PLC电机控制要点

电气控制系统设计（自动化14级）

电机闭环控制设计

学生姓名王武江

学号 14137227 系别机械与电气工程学院

专业班级自动化141

指导教师鲁志康

填写日期2017/11/10

目录

目录 (32)

1.PLC简介 (33)

1.1PLC特点 (1)

1.2 PLC的功能与应用 (3)

2.EV1000系列通用变频器 (4)

2.1变频器安装 (4)

2.2 概述 (7)

2.3主回路输入输出端子 (9)

2.4控制回路配置及配线 (10)

2.5基本运行参数 (13)

3.PLC梯形图 (16)

3.1电机正反转控制： (16)

3.2转速测量： (497)

4.触摸屏界面控制 (507)

4.1 工作界面： (508)

4.2 参数设置界面： (20)

5.个人体会 (20)

6. 参考文献 (21)

引言

随着变频调速技术的不断发展，交流传动系统的性能突飞猛进。交流异步电动机以其低廉的造价、坚固的结构得到了越来越广泛的应用。在交流传动的许多应用场合中，均对电机的调速性能和定位性能提出了较高的要求。异步电动机以其大功率、高

性价比的独特优势而占有一席之地，但同时其调速性能和定位性能却不甚完美，尚需完善。本次实验基于可编程控制器（PLC）硬件平台的异步电动机综合控制系统。该系统通过可编程逻辑控制器（PLC）来控制变频器，最终实现异步电动机转速的闭环控制。并通过HMI面板直观的显示出来。

本实训任务如下：

一、概况

某专用车床主轴电机（1KW）的旋转运动需要启停、调速、正反转，但需要冷却泵先启动，冷却泵功率为0.5KW，可单独启动。系统采用交流电动机拖动，电气控制可采用人机界面和PLC控制，使控制系统较为先进、简洁。

二、控制要求

控制的电机有二台电机：旋转主电机、冷却泵。系统有短路保护措施。主电机可变频调速，速度在人机界面上可调，实现闭环调速，速度上升和下降时间为3秒；主电机冷却泵能够在触摸屏上运行控制，实现控制系统的设计。

三、要求完成以下设计内容：

1）根据控制要求，进行电气控制系统总体设计；

2）完成控制箱的电气原理图、安装图设计；

3）完成人机界面；

4）PLC梯形图设计；

5）编制元器件目录清单；

6）编写设计报告，其中包括设计安装说明和使用；

7）其他需要说明的问题；

8）附：参考资料、参考书及参考手册。

1.PLC简介

1.1 PLC特点

可编程控制器（PLC）是一种以微处理技术为基础，将控制处理规则存储于存储器中，应用于以控制开关量为主或包括控制参量在内的逻辑控制、机电运动控制或过程控制等工业控制领域的新型工业控制装置。

1．可靠性高，抗干扰能力强

这往往是用户选择控制装置的首要条件。可编程控制器生产厂家在硬件方面和软件方面上采取了一系列抗干扰措施，使它可以直接安装于工业现场而稳定可靠地工作。目前各生产厂家生产的可编程控制器，其平均无故障时间都大大地超过了IEC 规定的10万小时(折合为4166天，约11年)。而且为了适应特殊场合的需要，有的可编程控制器生产商还采用了冗余设计和差异设计(如德国Pilz公司的可编程控制器)，进一步提高了其可靠性。

2．适应性强，应用灵活

由于可编程控制器产品均成系列化生产，品种齐全，多数采用模块式的硬件结构，组合和扩展方便，用户可根据自己需要灵活选用，以满足系统大小不同及功能繁简各异的控制系统要求。

3．编程方便，易于使用

可编程控制器的编程可采用与继电器电路极为相似的梯形图语言，直观易懂，深受现场电气技术人员的欢迎。近年来又发展了面向对象的顺控流程图语言，也称功能图，使编程更简单方便。

PLC的基本结构图

1.2 PLC的功能与应用

功能：

1. 控制功能逻辑控制、定时控制、计数控制、顺序控制

2. 数据采集、存储与处理功能数学运算功能、数据处理、模拟数据处理

3. 输入/输出接口调理功能具有A/D、D/A转换功能，通过I/O模块完成对模拟量的控制和调节。位数和精度可以根据用户要求选择。具有温度测量接口，直接连接各种热电阻或热电偶。

4.通信、联网功能

5. 人机界面功能

6. 编程、调试等使用复杂程度不同的手持、便携和桌面式编程器、工作站和操作屏，进行编程、调试、监视、试验和记录，并通过打印机打印出程序文件。

7. 应用：目前，PLC在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业。

中国市场主要厂商为西门子、欧姆龙、三菱、台达等国际大公司，欧美公司在大、中型PLC领域占有绝对优势，日本公司在小型PLC领域占据十分重要的位置。

系统总体设计：

电机变频调速控制系统原理框图如图所示, 计算机下载程序到PLC和触摸屏, 通过触摸屏输入指令, PLC将信号传给变频器, 由变频器实现三相异步电动机的启停、变频调速、正反转运行。

2.EV1000系列通用变频器

变频器（Variable-frequency Drive，VFD）是应用变频技术与微电子技术，通过改变电机工作电源频率方式来控制交流电动机的电力控制设备。变频器主要由整流（交流变直流）、滤波、逆变（直流变交流）、制动单元、驱动单元、检测单元微处理单元等组成。变频器靠内部IGBT的开断来调整输出电源的电压和频率，根据电机的实际需要来提供其所需要的电源电压，进而达到节能、调速的目的，另外，变频器还有很多的保护功能，如过流、过压、过载保护等等。随着工业自动化程度的不断提高，变频器也得到了非常广泛的应用。

2.1变频器安装

一、安装使用环境：

（1）环境温度－10℃~40℃；

（2）环境湿度要求不大于90%RH（表面无凝露）；

（3）无强电磁干扰；

（4）无水滴、蒸汽、酸、碱、腐蚀性气体及导电粉尘；

（5）安装位置无强烈振动；

（6）远离高温源且无阳光直射；

（7）禁止直接使用在易燃、易爆环境。