖形顯示，浮點運算的特點 。s start and the stop, stepmove control， fullvoltage starting,stardelta starting,four motors39。 基本原理： (1)當三相異步電機接入三相交流電源時，三相定子繞組流過三相對稱電流產(chǎn)生的三相磁動勢（定子旋轉(zhuǎn)磁動勢）并產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。異步電機包括感應(yīng)電機、雙饋異步電機和交流換向器電機。隨著電氣化和自動化程度的不斷提高，異步電動機 將占有越來越重要的地位。 中國礦業(yè)大學 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè) 計 第 2 頁 (1)可靠性：可維修的產(chǎn)品，可靠性包括產(chǎn)品的有效性和可維修性。 F PLC 的軟件方面，也采取了一系列提高系統(tǒng)可靠性的措施。對電氣技術(shù)人員來說，由于梯形圖與電氣原理圖較為接近，容易掌握和理解。 PLC 的擴展靈活性是它的一個重要特點。專業(yè)人員可以用 Visual Basic 實現(xiàn)其它任何Windows 編程語言的功能，而初學者只要掌握幾個關(guān)鍵詞就可以建立實用的應(yīng)用程序。 中國礦業(yè)大學 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè) 計 第 4 頁 （ 5） PLC 控制系統(tǒng)制造周期短 PLC 控制系統(tǒng)由于結(jié)構(gòu)簡單緊湊，基本為軟件控制，因此設(shè)計、施工與調(diào)試比繼電器接觸器控制系統(tǒng)周期短。 PC 作為上位機，一般都是運行在 Windows XP/VISTA 操作系統(tǒng)下，利用微軟提供的可視化編程軟件 Visual Basic ， 就可設(shè)計出優(yōu)美的人機操作界面，只需進行主要操作功能編程和少量界面控制編程。異步電動機是工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防，乃至日常生活和醫(yī)療器械中應(yīng)用最廣泛的一種電動 機，它的主要作用是驅(qū)動生產(chǎn)機械和生活用具。 三相異步電動機的基本構(gòu)造 [1] 一個三相異步電動機主要由兩部分組成，固定不動的部分稱為電動機定子；旋轉(zhuǎn)并拖動機械負載的部分稱為電動機轉(zhuǎn)子。 圖 22定子構(gòu)造 電動機轉(zhuǎn)子由轉(zhuǎn)子鐵心、轉(zhuǎn)子繞組和轉(zhuǎn)軸組成。 繞線式轉(zhuǎn)子同電動機的定子一樣，都是在鐵心的槽中嵌入三相繞組，三相繞組的一端連成 Y 形，三相繞組的另一端分別連接在三個銅制的集電環(huán)上，集電環(huán)固定在轉(zhuǎn)軸上，三個環(huán)之間及環(huán)與轉(zhuǎn)軸之間相互絕緣，在集電環(huán)上用彈簧壓著炭刷與外電路連接，以便改善電動機的啟動和調(diào)速特性。 在磁場中的載流導(dǎo)體將受到電磁力的作用，根據(jù)電動機左手定則，上下兩根導(dǎo)條所受電磁力的方向如圖 2— 4 所示。 需要指出的是，轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度 n（即電動機的旋轉(zhuǎn)速度）比旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)速度 n0 （一般稱同步轉(zhuǎn)速）要低一些。 A 相繞組的始端用大寫英文字母 A 來表示， A 相繞組的末端用大寫 中國礦業(yè)大學 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè) 計 第 9 頁 英文字母 X 來表示。時， A 相電流 iA = 0。由 iA 和 iB 產(chǎn)生的合成磁場如 圖 1— 7（ b）所示?？梢钥闯?，此時合成磁場同ω t = 60176。時，合成磁場正好轉(zhuǎn)了一周。異步電動機的反轉(zhuǎn)就是利用這一原理實現(xiàn)的。設(shè)電流的頻率為 f1 ，則每分鐘變化 60 f1 次，旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速為 n0 = 60 f1 （ ） n0 的單位為 r/min。 參考圖 2— 7，分析圖 2— 10 的定子繞組上磁場分布情況，不難發(fā)現(xiàn)，在定子 中國礦業(yè)大學 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè) 計 第 12 頁 鐵心內(nèi)圓周 上具有兩對磁極（即 p=2），如圖 1— 10 所示。其中 f1 是由異步電動機的供電電源頻率決定，而 p 由三相繞組的各相線圈串 連多少決定。一般情況下， 運行中的三相異步電動機的額定轉(zhuǎn)速與同步轉(zhuǎn)速相近，所以轉(zhuǎn)差率很小。 特點：能耗較大，實際應(yīng)用不多，不深入研究。改變Ｙ比重，可改變起動電流、起動轉(zhuǎn)矩的大小。用戶在購到所需的 PLC 后，只需按說明書的提示，做少量的接線和簡易的用戶程序的編制工作，就可靈活方便地將 PLC 應(yīng)用于生產(chǎn)實踐。 可編程序控制器通過輸出模塊控制接觸器、電磁閥、電磁鐵、調(diào)節(jié)閥、調(diào)速裝置等執(zhí)行器，可編程序控制器控制的另一類外部負載是指示燈、數(shù)字顯示裝置和報警裝置等。在運行狀態(tài)，可編程序控制器通過執(zhí)行反映控制要求的用戶程序來實現(xiàn)控制功能。 IEC11313— 可編程序控制器編程語言的國際標準詳細的說明了下述可編程控 制器編程語言： 1） 順序功能圖 2） 梯形圖 3） 功能塊圖 4） 指令表 5） 結(jié)構(gòu)文本 其中梯形圖是使用得最多的可編程控制器圖形編程語言。 5）梯形圖中各編程元件的常開觸點和常閉觸點均可以無限多次地使用。 （ 6）保存已完成的程序。 S7200 系列是西門子公司前幾年剛剛投入市場的小型 PLC，可以單機運行，也可以進行輸入 /輸出和功能模塊的擴展。 一個完整的系統(tǒng)組成包含以下幾個部分： （ 1）基本單元（主機） （ 2）擴展單元 （ 3）特殊功能模塊 （ 4）相關(guān)設(shè)備 （ 5）工業(yè)軟件 主機結(jié)構(gòu)及性能特點 S7200 的 CPU模塊包括一個中央處理單元、電源以及數(shù)字 I/O 點，這些都被集成 在一個緊湊、獨立的設(shè)備中。輸出擴展模塊 EM222 有三種： 8 點 DC 晶體管輸出， 8 點 AC輸出、 8 點繼電器輸出。 S7200 系統(tǒng)擴展對輸入 /輸出的組態(tài)規(guī)則為： ① 同類型輸入或輸出點的模塊進行順序編址。它們都具有繼電器特性，但沒有機械性觸點。這些觸點可以在編程時任意使用，使用次數(shù)不受限制。用戶可以通過特殊標志來溝通 PLC 與被控對象之間的信息，如可以讀取程序運行過程中的設(shè)備狀態(tài)和運算結(jié)果信息，利用這些信息實現(xiàn)一定的控制動作。局部變量與全局變量十分相似，主要區(qū)別在于全局變量是全局有效的，而局部變量是局部有效的。電氣自動控制的大部分領(lǐng)域都需要用定時器進行時間控制，靈活地使用定時器可以編制出復(fù)雜動作的控制程序。 在模擬量輸入 /輸出映像寄存器中，數(shù)字量的長度為 1 個字長（ 16 位），且從偶數(shù)號字節(jié)進行編址來存取轉(zhuǎn)換過的模擬量值，如