基于PLC的两台电动机顺序启动顺序停止控制设计

目录

摘要 (3)

第一章绪论 (4)

第二章课程设计的原理及选用器材的介绍 (5)

2.1电动机的顺序启动/停止控制电路 (5)

2.2电动机的选型 (6)

2.3两台电动机顺序控制PLC方案的选择 (7)

2.4熔断器的原理 (7)

2.5继电器 (8)

2.6常开常闭开关器的选择 (10)

第三章工作原理 (12)

3.1两台电动机的顺序启动/停止控制电路如下： (12)

3.2工作过程： (12)

3.3PLC控制两台电动机的顺序启动/停止 (13)

第四章软件仿真 (15)

基于GX-DEVELOPER和GX S IMULATOR6-C的仿真图 (15)

课程设计的体会 (17)

参考文献 (18)

摘要

本文介绍了基于电力拖动的2台电动机的顺序启动停止的设计方案。我们运用其原理的思路是：用两套异步电机M1和M2，顺序启动、停止控制电路是在一个设备启动之后另一个设备才能启动运行的一种控制方法，常用于主、辅设备之间的控制，我们使用了时间继电器，当按下SB1时，电动机M1会立即启动，而M2会延迟几秒启动。当按下SB2时。电动机M1会停止，而M2会延迟几秒钟停止。同时我们还采用PLC进行控制。本设计两台电动机的顺序启动/停止可以运用到生活的各个方面这也充分体现了PLC在当今社会对生活的重要之处。本设计在顺序控制的基础上采用PLC对电动机的控制通过合理的选择和设计提高了电动机的控制水平使电动机达到了较为理想的控制效果。根据顺序功能图的设计法联系到现实做出了本设计两台电动机顺序启动/停止控制的PLC系统设计。

关键词：继电器、PLC控制

第一章绪论

与单相异步电动机相比，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子一样也设置了三相绕组并通过滑环、电刷与外部变阻器连接。调节变阻器电阻可以改善电动机的起动性能和调节电动机的转速。

在这种情况的要求下，将电动机的转动规律设计清楚显得尤为重要。电力拖动基础课程设计是电气工程及其自动化专业领域重要的实践环节之一，主要以小型实用性电力拖动系统的软、硬件设计为主。

本设计是根据顺序控制设计法对电动机进行顺序启动/停止控制。运用三菱FX2N编程软件进行绘图。

第二章课程设计的原理及选用器材的介绍2.1电动机的顺序启动/停止控制电路

下图为主电路：

图2.1 主电路

工作流程如下图：

图2.2 工作流程图

2.2 电动机的选型

电动机的选用首先要了解电动机的机械负载特性根据机械负载的类型和特性来选择电动机的额定容量、额定转速、额定电压以及型式。要为某一生产机械选配一台电动机首先要合理选择电动机的功率。通常根据生产机械负载的需要来选择电动机的功率同时还要考虑负载的工作制问题也就是说所选的电动机应适应机械负载的连续、短时或间断周期工作性质。功率选用时不能太大也不能太小。选小了保证不了电动机和生产机械的正常工作选大了虽然能保证正常运行但是不经济电动机容量不能被充分利用而且电动机经常不能满载运行使得效率和功率因数不高。其次根据电源电压条件要求所选用的电动机的额定电压与频率同供电电源电压与频率相符合。电动机的转速一定要按生产机械铭牌上的要求选择否则可能改变生产机械的性能。此外电动机的结构、防护、冷却和安装形式应适应使用环境条件的要求并且要力求安装、调试、检修方便以保证电机能安全可靠的运行。

2.3两台电动机顺序控制PLC方案的选择

可编程序控制器实施控制其实质就是按一定算法进行输入输出变换并将这个变换与以物理实现。输入输出变换、物理实现可以说是PLC实施控制的两个基本点同时物理实现也是PLC与普通微机相区别之处其需要考虑实际控制的需要应能排除干扰信号适应于工业现场输出应放大到工业控制的水平能为实际控制系统方便使用所以PLC采用了典型的计算机结构主要是由微处理器CPU、存储器RAM/ROM、输入输出接口I/O电路、通信接口及电源组成。顺序控制是为了满足生产需要而逐渐发展起来的。FX2N型PLC是PLC发展成熟后的小型控制器产品。之前PLC与简易控制器曾并存过一段时间后来由于技术的提高和应用的推动PLC 的品种逐渐增多、适应面更为广泛PLC取得了绝对的优势。三菱FX_2N系列可编程控制器是小型化高速度高性能的产品是FX系列中最高档次的超小型程序装置。除输入出1625点的独立用途外还可以适用于在多个基本组件间的连接模拟控制定位控制等特殊用途是一套可以满足多样化广泛需要的PLC。

它具有如下特点:

1 系统配置既固定又灵活在基本单元上连接扩展单元或扩展模块可进行16--256点的灵活输入输出组合。

2 备有可自由选择丰富的品种 7 可选用16/32/48/64/80/128点的主机可以采用最小8点的扩展模块进行扩展。可根据电源及输出形式自由选择。

3 令人放心的高性能程序容量:内置800步RAM可输入注释可使用存储盒最大可扩充至16k步。

4 编程简单本系统采用三菱的FX2N系列PLC实现上下井口的各种操作。上井口为FX_2N128MR下井口为FX_2N80MR车房为FX_2N48MR除紧停信号单独外的各种操作及信号的处理均由可编程控制器完成。本设计FX2N型PLC的指令丰富能满足本设计的要求而且更为方便故采取了FX2N型PLC来介绍本设计。

2.4熔断器的原理

熔断器也被称为保险丝，是一种利用热效应原理工作的电流保护电器，IEC127标准将它定义为"熔断体（fuse-link)"。它是一种安装在电路中，保证

电路安全运行的电器元件。熔断器其实就是一种短路保护器，广泛用于配电系统和控制系统，主要进行短路保护或严重过载保护。

熔断器（实物如图2.1）是根据电流超过规定值一段时间后，以其自身产生的热量使熔体熔化，从而使电路断开；运用这种原理制成的一种电流保护器。熔断器广泛应用于高低压配电系统和控制系统以及用电设备中，作为短路和过电流的保护器，是应用最普遍的保护器件之一。

熔断器是一种过电流保护器。熔断器主要由熔体和熔管以及外加填料等部分组成。使用时，将熔断器串联于被保护电路中，当被保护电路的电流超过规定值，并经过一定时间后，由熔体自身产生的热量熔断熔体，使电路断开，从而起到保护的作用。

以金属导体作为熔体而分断电路的电器，串联于电路中，当过载或短路电流通过熔体时，熔体自身将发热而熔断，从而对电力系统、各种电工设备以及家用电器都起到了一定的保护作用。具有反时延特性，当过载电流小时，熔断时间长；过载电流大时，熔断时间短。因此，在一定过载电流范围内至电流恢复正常，熔断器不会熔断，可以继续使用。熔断器主要由熔体、外壳和支座3 部分组成，其中熔体是控制熔断特性的关键元件。

2.5继电器

电磁继电器（如图2.2）一般由铁芯、线圈、衔铁、触点簧片等组成的。只要在线圈两端加上一定的电压，线圈中就会流过一定的电流，从而产生电磁效应，衔铁就会在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯，从而带动衔铁的动触点与静触点（常开触点）吸合。当线圈断电后，电磁的吸力也随之消失，衔铁就会在弹簧的反作用力返回原来的位置，使动触点与原来的静触点（常闭触点）释放。这样吸合、释放，从而达到了在电路中的导通、切断的目的。对于继电器的“常开、常闭”触点，可以这样来区分：继电器线圈未通电时处于断开状态的静触点，称为“常开触点”；处于接通状态的静触点称为“常闭触点”。继电器一般有两股电路，为低压控制电路和高压工作电路。

时间继电器是一种利用电磁原理或机械原理实现延时控制的控制电器。

它的种类很多，有空气阻尼型、电动型和电子型等。