基于PLC的電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)畢業(yè)論文設(shè)計(jì)

絕密文件，核心資料，拒絕盜版，支持正版，從我做起，一切是在為了方便大家！知識就是力量！絕密文件，核心資料，拒絕盜版，支持正版，從我做起，一切是在為了方便大家！知識就是力量！絕密文件，核心資料，拒絕盜版，支持正版，從我做起，一切是在為了方便大家！知識就是力量！絕密文件，核心資料，拒絕盜版，支持正版，從我做起，一切是在為了方便大家！知識就是力量！絕密文件，核心資料，拒絕盜版，支持正版，從我做起，一切是在為了方便大家！知識就是力量！絕密文件，核心資料，拒絕盜版，支持正版，從我做起，一切是在為了方便大家！知識就是力量！絕密文件，核心資料，拒絕盜版，支持正版，從我做起，一切是在為了方便大家！知識就是力量！絕密文件，核心資料，拒絕盜版，支持正版，從我做起，一切是在為了方便大家！知識就是力量！成人高等學(xué)歷教育畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書基于PLC的電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)辦學(xué)單位：華南理工大學(xué)班級：2011級電氣專升本A班學(xué)生：指導(dǎo)教師：提交日期：2013年11月06日中文摘要PLC可編程控制器是以微處理器為核心，綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和通訊技術(shù)發(fā)展而來的一種新型工業(yè)控制裝置。它具有結(jié)構(gòu)簡單、編程方便、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，已廣泛用于工業(yè)過程和位置的自動(dòng)控制中。據(jù)統(tǒng)計(jì)，可編程控制器是工業(yè)自動(dòng)化裝置中應(yīng)用最多的一種設(shè)備。專家認(rèn)為，可編程控制器將成為今后工業(yè)控制的主要手段和重要的基礎(chǔ)設(shè)備之一，PLC、機(jī)器人、CAD/CAM將成為工業(yè)生產(chǎn)的三大支柱。由于PLC具有對使用環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)的特性，同時(shí)其內(nèi)部定時(shí)器資源十分豐富，可使用于工作環(huán)境較惡劣的頂管地下工作。在信息化、現(xiàn)代化的今天，所有的生產(chǎn)都進(jìn)入了電子控制階段，PLC的控制的掌握不再是高等人才的使用，隨著社會(huì)對這一類人才的需求的增加，越來越多的人了解和掌握對PLC的使用。本次設(shè)計(jì)主要通過PLC的編程控制實(shí)現(xiàn)對三相異步電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)以及順序控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速控制，通過這幾項(xiàng)控制來達(dá)到PLC對電機(jī)的智能控制的體現(xiàn)。關(guān)鍵詞：可編程控制；PLC；電動(dòng)機(jī)；正反轉(zhuǎn)AbstractPLCprogrammablecontrollerisamicroprocessorasthecore,acombinationofcomputertechnology,automaticcontroltechnologyandcommunicationtechnologydevelopmentofanewtypeofindustrialcontroldevice.Ithasadvantagesofsimplestructure,convenientprogrammingandhighreliability,hasbeenwidelyusedinindustrialprocessandlocationoftheautomaticcontrol.Accordingtostatistics,theprogrammablecontrollerisoneofthemostusedinindustrialautomationequipmentequipment.Theexpertthinks,programmablecontrollerwillbecomethemainfutureindustrialcontrolmeansandoneoftheimportantbasicequipment,PLC,robotics,CAD/CAMwillbecomethethreepillarsofindustrialproduction.BecausethePLChastheuseofthecharacteristicsofstrongadaptabilitytoenvironment,whileitsinternaltimerisveryrichinresources,canbeusedintheworkenvironmentisbadworkundergroundpipejacking.Intoday'sinformationization,modernization,allproductionenteredthestageoftheelectroniccontrolofPLCcontrolofthemasterisnolongertheuseofhighertalents,withtheincreaseofsocialdemandforthistypeoftalent,moreandmorepeopletounderstandandmastertheuseofPLC.ThisdesignmainlyrealizedbyPLCprogrammingcontrolofthreephaseasynchronousmotorandreversingandsequentialcontrolofmotorspeedcontrol,severalcontroltoachievethroughthisPLCintelligentcontrolofmotor.Keywords:Programmablecontrol;PLC;motor;positiveinversion目錄中文摘要 IAbstract I1 緒論 11.1本文研究的目的和意義 11.2PLC電路控制的發(fā)展現(xiàn)狀 31.3本文主要研究內(nèi)容 32 三相異步電動(dòng)機(jī)的基本介紹 42.1三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu) 42.1.1定子 4.2轉(zhuǎn)子 42.2三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理 42.3三相異步電動(dòng)機(jī)可逆運(yùn)行控制電路 53 PLC基礎(chǔ) 83.1PLC的產(chǎn)生 83.2PLC的定義 83.2PLC的基本結(jié)構(gòu) 84 基于PLC的電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng) 114.1PLC對三相異步電機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制 114.1.1正反轉(zhuǎn)繼電器控制圖 114.1.2I/O接線圖 114.1.3梯形圖 124.1.4指令表 124.1.5PLC控制的工作過程的分析 124.2兩臺電動(dòng)機(jī)順序起動(dòng)聯(lián)鎖控制 124.2.1順序啟動(dòng)繼電器控制圖 134.2.2I/O接線圖 134.2.3梯形圖 144.2.4指令表 144.2.4PLC控制的工作過程的分析 144.3PLC控制三相異步電動(dòng)機(jī)的優(yōu)點(diǎn) 15結(jié)論 16參考文獻(xiàn) 17附錄 18致謝 20緒論1.1本文研究的目的和意義本文主要研究三相異步電動(dòng)機(jī)采用PLC進(jìn)行系統(tǒng)控制。三相異步電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用非常廣泛，具有機(jī)構(gòu)簡單，效率高，控制方便，運(yùn)行可靠，易于維修成本低的有點(diǎn)，幾乎涵蓋了工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人類生活的各個(gè)領(lǐng)域，在這些應(yīng)用領(lǐng)域中，三相異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的環(huán)境不同，所以造成其故障的發(fā)生也很頻繁，所以要正確合理的利用它。要合理的控制它。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。PLC在三相異步電機(jī)控制中的應(yīng)用與傳統(tǒng)的繼電器控制相比，具有編程簡單、使用方便、控制速度快、可靠性高、靈活性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，使得PLC成為現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化的支柱，隨著PLC成本的降低和應(yīng)用日益廣泛，三相異步電動(dòng)機(jī)的常規(guī)控制應(yīng)用PLC技術(shù)越來越成現(xiàn)實(shí)。（1）編程簡單，使用方便梯形圖是使用得最多的可編程序控制器的編程語言，其符號與繼電器電路原理圖相似。有繼電器電路基礎(chǔ)的電氣技術(shù)人員只要很短的時(shí)間就可以熟悉梯形圖語言，并用來編制用戶程序，梯形圖語言形象直觀，易學(xué)易懂，。（2）控制靈活，程序可變，具有很好的柔性可編程序控制器產(chǎn)品采用模塊化形式，配備有品種齊全的各種硬件裝置供用戶選用，用戶能靈活方便地進(jìn)行系統(tǒng)配置，組成不同功能、不同規(guī)模的系統(tǒng)。可編程序控制器用軟件功能取代了繼電器控制系統(tǒng)中大量的中間繼電器、時(shí)間繼電器、計(jì)數(shù)器等器件，硬件配置確定后，可以通過修改用戶程序，不用改變硬件，方便快速地適應(yīng)工藝條件的變化，具有很好的柔性。（3）功能強(qiáng)，擴(kuò)充方便，性能價(jià)格比高可編程序控制器內(nèi)有成百上千個(gè)可供用戶使用的編程元件，有很強(qiáng)的邏輯判斷、數(shù)據(jù)處理、PID調(diào)節(jié)和數(shù)據(jù)通信功能，可以實(shí)現(xiàn)非常復(fù)雜的控制功能。如果元件不夠，只要加上需要的擴(kuò)展單元即可，擴(kuò)充非常方便。與相同功能的繼電器系統(tǒng)相比，具有很高的性能價(jià)格比。（4）控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及施工的工作量少，維修方便可編程序控制器的配線與其它控制系統(tǒng)的配線比較少得多，故可以省下大量的配線，減少大量的安裝接線時(shí)間，開關(guān)柜體積縮小，節(jié)省大量的費(fèi)用?？删幊绦蚩刂破饔休^強(qiáng)的帶負(fù)載能力、可以直接驅(qū)動(dòng)一般的電磁閥和交流接觸器。一般可用接線端子連接外部接線?？删幊绦蚩刂破鞯墓收下屎艿?，且有完善的自診斷和顯示功能，便于迅速地排除故障。（5）可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)可編程序控制器是為現(xiàn)場工作設(shè)計(jì)的，采取了一系列硬件和軟件抗干擾措施，硬件措施如屏蔽、濾波、電源調(diào)整與保護(hù)、隔離、后備電池等，例如，西門子公司S7-200系列PLC內(nèi)部EEPROM中，儲存用戶原程序和預(yù)設(shè)值在一個(gè)較長時(shí)間段（190小時(shí)），所有中間數(shù)據(jù)可以通過一個(gè)超級電容器保持，如果選配電池模塊，可以確保停電后中間數(shù)據(jù)能保存200天。軟件措施如故障檢測、信息保護(hù)和恢復(fù)、警戒時(shí)鐘，加強(qiáng)對程序的檢測和校驗(yàn)。從而提高了系統(tǒng)抗干擾能力，平均無故障時(shí)間達(dá)到數(shù)萬小時(shí)以上，可以直接用于有強(qiáng)烈干擾的工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場，可編程序控制器已被廣大用戶公認(rèn)為最可靠的工業(yè)控制設(shè)備之一。（6）體積小、重量輕、能耗低，是“機(jī)電一體化”特有的產(chǎn)品。目前，可編程序控制器已經(jīng)廣泛地應(yīng)用在各個(gè)工業(yè)部門。隨著其性能價(jià)格比的不斷提高，應(yīng)用范圍還在不斷擴(kuò)大，主要有以下幾個(gè)方面：（1）邏輯控制可編程序控制器具有“與”、“或”、“非”等邏輯運(yùn)算的能力，可以實(shí)現(xiàn)邏輯運(yùn)算，用觸點(diǎn)和電路的串、并聯(lián)，代替繼電器進(jìn)行組合邏輯控制，定時(shí)控制與順序邏輯控制。數(shù)字量邏輯控制可以用于單臺設(shè)備，也可以用于自動(dòng)生產(chǎn)線，其應(yīng)用領(lǐng)域最為普及，包括微電子、家電行業(yè)也有廣泛的應(yīng)用。（2）運(yùn)動(dòng)控制可編程序控制器使用專用的運(yùn)動(dòng)控制模塊，或靈活運(yùn)用指令，使運(yùn)動(dòng)控制與順序控制功能有機(jī)地結(jié)合在一起。隨著變頻器、電動(dòng)機(jī)起動(dòng)器的普遍使用，可編程序控制器可以與變頻器結(jié)合，運(yùn)動(dòng)控制功能更為強(qiáng)大，并廣泛地用于各種機(jī)械，如金屬切削機(jī)床、裝配機(jī)械、機(jī)器人、電梯等場合。（3）過程控制可編程序控制器可以接收溫度、壓力、流量等連續(xù)變化的模擬量，通過模擬量I/0模塊，實(shí)現(xiàn)模擬量(Analog)和數(shù)字量(Digital)之間的A/D轉(zhuǎn)換和D/A轉(zhuǎn)換，并對被控模擬量實(shí)行閉環(huán)PID（比例-積分-微分）控制。現(xiàn)代的大中型可編程序控制器一般都有PID閉環(huán)控制功能，此功能已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)、加熱爐、鍋爐等設(shè)備，以及輕工、化工、機(jī)械、冶金、電力、建材等行業(yè)。（4）數(shù)據(jù)處理可編程序控制器具有數(shù)學(xué)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送、轉(zhuǎn)換、排序和查表、位操作等功能，可以完成數(shù)據(jù)的采集、分析和處理。這些數(shù)據(jù)可以是運(yùn)算的中間參考值，也可以通過通信功能傳送到別的智能裝置，或者將它們保存、打印。數(shù)據(jù)處理一般用于大型控制系統(tǒng)，如無人柔性制造系統(tǒng)，也可以用于過程控制系統(tǒng)，如造紙、冶金、食品工業(yè)中的一些大型控制系統(tǒng)。（5）構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)控制可編程序控制器的通信包括主機(jī)與遠(yuǎn)程I/0之間的通信、多臺可編程序控制器之間的通信、可編程序控制器和其他智能控制設(shè)備(如計(jì)算機(jī)、變頻器)之間的通信?？删幊绦蚩刂破髋c其他智能控制設(shè)備一起，可以組成“集中管理、分散控制”的分布式控制系統(tǒng)。當(dāng)然，并非所有的可編程序控制器都具有上述功能，用戶應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)的需要選擇可編程序控制器，這樣既能完成控制任務(wù)，又可節(jié)省資金。PLC電路控制的發(fā)展現(xiàn)狀在歐美等國家，軟PLC已開始投入工業(yè)使用，而且市場份額每年都在增加，根據(jù)ARC的調(diào)查和估計(jì)，1997年全球的軟PLC市場有3千6百萬美元，到2000年軟PLC的市場達(dá)到了1億4千5百萬美元，2001年差不多又增長了一倍。目前，歐美等西方國家都把軟PLC作為一個(gè)重點(diǎn)投資對象進(jìn)行研究開發(fā)。工業(yè)領(lǐng)域已經(jīng)開始使用軟PLC產(chǎn)品，而且軟PLC的市場需求量也在不斷的增長。我國可編程控制器的引進(jìn)、應(yīng)用、研制、生產(chǎn)是伴隨著改革開放開始的。最初是在引進(jìn)設(shè)備中大量使用了可編程控制器。接下來在各種企業(yè)的生產(chǎn)設(shè)備及產(chǎn)品中不斷擴(kuò)大了PLC的應(yīng)用。PLC是一種專為工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作系統(tǒng)。它采用可編程序的存儲器存儲執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)計(jì)數(shù)

及算術(shù)運(yùn)算等操作指令，通過數(shù)字量、模擬量輸入與輸出，控制機(jī)械運(yùn)動(dòng)和生產(chǎn)過程。1.3本文主要研究內(nèi)容本文主要研究三相異步電動(dòng)機(jī)的控制是采用PLC的編程語言梯形圖,梯形語言是在可編程控制器中的應(yīng)用最廣的語言，因?yàn)樗诶^電器的基礎(chǔ)上加進(jìn)了許多功能，使用靈活的指令，使邏輯關(guān)系清晰直觀，編程容易，可讀性強(qiáng)，所實(shí)現(xiàn)的功能也大大超過傳統(tǒng)的繼電器控制電路，可編程控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，它是專為在惡劣工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)，它采用可編程序的存儲器，用來在內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運(yùn)算，順序控制，定時(shí)，計(jì)數(shù)和算術(shù)等操作的指令，并采用數(shù)字式，模擬式的輸入和輸出，控制各種的機(jī)械或生產(chǎn)過程。三相異步電動(dòng)機(jī)的基本介紹2.1三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)三相異步電動(dòng)機(jī)由定子和旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子兩個(gè)重要部分組成，定子和轉(zhuǎn)子之間由氣隙分開。圖2-1為三相異步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖。(a)外形圖；(b)內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖圖2-1三相異步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖定子定子主要由定子鐵心、定子繞組、機(jī)座三部分組成。機(jī)座的主要作用是用來支撐電機(jī)各部件，因此應(yīng)有足夠的機(jī)械強(qiáng)度和剛度，通常用鑄鐵制成。為了減少渦流和磁滯損耗，定子鐵心用0.5mm厚涂有絕緣漆的硅鋼片疊成，鐵心內(nèi)圓周上有許多均勻分布的槽，槽內(nèi)嵌放定子繞組，如圖2-2所示。圖2-2三相異步電動(dòng)機(jī)的定子2轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子由轉(zhuǎn)子鐵心、轉(zhuǎn)子繞組、轉(zhuǎn)軸和風(fēng)扇等組成。轉(zhuǎn)子鐵心也用0.5mm厚硅鋼片沖成轉(zhuǎn)子沖片疊成圓柱形，壓裝在轉(zhuǎn)軸上。其外圍表面沖有凹槽，用以安放轉(zhuǎn)子繞組。按轉(zhuǎn)子繞組形式不同，可分為繞線式和鼠籠式兩種。2.2三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理圖2-3為三相異步電動(dòng)機(jī)工作原理示意圖。圖中用一對磁極來進(jìn)行分析。當(dāng)向三相定子繞組中通過入對稱的三相交流電時(shí)，就產(chǎn)生了一個(gè)以同步轉(zhuǎn)速n1沿定子和轉(zhuǎn)子內(nèi)圓空間作順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)磁場。由于旋轉(zhuǎn)磁場以n1轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子導(dǎo)體開始時(shí)是靜止的，故轉(zhuǎn)子導(dǎo)體將切割定子旋轉(zhuǎn)磁場而產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢。由于轉(zhuǎn)子導(dǎo)體兩端被短路環(huán)短接，在感應(yīng)電動(dòng)勢的作用下，轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中將產(chǎn)生與感應(yīng)電動(dòng)勢方向基本一致的感生電流。轉(zhuǎn)子的載流導(dǎo)體在定子磁場中受到電磁力的作用。電磁力對轉(zhuǎn)子軸產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子沿著旋轉(zhuǎn)磁場方向旋轉(zhuǎn)圖2-3三相異步電動(dòng)機(jī)工作原理圖2.3三相異步電動(dòng)機(jī)可逆運(yùn)行控制電路圖2-4電動(dòng)機(jī)可逆運(yùn)行控制電路線路分析如下：1）正向啟動(dòng)：（1）合上空氣開關(guān)QS接通三相電源（2）按下正向啟動(dòng)按鈕SB3，KM1通電吸合并自鎖，主觸頭閉合接通電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)這時(shí)的相序是L1、L2、L3，即正向運(yùn)行。2）反向啟動(dòng)：（1）合上空氣開關(guān)QS接通三相電源（2）按下反向啟動(dòng)按鈕SB2，KM2通電吸合并通過輔助觸點(diǎn)自鎖，常開主觸頭閉合換接了電動(dòng)機(jī)三相的電源相序，這時(shí)電動(dòng)機(jī)的相序是L3、L2、L1，即反向運(yùn)行。（3）互鎖環(huán)節(jié)：具有禁止功能在線路中起安全保護(hù)作用。3）接觸器互鎖：KM1線圈回路串入KM2的常閉輔助觸點(diǎn)，KM2線圈回路串入KM1的常閉觸點(diǎn)。當(dāng)正轉(zhuǎn)接觸器KM1線圈通電動(dòng)作后，KM1的輔助常閉觸點(diǎn)斷開了KM2線圈回路，若使KM1得電吸合，必須先使KM2斷電釋放，其輔助常閉觸頭復(fù)位，這就防止了KM1、KM2同時(shí)吸合造成相間短路，這一線路環(huán)節(jié)稱為互鎖環(huán)節(jié)。4）按鈕互鎖：在電路中采用了控制按鈕操作的正反傳控制電路，按鈕SB2、SB3都具有一對常開觸點(diǎn)，一對常閉觸點(diǎn)，這兩個(gè)觸點(diǎn)分別與KM1、KM2線圈回路連接。例如按鈕SB2的常開觸點(diǎn)與接觸器KM2線圈串聯(lián)，而常閉觸點(diǎn)與接觸器KM1線圈回路串聯(lián)。按鈕SB3的常開觸點(diǎn)與接觸器KM1線圈串聯(lián)，而常閉觸點(diǎn)壓KM2線圈回路串聯(lián)。這樣當(dāng)按下SB2時(shí)只能有接觸器KM2的線圈可以通電而KM1斷電，按下SB3時(shí)只能有接觸器KM1的線圈可以通電而KM2斷電，如果同時(shí)按下SB2和SB3則兩只接觸器線圈都不能通電。這樣就起到了互鎖的作用。5）電動(dòng)機(jī)的過載保護(hù)由熱繼電器FR完成。圖2-5電動(dòng)機(jī)可逆運(yùn)行控制電路的調(diào)試（1）檢查主回路路的接線是否正確，為了保證兩個(gè)接觸器動(dòng)作時(shí)能夠可靠調(diào)換電動(dòng)機(jī)的相序，接線時(shí)應(yīng)使接觸器的上口接線保持一致，在接觸器的下口調(diào)相。（2）檢查接線無誤后，通電試驗(yàn)，通電試驗(yàn)時(shí)為防止意外，應(yīng)先將電動(dòng)機(jī)的接線斷開。6）故障現(xiàn)象預(yù)處理：（1）不啟動(dòng)；原因之一，檢查控制保險(xiǎn)FU是否斷路，熱繼電器FR接點(diǎn)是否用錯(cuò)或接觸不良，SB1按鈕的常閉接點(diǎn)是否不良。原因之二按紐互鎖的接線有誤。（2）起動(dòng)時(shí)接觸器“叭噠”就不吸了；這是因?yàn)榻佑|器的常閉接點(diǎn)互鎖接線有錯(cuò)，將互鎖接點(diǎn)接成了自己鎖自己了，起動(dòng)時(shí)常閉接點(diǎn)是通的接觸器線圈的電吸合，接觸器吸合后常閉接點(diǎn)又?jǐn)嚅_，接觸器線圈又?jǐn)嚯娽尫牛尫懦ｉ]接點(diǎn)又接通接觸器又吸合，接點(diǎn)又?jǐn)嚅_，所以會(huì)出現(xiàn)“叭噠”接觸器不吸合的現(xiàn)象。（3）不能夠自鎖一抬手接觸器就斷開，這是因?yàn)樽枣i接點(diǎn)接線有誤。PLC基礎(chǔ)PLC的產(chǎn)生1969年，美國數(shù)字設(shè)備公司（DEC）研制出了世界上第一臺可編程序控制器，并應(yīng)用于通用汽車公司的生產(chǎn)線上。當(dāng)時(shí)叫可編程邏輯控制器PLC（ProgrammableLogicController），目的是用來取代繼電器，以執(zhí)行邏輯判斷、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)等順序控制功能。緊接著，美國MODICON公司也開發(fā)出同名的控制器，1971年，日本從美國引進(jìn)了這項(xiàng)新技術(shù)，很快研制成了日本第一臺可編程控制器。1973年，西歐國家也研制出他們的第一臺可編程控制器。隨著半導(dǎo)體技術(shù)，尤其是微處理器和微型計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，到70年代中期以后，特別是進(jìn)入80年代以來，PLC已廣泛地使用16位甚至32位微處理器作為中央處理器，輸入輸出模塊和外圍電路也都采用了中、大規(guī)模甚至超大規(guī)模的集成電路，使PLC在概念、設(shè)計(jì)、性能價(jià)格比以及應(yīng)用方面都有了新的突破。這時(shí)的PLC已不僅僅是邏輯判斷功能，還同時(shí)具有數(shù)據(jù)處理、PID調(diào)節(jié)和數(shù)據(jù)通信功能，稱之為可編程序控制器（ProgrammableController）更為合適，簡稱為PC，但為了與個(gè)人計(jì)算機(jī)（Persona1Computer）的簡稱PC相區(qū)別，一般仍將它簡稱為PLC（ProgrammableLogicController）。3.2PLC的定義“可編程控制器是一種數(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)。它采用了可編程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲和執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作命令，并通過數(shù)字式和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。可編程控制器及其有關(guān)外圍設(shè)備，都按易于與工業(yè)系統(tǒng)聯(lián)成一個(gè)整體、易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)?！笨删幊绦蚩刂破魇菓?yīng)用面最廣、功能強(qiáng)大、使用方便的通用工業(yè)控制裝置，自研制成功開始使用以來，它已經(jīng)成為了當(dāng)代工業(yè)自動(dòng)化的主要支柱之一。PLC的基本結(jié)構(gòu)可編程序控制器簡稱為PLC（ProgrammableLogicController）主要由CPU模塊、輸入模塊、輸出模塊和編程器組成。（如下圖3-1所示）圖3-1PLC控制系統(tǒng)示意圖可編程序控制器實(shí)際上是一種工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，它的硬件結(jié)構(gòu)與一般微機(jī)控制系統(tǒng)相似，甚至與之無異?？删幊绦蚩刂破髦饕蒀PU（中央處理單元）存儲器（RAM和EPROM）輸入/輸出模塊（簡稱I/O模塊）編程器和電源五大部分組成。1）CPU模塊CPU模塊又叫中央處理單元或控制器，它主要由微機(jī)處理器（CPU）和存儲器組成。CPU的作用類似于人類的大腦和心臟。它采用掃描方式工作，每一次掃描要完成以下工作：（1）輸入處理：將現(xiàn)場的開關(guān)量輸入信號和數(shù)據(jù)分別讀入輸入映像寄存器和數(shù)據(jù)寄存器。（2）程序執(zhí)行：逐條讀入和解釋用戶程序，產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號去控制有關(guān)的電路，完成數(shù)據(jù)的存取、傳送和處理工作，并根據(jù)運(yùn)算結(jié)果更新各有關(guān)寄存器的內(nèi)容。（3）輸出處理：將輸出映像寄存器的內(nèi)容送給輸出模塊，去控制外部負(fù)載。2）I/O模塊I/O模塊是系統(tǒng)的眼、耳、手、腳，是聯(lián)系外部現(xiàn)場和CPU模塊的橋梁。輸入模塊用來接收和采集輸入信號。輸入信號有兩類：一類是從按鈕、選擇開關(guān)、數(shù)字開關(guān)、限位開關(guān)、接收開關(guān)、關(guān)電開關(guān)、壓力繼電器等來的開關(guān)量輸入信號；另一類是由電位器、熱電偶、測速發(fā)電機(jī)、各種變送器提供的連續(xù)變化的模擬量輸入信號。可編程序控制器通過輸出模塊控制接觸器、電磁閥、電磁鐵、調(diào)節(jié)閥、調(diào)速裝置等執(zhí)行器，可編程序控制器控制的另一類外部負(fù)載是指示燈、數(shù)字顯示裝置和報(bào)警裝置等。CPU模塊的工作電壓一般是5V，而可編程序控制器的輸入/輸出信號電壓一般較高，如直流24V和交流220V。從外部引入的尖蜂電壓和干擾噪聲可能損壞CPU模塊中的元器件，或使可編程序控制器不能正常工作，所以CPU模塊不能直接與外部輸入/輸出裝置相連。I/O模塊除了傳遞信號外，還有電平轉(zhuǎn)換與噪聲隔離的作用。3）編程器編程器除了用來輸入和編輯程序外，還可以用來監(jiān)視可編程序控制器運(yùn)行時(shí)梯形圖中各種編程元件的工作狀態(tài)。編程器可以永久地連續(xù)在可編程序控制器上，將它取下來后可編程序控制器也可以運(yùn)行。一般只在程序輸入、調(diào)試階段和檢修時(shí)使用，一臺編程器可供多臺可編程序控制器公用。4）開關(guān)量I/O模塊開關(guān)量模塊的輸入輸出信號僅有接通和斷開兩種狀態(tài)。電壓等級有直流5V，12V，24V，48V和交流110V，220V等。輸入輸出電壓的允許范圍很寬，如某交流220V輸入模塊的允許低電壓為0~70V，高電壓為70~256V，頻率為47~63HZ。各I/O點(diǎn)的通/斷狀態(tài)用發(fā)光二極管或其它元件顯示在面板上，外部I/O接線一般接在模塊的接線端子上，某些模塊使用可拆除的插座型端子板，在不拆去端子的外部連線的情況下，可以迅速地更換模。開關(guān)量I/O模塊可能4，8，16，32，64點(diǎn)。圖3-2直流輸入電路基于PLC的電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)4.1PLC對三相異步電機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制在生產(chǎn)過程中,往往要求電動(dòng)機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)正反兩個(gè)方向的轉(zhuǎn)動(dòng),如起重機(jī)吊鉤的上升與下降,機(jī)床工作臺的前進(jìn)與后退等等。由電動(dòng)機(jī)原理可知，只要把電動(dòng)機(jī)的三相電源進(jìn)線中的任意兩相對調(diào)，就可改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向。因此正反轉(zhuǎn)控制電路實(shí)質(zhì)上是兩個(gè)方向相反的單相運(yùn)行電路，為了避免誤動(dòng)作引起電源相間短路，必須在這兩個(gè)相反方向的單向運(yùn)行電路中加設(shè)必要的互鎖。按照電動(dòng)機(jī)可逆運(yùn)行操作順序的不同，就有了“正-停-反”和“正-反-停”兩種控制電路4.1.1正反轉(zhuǎn)繼電器控制圖圖4-1正反轉(zhuǎn)繼電器控制圖4.1.2I/O接線圖圖4-2I/O接線圖4.1.3梯形圖圖3-3梯形圖4.1.4指令表表4-1指令程序地址指令數(shù)據(jù)00LDX101ORY102AND-NOTX103AND-NOTY204OUTY105LD06OR Y207AND-NOTX108AND-NOTY109OUTY210END4.1.5P按下SB2，輸入繼電器X2動(dòng)合觸點(diǎn)閉合，輸出繼電器Y1線圈接通并自鎖，接觸器KM1主觸點(diǎn)，動(dòng)合輔助觸點(diǎn)閉合，電動(dòng)機(jī)M通電正轉(zhuǎn)。按下SB1，輸入繼電器X1動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開，輸出繼電器Y1線圈失電，KM1主觸點(diǎn)，動(dòng)合輔助觸點(diǎn)斷開，電動(dòng)機(jī)M斷電停止正轉(zhuǎn)按下SB3，輸入繼電器X3動(dòng)合觸點(diǎn)閉合,Y2線圈接通并自鎖,KM2主觸點(diǎn),動(dòng)合輔助觸點(diǎn)閉合,電動(dòng)機(jī)M通電反轉(zhuǎn)4.2兩臺電動(dòng)機(jī)順序起動(dòng)聯(lián)鎖控制在裝有多臺電動(dòng)機(jī)的生產(chǎn)機(jī)械上，有時(shí)必須按一定的順序起動(dòng)電動(dòng)機(jī)，才能滿足工作的需要。例如某個(gè)設(shè)備要求:“必需首先起動(dòng)甲電動(dòng)機(jī)，然后才能起動(dòng)乙電動(dòng)機(jī)，當(dāng)甲電動(dòng)機(jī)停止后，乙電動(dòng)機(jī)自動(dòng)停止”。這種要求可采用下面的控制線路來實(shí)現(xiàn)。4.2.1圖3-4順序啟動(dòng)繼電器控制圖4.2.2圖3-5I/O接線圖4.2.圖3-6梯形圖4.2.表4-2指令程序地址指令數(shù)據(jù)00LDX101ORY102AND-NOTX203OUTY104LDX305ORY206ANDY107AND-NOTX408OUTY109END4.2.4按下M1的起動(dòng)按鈕SB1,輸入繼電器X1動(dòng)合觸點(diǎn)閉合,輸出繼電器Y1線圈接通并自鎖,接觸器KM1得電吸合,電動(dòng)機(jī)M1起動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn);同時(shí)連接在Y2線圈驅(qū)動(dòng)電路的Y1動(dòng)合觸點(diǎn)閉合,為起動(dòng)電動(dòng)機(jī)M2作準(zhǔn)備?？梢?只有電動(dòng)機(jī)M1先起動(dòng),電動(dòng)機(jī)M2才能起動(dòng)。這時(shí)如果按下M2的起動(dòng)按鈕SB3,輸入繼電器X3動(dòng)合觸點(diǎn)閉合,Y2線圈接通并自鎖,接觸器KM2得電吸合,電動(dòng)機(jī)M2起動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)。按下M1的停止按鈕SB2，X2動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開，使Y1線圈失電，并且由于連接在Y2線圈驅(qū)動(dòng)電路的Y1動(dòng)合觸點(diǎn)的斷開，使得Y2線圈同時(shí)失電，兩臺電動(dòng)機(jī)都停止運(yùn)行。若只按下M2停止，按鈕SB4時(shí)，X4動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開；使得Y2線圈失電，M2停止運(yùn)行，而M1仍運(yùn)行。4.3PLC控制三相異步電動(dòng)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)本文設(shè)計(jì)就對三相異步電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制，順序起動(dòng)等系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)，還有其它的像制動(dòng)和調(diào)速控制在這里我就沒有設(shè)計(jì)，其實(shí)主電路都是一樣的，就控制電路有一點(diǎn)小差異，使用PLC控制三相異步電動(dòng)機(jī)有很多好處的：不易老化，設(shè)備簡單，結(jié)構(gòu)合理，便于控制價(jià)格便宜等。plc的通用性可靠性檢修快速性安全性是非常強(qiáng)大的，所以用其控制是非常方便的，值得一提的是他的價(jià)格可能會(huì)高一些，但是絕對是物超所值。結(jié)論本次論文我研究了用plc簡單地控制三相異步電動(dòng)機(jī)，我感覺這樣的設(shè)計(jì)使系統(tǒng)很穩(wěn)定，在工廠或者農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中都有很大的作用，達(dá)到了研究的目的。通過概述使大家充分了解了該控制系統(tǒng)的原理和功能。摘要部分概要介紹了其可靠性和實(shí)用性，第一章緒論部分介紹了電動(dòng)機(jī)控制方面的背景、本文設(shè)計(jì)的目的、意義及主要內(nèi)容等；第二章三相異步電動(dòng)機(jī)基礎(chǔ)介紹了三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)、工作原理等；第三章PLC基礎(chǔ)、工作原理、應(yīng)用分類等。第四章三相異步電動(dòng)機(jī)的PLC控制從系統(tǒng)原理的角度得出系統(tǒng)分為模擬和數(shù)字兩部分；第五部分進(jìn)行了總結(jié)。通過本次電路的設(shè)計(jì)，我對三相異步電動(dòng)機(jī)的PLC控制系統(tǒng)原理有了進(jìn)一步的了解，在三相異步電動(dòng)機(jī)的PLC控制分析中對PLC產(chǎn)生了濃厚的興趣，提高了理論結(jié)合實(shí)際的能力，由于本人水平有限，時(shí)間緊促，對其中的原理和實(shí)際操作方法不是很熟悉。以后還得更加努力的研究，論文中有不對或者欠缺的地方請老師斧正。

參考文獻(xiàn)[1]黃中玉.PLC應(yīng)用技術(shù)[M].北京：人民郵電出版社，2009[2]胡偉軒電工技術(shù)[M].湖北：華中科技大學(xué)出版社，2004[3]常