繞線式異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻起動制動控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、信息與電氣工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)說明書（2008/2009學(xué)年第二學(xué)期）課程名稱 ：PLC設(shè)計(jì) 題 目 ：繞線式異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻起動制動控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 專業(yè)班級 ：自動化0601班 學(xué)生姓名 ：韓丁丁 學(xué) 號 ：060410112 指導(dǎo)教師 ：黃爾烈 安憲軍 王書強(qiáng) 霍振宇 設(shè)計(jì)周數(shù) ： 2周 設(shè)計(jì)成績 ： 2009年 7月4日目       錄1、課程設(shè)計(jì)目的*32、課程設(shè)計(jì)具體要求*33、課程設(shè)計(jì)正文*3 3.1硬件設(shè)計(jì)*33.1.1 S7200PLC簡介*33.1.2 方案設(shè)計(jì)*33.1.3原理圖*33.2 軟件設(shè)計(jì)*43.2.1 系統(tǒng)分析和設(shè)計(jì)*63

2、.2.2 系統(tǒng)調(diào)試*63.2.3 系統(tǒng)實(shí)施及程序*64、課程設(shè)計(jì)總結(jié)*75、參考文獻(xiàn)*106、致謝*11一.設(shè)計(jì)目的1、 掌握s7-200系列可編程控制器硬件電路的設(shè)計(jì)方法。2、 熟練使用s7-200系列可編程控制器的編程軟件，掌握可編程控制器軟件程序的設(shè)計(jì)思路和梯形圖的設(shè)計(jì)方法。3、 掌握s7-200系列可編程控制器程序的應(yīng)用系統(tǒng)的調(diào)試、監(jiān)控、運(yùn)行方法。4、 通過課程設(shè)計(jì)使學(xué)生能熟練掌握數(shù)據(jù)的查詢（圖書、網(wǎng)絡(luò)），PLC課程所獲知識在工程設(shè)計(jì)工作中綜合地加以應(yīng)用，使理論知識和實(shí)踐結(jié)合起來。二.設(shè)計(jì)要求1.異步電動機(jī)控制裝置設(shè)計(jì)異步電動機(jī)控制裝置的硬件組成：異步電動機(jī)控制裝置由繞線式異步電動機(jī)、

3、PLC、5段電阻、制動閘等部件組成。2. 控制要求：1）按下正向起動按鈕,電機(jī)在轉(zhuǎn)子串入所有5段電阻的情況下正相序接通主電源開始起動。同時給制動閘通電松閘2）分別按照5.4.3.2.1秒的時間間隔切除第1-5段電阻。3）按下停車按鈕，電機(jī)轉(zhuǎn)子串入所有電阻，切斷主電源。4）經(jīng)過消弧時間1秒鐘后，接通定子回路的直流電源，開始動力制動。5）動力制動2秒鐘后，切除第一段電阻。6）再過2秒鐘，切斷動力制動電源，同時切斷制動閘電源。7）按下反向起動按鈕以及停止按鈕后，控制過程與上述（1）-（6）類似。8）正反向運(yùn)轉(zhuǎn)的切換必須經(jīng)過停車按鈕及停車過程。9）正反向接觸器以及動力制動接觸器之間要互鎖，要考慮消弧時

4、間。三. 課程設(shè)計(jì)正文3.1硬件設(shè)計(jì)3.1.1 S7200PLC簡介PLC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)。它采用可編程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過數(shù)字式、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。PLC及其有關(guān)設(shè)備，都應(yīng)按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì),采用循環(huán)掃描的工作方式。3.1.2 方案設(shè)計(jì)概述該系統(tǒng)有3個輸入點(diǎn)，分別為正向啟動、反向啟動、停車按鈕，9個輸出點(diǎn)。按下正向或反向按鈕，電機(jī)在轉(zhuǎn)子串入所有5段電阻的情況下接通主電源，開始啟動，同時制動閘通電松閘。然后5段電

5、阻按照一定時間間隔逐級切斷，需要5個定時器來控制。按下停車按鈕，電機(jī)轉(zhuǎn)子串入所有5段電阻，斷開主電源。消弧1秒后，接通定子回路直流電源，開始動力制動。制動2秒后，切除第一段電阻。再過2秒，切斷動力制動電源和制動閘電源。時間段通過定時器來控制。正反向接觸器以及動力制動接觸器之間有互鎖。2.PLC選型及IO地址分配PLC選型 在該電動機(jī)系統(tǒng)中，所用到的輸入點(diǎn)數(shù)有3個，輸出點(diǎn)數(shù)有9個，由于在選擇PLC型號時須留有一定的裕量，經(jīng)查資料可知CPU224輸入點(diǎn)數(shù)為14個，輸出點(diǎn)數(shù)有10個，故選擇型號為PLC S7200系列中的CPU224。(2)IO地址分配表模塊號輸入端子號輸出端子號地址說明功能介紹CP

6、U224S1I0.0正向起動按鈕啟動電動機(jī)正轉(zhuǎn)S2I0.1反向起動按鈕啟動電動機(jī)反轉(zhuǎn)S3I0.2停車按鈕使電動機(jī)停車KM1Q0.0正向起動接觸器控制電動機(jī)的正轉(zhuǎn)KM2Q0.1反向起動接觸器控制電動機(jī)的反轉(zhuǎn)KM0.1Q0.2第一段電阻R1與電動機(jī)轉(zhuǎn)子串接KM0.2Q0.3第二段電阻R2KM0.3Q0.4第三段電阻R3KM0.4Q0.5第四段電阻R4KM0.5Q0.6第五段電阻R5KM4Q0.7制動閘電源控制制動閘抱閘與松閘KM3Q1.0動力制動電源動力制動3.1.3原理圖（硬件）接觸器電氣控制圖KM1KM2KM3KM4R5R3R4R2R1KM0.5KM0.4KM0.3KM0.2KM0.1Y AM

7、3FRQSFU1FU2FU3L1L2L3KM1KM2KM3KM4R5R3R4R2R1KM0.5KM0.4KM0.3KM0.2KM0.1Y AM3FRQSFU1FU2FU3L1L2L31L 0.0 0.1 0.2 0.3 . 2L 0.4 0.5 0.6 . 3L 0.7 1.0 1.1 N L1 1M 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 2M 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 M L+CPU 224DC24V正向啟動按鈕S1反向啟動按鈕S2停止按鈕S3正轉(zhuǎn)KM1反轉(zhuǎn)KM2制動閘KM4KM0.2KM0.3KM0.4KM0.5 KM0.3 KM0.3KM0

8、.1Plc控制輸出輸入接線圖3.2 軟件設(shè)計(jì)3.2.1 系統(tǒng)分析及設(shè)計(jì)本課題是通過PLC來實(shí)現(xiàn)繞線式異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻啟動制動控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。本系統(tǒng)有3個輸入點(diǎn)，分別為電動機(jī)正向啟動按扭、反向啟動按扭、停車按扭。9個輸出點(diǎn)，分別為正向啟動、反向啟動、制動閘電源、動力制動電源以及控制轉(zhuǎn)子電阻接通的5個控制量。通過PLC軟件編程來實(shí)現(xiàn)電動機(jī)正、反向轉(zhuǎn)子串電阻降級啟動以及停車制動控制。3.2.2 系統(tǒng)調(diào)試當(dāng)PLC軟件程序編制結(jié)束且軟件調(diào)試成功后，進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試。按照正常的控制步驟分階段將各個控制步驟逐一進(jìn)行測試，確保每個環(huán)節(jié)正常無誤。然后進(jìn)行整個控制過程的連貫運(yùn)行。當(dāng)一切測試正常后，再進(jìn)行模擬故障告警

9、情況的調(diào)試。當(dāng)所有測試均正常后，系統(tǒng)調(diào)試結(jié)束3.2.3 系統(tǒng)實(shí)施及程序系統(tǒng)流程圖 電機(jī)在轉(zhuǎn)子串入所有五段電阻情況下啟動，制動閘通電松閘分時段切除五段電阻延時按下停車按鈕電機(jī)轉(zhuǎn)子串入所有5段電阻斷開主電源消弧一秒接通定子回路直流電源延時兩秒切除第一段電阻延時兩秒切斷動力制動電源和制動閘電源電動機(jī)停車，正向或反向啟動系統(tǒng)源程序梯形圖：M0.0T40四.課程設(shè)計(jì)總結(jié)。 通過這次設(shè)計(jì)使我對plc這一實(shí)用技術(shù)有了一個深入的了解,對它的認(rèn)知度也提高了一個層次。兩周課程設(shè)計(jì)的過程也使我認(rèn)識到要想成功做成一件事都要做任何事都需要一個堅(jiān)持不懈的努力過程。做學(xué)問要嚴(yán)謹(jǐn)，不能有絲毫馬虎大意。做工程技術(shù)的研究工作更要

10、有一顆嚴(yán)謹(jǐn)?shù)男?。我們做學(xué)問還要有創(chuàng)新精神，創(chuàng)新是通過學(xué)習(xí)舊的知識從中有新的體會，新的發(fā)現(xiàn)，新的知識，從而不斷地戰(zhàn)勝自己，超越自己。創(chuàng)新，是要我們學(xué)會將理論很好地聯(lián)系實(shí)際，并不斷地去開發(fā)自己的大腦，從為人類造福的意愿出發(fā)，做自己力所能及的，做別人卻沒想到的事。使之不斷地戰(zhàn)勝別人，超越前人設(shè)計(jì)過程，不斷地提升自己，這就在對我們提出了挑戰(zhàn)，勇敢過，也戰(zhàn)勝過了，勝利就離我們不遠(yuǎn)了。五.參考文獻(xiàn)1柴瑞娟 陳海霞編.西門子PLC編程技術(shù)及工程應(yīng)用.2. 林小峰編.可編程序控制器及應(yīng)用.北京:高等教育出社.19913. 鄧則名 程良倫等編.電器與可編程控制器應(yīng)用技術(shù).機(jī)械工業(yè)出版社.1997.14. 汪道輝主編.邏輯與可編程控制系統(tǒng).北京: 機(jī)械工業(yè)出版.20015. 易傳祿等編.可編程序控制器應(yīng)用指南.科學(xué)普及出版社.19936. 楊士元等編.可編程序控制器(pc)編程應(yīng)用和維修.北京:清華大學(xué)出版社.19957. 耿文學(xué)等編.微機(jī)可編程