繞線轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)正逆轉(zhuǎn)控制plc設(shè)計(jì)

1、目錄繞線轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)正逆轉(zhuǎn)控制工藝分析及主電路圖繞線轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)原理當(dāng)電動(dòng)機(jī)的三相定子繞組（各相差120度電角度），通入三相對(duì)稱交流電后，將產(chǎn)生一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，該旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)切割轉(zhuǎn)子繞組，從而在轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電流（轉(zhuǎn)子繞組是閉合通路），載流的轉(zhuǎn)子導(dǎo)體在定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)作用下將產(chǎn)生電磁力，從而在電機(jī)轉(zhuǎn)軸上形成電磁轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)，并且電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)方向相同。當(dāng)導(dǎo)體在磁場(chǎng)內(nèi)切割磁力線時(shí)，在導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電流，“感應(yīng)電機(jī)”的名稱由此而來(lái)。感應(yīng)電流和磁場(chǎng)的聯(lián)合作用向電機(jī)轉(zhuǎn)子施加驅(qū)動(dòng)力。我們讓閉合線圈ABCDE磁場(chǎng)B內(nèi)圍繞軸xy旋轉(zhuǎn)。如果沿順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)磁場(chǎng)，閉合線圈經(jīng)受可變磁通量，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，該

2、電動(dòng)勢(shì)會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流（法拉第定律）。根據(jù)楞次定律，電流的方向?yàn)椋焊袘?yīng)電流產(chǎn)生的效果總是要阻礙引起感應(yīng)電流的原因。因此，每個(gè)導(dǎo)體承受相對(duì)于感應(yīng)磁場(chǎng)的運(yùn)動(dòng)方向相反的洛侖茲力F。確定侮個(gè)導(dǎo)體力F方向的一個(gè)簡(jiǎn)單的方法是采用右手三手指定則（磁場(chǎng)對(duì)電流作用將拇指置于感應(yīng)磁場(chǎng)的方向，食指為力的方向。將中指置于感應(yīng)電流的方向。這樣一來(lái)，閉合線圈承受一定的轉(zhuǎn)矩，從而沿與感應(yīng)子磁場(chǎng)相同方向旋轉(zhuǎn)，該磁場(chǎng)稱為旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。閉合線圈旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的電動(dòng)轉(zhuǎn)矩平衡了負(fù)載轉(zhuǎn)矩。旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生：三組繞組問(wèn)彼此相差120度，每一組繞組都由三相交流電源中的一相供電繞組與具有相同電相位移的交流電流相互交叉，每組產(chǎn)生一個(gè)交流正弦波磁場(chǎng)。此磁場(chǎng)

3、總是沿相同的軸，當(dāng)繞組的電流位于峰值時(shí)，磁場(chǎng)也位于峰值。每組繞組產(chǎn)生的磁場(chǎng)是兩個(gè)磁場(chǎng)以相反方向旋轉(zhuǎn)的結(jié)果，這兩個(gè)磁場(chǎng)值都是恒定的，相當(dāng)于峰值磁場(chǎng)的一半。此磁場(chǎng).在供電期內(nèi)完成旋轉(zhuǎn)。其速度取決于電源頻率和磁極對(duì)數(shù)（P）。這稱作“同步轉(zhuǎn)速”只有當(dāng)閉合線圈有感應(yīng)電流時(shí)，才存在驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩。轉(zhuǎn)矩由閉合線圈的電流確定，且只有當(dāng)環(huán)內(nèi)的磁通量發(fā)生變化時(shí)才存在。因此，閉合線圈和旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)之間必須有速度差。因而，遵照上述原理工作的電機(jī)被稱作“異步電機(jī)”。運(yùn)行過(guò)程中，轉(zhuǎn)子電流頻率為電源頻率乘以轉(zhuǎn)差率。當(dāng)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)子電流頻率處于最大值，等于定子電流頻率。轉(zhuǎn)子電流頻率隨著電機(jī)轉(zhuǎn)速的增加而逐步降低。處于恒穩(wěn)態(tài)的轉(zhuǎn)差率與

4、電機(jī)負(fù)載有關(guān)系。它受電源電壓的影響，如果負(fù)載較低，則轉(zhuǎn)差率較小，如果電機(jī)供電電壓低于額定值，則轉(zhuǎn)差率增大。同步轉(zhuǎn)速時(shí)三相異步電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速與電源頻率成正比，與定子的對(duì)數(shù)成反比。圖1-1 繞線轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)正逆轉(zhuǎn)主電路圖1 .主電路如圖1-1所示。2 .NFBON寸，指示燈PLl亮。3 .按PB2電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)全電阻啟動(dòng)MC3動(dòng)作，PLl熄滅，PL2閃亮s/ON/OFF),10s后換成部分電阻啟動(dòng)MC3MCl動(dòng)作，PL2閃亮,再經(jīng)10秒，后正向運(yùn)轉(zhuǎn)MC3MC2PL3動(dòng)作,PL2熄滅，此時(shí)按PB3無(wú)作用。4 .正轉(zhuǎn)在啟動(dòng)中或運(yùn)轉(zhuǎn)中，按PBl時(shí)電動(dòng)機(jī)立即停止運(yùn)轉(zhuǎn)，PLl指示燈亮。5 .按PB3時(shí)，電動(dòng)機(jī)逆

5、轉(zhuǎn)全電阻啟動(dòng)MC4動(dòng)作，PLl熄滅，PL2閃亮(0.5s/ON/OFF),10s后換成部分電阻啟動(dòng)MC4MCl動(dòng)作，PL2閃亮,再經(jīng)10s后逆向運(yùn)轉(zhuǎn)MC4MC2PL4動(dòng)作,PL2,滅，此時(shí)按PB2無(wú)作用。6 .逆轉(zhuǎn)啟動(dòng)中或運(yùn)轉(zhuǎn)中，按PBl時(shí)電動(dòng)機(jī)立即停止運(yùn)轉(zhuǎn)，PLl指示燈亮。7 .運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)斷電，如果在5s內(nèi)恢復(fù)供電，電動(dòng)機(jī)維持?jǐn)嚯娗暗倪\(yùn)轉(zhuǎn)方向，繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。8 .運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)斷電，如果在5s后恢復(fù)供電，須按PB2或PB3重新啟動(dòng)電機(jī)。9 .熱繼電器動(dòng)作時(shí)，電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，Bz響。10 .熱繼電器復(fù)位后，BZ停響，恢復(fù)正常操作狀態(tài)第2章控制系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)系統(tǒng)硬件組成根據(jù)控制流程選擇傳感器為：開(kāi)關(guān)傳感器、磁

6、敏傳感器和熱繼電器；輸入輸出器件為：電阻和電動(dòng)機(jī)（輸入）、指示燈（輸出）；控制器件為：PLC控制器。開(kāi)關(guān)傳感器：接近開(kāi)關(guān)：接近開(kāi)關(guān)有三根連接線（棕、蘭、黑）棕色接電源的正極、藍(lán)色接電源的負(fù)極、黑色為輸出信號(hào)，當(dāng)與檔塊接近時(shí)輸出電平為低電平，否則為高電平。與PLC之間的接線圖如下，當(dāng)傳感器動(dòng)作時(shí)，輸出端對(duì)地接通。PLC內(nèi)部光耦與傳感器電源構(gòu)成回路，PLC信號(hào)輸入有效。磁敏傳感器：磁阻傳感器，磁敏二極管等是繼霍爾傳感器后派生出的另一種磁敏傳感器。采用的半導(dǎo)體材料于霍爾大體相同。但這種傳感器對(duì)磁場(chǎng)的作用機(jī)理不同，傳感器內(nèi)載流子運(yùn)動(dòng)方向與被檢磁場(chǎng)在一平面內(nèi)。在磁阻器件應(yīng)用中，溫度漂移的控制也是主要矛盾

7、，在器件制備方面，磁阻器件由于與霍爾不同，因此，早期的產(chǎn)品為單只磁敏電阻。由于溫度漂移大，現(xiàn)在多制成單臂（兩只磁敏電阻串聯(lián)）主要是為補(bǔ)償溫度漂移。目前也有全橋產(chǎn)品，但用法（目的）與霍爾器件略有差異。據(jù)報(bào)導(dǎo)磁阻器件的響應(yīng)速度同霍爾1uS量級(jí)。磁阻傳感器由于工作機(jī)理不同于霍爾，因而供電也不同，而是采用恒壓源（但也需要一定的電流）供電。當(dāng)后續(xù)電路不同對(duì)供電電源的穩(wěn)定性及內(nèi)部噪聲要求高低有所不同。熱繼電器：熱繼電器是用來(lái)保護(hù)電動(dòng)機(jī)，使之免受長(zhǎng)期過(guò)載危害的繼電器。熱繼電器是利用電流的熱效應(yīng)而動(dòng)作的，熱元件是一段電阻不大的電阻絲，接在電動(dòng)機(jī)的主電路中的雙金屬片，由兩種具有不同線膨脹系數(shù)的金屬采用熱和壓力輾

8、壓而成，亦可采用冷結(jié)合，其中，下層金屬的膨脹系數(shù)大，上層的小。當(dāng)主電路中電流超過(guò)容許值，雙金屬片受熱向上彎曲致使脫扣，扣板在彈簧的拉力下將常閉觸頭斷開(kāi)。觸頭是接在電動(dòng)機(jī)的控制電路中的，控制電路斷開(kāi)使接觸器的線圈斷電，從而斷開(kāi)電動(dòng)機(jī)的主電路。由于熱慣性，熱繼電器不能作短路保護(hù)，因?yàn)榘l(fā)生短路事故時(shí)，我們要求電路立即斷開(kāi)，而熱繼電器是不能立即動(dòng)作的。但是這個(gè)熱慣性又是合乎我們要求的，比如在電動(dòng)機(jī)起動(dòng)或短時(shí)過(guò)載時(shí)，由于熱慣性熱繼電器不會(huì)動(dòng)作，這可避免電動(dòng)機(jī)的不必要的停車。如果要熱繼電器復(fù)位，則按下復(fù)位按鈕即可。PLC的選擇：根據(jù)控制要求選擇西門(mén)子S7-300OS7-300是模塊化小型PLC系統(tǒng)，能滿足

9、中等性能要求的應(yīng)用。各種單獨(dú)的模塊之間可進(jìn)行廣泛組合構(gòu)成不同要求的系統(tǒng)。與S7-200PLC比較，S7-300PLC采用模塊化結(jié)構(gòu)，具備高速（至ns）的指令運(yùn)算速度；用浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算比較有效地實(shí)現(xiàn)了更為復(fù)雜的算術(shù)運(yùn)算；一個(gè)帶標(biāo)準(zhǔn)用戶接口的軟件工具方便用戶給所有模塊進(jìn)行參數(shù)賦值；方便的人機(jī)界面服務(wù)已經(jīng)集成在S7-300操作系統(tǒng)內(nèi)，人機(jī)對(duì)話的編程要求大大減少。SIMATIC人機(jī)界面（HMD從S7-300中取得數(shù)據(jù)，S7-300按用戶指定的刷新速度傳送這些數(shù)據(jù)。S7-300操作系統(tǒng)自動(dòng)地處理數(shù)據(jù)的傳送；CPU勺智能化的診斷系統(tǒng)連續(xù)監(jiān)控系統(tǒng)的功能是否正常、記錄錯(cuò)誤和特殊系統(tǒng)事件（例如：超時(shí)，模塊更換，等等

10、）；多級(jí)口令保護(hù)可以使用戶高度、有效地保護(hù)其技術(shù)機(jī)密，防止未經(jīng)允許的復(fù)制和修改；S7-300PLC設(shè)有操作方式選擇開(kāi)關(guān)，操作方式選擇開(kāi)關(guān)像鑰匙一樣可以拔出，當(dāng)鑰匙拔出時(shí)，就不能改變操作方式，這樣就可防止非法刪除或改寫(xiě)用戶程序。具備強(qiáng)大的通信功能，S7-300PLC可通過(guò)編程軟件Step7的用戶界面提供通信組態(tài)功能，這使得組態(tài)非常容易、簡(jiǎn)單。S7-300PLC具有多種不同的通信接口，并通過(guò)多種通信處理器來(lái)連接AS-I總線接口和工業(yè)以太網(wǎng)總線系統(tǒng)；串行通信處理器用來(lái)連接點(diǎn)到點(diǎn)的通信系統(tǒng)；多點(diǎn)接口（MPI）集成在CPU,用于同時(shí)連接編程器、PC機(jī)、人機(jī)界面系統(tǒng)及其他SIMATICS7/M7/C7等自

11、動(dòng)化控制系統(tǒng)。I/O分配輸入：PB-PB2fPB3fNFBfPLMCMCMCMCMCMC輸出：PL112-3 -4 -5 -6 .系統(tǒng)結(jié)線圖設(shè)計(jì)FX2NF1MRLaJI1t>:I'十":"JF-"I"",-.-Tn/=一X0XIX2XJX4X5X6!cpmOcom!cum2COm3cam4YlY工:X7Ci4mV3Y4Y5YbY7YIOVI1M切VMC4-0-o包圖2-1控制系統(tǒng)結(jié)線圖第3章控制系統(tǒng)梯形圖程序設(shè)計(jì)控制程序流程圖設(shè)計(jì)圖3-1控制系統(tǒng)流程圖3-2控制系統(tǒng)時(shí)序圖第4章系統(tǒng)調(diào)試及結(jié)果分析系統(tǒng)調(diào)試及解決的問(wèn)題調(diào)試范圍：硬件檢

12、查及設(shè)備檢查，對(duì)PLC系統(tǒng)所需的測(cè)量信號(hào)必須保證正確無(wú)誤，對(duì)每一步序所涉及的系統(tǒng)和信號(hào)進(jìn)行檢查無(wú)誤后，進(jìn)行系統(tǒng)的步序試驗(yàn)。靜態(tài)試驗(yàn)：用信號(hào)發(fā)生器或短接就地開(kāi)關(guān)等方法模擬一次測(cè)量參數(shù)的變化進(jìn)行程控系統(tǒng)的靜態(tài)模擬試驗(yàn)。對(duì)順控系統(tǒng)進(jìn)行分項(xiàng)試驗(yàn)和整體聯(lián)動(dòng)試驗(yàn)。動(dòng)態(tài)試驗(yàn)：隨著各個(gè)輔機(jī)程控系統(tǒng)的投入逐步投入程控系統(tǒng)，在投入過(guò)程中，根據(jù)試運(yùn)中出現(xiàn)的問(wèn)題，合理地修改控制邏輯、延遲時(shí)間、步序和保護(hù)定值等動(dòng)態(tài)參數(shù)。調(diào)試順序：1 .各個(gè)模塊送電依次插入各個(gè)模塊，觀察其狀態(tài)指示是否正確，或者用工作站對(duì)控制主機(jī)模塊的基本功能或性能進(jìn)行測(cè)試。2 .程控系統(tǒng)I/O通道完好性檢查在斷開(kāi)外部信號(hào)電纜的前提下，用高精度信號(hào)發(fā)生器

13、及高精度萬(wàn)用表對(duì)順控系統(tǒng)的輸入和輸出通道進(jìn)行完好性檢查。3 .電壓電流型模擬量輸入通道檢查用模擬量信號(hào)發(fā)生器發(fā)出所需要的模擬量信號(hào)（如4-20mA1-5V）,在工作站或其它編程器上檢查顯示值（一般為工程單位值），紀(jì)錄下每一個(gè)通道的輸入信號(hào)值和輸出顯示值。每一個(gè)通道檢查3點(diǎn)：0%50%100%4 .開(kāi)關(guān)量輸入輸出通道檢查用短接線短接開(kāi)關(guān)量輸入信號(hào)，在工作站或其它編程器上檢查顯示狀態(tài)（可能的工程顯示單位為：開(kāi)門(mén)/關(guān)門(mén)，啟動(dòng)/停止等）。對(duì)于有源開(kāi)關(guān)量輸出，在工作站上或其它編程器上發(fā)出不同的指令信號(hào)（可能的工程單位信號(hào)為：開(kāi)門(mén)/關(guān)門(mén)，啟動(dòng)/停止等），在輸出通道的接線端子上，用電壓表測(cè)試其輸出狀態(tài)的變化

14、（有電壓/沒(méi)有電壓）。對(duì)于無(wú)源開(kāi)關(guān)量輸出，在工作站上或其它編程器上發(fā)出不同的指令信號(hào)（可能的工程單位信號(hào)為：開(kāi)門(mén)/關(guān)門(mén)，啟動(dòng)/停止等），在輸出通道的接線端子上，用通燈或萬(wàn)用表測(cè)試其狀態(tài)的變化。對(duì)于干接點(diǎn)輸出，用通燈即可；對(duì)于固態(tài)繼電器輸出，則用萬(wàn)用表的歐姆檔（放在10M檔以上比較明顯）進(jìn)行測(cè)試。結(jié)果分析經(jīng)過(guò)系統(tǒng)仿真得以下結(jié)果：按下SFB,X1來(lái)信號(hào),Y5信號(hào)輸出,PL1燈亮，按下PB2,即給X2來(lái)一個(gè)脈沖信號(hào),PL2燈閃亮，說(shuō)明MC呦作，正轉(zhuǎn)全電阻啟動(dòng)然后定時(shí)十秒后，Y3/Y1都有輸出，說(shuō)明MC3/MC動(dòng)作，半電阻啟動(dòng)PL2繼續(xù)閃亮，再過(guò)十秒，Y3/Y2有輸出，說(shuō)明MC3/MC動(dòng)作，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)

15、運(yùn)行，止匕時(shí)按下PB3沒(méi)變化。按下PB1,即給X1一個(gè)脈沖，Y5亮，即停止運(yùn)轉(zhuǎn)。按下PB3,即X3來(lái)個(gè)脈沖,Y3/Y6有輸出，即MC創(chuàng)作,PL2閃亮，說(shuō)明逆轉(zhuǎn)全電阻啟動(dòng)。然后定時(shí)十秒后，Y4/Y1都有輸出，說(shuō)明MC4/MC動(dòng)作，半電阻啟動(dòng)PL2繼續(xù)閃亮，再過(guò)十秒，Y4/Y2有輸出，說(shuō)明MC3/MC動(dòng)作，電動(dòng)機(jī)逆轉(zhuǎn)運(yùn)行，此時(shí)按下PB2沒(méi)變化。按下PB1,即給X1一個(gè)脈沖，Y5亮，即停止運(yùn)轉(zhuǎn)。如果運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)斷電，即X0有脈沖信號(hào),T0開(kāi)始定時(shí)，如果在5s內(nèi)恢復(fù)供電，T0被復(fù)位，系統(tǒng)繼續(xù)工作，如果在5s后恢復(fù)供電，須按PB2或PB3重新啟動(dòng)電機(jī)重新啟動(dòng)。如果熱繼電器動(dòng)作時(shí)，即X6來(lái)脈沖，電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，

16、Y11有輸出,即發(fā)出警報(bào)，喇叭Bz響，熱繼電器復(fù)位后，BZ停響，恢復(fù)正常操作狀態(tài)。第5章設(shè)計(jì)心得通過(guò)這次PLC課程設(shè)計(jì)，讓我更加深刻理解了課本的知識(shí)，并使我熟悉和掌握了PLC基本指令的使用，掌握了PLC的I/O分配、程序調(diào)試等?？墒窃诒敬卫@線轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)正逆轉(zhuǎn)控制程序設(shè)計(jì)的過(guò)程中，我發(fā)現(xiàn)很多的問(wèn)題，給我的感覺(jué)就是下手很難，很不順手，看似很簡(jiǎn)單的電路，要?jiǎng)邮职阉o設(shè)計(jì)出來(lái)，是很難的一件事，主要原因是我們沒(méi)有經(jīng)常動(dòng)手設(shè)計(jì)過(guò)電路。另外PLC控制系統(tǒng)的知識(shí)還不能熟練應(yīng)用，而且很多知識(shí)當(dāng)時(shí)弄明白了，現(xiàn)在要用的時(shí)候又不記得，造成我用了大量的時(shí)間去查閱各種資料和程序命令，因此整個(gè)過(guò)程時(shí)間安排不合理，有以下幾點(diǎn)

17、經(jīng)驗(yàn)：1 、編寫(xiě)程序首先必須把I/O分配表寫(xiě)好。弄清楚哪些信號(hào)作為輸入，哪些信號(hào)作為輸出，該用什么繼電器，還有什么情況下要用定時(shí)器/計(jì)數(shù)器。?2 、在設(shè)計(jì)步進(jìn)電機(jī)控制中通過(guò)SFT移位六個(gè)脈沖頻率，電機(jī)正轉(zhuǎn)順序AAB-BBG-C-CZA,反華專是ACA-CBG-BAB-A,通過(guò)1秒來(lái)控制電機(jī)脈沖的頻率，從而實(shí)現(xiàn)控制電機(jī)的正逆轉(zhuǎn)運(yùn)行，用定時(shí)器來(lái)實(shí)現(xiàn)計(jì)時(shí)控制，用計(jì)數(shù)器來(lái)實(shí)現(xiàn)定步控制。3 、通過(guò)調(diào)試找出問(wèn)題的所在，相應(yīng)的修改程序。在編程過(guò)程中難免會(huì)有不足之處，因此通過(guò)調(diào)試，再修改程序可以更好實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的功能。這次設(shè)計(jì)，提高了我的動(dòng)手和動(dòng)腦能力，更讓我們體會(huì)到了理論與實(shí)踐相結(jié)合的重要性，使我得到了一次用專

18、業(yè)知識(shí)、專業(yè)技能分析和解決問(wèn)題全面系統(tǒng)的鍛煉。使我在PLC的基本原理以及編程設(shè)計(jì)思路技巧的掌握方面都能向前邁了一大步。（老師我打印頁(yè)碼錯(cuò)了，忘了改了，不好意思?。。﹨⒖嘉墨I(xiàn)1 廖常初S7-300/400PLC應(yīng)用技術(shù)M北京：機(jī)械工業(yè)出版社，20082 史國(guó)生電氣控制與可編程控制技術(shù)M北京：化學(xué)工業(yè)出版社，20103王承義.PLC控制程序精編108例M.北京：電子工業(yè)出版社，20094宋伯生.PLC編程實(shí)用指南M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007.5 楊錦忠電動(dòng)機(jī)及控制線路M北京：化學(xué)工業(yè)出版社，20096 張鳳珊電控制及可編程序控制M北京：中國(guó)輕工業(yè)出版社，1999附錄梯形圖如下:程序代碼如下：LD0000OR1000ANDNOT1001ANDNOT1004OUT01000LD1000AND0001RO1001ANDNOT1004ANDNOT0002OUT01001LD1001TIM0004#100LD0004OR1002ANDNOT1003ANDNOT0003OUT01002LD1002TIM0005#