plc繞線式異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻起動(dòng)制動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、（課程設(shè)計(jì)說明書（2014/2015 學(xué)年第 二 學(xué)期）課程名稱 ： 可編程控制器課程設(shè)計(jì) 題 目 ： 線繞式異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串 電阻起動(dòng)制動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 專業(yè)班級(jí) ： 電氣工程及其自動(dòng)化班 學(xué)生姓名 ： 學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo)教師 ： 設(shè)計(jì)周數(shù) ： 兩周 設(shè)計(jì)成績(jī) ： 2015年 6月 26日目       錄1、課程設(shè)計(jì)目的*32、課程設(shè)計(jì)具體要求*33、課程設(shè)計(jì)正文*3 3.1硬件設(shè)計(jì)*33.1.1 S7200PLC簡(jiǎn)介*33.1.2 方案設(shè)計(jì)*43.1.3原理圖*53.2 軟件設(shè)計(jì)*63.2.1 系統(tǒng)分析和設(shè)計(jì)*63.2.2 系統(tǒng)調(diào)試*63.2.3 系統(tǒng)實(shí)

2、施及程序*64、課程設(shè)計(jì)總結(jié)*105、參考文獻(xiàn)*116、致謝*11一.設(shè)計(jì)目的1、 掌握s7-200系列可編程控制器硬件電路的設(shè)計(jì)方法。2、 熟練使用s7-200系列可編程控制器的編程軟件，掌握可編程控制器軟件程序的設(shè)計(jì)思路和梯形圖的設(shè)計(jì)方法。3、 掌握s7-200系列可編程控制器程序的應(yīng)用系統(tǒng)的調(diào)試、監(jiān)控、運(yùn)行方法。4、 通過課程設(shè)計(jì)使學(xué)生能熟練掌握數(shù)據(jù)的查詢（圖書、網(wǎng)絡(luò)），PLC課程所獲知識(shí)在工程設(shè)計(jì)工作中綜合地加以應(yīng)用，使理論知識(shí)和實(shí)踐結(jié)合起來。二.設(shè)計(jì)要求1.異步電動(dòng)機(jī)控制裝置設(shè)計(jì)異步電動(dòng)機(jī)控制裝置的硬件組成：異步電動(dòng)機(jī)控制裝置由繞線式異步電動(dòng)機(jī)、PLC、5段電阻、制動(dòng)閘等部件組成。2

3、. 控制要求：1）按下正向起動(dòng)按鈕,電機(jī)在轉(zhuǎn)子串入所有5段電阻的情況下正相序接通主電源開始起動(dòng)。同時(shí)給制動(dòng)閘通電松閘2）分別按照5.4.3.2.1秒的時(shí)間間隔切除第1-5段電阻。3）按下停車按鈕，電機(jī)轉(zhuǎn)子串入所有電阻，切斷主電源。4）經(jīng)過消弧時(shí)間1秒鐘后，接通定子回路的直流電源，開始動(dòng)力制動(dòng)。5）動(dòng)力制動(dòng)2秒鐘后，切除第一段電阻。6）再過2秒鐘，切斷動(dòng)力制動(dòng)電源，同時(shí)切斷制動(dòng)閘電源。7）按下反向起動(dòng)按鈕以及停止按鈕后，控制過程與上述（1）-（6）類似。8）正反向運(yùn)轉(zhuǎn)的切換必須經(jīng)過停車按鈕及停車過程。9）正反向接觸器以及動(dòng)力制動(dòng)接觸器之間要互鎖，要考慮消弧時(shí)間。三. 課程設(shè)計(jì)正文3.1硬件設(shè)計(jì)3

4、.1.1 S7200PLC簡(jiǎn)介PLC是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)。它采用可編程序的存儲(chǔ)器，用來在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過數(shù)字式、模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。PLC及其有關(guān)設(shè)備，都應(yīng)按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體，易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì),采用循環(huán)掃描的工作方式。3.1.2 方案設(shè)計(jì)概述該系統(tǒng)有3個(gè)輸入點(diǎn)，分別為正向啟動(dòng)、反向啟動(dòng)、停車按鈕，9個(gè)輸出點(diǎn)。按下正向或反向按鈕，電機(jī)在轉(zhuǎn)子串入所有5段電阻的情況下接通主電源，開始啟動(dòng)，同時(shí)制動(dòng)閘通電松閘。然后5段電阻按照一定時(shí)間間隔逐級(jí)切斷，需要5個(gè)定

5、時(shí)器來控制。按下停車按鈕，電機(jī)轉(zhuǎn)子串入所有5段電阻，斷開主電源。消弧1秒后，接通定子回路直流電源，開始動(dòng)力制動(dòng)。制動(dòng)2秒后，切除第一段電阻。再過2秒，切斷動(dòng)力制動(dòng)電源和制動(dòng)閘電源。時(shí)間段通過定時(shí)器來控制。正反向接觸器以及動(dòng)力制動(dòng)接觸器之間有互鎖。2.PLC選型及IO地址分配PLC選型 在該電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中，所用到的輸入點(diǎn)數(shù)有3個(gè)，輸出點(diǎn)數(shù)有9個(gè)，由于在選擇PLC型號(hào)時(shí)須留有一定的裕量，經(jīng)查資料可知CPU224輸入點(diǎn)數(shù)為14個(gè)，輸出點(diǎn)數(shù)有10個(gè)，故選擇型號(hào)為PLC S7200系列中的CPU224。(2)IO地址分配表模塊號(hào)輸入端子號(hào)輸出端子號(hào)地址說明功能介紹CPU224S1I0.0正向起動(dòng)按鈕啟動(dòng)電

6、動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)S2I0.1反向起動(dòng)按鈕啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)S3I0.2停車按鈕使電動(dòng)機(jī)停車KM1Q0.0正向起動(dòng)接觸器控制電動(dòng)機(jī)的正轉(zhuǎn)KM2Q0.1反向起動(dòng)接觸器控制電動(dòng)機(jī)的反轉(zhuǎn)KM0.1Q0.2第一段電阻R1與電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串接KM0.2Q0.3第二段電阻R2KM0.3Q0.4第三段電阻R3KM0.4Q0.5第四段電阻R4KM0.5Q0.6第五段電阻R5KM4Q0.7制動(dòng)閘電源控制制動(dòng)閘抱閘與松閘KM3Q1.0動(dòng)力制動(dòng)電源動(dòng)力制動(dòng)3.1.3原理圖（硬件）接觸器電氣控制圖KM1KM2KM3KM4R5R3R4R2R1KM0.5KM0.4KM0.3KM0.2KM0.1Y AM3FRQSFU1FU2FU3L1L2L

7、31L 0.0 0.1 0.2 0.3 . 2L 0.4 0.5 0.6 . 3L 0.7 1.0 1.1 N L1 1M 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 2M 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 M L+CPU 224DC24V正向啟動(dòng)按鈕S1反向啟動(dòng)按鈕S2停止按鈕S3正轉(zhuǎn)KM1反轉(zhuǎn)KM2制動(dòng)閘KM4KM0.2KM0.3KM0.4KM0.5 KM0.3 KM0.3KM0.1Plc控制輸出輸入接線圖3.2 軟件設(shè)計(jì)3.2.1 系統(tǒng)分析及設(shè)計(jì)本課題是通過PLC來實(shí)現(xiàn)繞線式異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻啟動(dòng)制動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。本系統(tǒng)有3個(gè)輸入點(diǎn)，分別為電動(dòng)機(jī)正向啟

8、動(dòng)按扭、反向啟動(dòng)按扭、停車按扭。9個(gè)輸出點(diǎn)，分別為正向啟動(dòng)、反向啟動(dòng)、制動(dòng)閘電源、動(dòng)力制動(dòng)電源以及控制轉(zhuǎn)子電阻接通的5個(gè)控制量。通過PLC軟件編程來實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)正、反向轉(zhuǎn)子串電阻降級(jí)啟動(dòng)以及停車制動(dòng)控制。3.2.2 系統(tǒng)調(diào)試當(dāng)PLC軟件程序編制結(jié)束且軟件調(diào)試成功后，進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試。按照正常的控制步驟分階段將各個(gè)控制步驟逐一進(jìn)行測(cè)試，確保每個(gè)環(huán)節(jié)正常無誤。然后進(jìn)行整個(gè)控制過程的連貫運(yùn)行。當(dāng)一切測(cè)試正常后，再進(jìn)行模擬故障告警情況的調(diào)試。當(dāng)所有測(cè)試均正常后，系統(tǒng)調(diào)試結(jié)束3.2.3 系統(tǒng)實(shí)施及程序系統(tǒng)流程圖 電機(jī)在轉(zhuǎn)子串入所有五段電阻情況下啟動(dòng)，制動(dòng)閘通電松閘分時(shí)段切除五段電阻延時(shí)按下停車按鈕電機(jī)轉(zhuǎn)子串入

9、所有5段電阻斷開主電源消弧一秒接通定子回路直流電源延時(shí)兩秒切除第一段電阻延時(shí)兩秒切斷動(dòng)力制動(dòng)電源和制動(dòng)閘電源電動(dòng)機(jī)停車，正向或反向啟動(dòng) 系統(tǒng)程序梯形圖：M0.0T404：課程設(shè)計(jì)心得體會(huì)通過這次設(shè)計(jì)實(shí)踐。我學(xué)會(huì)了 PLC 的基本編程方法，對(duì) PLC 的工作原理和使用方法也有了更深刻的理解。在對(duì)理論的運(yùn)用中，提高了我們的工程素質(zhì)，在沒有做實(shí)踐設(shè)計(jì)以前，我們對(duì)知道的掌握都是思想上的，對(duì)一些細(xì)節(jié)不加重視，當(dāng)我們把自己想出來的程序與到 PLC 中的時(shí)候，問題出現(xiàn)了，不是不能運(yùn)行，就是運(yùn)行的結(jié)果和要求的結(jié)果不相符合. 通過解決一個(gè)個(gè)在調(diào)試中出現(xiàn)的問題，我們對(duì) PLC 的理解得到加強(qiáng)，看到了實(shí)踐與理論的差

10、距。我們了解到了其實(shí)編一個(gè)所要求程序也不像剛開始所想象中的那么難，那么復(fù)雜，只要我們肯用心用腦，肯去花功夫鉆研就會(huì)一定會(huì)有收獲，其實(shí)在課程設(shè)計(jì)中運(yùn)用的很多知識(shí)在課堂上老師都已經(jīng)很詳細(xì)講過，但我們就是缺少了那一份靈動(dòng)，所以我學(xué)到了除了要有扎實(shí)的基本功外，有一點(diǎn)點(diǎn)的變通的靈活性還是必要的。通過合作，我們的合作意識(shí)得到加強(qiáng)。合作能力得到提高。上大學(xué)后，很多同學(xué)都沒有過深入的交流，在設(shè)計(jì)的過程中，我們用了分工與合作的方式，每個(gè)人互責(zé)一定的部分，同時(shí)在一定的階段共同討論，以解決分工中個(gè)人不能解決的問題，在交流中大家積極發(fā)言，和提出意見，同時(shí)我們還向別的同學(xué)請(qǐng)教。在此過程中，每個(gè)人都想自己的方案得到實(shí)現(xiàn)，積極向同學(xué)說明自己的想法。能過比較選出最好的方案。在這過程也提高了我們的表過能力。五.參考文獻(xiàn)1柴瑞娟 陳海霞編.西門子PLC編程技術(shù)及工程應(yīng)用.2. 林小峰編.可編程序控制器及應(yīng)用.北京:高等教育出社.19913. 鄧則名 程良倫等編.電器與可編程控制器應(yīng)用技術(shù).機(jī)械工業(yè)出版社.1997.14. 汪道輝主編.邏輯與可編程控制系統(tǒng).北京: 機(jī)械工業(yè)出版.20015. 易傳祿等編.可編程序控制器應(yīng)用指南.科學(xué)普及出版社.19936. 楊士元等編.可編程序控制器(pc)編程應(yīng)用和維修.北京:清華大學(xué)出版社.19957. 耿文學(xué)等編.微機(jī)可編