四臺電動機順序循環(huán)控制

1、內容摘要本論文內容為四臺三相籠型異步電動機按照課題要求的順序依次啟動的設計過程及相關程的序編寫過程。包含四臺三相籠型異步電動機的繼電器-接觸器控制設計及四臺三相籠型異步電動機的plc控制設計。本文主要包含三章，第一章為總體的設計思路及主要設計要求；第二章是四臺三相籠型異步電動機的繼電器-接觸器控制的主電路、控制電路的設計，主要采用中間繼電器和時間繼電器不同組合實現(xiàn)互相控制，從而實現(xiàn)四臺電動機的循環(huán)和單獨啟動；第三章是四臺三相籠型異步電動機的plc控制的主電路、外部i/o電路、電氣安裝接線以及梯形圖的設計，主要使用計時指令實現(xiàn)plc對主電路接觸器的循環(huán)、延時控制。本論文繼電器接觸器部分的電氣符號

2、的標準依據(jù)是新國標gb/t5094-2003、gb/t20939-2007，plc控制部分以西門子s7-200系列cpu為設計依據(jù)，梯形圖設計軟件為西門子s7-200編程模擬軟件winsps-s5。關鍵詞：繼電器-接觸器控制；plc控制；控制線路；控制思路目 錄第1章引言1第2章 系統(tǒng)的控制要求22.1 系統(tǒng)的控制要求2第3章 主電路與控制電路設計33.1 主電路設計33.2 控制電路設計5第4章 plc選擇及i/o連接圖74.1 plc和選擇74.2系統(tǒng)資源分配74.3 i/0連接圖9第5章 梯形圖與語句表105.1 梯形圖105.2 語句表13課程設計總結16致謝17參考文獻18第1章引言

3、任何一種控制系統(tǒng)都是為了實現(xiàn)被控對象的工藝要求，以提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質量。因此，在設計plc控制系統(tǒng)時，應遵循以下基本原則：1. 最大限度地滿足被控對象的控制要求充分發(fā)揮plc的功能，最大限度地滿足被控對象的控制要求，是設計plc控制系統(tǒng)的首要前提，這也是設計中最重要的一條原則。這就要求設計人員在設計前就要深入現(xiàn)場進行調查研究，收集控制現(xiàn)場的資料，收集相關先進的國內、國外資料。同時要注意和現(xiàn)場的工程管理人員、工程技術人員、現(xiàn)場操作人員緊密配合，擬定控制方案，共同解決設計中的重點問題和疑難問題。2. 保證plc控制系統(tǒng)安全可靠保證plc控制系統(tǒng)能夠長期安全、可靠、穩(wěn)定運行，是設計控制系統(tǒng)的重要原

4、則。這就要求設計者在系統(tǒng)設計、元器件選擇、軟件編程上要全面考慮，以確?？刂葡到y(tǒng)安全可靠。例如：應該保證plc程序不僅在正常條件下運行，而且在非正常情況下（如突然掉電再上電、按鈕按錯等），也能正常工作。3. 在滿足控制要求的前提下，力求簡單、經(jīng)濟、使用及維修方便一個新的控制工程固然能提高產(chǎn)品的質量和數(shù)量，帶來巨大的經(jīng)濟效益和社會效益，但新工程的投入、技術的培訓、設備的維護也將導致運行資金的增加。因此，在滿足控制要求的前提下，一方面要注意不斷地擴大工程的效益，另一方面也要注意不斷地降低工程的成本。這就要求設計者不僅應該使控制系統(tǒng)簡單、經(jīng)濟，而且要使控制系統(tǒng)的使用和維護方便、成本低，不宜盲目追求自動

5、化和高指標。4考慮到生產(chǎn)發(fā)展和工藝的改進，在選用plc時，在i/o點數(shù)和內存容量上適當留有余地。由于技術的不斷發(fā)展，控制系統(tǒng)的要求也將會不斷地提高，設計時要適當考慮到今后控制系統(tǒng)發(fā)展和完善的需要。這就要求在選擇plc、輸入/輸出模塊、i/o點數(shù)和內存容量時，要適當留有裕量，以滿足今后生產(chǎn)的發(fā)展和工藝的改進。5 軟件設計主要是指編寫程序，要求程序結構清楚，可讀性強，程序簡短，占用內存少，掃描周期短。第2章 系統(tǒng)的控制要求2.1系統(tǒng)的控制要求1.有四臺電動機作順序循環(huán)控制，控制時序如下圖所示：表2-1 控制時序一號電機onononon二號電機onononon三號電機onononon四號電機onon

6、onon秒 0 10 20 30 40 50 60 70 80 2.系統(tǒng)可以自動循環(huán)控制3.每臺電動機可單獨啟停控制 第3章 主電路與控制線路的設計3.1主電路設計：主電路采用四臺電動機并聯(lián)的方式，每臺電動機均配置一個熱繼電器和，電動機的電路接通由接觸器的主動合觸點控制，主電路設計如圖3-1；圖3-1 主電路圖電動機一、四停止運轉電動機二、三運轉20s電動機二、三停止運轉電動機一、四運轉20s一號停止二號停止四號停止三號停止電動機一停止電動機二、三、四號運轉20s一運轉二運轉三運轉四運轉電動機一、三運轉20s開始是否循環(huán)停止圖3-2 控制流程圖否是3.2控制電路設計：為了實現(xiàn)四臺電動機的順序控

7、制，選擇4個中間繼電器、5個時間繼電器控制電動機時序運動，其中延時繼電器計時時間均為20秒，中間繼電器常開開關連接主電路中接觸器的主動合觸點，控制接觸器的得電與失電。1.控制過程為：按鈕sb5控制電動機自動循環(huán)運行，km1、km3控制中間繼電器ka1、ka3得電自鎖，同時通電延時繼電器kt1得電計時，20秒后控制中間繼電器ka2、ka3、ka4啟動，同時通電延時繼電器kt2得電計時，斷電延時繼電器得電，斷電延時閉合開關閉合，20秒后ka2、ka3斷電，同時ka1、ka4得電自鎖，kt3再次開始計時，20秒后中間繼電器km2控制ka2得電自鎖，kf7控制中間繼電器kf4斷電，同時中間繼電器kf3

8、的自鎖，20秒后ka3斷電，同時ka1得電自鎖，開始第二次運行，按鈕sb5為總停按鈕；2.電動機的單獨啟動均采用兩個按鈕控制，其中sb1、sb2、sb3、sb4為四臺電動機的單獨啟動按鈕，sb11、sb12、sb13、sb14為四臺電動機的單獨停止按鈕，控制電路設計見圖2-2；3.單獨啟?？刂齐娐分校虚g繼電器常開開關ka1、ka2、ka3、ka4分別控制接觸器km1、km2、km3、km4得電自鎖。表3-1 元器件明細表序號代號名稱數(shù)量備注1km1-km4接觸器42ka1-ka4中間繼電器43kt1-kt4通電延時繼電器44fr1-fr4熱繼電器45sb1-sb5常開按鈕56sb11-sb1

9、5常閉按鈕57fu熔斷器5圖3-3 控制電路第4章 plc選擇及i/o連接圖4.1 plc選擇 本系統(tǒng)涉及器件較多，需用到輸入口10個，輸出口4個，故選擇s7-200系列cpu224型plc。4.2系統(tǒng)資源分配1. 輸入地址與輸出地址分配：表4-1 i/o分配表控制信號信號名稱原件名稱原件符號地址編碼輸入信號1號電動機啟動信號常開按鈕sb1i0.02號電動機啟動信號常開按鈕sb2i0.13號電動機啟動信號常開按鈕sb3i0.24號電動機啟動信號常開按鈕sb4i0.3同時啟動信號常開按鈕sb5i0.41號電動機停止信號常閉按鈕sb11i0.52號電動機停止信號常閉按鈕sb12i0.63號電動機停

10、止信號常閉按鈕sb13i0.74號電動機停止信號常閉按鈕sb14i1.0總停信號常閉按鈕sb15i1.1輸出信號1號電動機驅動信號接觸器km1q0.02號電動機驅動信號接觸器km2q0.13號電動機驅動信號接觸器km3q0.24號電動機驅動信號接觸器km4q0.34.3 i/o接線圖接線圖是進行施工接線的主要技術文件，根據(jù)i/o表及plc的工作流程圖，查閱實習指導書關于cpu224的i/o接線分配就可以得到plc端子接線圖如圖4-1 所示:圖4-1 i/o接線圖第5章 梯形圖與語句表5.1梯形圖設計. . 圖5-1梯形圖。梯形圖分析：1.按下總開關i0.4,電動機循環(huán)啟動開始，一號和三號電動機

11、開始運轉20s，計時器t37開始計時。 2.然后一號電動機停止運轉，二、三、四號電動機開始運轉20s，計時器t38開始計時。3然后二號和三號電動機停止運轉，一號和四號電動機開始運轉20s，計時器t39開始計時。4.然后一號和四號電動機停止運轉，二號和三號電動機開始運轉20s，計時器t40開始計時。5.進入下一個循環(huán)。5.2語句表語句表是用一個或幾個字符來表示某種操作功能的編程語言，類似于計算機中的指令助記符編程語言。語句表通常和梯形圖配合使用，互為補充。將該控制系統(tǒng)的梯形圖轉化為語句表如下所示：network 1 ld i0.4o m0.0an i1.1= m0.0network 2 ld m

12、0.0an t40ton t37, 200network 3 ld m0.0o i0.1o q0.0an i0.5ldn t37o t38aldan t39an t40= q0.0network 4 ld m0.0o i0.1o q0.2an i0.6ld t39on t38aldan t40= q0.2network 5 ld t37ton t38, 200network 6 ld t37ton t38, 200network 7 ld t37o i0.3o q0.3an i1.0an t39= q0.3network 8 ld t38an t40ton t39, 200network 9l

13、d t39an t40ton t40, 200結論兩種方案的比較: 1.控制中采用的邏輯部件不同繼電器-接觸器控制全部用硬觸點和“硬”線連接；plc內部大部分采用“軟”觸點和“軟”線連接。2.plc控制系統(tǒng)的結構和體積不同繼電器-接觸器控制系統(tǒng)使用的電氣元件多，體積大且故障率大；plc控制系統(tǒng)結構緊湊，使用的電氣元件少，體積小。3.控制中電器的觸點不同繼電器-接觸器控制中全部為機械式的硬觸點，動作慢，弧光放電嚴重，壽命短，而且使用次數(shù)有限；plc內部全部為“軟”觸點，動作快、壽命長，而且使用次數(shù)無限。 4.靈活性不同繼電器-接觸器控制方案的改變，需拆線，重新再接線，乃至更換元器件，比較麻煩；p

14、lc控制方案的改變，一般不需要修改硬件，只需修改程序即可，及其方便。課程設計總結本設計具有性能可靠，梯形圖簡單等優(yōu)點，設計思路清晰，程序簡單明了。由于本人水平有限，有錯誤之處請指出，本人虛心接受。本次課程設計使我深有感觸，只要付出就有回報，遇到問題多與老師同學交流，利用網(wǎng)絡資源學習。通過這次課程設計，我明白學習是一個長期積累的過程，在以后的工作、生活中都應該不斷的學習，努力提高自己的知識和綜合素質。在今后社會的發(fā)展和學習實踐過程中，一定要不懈努力，不能遇到問題就想到要退縮，一定要不厭其煩的發(fā)現(xiàn)問題所在，然后一一進行解決，只有這樣，才能成功的做成想做的事，才能在今后的道路上劈荊斬棘，而不是知難而

15、退，那樣永遠不可能收獲成功，收獲喜悅，也永遠不可能得到社會及他人對你的認可！回顧起此課程設計，至今我仍感慨頗多，從理論到實踐，在這段日子里，可以說得是苦多于甜，但是可以學到很多很多的東西，同時不僅可以鞏固了以前所學過的知識，而且學到了很多在書本上所沒有學到過的知識。通過這次課程設計使我懂得了理論與實際相結合是很重要的，只有理論知識是遠遠不夠的，只有把所學的理論知識與實踐相結合起來，從理論中得出結論，才能真正為社會服務，從而提高自己的實際動手能力和獨立思考的能力。在設計的過程中遇到問題，可以說得是困難重重，但可喜的是最終都得到了解決。 致 謝本次課程設計過程，我首先要感謝我的指導老師王宗才，他平

16、日里工作繁多，但在我做課程設計的每個階段都給予了我悉心的指導并且細心的找出我設計中的錯誤然后引導我走向正確的道路。其次要感謝本次課程設計過程中我們小組成員給予的幫助，沒有他們的幫助，我不會如此順利得完成本次課程設計，在此，向他們至以真誠的感謝。老師和同學們體現(xiàn)出的治學嚴謹和科學研究的精神也是我學習的榜樣將積極的影響我今后的學習和工作。兩個星期的時間雖然不長，可是這是對自己的一次鍛煉，讓自己對知識的掌握更加深入。課程設計過程中，也對團隊精神的進行了考察，讓我們在合作起來更加默契，在成功后一起體會喜悅的心情。果然是團結就是力量，只有互相之間默契融洽的配合才能換來最終完美的結果。此次設計也讓我明白了思路即出路，有什么不懂不明白的地方要及時請教或上網(wǎng)查詢，只要認真鉆研，動腦思考，動手實踐，就沒有弄不懂的知識，收獲頗豐。參考文獻1王宗才.機電傳動與控制m.電子工業(yè)出版社.2010.2王永華.現(xiàn)代電氣控制及plc應用技術m.北京航空航天大學出版社.2006.3史國生，趙陽等.電氣控制與可編程控制器技術m.北京:化學工業(yè)出版社.2004.1.4溫照方.simatic s7-200 可編程控制器教程m.北京理工大學出版社.2008.5現(xiàn)代電氣控制及plc應用技術m.北京航空航天大學出版社，2005 .6袁任光.可編程控制器應用技術與實例m.華南理工大學出版社.2009.7劉美俊.