基于plc電機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)論文(參考版)
2025-06-29 14:52本頁面
【正文】 在此謹(jǐn)向老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。從課題的選擇到項(xiàng)目的最終完成，老師都始終給予我細(xì)心的指導(dǎo)和不懈的支持。 在論文寫作過程中，得到了老師的親切關(guān)懷和耐心的指導(dǎo)。據(jù)我了解到，在我國工業(yè)生產(chǎn)過程中，電氣控制及PLC技術(shù)方面的運(yùn)用還不廣泛，大多數(shù)還停留在繼電器控制等簡單的控制系統(tǒng)，繼電器控制技術(shù)和電氣控制及PLC技術(shù)相比，電氣控制及PLC技術(shù)有著突出的眾多優(yōu)點(diǎn)，我國工業(yè)生產(chǎn)想要快速發(fā)展就必須淘汰舊的控制技術(shù)，運(yùn)用新技術(shù)進(jìn)行改革。它具有結(jié)構(gòu)簡單、易于編程、性能優(yōu)越、可靠性高、靈活通用等使我深入了解PLC在工業(yè)生產(chǎn)過程中的應(yīng)用以及對(duì)包生產(chǎn)設(shè)備的改造，以提高生產(chǎn)效率的重大作用，我所設(shè)計(jì)的題目是PLC控制三相異步電動(dòng)機(jī)。 在輸入程序前，需清除存儲(chǔ)器中內(nèi)容，依次按Clr、Play/Set， Not，Rec/Reset和Montr鍵，即將全部程序清除。 圖41 三相異步電機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制原理圖 圖42 梯形圖 三相異步電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)PLC控制的程序 將 PLC聯(lián)上編程器并接通電源后，PLC電源指示燈亮，將編程器開關(guān)打到 “PROGRAM”位臵，這時(shí)PLC處于編程狀態(tài)。為了能達(dá)到正反轉(zhuǎn)的直接轉(zhuǎn)換，將各自啟動(dòng)按鈕對(duì)應(yīng)的輸入繼電器的常閉觸電串于對(duì)方，進(jìn)行按鈕互鎖。由于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)以n1轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子導(dǎo)體開始時(shí)是靜止的，故轉(zhuǎn)子導(dǎo)體將切割定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)而產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)（感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向用右手定則判定）。為節(jié)省輸入點(diǎn)數(shù)，接線圖中把熱繼電器FR的長閉觸電串聯(lián)于輸出電路中而未作為輸入信號(hào)處理。圖41所示為三相異步電機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制原理圖。電動(dòng)機(jī)反向啟動(dòng)及制動(dòng)與正向相同。在電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的過程中，若按下停止按鈕SF1,則QAQA3線圈相繼斷電，由于此時(shí)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的慣性轉(zhuǎn)速仍然很高，使速度繼電器的正轉(zhuǎn)常開觸點(diǎn)尚未復(fù)原，中間繼電器仍處于工作狀態(tài)，所以在接觸器QA1常閉觸點(diǎn)復(fù)位后，接觸器QA2線圈便通電，其常開觸點(diǎn)閉合，使定子繞組經(jīng)3個(gè)電阻獲得反相序三相交流電源，對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行反接制動(dòng)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速迅速下降。 軟件設(shè)計(jì) 控制系統(tǒng)的I/O點(diǎn)及地址分配 表32 系統(tǒng)工作流程框圖 如圖系統(tǒng)的工作流程所示，按下正轉(zhuǎn)啟動(dòng)按鈕SF2，使中間繼電器線圈帶電，通過中間繼電器使接觸器QA1線圈帶電常開觸點(diǎn)閉合，使定子繞組經(jīng)3個(gè)電阻接通正序三相電源，電動(dòng)機(jī)MA開始降壓啟動(dòng)。4. 電源 可編程控制器使用220V交流電源或24V直流電源。 編程器可以永久地連接在可編程控制器上，將編程取下來后系統(tǒng)也可以運(yùn)行。在I/O模塊中，用光電耦合器，光電可控硅、小型繼電器等器件來隔離外部輸入電路和負(fù)載，I/O模塊除了傳遞信號(hào)外，還有電平轉(zhuǎn)換與隔離的作用。輸入模塊用接收和采集輸入信號(hào)，輸入信號(hào)有兩類：一類是從按鈕、選擇開關(guān)、數(shù)字拔碼開關(guān)、限位開關(guān)、接近開關(guān)、光電開關(guān)、壓力繼電器等開關(guān)量輸入信號(hào)；另一類是由電位器、熱電偶、測(cè)速發(fā)電機(jī)、各種變送器提供的連續(xù)變化 的模擬量輸入/輸出信號(hào)電壓一般較高，如直流24V 和交流220V。存儲(chǔ)器用來儲(chǔ)存程序和數(shù)據(jù)。（三）PLC的基本結(jié)構(gòu)可編程控制器（PLC）的主要由CPU模塊、輸入模塊、輸出模塊和編程器組成如圖下圖所示。在此期間，CPU按照I/O映象區(qū)內(nèi)對(duì)應(yīng)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)刷新所有的輸出鎖存電路，再經(jīng)輸出電路驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的外設(shè)。即使用I/O指令的話，輸入過程影像寄存器的值不會(huì)被更新，程序直接從I/O模塊取值，輸出過程影像寄存器會(huì)被立即更新，這跟立即輸入有些區(qū)別。 即，在用戶程序執(zhí)行過程中，只有輸入點(diǎn)在I/O映象區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)不會(huì)發(fā)生變化，而其他輸出點(diǎn)和軟設(shè)備在I/O映象區(qū)或系統(tǒng)RAM存儲(chǔ)區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)都有可能發(fā)生變化，而且排在上面的梯形圖，其程序執(zhí)行結(jié)果會(huì)對(duì)排在下面的凡是用到這些線圈或數(shù)據(jù)的梯形圖起作用；相反，排在下面的梯形圖，其被刷新的邏輯線圈的狀態(tài)或數(shù)據(jù)只能到下一個(gè)掃描周期才能對(duì)排在其上面的程序起作用。2. 用戶程序執(zhí)行階段:在用戶程序執(zhí)行階段，PLC總是按由上而下的順序依次地掃描用戶程序(梯形圖)。在這兩個(gè)階段中，即使輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)發(fā)生變化，I/O映象區(qū)中的相應(yīng)單元的狀態(tài)和數(shù)據(jù)也不會(huì)改變。1. 輸入采樣階段：在輸入采樣階段，PLC以掃描方式依次地讀入所有輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并將它們存入I/O映象區(qū)中的相應(yīng)得單元內(nèi)。完成上述三個(gè)階段稱作一個(gè)掃描周期。從而提高了系統(tǒng)抗干擾能力，平均無故障時(shí)間達(dá)到數(shù)萬小時(shí)以上，可以直接用于有強(qiáng)烈干擾的工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，可編程序控制器已被廣大用戶公認(rèn)為最可靠的工業(yè)控制設(shè)備之一。5. 可靠性高，抗干擾能力強(qiáng) 可編程序控制器是為現(xiàn)場(chǎng)工作設(shè)計(jì)的，采取了一系列硬件和軟件抗干擾措施，硬件措施如屏蔽、濾波、電源調(diào)整與保護(hù)、隔離、后備電池等，例如，三菱公司的FX2N系列PLC內(nèi)部EEPROM中，儲(chǔ)存用戶原程序和預(yù)設(shè)值在一個(gè)較長時(shí)間段（190小時(shí)），所有中間數(shù)據(jù)可以通過一個(gè)超級(jí)電容器保持，如果選配電池模塊，可以確保停電后中間數(shù)據(jù)能保存200天。一般可用接線端子連接外部接線。4. 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及施工的工作量少，維修方便 可編程序控制器的配線與其它控制系統(tǒng)的配線比較少得多，故可以省下大量的配線，減少大量的安裝接線時(shí)間，開關(guān)柜體積縮小，節(jié)省大量的費(fèi)用。如果元件不夠，只要加上需要的擴(kuò)展單元即可，擴(kuò)充非常方便?？删幊绦蚩刂破饔密浖δ苋〈死^電器控制系統(tǒng)中大量的中間繼電器、時(shí)間繼電器、計(jì)數(shù)器等器件，硬件配置確定后，可以通過修改用戶程序，不用改變硬件，方便快速地適應(yīng)工藝條件的變化，具有很好的柔性。
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