PLC控制电机正反转论文

摘要可编程控制器(PLC)是一种全新的工业自动控制装置，它以微处理器为核心，集自动控制技术、计算机技术和通信技术于一体。目前，可编程控制器已经基本取代了传统的继电器控制，广泛应用于工业控制的各个领域。可编程控制器已经成为工业自动化的三大支柱之一。生产机械通常要求运动部件可以正反两个方向启动，这就要求牵引电机可以正反两个方向旋转。根据电机的原理，改变电机三相电源的相序可以改变电机的方向。按下前进起动按钮SB1，电机向前运行，KM1和KMy接通。2秒后，KMY关闭，kms开启，即前向起动完成。当按下停止按钮SB2时，电机停止运行。当按下反向启动按钮SB3时，电机反向运行，KM2和KMY接通。2秒钟后，KMY关闭，KM开启，完成反向起动。内容第一章PLC概述11.1可编程逻辑控制器第1代1.2可编程逻辑控制器1的定义1.3可编程控制器2的特点和应用1.4可编程逻辑控制器4的基本结构第二章3相异步电动机控制设计72.1电机可逆运行控制电路72.2启动时，星形连接将在30秒后变为三角形操作，直至停止，反之亦然92.3。三相异步电动机正反向可编程控制器控制梯形图和指令表122.4三相异步电动机正反向可编程控制器控制的工作原理132.5指令14的介绍结论16谢谢你17参考文献18第一章PLC概述1.1可编程逻辑控制器生产1969年，美国数字设备公司开发了世界上第一台可编程控制器，并将其应用于通用汽车公司的生产线。当时，它被称为可编程逻辑控制器。其目的是取代继电器来执行顺序控制功能，如逻辑判断、计时和计数。随后，美国的MODICON公司也开发了一种同名的控制器。1971年，日本从美国引进这项新技术，并很快开发出日本第一台可编程控制器。1973年，西欧国家也开发了他们的第一个可编程控制器。随着半导体技术，特别是微处理器和微型计算机技术的发展，自20世纪70年代中期以来，特别是自20世纪80年代以来，可编程逻辑控制器已经广泛使用16位甚至32位微处理器作为中央处理器。输入输出模块和外围电路也采用了中型、大型甚至超大型集成电路，在可编程逻辑控制器的概念、设计、性能价格比和应用方面取得了新的突破。此时，可编程控制器不仅具有逻辑判断功能，还具有数据处理、PID调节和数据通讯功能。更恰当的说法是称之为可编程控制器，简称为个人电脑。然而，为了区别于个人电脑的缩写，它通常仍被称为可编程逻辑控制器。1.2 PLC的定义“可编程控制器是一种用于数字操作的电子系统，专门设计用于工业环境。它使用可编程存储器来存储和执行逻辑运算、顺序控制、计时、计数和算术运算等操作命令，并通过数字和模拟输入和输出来控制各种类型的机械或生产过程。可编程控制器及其相关外围设备是根据易于与工业系统集成和易于扩展其功能的原则设计的。”可编程控制器(PLC)是应用最广泛、功能最强大、使用最方便的通用工业控制设备。自其成功开发和使用以来，它已成为当代工业自动化的主要支柱之一。1.3可编程逻辑控制器的特性和应用1)可编程逻辑控制器功能(1)编程简单，使用方便梯形图是可编程控制器最常用的编程语言。其符号类似于继电器电路示意图。具有继电器电路基础的电气技术人员可以在短时间内熟悉梯形图语言，并使用它编写用户程序。梯形图语言是可视化的，易于学习和理解。(2)控制灵活，程序可变，灵活性好可编程逻辑控制器产品是模块化的，配有各种硬件设备供用户选择。用户可以灵活方便地配置系统，形成不同功能和规模的系统。可编程控制器用软件功能取代继电器控制系统中的大量中间继电器、时间继电器、计数器和其他设备。在确定硬件配置后，可以在不改变硬件的情况下修改用户程序，方便快捷地适应工艺条件的变化，具有很好的灵活性。(3)功能强大，扩展方便，性价比高可编程控制器中有数百个用户可编程元件，具有很强的逻辑判断、数据处理、PID调节和数据通信功能，可以实现非常复杂的控制功能。如果没有足够的组件，只需要增加所需的扩展单元，这非常便于扩展。与具有相同功能的中继系统相比，它具有很高的性价比。(4)控制系统的设计和施工工作量少，维护方便。可编程控制器的布线比其他控制系统少得多，因此可以节省大量的布线，可以减少大量的安装布线时间，可以减小开关柜的体积，并且可以节省大量的费用。可编程控制器负载能力强，可直接驱动普通电磁阀和交流接触器。通常，外部布线可以与连接端子连接。PLC故障率很低，具有完善的自诊断和显示功能，便于快速排除故障。(5)可靠性高，抗干扰能力强可编程控制器是为现场工作而设计的，采用一系列硬件和软件抗干扰措施。屏蔽、滤波、功率调节和保护、隔离、备用电池等硬件措施。例如，西门子S7-200系列可编程逻辑控制器内部可编程只读存储器长期(190小时)存储用户的原始程序和预设值。所有中间数据都可以通过超级电容来维护。如果选择电池模块，中间数据可以在断电后保存200天。软件措施如故障检测、信息保护和恢复、闹钟、加强程序的检测和验证。因此，提高了系统的抗干扰能力，平均无故障时间达到数万小时以上，可直接应用于强干扰的工业生产现场。可编程控制器被大多数用户认为是最可靠的工业控制设备之一。(6)体积小、重量轻、能耗低是“机电一体化”的独特产品。2)可编程逻辑控制器应用目前，可编程控制器已经广泛应用于各个工业部门。随着性价比的不断提高，其应用范围仍在扩大，主要表现在以下几个方面：(1)逻辑控制可编程控制器具有逻辑运算能力，如与、或、非等。它可以实现逻辑运算。触点和电路的串联和并联可以代替继电器进行组合逻辑控制、时序控制和时序逻辑控制。数字量逻辑控制可用于单台设备或自动生产线。其应用领域最为广泛，包括微电子和家电行业。(2)运动控制可编程控制器使用特殊的运动控制模块或灵活使用指令，将运动控制和顺序控制功能有机地结合起来。随着变频器和电机起动器的广泛使用，可编程控制器可以与变频器相结合，具有更强大的运动控制功能，并广泛应用于各种机器中，如金属切割机、装配机、机器人、电梯等场合。(3)过程控制可编程控制器可以接收温度、压力、流量等连续变化的模拟量，通过模拟量输入输出模块实现模拟量(模拟)和数字量(数字)的模数转换和数模转换，并对被控模拟量进行闭环比例积分微分控制。现代大中型可编程控制器一般都具有PID闭环控制功能，已广泛应用于工业生产、加热炉、锅炉等设备中，也有可编程控制器具有数学运算、数据传输、转换、排序、查表、位操作等功能，能够完成数据采集、分析和处理。这些数据可以是计算的中间参考值，也可以通过通信功能传输到其他智能设备，或者可以保存和打印。数据处理通常用于大型控制系统，例如无人柔性制造系统，也可以用于过程控制系统，例如造纸、冶金和食品工业中的一些大型控制系统。(5)构建网络控制可编程控制器的通信包括主机与远程输入/输出之间的通信，多个可编程控制器之间的通信，以及可编程控制器与其他智能控制设备(如计算机和变频器)之间的通信。可编程控制器与其他智能控制设备一起，可以形成“集中管理、分散控制”的分布式控制系统。当然，并非所有可编程控制器都具有上述功能。用户应根据系统需要选择可编程控制器，以完成控制任务，节约资金。1.4可编程逻辑控制器的基本结构可编程逻辑控制器由中央处理器模块、输入模块、输出模块和编程器组成。(如下图1所示)图1 PLC控制系统示意图可编程逻辑控制器实际上是一台工业控制计算机。其硬件结构与一般的微机控制系统相似甚至相同。可编程控制器主要由中央处理器、存储器、输入输出模块、编程器和电源组成。1)中央处理器模块中央处理器模块也被称为中央处理器或控制器。它主要由一个微机处理器和一个存储器组成。中央处理器的功能类似于人的大脑和心脏。它以扫描模式工作，每次扫描应完成以下任务：(1)输入处理：现场开关量输入信号和数据分别读入输入映射寄存器和数据寄存器。(2)程序执行：逐个读取和解释用户程序，产生相应的控制信号控制相关电路，完成数据访问、传输和处理，并根据计算结果更新相关寄存器的内容。(3)输出处理：将输出映射寄存器的内容发送到输出模块，控制外部负载。2)输入输出模块输入输出模块是系统的眼睛、耳朵、手和脚，是连接外部场和中央处理器模块的桥梁。输入模块用于接收和采集输入信号。有两种类型的输入信号：一种是从按钮、选择开关、数字开关、限位开关、接收开关、断电开关、压力继电器等切换输入信号。另一种是电位计、热电偶、测速发电机和各种变送器提供的连续变化的模拟输入信号。可编程控制器通过输出模块控制执行器，如接触器、电磁阀、电磁铁、调节阀、调速装置等，可编程控制器控制的另一类外部负载是指示灯、数字显示装置、报警装置等。中央处理器模块的工作电压一般为5V，而可编程控制器的输入/输出信号电压一般较高，如24V DC和220伏交流电。外部引入的尖峰电压和干扰噪声可能会损坏中央处理器模块中的组件或使可编程控制器无法正常工作，因此中央处理器模块无法直接连接到外部输入/输出设备。除了传输信号，输入/输出模块还具有电平转换和噪声隔离功能。3)程序员除了输入和编辑程序，当可编程控制器运行时，程序员还可以用来监控梯形图中各种编程元素的工作状态。编程器可以永久和连续地连接到可编程控制器，并且可编程控制器也可以在被移除后运行。通常，它仅在程序输入、调试和维护期间使用。一个程序员可以被多个可编程控制器使用。4)开关量输入输出模块开关量模块的输入和输出信号只有开和关两种状态。电压等级为DC 5V、12V、24V、48V和交流110V、220V等。输入和输出电压的允许范围非常宽。例如，交流220伏输入模块允许的低电压为0 70伏，高电压为70 256伏，频率为47 63赫兹。每个输入/输出点的开/关状态通过发光二极管或其他组件显示在面板上。外部输入/输出连接通常连接到模块的连接端子。一些模块使用可拆卸的插座式端子板，并且可以在不拆卸端子外部连接的情况下快速更换模块。开关量输入输出模块可以是4、8、16、32、64点。图2 DC输入电路第二章三相异步电动机的控制设计为了使电机正反转，可以使用两个接触器KM1和KM2来改变电机三相电源的相序。然而，两个接触器不能拉在一起。如果两个接触器同时拉在一起，将导致电源短路事故。为了防止这种事故，电路中应采用可靠的联锁。上图显示了电机正向和反向运行的控制电路，按钮和接触器双重联锁。2.1电机可逆运行控制电路图3电机可逆运行控制电路线路分析如下：(1)正向启动：1.关闭空气开关QF，打开三相电源2.当向前启动按钮SB3被按下时，KM1被通电、吸住并自锁，主触点闭合以接通电机。此时电机的相序为L1、L2和L3，即正向运行。(2)反向起动：1.关闭空气开关QF，打开三相电源2.当反向启动按钮SB2被按下时，辅助触点使KM2通电、吸合并锁定。常开的主触点闭合，并切换到电机三相电源的相序。此时，电机的相序为L3、L2和L1，即反向运行。(3)联锁环节：具有禁止功能，在线路中起安全保护作用。1.接触器联锁：KM1线圈回路连接到KM2常闭辅助触点，KM2线圈回路连接到KM1常闭触点。正转接触器KM1线圈通电后，KM1的辅助常闭触点断开KM2线圈回路。如果KM1通电，KM2必须先断电并释放，其辅助常闭触点复位。这可防止KM1和KM2同时拉在一起，导致相间短路。这种电路环节称为联锁环节。2.按钮联锁：电路中采用控制按钮操作的正向和反向传输控制电路。按钮SB2和SB3有一对常开触点和一对常闭触点，分别与KM1和KM2线圈回路相连。例如，按钮SB2的常开触点与接触器KM2线圈串联，而常闭触点与接触器KM1线圈回路串联。按钮SB3的常开触点与接触器KM1线圈串联，而常闭触点与KM2线圈电路串联。这样，当按下SB2时，只有接触器KM2的线圈可以通电，而KM1可以断电。当按下SB3时，只有接触器KM1的线圈可以通电，而KM2可以断电。如果同时按下SB2和SB3，两个接触器线圈都不能通电。这将发挥连锁作用。(4)电机过载保护由热继电器FR完成。图4电机可逆运行控制电路的调试1、检查主电路接线是否正确，为了保证两个接触器动作时能可靠地交换电机的相序，接线应使接触器的上端口接线一致，相位调整在接触器的下端口。2、检查接线是否正确，