绕线式异步电动机转子串电阻起动制动控制系统设计

何"Z版卡专科信学院.

课程设计说明书

（2023/2023学年第二学期）

课程名称：可编程控制器应用程序设计

题目：绕线式异步电动机转子串电阻一

起动制动控制系统设计

专业班级：

学生姓名：—

学号：—

指导教师：

设计周数：

设计成绩：

2023年6月30日

目录

1.课程设计目的............................................................2

2.课程设计具体规定........................................................2

3.课程设计正

文.........................................................................................

...............................................................2

3.1PLC硬件设计...........................................................2

3.1.1S7—200PLC简介....................................................3

3.1.2方案设计..........................................................3

3.1.3原理图..............................................................4

3.2PLC软件设计..................................................5

3.2.1系统分析和设计.................................................5

3.2.2系统调试................................................5

3.2.3系统实行及程序..........................................6

3.3监控组态软件设计.............................................10

3.3.1监控界面..................................................10

4.课程设计总

结............................................................................

........................................................10

5.参考文献......................................................11

一.设计目的

1.掌握s7--200系列可编程控制器硬件电路的设计方法。

2.纯熟使用$7-—20（）系列可编程控制器的编程软件，掌握可编程控制器软件程序的设计思绪和梯

形图的设计方法。

3.掌握s7-—20（）系列可编程控制器程序的应用系统的调试、监控、运营方法。

4、掌握组态软件的使用，实现上位机与下位机的通信，了解工业控制的实时监控。

5、通过课程设计使学生能纯熟掌握数据的查询（图书、网络），PLC课程与监控组态课程所获知识

在工程设计工作中综合地加以应用，使理论知识和实践结合起来。

二.设计规定

1.异步电动机控制装置设计

异步电动机控制装置的硬件组成：异步电动机控制装置由绕线式异步电动机、PLC.5段电阻、制动闸

等部件组成。

2.异步电动机控制规定：

1）按卜.正向起动按钮，电机在转子串入所有5段电阻的情况卜正相序接通主电源开始起动。同时给

制动闸通电松闸。

2）分别按照5.4.3.2.1秒的时间间隔切除第1-5段电阻。

3）按下停车按钮，电机转子串入所有电阻，切断主电源。

4）通过消弧时间1秒钟后，接通定子回路的直流电源，开始动力制动。

5）动力制动2秒钟后，切除第一段电阻。

6）再过2秒钟，切断动力制动电源，同时切断制动闸电源。

7）按下反向起动按钮以及停止按钮后，控制过程与上述（1）——（6）类似。

8）正反向运转的切换必须通过停车按钮及停车过程。

9）正反向接触器以及动力制动接触器之间要互锁，要考虑消弧时间。

3.监控规定：

在完毕可编程控制器为下位机的相关程序控制基础上，用组态软件编程实现上位机的控制及其

相关监控界面。

三.课程设计正文

3.1PLC硬件设计

3.1.1S7—200PLC简介

PLC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、定期、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字式、模拟

式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关设备，都应按易于与工业控制系统形成一

个整体，易于扩充其功能的原则设计,采用循环扫描的工作方式。组态软件是完毕数据采集与过程控制的专

用软件，它以计算机为基本工具，为实行数据采集、过程监控、生产控制提供了基础平台和开发环境。

3.1.2方案设计

1.概述

该系统有3个输入点，分别为正向启动、反向启动、停车按钮，9个输出点，分别为正转，反转，控

制第一段电阻切除接触器，控制第二段电阻切除接触器，控制第三段电阻切除接触器，控制第四段

电阻切除接触器，控制第五段电阻切除接触器，制动闸电源接触器，直流制动电源接触器，按下正转

或反转启动按钮，电机在转了串入所有5段电阻的情况下接通主电源，开始启动，同时制动闸通电松

闸。然后5段电阻按照一定期间间隔逐级切断，需要5个延时接通定期器来控制。按下停车按钮，电机

转了苛入所有5段电阻，断开主电源。消弧1秒后，接通定了回路直流电源，需要一个延时接通定期器,

再开始动力制动，制动2秒后，切除第一段电阻，再过2秒，切断动力制动电源和制动闸电源。时间段

通过延时接通定期器来控制。正反向接触器以及动力制动接触器之间有互锁。

2.PLC选型及I/0地址分派

（DPLC选型在该电动机系统中，所用到的输入点数有3个，输出点数有9个，由于在选择PLC型号

时须留有一定的裕量，经查资料可知CPU224输入点数为14个，输出点数有10个，故选择型号为PLC

S7—200系列中的CPU224。

(2)I/。地址分派表

模块号输入端子号输出端子号输入端地址输出端地址说明功能介绍

S110.0正转起动按钮启动电动机正转

S210.1反转起动按钮启动电动机反转

CPU224S311.0停车按钮使电动机停车

KM1Q0.0正转接触器接通后电动机的正转

KM2Q0.1反转接触器接通后电动机的反转

KM4Q1.0制动闸接触器通电松闸

KM5Q0.2第一段电阻R1

KM6Q0.3第二段电阻R2

KM7Q0.4第三段电阻R3

KM8Q0.5第四段电阻R4

KM9Q0.6第五段电阻R5与电动机转子串接

KM3Q0.7动力制动电源动力制动

3.1.3原理图(硬件)

⑴接触器电气控制图

⑵PLC控制输出输入接线图

CPU224

3.2PLC软件设计

3.2.1系统分析及设计

本课题是通过PLC来实现绕线式异步电动机转子串电阻启动制动控制系统设计。本系统有3个输入点,

分别为电动机正向启动按扭、反向启动按扭、停车按扭；9个输出点，分别为正转、反转、制动闸电

源、动力制动电源以及控制转子电阻切除的5个控制量。通过PLC软件编程来实现电动机正、反向转子

串电阻降级启动以及停车制动控制。

3.2.2系统调试

当PLC软件程序编制结束且软件调试成功后，进行系统调试。按照正常的控制环节分阶段将各个控制

环节逐个进行测试，保证每个环节正常无误。然后进行整个控制过程的连贯运营。当一切测试正常后，

再进行模拟故障告警情况的调试。当所有测试均正常后，系统调试结束

3.2.3系统实行及程序

由7?h切值左.TPluloVR?lul7?h

电机在转子串入所有五段电阻

F

V

分时段切除五段电阻

按

,卜

停

车

按

钮

电机转子串入所有5段

消

弧

一

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延

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切断动力制动电源和制

⑴系统流程图

⑵系统源程序

Network4

□00T101

3.3.1监控界面

四.课程设计总结

这次课程设计，我们组做的是绕线式异