PLC课程设计(电机正反转启动)

目录

第一章绪论 (4)

设计背景与意义 (5)

PLC在电动机正反转控制中的应用概况 (5)

设计要求与任务 (6)

第二章控制系统设计 (7)

确定方案 (7)

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硬件设计 (9)

程序设计 (13)

第三章系统调试 (16)

第四章总结 (19)

参考文献 (20)

第一章绪论

电能是现代大量应用的一种能量形式。电能的生产、变换、传输、分配、使用和控制等都必须利用电机作为能量转换或信号变换的机电装置。在工业企业中，大量应用电动机作为原动机去拖动各种生产机械。如在机械工业、冶金工业、化学工业中，机床、挖掘机械、轧钢机、起重机械、抽水机、鼓风机等都要用大大小小的电动机来拖动。

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随着生产的发展，某些特种电机必须具有快速响应、模仿性运动、和停止等更复杂而精巧的运动性能，因此，对电动机拖动系统及多电动机拖动系统提出了更高的要求，如要求提高加工精度与工作速度，要求快速起动、制动及逆转，实现在很宽的范围内调速及整个生产过程自动化等。要完成这些任务，除电动机外，必须有自动控制设备，以组成自动化的电力拖动系统。

三相异步电动机的应用几乎涵盖了工农业生产和人类生活的各个领域，在这些应用领域中，三项异步电动机常常运行在恶劣的环境下，导致产生过流、短路、断相、绝缘老化等事故。对于应用于大型工业设备重要场合的高压电动机、大功率电动机来说，一旦发生故障所造成的损失无法估量。

在生产过程，科学研究和其他产业领域中，电气控制技术应用十分广泛。在机械设备的控制中，电气控制也比其他的控制方法使用的更为普遍。

可编程序控制器简称PLC,是以微处理器为核心的工业自动控制通用装置。它具有控制功能强、可靠性高、使用灵活方便、易于扩展、通用性强等一系列优点。尤其现代的可编程序控制器，其功能已经大大超过了逻辑控制的范围，还包括运动控制、闭环过程控制、数据处理、通信网络等。它不仅可以取代传统的继电-接触器控制系统，进行复杂的生产过程控制，还可以应用于工厂自动化网络。

设计背景与意义

电动机是电力拖动控制系统的主要控制对象，电动机的控制主要是实现电动机的起动、停止、正反转、调速和制动等运行方式的控制，并以此来实现生产过程自动化，满足生产工艺要求。

电气控制系统的实现，主要有继电-接触器控制和PLC控制等方法。PLC控制具有结构简单、价格便宜、抗干扰能力强等优点，广泛应用于各类生产设备的控制和生产过程的自动化控制

PLC在电动机正反转控制中的应用概况

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本系统的控制是采用PLC的编程语言——梯形语言，梯形语言是在可编程控制器中的应用最广的语言，因为它在继电器的基础上加进了许多功能、使用灵活的指令，使逻辑关系清晰直观，编程容易，可读性强，所实现的功能也大大超过传统的继电器控制电路。可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，它是专为在恶劣工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存储器，用来在内部存储执行逻辑运算、顺序控制，定时、计数和算术等操作的指令，并采用数字式、模拟式的输入和输出，控制各种的机械或生产过程。

长期以来，PLC始终处于工业自动化控制领域的主战场，为各种各样的自动化控制设备提供了非常可靠的控制应用。它能够为自动化控制应用提供安全可靠和比较完善的解决方案，适合于当前工业企业对自动化的需要。进入20世纪80年代，由于计算机技术和微电子技术的迅速发展，极大的推动了PLC的发展，使的PLC的功能日益增强。如PLC 可进行模拟量控制、位置控制和PID控制等，易于实现柔性制造系统。远程通信功能的实现更使PLC 如虎添翼。目前，在先进国家中，PLC已成为工业控制的标准设备，应用面几乎覆盖了所有工业企业。PLC是一种固态电子装置，它利用已存入的程序来控制机器的运行或工艺的工序。PLC 通过输入/输出（I/O）装置发出控制信号和接受输入信号。由于PLC综合了计算机和自动化技术，所以它发展日新月异，大大超过其出现时的技术水平。它不但可以很容易地完成逻辑、顺序、定时、计数、数字运算、数据处理等功能，而且可以通过输入输出接口建立与各类生产机械数字量和模拟量的联系，从而实现生产过程的自动控制。特别是

超大规模集成电路的迅速发展以及信息、网络时代的到来，扩展了PLC 的功能，使它具有很强的联网通讯能力，从而更广泛地应用于众多行业。

设计要求与任务

三相异步电机正反转控制要求

1. 主电路与控制如图1-1所示。

图1-1

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2. 合理选用PLC,能实现电动机正转与反转控制。

3. 确保联锁保护功能。

设计任务

学生根据控制要求，明确设计任务，拟定设计方案，运用所学的理论知识，进行电动机正反运行原理设计、硬件系统设计、软件系统设计、创新设计，提高理论知识工程应用能力、系统调试能力、分析问题与解决问题的能力。主要内容包括：

1.设计出硬件系统的结构图、接线图、时序图等；

2.系统有启动、停止、正转与反转功能;

3.运用功能指令进行PLC控制程序设计；

4.进行系统调试，实现电动机控制要求。

第二章~

第三章控制系统设计

确定方案

电动机是电力拖动控制系统的主要控制对象，电动机的控制主要是实现电动机的起动、停止、正反转、调速和制动等运行方式的控制，并以此来实现生产过程自动化，满足生产工艺要求。

电气控制系统的实现，主要有继电-接触器控制和PLC控制等方法。PLC控制具有结构简单、价格便宜、抗干扰能力强等优点，广泛应用于各类生产设备的控制和生产过程的自动化控制。此次将利用PLC对三相异步电动机实现其正反转控制，要求利用双重联锁能够顺利的进行电机的正反转变化。结构原理框图如下图2-1所示

图2-2双重联锁的正反转控制线路原理图

在该控制线路中，KM1 为正转交流接触器，KM2 为反转交流接触器，S3为停止按钮、SB1 为正转控制按钮，SB2为反转控制按钮。KM1、KM2 常闭触点相互闭锁，当按下SB1 正转按钮时，KM1 得电，电机正转；KM1 的常闭触点断开反转控制回路，此时当按下反转按钮，电机运行方式不变；若要电机反转，必须按下SB3停止按钮，正转交流接触器失电，电机停止，然后再按下反转按钮，电机反转。若要电机正转，也必须先停下来，再来改变运行方式。这样的控制线路的好处在于避免误操作等引起的电源短路故障。

硬件设计

电动机

三相异步电动机运行性能好，并可节省各种材料。按转子结构的不同，三相异步电动机可分为笼式和绕线式两种。笼式转子的异步电动机结构简单、运行可靠、重量轻、价格便宜，得到了广泛的应用，其主要缺点是调速困难。绕线式三相异步电动机的转子和定