大工19秋《楼宇自动化》大作业题目及要求[第五题]【答案】

网络教育学院《楼宇自动化》课程设计
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年级：年春/秋季
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完成日期：年月日
2019年11月份《楼宇自动化》课程设计
题目五：三相异步电动机的Y--△起动控制
问题描述：
在当今的工农业生产过程中, 只要定子绕组在正常运行时接为三角形的三相异步电动机都可以采用星三角降压启动的控制方式,
此种控制方式在电动机刚起动的时候将定子绕组接成星形, 实现减压起动,待电动机正常运转后再换接成三角形接法, 进行全压运行。

这种控制方式具有:设备简单、起动电压小、可有效地避免对电网的冲击、减小对电网中其它运行设备的影响等优点。

从而在实际生产过程中被广泛应用。

撰写要求：
（1）设计出能对三相异步电动机机进行Y--△起动的主电路和继电器控制电路图；
（2）描述各开关、继电器及接触器的动作过程；
（3）总结：需要说明的问题以及设计的心得体会。

【答案：】
三相异步电动机的Y--△起动PLC控制
1.可编程序控制器PLC的概况
1.1 PLC的定义
早期的可编程控制器是为了取代继电器控制线路，采用存储器程序指令完成顺序控制而设计的。

它仅有逻辑运算、定时、计数等功能，采用开关量控制，实
际只能进行逻辑运算，所以称为可编程逻辑控制器，简称PLC（Programmable Logic Controller）。

进入20世纪80年代后，采用了16位和少数32位微处理器构成PLC，使得可编程逻辑控制器在概念、设计、性能上都有了新的突破。

采用微处理器之后，这种控制器的功能不再局限于当初的逻辑运算，增加了数值运算、模拟量的处理、通信等功能，成为真正意义上的可编程控制器（Programmable Controller），简称为PC。

但是为了与个人计算机PC（Personal Computer）相区别，长将可编程控制器仍成为PLC。

随着可编程控制器的不断发展，其定义也在不断变化。

国际电工委员会（IEC）曾于1982年11月颁布了可编程控制器标准草案第一稿，1985年1月发表了第二稿，1987年2月又颁布了第三稿。

1987年颁布的可编程控制器的定义如下：
“可编程逻辑控制器是专为在工业环境下应用而设计的一种数字运算操作的电子装置，是带有存储器、可以编制程序的控制器。

它能够存储和执行命令，进行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作，并通过数字式和模拟式的输入、输出，控制各种类型的机械或生产过程。

可编程控制器及其相关的外围设备，都应按易于工业控制系统形成一个整体、易于扩展其功能的原则设计。

1.2 PLC的工作原理
PLC实质上是一种专用与工业控制的计算机，其硬件结构基本上与微型计算机相近，在结构上分为固定式和组合式（模块式）两种，固定式PLC包括CPU 板，I/O板，显示面板，内存块，电源等，这些元素组合成一个不可拆卸的整体。

模块式PLC包括CPU模块，I/O模块，内存模块，电源模块，底板或机架。

这些模块可以按照一定的规则组合配置。

按照可编程控制器系统的构成原理，可编程控制器系统由传感器，可编程控制器和执行器组成，可编程控制器通过循环扫描输入端口的状态，执行用户程序来实现控制任务，其操作过程如下图1所示。

图1.1 PLC操作过程
PLC输入模块的输入信号状态与传感器信号相对应，为传感器信号经过隔离和滤波后的有效信号。

开关量输入电路通过识别传感器0、1电平，识别开关的通断。

CPU在每个扫描周期的开始扫描输入模块的信号状态，并将其状态送入到输入映像寄存器区域；CPU根据用户程序中的程序指令来处理传感器信号，并将其处理的结果送到输出映像寄存器。

现代的PLC已经具备了处理模拟量的功能，但是相对于开关量的处理较复杂一些。

PLC输出模块具有一定的负载驱动能力，在额定负载以内，直接和负载相连，可以驱动相应的执行器。

在PLC处于运行状态时，从内部处理、通信操作、程序输入、程序执行、程序输出，一直循环扫描工作。

1.3 PLC的应用领域
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、保及文化娱乐等各个行业，使用情况大致可归纳为以下几类：
（1）开关量的逻辑控制
这是PLC最基本、最广泛的应用领域，可用它取代传统的继电器控制电路，实现逻辑控制、顺序控制，既可用于单台设备的控制，又可用于多机群控制及自动化流水线。

如电梯控制、高炉上料、注塑机、印刷机、组合机床、磨床、包装生产线、电镀流水线等。

（2）模拟量控制。