異步電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制電路設(shè)計(jì)

1、課程設(shè)計(jì)報(bào)告書題 目：異步電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制電路設(shè)計(jì)學(xué) 院：信息與通信工程學(xué)院專 業(yè)： 自動(dòng)化班 級(jí)： xxx姓 名：xxx學(xué) 號(hào)：xxx2013年 06月 28日摘要本次課程設(shè)計(jì)旨在對(duì)電動(dòng)機(jī)的正、 反轉(zhuǎn)控制線路進(jìn)行設(shè)計(jì)。 生產(chǎn)中許多機(jī)械 設(shè)備往往要求運(yùn)動(dòng)部件能向正反兩個(gè)方向運(yùn)動(dòng)， 如機(jī)床工作臺(tái)的前進(jìn)與后退、 起 重機(jī)的上升與下降等， 這些生產(chǎn)機(jī)械要求電動(dòng)機(jī)能實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)控制。 改變通入電 動(dòng)機(jī)定子繞組的三相電源相序， 及把接入電動(dòng)機(jī)的三相電源進(jìn)線中的任意兩根對(duì) 調(diào)，電動(dòng)機(jī)即可反轉(zhuǎn)。關(guān)鍵詞：正反轉(zhuǎn)控制；改變?nèi)嚯娫聪嘈騛bstractThis course is designed to forwa

2、rd and inversion of control circuit of motor design. Production in many mechanical devices often require moving parts to positive and negative two direction, such as machine table of forward and backward, cranes rise and fall, these production machinery electric function realization and reversing co

3、ntrol. Access to change motor stator windings of three phase power phase sequence, and connected to the motor's three-phase power supply into line in any of the two switch, the motor can be reversed.Keywords: positive and negative turn control; Changet he three-phase power phase sequence15目錄第 1

4、章 緒 論 41.1 設(shè)計(jì)目的 41.2 設(shè)計(jì)要求 錯(cuò)誤！未定義書簽。1.3 PLC 電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制中的應(yīng)用概況 錯(cuò)誤！未定義書簽。1.4 設(shè)計(jì)意義 4第 2 章 設(shè)計(jì)原理 錯(cuò)誤！未定義書簽。2.1 設(shè)計(jì)理論依據(jù) 錯(cuò). 誤！未定義書簽。2.1.1 PLC 控制三相異步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)原理框圖 錯(cuò)誤！未定義書簽。2.1.2 電動(dòng)機(jī)可逆運(yùn)行的手動(dòng)控制線路設(shè)計(jì) 錯(cuò)誤！未定義書簽。2.1.3 電動(dòng)機(jī)可逆運(yùn)行的自動(dòng)控制線路設(shè)計(jì) 6.第 3 章 設(shè)計(jì)方案 83.1 硬件設(shè)計(jì) 83.1.1 電動(dòng)機(jī) 83.1.2 PLC 選型與地址分配 8.3.1.3 主電路 93.2 程序設(shè)計(jì) 1.0.第 4 章 系統(tǒng)調(diào)試 1

5、.3.第 5 章 實(shí)驗(yàn)心得與總結(jié) 1.4.參考文獻(xiàn) 1.4.第 1 章 緒論1.1 設(shè)計(jì)目的 在實(shí)際生產(chǎn)中，往往要求控制線路能對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行正、反轉(zhuǎn)控制。例如：常 通過(guò)電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)，或工作臺(tái)的前進(jìn)與后退， 或起重機(jī)起吊重物的上升與下放， 以及電梯的升降等，由此滿足生產(chǎn)加工的要求。1.2 設(shè)計(jì)要求本設(shè)計(jì)研究的主要內(nèi)容是三相異步電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制線路的設(shè)計(jì)， 由三相 異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)原理， 對(duì)主電路和控制電路進(jìn)行設(shè)計(jì)， 以達(dá)到設(shè)計(jì)目的。 電氣控 制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)，主要有繼電 - 接觸器控制和 PLC控制等方法。 PLC控制具有結(jié)構(gòu) 簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜、 抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)， 廣泛應(yīng)用于各類生產(chǎn)設(shè)備的控制和生

6、產(chǎn) 過(guò)程的自動(dòng)化控制1.3 PLC在電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制中的應(yīng)用概況本系統(tǒng)的控制是采用 PLC的編程語(yǔ)言梯形語(yǔ)言，長(zhǎng)期以來(lái)， PLC始終處 于工業(yè)自動(dòng)化控制領(lǐng)域的主戰(zhàn)場(chǎng)， 為各種各樣的自動(dòng)化控制設(shè)備提供了非常可靠 的控制應(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(duì)自動(dòng)化的需要。 進(jìn)入 20世紀(jì) 80年代，由于計(jì)算機(jī)技術(shù)和 微電子技術(shù)的迅速發(fā)展，極大的推動(dòng)了 PLC的發(fā)展，使的 PLC的功能日益增強(qiáng)。 遠(yuǎn)程通信功能的實(shí)現(xiàn)更使 PLC 如虎添翼。目前，在先進(jìn)國(guó)家中， PLC已成為工業(yè) 控制的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備，應(yīng)用面幾乎覆蓋了所有工業(yè)企業(yè)。 PLC 通過(guò)輸入/ 輸出（

7、 I/O ） 裝置發(fā)出控制信號(hào)和接受輸入信號(hào)。 由于 PLC綜合了計(jì)算機(jī)和自動(dòng)化技術(shù)， 所以 它發(fā)展日新月異，大大超過(guò)其出現(xiàn)時(shí)的技術(shù)水平。 它不但可以很容易地完成邏輯、 順序、定時(shí)、計(jì)數(shù)、數(shù)字運(yùn)算、數(shù)據(jù)處理等功能，而且可以通過(guò)輸入輸出接口建 立與各類生產(chǎn)機(jī)械數(shù)字量和模擬量的聯(lián)系， 從而實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)控制。 特別 是超大規(guī)模集成電路的迅速發(fā)展以及信息、 網(wǎng)絡(luò)時(shí)代的到來(lái)，擴(kuò)展了 PLC的功能， 使它具有很強(qiáng)的聯(lián)網(wǎng)通訊能力，從而更廣泛地應(yīng)用于眾多行業(yè)。1.4 設(shè)計(jì)意義通過(guò)本課程設(shè)計(jì)加深對(duì)異步電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制線路設(shè)計(jì)的原理理解， 加強(qiáng) 對(duì)電路的分析與設(shè)計(jì)，提高解決實(shí)際問(wèn)題的能力和應(yīng)用水平。第 2

8、 章 設(shè)計(jì)原理由三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的原理可知，若要電動(dòng)機(jī)可逆運(yùn)行，只要將接于電 動(dòng)機(jī)定子的三相電源線中的任意兩相對(duì)調(diào)即可。因?yàn)榇藭r(shí)定子繞組的相序改變 了，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向就相應(yīng)的發(fā)生變化， 因而轉(zhuǎn)子中感應(yīng)電勢(shì)、 電流以及產(chǎn)生的 電磁轉(zhuǎn)矩都要改變方向，因而電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子就逆轉(zhuǎn)了。2.1 設(shè)計(jì)理論依據(jù)2.1.1 PLC 控制三相異步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)原理框圖 電動(dòng)機(jī)是電力拖動(dòng)控制系統(tǒng)的主要控制對(duì)象， 電動(dòng)機(jī)的控制主要是實(shí)現(xiàn)電動(dòng) 機(jī)的起動(dòng)、停止、正反轉(zhuǎn)、調(diào)速和制動(dòng)等運(yùn)行方式的控制，并以此來(lái)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò) 程自動(dòng)化，滿足生產(chǎn)工藝要求。電氣控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)，主要有繼電 - 接觸器控制和 PLC控制等方法。 PLC控 制具

9、有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、 價(jià)格便宜、 抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)， 廣泛應(yīng)用于各類生產(chǎn)設(shè)備的 控制和生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化控制。 此次將利用 PLC對(duì)三相異步電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)其正反轉(zhuǎn) 控制，要求利用雙重聯(lián)鎖能夠順利的進(jìn)行電機(jī)的正反轉(zhuǎn)變化。計(jì)算機(jī)三相異步電動(dòng)機(jī)PLC 可編程控制器三相異步電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器2.1.2 電動(dòng)機(jī)可逆運(yùn)行的手動(dòng)控制線路設(shè)計(jì)（1）線路設(shè)計(jì)思想電動(dòng)機(jī)可逆運(yùn)行控制線路， 實(shí)質(zhì)上是兩個(gè)方向相反的單向運(yùn)行電路的組合。 為此，采用兩個(gè)接觸器分別給電動(dòng)機(jī)定子送入 A、B、C相序和 C、B、A 相序的電 源，電動(dòng)機(jī)就能實(shí)現(xiàn)可逆運(yùn)行。 為了避免誤操作而引起的電源短路， 需在這兩個(gè) 方向相反的單向運(yùn)行電路中加設(shè)必要的連鎖。（2

10、）典型線路電動(dòng)機(jī)可逆運(yùn)行控制線路（3）工作原理在該控制線路中， KM1 為正轉(zhuǎn)交流接觸器， KM2 為反轉(zhuǎn)交流接觸器， S3為 停止按鈕、 SB1 為正轉(zhuǎn)控制按鈕， SB2為反轉(zhuǎn)控制按鈕。 KM1、KM2 常閉觸點(diǎn)相 互閉鎖，當(dāng)按下 SB1 正轉(zhuǎn)按鈕時(shí)， KM1 得電，電機(jī)正轉(zhuǎn)； KM1 的常閉觸點(diǎn)斷開 反轉(zhuǎn)控制回路，此時(shí)當(dāng)按下反轉(zhuǎn)按鈕，電機(jī)運(yùn)行方式不變；若要電機(jī)反轉(zhuǎn)，必須 按下 SB3停止按鈕，正轉(zhuǎn)交流接觸器失電，電機(jī)停止，然后再按下反轉(zhuǎn)按鈕，電 機(jī)反轉(zhuǎn)。若要電機(jī)正轉(zhuǎn)，也必須先停下來(lái)，再來(lái)改變運(yùn)行方式。這樣的控制線路 的好處在于避免誤操作等引起的電源短路故障。2.1.3 電動(dòng)機(jī)可逆運(yùn)行的自動(dòng)

11、控制線路設(shè)計(jì)（1）線路設(shè)計(jì)思想 自動(dòng)控制的電動(dòng)機(jī)可逆運(yùn)行電路，可按行程控制原則來(lái)設(shè)計(jì)。實(shí)質(zhì)上是利 用行程開關(guān)來(lái)檢測(cè)機(jī)件往返運(yùn)動(dòng)位置， 自動(dòng)發(fā)出控制信號(hào)進(jìn)而控制電動(dòng)機(jī)的正反 轉(zhuǎn)，使機(jī)件往復(fù)運(yùn)動(dòng)。（2）典型線路自動(dòng)循環(huán)控制線路自動(dòng)往復(fù)循環(huán)控制線路（3）工作原理按下起動(dòng)按鈕 SB1，KM1得電，電動(dòng)機(jī)正向起動(dòng)運(yùn)行，帶刀架向前運(yùn)動(dòng)，當(dāng) 刀架運(yùn)行至 SQ2，撞塊壓下 SQ2，KM1斷電釋放，接觸器 KM2線圈得電吸合，電 動(dòng)機(jī)反向起動(dòng)運(yùn)行，使刀架自動(dòng)返回 。當(dāng)?shù)都芊祷氐轿恢?1 撞塊壓下 SQ1，KM2失電，刀架自動(dòng)停止運(yùn)動(dòng)第 3 章 設(shè)計(jì)方案3.1 硬件設(shè)計(jì)3.1.1 電動(dòng)機(jī) 三相異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行性能好

12、，并可節(jié)省各種材料。籠式轉(zhuǎn)子的異步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠、重量輕、價(jià)格便宜，得到了廣泛的應(yīng)用，其主 要缺點(diǎn)是調(diào)速困難。三相異步電動(dòng)機(jī)根據(jù)工作要求不同，主要進(jìn)行降壓?jiǎn)?dòng)、 正反轉(zhuǎn)、自動(dòng)循環(huán)、制動(dòng)、變速等不同控制，該設(shè)計(jì)要求把對(duì)電動(dòng)機(jī)的上述控制 采用 PLC控制來(lái)實(shí)現(xiàn)， 使系統(tǒng)的性能更完善。 此次選擇的電動(dòng)機(jī)為三相異步電動(dòng) 機(jī)型號(hào) YB160L-2，功率 18.5KW，額定電壓 380V，額定電流 35.5A，轉(zhuǎn)速 2930r/min ， 接法。3.1.2 PLC 選型與地址分配PLC產(chǎn)品的種類繁多。 PLC的型號(hào)不同 , 對(duì)應(yīng)著其結(jié)構(gòu)形式、性能、容量、指 令系統(tǒng)、編程方式、 價(jià)格等均各不相同

13、, 適用的場(chǎng)合也各有側(cè)重。 因此,合理選用 PLC,對(duì)于提高 PLC控制系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)有著重要意義。PLC的選擇主要應(yīng)從 PLC 的機(jī)型、容量、I/O 模塊、電源模塊、特殊功能模塊、 通信聯(lián)網(wǎng)能力等方面加以綜合考慮。 PLC機(jī)型選擇的基本原則是在滿足功能要求 及保證可靠、維護(hù)方便的前提下 , 力爭(zhēng)最佳的性能價(jià)格比。選擇時(shí)應(yīng)主要考慮到 合理的結(jié)構(gòu)型式 ,安裝方式的選擇 , 相應(yīng)的功能要求 ,響應(yīng)速度要求 , 系統(tǒng)可靠性 的要求,機(jī)型盡量統(tǒng)一等因素 .此次選擇西門子公司的 S7-200 系列PLC（CPU226。）I/O 分配表項(xiàng)目名稱地址作用輸入SB1I0.1正轉(zhuǎn)按鈕SB2I0.2反轉(zhuǎn)按鈕S

14、B3I0.0停止按鈕輸出KM1Q0.0正轉(zhuǎn)接觸器KM2Q0.1反轉(zhuǎn)接觸器圖 2-3PLC 連接圖3.1.3 主電路根據(jù)主電路 2-4 連接器件圖 2-4 異步電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)主電路3.2 程序設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)是 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心， 通過(guò) PLC的應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)來(lái)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的 各項(xiàng)控制功能，要設(shè)計(jì)好 PLC的應(yīng)用軟件，必須充分了解被控對(duì)象的生產(chǎn)工藝、 技術(shù)特性、控制要求等。PLC的應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)是指根據(jù)控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)和工藝要求，使用相應(yīng)的編 程語(yǔ)言，編制用戶控制程序和形成相應(yīng)文件的過(guò)程。 主要內(nèi)容包括： 確定程序結(jié) 構(gòu)；定義輸入 輸出、中間標(biāo)志、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器和數(shù)據(jù)區(qū)等參數(shù)表；編制程序。三相異步電機(jī)

15、的正反轉(zhuǎn)控制梯型圖如圖 4-1圖4-1第 4 章 系統(tǒng)調(diào)試系統(tǒng)調(diào)試是系統(tǒng)在正式投入使用之前的必經(jīng)步驟。與繼電 - 接觸器控制系統(tǒng) 不同， PLC控制系統(tǒng)既有硬件部分的調(diào)試，還有軟件的調(diào)試。與繼電 -接觸器控 制系統(tǒng)相比， PLC系統(tǒng)的硬件調(diào)試要相對(duì)簡(jiǎn)單，主要是 PLC程序的的調(diào)試。通過(guò) 調(diào)試找出問(wèn)題的所在， 相應(yīng)的修改程序。 在編程過(guò)程中難免會(huì)有不足之處， 因此 通過(guò)調(diào)試，再修改程序可以更好實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的功能。系統(tǒng)調(diào)試分幾種情況： 硬件調(diào)試：接通電源，檢查可編程序控制器能否正常工作，接頭是否接觸良好。 軟件調(diào)試： 按要求輸入梯形圖， 檢查后編譯通過(guò)， 在線工作后把程序?qū)懭肟删幊?序控制器的程序存儲(chǔ)區(qū)。運(yùn)行調(diào)試： 在硬件調(diào)試和軟件調(diào)試正確的基礎(chǔ)上， 使 PLC進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)， 觀察運(yùn) 行情況，看是否能夠?qū)崿F(xiàn)正反轉(zhuǎn)控制。根據(jù)以上調(diào)試情況，此電機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)符合控制要求。第 5