《电气控制技术与PLC》课程设计-电动机顺序启动.doc

车辆与动力工程学院课程设计说明书摘要本文主要介绍电动机的顺序启动停止控制的设计方案,顺序启动停止控制系统从原理图到cpu外部接线，顺序启动及常见故障分析与排除整个过程。在本论文中，对电动机顺序启动停止控制中工作原理和电气控制做进一步分析，清晰说明了各电器元件在电气控制电路中的重要作用及如何选取等。在设计中，充分合理的利用了的断路器触电，对电器加以控制。这次课程设计是我们学习电气控制技术与plc后的一次理论应用于实际的很好机会，培养基本操作技能与设计能力，提高理论知识工程应用能力、系统调试能力、分析问题与解决问题的能力。 关键词：plc 正反转 顺序控制 目 录第一章 绪论41.1plc课程设计的目的及意义41.1.1电动机的顺序启动停止控制5第二章 总体设计62.1 题目62.2项目动能介绍62.3硬件设计62.3.1 可编程控制器（plc）62.4系统流程图72.5 控制要求82.6主电路与控制电路92.7 i/o分配表102.9 i/o端口接线图112.10梯形图122.11模拟仿真13第三章 设计结论14致谢15参考文献1612车辆与动力工程学院课程设计说明书第一章 绪论可编程控制器是在继电器控制和计算机控制的基础上发展而来的新型工业自动控制装置。早期的可编程控制器在功能上只能实现逻辑控制，因而被称为可编程逻辑控制器（programmable logic controller），简称plc。随着微电子技术和微型计算机的发展，微处理器用于plc，使其不仅可以实现逻辑控制，还可以进行数字运算和处理、模拟量调节和联网通信等，因此美国电气制造协会于1980年将它正式命名为可编程控制器（programmable controller），简称pc。但近年来pc又成为个人计算机（personal computer）的简称，为避免发生混淆，我们仍把可编程控制器简称为plc。可编程序控制器的应用面广、功能强大、使用方便，已经成为当代工业化的主要支柱之一。plc广泛的应用各领域，尤其在机械设备和生产过程的自动控制系统中。1.1plc课程设计的目的及意义本课程设计是plc课程课堂教学的延伸和发展，是理论知识与工程实践之间的衔接。课程设计的主要目的是通过某一生产设备的电气控制装置的设计实践，了解一般电气控制系统设计过程、设计要求、应完成的工作内容和具体设计方法。通过设计也有助于复习、巩固以往所学的知识，达到灵活应用的目的。设计必须满足生产设备和生产工艺的要求，因此，设计之前必须了解设备的用途、结构、操作要求和工艺过程，在此过程中培养从事设计工作的整体观念。课程设计应强调能力培养为主，在独立完成设计任务的同时，还要注意其他几方面能力的培养与提高，如独立工作能力与创造力；综合运用专业及基础知识的能力，解决实际工程技术问题的能力；查阅图书资料、产品手册和各种工具书的能力；工程绘图的能力；书写技术报告和编制技术资料的能力。在专业知识与研究方法方面为日后的毕业设计乃至毕业后的工作奠定良好的基础。1.1.1电动机的顺序启动停止控制通过电动机顺序启动停止的控制设计，我学会了掌握plc工作原理、编程及调试方法及应用技术；根据控制要求，制定合理的设计方案；正确选用plc，确定输入、输出设备；plc的i/o点分配，并绘制其连接图，以及其它外部硬件图；设计plc控制程序，并达到了预期效果，虽然过程非常艰难，但是我更加深刻的学习和理解plc知识。第二章 总体设计2.1 题目电动机顺序启动/停止控制2.2项目动能介绍按下启动按钮后，m1电动机正转反转m1、m2顺序启动制动，并分别有指示灯指示。2.3硬件设计电动机的顺序启动停止控制由可编程控制器、电动机。线圈等2.3.1 可编程控制器（plc）plc简介 可编程控制器是60年代末在美国首先出现的，当时叫可编程逻辑控制器plc（programmablelogiccontroller），目的是用来取代继电器。以执行逻辑判断、计时、计数等顺序控制功能。提出plc概念的是美国通用汽车公司。plc的基本设计思想是把计算机功能完善、灵活、通用等优点和继电器控制系统的简单易懂、操作方便、价格便宜等优点结合起来，控制器的硬件是标准的、通用的。根据实际应用对象，将控制内容编成软件写入控制器的用户程序存储器内,使控制器和被控对象连接方便。 70年代中期以后，plc已广泛地使用微处理器作为中央处理器，输入输出模块和外围电路也都采用了中、大规模甚至超大规模的集成电路，这时的plc已不再是仅有逻辑(logic)判断功能，还同时具有数据处理、pid调节和数据通信功能。国际电工委员会(iec)颁布的可编程控制器标准草案中对可编程控制器作了如下的定义：可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用了可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算，顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字式和模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程控制器及其有关外围设备，易于与工业控制系统联成一个整体，易于扩充其功能的设计。 可编程控制器对用户来说，是一种无触点设备，改变程序即可改变生产工艺。目前，可编程控制器已成为工厂自动化的强有力工具，得到了广泛的普及推广应用。 可编程控制器是面向用户的专用工业控制计算机，具有许多明显的特点。 可靠性高，抗干扰能力强； 编程直观、简单； 适应性好； 功能完善，接口功能强。 是以微处理器为核心，综合了计算机控制、自动化、通讯网络等技术的一种通用的工业控制装置。plc电梯控制系统有如下的特点：(1)、plc是基于工业环境下设计的控制装置，环境适应性强，可靠性高；(2)、plc最常用的编程语言是梯形图语言，编程语言形象、直观，编程简单，便于广大现场工程技术人员掌握。(3)、plc控制系统的体积小，重量轻，便于安装，维修方便。(4)、plc具有自诊断、故障报警、故障种类显示等功能，可以方便的实时监视系统的运行状态。(5)、现代plc具有传统控制系统无法比拟的远程数据传送、交换、控制和监视的网络通讯功能。2.4系统流程图m1启动正转m1停止m1启动逆转m1运行m2启动m1运行m2停止m1停止2.5 控制要求（1） 按下sb1 km1常开触点闭合常闭断开 主触点闭合m1正转 pl1亮pl4灭 （2） 按下sb2 m2常开触点闭合常闭断开 主触点闭合m1逆转pl2亮pl4灭 （3） 按下sb4 km3线圈得电km3常开闭合常闭断开 主触点闭合m2启动 pl3亮（4） 按下sb5 km3失电 m2停转pl2灭（5） km3常开时 按下sb3 m1停转pl4亮（6） m1运行按下fr1 m1停转按sb4 m2无法启动（km1.km2常开）（7） m1,m2运行按下fr2 m2停转 按sb3 m1停转 pl4亮 按下fr1 m1，m2均停转 pl4亮2.6主电路与控制电路2.7 i/o分配表i/o地址分配表符号地址输入 sb1i0.0sb2i0.1sb3i0.2sb4i0.3sb5i0.4fr1i0.5fr2i0.6输出km1q0.0km2q0.1km3q0.2pl4q0.3pl1q0.4pl2q0.5pl3qo.62.8 plc选型根据设计所需7个输入，7个输出 选择cpu224满足需求（cpu222 8输入6输出cpu226 24输入16输出）2.9 i/o端口接线图2.10梯形图2.11模拟仿真根据所做的梯形图，我用s7-200的仿真软件进行了仿真，在按下按钮后，输出端口输出信号与完成控制要求需要的信号相同，符合设计要求，仿真结果正确。第三章 设计结论在学完plc理论课程后我们做了课程设计，此次设计以分组的方式进行，每组有一个题目。我做的是电动机顺序启动停止控制。由于平时大家都是学理论，没有过实际开发设计的经验，拿到的时候都不知道怎么做。但通过各方面的查资料并学习。我们基本学会了plc设计的步聚和基本方法。极大提高学习能力与兴趣。通过这次设计实践。我学会了plc的基本编程方法，对plc的工作原理和使用方法也有了更深刻的理解。在对理论的运用中，提高了我们的工程素质，在没有做实践设计以前，我们对知道的撑握都是思想上的，对一些细节不加重视，当我们把自己想出来的程序与到plc中的时候，问题出现了，不是不能运行，就是运行的结果和要求的结果不相符合。能过解决一个个在调试中出现的问题，我们对plc 的理解得到加强，看到了实践与理论的差距。 在设计的过程中我们还得到了老师的帮助与意见。在学习的过程中，不是每一个问题都能自己解决，向老师请教或向同学讨论是一个很好的方法，不是有句话叫做思而不学者殆，同时离不开同学们的相互帮助。 总之，这次课程设计对我真的很有好处，给我弥补了很多我欠缺的知识，我一定抓住这次机会补充自己，提高自己。今后努力寻找机会、条件来完成类似的设计。致谢在这次的课程设计中，我学习到了很多知识，由于平时学习知识的局限性，做课程设计时有很多疑惑，高老师悉心指导，非常耐心，解决了很多疑惑。在课下也经常和同学们相互讨论，同学间的帮助积极性也很高，是我学习到了很多课堂上没有学到的知识，更增进了和同学们的友谊，增强了一定的合作意识，给我很大感触，在此