【導(dǎo)讀】1．理解三相鼠籠式異步電動機(jī)PLC控制系統(tǒng)基本原理；2．掌握主電路和控制電路的個電氣器件功能及應(yīng)用；3．運用Autocad繪制原理圖和接線圖；4．實現(xiàn)三相異步電動機(jī)正反轉(zhuǎn)控制、星角啟動控制及點動控制；S7200使用方法，查找相關(guān)資料。第二周完成硬件焊接及軟件編程。第三周完成系統(tǒng)調(diào)試，編寫設(shè)計說明書。提交作品及設(shè)計說明書，評定專業(yè)綜合設(shè)計成績。第2章總體方案確定·························································································2. 第3章硬件電路設(shè)計·············································

　　

【正文】 通過小電流。所以，它只能用于控制電路中。 它一般是沒有主觸點的，因為過載能力比較小。所以它用的全部都是輔助觸頭，數(shù)量比較多。新國標(biāo)對中間繼電器的定義是 K，老國標(biāo)是 KA。一般是 直流電源 供電。少數(shù)使用 交流供電。 結(jié)構(gòu)及原理 線圈裝在 U形導(dǎo)磁體上，導(dǎo)磁體上面有一個活動的銜鐵，導(dǎo)磁體兩側(cè)裝有兩排觸點彈片。在非動作狀態(tài)下觸點彈片將銜鐵向上托起，使銜鐵與導(dǎo)磁體之間保持一定間隙。當(dāng)氣隙間的電磁力矩超過反作用力矩時，銜鐵被吸向?qū)Т朋w，同時銜鐵壓動觸點彈片，使常閉觸點斷開常開觸點閉合， 完成繼電器工作。當(dāng)電磁力矩減小到一定值時，由于觸點彈片的反作用力矩，而使觸點與銜鐵返回到初始位置，準(zhǔn)備下次工作。 本次設(shè)計采用的是 omron MY2NJ 型中間繼電器。 鼠籠式異步電動機(jī) 圖 39 鼠籠式三相異步電動機(jī) 吉林化工學(xué)院信息與控制工程學(xué)院專業(yè)綜合設(shè)計說明書 13 鼠籠式三相異步電動機(jī)（鼠籠式感應(yīng)電動機(jī)）是指電動機(jī)的定子上為三相散嵌式分布繞組，轉(zhuǎn)子為籠式的導(dǎo)條（因該導(dǎo)條形狀與鼠籠相似，所以又稱鼠籠式異步電動機(jī)）。 當(dāng)向三相 定子繞組 中通過入對稱的三相交流電時，就產(chǎn)生了一個以同步轉(zhuǎn)速 n1 沿 定子和轉(zhuǎn)子內(nèi)圓空間作順時針方向旋轉(zhuǎn)的 旋轉(zhuǎn)磁場 。由于旋轉(zhuǎn)磁場以 n1 轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子導(dǎo)體開始時是靜止的，故轉(zhuǎn)子導(dǎo)體將切割定子旋轉(zhuǎn)磁場而產(chǎn)生感應(yīng)電動勢（感應(yīng)電動勢的方向用 右手定則 判定）。由于轉(zhuǎn)子導(dǎo)體兩端被短路環(huán)短接，在感應(yīng)電動 勢的作用下，轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中將產(chǎn)生與感應(yīng)電動勢方向基本一致的感生電流。轉(zhuǎn)子的載流導(dǎo)體在定子 磁場 中受到電磁力的作用（力的方向用左手定則判定）。電磁力對轉(zhuǎn)子軸產(chǎn)生 電磁轉(zhuǎn)矩 ，驅(qū)動轉(zhuǎn)子沿著旋轉(zhuǎn)磁場方向旋轉(zhuǎn)。 通過上述分析可以總結(jié)出電動機(jī)工作原理為：當(dāng)電動機(jī)的三 相定子繞組（各相差 120 度電角度），通入三相對稱 交流電 后，將產(chǎn)生一個旋轉(zhuǎn)磁場，該旋轉(zhuǎn)磁場切割 轉(zhuǎn)子繞組 ，從而在轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電流（轉(zhuǎn)子繞組是閉合通路），載流的轉(zhuǎn)子導(dǎo)體在定子旋轉(zhuǎn)磁場作用下將產(chǎn)生電磁力，從而在 電機(jī) 轉(zhuǎn)軸上形成電磁轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動電動機(jī)旋轉(zhuǎn)，并且電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向與旋轉(zhuǎn)磁場方向相同。 本次設(shè)計所選電機(jī)型號： 所選電機(jī)： wdj26 電壓： 380V 電流： 頻率： 50HZ 接法：三角形 轉(zhuǎn)速： 1430 r/min 絕緣等級： E 三相鼠籠異步電動機(jī) PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計 14 第 4 章 軟件編程 S7200簡介 本設(shè)計選用西門子公司的 S7200 系列 CPU224 的小型 PLC。 S7200 具有極高的可靠性、豐富的指令集和內(nèi) 置的集成功能、強(qiáng)大的通信能力和品種豐富的擴(kuò)展模塊。 S7200 可以單機(jī)運行，用于代替繼電器控制系統(tǒng)，也可以用于復(fù)雜的自動化控制系統(tǒng)。由于它有極強(qiáng)的通信功能，在網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)中也能充分發(fā)揮其作用。 S7200 系列出色表現(xiàn)在以下幾個方面： 1． 極高的可靠性。 2． 極豐富的指令集。 3． 易于掌握。 4． 便捷的操作。 5． 豐富的內(nèi)置集成功能。 6． 實時特性。 7． 強(qiáng)勁的通訊能力。 8． 豐富的擴(kuò)展模塊。 CPU224 集成 14 個輸入和 10 個輸出共 24 個數(shù)字量 I/O 點，可連接 7 個擴(kuò)展模塊，最大擴(kuò)展至168 路數(shù)字量 I/O 或 35 路模擬 I/O 點， 13KB 字節(jié)程序和數(shù)據(jù)存儲空間。 S7200系列的 CPU224主機(jī)有 — 、 — 14 個輸入點和 — 、 Q10— 共計 10 個輸出點。 CPU224 輸入電路采用了雙向光電耦合器， 24VDC 極性可任意選擇，系統(tǒng)設(shè)置1MB 為 字節(jié)輸入端子的公共端， 2MB 為 字節(jié)輸入端子的公共端。在晶體管輸出電路中采用了 MOSFET 功率驅(qū)動器件，并將數(shù)字量輸出分為兩組，每組有一個獨立公共端，共有 1L、 2L兩個公共端，可接入不同的負(fù)載電源。 CPU224PLC 有 6 個高速計數(shù)脈沖輸入端（ — ），最快的響應(yīng)速度為 30KHZ，用于捕捉經(jīng) CPU 掃描周期更快的脈沖信號。另外，還有 2 個高速脈沖輸出端（ 、 ），輸出脈沖頻率可達(dá) PTO（高速脈沖束）和 PWM（寬度可變脈沖輸出）高速脈沖輸出。 擴(kuò)展模塊 EM223，輸出 16 個點，輸出 16 個點。足以滿足工作要求。 I/O 點表 I/O 模塊分為數(shù)字量輸入、數(shù)字量輸出、模擬量輸入和模擬量輸出 4 類。 CPU 分配給數(shù)字量 I/O模塊的地址以字節(jié)為單位，一個字節(jié)由 8 個數(shù)字量 I/O 點組成。擴(kuò)展模塊 I/O 點的字節(jié)地址由 I/O的類型和模塊在同一類 I/O 模塊鏈中的位置來決定。 根據(jù)主電路與控制電路可分析出 I/O 點如表 41 所示。 吉林化工學(xué)院信息與控制工程學(xué)院專業(yè)綜合設(shè)計說明書 15 表 41 I/O點表 設(shè)計梯形圖程序 可編程控制器的梯形圖如圖 41 所示。 T37 為 100ms 定時器。 序號 輸入、輸出設(shè)備 I/O端口號 功能 1 SB1按鈕 正轉(zhuǎn)按鈕 2 SB2按鈕 停止按鈕 3 SB3按鈕 反轉(zhuǎn)按鈕 4 SB4按鈕 點動按鈕 5 KM1 正向運行 6 KM2 反向運行 7 KM3 星型啟動 8 KM4 角型啟動 三相鼠籠異步電動機(jī) PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計 16 圖 41 電動機(jī)起動停止的 PLC 梯形圖 PLC 控制的 工作過程的分析 ： 按下 SB1按鈕， ， KM1， KM4得電，電動機(jī) M由星型啟動開始轉(zhuǎn)動，在 T37 定時 5s 之后， KM4 失電， KM3得電，電動機(jī)在角型啟動方式下轉(zhuǎn)動，由于 和 的互鎖作用，電動機(jī)持續(xù)正轉(zhuǎn)運行。 按下 SB2 按鈕， KM1， KM3 失電，電機(jī)停止運轉(zhuǎn)。 按下 SB3按鈕， ， KM2， KM4得電，電動機(jī) M由星型啟動開始轉(zhuǎn)動，在 T37 定時 5s 之后， KM4 失電， KM3得電，電動機(jī)在角型啟動方式下轉(zhuǎn)動，由于 和 的互鎖作用，電動機(jī)持續(xù)反轉(zhuǎn)運行。 按下 SB4按鈕， 得電， KM1， KM4得電，電動機(jī)在星型啟動下運轉(zhuǎn)，松開 SB4按鈕，由于 和 ，電動機(jī)停止運轉(zhuǎn)，實現(xiàn)點動控制。 吉林化工學(xué)院信息與控制工程學(xué)院專業(yè)綜合設(shè)計說明書 17 結(jié) 論 本設(shè)計通過 PLC控制電動機(jī)，實現(xiàn)三相異步電動機(jī)的正反轉(zhuǎn)運行，并能實現(xiàn)點動的控制，在工廠的自動化和樓宇自動化中有廣闊的應(yīng)用前景。對比傳統(tǒng)的繼電器控制電路有很大 的優(yōu)勢。可靠性高，設(shè)備簡單，易于編程控制，安全性高、檢修快速性、控制快速性、定時和計數(shù)精度高不受環(huán)境變化影響，所以本設(shè)計可以應(yīng)用于工廠實際和學(xué)校的實驗室。 通過本次專業(yè)綜合設(shè)計，能系統(tǒng)掌握 Autocad繪圖的技能， 同時也提高了查閱文獻(xiàn)資料、設(shè)計手冊、設(shè)計規(guī)范等其他專業(yè)能力水平 。加深對三相異步電動機(jī)的工作原理，并能理解和掌握簡單的PLC編程，將 PLC應(yīng)用到三相異步電動機(jī)的控制當(dāng)中， 動手能力及獨立分析和解決工程實際問題的能力 得到很大的提高，為將來順利步入實踐打下基礎(chǔ)。 本次專業(yè)綜合設(shè)計的成功得益于李艷老師的悉心 指導(dǎo)和同學(xué)們的幫助，在此表示深深的謝意！ 三相鼠籠異步電動機(jī) PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計 18 參考文獻(xiàn) [1] 陳伯時 .電力拖動自動控制系統(tǒng) [M].北京 :機(jī)械工業(yè)出版社 ,. [2] 廖常初 .S7200 PLC 編程及應(yīng)用 [M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社， . [3] 孫東旭，王善銘 .電機(jī)學(xué) [M].北京：清華大學(xué)出版社， [4] 顧桂梅，王永順，王慶賢．電氣控制與 PLC應(yīng)用項目教程 [M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社， [5] 趙月飛 .AutoCAD中文版電 氣設(shè)計完全實例教程 [M]．北京：化學(xué)工業(yè)出版社， [6] 姚福來，張艷芳．電氣自動化工程師速成教程 [M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社， [7] 姜建芳．西門子 S7200 PLC 工程應(yīng)用技術(shù)教程 [M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，