可编程控制器选择设计与维护

1、信电学院课程设计说明书 信电学院 课程设计说明书 （2014/2015学年第二学期）课程名称： 可编程控制器课程设计 题 目： 可编程控制器选择设计与维护 专业班级： 学生姓名： 学 号： 指导老师： 设计周数： 两周 设计成绩： 2015年7月9日第1章 课程设计目的与要求综合运用所学的可编程控制器基本原理与应用理论知识，通过实践加强对所学知识的理解，具备设计plc应用系统的能力，以单片机为核心设计一个三相异步电机正反转控制系统，要求能够通过按钮控制三相异步电机的转向，并实现电机正反转互锁，星形三角形链接的相互转换等安全功能。本课题以plc为核心，设计并制作出三相异步电机控制系统，设计要求：

2、.按下正向启动按钮，电机在星形连接下启动。.过3秒钟后，断开星形连接接触器。.经过消弧时间1秒钟后，接通三角形连接接触器，电机正向运行。.按下反向启动按钮，断开电机电源。.经过消弧时间1秒钟，电机恢复星形连接。同时接通反相序电源，电机进入反接制动以及反向起动。.过5秒钟后，断开星形连接接触器。.经过消弧时间1秒钟后，接通三角形连接接触器，电机反向运行。.按下停车按钮，断开电机电源。.经过消弧时间1秒钟，电机恢复星形连接。同时接通反相序电源，电机进入反接制动状态。.零速检测电路输出信号为零后，断开电机电源，同时断开星形连接接触器。停止运行。.正反向接触器之间要有互锁，要考虑消弧时间。星三角接触器

3、之间要有互锁，要考虑消弧时间。第2章 课程设计2.1三相异步电机工作原理分析图2.1-1为三相异步电动机工作原理示意图。图中用一对磁极来进行分析。当向三相定子绕组中通过入对称的三相交流电时，就产生了一个以同步转速n1沿定子和转子内圆空间作顺时针方向旋转的旋转磁场。由于旋转磁场以n1转速旋转，转子导体开始时是静止的，故转子导体将切割定子旋转磁场而产生感应电动势。由于转子导体两端被短路环短接，在感应电动势的作用下，转子导体中将产生与感应电动势方向基本一致的感生电流。转子的载流导体在定子磁场中受到电磁力的作用。电磁力对转子轴产生电磁转矩，驱动转子沿着旋转磁场方向旋转。如图所示：图2.1-12.2设计

4、总体思路交流电动机有正转启动和反转启动，而且正反转可以切换，启动时，要求电动机先接成星型连接，过三秒钟再变成三角形连接运行。在电机制动时，首先断电一秒消弧，之后使用星形连接反省制动，直到电机速度为零断电（再次使用一个IO口为零状态信号输入口）。2.3程序设计2.3.1设计目的本程序通过SB1、SB2、SB3三个按键控制三相异步电机的正转反转和停机，我们将通过可编程控制器梯形图来实现该目的，梯形图采用逻辑与和逻辑或的方式，使用多个计时器控制延迟的方法，来实现连续的正转反转控制。2.3.2主流程图及程序主程序由电机正传控制模块、反转控制模块、电机制动控制模块、输出模块三部分组成，主程序首先定义三个

5、IO口作为程序三部分的控制开关，各个开关指向各个程序模块。每个模块的输出由线圈作为临时输出，在最后的输出模块中读取各个线圈状态从而输出到QO口。流程图如下：正转 YC星形启动3秒 YC断1秒消弧 SC三角形运行反转 1秒消弧 反向电源YC三角形启动5秒 YC断1秒 SC三角形运行制动 1秒消弧 相反向电源YC启动 速度为零 断电 停车2.3.3主程序模块分布正转模块反转模块制动模块输出模块图2.3.3-1图2.3.4-12.3.4各个模块及详解（1） 正转模块正转模块使用I0.0口控制，使用M1.0做正传状态信号线圈，采用两个ton型定时器来达到三秒星形启动和一秒钟消弧后换成三角形链接。图2.

6、3.4-2（2） 反转模块反转模块使用I0.1作为反转控制开关，使用M1.1做反转状态信号线圈。使用三个ton型计时器达到1秒消弧，和三秒星形启动转换到三角形连接。 图2.3.4-3（3） 制动模块制动模块使用I0.3口做控制开关，使用一个ton型定时器达到1秒消弧，并使用M4.3和M4.1两个置位线圈读取电机的转向状态，从而根据转动状态判定制动转向，再而达到反向制动的目的。（4） 输出模块输出模块使用M0.7和M1.7来控制主电源，本模块读取其他模块的输出状态，并输出。并在最终输出口来实现正转反转、星形三角形连接的互锁。图2.3.4-42.3.5各个IO口分配输入：IO.0-正转开关 I0.

7、1-反转开关 I0.3-停机开关 I0.4-零转速信号 输出：Q0.0-YC星形连接 Q0.1-ZC正转 Q0.2-SC三角形连接 Q0.3-FC反转 Q0.7-电源指示灯中间继电器：M1.0-正转状态线圈 M1.1-反转状态型圈 M0.2-停机状态线圈 正转：M2.0-星形信号线圈 M2.1-正转信号线圈 M2.2-三角形信号线圈 反转：M3.0-星形信号线圈 M3.3-反转信号线圈 M3.2-三角形信号线圈 制动：M4.0-星形信号线圈 M4.3-反转信号线圈 M4.1-正转信号线圈2.4调试与故障分析2.4.1软件部分 将梯形图程序输入编辑界面进行调试。调试步骤如下：1.定义四个IO口：

8、正转-I0.0 反转I0.1 制动I0.3 零转速信号I0.4。 2.定义正反转及制动模块。 3.调用IO口状态扫描子程序。 4.执行主程序2.4.2调试结果显示图2-1正转星形启动 图2-2正转三角形运行 图2-3反转星形启动 图2-4反转三角形运行2.4.3故障分析及解决由于各个模块均有对电机正反转控制输出信号，即均有Q0.0 Q0.1 Q0.2和Q0.7状态输出信号输出，所以形同的的输出口在一条程序里只能有一个。所以我们采用了在每个模块采用继电器m做临时输出信号，并在输出模块将各个输出继电器的状态读取并输出。第三章 总结本次课程设计我研究了用plc简单地控制三相异步电动机，我感觉这样的设计使系统很稳定，在工厂或者农业生产中都有很大的作用，达到了研究的目的。通过概述使大家充分了解了该控制系统的原理和功能。说明书概要介绍了其可靠性和实用性、本文设计的目的、意义及主要内容等；第一章介绍了本次课程设计的目的和要求；第二章 介绍了三相异步电机的工作原理分析和实用性，说明了设计思路，和设计过程等。 第三章进行了总结。 通过本次电路的设计，我对三相异步电动机的PLC控制系统原理有了进一步的了解，在三相异步电动机的PLC控制分析中对PLC产生了浓厚的兴趣，提高了理论结合实际的能力，由