中南大學(xué)2017《機械電子學(xué)》

中南大學(xué)2017《機械電子學(xué)》PAGEPAGE4中南大學(xué)2017《機械電子學(xué)》題目：設(shè)計一個如圖所示的自動進給平臺，具體要求如下：采用交流異步電動機驅(qū)動平臺的進給。平臺的進給方向為水平方向，平臺的最大行程為30cm，平臺運動到左右兩端后自動反向。采用工控機作為控制器。給出傳感器和主要元器件的具體選型及其技術(shù)指標(biāo)。給出系統(tǒng)工作原理圖，硬件接線圖，程序流程圖和控制程序，撰寫相應(yīng)的設(shè)計報告?？傮w方案根據(jù)題目要求總體方案設(shè)計如下，選擇兩個傳感器位置分布如圖1所示。圖1總體方案示意圖熱繼電器FRTR-5-N/36-12A1熔斷器FU1RT18-101熔斷器FU2RT18-2三相異步電動機Y112M-4-22KW1設(shè)計步驟1．控制案例當(dāng)接觸到左傳感器，給電機正轉(zhuǎn)信號，電動機正轉(zhuǎn)運行；給反轉(zhuǎn)信號，電動機反轉(zhuǎn)運行；給停止信號，無論電動機正轉(zhuǎn)還是反轉(zhuǎn)，都要停止運行。即電動機的控制能實現(xiàn)正反停。另外，為了保護電機，還設(shè)置了過載保護。2．I/O信號分配輸入／輸出信號分配如表2所示。表2輸入輸出信號分配表輸入（I）輸出（O）元件功能信號地址元件功能信號地址按鈕SB1電機正轉(zhuǎn)X0電動機正轉(zhuǎn)Y0按鈕SB2電機反轉(zhuǎn)X1電動機反轉(zhuǎn)Y1按鈕SB3電機停止X3FR1過載保護X23．可編程控制器的硬件接線圖如圖3圖3電動機正反轉(zhuǎn)控制的PLC外部接線圖4．程序流程圖經(jīng)過分析，流程圖如下：圖3電動機正反轉(zhuǎn)控制流程圖5．梯形圖及指令見圖4圖4PLC控制的電動機正反轉(zhuǎn)梯形圖及指令表解題分析:（1）電動機正反轉(zhuǎn)的主電路中，交流接觸器KM1和KM2的主觸點不能同時閉合，并且必須保證，一個接觸器的主觸點斷開以后，另一個接觸器的主觸點才能閉合。（2）為了做到上面一點，梯形圖中輸出繼電器Y0、Y1的線圈就不能同時帶電，這樣在梯形圖中就要加程序互鎖。即在輸出Y0線圈的一路中，加元件Y1的常閉觸點；在輸出Y1線圈的一路中，加元件Y0的常閉觸點。當(dāng)Y0的線圈帶電時，Y1的線圈因Y0的常閉觸點斷開而不能得電；同樣的道理，當(dāng)Y1的線圈帶電時，Y0的線圈因Y1的常閉觸點斷開而不能得電。（3）為了保證電動機能從正轉(zhuǎn)直接切換到反轉(zhuǎn)，梯形圖中必須加類似按鈕機械互鎖的程序互鎖。即在輸出Y0線圈的一路中，加反轉(zhuǎn)控制信號X1的常閉觸點；在輸出Y1線圈的一路中，加正轉(zhuǎn)控制信號X0的常閉觸點。這樣能做到電動機正反轉(zhuǎn)的直接切換。當(dāng)電動機加正轉(zhuǎn)控制信號時，輸入繼電器X0的常開觸點閉合，常閉觸點斷開。常閉觸點斷開反轉(zhuǎn)輸出Y1的線圈，交流接觸器KM2的線圈失電，電動機停止反轉(zhuǎn)，同時Y1的常閉觸點閉合，正轉(zhuǎn)輸出繼電器Y0的線圈帶電，交流接觸器KM1的線圈得電，電動機正轉(zhuǎn)。當(dāng)電動機加反轉(zhuǎn)控制信號時，輸入繼電器X1的常開觸點閉合，常閉觸點斷開。常閉觸點斷開正轉(zhuǎn)輸出Y0的線圈，交流接觸器KM1的線圈失電，電動機停止正轉(zhuǎn)，同時Y0的常閉觸點閉合，反轉(zhuǎn)輸出繼電器Y1的線圈帶電，交流接觸器KM2的線圈得電，電動機正轉(zhuǎn)。（4）在PLC的輸出回路中，KM1的線圈和KM2的線圈之間必須加電氣互鎖。主要是避免當(dāng)交流接觸器主觸點熔焊在一起而不能斷開時，造成主回路短路情況的出現(xiàn)。（5）電動機的過載保護一定要加在PLC控制電路的輸入回路中，當(dāng)電動機出現(xiàn)過載時，熱繼電器的常開觸點閉