【正文】 KM1:Y0 起動按鈕 SB2:X1 KM2:Y1 接觸器 △ FR:X2 KM3:Y2 接觸器 ㄚ 重慶科技學院高等教育自學考試本科畢業(yè)論文 4自動跟蹤系統(tǒng)設計 38 圖 42 三相異步電動機減壓起動的 I/O接線圖 圖 43減壓起動梯形圖 重慶科技學院高等教育自學考試本科畢業(yè)論文 4自動跟蹤系統(tǒng)設計 39 對應的指令如 下圖： 步 序 指令 數(shù)據(jù) 步 序 指令 數(shù)據(jù) 0 LD X001 10 MPP 1 OR Y000 11 OUT T0 K50 2 ANI X000 12 LD T0 3 ANI X002 13 OR Y001 4 OUT Y000 14 ANI Y000 5 LD Y000 15 ANI Y002 6 ANI Y001 16 ANI X002 7 MPS 17 OUT Y001 8 ANI T0 18 END 9 OUT Y002 圖 44三相異步電動機的ㄚ △減壓起動的指令語句表 三相異步電動機正反轉的 PLC 控制 因為三相異步電動機的轉動方向是由旋轉磁場的方向決定的，而旋轉磁場的轉向取決于定子繞組中通入三相電流的相序。 三相異步電動機正反轉的繼電器控制 在沒有按下停止按鈕 SB3 且熱繼電器 FR 沒有動作的情況下， X000 和 X003 觸點均為閉合狀態(tài)。按下反向起動按鈕 SB2 時， X002 動合觸點閉合， Y001 線圈得電并自鎖，接觸器 KM2得電吸合，電動機反轉；與此同時 ， Y001 的動斷觸點斷開 Y000 線圈的驅動回路，KM1 不能吸合，實現(xiàn)電氣互鎖。 重慶科技學院高等教育自學考試本科畢業(yè)論文 4自動跟蹤系統(tǒng)設計 40 圖 45 電動機正反轉繼電器控制圖 三相異步電動機正反轉 PLC控制 輸入 輸出 SB1： X1 KM1： Y0 SB2： X2 KM2： Y1 SB3： X0 FR： X3 SB1 為正 SB2 為反 KM1 為正轉接觸線圈 KM2 為反轉接觸線圈 重慶科技學院高等教育自學考試本科畢業(yè)論文 4自動跟蹤系統(tǒng)設計 41 圖 46輸入輸出接線圖 圖 47梯形圖 將 PLC 連上編程器并接通電源后， PLC 電源指示燈亮，將編程器開關打到“ PROGRAM”位置，這時 PLC 處于編程狀態(tài)。 在輸入程序前，需清除存儲器中內容，按照以上控制的梯形圖或程序指令將重慶科技學院高等教育自學考試本科畢業(yè)論文 4自動跟蹤系統(tǒng)設計 42 控制程序寫入 PLC，當程序輸入到 PLC 指令如下圖。為了縮短輔助工作時間、提高生產率和獲得準確的停機位置，必須對電動機采取有效的制動措施。常用的電氣制動有反接制動和能耗制動。 反接制動的關鍵在于將電動機三相電源相序進行切換，且當轉速接近于零時，能自動將電源斷開。因為電動機反接制動電流很大，所以在制動電路中串接了降壓電阻 R，以限制反向制動電流。一條是控制 M 正常運轉的回路，另一條是控制 M 反向制動的回路。 M處于正常運轉， KS 的觸點閉合，為反接制動做準備。 三相異步電動機的反接制動的 PLC控制 輸入 輸出 SB1:X0 KM1:Y1 SB2:X1 KM2:Y2 FR:X2 重慶科技學院高等教育自學考試本科畢業(yè)論文 4自動跟蹤系統(tǒng)設計 44 KS:X3 圖 410輸入輸出接線圖 圖 411反接制動梯形圖 對應的指令如下圖： 重慶科技學院高等教育自學考試本科畢業(yè)論文 4自動跟蹤系統(tǒng)設計 45 步 序 指令 數(shù)據(jù) 步 序 指令 數(shù)據(jù) 0 LDI X000 7 LD X000 1 LD X001 8 OR Y002 2 OR Y001 9 ANI Y001 3 ANB 10 AND X003 4 ANI Y002 11 ANI X002 5 ANI X002 12 OUT Y002 6 OUT Y001 13 表 412 三相異步電動機的反接制動的指令語句表 三相異步電動機的一般控制 點動 控制 一般使用在機床電路和行車控制電路中，在三胺裝置中沒有使用。 自?？刂? 大量應用在三胺裝置的各個方面。在需要連續(xù)運行的裝置中，這種控制方式大量使用。由于電子技術特別是微電子技術的發(fā)展，一種電機綜合保護儀（俗稱馬達保護器）被廣泛應用于電機控制線路中，在三胺裝置中，所有重要設備的電機大都采用馬達保護器對電機進行保護。并且可根據(jù)需要調節(jié)啟動電流的大小。這就是軟啟動。它的主要構成是串接于電源與被控電機之間的三相反并聯(lián)閘管及其電子控制電路。 軟啟動器同時還提供軟停車功能，軟停車與軟啟動過程相反，電壓逐漸降低，轉數(shù)逐漸下降到零，避免自由停車引起的轉矩沖擊。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定值。 （ 2）有軟停車功能，即平滑減速，逐漸停機，它可以克服瞬間斷電停機的弊病，減輕對重載機械的沖擊，避免高程供水系統(tǒng)的水錘效應，減少設備損壞。 軟啟動器主要有整流器、中間電路、逆變器、控制電路等組成。 中間電路：有以下三種作用： a. 使脈動的直 流電壓變得穩(wěn)定或平滑，供逆變器使用。 逆變器：將固定的直流電壓變換成可變電壓和頻率的交流電壓。其主要組成部分是：輸出驅動電路、操作控制電路。 。 三 胺軟啟動器有 P1201A/B、 P1108A/B、 P1111A/B、 T404A1/A2/A3 7 臺軟起動器（其中 P1108A/B 和 P1111A/B 為 ABB 產品，其他為施耐德產品）。變頻器是利力半導體器件的通斷作用將工頻電源變換為另一頻率的電能控制裝置。變頻器的電路一般由整流、中間直流環(huán)節(jié)、 逆變和控制 4個部分組成。采用變頻控制的三相異步電動機不僅實現(xiàn)了無極調速，還具備了軟啟動器的所有功能，一樣實現(xiàn)電機的軟啟動、軟停車。 重慶科技學院高等教育自學考試本科畢業(yè)論文 4自動跟蹤系統(tǒng)設計 48 5 三相異步電動機的運行維護和檢修 三相異步電動機的運 行維護 電動機啟動前的準備 為了保證電動機正常安全地啟動，一般啟動前應作好下述準備： （ 1）檢查電源是否有電，電壓是否正常，若電源電壓過高或過低，都不宜啟動。 （ 3）熔絲規(guī)格大小是否合適，安裝是否牢固，有無熔斷或損傷。 （ 5）檢查傳動裝置，如皮帶輕緊是否合適，連接是否牢固，聯(lián)軸器的螺絲、銷子是否緊固等。 （ 7）檢查電動機及啟動電器外殼是否接地，接地線有無斷路，接地螺絲是否松動、脫落等。 （ 9）檢查負載機械是否妥善地作好了啟動準備?；h(huán)上碳刷是否要更換。 （ 2）啟動時應注意觀察 電動機、傳動裝置、負載機械的工作情況，以及線路上的電流表和電壓表的指示，若有異?，F(xiàn)象，應立即斷電檢查，待故障排除后，載行啟動。一定要先將手柄推到啟動位置，待電動機轉速穩(wěn)定后再拉到運轉位置，防止誤操作造成設備和人身事故。電壓降低過多，造成電動機啟動困難引起線路故障或使開關設備跳閘。 監(jiān)視電動機的溫度 電動機正常運行時會發(fā)熱，使電動機溫度升高，但不應超出允許的限度。判斷電動機是否過熱，可以用以下方法： （ 1）憑手的感覺：如果以手接觸外殼，沒有燙手的感覺，說明電動機溫度正常；如果手放上去燙得馬上縮回來，說明電動機已經過熱。 （ 3）判別電動機是否過熱的準確方法還是用溫度計測量。 監(jiān)視電動機的電流 一般容量較大的電動機應裝設電流表，隨時對其電流進行監(jiān)視。應立即停車檢查。 監(jiān)視電動機的電壓 電動機的電源上最好裝設一只 電壓表和轉換開關，以便對其三相電源、壓進行監(jiān)視。如發(fā)現(xiàn)這種情況應立即停車，待查明原因，排除故障后再使用。若發(fā)生劇烈振動，噪音和焦臭氣味，應停車進行檢查修理。 注意 軸承的工作情況 電動機運行中應注意軸承聲響和發(fā)熱情況。 注意交流電動機的滑環(huán)或直流電動機的換向器火花 電動機運行中，電刷與換向器或滑環(huán)之間難免出現(xiàn)火花。 電動機的定期檢查和保養(yǎng) 為了保證電動機正常工作，除了按操作規(guī)程正確使用，運行過程中注意監(jiān)視和維護外還應進行定期檢查和保養(yǎng)。主要檢查 和保養(yǎng)項目如下： （ 1）及時清除電動機機座外部的灰塵、油泥，如使用環(huán)境灰塵較多，最好每天清掃一次。 （ 3）定期測量電動機的絕緣電阻，若使用環(huán)境比較潮濕更應經常測量。 （ 5）定期檢查啟動設備，看觸頭和接線有無燒傷，氧化，接觸是否良好等。絕緣材料的絕緣能力 因干燥程度不同而異，所以保持電動機繞組的干燥是非常重要的。最常見的是繞組接地故障即絕緣損壞，使帶電部分與機殼等不應帶電的金屬部分相碰，發(fā)生這種故障，不僅影響電動機正常工作。所以電動機在使用中，應經常檢查絕緣電阻，還要注意查看電動機機殼接地是否可靠。大修的目的在于，對電動機進行一次徹底、全面的檢查、維護，增補電動機缺少、磨損的元件，徹底清除電動機內外 的灰塵、污物，檢查絕緣情況，清洗軸承并檢查其磨損情況。太陽能電池板有兩個自由度。單片機加電復位后，垂直方向將處于旋轉狀態(tài)，單片機將對采樣進來的電壓信號進行判斷，電壓有增大和減小兩種可能，如電壓增大，則讓電池板繼續(xù)轉動，一旦電壓減小，單片機將立即發(fā)出信號，讓電機反轉，實現(xiàn)電池板對太陽的跟蹤。本設計的光敏器件選為光敏電阻。如果太陽光垂直照射太陽能電池板時，兩個光敏電阻接收到的光強度相同，所以它們的阻值相同，此時電動機不轉動。其優(yōu)點在于控制較精確且電路比較容易實現(xiàn)。當陽光正對太陽傳感器 光電轉換 單片機 驅動器 步進電機 電源 重慶科技學院高等教育自學考試本科畢業(yè)論文 4自動跟蹤系統(tǒng)設計 52 能板時，光敏電阻 R R2 都是高電阻， A、 B 兩點電壓相等。若陽光發(fā)生傾斜，使 Rl 被陽光射中呈低電阻，則 A 點電位比 B點高。 U3A 是減法器，其輸出 為 A與 B的電壓差值。 圖 42光電轉換電路 單片機及其外圍電路 AT89C51 單片機 控制部件選擇 ATMEL 公司生產的 AT89C5l 型單片機。片內 的 Flash 存貯器允許在系統(tǒng)內可改編程序或用常規(guī)的非易失性存貯器編程器來編程。 （ 1）結構框圖 重慶科技學院高等教育自學考試本科畢業(yè)論文 4自動跟蹤系統(tǒng)設計 53 AT89C5l 的結構框圖如圖 43所示。 圖 43單片機結構框圖 AT89C5 是用靜態(tài)邏輯來設計的，其工作頻率可下降到 OHz，并提供兩種可用軟件選擇的省電方式，即空閑方式和掉電方式。在掉電方式中，片內振蕩器停止工作，由于時鐘被“凍結”，使一切功能都暫停，只保持內部 RAM的內容，直到下一次硬件復位為止。雙列直插式封裝的如圖所示，共有 40個引腳，下面將對這些引腳進行說明。 2)GND:接地端。在單片機內部，它是構成片內振蕩器的反相放大器的輸入端。 2)XTAL2:接外部晶體的另一個引腳。采用外部振蕩信號源源時，此引腳應懸浮不連接。 RST：復位輸入端。在對 Flash 存貯器編程期間，該引腳也用于施加編程語序電源。 1)P0 端口 ():P0 是一個 8 位漏極開路型雙向 I/0端口。在訪問外部程序和數(shù)據(jù)時，它是分時多路轉換的地址 (低8 位 )/數(shù)據(jù)總線，在訪問期間激活了內部的上拉電阻。而在驗證程序時，則 輸出指令字節(jié)。 2)P1 端口 ():P1 是一個帶有內部上拉電阻的 8