電氣控制與PLC課程設(shè)計報告Word版

1、傳播優(yōu)秀 Word 版文檔 ，希望對您有幫助，可雙擊去除！ 大學 電氣控制與電氣控制與 PLCPLC課程設(shè)計說明書課程設(shè)計說明書 專專 業(yè)：業(yè)： 班班 級：級： 姓姓 名：名： 學學 號：號： 指導教師：指導教師： 傳播優(yōu)秀 Word 版文檔 ，希望對您有幫助，可雙擊去除！ 目錄目錄 第一部分第一部分: : 電氣線路安裝調(diào)試技能訓練電氣線路安裝調(diào)試技能訓練 . .3 3 技能訓練題目一 三相異步電機的可逆控制實驗.3 技能訓練題目二 三相異步電機 Y-降壓啟動控制.5 技能訓練小結(jié) .7 第二部分第二部分: :加熱反應(yīng)爐加熱反應(yīng)爐 PLCPLC 控制系統(tǒng)設(shè)計控制系統(tǒng)設(shè)計 1010 一、PLC

2、控制系統(tǒng)設(shè)計的基本原則和步驟.10 1、PLC控制系統(tǒng)設(shè)計的基本原則.10 2、PLC控制系統(tǒng)設(shè)計的一般步驟.10 3、PLC程序設(shè)計的一般步驟.11 二、加熱反應(yīng)爐電器控制系統(tǒng)設(shè)計任務(wù) .11 1、加熱反應(yīng)爐原理圖.12 2、加熱反應(yīng)爐加熱工藝過程.12 3、加熱反應(yīng)爐PLC電氣控制系統(tǒng)設(shè)計任務(wù)和要求.13 三、設(shè)計過程 .13 1、加熱反應(yīng)爐的輸入輸出設(shè)備表：(I/O地址).13 2、I/O接線圖.14 3、控制流程圖.14 4、PLC控制程序.15 5、實驗室連接圖.17 四、設(shè)計總結(jié) .17 傳播優(yōu)秀 Word 版文檔 ，希望對您有幫助，可雙擊去除！ 第一部分第一部分: 電氣線路安裝調(diào)

3、試技能訓練電氣線路安裝調(diào)試技能訓練 技能訓練題目一技能訓練題目一: : 三相異步電機的可逆控制實驗 在籠型電動機正反轉(zhuǎn)控制線路中，只要改變電動機的三相電源進線的任意 兩相的相序，電動機即可反轉(zhuǎn)。本實驗給出電動機的“正-反-?！笨刂凭€路如圖 1所示，具有如下特點： 1、電氣互鎖 實驗電路中采用了兩個接觸器KM1和KM2，分別進行正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)的控制。為了 避免接觸器KM1、KM2同時得電吸合造成三相電源短路，在KM1（KM2）線圈支路中 串接有KM2（KM1）輔助常閉觸頭，保證了線路工作時KM1、KM2不會同時得電，電 路能夠可靠工作。 2、機械互鎖 實驗電路中采用了復合按鈕SB1為正轉(zhuǎn)按鈕，復合按

4、鈕SB2為反轉(zhuǎn)按鈕，停止 按鈕SB3。采用按鈕SB1與SB2組成機械互鎖環(huán)節(jié)，以求線路能夠方便操作。 電氣原理圖電氣原理圖: : 傳播優(yōu)秀 Word 版文檔 ，希望對您有幫助，可雙擊去除！ 電氣安裝接線圖電氣安裝接線圖: : 本人完成的安裝線路實物圖片一本人完成的安裝線路實物圖片一: : 傳播優(yōu)秀 Word 版文檔 ，希望對您有幫助，可雙擊去除！ 技能訓練題目二技能訓練題目二: : 三相異步電機 Y-降壓啟動控制 從主回路看，當接觸器KM1、KM2 主觸頭閉合，KM3 主觸頭斷開時，電動機 三相定子繞組作Y 連接；而當接觸器KM1 和 KM3 主觸頭閉合，KM2 主觸頭斷開時， 電動機三相定子

5、繞組作連接。因此，所設(shè)計的控制線路若能先使KM1 和 KM2 得 電閉合，后經(jīng)一定時間的延時，使KM2 失電斷開，而后使KM3 得電閉合，則電動 機就能實現(xiàn)降壓起動后自動轉(zhuǎn)換到正常工作運轉(zhuǎn)。該線路具有以下特點 : (1) 接觸器 KM2 與 KM3 通過輔助常閉觸點KM2 與 KM3 實現(xiàn)電氣互鎖，保證接 觸器 KM2 與 KM3 不會同時得電，以防止三相電源的短路事故發(fā)生。 (2) 依靠時間繼電器KT 進行控制，保證在按下起動按鈕SB2 后，使接觸器 KM1、KM2 和時間繼電器KT 線圈先得電。時間繼電器KT 的整定時間到后，依靠 時間繼電器KT 的通電延時斷開常閉觸點先斷，KT 的通電延

6、時閉合常開觸點后閉 合的動作次序，保證KM2 先斷，而后再自動接通KM3，也避免了換接時電源可能 發(fā)生的短路事故。 (3) 本線路正常運行（形連接）時，接觸器KM2 及時間繼電器KT 均處斷 電狀態(tài)。 電氣原理圖電氣原理圖: : 傳播優(yōu)秀 Word 版文檔 ，希望對您有幫助，可雙擊去除！ 電氣安裝接線圖電氣安裝接線圖: : 本人完成的安裝線路實物圖片二本人完成的安裝線路實物圖片二: : 傳播優(yōu)秀 Word 版文檔 ，希望對您有幫助，可雙擊去除！ 技能訓練小結(jié)技能訓練小結(jié): : 1、電氣原理圖的繪制要求: 繪制電氣原理圖時一般要遵循以下基本規(guī)則： (1) 為了區(qū)別主電路與控制電路，在繪線路圖時主

7、電路(電機、電器及連接 線等)，用粗線表示，而控制電路(電器及連接線等)用細線表示。通常習慣將主 電路放在線路圖的左邊(或上部)，而將控制電路放在右邊(或下部)。 (2) 動力電路、控制電路和信號電路應(yīng)分別繪出： 動力電路電源電路繪水平線；受電的動力設(shè)備（如電動機等）及其它 保護電器支路，應(yīng)垂直電源電路畫出。 控制和信號電路應(yīng)垂直地繪于兩條水平電源線之間，耗能元件（如線 圈、電磁鐵，信號燈等）應(yīng)直接連接在接地或下方的水平電源線上，控制觸頭 連接在上方水平線與耗能元件之間。 (3) 在原理圖中各個電器并不按照它實際的布置情況繪在線路上，而是采 用同一電器的各部件分別繪在它們完成作用的地方。 (4

8、) 為區(qū)別控制線路中各電器的類型和作用，每個電器及它們的部件用一 定的圖形符號表示，且給每個電器有一個文字符號，屬于同一個電器的各個部 件(如接觸器的線圈和觸頭)都用同一個文字符號表示。而作用相同的電器都用 一定的數(shù)字序號表示。 (5) 因為各個電器在不同的工作階段分別作不同的動作，觸點時閉時開， 而在原理圖內(nèi)只能表示一種情況，因此，規(guī)定所有電器的觸點均表示正常位置， 即各種電器在線圈沒有通電或機械尚未動作時的位置。如對于接觸器和電磁式 繼電器為電磁鐵未吸上的位置，對于行程開關(guān)、按鈕等則為未壓合的位置。 (6) 為了查線方便。在原理圖中兩條以上導線的電氣連接處要打一圓點， 且每個接點要標一個編

9、號，編號的原則是：靠近左邊電源線的用單數(shù)標注，靠 近右邊電源線的用雙數(shù)標注，通常都是以電器的線圈或電阻作為單、雙數(shù)的分 傳播優(yōu)秀 Word 版文檔 ，希望對您有幫助，可雙擊去除！ 界線，故電器的線圈或電阻應(yīng)盡量放在各行的邊（左邊或右邊） 。 傳播優(yōu)秀 Word 版文檔 ，希望對您有幫助，可雙擊去除！ (7) 對具有循環(huán)運動的機構(gòu)，應(yīng)給出工作循環(huán)圖，萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)和行程開 關(guān)應(yīng)繪出動作程序和動作位置。 (8) 原理圖應(yīng)標出下列數(shù)據(jù)或說明： 1）各電源電路的電壓值，極性或頻率及相數(shù)。 2）某些元器件的特性（如電阻，電容器的參數(shù)值等） ； 3）不常用的電器（如位置傳感器，手動觸頭，電磁閥門或氣動閥，定

10、時器 等）的操作方法和功能 2、電氣接線圖的繪制要求: (1)電源開關(guān)，熔斷器，交流接觸器，熱繼電器，時間續(xù)電器等畫在配 電板內(nèi)部，電動機和按鈕畫在配電板外部。 （2）安裝在配電板上的元件布置應(yīng)根據(jù)配線合理，操作方便，確保電氣間 隙不能太小，重的元件放在下部，發(fā)熱元件放在上部等原則進行，元件所占面 積按安裝實際比例繪制。 （3） 電氣接線圖中各元件的文字符號和圖形符號要和原理圖一致，并符 合國家標準。 （4）各電氣元件上凡是需要接線的那個端子都應(yīng)繪出并編號，各接線端子 的編號必須與原理圖中的導線編號一致。 3、電器安裝、接線的工藝要求: (1)必須遵循相關(guān)國家標準繪制電氣安裝接線圖。 (2)各

11、電器元器件的位置、文字符號必須和電氣原理圖中的標注一致， 同一個電器元件的各部件（如同一個接觸器的觸點、線圈等）必須畫在一起， 各電器元件的位置應(yīng)與實際安裝位置一致。 (3)不在同一安裝板或電氣柜上的電器元件或信號的電氣連接一般應(yīng)通 過端子排連接，并按照電氣原理圖中的接線編號連接。 傳播優(yōu)秀 Word 版文檔 ，希望對您有幫助，可雙擊去除！ (4)走向相同、功能相同的多根導線可用單線或線束表示。畫連接線時， 應(yīng)標明導線的規(guī)格、型號、顏色、根數(shù)和穿線管的尺寸。 、實訓線路發(fā)生的故障及排除辦法： (1) 三相異步電機的可逆控制實驗中未出現(xiàn)故障. (2)三相異步電機 Y-降壓啟動控制實驗中出現(xiàn)的故障

12、是熔斷器接觸不良, 所以經(jīng)過檢查更換了熔斷器;還有我們使用的電源插頭有問題,不能進行供電,也 更換了插頭. (3)雖然未出現(xiàn)嚴重的故障,但是我們還是需要學習更好的實物布線安裝,讓 線路板看上去更美觀,我們還需要加快安裝速度. 傳播優(yōu)秀 Word 版文檔 ，希望對您有幫助，可雙擊去除！ 第二部分第二部分:加熱反應(yīng)爐加熱反應(yīng)爐 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計控制系統(tǒng)設(shè)計 一、一、PLCPLC 控制系統(tǒng)設(shè)計的基本原則和步驟控制系統(tǒng)設(shè)計的基本原則和步驟 1 1、PLCPLC 控制系統(tǒng)設(shè)計的基本原則控制系統(tǒng)設(shè)計的基本原則 （1）充分發(fā)揮 PLC 功能，最大限度地滿足被控對象的控制要求。 （2）在滿足控制要求的前提

13、下，力求使控制系統(tǒng)簡單、經(jīng)濟、使用及維修 方便。 （3）保證控制系統(tǒng)安全可靠。 （4 ）應(yīng)考慮生產(chǎn)的發(fā)展和工藝的改進，在選擇 PLC 的型號、IO 點數(shù)和 存儲器容量等內(nèi)容時，應(yīng)留有適當?shù)挠嗔?，以利于系統(tǒng)的調(diào)整和擴充。 2 2、PLCPLC 控制系統(tǒng)設(shè)計的一般步驟控制系統(tǒng)設(shè)計的一般步驟 設(shè)計 PLC 控制系統(tǒng)時，首先是進行 PLC 控制系統(tǒng)的功能設(shè)計，即根據(jù)被控對 象的功能和工藝要求，明確系統(tǒng)必須要做的工作和因此必備的條件。然后是進 行 PLC 控制系統(tǒng)的功能分析，即通過分析系統(tǒng)功能，提出 PLC 控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 形式，控制信號的種類、數(shù)量，系統(tǒng)的規(guī)模、布局。最后根據(jù)系統(tǒng)分析的結(jié)果， 具體的確

14、定 PLC 的機型和系統(tǒng)的具體配置。PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計可以按以下步驟 進行： （1）熟悉被控對象，制定控制方案 分析被控對象的工藝過程及工作特點， 了解被控對象機、電、液之間的配合，確定被控對象對 PLC 控制系統(tǒng)的控制要 求。 （2）確定 IO 設(shè)備 根據(jù)系統(tǒng)的控制要求，確定用戶所需的輸入(如按鈕、 行程開關(guān)、選擇開關(guān)等)和輸出設(shè)備(如接觸器、電磁閥、信號指示燈等)由此確 定 PLC 的 IO 點數(shù)。 （3）選擇 PLC 選擇時主要包括 PLC 機型、容量、IO 模塊、電源的選擇。 （4）分配 PLC 的 IO 地址 根據(jù)生產(chǎn)設(shè)備現(xiàn)場需要，確定控制按鈕，選 傳播優(yōu)秀 Word 版文檔 ，希

15、望對您有幫助，可雙擊去除！ 擇開關(guān)、接觸器、電磁閥、信號指示燈等各輸入輸出設(shè)備的型號、規(guī)格、數(shù)量； 根據(jù)所選的 PLC 的型號列出輸入輸出設(shè)備與 PLC 輸入輸出端子的對照表，以 便繪制 PLC 外部 IO 接線圖和編制程序。 傳播優(yōu)秀 Word 版文檔 ，希望對您有幫助，可雙擊去除！ （5）聯(lián)機調(diào)試 聯(lián)機調(diào)試是指將模擬調(diào)試通過的程序進行在線統(tǒng)調(diào)。 3 3、PLCPLC 程序設(shè)計的一般步驟程序設(shè)計的一般步驟 （1）繪制系統(tǒng)的功能圖。 （2）設(shè)計梯形圖程序。 （3）根據(jù)梯形圖編寫指令表程序。 （4）對程序進行模擬調(diào)試及修改，直到滿足控制要求為止。調(diào)試過程中， 可采用分段調(diào)試的方法，并利用編程器的

16、監(jiān)控功能。 二、加熱反應(yīng)爐電器控制系統(tǒng)設(shè)計任務(wù)二、加熱反應(yīng)爐電器控制系統(tǒng)設(shè)計任務(wù) 加熱反應(yīng)爐作為一種熱能動力設(shè)備，在國民經(jīng)濟的領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用。以 繼電接觸器為主的老一代控制系統(tǒng)已不能滿足現(xiàn)代鍋爐越來越高，越來越復 雜的要求，這一領(lǐng)域的計算機化已勢在必行，而應(yīng)用在當前工業(yè)過程控制領(lǐng)域 中引人注目的 PLC 又是使其計算機化的簡便和可靠途徑。在系統(tǒng)中，硬件上采 用技術(shù)比較的成熟的可編程邏輯控制器，開發(fā)了采用 PLC 的開關(guān)量和模擬量輸 入模塊，實現(xiàn)對模擬量采集；方法上運用到的是過程控制中常用的前饋與串級 控制方法，保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性。系統(tǒng)所運用到的界面是由 MCGS 軟件 做的。溫度是工

17、業(yè)生產(chǎn)中常見的工藝參數(shù)之一，任何物理變化和化學反應(yīng)過程 都與溫度密切相關(guān)。在科學研究和生產(chǎn)實踐的諸多領(lǐng)域中, 溫度控制占有著極 為重要的地位, 特別是在冶金、化工、建材、食品、機械、石油等工業(yè)中，具 有舉足輕重的作用。對于不同生產(chǎn)情況和工藝要求下的溫度控制，所采用的加 熱方式，燃料，控制方案也有所不同。例如冶金、機械、食品、化工等各類工 業(yè)生產(chǎn)中廣泛使用的各種加熱爐、熱處理爐、反應(yīng)爐等；燃料有煤氣、天然氣、 油、電等。溫度控制系統(tǒng)的工藝過程復雜多變，具有不確定性，因此對系統(tǒng)要 求更為先進的控制技術(shù)和控制理論。故以 PLC 為基礎(chǔ)的生產(chǎn)過程的計算機控制， 使的企業(yè)總的自動化水平大大提高。 傳播優(yōu)

18、秀 Word 版文檔 ，希望對您有幫助，可雙擊去除！ 1、加熱反應(yīng)爐原理圖、加熱反應(yīng)爐原理圖 加熱反應(yīng)爐整體由四個閥：排氣閥、進料閥、氮氣閥、泄放閥，四個傳感 器：壓力傳感器、溫度傳感器、上液面?zhèn)鞲衅鳌⑾乱好鎮(zhèn)鞲衅?，鍋爐，加熱器 及加熱接觸器等組成。 圖 1 加熱反應(yīng)爐結(jié)構(gòu)示意圖 2 2、加熱反應(yīng)爐加熱工藝過程、加熱反應(yīng)爐加熱工藝過程 第一階段：進料控制 （1）首先檢測下液面 SQ2，爐內(nèi)溫度 ST，爐內(nèi)壓力 SP 是否都小于給定值 （整定值均為邏輯量） ； （2）若小于給定值，則開啟排氣閥 YV1 和進料閥 YV2； （3）當液面上升到 SQ1 時，應(yīng)該關(guān)閉排氣閥和進料閥； （4）延時 20

19、S 后，開啟氮氣閥 YV3，氮氣進入爐內(nèi)，使爐內(nèi)壓力上升： （5）當壓力上升到給定值時，即 SP=“1” ，關(guān)閉氮氣閥。 傳播優(yōu)秀 Word 版文檔 ，希望對您有幫助，可雙擊去除！ 第二階段：加熱反應(yīng)控制 （1）交流接觸器 KM 帶電，接通加熱爐加熱器 EH 的電源； （2）當溫度升高到給定值是（ST=“1” ） ，切斷加熱器電源，交流接觸器 KM 失電； （3）延時 10min 加熱過程結(jié)束。 第三階段：泄放控制 （1）打開排氣閥，使爐內(nèi)壓力將為預定的最低值（SP=“0” ） ； （2）打開泄放閥，當爐內(nèi)液面下降到下液面（SQ=“0” ） ，關(guān)閉泄放閥和排氣閥。 系統(tǒng)恢復到處是狀態(tài)，準備進入

20、下一循環(huán)。 3 3、加熱反應(yīng)爐、加熱反應(yīng)爐 PLCPLC 電氣控制系統(tǒng)設(shè)計任務(wù)和要求電氣控制系統(tǒng)設(shè)計任務(wù)和要求 (1)按設(shè)計任務(wù)的要求，列出所需 PLC 的外部輸入輸出設(shè)備清單。 (2)畫出 PLCIO 接線圖。 (3) 按設(shè)計任務(wù)的要求，繪制控制流程圖，設(shè)計控制程序，畫出梯形圖并加以 說明，并給出指令助記符程序。 (4)調(diào)試程序,模擬運行. 三、設(shè)計過程三、設(shè)計過程 1 1、加熱反應(yīng)爐的輸入輸出設(shè)備表：加熱反應(yīng)爐的輸入輸出設(shè)備表：(I/O(I/O 地址地址) ) 輸入設(shè)備輸出設(shè)備 X0:啟動開關(guān)Y0:PLC 運行指示 X1:停止開關(guān)Y1:排氣閥 YV1 X2:上液面感應(yīng)器 SQ1Y2:進料閥

21、 YV2 X3:下液面感應(yīng)器 SQ2Y3 氮氣閥 YV3 X4:壓力感應(yīng)器 SPY4 泄放閥 YV4 X5:溫度感應(yīng)器 STY5:控制加熱裝置 EH 的接觸器 KM 傳播優(yōu)秀 Word 版文檔 ，希望對您有幫助，可雙擊去除！ 2 2、I/OI/O 接線圖接線圖 PLCPLC 控制電路設(shè)計控制電路設(shè)計 包括 PLC 硬件結(jié)構(gòu)配置及 PLC 控制原理電路設(shè)計。 1) 硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計。了解各個控制對象的驅(qū)動要求，如：驅(qū)動電壓的等級、 負載的性質(zhì)等；分析對象的控制要求，確定輸入/輸出接口（I/O）數(shù)量；確定 所控制參數(shù)的精度及類型，如：對開關(guān)量、模擬量的控制、用戶程序存儲器的 存儲容量等，選擇適合的 PLC 機型及外設(shè)，完成 PLC 硬件結(jié)構(gòu)配置。 2) 根據(jù)上述硬件選型及工藝要求，繪制 PLC 控制電路原理圖，繪制 PLC 控 制電路，編制 I/O 接口功能表。圖為加熱反應(yīng)爐系統(tǒng) PLC 控制電路原理圖，L 作為 PLC 輸出回路的電源，分別向輸出回路的負載供電，輸出回路所有 COM 端 短接后接入電源 N 端。 3 3、控制流程圖、控制流程圖 根據(jù)控制要求，建立加熱反應(yīng)爐系統(tǒng)控制流程圖，如圖所示，表達出各控 制對象的動作順序，相互間的制約關(guān)系