基于PLC电动机组控制设计

利用PLC控制三台电动机组11东芝应用背景与需求日立11东芝工业PLC控制电动机的现状与发展日立PLC始终处于工业自动化控制领域的主战场，为各种各样的自动化控制设备提供了非常可靠的控制应用。其主要原因，在于它能够为自动化控制应用提供安全可靠和比较完善的解决方案，适合于当前工业企业对自动化的需要。另一方面，PLC还必须依靠其他新技术来面对市场份额逐渐缩小所带来的冲击，尤其是工业PC所带来的冲击。PLC需要解决的问题依然是新技术的采用、系统开放性和价格。为了使工业生产的过程控制更平稳，更可靠，向优质、高产、低耗要效益，对过程控制设备和装置提出了机电一体化，即仪表、电子、计算机综合的要求，而PLC正是这一要求的产物，它是专门为工业过程而设计的控制设备，具有体积小、功能强，抗干扰性好等优点，它将机械与电气部件有机地结合在一个设备内，把仪表、电子和计算机的功能综合集成在一起，因此，它已经成为当今数控技术、工业机器人、离散制造和过程流程等领域的主要控制设备，成为工业自动化三大支柱（PLC，机器人，CAD/CAM）之一。在工业控制领域，不仅不会逐渐推出，而且会不断扩大他的市场份额。表面上看工控机的出现给PLC带来了一定程度的冲击，但如果我们仔细分析一下可以看到，工控机在某种程度上其实帮助了PLC的发展，因为PLC的可靠性高，易操作，但对与操作员站的一些功能，如曲线处理，数据记录等功能，远不及工控机，而工控机的致命缺陷是可靠性差。所以目前来看工控机与PLC结合的控制系统更为完美。工控机的出现推动了PLC的发展。日立日立日立12东芝PLC研究的目的与意义日立东芝东芝东芝东芝东芝我国工业企业的自动化程度普遍较低，PLC产品有很大的应用空间，如机械行业80以上的设备仍采用传统的继电器和接触器进行控制。因此，PLC在我国的应用潜力远没有得到充分发挥。我国大中型企业普遍采用了先进的自动化系统对生产过程进行控制，但绝大部分小型企业尚未应用自动化系统和产品对生产过程进行控制。随着竞争的日益加剧，越来越多的小型企业将采用经济、实用的自动化产品对生产过程进行控制，以提高企业的经济效益和竞争实力。中国正在努力成为世界新的制造业基地。制造业的控制主要以离散控制为主，PLC是该领域控制系统的首选。制造企业为提高劳动生产率和产品质量，必然会大量采用PLC，从而为PLC的应用提供广阔的应用前景。13东芝PLC的基本结构及其工作原理日立东芝东芝由于PLC在不断发展，因此，对它下一个确切的定义是困难的。在二十世纪七十年代PLC问世后，由美国电气制造商协会NATIONAL东芝ELECTRICMANUFACTURER东芝ASSOCIATIONNEMA对PLC下过如下的定义PLC是一种数字式的电子装置。它使用可编程序的存储器来存储指令，实现逻辑运算、顺序运算、计数计时和算术运算等功能，用来对各种机械或生产过程进行控制。日立东芝东芝1987年，国际电工委员会INTERNATIONAL东芝ELECTRICAL东芝COMMITTEEIEC颁布了PLC利用PLC控制三台电动机组2标准草案，其第3版对PLC作了如下的定义PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和控制系统形成一个整体、易于扩展其功能的原则而设计。日立日立可编程控制器（PLC）的基本结构日立PLC主要由CPU模块、输入模块、输出模块和编程装置组成。日立1东芝CPU模块日立在PLC系统中，CPU模块相当于人的大脑，它不断地采集输入信号，执行用户程序，刷新系统的输出。日立2东芝I/O模块日立东芝东芝输入（INPUT）模块和输出（OUTPUT）模块简称I/O模块，它们是系统的眼、耳、手、脚，是联系外部现场和CPU模块的桥梁。日立东芝东芝输入模块用来接收和采集输入信号。数字量（或开关量）输入模块用来接收从按钮、选择开关、数字拨码开关、限位开关、接近开关、光电开关、压力继电器等来的数字输入信号；模拟量输入模块用来接收电位器，测速发电机和各种变送提供的连续变化的模拟量电流电压信号。数字量输出模块用来控制接触器、电磁阀、电磁铁、批示灯、数字显示装置和报警装置等输出设备。模拟量输出模块用来控制调节阀、变频器等执行装置。日立东芝东芝CPU模块的工作电压一般是DC5V，而PLC的输入/输出信号电压一般较高，如DC5V和AC220V。从外部引入的尖峰电压和干扰噪声可能损坏CPU模块中的元器件，或影响PLC的正常工作。在I/O模块中，用光电耦合器、小型继电器等器件来隔离外部输入电路和负载。I/O模块除了传递信号外，还有电平转换与隔离的作用。日立3东芝编程装置东芝东芝东芝东芝东芝日立编程装置用来生成用户程序，并对它进行编辑、检查和修改。手持式编程器不能直接输入和编辑梯形图，只能输入和编辑指令表程序，因此又叫做指令编程器。它的体积小，价格便宜，一般用来给小型PLC编程，或者用来现场调试和维修。使用编程软件可以在屏幕上直接生成和编辑梯形图、指令表、功能块图和顺序功能图程序，并可以实现不同的编程语言的相互转换。程序被编译后下载到PLC，也可以实现远程编程和传送。东芝东芝东芝东芝可以用编程软件设置PLC内部的各种参数。通过通信，可以显示梯形图中触点和线圈的通断情况，以及运行时PLC内部的各种参数，对于查找故障非常有用。日立4东芝电源日立PLC一般使用220V交流电源或24V直流电源。内部的开关电源为各模块提供各种直流电源。小型PLC一般可以为输入电路和外部的电子传感器（如接近开关）提供24V直流电源，驱动PLC负载的直流电源一般由用户提供。日立可编程控制器（PLC）的工作原理日立东芝东芝当PLC运行时，用户程序中众多的操作需要执行。但CPU是不能同时执行多个操作的，它只能按分时操作原理每一时刻执行一个操作。由于CPU的运算处理速度较高，使得外部出现的结果从宏观上来看几乎是同时进行的，这种分时操作的过程叫做CPU对程序的扫描。扫描丛0000号存储地址所存放的第一条用户程序开始，再无中转或跳转的情况下，按存储地址递增的方向顺序逐条扫描用户程序即执行，直到程序结束。每扫描完一次程序，就构成一个扫描周利用PLC控制三台电动机组3期。然后再从头开始扫描，并周而复始地重复。顺序扫描的工作方式简单，简化了程序设计，并为PLC的可靠运行提供了可靠的保障。一方面，所扫描的程序被执行后，其结果马上就可以被将要扫描到的指令所利用；另一方面，还可以利用CPU设置的定时器来监视每次扫描是否超过规定的时间，从而避免了由于CPU内部故障使程序进入死循环而造成故障的影响。日立PLC的基本工作如下图日立输入现场信息在系统软件的控制下，顺次扫描各输入点的状态。日立执行程序顺次扫描用户程序中的各条指令，根据输入状态和指令内容进行逻辑运算。日立输出控制信号根据逻辑运算的结果，输出状态寄存器向各输出点并行发出相应的控制信号，实现所要求的逻辑控制功能。上述过程执行完后，又重新开始，反复地执行。每执行一遍所需的时间称为扫描周期。PLC的扫描周期通常为几十毫秒。日立日立日立日立日立日立日立日立日立日立日立日立2东芝控制任务分析日立PLC控制电动机群自起动是目前较为理想的自起动技术。它比继电器控制可靠简单，比计算机控制经济实用，所以得到越来越广泛的应用。东芝对电动机自起动控制的基本要求是可靠性和快速性，具体有以下几点东芝1、严格按排定的顺序控制各批次电动机的自起动，以满足工艺连续的要求。东芝2、各批次电动机总功率不大于确定的最大起动功率，防止起动电流过大使继电保护动作，或电压偏低使电动机起动困难。东芝3、根据故障前的运行信息和整定的电压、电流控制电动机的自起动。若某批内没有运行电动机，只要电压、电流满足要求，就直接起动下一批，以实现快速自起动。东芝4、首批自起动有一定延时，以躲开电动机剩余电压的影响，防止对电动机的合闸冲击。东芝5、PLC程序内设置一定动作延时，给剩余电压一个衰减时间，并且只能动作一次，防止电动机在短时内再次自起动。日立21控制系统的运作要求日立1按下启动按钮X0，3号电动机开始转动，延时10秒后，2号电动机也开始转利用PLC控制三台电动机组4动，再次延时10秒后，1号电动机也开始转动，此时三台电动机同时转动日立2东芝当按下停止按钮X1时，1号电动机先停止转动，10秒后2号电动机也停止转动，再次10秒后3号电动机也停止转动，并准备下次启动日立3东芝当按下停止按钮X4时,三台电动机同时停止转动，直到常闭触点X4闭合时，才可以下次启动日立4东芝当按下停止按钮X3时，1号和2号电动机停止转动，10秒后3号电动机也停止转动日立22输入/输出设备点的分配日立日立日立东芝东芝东芝东芝东芝东芝东芝东芝东芝东芝东芝东芝东芝东芝东芝东芝东芝东芝东芝东芝东芝东芝I/O分配图日立日立日立日立日立日立日立日立日立日立日立日立I/O接线图日立根据前面的编号表和系统结构图分析而得三台电动机的PLC控制系统程序工艺流程图。由流程图可知，实现自动控制要设置4个计时器日立T1Y1延时10S后开始转动东芝东芝东芝东芝东芝东芝东芝东芝东芝东芝东芝东芝东芝东芝东芝东芝T0Y0延时10S后开始转动日立日立T2Y2延时10后停止转动东芝东芝东芝东芝东芝东芝东芝东芝东芝东芝东芝东芝东芝东芝东芝东芝东芝T3Y1东芝Y2延时10S后停止转动日立23实验元件日立序号名称数量1电动机32交流接触器43热继电器3利用PLC控制三台电动机组54电流继电器35按钮开关36开关27紧固件、连接导线若干3东芝选型及输入输出地址定义日立PLC高性能小型可编程控制器，具有较高的性价比，应用广泛。它不仅具备了以往的小型PLC所具有的功能，而且还可连接可编程控制终端,尽可能使安装空间最小化，并实现了具有2点7点输入输出点数的弹性构成，为了节省节点的个数，它们采用整体式和模块式相结合的叠装式结构。只有选择了符合要求的产品才能达到既可靠又经济的要求，三菱公司FX系列的PLC适合本次实验的要求，因此我们选择三菱系列FX2N2DA型号的可控制编程器。日立日立东芝东芝东芝东芝东芝东芝东芝东芝东芝东芝东芝东芝东芝东芝东芝东芝东芝FX2N2DA型号PLC的性能指标日立东芝东芝东芝东芝日立4程序设计日立东芝41PLC顺序功能图日立日立利用PLC控制三台电动机组6日立PLC顺序功能图日立日立日立日立日立42东芝编程语言日立0东芝东芝东芝LD东芝东芝东芝东芝东芝东芝M8002日立1东芝东芝东芝SET东芝东芝东芝东芝东芝S0日立3东芝东芝东芝ZRST东芝东芝东芝东芝S21东芝东芝S25日立8东芝东芝东芝LD东芝东芝东芝东芝东芝东芝S0日立9东芝东芝东芝东芝ANI东芝东芝东芝东芝东芝东芝X3日立10东芝东芝东芝ANI东芝东芝东芝东芝东芝X4日立11东芝东芝东芝AND东芝东芝东芝东芝X0日立利用PLC控制三台电动机组712东芝东芝东芝SET东芝东芝东芝东芝东芝S21日立14东芝东芝东芝LD东芝东芝东芝东芝东芝东芝S21日立15东芝东芝东芝OUT东芝东芝东芝东芝Y2日立16东芝东芝东芝OUT东芝东芝东芝东芝东芝T1东芝东芝东芝K100日立19东芝东芝东芝AND东芝东芝东芝东芝东芝T1日立20东芝东芝东芝SET东芝东芝东芝东芝东芝东芝S22日立22东芝东芝东芝LD东芝东芝东芝东芝东芝东芝东芝S22日立23东芝东芝东芝OUT东芝东芝东芝东芝东芝Y2日立24东芝东芝东芝OUT东芝东芝东芝东芝东芝东芝Y1日立25东芝东芝东芝OUT东芝东芝东芝东芝东芝T0东芝东芝东芝K100日立28东芝东芝东芝AND东芝东芝东芝东芝东芝T0日立29东芝东芝东芝SET东芝东芝东芝东芝东芝东芝S23日立31东芝东芝东芝LD东芝东芝东芝东芝东芝东芝东芝S23日立32东芝东芝东芝OUT东芝东芝东芝东芝东芝东芝Y2日立33东芝东芝东芝OUT东芝东芝东芝东芝东芝东芝Y1日立34东芝东芝东芝OUT东芝东芝东芝东芝东芝东芝Y0日立35东芝东芝东芝MPS日立36东芝东芝东芝AND东芝东芝东芝东芝东芝X1日立37东芝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