【正文】 做到電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)間短，電氣設(shè)備簡(jiǎn)單。也有位能性的，阻力不隨運(yùn)動(dòng)方向改變而改變，如提升機(jī)、起動(dòng)機(jī)等。當(dāng)ATS46 用于重負(fù)載恒力矩時(shí)，應(yīng)按重載的額定值調(diào)整電流限幅值，以滿足電動(dòng)機(jī)力矩的要求。按滅弧介質(zhì)分，可分為真空式和空氣式。(2)可編程序控制器指令功能的選擇現(xiàn)代的可編程序控制器的指令功能越來越強(qiáng)，內(nèi)部編程元件（如輔助繼電器、定時(shí)器和計(jì)數(shù)器）的個(gè)數(shù)越來越多，任何一種可編程序控制器都可以滿足開關(guān)量控制系統(tǒng)的要求。因此，輸出點(diǎn)數(shù)也為10個(gè) 而控制軟起動(dòng)器的接觸器KM0則完全由KM1～KM 5來控制。在本設(shè)計(jì)中我們將電機(jī)起動(dòng)時(shí)間設(shè)定為5秒，設(shè)計(jì)出了一臺(tái)電機(jī)的控制電路，其他則迎刃而解了。壓力變送器和液位變送器的反饋信號(hào)各占用一個(gè)模擬輸入通道，反饋回的 0—20 mA 電流信號(hào)經(jīng)A／D 轉(zhuǎn)換成 0—32022 范圍內(nèi)的數(shù)字量；PLC 的 PID 輸出經(jīng) D／A 轉(zhuǎn)換成 0—20 mA電流信號(hào)接變頻器模擬輸入，控制變頻器的輸出頻率。選擇中間繼電器時(shí)，主要考慮兩點(diǎn)：一是線圈的電流類型和電壓等級(jí)應(yīng)于控制電路一致；二是觸電的種類、數(shù)量及容量應(yīng)滿足控制電路的要求 [24]。一般接觸器主觸點(diǎn)的額定電流不小于被控回路的額定電流，對(duì)于電動(dòng)機(jī)負(fù)載可按經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算： ()??COSUPINN310*3?式中：I N———電動(dòng)機(jī)額定電流， A； UN———電動(dòng)機(jī)額定電壓，V； PN———電動(dòng)機(jī)額定功率， kW； COSΦ———功率因數(shù)； η———電動(dòng)機(jī)效率； [24]KM0、1KM 、2KM 、3KM 、4KM、5KM 選用 CJ10150 型，額定電流 150A；KMKM2 、KM3 、KM4 、KM5 選用 CJ1020 型，額定電流 20A；KM1’、KM2’、KM3’ 、KM4’、KM5’選用 CJ105 型，額定電流 5A。②機(jī)械工作性質(zhì)在選擇起動(dòng)裝置時(shí)應(yīng)全面考慮生產(chǎn)機(jī)械是否要調(diào)速；調(diào)速要求的精度如何；起動(dòng)時(shí)間有沒有限制；起動(dòng)的頻繁程度等等。③ 運(yùn)行階段電動(dòng)機(jī)是否要調(diào)速，如果必須調(diào)速，則利用調(diào)速裝置就可以得到軟起動(dòng)?；?PLC 的多臺(tái)電機(jī)群控及監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)18 圖 軟起動(dòng)主電路從傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)方面來看，希望電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩較小，使被驅(qū)動(dòng)機(jī)械產(chǎn)生的加速度較小。 軟啟動(dòng)器軟啟動(dòng)器是用來控制籠型異步電動(dòng)機(jī)的新設(shè)備，可實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)，軟停機(jī)，低速制動(dòng)，輕載節(jié)能以及多種保護(hù)功能，是傳統(tǒng)減壓?jiǎn)?dòng)設(shè)備的有力競(jìng)爭(zhēng)者，具有廣泛的運(yùn)用前景。 ⑶ 起 動(dòng) 參 數(shù) 可 調(diào) ， 根 據(jù) 負(fù) 載 情 況 及 電 網(wǎng) 繼 電 保 護(hù) 特 性 選 擇 ， 可 自 由 地 無 級(jí) 調(diào) 整至 最 佳 的 起 動(dòng) 電 流 ?；?PLC 的多臺(tái)電機(jī)群控及監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)13自耦變壓器降壓?jiǎn)?dòng)優(yōu)點(diǎn)：可以按允許的啟動(dòng)電流和所需的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩來選擇自耦變壓器的不同抽頭實(shí)現(xiàn)降壓?jiǎn)?dòng)，而且不論電動(dòng)機(jī)的定子繞組采用 Y 或 Δ 接法都可以使用。 電機(jī)在啟動(dòng)的一瞬間，由于啟動(dòng)電壓太大，對(duì)設(shè)備的沖擊性很強(qiáng)，所以利用串電抗的啟動(dòng)方法進(jìn)行電機(jī)啟動(dòng)，啟動(dòng)完成之后再退出電抗，串電抗啟動(dòng)有利于減輕設(shè)備的壓力，即電壓電流對(duì)設(shè)備的沖擊損壞性 [10]。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在電網(wǎng)的總負(fù)載中，動(dòng)力負(fù)載約占 59%，而異步電動(dòng)機(jī)則占總動(dòng)力負(fù)載的 85%，由此可見，異步電動(dòng)機(jī)是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的主要原動(dòng)機(jī)。個(gè)人計(jì)算機(jī)（簡(jiǎn)稱 PC）發(fā)展起來后，為了方便，也為了反映可編程控制器的功能特點(diǎn)，可編程序控制器定名為 Programmable Logic Controller（PLC） ，現(xiàn)在，仍常常將PLC 簡(jiǎn)稱 PC。本課題對(duì)各種電氣控制系統(tǒng)進(jìn)行分析、比較，最終決定采用 PLC 和軟啟動(dòng)器來實(shí)現(xiàn)本次設(shè)計(jì)的任務(wù)。 ⑹ 可靠性與冗余所謂冗余即容錯(cuò)，就是功能的備份、安全及可靠性的備份。Siemens的 S7400 的內(nèi)存容量為 4kB～16mB 等等?？梢娨粋€(gè)模塊上有三個(gè)處理器，它們既互相獨(dú)立，又相互關(guān)聯(lián)（通過 DPR） ，從而使主 CPU 的資源得到合理使用，同時(shí)又最大限度的提高整個(gè)系統(tǒng)的速度。 可編程控制技求的發(fā)展趨勢(shì)隨著計(jì)機(jī)算機(jī)科學(xué)的發(fā)展和工業(yè)自動(dòng)化的愈來愈高的需求，可編程控制技術(shù)得到了飛速的發(fā)展。眾所周知，這種控制方式雖然造價(jià)便宜，但卻存在著許多致命弱點(diǎn)：如只能適用于簡(jiǎn)單的邏輯控制；僅適用于某種控制項(xiàng)目，缺乏通用性，一旦要實(shí)現(xiàn)改動(dòng)或優(yōu)化，只能通過硬件的重新組合來實(shí)現(xiàn)。美國(guó)12月公司首先響應(yīng)。 ：畢業(yè)設(shè)計(jì)中期抽查4. 6 月 1 日——6 月 15 日：撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文）。 5. 6 月 16 日——6 月 20 日：修改、裝訂畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文），并將電子文檔上傳 FTP。于1969年研制出了第一臺(tái)可編程序邏輯控制器，簡(jiǎn)稱PLC，型號(hào)PDP—14，接著美國(guó)GE公司在汽車自動(dòng)裝置上用它代替?zhèn)鹘y(tǒng)斷電器控制系統(tǒng)，并獲得成功。目前工業(yè)界比較有代表性的控制方式主要由下幾個(gè)類別：基于 PLC 的多臺(tái)電機(jī)群控及監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)3⑴ 單片機(jī)控制系統(tǒng) 單板機(jī)控制系統(tǒng)僅適用于較簡(jiǎn)單的自動(dòng)化項(xiàng)目。僅僅將 PLC 理解為開關(guān)量控制的話，那就是一個(gè)錯(cuò)誤的概念了。② 定性的多任務(wù)分時(shí)操作系統(tǒng)多任務(wù)分時(shí)操作系統(tǒng)來自于大型計(jì)算機(jī)，如 UINIX 機(jī)。⑶ 系統(tǒng)的開放性和兼容性 開放性和兼容性是不可分割的而且是相輔相成的概念。因?yàn)樘囟ǖ沫h(huán)境和條件要求自動(dòng)化系統(tǒng)有較高的可靠性。交流異步電機(jī)是電力拖動(dòng)的主力電機(jī)，廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)。PLC 的定義有許多種。異步電動(dòng)機(jī)之所以被廣泛應(yīng)用，是因?yàn)楹推渌鞣N電動(dòng)機(jī)比較，它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便、價(jià)格便宜、堅(jiān)固耐用、運(yùn)行可靠、效率較高等一系列優(yōu)點(diǎn)。 軟啟動(dòng)軟啟動(dòng)器采用三相反并聯(lián)晶閘管作為調(diào)壓器，將其接入電源和電動(dòng)機(jī)定子之間。缺點(diǎn)：設(shè)備體積大，投資較貴。① 軟啟動(dòng)器起動(dòng)力矩可調(diào)。交流異步電機(jī)由于其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)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?；蛘唠妱?dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速?gòu)牧愕筋~定速度之間，按照某種函數(shù)變化。④ 如果需在較大負(fù)載下起動(dòng)，則應(yīng)驗(yàn)算電動(dòng)機(jī)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩是否能滿足負(fù)載的要求?；?PLC 的多臺(tái)電機(jī)群控及監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)20 軟起動(dòng)器的選擇及參數(shù)設(shè)值軟起動(dòng)器是一種固態(tài)靜止起動(dòng)器，采用晶體管來控制起動(dòng)時(shí)電動(dòng)機(jī)端電壓，是一種減少三相異步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)沖擊電流的理想電氣裝置 般情況下，我們根據(jù)電動(dòng)機(jī)的負(fù)載情況( 輕載或重載) 來選擇軟起動(dòng)器。 斷路器的選擇斷路器是一種不僅可以接通和分?jǐn)嗾Ｘ?fù)載電流，電動(dòng)機(jī)工作電流和過載電流，而且可以通界和分?jǐn)喽搪冯娏鞯拈_關(guān)電器。根據(jù)上述繼電器選用原則，本次設(shè)計(jì)具體選用 LR1 D80 型熱繼電器。 元件明細(xì)表基于 PLC 的多臺(tái)電機(jī)群控及監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)24表 元件明細(xì)表 控制電路的設(shè)計(jì)根據(jù)控制系統(tǒng)的要求，每臺(tái)電機(jī)只設(shè)一個(gè)“起動(dòng)” 按鈕和一個(gè) “停止”按鈕。程序說明：，輔助觸頭 ~，輸，接通電機(jī)啟動(dòng)開關(guān)KM1，啟動(dòng)信號(hào)燈1HL1 亮，電機(jī)M1啟動(dòng)。為每臺(tái)電機(jī)由兩個(gè)主接觸器控制。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(diǎn)基于 PLC 的多臺(tái)電機(jī)群控及監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)23的平均價(jià)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。斷路器種類繁多可按用途，結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，級(jí)數(shù)，傳動(dòng)方式等等來分類。對(duì)于ATs —46軟起動(dòng)器，若電動(dòng)機(jī)要求最大起動(dòng)力矩，則起動(dòng)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(dá)到額定電流的7倍或設(shè)備額定值5倍。例如各種運(yùn)輸機(jī)、無極繩絞車等。從被傳動(dòng)機(jī)械方面看，要實(shí)現(xiàn)軟起動(dòng)，可以有兩種方法：(1) 電動(dòng)機(jī)首先輕載或無載起動(dòng)，達(dá)到額定速度后，把負(fù)載逐漸加到電動(dòng)機(jī)上。軟起動(dòng)器的產(chǎn)生則在一定程度上滿足了這種要求。 ③ 軟啟動(dòng)器具有軟啟功能。這種降壓?jiǎn)?dòng)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。使用軟啟動(dòng)器啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)時(shí)，晶閘管的輸出電壓逐漸增加，電動(dòng)機(jī)逐漸加速，直到晶閘管全導(dǎo)通，電動(dòng)機(jī)工作在額定電壓的機(jī)械特性上，實(shí)現(xiàn)平滑啟動(dòng)，降低啟動(dòng)電流，避免啟動(dòng)過流跳閘。 異步電機(jī)降壓?jiǎn)?dòng)與控制方法 星/三角轉(zhuǎn)換啟動(dòng)控制控制電路圖如圖 所示。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(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)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(jī)械或生產(chǎn)過程。此外，起基于 PLC 的多臺(tái)電機(jī)群控及監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)7動(dòng)頻繁時(shí)，過大的起動(dòng)電流使電機(jī)和線路過熱，拖動(dòng)設(shè)備也易受機(jī)械沖擊；若減少起動(dòng)次數(shù)，又常使電機(jī)長(zhǎng)期空轉(zhuǎn)，能耗大。同時(shí)冗余又可分雙冗余和多冗余的結(jié)構(gòu)。當(dāng)今可編程控制產(chǎn)品的種類繁多加上自動(dòng)化項(xiàng)目越來越大，致使常常在一個(gè)工程項(xiàng)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。其中優(yōu)先權(quán)高的任務(wù)等級(jí)，有著較短的巡回掃描周期，而且每個(gè)任務(wù)等級(jí)可包含多個(gè)具體任務(wù)。標(biāo)準(zhǔn)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(tái)電機(jī)群控及監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)4個(gè)廠家產(chǎn)品的互相兼容。一般說來單板機(jī)或單片機(jī)系統(tǒng)的應(yīng)用只是為某個(gè)特定產(chǎn)品服務(wù)的，其通用性、兼容和擴(kuò)展性都相當(dāng)差。 可編程邏輯控制器自從問世以來，近三十年來憑借其獨(dú)特優(yōu)勢(shì)得到了迅速發(fā)展，從最初只具備邏輯控制、定時(shí)、計(jì)收、存貯記憶、運(yùn)算等功能到現(xiàn)在成為種類繁多，功能強(qiáng)大，性能多樣化的一項(xiàng)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(jì)對(duì)傳統(tǒng)的斷電器、接觸器控制是一場(chǎng)有深遠(yuǎn)意義影響的工業(yè)革命，它(PLC)是計(jì)算機(jī)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(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)的，其邏輯關(guān)系是用程序?qū)崿F(xiàn)的，而不是實(shí)際電路實(shí)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。 目 錄摘 要 ....................................................................IAbstract.................................................................II第 1 章 緒論 ..............................................................1 可編程控制技術(shù)發(fā)展 ................................................1 PLC 的應(yīng)用和發(fā)展.................................................1 可編程控制技術(shù)的現(xiàn)狀 ............................................2 可編程控制技求的發(fā)展趨勢(shì) ........................................3 電機(jī)控制的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì) ............................................6 課題發(fā)展現(xiàn)狀及前景展望 ..............................................7第 2 章 電機(jī)啟動(dòng)控制方法的分析與比較 ......................................9 概述 ................................................................9 異步電機(jī)降壓?jiǎn)?dòng)與控制方法 ..........................................9 星/三角轉(zhuǎn)換啟動(dòng)控制 .............................................9 自耦變壓器啟動(dòng)控制 .............................................10 串電抗啟動(dòng)控制 .................................................11 軟啟動(dòng)..........................................................11 啟動(dòng)控制方法分析 ...................................................12 星形— 三角形(Y△)降壓?jiǎn)?dòng) .....................................12 自耦變壓器降壓?jiǎn)?dòng)的方法 .......................................12 定子繞組串接電阻降壓?jiǎn)?dòng)的方法 .................................13 軟啟動(dòng)的方法 ...................................................13 啟動(dòng)方法比較 ...................................................13第 3 章 控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) ........................