【正文】 設(shè)計要求本課題的設(shè)計要求是：設(shè)計研制一套基于 PLC 的控制多臺電機并對其狀態(tài)和參數(shù)進行監(jiān)控、測試的系統(tǒng)。本次設(shè)計選用 S7200 CPU224 實現(xiàn)控制。 繼電器的選擇繼電器是一種根據(jù)特定形式的輸入信號而動作的自動控制電器。然后，根據(jù)接觸器控制對象的工作參量（如工作電壓、工作電流、控制功率、操作頻率、工作制等）型號 額定功率 KW 額定電流 A 額定轉(zhuǎn)速 r/min 效率 %Y250M2 55 103 2970 堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩 堵轉(zhuǎn)電流 最大轉(zhuǎn)矩功率因數(shù)額定轉(zhuǎn)矩 額定電流 額定電流型號COSΦ 倍 倍 倍Y250M2 基于 PLC 的多臺電機群控及監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計21確定接觸器的容量等級。起動轉(zhuǎn)矩小的軟起動裝置不能滿足要求。在中、低速度時，損失偏大，效率稍低。習慣上是指電動機在起動時對電網(wǎng)電壓的波動影響較小，或是對傳動機械產(chǎn)生的加速度較小，使之較平穩(wěn)地過渡到正常的運行狀態(tài)。(4) 對電動機有必要的保護措施，如過載、過流保護等。軟啟動器自動用旁路接觸器取代已完成任務(wù)的晶閘管，為電動機正常運轉(zhuǎn)提供額定電壓，以降低晶閘管的熱損耗，延長軟啟動器的使用壽命，提高其工作效率，又使電網(wǎng)避免了諧波污染。星形—三角形降壓啟動的最大優(yōu)點是設(shè)備簡單，價格低，因而獲得較廣泛的應用。 圖 自耦變壓器減壓起動電路圖及控制回路電路工作分析：⑴ 按下起動按鈕 SB2，KMKT 線圈同時通電并自鎖，將自耦變壓器接入主電路，電動機由自耦變壓器供電作減壓起動，同時指示燈 HL1 滅，HL2 亮，顯示電動機正進行減壓起動。我們還有很多單體化、一體化的設(shè)備，現(xiàn)在越來越微型化離散的控制也在同步進行。則可大大降低起動設(shè)備成本，減小體積，提高效益。貝加萊公司于 1994 年首先提出了“ PCC 可編程計算機控制器（Programmble Computer Controller） ” 的概念。 ⑸ 可編程控制技術(shù)的智能化提高一個系統(tǒng)的智能程度不僅提高系統(tǒng)的品質(zhì)，在某種意義上也提高了系統(tǒng)的可靠性。例如梯形圖靠近電器線路比較直觀。⑵ 大型計算機特點的集成 傳統(tǒng)的 PLC 僅憑單純的邏輯順序控制功能己遠遠不能適應當今工業(yè)控制任務(wù)的需求，要處理一些復雜的任務(wù)，使控制系統(tǒng)具有較高的智能度，可編擋控制系統(tǒng)必須具備大型計算機的分析計算能力。自70年代初期問世以來，得到了迅速的發(fā)展。它采用可編程的存貯器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行進邏輯運算、順序控制、實時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作的指令，并通過數(shù)字式模塊式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。關(guān)鍵詞：PLC ；異步電機；起動器；人機界面；基于 PLC 的多臺電機群控及監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計IIDesign of Asynchronous Machines Based on PLC for Motor Group Control System and monitoring systemAbstract：Relay control method was used for the traditional motor control system， realizing logic operation By the hardware connection，which seriously influenced the normal work of the motor for the disadvantages of the system itself，such as too many The ponents and contacts, frequent breakdowns，Maintenance inconvenience. in conclusion，This paper adopt PLC control technology to the several motor control，that conbining the software control with hardware electric circuit，by the theories and characteristics of threephase asynchronous Machines control. In this way，we can get a full control system，Which can realize the function of intelligent control，as well as Stating display and fault alarming，etc. what’s more，this system has offset the disadvantages of the traditional control technology in update the hardware electric circuit, which can meet the different requirements by modifying the PLC program. In this paper TD200 is used to monitor the motor driving system，which offering good humanmachine interface which is Simply and easily for operator to modify parameters and monitor the running of electrical equipment in Timely, rapidly and accurately. The system accused of 5 motors，which Sharing the same set of starter，while don39。作者簽名： 日期： 年 月 日湖南工程學院畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）任 務(wù) 書————☆———— 設(shè)計（論文）題目： 基于 PLC 的多臺電機群控及監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計 姓名 楊永會 系別 電氣信息學院 專業(yè) 電氣工程及其自動化 班級 04 學號 03 指導老師 施曉蓉 教研室主任 謝衛(wèi)才 一、基本任務(wù)及要求：基本要求：設(shè)計研制一套基于 PLC 的控制多臺電機并對其狀態(tài)和參數(shù)進行監(jiān)控、測試的系統(tǒng)。系統(tǒng)的設(shè)計主要包括硬件和軟件設(shè)計兩個部分。小型并以較便宜的優(yōu)勢迅速占領(lǐng)中國市場及世界市場的相當份額。但工業(yè)控制機有兩個方面的缺點：第一有較長的裝置訪問時間；第二我/O控制點數(shù)不能隨意擴展。但是，這些標準目前只能是統(tǒng)一區(qū)域性的產(chǎn)品，而不能實現(xiàn)全球的統(tǒng)一性。這樣整個控制系統(tǒng)便得到了優(yōu)化，具有較好的實時性。怎樣才能使一個系統(tǒng)既具有通用性又具備專業(yè)化，硬件系統(tǒng)的模塊化使這一矛盾得到解決?？v觀各著名廠商，其 PLC 產(chǎn)品都有不同程度的冗余功能，而且發(fā)展越來越完善。 因此在具有集群電機的場合，如每臺電機配一臺容量相當?shù)钠饎悠?，則起動器長期空閑，投資大，而效率極低。在各個領(lǐng)域，小到一個簡單的機電一體化設(shè)備、機床、大到整個生產(chǎn)線，大型的基于 PLC 的多臺電機群控及監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計8工程領(lǐng)域里，都存在 PLC 控制技術(shù)。⑷ 當 KM2 通電吸合后，KM2 常閉觸點斷開，使 KT 線圈斷電，避免時間繼電器長期工作。只有正常運行時定子繞組作三角形(△ )聯(lián)接的異步電動機才可采用這種降壓啟動方法。 啟動方法比較電動機傳統(tǒng)啟動方式有自耦降壓、Y/△減壓、延邊三角形降壓及串電抗器減壓（磁控式） ，其共同特點是控制線路簡單，啟動轉(zhuǎn)矩不可調(diào)并有二次沖擊電流，對負載有沖擊轉(zhuǎn)矩。也不能影響正在起動的電動機，只有在該電動機起動結(jié)束后才能起動下一臺電動機。這種起動方式是傳統(tǒng)的，也是最簡單的。(2) 電動機與生產(chǎn)機械之間為 “軟”連接，所謂軟連接就是在電動機加速過程中，配合速度升高，把機械負載逐漸加上去。如車床切削時，粗加工吃刀量大，用低速。 主要元件的選型 控制對象本設(shè)計中全部 5 臺電機都為型號為 Y250M2 的 55KW 三相異步電動機，電動機具體技術(shù)性能數(shù)據(jù)如下所示：表 電動機參數(shù) 交流接觸器的選擇 交流接觸器是一種適用于遠距離頻繁地接通和分斷交流電路的電器，其主要控制對象是電動機，也可用于控制如電焊機、電容器組、電熱裝置、照明設(shè)備等其他負載。若負載為電動機，則為啟動電流，A ； K———考慮整定誤差和啟動電流允許變化的安全系數(shù)。整體式可編程序控制器的基本單元、擴展單元的輸入點數(shù)和輸出點數(shù)的比例是固定的，如與系統(tǒng)要求的輸入/輸出點數(shù)的比例相差較大，可以選用只有輸入點或只有輸出點的擴展單元或擴展模塊。選用這種PLC 替代時間繼電器和中間繼電器來控制，極大地提高了系統(tǒng)的可靠性和抗干擾能力。本課題設(shè)計將采用西門子公司的 S7200。其中的 CPU224 具有 32 位浮點運算功能和內(nèi)置集成的 PID 調(diào)節(jié)運算指令，比較適合變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)。 常用的電磁式繼電器有電流繼電器、電壓繼電器、感應式繼電器、中間繼電器和時間繼電器。本設(shè)計中交流接觸器使用屬于電動機負載，且其負載的輕重程度為一般任務(wù)型，其操作頻率不高。對于通風機，其起始阻力轉(zhuǎn)矩，大致等于額定轉(zhuǎn)矩的 15%。在工程設(shè)計時，如何合理選擇，必須加以研究，我認為宜從下列幾方面考慮。它將電力電子技術(shù)與自動控制技術(shù)相結(jié)合(近年來，則結(jié)合了計算機技術(shù))，用三組反并聯(lián)晶閘管串接于供電電源與被控電機之間。如果電機功率太大，額定電流高，則熱繼電器不能這樣連接，應用電流互感器和安培表組成一個回路，再將其輔助觸點接入控制電路中。 軟 啟 動 器 在 起 動 電 機 時 ， 通 過 逐 漸 增 大 晶 閘 管 導 通 角 ， 使 電機 起 動 電 流 從 零 線 性 上 升 至 設(shè) 定 值 。又因為變壓器原副邊的電流關(guān)系 I1=I2/K，可見原邊電流（即電源供給電動機的啟動電流）比直接流過電動機定子繞組的要小，即當采用自耦變壓器調(diào)壓時，電網(wǎng)供給啟動電流比直接啟動時減少到 1/倍。自耦變壓器繞組一般具有多個抽頭以獲得不同的變化，自耦變壓器減壓起動比Ｙ－△減壓起動獲得的起動轉(zhuǎn)矩要大得多，所以自耦變壓器又稱為起動補償器，是三基于 PLC 的多臺電機群控及監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計11相籠型異步電動機最常用的一種減壓起動裝置 [10]?；?PLC 的多臺電機群控及監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計9第 2 章 電機啟動控制方法的分析與比較 概述異步電動機作為動力設(shè)備被廣泛應用于現(xiàn)代工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中。傳統(tǒng)上，這些功能是通過氣動或電氣控制系統(tǒng)來實現(xiàn)的。這些系統(tǒng)雖然名稱不同，側(cè)重面不一，但系統(tǒng)的技術(shù)水平是近似的。 ② 硬件的智能集成度現(xiàn)場總線的智能分布式結(jié)構(gòu)是突出的一點。 ④ 較大的應用程序存儲空間 較高的系統(tǒng)分析計算能力當然要求有足夠的程序存儲空間，同時足夠的程序存儲空間是系統(tǒng)具備較強的數(shù)據(jù)處理能力的先決條件。要提高整個系統(tǒng)的速度就要考慮 CPU 模塊的多處理器結(jié)構(gòu)。其硬件的構(gòu)成與微機相似。 可編程控制技術(shù)的現(xiàn)狀在現(xiàn)代工業(yè)設(shè)備及自動化項目中，我們會遇到大量的開關(guān)量、脈沖量以及模擬量等控制裝置。隨著 PLC 控制技術(shù)朝智能化方向的不斷發(fā)展，也推動了先進制造技術(shù)的相應發(fā)展，將工業(yè)、國防等領(lǐng)域的控制水平提到了一個新的高度。二、進度安排及完成時間：1. 3 月 1 日——3 月 20 日：查閱資料、撰寫文獻綜述、撰寫開題報告。本文根據(jù)傳統(tǒng)電機控制中的上述不足和缺點，將PLC控制技術(shù)運用于多臺電機的控制，根據(jù)三相異步電機的控制原理和特點，把軟件控制和硬件電路互相結(jié)合起來，形成完整的控制體系，可實現(xiàn)對多臺電機的智能控制、狀態(tài)顯示和故障報警等功能，該控制系統(tǒng)還解決了傳統(tǒng)控制技術(shù)中硬件電路不易更新的缺點，可通過修改PLC程序?qū)崿F(xiàn)不同的控制要求。因而它不僅替代大量中間繼電器、時間繼電器、計數(shù)器、基于 PLC 的多臺電機群控及監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計2步進選線器等等，其應用軟件梯形圖語言替代及簡化大量自動控制線路，使自動控制系統(tǒng)大大減少使用的元器件、線路，同時線路接頭也大大減少，使故障率大大降低，由于采用計算機掃描技術(shù)和存貯原理，對于一般控制線路更改，可以通過改變存貯器中應用軟件來實現(xiàn)，由于軟件的更改極易實現(xiàn)，從而在實現(xiàn)方式上有本質(zhì)的飛躍，其通用性和靈活性進一步增強。⑵ 工業(yè)控制機（ IPC） 工業(yè)控制機是從PC（個人電腦）的基礎(chǔ)上通過應用推廣發(fā)展起來的。出廠檢驗時各可編程控制產(chǎn)品的廠家都有相應的技術(shù)標準作依據(jù)。在這些任務(wù)中間可再細分其優(yōu)先權(quán)的高低。另一方面，可編程控制器與工業(yè)控制機等其他裝置的通信難易也體現(xiàn)了其開放性的特點。但從根本上來講，系統(tǒng)的可靠性取決于系統(tǒng)各單元的可靠程度。因此，解決交流異步電機的起動問題，對改善電網(wǎng)質(zhì)量，節(jié)省電能和線材，延長電機與設(shè)備壽命，有重大的意義?？删幊绦蚩刂破骷捌溆嘘P(guān)設(shè)備，都應按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴充其功能的原則設(shè)計。圖 星/三角轉(zhuǎn)換主電路與控制回路電路工作分析：⑴ 合上電源開關(guān) Q，按下起動按鈕 SB2，KMKT、KM3 線圈同時通電并自鎖，電動機三相定子繞組聯(lián)接成星形接入三相交流電源進行減壓起動。待電機達到額定轉(zhuǎn)數(shù)時，啟動過程結(jié)束 [10]。這種降壓啟動控制線路有手動控制、接觸器控制、時間繼電器控制等。 ④ 軟啟動器起動時可限制起動電流。近年來在電氣傳動方面，經(jīng)常遇到“軟起動” 這一名詞。這種方式可以