四臺(tái)電動(dòng)機(jī)順序循環(huán)控制

1、內(nèi)容摘要本論文內(nèi)容為四臺(tái)三相籠型異步電動(dòng)機(jī)按照課題要求的順序依次啟動(dòng)的設(shè)計(jì)過(guò)程及相關(guān)程的序編寫過(guò)程。包含四臺(tái)三相籠型異步電動(dòng)機(jī)的繼電器-接觸器控制設(shè)計(jì)及四臺(tái)三相籠型異步電動(dòng)機(jī)的plc控制設(shè)計(jì)。本文主要包含三章，第一章為總體的設(shè)計(jì)思路及主要設(shè)計(jì)要求；第二章是四臺(tái)三相籠型異步電動(dòng)機(jī)的繼電器-接觸器控制的主電路、控制電路的設(shè)計(jì)，主要采用中間繼電器和時(shí)間繼電器不同組合實(shí)現(xiàn)互相控制，從而實(shí)現(xiàn)四臺(tái)電動(dòng)機(jī)的循環(huán)和單獨(dú)啟動(dòng)；第三章是四臺(tái)三相籠型異步電動(dòng)機(jī)的plc控制的主電路、外部i/o電路、電氣安裝接線以及梯形圖的設(shè)計(jì)，主要使用計(jì)時(shí)指令實(shí)現(xiàn)plc對(duì)主電路接觸器的循環(huán)、延時(shí)控制。本論文繼電器接觸器部分的電氣符號(hào)

2、的標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)是新國(guó)標(biāo)gb/t5094-2003、gb/t20939-2007，plc控制部分以西門子s7-200系列cpu為設(shè)計(jì)依據(jù)，梯形圖設(shè)計(jì)軟件為西門子s7-200編程模擬軟件winsps-s5。關(guān)鍵詞：繼電器-接觸器控制；plc控制；控制線路；控制思路目 錄第1章引言1第2章 系統(tǒng)的控制要求22.1 系統(tǒng)的控制要求2第3章 主電路與控制電路設(shè)計(jì)33.1 主電路設(shè)計(jì)33.2 控制電路設(shè)計(jì)5第4章 plc選擇及i/o連接圖74.1 plc和選擇74.2系統(tǒng)資源分配74.3 i/0連接圖9第5章 梯形圖與語(yǔ)句表105.1 梯形圖105.2 語(yǔ)句表13課程設(shè)計(jì)總結(jié)16致謝17參考文獻(xiàn)18第1章引言

3、任何一種控制系統(tǒng)都是為了實(shí)現(xiàn)被控對(duì)象的工藝要求，以提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。因此，在設(shè)計(jì)plc控制系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)遵循以下基本原則：1. 最大限度地滿足被控對(duì)象的控制要求充分發(fā)揮plc的功能，最大限度地滿足被控對(duì)象的控制要求，是設(shè)計(jì)plc控制系統(tǒng)的首要前提，這也是設(shè)計(jì)中最重要的一條原則。這就要求設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)前就要深入現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行調(diào)查研究，收集控制現(xiàn)場(chǎng)的資料，收集相關(guān)先進(jìn)的國(guó)內(nèi)、國(guó)外資料。同時(shí)要注意和現(xiàn)場(chǎng)的工程管理人員、工程技術(shù)人員、現(xiàn)場(chǎng)操作人員緊密配合，擬定控制方案，共同解決設(shè)計(jì)中的重點(diǎn)問(wèn)題和疑難問(wèn)題。2. 保證plc控制系統(tǒng)安全可靠保證plc控制系統(tǒng)能夠長(zhǎng)期安全、可靠、穩(wěn)定運(yùn)行，是設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)的重要原

4、則。這就要求設(shè)計(jì)者在系統(tǒng)設(shè)計(jì)、元器件選擇、軟件編程上要全面考慮，以確保控制系統(tǒng)安全可靠。例如：應(yīng)該保證plc程序不僅在正常條件下運(yùn)行，而且在非正常情況下（如突然掉電再上電、按鈕按錯(cuò)等），也能正常工作。3. 在滿足控制要求的前提下，力求簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、使用及維修方便一個(gè)新的控制工程固然能提高產(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)量，帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，但新工程的投入、技術(shù)的培訓(xùn)、設(shè)備的維護(hù)也將導(dǎo)致運(yùn)行資金的增加。因此，在滿足控制要求的前提下，一方面要注意不斷地?cái)U(kuò)大工程的效益，另一方面也要注意不斷地降低工程的成本。這就要求設(shè)計(jì)者不僅應(yīng)該使控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)，而且要使控制系統(tǒng)的使用和維護(hù)方便、成本低，不宜盲目追求自動(dòng)

5、化和高指標(biāo)。4考慮到生產(chǎn)發(fā)展和工藝的改進(jìn)，在選用plc時(shí)，在i/o點(diǎn)數(shù)和內(nèi)存容量上適當(dāng)留有余地。由于技術(shù)的不斷發(fā)展，控制系統(tǒng)的要求也將會(huì)不斷地提高，設(shè)計(jì)時(shí)要適當(dāng)考慮到今后控制系統(tǒng)發(fā)展和完善的需要。這就要求在選擇plc、輸入/輸出模塊、i/o點(diǎn)數(shù)和內(nèi)存容量時(shí)，要適當(dāng)留有裕量，以滿足今后生產(chǎn)的發(fā)展和工藝的改進(jìn)。5 軟件設(shè)計(jì)主要是指編寫程序，要求程序結(jié)構(gòu)清楚，可讀性強(qiáng)，程序簡(jiǎn)短，占用內(nèi)存少，掃描周期短。第2章 系統(tǒng)的控制要求2.1系統(tǒng)的控制要求1.有四臺(tái)電動(dòng)機(jī)作順序循環(huán)控制，控制時(shí)序如下圖所示：表2-1 控制時(shí)序一號(hào)電機(jī)onononon二號(hào)電機(jī)onononon三號(hào)電機(jī)onononon四號(hào)電機(jī)onon

6、onon秒 0 10 20 30 40 50 60 70 80 2.系統(tǒng)可以自動(dòng)循環(huán)控制3.每臺(tái)電動(dòng)機(jī)可單獨(dú)啟停控制 第3章 主電路與控制線路的設(shè)計(jì)3.1主電路設(shè)計(jì)：主電路采用四臺(tái)電動(dòng)機(jī)并聯(lián)的方式，每臺(tái)電動(dòng)機(jī)均配置一個(gè)熱繼電器和，電動(dòng)機(jī)的電路接通由接觸器的主動(dòng)合觸點(diǎn)控制，主電路設(shè)計(jì)如圖3-1；圖3-1 主電路圖電動(dòng)機(jī)一、四停止運(yùn)轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)二、三運(yùn)轉(zhuǎn)20s電動(dòng)機(jī)二、三停止運(yùn)轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)一、四運(yùn)轉(zhuǎn)20s一號(hào)停止二號(hào)停止四號(hào)停止三號(hào)停止電動(dòng)機(jī)一停止電動(dòng)機(jī)二、三、四號(hào)運(yùn)轉(zhuǎn)20s一運(yùn)轉(zhuǎn)二運(yùn)轉(zhuǎn)三運(yùn)轉(zhuǎn)四運(yùn)轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)一、三運(yùn)轉(zhuǎn)20s開(kāi)始是否循環(huán)停止圖3-2 控制流程圖否是3.2控制電路設(shè)計(jì)：為了實(shí)現(xiàn)四臺(tái)電動(dòng)機(jī)的順序控

7、制，選擇4個(gè)中間繼電器、5個(gè)時(shí)間繼電器控制電動(dòng)機(jī)時(shí)序運(yùn)動(dòng)，其中延時(shí)繼電器計(jì)時(shí)時(shí)間均為20秒，中間繼電器常開(kāi)開(kāi)關(guān)連接主電路中接觸器的主動(dòng)合觸點(diǎn)，控制接觸器的得電與失電。1.控制過(guò)程為：按鈕sb5控制電動(dòng)機(jī)自動(dòng)循環(huán)運(yùn)行，km1、km3控制中間繼電器ka1、ka3得電自鎖，同時(shí)通電延時(shí)繼電器kt1得電計(jì)時(shí)，20秒后控制中間繼電器ka2、ka3、ka4啟動(dòng)，同時(shí)通電延時(shí)繼電器kt2得電計(jì)時(shí)，斷電延時(shí)繼電器得電，斷電延時(shí)閉合開(kāi)關(guān)閉合，20秒后ka2、ka3斷電，同時(shí)ka1、ka4得電自鎖，kt3再次開(kāi)始計(jì)時(shí)，20秒后中間繼電器km2控制ka2得電自鎖，kf7控制中間繼電器kf4斷電，同時(shí)中間繼電器kf3

8、的自鎖，20秒后ka3斷電，同時(shí)ka1得電自鎖，開(kāi)始第二次運(yùn)行，按鈕sb5為總停按鈕；2.電動(dòng)機(jī)的單獨(dú)啟動(dòng)均采用兩個(gè)按鈕控制，其中sb1、sb2、sb3、sb4為四臺(tái)電動(dòng)機(jī)的單獨(dú)啟動(dòng)按鈕，sb11、sb12、sb13、sb14為四臺(tái)電動(dòng)機(jī)的單獨(dú)停止按鈕，控制電路設(shè)計(jì)見(jiàn)圖2-2；3.單獨(dú)啟?？刂齐娐分?，中間繼電器常開(kāi)開(kāi)關(guān)ka1、ka2、ka3、ka4分別控制接觸器km1、km2、km3、km4得電自鎖。表3-1 元器件明細(xì)表序號(hào)代號(hào)名稱數(shù)量備注1km1-km4接觸器42ka1-ka4中間繼電器43kt1-kt4通電延時(shí)繼電器44fr1-fr4熱繼電器45sb1-sb5常開(kāi)按鈕56sb11-sb1

9、5常閉按鈕57fu熔斷器5圖3-3 控制電路第4章 plc選擇及i/o連接圖4.1 plc選擇 本系統(tǒng)涉及器件較多，需用到輸入口10個(gè)，輸出口4個(gè)，故選擇s7-200系列cpu224型plc。4.2系統(tǒng)資源分配1. 輸入地址與輸出地址分配：表4-1 i/o分配表控制信號(hào)信號(hào)名稱原件名稱原件符號(hào)地址編碼輸入信號(hào)1號(hào)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)信號(hào)常開(kāi)按鈕sb1i0.02號(hào)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)信號(hào)常開(kāi)按鈕sb2i0.13號(hào)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)信號(hào)常開(kāi)按鈕sb3i0.24號(hào)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)信號(hào)常開(kāi)按鈕sb4i0.3同時(shí)啟動(dòng)信號(hào)常開(kāi)按鈕sb5i0.41號(hào)電動(dòng)機(jī)停止信號(hào)常閉按鈕sb11i0.52號(hào)電動(dòng)機(jī)停止信號(hào)常閉按鈕sb12i0.63號(hào)電動(dòng)機(jī)停

10、止信號(hào)常閉按鈕sb13i0.74號(hào)電動(dòng)機(jī)停止信號(hào)常閉按鈕sb14i1.0總停信號(hào)常閉按鈕sb15i1.1輸出信號(hào)1號(hào)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)信號(hào)接觸器km1q0.02號(hào)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)信號(hào)接觸器km2q0.13號(hào)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)信號(hào)接觸器km3q0.24號(hào)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)信號(hào)接觸器km4q0.34.3 i/o接線圖接線圖是進(jìn)行施工接線的主要技術(shù)文件，根據(jù)i/o表及plc的工作流程圖，查閱實(shí)習(xí)指導(dǎo)書關(guān)于cpu224的i/o接線分配就可以得到plc端子接線圖如圖4-1 所示:圖4-1 i/o接線圖第5章 梯形圖與語(yǔ)句表5.1梯形圖設(shè)計(jì). . 圖5-1梯形圖。梯形圖分析：1.按下總開(kāi)關(guān)i0.4,電動(dòng)機(jī)循環(huán)啟動(dòng)開(kāi)始，一號(hào)和三號(hào)電動(dòng)機(jī)

11、開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)20s，計(jì)時(shí)器t37開(kāi)始計(jì)時(shí)。 2.然后一號(hào)電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，二、三、四號(hào)電動(dòng)機(jī)開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)20s，計(jì)時(shí)器t38開(kāi)始計(jì)時(shí)。3然后二號(hào)和三號(hào)電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，一號(hào)和四號(hào)電動(dòng)機(jī)開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)20s，計(jì)時(shí)器t39開(kāi)始計(jì)時(shí)。4.然后一號(hào)和四號(hào)電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，二號(hào)和三號(hào)電動(dòng)機(jī)開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)20s，計(jì)時(shí)器t40開(kāi)始計(jì)時(shí)。5.進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)。5.2語(yǔ)句表語(yǔ)句表是用一個(gè)或幾個(gè)字符來(lái)表示某種操作功能的編程語(yǔ)言，類似于計(jì)算機(jī)中的指令助記符編程語(yǔ)言。語(yǔ)句表通常和梯形圖配合使用，互為補(bǔ)充。將該控制系統(tǒng)的梯形圖轉(zhuǎn)化為語(yǔ)句表如下所示：network 1 ld i0.4o m0.0an i1.1= m0.0network 2 ld m

12、0.0an t40ton t37, 200network 3 ld m0.0o i0.1o q0.0an i0.5ldn t37o t38aldan t39an t40= q0.0network 4 ld m0.0o i0.1o q0.2an i0.6ld t39on t38aldan t40= q0.2network 5 ld t37ton t38, 200network 6 ld t37ton t38, 200network 7 ld t37o i0.3o q0.3an i1.0an t39= q0.3network 8 ld t38an t40ton t39, 200network 9l

13、d t39an t40ton t40, 200結(jié)論兩種方案的比較: 1.控制中采用的邏輯部件不同繼電器-接觸器控制全部用硬觸點(diǎn)和“硬”線連接；plc內(nèi)部大部分采用“軟”觸點(diǎn)和“軟”線連接。2.plc控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和體積不同繼電器-接觸器控制系統(tǒng)使用的電氣元件多，體積大且故障率大；plc控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，使用的電氣元件少，體積小。3.控制中電器的觸點(diǎn)不同繼電器-接觸器控制中全部為機(jī)械式的硬觸點(diǎn)，動(dòng)作慢，弧光放電嚴(yán)重，壽命短，而且使用次數(shù)有限；plc內(nèi)部全部為“軟”觸點(diǎn)，動(dòng)作快、壽命長(zhǎng)，而且使用次數(shù)無(wú)限。 4.靈活性不同繼電器-接觸器控制方案的改變，需拆線，重新再接線，乃至更換元器件，比較麻煩；p

14、lc控制方案的改變，一般不需要修改硬件，只需修改程序即可，及其方便。課程設(shè)計(jì)總結(jié)本設(shè)計(jì)具有性能可靠，梯形圖簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，設(shè)計(jì)思路清晰，程序簡(jiǎn)單明了。由于本人水平有限，有錯(cuò)誤之處請(qǐng)指出，本人虛心接受。本次課程設(shè)計(jì)使我深有感觸，只要付出就有回報(bào)，遇到問(wèn)題多與老師同學(xué)交流，利用網(wǎng)絡(luò)資源學(xué)習(xí)。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，我明白學(xué)習(xí)是一個(gè)長(zhǎng)期積累的過(guò)程，在以后的工作、生活中都應(yīng)該不斷的學(xué)習(xí)，努力提高自己的知識(shí)和綜合素質(zhì)。在今后社會(huì)的發(fā)展和學(xué)習(xí)實(shí)踐過(guò)程中，一定要不懈努力，不能遇到問(wèn)題就想到要退縮，一定要不厭其煩的發(fā)現(xiàn)問(wèn)題所在，然后一一進(jìn)行解決，只有這樣，才能成功的做成想做的事，才能在今后的道路上劈荊斬棘，而不是知難而

15、退，那樣永遠(yuǎn)不可能收獲成功，收獲喜悅，也永遠(yuǎn)不可能得到社會(huì)及他人對(duì)你的認(rèn)可！回顧起此課程設(shè)計(jì)，至今我仍感慨頗多，從理論到實(shí)踐，在這段日子里，可以說(shuō)得是苦多于甜，但是可以學(xué)到很多很多的東西，同時(shí)不僅可以鞏固了以前所學(xué)過(guò)的知識(shí)，而且學(xué)到了很多在書本上所沒(méi)有學(xué)到過(guò)的知識(shí)。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)使我懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合起來(lái)，從理論中得出結(jié)論，才能真正為社會(huì)服務(wù)，從而提高自己的實(shí)際動(dòng)手能力和獨(dú)立思考的能力。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中遇到問(wèn)題，可以說(shuō)得是困難重重，但可喜的是最終都得到了解決。 致 謝本次課程設(shè)計(jì)過(guò)程，我首先要感謝我的指導(dǎo)老師王宗才，他平

16、日里工作繁多，但在我做課程設(shè)計(jì)的每個(gè)階段都給予了我悉心的指導(dǎo)并且細(xì)心的找出我設(shè)計(jì)中的錯(cuò)誤然后引導(dǎo)我走向正確的道路。其次要感謝本次課程設(shè)計(jì)過(guò)程中我們小組成員給予的幫助，沒(méi)有他們的幫助，我不會(huì)如此順利得完成本次課程設(shè)計(jì)，在此，向他們至以真誠(chéng)的感謝。老師和同學(xué)們體現(xiàn)出的治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)和科學(xué)研究的精神也是我學(xué)習(xí)的榜樣將積極的影響我今后的學(xué)習(xí)和工作。兩個(gè)星期的時(shí)間雖然不長(zhǎng)，可是這是對(duì)自己的一次鍛煉，讓自己對(duì)知識(shí)的掌握更加深入。課程設(shè)計(jì)過(guò)程中，也對(duì)團(tuán)隊(duì)精神的進(jìn)行了考察，讓我們?cè)诤献髌饋?lái)更加默契，在成功后一起體會(huì)喜悅的心情。果然是團(tuán)結(jié)就是力量，只有互相之間默契融洽的配合才能換來(lái)最終完美的結(jié)果。此次設(shè)計(jì)也讓我明白了思路即出路，有什么不懂不明白的地方要及時(shí)請(qǐng)教或上網(wǎng)查詢，只要認(rèn)真鉆研，動(dòng)腦思考，動(dòng)手實(shí)踐，就沒(méi)有弄不懂的知識(shí)，收獲頗豐。參考文獻(xiàn)1王宗才.機(jī)電傳動(dòng)與控制m.電子工業(yè)出版社.2010.2王永華.現(xiàn)代電氣控制及plc應(yīng)用技術(shù)m.北京航空航天大學(xué)出版社.2006.3史國(guó)生，趙陽(yáng)等.電氣控制與可編程控制器技術(shù)m.北京:化學(xué)工業(yè)出版社.2004.1.4溫照方.simatic s7-200 可編程控制器教程m.北京理工大學(xué)出版社.2008.5現(xiàn)代電氣控制及plc應(yīng)用技術(shù)m.北京航空航天大學(xué)出版社，2005 .6袁任光.可編程控制器應(yīng)用技術(shù)與實(shí)例m.華南理工大學(xué)出版社.2009.7劉美俊.