劉建成-畢業(yè)論文-《三相異步電動機(jī)的PLC控制》
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1、 撰寫人:___________日 期:___________ 安徽機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢 業(yè) 論 文 三相異步電動機(jī)的PLC控制 系 別 電氣工程系 專 業(yè) 電機(jī)與電器 班 級 電機(jī)3081 姓 名 劉建成 學(xué) 號 1306083022
2、 2010 ~ 2011 學(xué)年第 1 學(xué)期 安徽機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))指導(dǎo)過程記錄表 題 目 單片機(jī)在應(yīng)用中的LCD顯示 學(xué)生姓名 劉建成 學(xué) 號 1306083022 指導(dǎo)教師 魯業(yè)安 系 部 電氣工程系 班 級 電機(jī)3081班 順序號 第1 次 學(xué)生完成 畢業(yè)論文 (設(shè)計(jì)) 內(nèi)容情況 11月16日確定三相異步電動機(jī)的PLC控制 學(xué)生簽名: 時(shí)間: 2010年 11月7日 教師指導(dǎo) 內(nèi)
3、容記錄 分配任務(wù),指導(dǎo)論文大致方向 教師簽名: 時(shí)間: 年 月 日 安徽機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))指導(dǎo)過程記錄表 題 目 單片機(jī)在應(yīng)用中的LCD顯示 學(xué)生姓名 劉建成 學(xué) 號 1306083022 指導(dǎo)教師 魯業(yè)安 系 部 電氣工程系 班 級 電機(jī)3081班 順序號 第2 次 學(xué)生完成 畢業(yè)論文 (設(shè)計(jì)) 內(nèi)容情況 11月7—14日搜集三相異步電動機(jī)、PLC、三相異步電動機(jī)的PLC控制的相關(guān)知識
4、 學(xué)生簽名: 時(shí)間: 2010年 11月14日 教師指導(dǎo) 內(nèi)容記錄 審閱題目,指明論文基本要求 教師簽名: 時(shí)間: 年 月 日 安徽機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))指導(dǎo)過程記錄表 題 目 單片機(jī)在應(yīng)用中的LCD顯示 學(xué)生姓名 劉建成 學(xué) 號 1306083022 指導(dǎo)教師 魯業(yè)安 系 部 電氣工程系 班 級 電機(jī)3081班 順序號 第3 次 學(xué)生完成 畢業(yè)
5、論文 (設(shè)計(jì)) 內(nèi)容情況 11月15—21日向魯業(yè)安老師咨詢關(guān)于三相異步電動機(jī)的PLC控制的相關(guān)知識及設(shè)計(jì) 學(xué)生簽名: 時(shí)間: 2010年 11月21日 教師指導(dǎo) 內(nèi)容記錄 查看目錄是否規(guī)范,結(jié)構(gòu)是否合理 教師簽名: 時(shí)間: 年 月 日 安徽機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))指導(dǎo)過程記錄表 題 目 單片機(jī)在應(yīng)用中的LCD顯示 學(xué)生姓名 劉建成 學(xué) 號
6、 1306083022 指導(dǎo)教師 魯業(yè)安 系 部 電氣工程系 班 級 電機(jī)3081班 順序號 第4 次 學(xué)生完成 畢業(yè)論文 (設(shè)計(jì)) 內(nèi)容情況 11月22—28日完成本人《三相異步電動機(jī)的PLC控制》畢業(yè)論文的電子檔 學(xué)生簽名: 時(shí)間: 2010年 11月28日 教師指導(dǎo) 內(nèi)容記錄 提供相關(guān)內(nèi)容的參考資料及網(wǎng)站 教師簽名: 時(shí)間: 年 月
7、 日 安徽機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))指導(dǎo)過程記錄表 題 目 單片機(jī)在應(yīng)用中的LCD顯示 學(xué)生姓名 劉建成 學(xué) 號 1306083022 指導(dǎo)教師 魯業(yè)安 系 部 電氣工程系 班 級 電機(jī)3081班 順序號 第5 次 學(xué)生完成 畢業(yè)論文 (設(shè)計(jì)) 內(nèi)容情況 12月5日發(fā)送電子檔給魯業(yè)安老師審閱 學(xué)生簽名: 時(shí)間: 2010年 12月5日 教師指導(dǎo) 內(nèi)容記錄 查看各章節(jié)的銜接是否合理并提出建議
8、 教師簽名: 時(shí)間: 年 月 日 安徽機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))指導(dǎo)過程記錄表 題 目 單片機(jī)在應(yīng)用中的LCD顯示 學(xué)生姓名 劉建成 學(xué) 號 1306083022 指導(dǎo)教師 魯業(yè)安 系 部 電氣工程系 班 級 電機(jī)3081班 順序號 第6 次 學(xué)生完成 畢業(yè)論文 (設(shè)計(jì)) 內(nèi)容情況 12月12日獲得魯業(yè)安老師的許可 學(xué)生簽名: 時(shí)間: 2010年 12月1
9、2日 教師指導(dǎo) 內(nèi)容記錄 查看整體格式是否正確,是否符合要求 教師簽名: 時(shí)間: 年 月 日 摘 要 PLC在三相異步電機(jī)控制中的應(yīng)用,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)、功能完善等優(yōu)點(diǎn)。長期以來,PLC始終處于工業(yè)自動化控制領(lǐng)域的主戰(zhàn)場,為各種各樣的自動化控制設(shè)備提供了非常可靠的控制應(yīng)用。它能夠?yàn)樽詣踊刂茟?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)對自動化的需要。本文設(shè)計(jì)了三相異步電動機(jī)的PLC控制電路,該電路主要以性能穩(wěn)定、簡
10、單實(shí)用為目的。 關(guān)鍵詞:PLC,編程語言,三相異步電機(jī),繼 目錄 緒論 1 第一章 三相異步電動機(jī)基礎(chǔ) 2 1.1 三相異步電動機(jī)的基本結(jié)構(gòu) 2 1.2 三相異步電動機(jī)的工作原理 3 1.3 三相異步電動機(jī)的幾個(gè)工作過程的分析 3 第二章 PLC基礎(chǔ) 7 2.1 PLC的定義 7 2.2 PLC與繼電器控制的區(qū)別 7 2.3 PLC的工作原理 7 2.4 PLC的應(yīng)用分類 8 第三章 總體設(shè)計(jì) 9 3.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 9 3.2 系統(tǒng)配置 10 3.3 三相異步電動機(jī)的調(diào)速系統(tǒng)PLC控制 16 圖7 梯形圖 18 3.4 三相異步電動機(jī)使用PLC控制優(yōu)
11、點(diǎn) 20 3.5系統(tǒng)調(diào)試 21 第四章 結(jié)束語 22 參考文獻(xiàn) 23 精品范文模板 可修改刪除 緒論 三相異步電動機(jī)的應(yīng)用幾乎涵蓋了工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人類生活的各個(gè)領(lǐng)域,在這些應(yīng)用領(lǐng)域中,三項(xiàng)異步電動機(jī)常常運(yùn)行在惡劣的環(huán)境下,導(dǎo)致產(chǎn)生過流、短路、斷相、絕緣老化等事故。對于應(yīng)用于大型工業(yè)設(shè)備重要場合的高壓電動機(jī)、大功率電動機(jī)來說,一旦發(fā)生故障所造成的損失無法估量。 在生產(chǎn)過程,科學(xué)研究和其他產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域中,電氣控制技術(shù)應(yīng)用十分廣泛。在機(jī)械設(shè)備的控制中,電氣控制也比其他的控制方法使用的更為普遍。 本系統(tǒng)的控制是采用PLC的編程語言——梯形語言,梯形語言是在可編程控制器中的應(yīng)用最廣的語言,
12、因?yàn)樗诶^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)的繼電器控制電路??删幊炭刂破魇且环N數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng),它是專為在惡劣工業(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。 長期以來,PLC始終處于工業(yè)自動化控制領(lǐng)域的主戰(zhàn)場,為各種各樣的自動化控制設(shè)備提供了非??煽康目刂茟?yīng)用。它能夠?yàn)樽詣踊刂茟?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)對自動化的需要。 進(jìn)入20世紀(jì)80年代,由于計(jì)算機(jī)
13、技術(shù)和微電子技術(shù)的迅速發(fā)展,極大的推動了PLC的發(fā)展,使的PLC的功能日益增強(qiáng)。如PLC可進(jìn)行模擬量控制、位置控制和PID控制等,易于實(shí)現(xiàn)柔性制造系統(tǒng)。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是一種固態(tài)電子裝置,它利用已存入的程序來控制機(jī)器的運(yùn)行或工藝的工序。PLC 通過輸入/輸出(I/O)裝置發(fā)出控制信號和接受輸入信號。由于PLC綜合了計(jì)算機(jī)和自動化技術(shù),所以它發(fā)展日新月異,大大超過其出現(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,而且可以通過輸入輸出接口建立與各
14、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)過程的自動控制。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,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)。 第一章 三相異步電動機(jī)基礎(chǔ) 1.1 三相異步電動機(jī)的基本結(jié)構(gòu) 三相異步電動機(jī)由靜止的定子和旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子兩個(gè)重要部分組成,定子和轉(zhuǎn)子之間由氣隙分開。圖1-1為三相異步電動機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖。 (a) 外形圖; (b) 內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 圖1-1 三相異步電動機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖 1.1.1 定子 定子由定子鐵心、定子繞組、機(jī)座和端蓋等組成。機(jī)座的主要作用是用來支撐電機(jī)各部件,因此應(yīng)有足夠的
15、機(jī)械強(qiáng)度和剛度,通常用鑄鐵制成。為了減少渦流和磁滯損耗,定子鐵心用0.5 mm厚涂有絕緣漆的硅鋼片疊成,鐵心內(nèi)圓周上有許多均勻分布的槽,槽內(nèi)嵌放定子繞組,如圖1-2所示。 圖1-2 三相異步電動機(jī)的定子 1.1.2 轉(zhuǎn)子 轉(zhuǎn)子由轉(zhuǎn)子鐵心、轉(zhuǎn)子繞組、轉(zhuǎn)軸和風(fēng)扇等組成。轉(zhuǎn)子鐵心也用0.5 mm厚硅鋼片沖成轉(zhuǎn)子沖片疊成圓柱形,壓裝在轉(zhuǎn)軸上。其外圍表面沖有凹槽,用以安放轉(zhuǎn)子繞組。按轉(zhuǎn)子繞組形式不同,可分為繞線式和鼠籠式兩種。 1.2 三相異步電動機(jī)的工作原理 圖1-3為三相異步電動機(jī)工作原理示意圖。為簡單起見,圖中用一對磁極來進(jìn)行分析。 三相定子繞組中通入交流電后,便在空間產(chǎn)
16、生旋轉(zhuǎn)磁場,在旋轉(zhuǎn)磁場的作用下,轉(zhuǎn)子將作切割磁力線的運(yùn)動而在其兩端產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,感應(yīng)電動勢的方向可根據(jù)右手螺旋法則來判斷。由于轉(zhuǎn)子本身為一閉合電路,所以在轉(zhuǎn)子繞組中將產(chǎn)生感應(yīng)電流,稱為轉(zhuǎn)子電流,電流方向與電動勢的方向一致,即上面流出,下面流進(jìn)。 圖1-3 三相異步電動機(jī)工作原理圖 轉(zhuǎn)子電流在旋轉(zhuǎn)磁場中受到電磁力的作用,其方向可由左手定則來判斷,上面的轉(zhuǎn)子導(dǎo)條受到向右的力的作用,下面的轉(zhuǎn)子導(dǎo)條受到向左的力的作用。電磁力對轉(zhuǎn)子的作用稱為電磁轉(zhuǎn)矩。在電磁轉(zhuǎn)矩的作用下,轉(zhuǎn)子就沿著順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動起來,顯然轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動方向與旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)動方向一致。 1.3 三相異步電動機(jī)的幾個(gè)工作過程
17、的分析 1.3.1 三相異步電動機(jī)的起動 三相異步電動機(jī)接通電源,使電機(jī)的轉(zhuǎn)子從靜止?fàn)顟B(tài)到轉(zhuǎn)子以一定速度穩(wěn)定運(yùn)行的過程稱為電動機(jī)的起動過程。起動方法有直接起動和降壓起動兩種。 1.直接起動 直接起動又稱為全壓起動,起動時(shí),將電機(jī)的額定電壓通過刀開關(guān)或接觸器直接接到電動機(jī)的定子繞組上進(jìn)行起動。直接起動最簡單,不需附加的起動設(shè)備,起動時(shí)間短。只要電網(wǎng)容量允許,應(yīng)盡量采用直接起動。但這種起動方法起動電流大,一般只允許小功率的三相異步電動機(jī)進(jìn)行直接起動;對大功率的三相異步電動機(jī),應(yīng)采取降壓起動,以限制起動電流。 2.降壓起動 通過起動設(shè)備將電機(jī)的額定電壓降低后加到電動機(jī)的定子繞
18、組上,以限制電機(jī)的起動電流,待電機(jī)的轉(zhuǎn)速上升到穩(wěn)定值時(shí),再使定子繞組承受全壓,從而使電機(jī)在額定電壓下穩(wěn)定運(yùn)行,這種起動方法稱為降壓起動。 前面講過,起動轉(zhuǎn)矩與電源電壓的平方成正比,所以當(dāng)定子端電壓下降時(shí),起動轉(zhuǎn)矩大大減小。這說明降壓起動適用于起動轉(zhuǎn)矩要求不高的場合,如果電機(jī)必須采用降壓起動,則應(yīng)輕載或空載起動。常用的降壓起動方法有下面三種。 (1) Y-△降壓起動 這種起動方法適用于電動機(jī)正常運(yùn)行時(shí)接法為三角形的三相異步電動機(jī)。電機(jī)起動時(shí),定子繞組接成星形,起動完畢后,電動機(jī)切換為三角形。 圖1-4 Y-△降壓起動控制線路 圖1-4是一個(gè)Y-△降壓起動控制線路,
19、起動時(shí),電源開關(guān)QS閉合,控制電路先使得KM2閉合,電機(jī)星形起動,定子繞組由于采用了星形結(jié)構(gòu),其每相繞阻上承受的電壓比正常接法時(shí)下降了。當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速上升到穩(wěn)定值時(shí),控制電路再控制KM1閉合,于是定子繞組換成三角形接法,電機(jī)開始穩(wěn)定運(yùn)行。定子繞組每相阻抗為|Z|,電源電壓為U1,則采用△連接直接起動時(shí)的線電流為 采用Y連接降壓起動時(shí), 每相繞組的線電流為 則 (1-5) 由式(1-5)可以看出,采用Y-△降壓起動時(shí),起動電流比直接起動時(shí)下降了1/3。電磁轉(zhuǎn)矩與電源電壓的平方成正比,由于電源電壓下降了,所以起動轉(zhuǎn)矩也減小了1/3。 以上分析表明,這種起動方法確實(shí)
20、使電動機(jī)的起動電流減小了,但起動轉(zhuǎn)矩也下降了,因此,這種起動方法是以犧牲起動轉(zhuǎn)矩來減小起動電流的,只適用于允許輕載或空載起動的場合。 (2)自耦變壓器降壓起動 這種起動方法是指起動時(shí),定子繞組接三相自耦變壓器的低壓輸出端,起動完畢后,切掉自耦變壓器并將定子繞組直接接上三相交流電源,使電動機(jī)在額定電壓下穩(wěn)定運(yùn)行。 1.3.2 三相異步電動機(jī)的制動 三相異步電動機(jī)脫離電源之后,由于慣性,電動機(jī)要經(jīng)過一定的時(shí)間后才會慢慢停下來, 但有些生產(chǎn)機(jī)械要求能迅速而準(zhǔn)確地停車,那么就要求對電動機(jī)進(jìn)行制動控制。電動機(jī)的制動方法可以分為兩大類:機(jī)械制動和電氣制動。機(jī)械制動一般利用電磁抱閘的方
21、法來實(shí)現(xiàn);電氣制動一般有能耗制動、反接制動和回饋發(fā)電制動三種方法。 1.能耗制動 正常運(yùn)行時(shí),將QS閉合,電動機(jī)接三相交流電源起動運(yùn)行。制動時(shí),將QS斷開,切斷交流電源的連接,并將直流電源引入電機(jī)的V、W兩相,在電機(jī)內(nèi)部形成固定的磁場。電動機(jī)由于慣性仍然順時(shí)針旋轉(zhuǎn),則轉(zhuǎn)子繞阻作切割磁力線的運(yùn)動,依據(jù)右手螺旋法則,轉(zhuǎn)子繞組中將產(chǎn)生感應(yīng)電流。又根據(jù)左手定則可以判斷,電動機(jī)的轉(zhuǎn)子將受到一個(gè)與其運(yùn)動方向相反的電磁力的作用,由于該力矩與運(yùn)動方向相反,稱為制動力矩,該力矩使得電動機(jī)很快停轉(zhuǎn)。制動過程中,電動機(jī)的動能全部轉(zhuǎn)化成電能消耗在轉(zhuǎn)子回路中,會引起電機(jī)發(fā)熱,所以一般需要在制動回路串聯(lián)一個(gè)大電阻,
22、以減小制動電流。這種制動方法的特點(diǎn)是制動平穩(wěn),沖擊小,耗能小,但需要直流電源,且制動時(shí)間較長,一般多用于起重提升設(shè)備及機(jī)床等生產(chǎn)機(jī)械中。 2.反接制動 反接制動是指制動時(shí),改變定子繞組任意兩相的相序,使得電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)磁場換向,反向磁場與原來慣性旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子之間相互作用,產(chǎn)生一個(gè)與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向相反的電磁轉(zhuǎn)矩,迫使電動機(jī)的轉(zhuǎn)速迅速下降,當(dāng)轉(zhuǎn)速接近零時(shí),切斷電機(jī)的電源,如圖1-6所示。顯然反接制動比能耗制動所用的時(shí)間要短。 (a) 接線圖; (b) 原理圖 圖1-6反接制動示意圖 正常運(yùn)行時(shí),接通KM1,電動機(jī)加順序電源U—V—W起動運(yùn)行。需要制動時(shí),接通KM2, 從圖可以看出,電動機(jī)
23、的定子繞組接逆序電源V—U—W,該電源產(chǎn)生一個(gè)反向的旋轉(zhuǎn)磁場,由于慣性,電動機(jī)仍然順時(shí)針旋轉(zhuǎn),這時(shí)轉(zhuǎn)子感應(yīng)電流的方向按右手螺旋法則可以判斷,再根據(jù)左手定則判斷轉(zhuǎn)子的受力F。顯然,轉(zhuǎn)子會受到一個(gè)與其運(yùn)動方向相反,而與新旋轉(zhuǎn)磁場方向相同的制動力矩,使得電機(jī)的轉(zhuǎn)速迅速降低。當(dāng)轉(zhuǎn)速接近零時(shí),應(yīng)切斷反接電源,否則,電動機(jī)會反方向起動。反接制動的優(yōu)點(diǎn)是制動時(shí)間短,操作簡單,但反接制動時(shí),由于形成了反向磁場,所以使得轉(zhuǎn)子的相對轉(zhuǎn)速遠(yuǎn)大于同步轉(zhuǎn)速,轉(zhuǎn)差率大大增大,轉(zhuǎn)子繞組中的感應(yīng)電流很大,能耗也較大。為限制電流,一般在制動回路中串入大電阻。另外,反接制動時(shí),制動轉(zhuǎn)矩較大,會對生產(chǎn)機(jī)械造成一定的機(jī)械沖擊,影響加
24、工精度,通常用于一些頻繁正反轉(zhuǎn)且功率小于10 kW的小型生產(chǎn)機(jī)械中。 3.回饋發(fā)電制動 回饋發(fā)電制動是指電動機(jī)轉(zhuǎn)向不變的情況下,由于某種原因,使得電動機(jī)的轉(zhuǎn)速大于同步轉(zhuǎn)速,比如在起重機(jī)械下放重物、電動機(jī)車下坡時(shí),都會出現(xiàn)這種情況,這時(shí)重物拖動轉(zhuǎn)子,轉(zhuǎn)速大于同步轉(zhuǎn)速,轉(zhuǎn)子相對于旋轉(zhuǎn)磁場改變運(yùn)動方向,轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動勢及轉(zhuǎn)子電流也反向,于是轉(zhuǎn)子受到制動力矩,使得重物勻速下降。此過程中電動機(jī)將勢能轉(zhuǎn)換為電能回饋給電網(wǎng),所以稱為回饋發(fā)電制動。 第二章
25、 PLC基礎(chǔ) 2.1 PLC的定義 可編程邏輯控制器,一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng),專為在工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)的。它采用一類可編程的存儲器,用于其內(nèi)部存儲程序,執(zhí)行邏輯運(yùn)算,順序控制,定時(shí),計(jì)數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶的指令,并通過數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。 2.2 PLC與繼電器控制的區(qū)別 1.控制方式 繼電器的控制是采用硬件接線實(shí)現(xiàn)的,是利用繼電器機(jī)械觸點(diǎn)的串聯(lián)或并聯(lián)極延時(shí)繼電器的滯后動作等組合形成控制邏輯,只能完成既定的邏輯控制。PLC采用存儲邏輯,其控制邏輯是以程序方式存儲在內(nèi)存中,要改變控制邏輯,只需改變程序即可,稱軟接線。 2.控制速度 繼電器
26、控制邏輯是依靠觸點(diǎn)的機(jī)械動作實(shí)現(xiàn)控制,工作頻率低,毫秒級,機(jī)械觸點(diǎn)有抖動現(xiàn)象。PLC是由程序指令控制半導(dǎo)體電路來實(shí)現(xiàn)控制,速度快,微秒級,嚴(yán)格同步,無抖動。 3.延時(shí)控制 繼電器控制系統(tǒng)是靠時(shí)間繼電器的滯后動作實(shí)現(xiàn)延時(shí)控制,而時(shí)間繼電器定時(shí)精度不高,受環(huán)境影響大,調(diào)整時(shí)間困難。 PLC用半導(dǎo)體集成電路作定時(shí)器,時(shí)鐘脈沖由晶體振蕩器產(chǎn)生,精度高,調(diào)整時(shí)間方便,不受環(huán)境影響。 2.3 PLC的工作原理 當(dāng)PLC投入運(yùn)行后,其工作過程一般分為三個(gè)階段,即輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新三個(gè)階段。完成上述三個(gè)階段稱作一個(gè)掃描周期。在整個(gè)運(yùn)行期間,PLC的CPU以一定的掃描速度重復(fù)執(zhí)行上述三
27、個(gè)階段。 (一) 輸入采樣階段 在輸入采樣階段,PLC以掃描方式依次地讀入所有輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù),并將它們存入I/O映象區(qū)中的相應(yīng)得單元內(nèi)。輸入采樣結(jié)束后,轉(zhuǎn)入用戶程序執(zhí)行和輸出刷新階段。在這兩個(gè)階段中,即使輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)發(fā)生變化,I/O映象區(qū)中的相應(yīng)單元的狀態(tài)和數(shù)據(jù)也不會改變。因此,如果輸入是脈沖信號,則該脈沖信號的寬度必須大于一個(gè)掃描周期,才能保證在任何情況下,該輸入均能被讀入。 (二) 用戶程序執(zhí)行階段 在用戶程序執(zhí)行階段,PLC總是按由上而下的順序依次地掃描用戶程序(梯形圖)。在掃描每一條梯形圖時(shí),又總是先掃描梯形圖左邊的由各觸點(diǎn)構(gòu)成的控制線路,并按先左后右、先上后下的順
28、序?qū)τ捎|點(diǎn)構(gòu)成的控制線路進(jìn)行邏輯運(yùn)算,然后根據(jù)邏輯運(yùn)算的結(jié)果,刷新該邏輯線圈在系統(tǒng)RAM存儲區(qū)中對應(yīng)位的狀態(tài);或者刷新該輸出線圈在I/O映象區(qū)中對應(yīng)位的狀態(tài);或者確定是否要執(zhí)行該梯形圖所規(guī)定的特殊功能指令。 即,在用戶程序執(zhí)行過程中,只有輸入點(diǎn)在I/O映象區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)不會發(fā)生變化,而其他輸出點(diǎn)和軟設(shè)備在I/O映象區(qū)或系統(tǒng)RAM存儲區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)都有可能發(fā)生變化,而且排在上面的梯形圖,其程序執(zhí)行結(jié)果會對排在下面的凡是用到這些線圈或數(shù)據(jù)的梯形圖起作用;相反,排在下面的梯形圖,其被刷新的邏輯線圈的狀態(tài)或數(shù)據(jù)只能到下一個(gè)掃描周期才能對排在其上面的程序起作用。在程序執(zhí)行的過程中如果使用立即I/O指
29、令則可以直接存取I/O點(diǎn)。即使用I/O指令的話,輸入過程影像寄存器的值不會被更新,程序直接從I/O模塊取值,輸出過程影像寄存器會被立即更新,這跟立即輸入有些區(qū)別。 (三) 輸出刷新階段 當(dāng)掃描用戶程序結(jié)束后,PLC就進(jìn)入輸出刷新階段。在此期間,CPU按照I/O映象區(qū)內(nèi)對應(yīng)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)刷新所有的輸出鎖存電路,再經(jīng)輸出電路驅(qū)動相應(yīng)的外設(shè)。這時(shí),才是PLC的真正輸出。 2.4 PLC的應(yīng)用分類 目前,PLC在國內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機(jī)械制造、汽車、輕紡、交通運(yùn)輸、環(huán)保及文化娛樂等各個(gè)行業(yè),使用情況大致可歸納為如下幾類?! ? 1.開關(guān)量的邏輯控制 這是PLC
30、最基本、最廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域,它取代傳統(tǒng)的繼電器電路,實(shí)現(xiàn)邏輯控制、順序控制,既可用于單臺設(shè)備的控制,也可用于多機(jī)群控及自動化流水線。如注塑機(jī)、印刷機(jī)、訂書機(jī)械、組合機(jī)床、磨床、包裝生產(chǎn)線、電鍍流水線等?! ? 2.模擬量控制 在工業(yè)生產(chǎn)過程當(dāng)中,有許多連續(xù)變化的量,如溫度、壓力、流量、液位和速度等都是模擬量。為了使可編程控制器處理模擬量,必須實(shí)現(xiàn)模擬量(Analog)和數(shù)字量(Digital)之間的A/D轉(zhuǎn)換及D/A轉(zhuǎn)換。PLC廠家都生產(chǎn)配套的A/D和D/A轉(zhuǎn)換模塊,使可編程控制器用于模擬量控制。 3.運(yùn)動控制 PLC可以用于圓周運(yùn)動或直線運(yùn)動的控制。從控制機(jī)構(gòu)配置來說,早期直接用于開關(guān)量
31、I/O模塊連接位置傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu),現(xiàn)在一般使用專用的運(yùn)動控制模塊。如可驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)的單軸或多軸位置控制模塊。世界上各主要PLC廠家的產(chǎn)品幾乎都有運(yùn)動控制功能,廣泛用于各種機(jī)械、機(jī)床、機(jī)器人、電梯等場合?! ? 4.過程控制 過程控制是指對溫度、壓力、流量等模擬量的閉環(huán)控制。作為工業(yè)控制計(jì)算機(jī),PLC能編制各種各樣的控制算法程序,完成閉環(huán)控制。PID調(diào)節(jié)是一般閉環(huán)控制系統(tǒng)中用得較多的調(diào)節(jié)方法。大中型PLC都有PID模塊,目前許多小型PLC也具有此功能模塊。PID處理一般是運(yùn)行專用的PID子程序。過程控制在冶金、化工、熱處理、鍋爐控制等場合有非常廣泛的應(yīng)用?! ? 5.數(shù)據(jù)處理 現(xiàn)代P
32、LC具有數(shù)學(xué)運(yùn)算(含矩陣運(yùn)算、函數(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算)、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、排序、查表、位操作等功能,可以完成數(shù)據(jù)的采集、分析及處理。這些數(shù)據(jù)可以與存儲在存儲器中的參考值比較,完成一定的控制操作,也可以利用通信功能傳送到別的智能裝置,或?qū)⑺鼈兇蛴≈票?。?shù)據(jù)處理一般用于大型控制系統(tǒng),如無人控制的柔性制造系統(tǒng);也可用于過程控制系統(tǒng),如造紙、冶金、食品工業(yè)中的一些大型控制系統(tǒng)。 6.通信及聯(lián)網(wǎng) PLC通信含PLC間的通信及PLC與其它智能設(shè)備間的通信。隨著計(jì)算機(jī)控制的發(fā)展,工廠自動化網(wǎng)絡(luò)發(fā)展得很快,各PLC廠商都十分重視PLC的通信功能,紛紛推出各自的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。新近生產(chǎn)的PLC都具有通信接口,通信
33、非常方便。 第三章 總體設(shè)計(jì) 3.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 三相異步電動機(jī)根據(jù)工作要求不同,主要進(jìn)行降壓啟動、正反轉(zhuǎn)、自動循環(huán)、制動、變速等不同控制,該設(shè)計(jì)要求把對電動機(jī)的上述控制采用PLC控制來實(shí)現(xiàn),使系統(tǒng)的性能更完善。我們國家的標(biāo)準(zhǔn)電壓是380V和220V兩種制式,生產(chǎn)廠家也是按這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)生產(chǎn)的你們公司定做的,一定有其原因和內(nèi)行的專業(yè)技術(shù)人員指導(dǎo)的,理論上講是沒什么問題的,可以正常使用。設(shè)計(jì)功率大,實(shí)際使用功率小點(diǎn),電動機(jī)起熱電流大是正常的。就像設(shè)計(jì)是十匹馬拉的車現(xiàn)在用八匹馬拉車,那每匹馬拉車的力就用的多一點(diǎn)。要想解決這個(gè)問題的辦法是提高電壓!結(jié)構(gòu)原理框圖如下圖1所示。
34、 計(jì)算機(jī) PLC可編程 控制器 轉(zhuǎn) 換 電 路 三相異 步電動機(jī) 三相異步電動機(jī)驅(qū)動器 圖1結(jié)構(gòu)原理框圖 3.2 系統(tǒng)配置 在PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí),首先應(yīng)確定控制方案,下一步工作就是PLC工程設(shè)計(jì)選型。工藝流程的特點(diǎn)和應(yīng)用要求是設(shè)計(jì)選型的主要依據(jù)。PLC及有關(guān)設(shè)備應(yīng)是集成的、標(biāo)準(zhǔn)的,按照易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體,易于擴(kuò)充其功能的原則選型所選用PLC應(yīng)是在相關(guān)工業(yè)領(lǐng)域有投運(yùn)業(yè)績、成熟可靠的系統(tǒng),PLC的系統(tǒng)硬件、軟件配置及功能應(yīng)與裝置規(guī)模和控制要求相適應(yīng)。熟悉可編程序控制器、功能表圖及有關(guān)的編程語言有利于縮短編程時(shí)
35、間,因此,工程設(shè)計(jì)選型和估算時(shí),應(yīng)詳細(xì)分析工藝過程的特點(diǎn)、控制要求,明確控制任務(wù)和范圍確定所需的操作和動作,然后根據(jù)控制要求,估算輸入輸出點(diǎn)數(shù)、所需存儲器容量、確定PLC的功能、外部設(shè)備特性等,最后選擇有較高性能價(jià)格比的PLC和設(shè)計(jì)相應(yīng)的控制系。 選擇PLC機(jī)型應(yīng)考慮兩個(gè)問題: (1) PLC的容量應(yīng)為多大? (2) 選擇什么公司的PLC及外設(shè)。本系統(tǒng)共包括12路開關(guān)量,7路模擬量選擇PLC時(shí),應(yīng)考慮性能價(jià)格比??紤]經(jīng)濟(jì)性時(shí),應(yīng)同時(shí)考慮應(yīng)用的可擴(kuò)展性、可操作性、投入產(chǎn)出比等因素,進(jìn)行比較和兼顧,最終選出較滿意的產(chǎn)品。 目前,各個(gè)廠家生產(chǎn)的PLC其品種、規(guī)格及功能都各不相同。由于本設(shè)計(jì)的
36、需要我選擇了日本松下電工公司的FP系列PLC,既FP0。FP0是超小型PLC,之所以選擇松下公司生產(chǎn)的PLC,是因?yàn)槠洚a(chǎn)品特點(diǎn)有以下三個(gè)特點(diǎn): (1)豐富的指令系統(tǒng),有將近200條指令。 (2)有強(qiáng)大通信功能。 (3)CPU處理速度快。 3.2.1三相異步電動機(jī)正反轉(zhuǎn)PLC控制線路圖 要求當(dāng)按下正轉(zhuǎn)按鈕,電機(jī)連續(xù)正轉(zhuǎn),此時(shí)反轉(zhuǎn)按鈕不起作用(互鎖),按下停止按鈕電機(jī)斷開電源,按下反轉(zhuǎn)按鈕電機(jī)連續(xù)反轉(zhuǎn),正轉(zhuǎn)不起作用。圖2所示為三相異步電機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制原理圖。主電路中,KM1的三個(gè)常開觸點(diǎn)控制電動機(jī)的正向運(yùn)轉(zhuǎn),KM2三個(gè)常開觸電控制電動機(jī)的反向運(yùn)轉(zhuǎn)。為節(jié)省輸入點(diǎn)數(shù),接線圖中把熱繼電器FR的
37、長閉觸電串聯(lián)于輸出電路中而未作為輸入信號處理。為避免接觸器的線圈斷電后觸電由于熔焊仍然接通情況下另一個(gè)接觸器得電吸合,在輸出電路中設(shè)置了接觸起輔助常閉觸電的互鎖三相異步電動機(jī)的工作原理應(yīng)該是:當(dāng)向三相定子繞組中通過入對稱的三相交流電時(shí),就產(chǎn)生了一個(gè)以同步轉(zhuǎn)速n1沿定子和轉(zhuǎn)子內(nèi)圓空間作順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)磁場。由于旋轉(zhuǎn)磁場以n1轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn),轉(zhuǎn)子導(dǎo)體開始時(shí)是靜止的,故轉(zhuǎn)子導(dǎo)體將切割定子旋轉(zhuǎn)磁場而產(chǎn)生感應(yīng)電動勢(感應(yīng)電動勢的方向用右手定則判定)。 輸入 輸出 SB3:X0 KM1:Y1 SB1:X1 KM2:Y2 SB2:X2
38、 SB1為正 SB2為反 KM1為正轉(zhuǎn)接觸線圈 KM2為反轉(zhuǎn)接觸線圈 三相異步電機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制梯型圖如圖3采用了兩個(gè)自保電路的組合,并像繼電器控制一樣采用了Y0、Y1常閉觸電串于對方進(jìn)行電器互鎖。為了能達(dá)到正反轉(zhuǎn)的直接轉(zhuǎn)換,將各自啟動按鈕對應(yīng)的輸入繼電器的常閉觸電串于對方,進(jìn)行按鈕互鎖。通過啟保電路以及正反轉(zhuǎn)電路可以看出,梯型圖電路和繼電器控制中的控制電路有很大的相似性,應(yīng)為原理是一樣的,這也正是熟悉繼電器控制電路工程技術(shù)人員學(xué)習(xí)可編程控制器的原因。 圖2 三相異步電機(jī)的正反轉(zhuǎn)
39、控制原理圖 圖3 梯形圖 3.2.2三相異步電動機(jī)正反轉(zhuǎn)PLC控制的梯形圖、指令表 ? 將PLC聯(lián)上編程器并接通電源后,PLC電源指示燈亮,將編程器開關(guān)打到“PROGRAM”位置,這時(shí)PLC處于編程狀態(tài)。編程器顯示PASSWORD!這時(shí)依次按Clr鍵和Montr鍵,直至屏幕顯示地址號0000,這時(shí)即可輸入程序。 ??? 在輸入程序前,需清除存儲器中內(nèi)容,依次按Clr、Play/Set, Not,Rec/Reset和Montr鍵,即將全部程序清除。按照以上控制的梯形圖或程序指令將控制程序?qū)懭隤LC,當(dāng)上述3部分程序輸入到PLC指令如下表1。 指令表1 步序
40、 指令 步序 指令 0 LD X1 6 OR Y2 1 OR Y1 7 ANI XO 2 ANI Y2 8 ANI Y1 3 ANI Y2 9
41、 OUT Y2 4 OUT Y1 10 END 5 LD X2 相異步電動機(jī)的起、制動PLC控制 可編程序控制器是在繼電器控制和計(jì)算機(jī)控制的基礎(chǔ)上開發(fā)的產(chǎn)品,自60年代末,美國首先研制和使用可編程控制器以后,世界各國特別是日本和聯(lián)邦德國也相繼開發(fā)了各自的PLC(programmable logic controller),因此,與傳統(tǒng)的繼電器接觸器控制系統(tǒng)相比較,筆者認(rèn)為采用PLC實(shí)現(xiàn)三項(xiàng)異步電動機(jī)起制動控制是
42、最明智的選擇。下面就是設(shè)計(jì)的采用PLC實(shí)現(xiàn)的三項(xiàng)異步電動機(jī)起制動控制電路的接線圖、梯形圖和指令程序。 在繼電器控制的基本環(huán)節(jié)中,有這樣一個(gè)制動、連續(xù)控制依靠接觸器的自鎖觸點(diǎn)進(jìn)行自鎖;點(diǎn)動時(shí)依靠復(fù)合式點(diǎn)動按鈕的常閉觸電斷開自鎖回路,隨后起常開觸電接通接觸器線圈,使接觸器通電閉合,此時(shí)盡管接觸器的輔助常開觸電也閉合,但并未起到自鎖作用,從而實(shí)現(xiàn)了起、制動控制。 起制動的原理圖如圖4所示:
43、 圖4 PLC控制的輸入輸出接線圖
44、 PLC控制邏輯與傳統(tǒng)的繼電器接觸器控制系統(tǒng)基本一致,其工作過程如下: 起動時(shí),按下起動按鈕SB1,X0常開觸點(diǎn)閉合,Y0線圈接通并自鎖,KM1線圈接通主觸頭吸合,電動機(jī)串入限流電阻R開始起動,同時(shí)Y0的兩對常開觸點(diǎn)閉合,當(dāng)電動機(jī)轉(zhuǎn)速上升到某一定值時(shí),KS1的常開觸點(diǎn)閉合,X2常開觸點(diǎn)閉合,M1線圈接通并自鎖,M1的常開觸點(diǎn)接通Y2的線圈,KM3線圈有電主觸頭吸合,短接起動電阻,電機(jī)轉(zhuǎn)速上升至給定值時(shí)投入穩(wěn)定運(yùn)行。制動時(shí),按下停機(jī)按鈕SB2,X1常開觸點(diǎn)斷開Y0線圈,使KM1失電釋放,而Y0的常閉觸點(diǎn)接通Y1線圈,制動用的接觸器KM2線圈通電,對調(diào)兩相電源的相序,電動機(jī)處于反接制動狀態(tài)。
45、 I/O接口功能如下: 輸入 輸出 SB3:X0 KM1:Y1 SB1:X1 KM2:Y2 SB2:X2 SB1為正 SB2為反 KM1為正轉(zhuǎn)接觸線圈 KM2為起動接觸線圈 KM3為制動接觸線圈 運(yùn)行的梯形圖如圖5所示: 圖5 梯形圖 與此同時(shí),Y0的常開觸點(diǎn)斷開Y2的線圈,KM3失電釋放,串入電阻R限制制動電流。當(dāng)電動機(jī)轉(zhuǎn)速迅速下降至某一定值時(shí),KS1常開觸點(diǎn)斷開,X2常
46、開觸點(diǎn)斷開M1的線圈,M1的常開觸點(diǎn)斷開Y1線圈,KM2失電釋放,電動機(jī)很快停下來。過載時(shí),熱繼電器FR常開觸點(diǎn)閉合,X3的兩對常閉觸點(diǎn)斷開Y0和M1的線圈,從而使KM1或KM2失電釋放,起到過載保護(hù)作用。 上述控制過程指令程序如下表2: 指令表 2 步序 指令 步序 指令 0 LD X1 9 LD Y0 1 OR Y1
47、 10 OR M1 2 ANI X0 11 AND X2 3 ANI X2 12 ANI X3 4 ANI X3 13 OUT M1 5 OUT Y1 14 LD M1 6 LD M1 15
48、AND Y0 7 ANI X2 16 OUT Y2 8 OUT Y1 17 END 3.3 三相異步電動機(jī)的調(diào)速系統(tǒng)PLC控制 已知某三相異步電動機(jī)啟動和自動加速的繼電器控制線路,現(xiàn)用可編程控制器來實(shí)現(xiàn)。因?yàn)闊o意繼電器線路進(jìn)行對應(yīng)翻譯,我們知道啟動及自動加速的對應(yīng)順序?yàn)镵M1,KM2,KM3就足夠了。 共有啟動及停止兩個(gè)輸入信號,對應(yīng)三個(gè)接觸器的三個(gè)輸出信號,三個(gè)接觸器在硬件上進(jìn)行互鎖,從而得到控制電路圖6所示的PLC外部接線圖。在梯形圖中,用Y0、Y1、Y2、中的任意
49、兩個(gè)常閉觸點(diǎn)去互鎖另一個(gè)的線圈,以保證它們不會同時(shí)為ON。X1常閉觸點(diǎn)串于Y0、Y1、Y2的線圈回路中,以確保啟動后隨時(shí)可以停止。用定時(shí)器的常開觸點(diǎn)接通一個(gè)輔助繼電器,由此輔助繼電器的常閉觸點(diǎn)來斷開定時(shí)器線圈,由此輔助繼電器的常開觸點(diǎn)接通下一個(gè)線圈,以確保定時(shí)器能可靠啟動下一個(gè)電路。 I/O口控制功能如下: 輸入 輸出 SB3:X0 KM1:Y1 SB1:X1 KM2:Y2 SB2:X2 SB1為正 SB2為反 KM1為正轉(zhuǎn)接觸線圈
50、 KM2為反轉(zhuǎn)接觸線圈 控制電路如下圖6所示: 圖6 PLC控制電路圖 這就是三相異步電動機(jī)速度控制的PLC控制部分的電路圖,很自然的可以看出PLC怎么控制三相異步電動機(jī)的速度的,就是由按鈕SB1控制啟動,SB2控制停止,KM1、KM2、KM3線圈控制三相異步電動機(jī)的速度,F(xiàn)R控制電源部分。 工作過程簡述如下:點(diǎn)動SB1啟動按鈕,X0為ON,X1、M0、Y1、Y2為OFF,所以Y0為ON,電動機(jī)低速啟動運(yùn)行;下個(gè)周期即使X0為OFF,Y0也能通過Y0常開觸點(diǎn)的閉合進(jìn)行自保。Y0為ON的同時(shí),T0進(jìn)行計(jì)時(shí),計(jì)夠6s后,T0常開觸點(diǎn)接通,Y1常閉觸點(diǎn)處于閉合狀態(tài),所以
51、這個(gè)周期M0為ON,但這個(gè)周期M0常開觸點(diǎn)閉合并不能使Y1為ON,因?yàn)檫@個(gè)周期Y0常閉觸點(diǎn)是斷開的。下個(gè)周期,M0常閉觸點(diǎn)并聯(lián)M0的常開觸點(diǎn)的斷開使Y0、T0為OFF,這個(gè)周期T0常開觸點(diǎn)斷開,如果不給T0的常開觸點(diǎn)并聯(lián)M0的常開觸點(diǎn),則這個(gè)周期M0為OFF,從而M0常開觸點(diǎn)不能啟動Y1、T1,所以M0的自保觸點(diǎn)很重要,它確保這個(gè)周期里M0扔為ON,而這個(gè)周期Y0的常閉觸點(diǎn)已經(jīng)閉合,結(jié)果能使Y1、T1為ON,電動機(jī)轉(zhuǎn)入中速運(yùn)行。緊接著下個(gè)周期里,Y1的常閉觸點(diǎn)斷開,使M0為OFF,但Y1已能夠利用自己的常開觸點(diǎn)自保了。中 速轉(zhuǎn)入高速的情況與上述類同,在此不再分析。 控制梯形圖如下圖7所
52、示: 低速 K60 中速 K90 高速 圖7 梯形圖 如果將T0線圈和M0常閉觸點(diǎn)與Y0線圈的串聯(lián)進(jìn)行并聯(lián),則與T0常開觸點(diǎn)并聯(lián)的M0自保觸點(diǎn)可以省略了。M1自保觸點(diǎn)也是一樣的情況。 總電路圖如下圖8: L1 L2 L3 圖8 總電路圖 三相異步電動機(jī)改變電壓是不會改變轉(zhuǎn)速的,常用的就是改變磁極對數(shù).改變?nèi)嚯娫吹念l率.改變轉(zhuǎn)差率,上面兩種都常見的調(diào)速方法.改變磁極對數(shù)要看電機(jī)是否合適,如里是二極的電機(jī)就不能改了,再一個(gè)就是改變后它
53、的輸出功率也會相應(yīng)改變的,不是無級變速的.改變電源的頻率就要用變頻器,但是可以在一定范圍的無級調(diào)速.改變轉(zhuǎn)差率使用范圍會小點(diǎn),只用在較大功率的繞線電機(jī)上,中小電機(jī)的轉(zhuǎn)子是不繞線的,改變轉(zhuǎn)子感生電動勢的頻率就改變了電動機(jī)的轉(zhuǎn)速.另外最簡單的辦法就是把電動機(jī)換成滑差電機(jī),就可以無級調(diào)速了,由于在調(diào)速過程中,電機(jī)轉(zhuǎn)速不變,這樣輸出轉(zhuǎn)速可以調(diào)的很低對電機(jī)也沒有影響。 三相異步電動機(jī)速度控制在這里是由PLC控制的,下面是控制部分的指令表3: 指令表 3 步序 指令 步序 指令
54、 0 LD X1 9 LD Y0 1 OR Y1 10 OR X1 2 ANI X0 11 AND X2 3 ANI X2 12 ANI X3 4 ANI X3 13 OUT X1 5 O
55、UT Y1 14 LD X1 6 LD X1 15 AND Y0 7 ANI X2 16 OUT Y2 8 OUT Y1 17 END 3.4 三相異步電動機(jī)使用PLC控制優(yōu)點(diǎn) 本次設(shè)計(jì)就對三相異步電動機(jī)的正反轉(zhuǎn)、制動、調(diào)速等系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì),還有其它的像降壓啟動和自動循環(huán)
56、控制在這里我就不在設(shè)計(jì),主電路都是一樣的,就控制電路有一點(diǎn)小差異。使用PLC控制三相異步電動機(jī)有很多好處的:不宜老化、設(shè)備簡單、結(jié)構(gòu)合理、便于控制、價(jià)格便宜等。三相異步電動機(jī)要旋轉(zhuǎn)起來的先決條件是具有一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場,三相異步電動機(jī)的定子繞組就是用來產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場的。 我們知道,但相電源相與相之間的電壓在相位上是相差120度的,三相異步電動機(jī)定子中的三個(gè)繞組在空間方位上也互差120度,這樣,當(dāng)在定子繞組中通入三相電源時(shí),定子繞組就會產(chǎn)生一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場。電流每變化一個(gè)周期,旋轉(zhuǎn)磁場在空間旋轉(zhuǎn)一周,即旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)速度與電流的變化是同步的。旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速為:n=60f/P 式中f為電源頻率、P是磁場的磁
57、極對數(shù)、n的單位是:每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)。根據(jù)此式我們知道,電動機(jī)的轉(zhuǎn)速與磁極數(shù)和使用電源的頻率有關(guān)。用PLC控制三相異步電動機(jī)也需要對電動機(jī)的屬性和旋轉(zhuǎn)方式有所了解,這樣才能控制好三相異步電動機(jī)的方向和特性,不至于使用不當(dāng)使電動機(jī)損壞,電動機(jī)的頻率一定要符合要求。 3.5系統(tǒng)調(diào)試 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,在線工作后把程序?qū)懭肟删幊绦蚩刂破鞯某绦虼鎯^(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)、快速、中速、慢速、單步、定
58、步控制。 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。 通過調(diào)試找出問題的所在,相應(yīng)的修改程序。在編程過程中難免會有不足之處,因此通過調(diào)試,再修改程序可以更好實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的功能。例如原來我用PO1、PO2、PO3來控制電機(jī)運(yùn)行的快速、中速、慢速,發(fā)現(xiàn)按鈕不能自鎖,后來通過20.00、20.01、20.02三個(gè)中間繼電器,并補(bǔ)充了一些程序?qū)崿F(xiàn)了自鎖功能。 第四章 結(jié)束語 本文設(shè)計(jì)和制作了三相異步電動機(jī)的PLC控制系統(tǒng),該電路主要以性能穩(wěn)定、簡單實(shí)用為目的,整體制作符合要求。 通過概述使
59、大家充分了解了該控制系統(tǒng)的原理與功能。從摘要和引言部分概要介紹了其可靠性和實(shí)用性。第二部分介紹了總體設(shè)計(jì)方案的要求;第三部分介紹三相異步電動機(jī)的PLC控制的設(shè)計(jì)原理,從對三相異步電動機(jī)的PLC控制現(xiàn)象中發(fā)現(xiàn)了存在許多問題,通過對系統(tǒng)的檢測來判斷程序的是否可用,并且從數(shù)學(xué)的角度分析了PLC與三相異步電動機(jī)控制的關(guān)系;第四部分詳細(xì)介紹三相異步電動機(jī)的PLC控制電路設(shè)計(jì)原理與各單元電路的設(shè)計(jì),從系統(tǒng)原理的角度得出系統(tǒng)分為模擬和數(shù)字兩部分;第五部分介紹了軟件設(shè)計(jì)。 通過本次電路的設(shè)計(jì),我對三相異步電動機(jī)的PLC控制系統(tǒng)原理有了進(jìn)一步的了解,在三相異步電動機(jī)的PLC控制分析中PLC產(chǎn)生了濃厚的興趣,提
60、高了科學(xué)的分析和運(yùn)用能力,由于本人水平有限,因此對其中的原理和實(shí)際操作方法有待深入的學(xué)習(xí)研究和提高。文中有不足之處懇請各位老師加以指導(dǎo),本學(xué)生衷心感謝。 時(shí)光如梭,轉(zhuǎn)眼之間四年的學(xué)習(xí)生活在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)后將畫上圓滿的句號。在這四年中,河南科技學(xué)院的各位領(lǐng)導(dǎo)、老師和同學(xué)對我的學(xué)習(xí)給予了很大的支持和幫助,我在這里不僅體會到了學(xué)習(xí)的樂趣,而且也感受到了集體給我的關(guān)懷,在此謹(jǐn)對各位表示衷心的感謝。 在本次設(shè)計(jì)中我不僅受到指導(dǎo)老師的學(xué)風(fēng)、師德的熏陶,而且他的學(xué)識和風(fēng)范、關(guān)懷和教誨,將成為我永遠(yuǎn)的精神動力,并相信這在我的人生中將會受益匪淺,同時(shí)也使自己的理論學(xué)習(xí)和實(shí)際聯(lián)系得更加緊密。也更加端正了自己的工
61、作作風(fēng)和學(xué)習(xí)態(tài)度,以及工作中的持之以恒的精神。 另外,在我設(shè)計(jì)期間,同組同學(xué)也給了我很多的幫助,在此我也向他們表達(dá)我真誠的謝意。 參考文獻(xiàn) [1]凌云.PS7219顯示驅(qū)動器及其在PLC中的應(yīng)用.湖南冶金職業(yè)技術(shù)學(xué)院報(bào),2003 [2]張桂香.電氣控制與PLC應(yīng)用.化學(xué)工業(yè)出版社,2003 [3]王成福.PLC在多路溫度采集顯示系統(tǒng)中的應(yīng)用.電子技術(shù),2003 [3]張桂苓.淺談現(xiàn)代PLC的優(yōu)勢特點(diǎn).電子技術(shù),2003 [5]李丹,楊素英.可編程序控制器通用數(shù)據(jù)采集方法的研究.大連理工學(xué)報(bào),2001 [6]齊曉慧,董海瑞.自動控制原理虛擬實(shí)驗(yàn)研究[J].
62、中國教育教學(xué)雜志,2006 [7]劉曉燕.自動控制原理課程教改探索[J].重慶職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào),2006 [8]羅建軍.MATLAB教程[M].北京:電子工業(yè)出版社,2005 [9]龔其春,葉騫.新型氣體泄漏超聲檢測系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)[J].電子技術(shù)應(yīng)2005 [10]邱水紅,甘仲民自適應(yīng)數(shù)字波束形成的抗干擾新技術(shù)[J].電信快報(bào),1999 [11]朱近康.面向新一代移動通信的智能移動通信技術(shù)[J].電子學(xué)報(bào),1999 [12]謝顯中.第三代移動通信系統(tǒng)技術(shù)與實(shí)現(xiàn)[M].北京:電子工業(yè)出版社,2004 [13]肖杰,荊雷.智能天線在移動通信中的應(yīng)用[J].郵電設(shè)計(jì)技術(shù),2004 [14]李釗,韋瑋.第四代移動通信中的多天線技術(shù)[J].移動通信,2005 第 25 頁 共 34 頁 免責(zé)聲明:圖文來源于網(wǎng)絡(luò)搜集,版權(quán)歸原作者所以 若侵犯了您的合法權(quán)益,請作者與本上傳人聯(lián)系,我們將及時(shí)更正刪除。
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