基于PLC觸摸屏控制電動機(jī)正反轉(zhuǎn)(初稿)(共16頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 題 目：基于PLC觸摸屏控制電動機(jī)正反轉(zhuǎn)學(xué)生姓名：楊云海學(xué) 號：所在學(xué)院：機(jī)械與電子工程學(xué)院專業(yè)班級：電氣1004班屆 別：2010 屆指導(dǎo)教師：俞鶴皖西學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）創(chuàng)作誠信承諾書1.本人鄭重承諾：所提交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），題目基于PLC觸摸屏控制電動機(jī)正反轉(zhuǎn)是本人在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下獨(dú)立完成的，沒有弄虛作假，沒有抄襲、剽竊別人的內(nèi)容； 2.畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）所使用的相關(guān)資料、數(shù)據(jù)、觀點(diǎn)等均真實(shí)可靠，文中所有引用的他人觀點(diǎn)、材料、數(shù)據(jù)、圖表均已標(biāo)注說明來源； 3. 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中無抄襲、剽竊或不正當(dāng)引用他人學(xué)術(shù)觀點(diǎn)、思想和學(xué)術(shù)成果，偽造、篡

2、改數(shù)據(jù)的情況； 4.本人已被告知并清楚：學(xué)校對畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中的抄襲、剽竊、弄虛作假等違反學(xué)術(shù)規(guī)范的行為將嚴(yán)肅處理，并可能導(dǎo)致畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）成績不合格，無法正常畢業(yè)、取消學(xué)士學(xué)位資格或注銷并追回已發(fā)放的畢業(yè)證書、學(xué)士學(xué)位證書等嚴(yán)重后果； 5.若在省教育廳、學(xué)校組織的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）檢查、評比中，被發(fā)現(xiàn)有抄襲、剽竊、弄虛作假等違反學(xué)術(shù)規(guī)范的行為，本人愿意接受學(xué)校按有關(guān)規(guī)定給予的處理，并承擔(dān)相應(yīng)責(zé)任。 學(xué)生（簽名）： 楊云海 日期：2014年4月15日目錄基于PLC觸摸屏控制電動機(jī)正反轉(zhuǎn)學(xué)生：楊云海（指導(dǎo)老師：俞鶴）（皖西學(xué)院機(jī)械與電子工程學(xué)院）摘 要: 可編程控制器（PLC）以微處理器為核心

3、，將自動控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)融為一體而發(fā)展起來的新的工業(yè)自動控制裝置。目前，PLC已基本替代了傳統(tǒng)的繼電器控制而廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制的各個(gè)領(lǐng)域，生產(chǎn)機(jī)械往往要求運(yùn)動部件可以實(shí)現(xiàn)正反兩個(gè)方向的起動，這就要求拖動電動機(jī)能作正、反向旋轉(zhuǎn)。由電機(jī)原理可知，改變電動機(jī)三相電源的相序，就能改變電動機(jī)的轉(zhuǎn)向。本論文設(shè)計(jì)了三相異步電動機(jī)的PLC控制電路，與傳統(tǒng)的繼電器控制相比，具有控制速度快、可靠性高、靈活性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。本文研究的這個(gè)系統(tǒng)的控制是采用PLC的編程語言-梯形圖,此語言在繼電器的基礎(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

4、制電路，是在可編程控制器中的應(yīng)用最廣的語言。可編程控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在惡劣工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)，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。關(guān)鍵詞：PLC 三相異步電動機(jī) 可編程控制 梯形圖第1章 設(shè)計(jì)案的確定1.1 運(yùn)動方案確定三相異步電動機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制，方法很多：可以用接觸器實(shí)現(xiàn)，可以用PLC實(shí)現(xiàn)，可以用觸摸屏實(shí)現(xiàn)，本次任務(wù)決定主要對控制三相異步電動機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)PLC觸摸屏的控制。 硬件組成部分在之后的文中敘述，現(xiàn)在不再贅述。1.2 控制部件的方案確定基于PLC

5、觸摸屏控制電動機(jī)正反轉(zhuǎn)控制裝置系統(tǒng)由繼電器、可編程控器（PLC）、電動機(jī)組成。它主要是利用觸摸屏檢測，操作者所輸入的正反轉(zhuǎn)信號，再把檢測到的信號送入可編程控器（PLC）中，由可編程控器來對信號的處理，處理的最后結(jié)果用繼電器輸出，從而達(dá)到控制電動機(jī)的轉(zhuǎn)動。1.3 控制過程的方案確定經(jīng)分析設(shè)計(jì)任務(wù)，可知完成任務(wù)的實(shí)質(zhì)就是控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)。1）當(dāng)操作者點(diǎn)擊“正轉(zhuǎn)按鈕”開關(guān)時(shí)，檢測到的信號送入可編程控器（PLC）中，線圈上有電通過，電動機(jī)正轉(zhuǎn)。2）當(dāng)操作者點(diǎn)擊“反轉(zhuǎn)按鈕”開關(guān)時(shí)，檢測到的信號送入可編程控器（PLC）中，線圈上有電通過，電動機(jī)反轉(zhuǎn)。3）當(dāng)操作者點(diǎn)擊“停止按鈕”開關(guān)時(shí)，檢測到的信號送入可編

6、程控器（PLC）中，線圈上失去電流，電動機(jī)停止。第2章 控制系統(tǒng)及其控制原理2.1 控制系統(tǒng)的硬件組成基于PLC觸摸屏控制電動機(jī)正反轉(zhuǎn)控制裝置系統(tǒng)由以下四部分組成：觸摸屏部分：電阻式觸摸屏是一種薄膜加上玻璃的結(jié)構(gòu)。當(dāng)觸摸時(shí)，薄膜下層的ITO會接觸到玻璃上層的ITO，經(jīng)由感應(yīng)器傳出一個(gè)訊息，再從控制器送到計(jì)算機(jī)端，藉由驅(qū)動程序轉(zhuǎn)化到屏幕上的X、Y值，而完成點(diǎn)選的動作，并呈現(xiàn)在屏幕上。 PLC程控部分：可編程控器主要是檢測系統(tǒng)送來的信號進(jìn)行編譯、處理，然后由繼電器輸出。電動機(jī)裝置部分：電動機(jī)是帶動強(qiáng)電物體運(yùn)動，而PLC輸出的是弱電。因此必須由繼電器輸出，它是弱電控制強(qiáng)電的。電動機(jī)控制部分：電動機(jī)的

7、正、反轉(zhuǎn)。觸摸屏PLC程控電動機(jī)裝 置電動機(jī)控 制 控制系統(tǒng)組成本控制系統(tǒng)由觸摸屏、PLC和PC等組成。其中PC用于程序開發(fā)，與控制系統(tǒng)沒有直接關(guān)系， PLC選用三菱FX2N40MR-A型，觸摸屏采用F940GOT-SWT?？刂葡到y(tǒng)要求通過對觸摸屏的操作來控制電動機(jī)的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)和停止，并且在觸摸屏上能用文字顯示電動機(jī)運(yùn)行的狀態(tài)：正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)和故障狀態(tài)。第3章 主要器件的選擇3.1 可編程控器PLC的選擇目前，PLC在小型化、大型化、大容量、強(qiáng)功能等方面有了質(zhì)的飛躍，使早期的PLC從最初的邏輯控制、順序控制，發(fā)展成為具有邏輯判斷、定時(shí)、計(jì)數(shù)、記憶和算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)處理、聯(lián)網(wǎng)通信及PID回路調(diào)節(jié)等功能

8、的現(xiàn)代PLC。但是，仍然沿用著順序掃描、程控等基本模式及CPU+通信+I/O的基本結(jié)構(gòu)。PLC之所以有生命力，在于它更加適合工業(yè)現(xiàn)場和市場的要求：高可靠性、強(qiáng)抗各種干擾的能力、編程安裝使用簡便、低價(jià)格長壽命。它的輸入輸出端更接近現(xiàn)場設(shè)備，不需添加太多的中間部件或需要更多的接口，這樣節(jié)省了用戶時(shí)間和成本。PLC的下端(輸入端)為繼電器、晶體管和晶閘管等控制部件，而上端一般是面向用戶的微型計(jì)算機(jī)。人們在應(yīng)用它時(shí)，可以不必進(jìn)行計(jì)算機(jī)方面的專門培訓(xùn)，就能對可編程控制器進(jìn)行操作及編程。PLC的功能：1、數(shù)據(jù)采集與輸出。2、控制功能。包括順序控制、邏輯控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)等。 3、數(shù)據(jù)處理功能。包括基本數(shù)學(xué)運(yùn)

9、算、比較、對字節(jié)的運(yùn)算、PID運(yùn)算、濾波等。 4、輸入/輸出接口調(diào)理功能。具有A/D、D/A轉(zhuǎn)換功能，通過I/O模塊完成對模擬量的控制和調(diào)節(jié)，具有溫度、運(yùn)動等測量接口。 5、通信、聯(lián)網(wǎng)功能。現(xiàn)代PLC大多數(shù)都采用了通信、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，有RS232或RS485接口，可進(jìn)行遠(yuǎn)程I/O控制，多臺 PLC可彼此間聯(lián)網(wǎng)、通信，外部器件與一臺或多臺可編程控制器的信號處理單元之間，實(shí)現(xiàn)程序和數(shù)據(jù)交換，如程序轉(zhuǎn)移、數(shù)據(jù)文文件轉(zhuǎn)移、監(jiān)視和診斷。在系統(tǒng)構(gòu)成時(shí)，可由一臺計(jì)算機(jī)與多臺PLC構(gòu)成集中管理、分散控制的分布式控制網(wǎng)絡(luò)，以便完成較大規(guī)模的復(fù)雜控制。PLC的主要特點(diǎn)：1)、可靠性高。PLC的MTBF一般在40000

10、50000h以上，有的在1020萬h，且均有完善的自診斷功能。2)、結(jié)構(gòu)形式多樣，模塊化組合靈活。有固定式適于小型系統(tǒng)或機(jī)床，組合式適于集控制系統(tǒng)。最少的PLC只有6點(diǎn)，3)、功能強(qiáng)大。4)、編程方便。控制具有極大靈活性。5)、適應(yīng)工業(yè)環(huán)境。適應(yīng)高溫、振動、沖擊和粉塵等惡劣環(huán)境以及電磁干擾環(huán)境。6)、安裝、維修簡單本設(shè)計(jì)采用三菱PLC,型號為:FX2N40MR-A (輸入24點(diǎn)/輸出16點(diǎn))，電源：AC 220V。觸摸屏采用F940GOT-SWT。3.2 直流電動機(jī)的選擇一種電樞導(dǎo)電部分始終工作于單一極性磁場中的直流電機(jī)。它是一種低壓大電流無換向器的直流電機(jī)。 圓筒形電樞單極直流電機(jī)的原理結(jié)構(gòu)

11、。當(dāng)兩個(gè)環(huán)形勵磁線圈通直流電時(shí)，電機(jī)氣隙的整個(gè)圓周上將產(chǎn)生單一極性的磁場。當(dāng)轉(zhuǎn)軸帶動圓筒形銅質(zhì)電樞旋轉(zhuǎn)時(shí)，樞軸向兩端即感生電動勢，其方向是固定不變的。此電動勢由電刷從電樞兩端引出。電刷的作用只是引出電流，無換向問題。由于電樞是一個(gè)銅環(huán)，無需絕緣，它發(fā)熱小，耐高熱；加上這種電機(jī)結(jié)構(gòu)簡單、維護(hù)容易和可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，在冶煉及電化學(xué)行業(yè)中獲得廣泛應(yīng)用。 單極直流電機(jī)電壓低，電流大。電壓只有十幾伏或二十幾伏，而電流可達(dá)幾百安，幾千安，甚至上萬安。因此電刷的接觸損耗和發(fā)熱相當(dāng)大，磨損也快。實(shí)用上應(yīng)盡可能加多并聯(lián)電刷的數(shù)目,采用接觸電壓降小的銅-石墨電刷，或用導(dǎo)電和導(dǎo)熱更好的液態(tài)金屬，如水銀或鈉鉀合金等做電

12、刷。 要提高單極直流電機(jī)電壓，就必須提高氣隙磁通密度和轉(zhuǎn)速。轉(zhuǎn)速受旋轉(zhuǎn)體機(jī)械強(qiáng)度的限制，氣隙磁通密度則受鐵磁飽和限制，都不能過高。如采用超導(dǎo)技術(shù)則可使單機(jī)功率比普通電機(jī)提高十幾倍以上。大量應(yīng)用到各類 工作母機(jī)輸送機(jī)械類包裝機(jī)械類食品機(jī)械類 紡織機(jī)械類事務(wù)機(jī)械類金融業(yè)設(shè)備印刷機(jī)械 醫(yī)療設(shè)備類電子儀器類化工儀器類公害防治機(jī) 械電線電纜類運(yùn)動器材類專業(yè)機(jī)械類等等 具有體積小，噪音低散熱良好傳動功率大等特性在這里采用杰勝品牌的有刷直流電動機(jī)， 型號為 JS-ZYT07 額定功率 30W-50W 額定電壓 12 24 90（V） 額定轉(zhuǎn)速 1800-3200（rpm） 產(chǎn)品認(rèn)證 CE 此款馬達(dá)主要用于小

13、型的傳動機(jī)械設(shè)備上面。系統(tǒng)控制硬件連接圖正轉(zhuǎn)檢測開關(guān)K1反轉(zhuǎn)檢測開關(guān)K2停止檢測開關(guān)K3電機(jī)正轉(zhuǎn)繼電器電機(jī)反轉(zhuǎn)繼電器PLC圖 3.1 硬件連接圖簡易過程分析：1）當(dāng)操作者點(diǎn)擊“正轉(zhuǎn)按鈕”觸摸鍵時(shí)，檢測到的信號送入可編程控器（PLC）中，線圈上有電通過，電動機(jī)正轉(zhuǎn)。2）當(dāng)操作者點(diǎn)擊“反轉(zhuǎn)按鈕”觸摸鍵時(shí)，檢測到的信號送入可編程控器（PLC）中，線圈上有電通過，電動機(jī)反轉(zhuǎn)。3）當(dāng)操作者點(diǎn)擊“停止按鈕”觸摸鍵時(shí)，檢測到的信號送入可編程控器（PLC）中，線圈上失去電流，電動機(jī)停止?？刂葡到y(tǒng)主控制電路圖第4章 軟件的設(shè)計(jì)4.1 PLC的IO分配表I/O分配表類別組件PLC組件作用輸入SB1X001停止控制

14、按鈕SB2X002正轉(zhuǎn)控制按鈕SB3X003反轉(zhuǎn)控制按鈕SB4M000觸摸屏停止觸摸鍵SB5M001觸摸屏正轉(zhuǎn)觸摸鍵SB6M002觸摸屏反轉(zhuǎn)觸摸鍵輸出KM0Y000電動機(jī)正轉(zhuǎn)接觸器KM1Y001電動機(jī)反轉(zhuǎn)接觸器內(nèi)部繼電器M003觸摸屏指示：停止/運(yùn)行D000觸摸屏指示：停止/運(yùn)行/故障4.2 PLC的IO接線圖4.3 PLC控制程序流程圖NYYNNNYYY開始SB1閉合？電動機(jī)正轉(zhuǎn)SB1閉合？電機(jī)停止結(jié)束SB2閉合？SB2閉合？電動機(jī)反轉(zhuǎn)SB1閉合？4.4 PLC控制梯形圖 過程分析：參考文獻(xiàn)：1 孫平主編電氣控制與PLC高等教育出版社，2004，12；2 孫平主編可編程控制器原理及應(yīng)用高等教

15、育出版社，2003，1；3 翟彩萍.plc應(yīng)用技術(shù)（三菱）.中國勞動社會保障出版社.2009.14 張桂香.電氣控制與PLC應(yīng)用.化學(xué)工業(yè)出版社.20035 任偉寧、李平、王玨. 可編程控制器應(yīng)用技術(shù).海洋出版社.1999附錄步進(jìn)程序0 LD M01 OR X0002 OR Y0003 ANI M24 ANI X0025 ANI M16 ANI X0017 ANI Y0018 OUT Y0009 LD M110 OR X00111 OR Y00112 ANI M213 ANI X00214 ANI M015 ANI X00016 ANI Y00017 OUT Y00118 LD Y00019

16、OR Y00120 OUT Y00121 LD Y00022 MOV K0 D027 LD Y00128 MOV K1 D033 LD Y00034 AND Y00135 MOV K2 D040 END致謝在此，我鄭重感謝系里給我們提供的這次珍貴的鍛煉機(jī)會以及俞鶴老師的熱情指導(dǎo)與幫助。在我們遇到困難而無法解決的時(shí)候，吳學(xué)娟老師給我們提供了很多有用的方案建議，并為我們提供了對我們極為有用的數(shù)據(jù)；當(dāng)我們有些問題不懂疑惑時(shí)，吳學(xué)娟老師也耐心給了我們做了清楚的解釋，在此我們表示真摯的感謝。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)我在溫習(xí)大學(xué)所學(xué)的內(nèi)容的同時(shí)，學(xué)到了很多在書本上所沒有學(xué)到過的知識。以前在上課的時(shí)候?qū)τ赑LC編程工具的使用還處于一知半解的狀態(tài)上，但是經(jīng)過一段時(shí)間的實(shí)踐，對于怎么去排錯、查錯，怎么去看每一步的運(yùn)行結(jié)果，怎么去了解怎么去正確使用PLC編程軟件、Microsoft Office Visio等方面都有了很大程度的提高。通過課程設(shè)計(jì)，我們學(xué)到了很多東西。通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)