異步電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制電路設(shè)計(jì)

1、課程設(shè)計(jì)報(bào)告書題 目：異步電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制電路設(shè)計(jì)學(xué) 院：信息與通信工程學(xué)院 專 業(yè)： 自動(dòng)化 班 級：xxx姓 名：xxx學(xué) 號：xxx2013年 06月28日摘要本次課程設(shè)計(jì)旨在對電動(dòng)機(jī)的正、反轉(zhuǎn)控制線路進(jìn)行設(shè)計(jì)。生產(chǎn)中許多機(jī)械設(shè)備往往要求運(yùn)動(dòng)部件能向正反兩個(gè)方向運(yùn)動(dòng)，如機(jī)床工作臺的前進(jìn)與后退、起重機(jī)的上升與下降等，這些生產(chǎn)機(jī)械要求電動(dòng)機(jī)能實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)控制。改變通入電動(dòng)機(jī)定子繞組的三相電源相序，及把接入電動(dòng)機(jī)的三相電源進(jìn)線中的任意兩根對調(diào)，電動(dòng)機(jī)即可反轉(zhuǎn)。關(guān)鍵詞：正反轉(zhuǎn)控制；改變?nèi)嚯娫聪嘈騛bstractThis course is designed to forward and inve

2、rsion of control circuit of motor design. Production in many mechanical devices often require moving parts to positive and negative two direction, such as machine table of forward and backward, cranes rise and fall, these production machinery electric function realization and reversing control. Acce

3、ss to change motor stator windings of three phase power phase sequence, and connected to the motor's three-phase power supply into line in any of the two switch, the motor can be reversed.Keywords: positive and negative turn control; Change the three-phase power phase sequence目 錄第1章 緒 論41.1設(shè)計(jì)目的4

4、1.2設(shè)計(jì)要求4PLC電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制中的應(yīng)用概況4義4第2章 設(shè)計(jì)原理42.1 設(shè)計(jì)理論依據(jù)52.1.1 PLC控制三相異步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)原理框圖52.1.2 電動(dòng)機(jī)可逆運(yùn)行的手動(dòng)控制線路設(shè)計(jì)52.電動(dòng)機(jī)可逆運(yùn)行的自動(dòng)控制線路設(shè)計(jì)6第3章 設(shè)計(jì)方案83.1 硬件設(shè)計(jì)83.電動(dòng)機(jī)83.PLC選型與地址分配83.93.2程序設(shè)計(jì)10第4章 系統(tǒng)調(diào)試13第5章 實(shí)驗(yàn)心得與總結(jié)14參考文獻(xiàn)14第1章緒論在實(shí)際生產(chǎn)中，往往要求控制線路能對電動(dòng)機(jī)進(jìn)行正、反轉(zhuǎn)控制。例如：常通過電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)，或工作臺的前進(jìn)與后退，或起重機(jī)起吊重物的上升與下放，以及電梯的升降等，由此滿足生產(chǎn)加工的要求。設(shè)計(jì)要求本設(shè)計(jì)研究的主要

5、內(nèi)容是三相異步電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制線路的設(shè)計(jì)，由三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)原理，對主電路和控制電路進(jìn)行設(shè)計(jì)，以達(dá)到設(shè)計(jì)目的。電氣控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)，主要有繼電-接觸器控制和PLC控制等方法。PLC控制具有結(jié)構(gòu)簡單、價(jià)格便宜、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于各類生產(chǎn)設(shè)備的控制和生產(chǎn)過程的自動(dòng)化控制PLC在電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制中的應(yīng)用概況本系統(tǒng)的控制是采用PLC的編程語言梯形語言，長期以來，PLC始終處于工業(yè)自動(dòng)化控制領(lǐng)域的主戰(zhàn)場，為各種各樣的自動(dòng)化控制設(shè)備提供了非?？煽康目刂茟?yīng)用。它能夠?yàn)樽詣?dòng)化控制應(yīng)用提供安全可靠和比較完善的解決方案，適合于當(dāng)前工業(yè)企業(yè)對自動(dòng)化的需要。 進(jìn)入20世紀(jì)80年代，由于計(jì)算機(jī)技術(shù)和微電子

6、技術(shù)的迅速發(fā)展，極大的推動(dòng)了PLC的發(fā)展，使的PLC的功能日益增強(qiáng)。遠(yuǎn)程通信功能的實(shí)現(xiàn)更使PLC 如虎添翼。目前，在先進(jìn)國家中，PLC已成為工業(yè)控制的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備，應(yīng)用面幾乎覆蓋了所有工業(yè)企業(yè)。PLC 通過輸入/輸出（I/O）裝置發(fā)出控制信號和接受輸入信號。由于PLC綜合了計(jì)算機(jī)和自動(dòng)化技術(shù)，所以它發(fā)展日新月異，大大超過其出現(xiàn)時(shí)的技術(shù)水平。它不但可以很容易地完成邏輯、順序、定時(shí)、計(jì)數(shù)、數(shù)字運(yùn)算、數(shù)據(jù)處理等功能，而且可以通過輸入輸出接口建立與各類生產(chǎn)機(jī)械數(shù)字量和模擬量的聯(lián)系，從而實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的自動(dòng)控制。特別是超大規(guī)模集成電路的迅速發(fā)展以及信息、網(wǎng)絡(luò)時(shí)代的到來，擴(kuò)展了PLC的功能，使它具有很強(qiáng)的聯(lián)網(wǎng)通

7、訊能力，從而更廣泛地應(yīng)用于眾多行業(yè)。1.4設(shè)計(jì)意義通過本課程設(shè)計(jì)加深對異步電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制線路設(shè)計(jì)的原理理解，加強(qiáng)對電路的分析與設(shè)計(jì)，提高解決實(shí)際問題的能力和應(yīng)用水平。第2章設(shè)計(jì)原理由三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的原理可知，若要電動(dòng)機(jī)可逆運(yùn)行，只要將接于電動(dòng)機(jī)定子的三相電源線中的任意兩相對調(diào)即可。因?yàn)榇藭r(shí)定子繞組的相序改變了，旋轉(zhuǎn)磁場的方向就相應(yīng)的發(fā)生變化，因而轉(zhuǎn)子中感應(yīng)電勢、電流以及產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩都要改變方向，因而電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子就逆轉(zhuǎn)了。2.1 設(shè)計(jì)理論依據(jù)PLC控制三相異步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)原理框圖電動(dòng)機(jī)是電力拖動(dòng)控制系統(tǒng)的主要控制對象，電動(dòng)機(jī)的控制主要是實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、停止、正反轉(zhuǎn)、調(diào)速和制動(dòng)等運(yùn)行方式

8、的控制，并以此來實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程自動(dòng)化，滿足生產(chǎn)工藝要求。 電氣控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)，主要有繼電-接觸器控制和PLC控制等方法。PLC控制具有結(jié)構(gòu)簡單、價(jià)格便宜、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于各類生產(chǎn)設(shè)備的控制和生產(chǎn)過程的自動(dòng)化控制。此次將利用PLC對三相異步電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)其正反轉(zhuǎn)控制，要求利用雙重聯(lián)鎖能夠順利的進(jìn)行電機(jī)的正反轉(zhuǎn)變化。計(jì)算機(jī)PLC可編程控制器轉(zhuǎn)換電路三相異步電動(dòng)機(jī)三相異步電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器2.1.2 電動(dòng)機(jī)可逆運(yùn)行的手動(dòng)控制線路設(shè)計(jì)（1）線路設(shè)計(jì)思想 電動(dòng)機(jī)可逆運(yùn)行控制線路，實(shí)質(zhì)上是兩個(gè)方向相反的單向運(yùn)行電路的組合。為此，采用兩個(gè)接觸器分別給電動(dòng)機(jī)定子送入A、B、C相序和C、B、A相序的電源，電動(dòng)

9、機(jī)就能實(shí)現(xiàn)可逆運(yùn)行。為了避免誤操作而引起的電源短路，需在這兩個(gè)方向相反的單向運(yùn)行電路中加設(shè)必要的連鎖。（2）典型線路電動(dòng)機(jī)可逆運(yùn)行控制線路(3) 工作原理在該控制線路中，KM1 為正轉(zhuǎn)交流接觸器，KM2 為反轉(zhuǎn)交流接觸器，S3為停止按鈕、SB1為正轉(zhuǎn)控制按鈕，SB2為反轉(zhuǎn)控制按鈕。KM1、KM2 常閉觸點(diǎn)相互閉鎖，當(dāng)按下SB1正轉(zhuǎn)按鈕時(shí)，KM1 得電，電機(jī)正轉(zhuǎn)；KM1 的常閉觸點(diǎn)斷開反轉(zhuǎn)控制回路，此時(shí)當(dāng)按下反轉(zhuǎn)按鈕，電機(jī)運(yùn)行方式不變；若要電機(jī)反轉(zhuǎn)，必須按下SB3停止按鈕，正轉(zhuǎn)交流接觸器失電，電機(jī)停止，然后再按下反轉(zhuǎn)按鈕，電機(jī)反轉(zhuǎn)。若要電機(jī)正轉(zhuǎn)，也必須先停下來，再來改變運(yùn)行方式。這樣的控制線路的

10、好處在于避免誤操作等引起的電源短路故障。2.1.3 電動(dòng)機(jī)可逆運(yùn)行的自動(dòng)控制線路設(shè)計(jì)（1）線路設(shè)計(jì)思想自動(dòng)控制的電動(dòng)機(jī)可逆運(yùn)行電路，可按行程控制原則來設(shè)計(jì)。實(shí)質(zhì)上是利用行程開關(guān)來檢測機(jī)件往返運(yùn)動(dòng)位置，自動(dòng)發(fā)出控制信號進(jìn)而控制電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)，使機(jī)件往復(fù)運(yùn)動(dòng)。（2）典型線路自動(dòng)循環(huán)控制線路自動(dòng)往復(fù)循環(huán)控制線路（3）工作原理按下起動(dòng)按鈕SB1，KM1得電，電動(dòng)機(jī)正向起動(dòng)運(yùn)行，帶刀架向前運(yùn)動(dòng)，當(dāng)?shù)都苓\(yùn)行至SQ2，撞塊壓下SQ2，KM1斷電釋放，接觸器KM2線圈得電吸合，電動(dòng)機(jī)反向起動(dòng)運(yùn)行，使刀架自動(dòng)返回。當(dāng)?shù)都芊祷氐轿恢?撞塊壓下SQ1，KM2失電，刀架自動(dòng)停止運(yùn)動(dòng)。第3章 設(shè)計(jì)方案3.1硬件設(shè)計(jì)3.

11、1.1電動(dòng)機(jī)三相異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行性能好，并可節(jié)省各種材料?；\式轉(zhuǎn)子的異步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行可靠、重量輕、價(jià)格便宜，得到了廣泛的應(yīng)用，其主要缺點(diǎn)是調(diào)速困難。三相異步電動(dòng)機(jī)根據(jù)工作要求不同，主要進(jìn)行降壓啟動(dòng)、正反轉(zhuǎn)、自動(dòng)循環(huán)、制動(dòng)、變速等不同控制，該設(shè)計(jì)要求把對電動(dòng)機(jī)的上述控制采用PLC控制來實(shí)現(xiàn)，使系統(tǒng)的性能更完善。此次選擇的電動(dòng)機(jī)為三相異步電動(dòng)機(jī)型號YB160L-2，功率18.5KW，額定電壓380V，額定電流35.5A，轉(zhuǎn)速2930r/min，接法。3.1.2 PLC選型與地址分配PLC產(chǎn)品的種類繁多。PLC的型號不同,對應(yīng)著其結(jié)構(gòu)形式、性能、容量、指令系統(tǒng)、編程方式、價(jià)格等均各不相同,適用

12、的場合也各有側(cè)重。因此,合理選用PLC,對于提高PLC控制系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)有著重要意義。 PLC的選擇主要應(yīng)從PLC 的機(jī)型、容量、I/O模塊、電源模塊、特殊功能模塊、通信聯(lián)網(wǎng)能力等方面加以綜合考慮。PLC機(jī)型選擇的基本原則是在滿足功能要求及保證可靠、維護(hù)方便的前提下,力爭最佳的性能價(jià)格比。選擇時(shí)應(yīng)主要考慮到合理的結(jié)構(gòu)型式,安裝方式的選擇,相應(yīng)的功能要求,響應(yīng)速度要求,系統(tǒng)可靠性的要求,機(jī)型盡量統(tǒng)一等因素.此次選擇西門子公司的S7-200系列PLC(CPU226)。I/O分配表項(xiàng)目名稱地址作用輸入SB1正轉(zhuǎn)按鈕SB2反轉(zhuǎn)按鈕SB3停止按鈕輸出KM1正轉(zhuǎn)接觸器KM2反轉(zhuǎn)接觸器圖2-3PLC連接

13、圖3.1.3主電路根據(jù)主電路2-4連接器件圖2-4異步電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)主電路3.2程序設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)是PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心，通過PLC的應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的各項(xiàng)控制功能，要設(shè)計(jì)好PLC的應(yīng)用軟件，必須充分了解被控對象的生產(chǎn)工藝、技術(shù)特性、控制要求等。PLC的應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)是指根據(jù)控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)和工藝要求，使用相應(yīng)的編程語言，編制用戶控制程序和形成相應(yīng)文件的過程。主要內(nèi)容包括：確定程序結(jié)構(gòu)；定義輸入輸出、中間標(biāo)志、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器和數(shù)據(jù)區(qū)等參數(shù)表；編制程序。三相異步電機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制梯型圖如圖4-1圖4-1第4章 系統(tǒng)調(diào)試系統(tǒng)調(diào)試是系統(tǒng)在正式投入使用之前的必經(jīng)步驟。與繼電-接觸器控制系統(tǒng)不同，PLC控制系統(tǒng)既有硬件部分的調(diào)試，還有軟件的調(diào)試。與繼電-接觸器控制系統(tǒng)相比，PLC系統(tǒng)的硬件調(diào)試要相對簡單，主要是PLC程序的的調(diào)試。通過調(diào)試找出問題的所在，相應(yīng)的修改程序。在編程過程中難免會(huì)有不足之處，因此通過調(diào)試，再修改程序可以更好實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的功能。系統(tǒng)調(diào)試分幾種情況：硬件調(diào)試：接通電源，檢查可編程序控制器能否正常工作，接頭是否接觸良好。軟件調(diào)試：按要求輸入梯形圖，檢查后編譯通過，在線工作后把程序?qū)懭肟删幊绦蚩刂破鞯某绦虼鎯?chǔ)區(qū)。運(yùn)行調(diào)試：在硬件調(diào)試和軟件調(diào)試正確的基礎(chǔ)上，使PLC進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)，觀察運(yùn)行情況，看是否能夠?qū)崿F(xiàn)正反轉(zhuǎn)控制。根據(jù)以上調(diào)試情況，此電機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)