电动机正反转控制程序的优化设计与研究

Ｎｏ．２ Ｆｅｂ． ２０１６
电动机正反转控制程序 的优化设计 与研究 木
余 书豪 ，谌 永祥
（西 南科 技大 学 制造 科 学与工 程 学院 ，四川 绵 阳 ６２１０１０）
摘要 ：电动机正反转控制在工程应用 中具有重要 的意 义。对 电动机各种状态进行 了研 究 ，绘制状 态 切换流程 图，利用经验设计法设计步骤 ，借助保持指令、辅助继电器和定时器，通过三菱编程软件 ＧＸ Ｄｅｖｅｌｏｐｅｒ．８．３４，设计 了 ＰＬＣ梯 形 图 ，借 助仿 真软 件 ＧＸ Ｓｉｍｕｌａｔｏｒ６ Ｃ模 拟表 明 ：程 序 实现 了电动机 在 任 意状 态下 自由切 换 的功 能 ，并通过 实际操作 发现 ，程序 方便 使 用 ，验 证 了程序 的 可行 性 。 经验控 制 程序 运行 步数 仅 ３６步 ，与顺 序控 制程 序相 比步数 少 ２００％ ，程 序 自由转换 功 能使 停 止按 钮 使 用次数 大 大降低 ，从 而验证 了程序 的 实用性 。研 究成 果 对 电动 机 的工 业应 用提供 了借 鉴意 义 。 关键 词 ：电动机 ；可编程 控制 器 ；正反 转控 制 ；自由切 换 ；优化 中 图分类 号 ：ＴＨ１６４；ＴＧ６５９ 文献标 识码 ：Ａ
Ｏ 引 言
可编程控制 器 （ＰＬＣ）具有 可靠 、灵活 、可扩展 等特 点 ，在 自动控制领 域应 用广 泛 。而常 常作 为 ＰＬＣ执行 件 的电动机 ，其 正反 转 控制 一直 很 受关 注 。国 内很多 学者 对此进行 了很 多研 究 ，并取 得 了一 定进 展 。文献 ［１－２］中介 绍 了 ＰＬＣ控 制 相 比传 统 继 电器 控 制 的优 点 ，但 文章仅 就简单 的正转 、反转 电路 进行 了分析 。文 献 ［３］在 电动机 正反转程 序 的基 础上 ，添加 了延 时 ，保 证 可靠切换 ，但 输 入较 多 。文献 ［４］介 绍 了在 电动 机 不停 止 的条件 下实现 正反转 ，但正 反转之 间没 有延 时 ， 不 够完善 。因此 ，由文 献检 索 的情 况可 得 ：满足 正转 、 反转 、延时 、停 止及之 间相互 切换 等 要求 ，且 程序 的输 入 、输 出个数很 少 ，这样 的研究还很少 出现 。
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｐｏｓｉｔｉｖｅ ａｎｄ ｎｅｇａｔｉｖｅ ｒｏｔａｔｉｏｎ ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｆ ｍｏｔｏｒ ｉｓ ｏｆ ｇｒｅａｔ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅ ｉｎ ｔｈｅ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ａｐ· ｐｈｃａｔｉｏｎ．Ｔｈｅ ｓｔａｔｅ ｓｗ ｉｔｃｈｉｎｇ ｆｌｏｗ ｃｈａｒｔ ｗ ａｓ ｄｒａｗｎ ｂｙ ｍ ｅａｎｓ ｏｆ ｔｈｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｖａｒｉｏｕｓ ｓｔａｔｅｓ． Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈ ｅ ｄｅｓｉｇｎ ｓｔｅｐｓ ｏｆ ｅｍｐｉｒｉｃａｌ ｄｅｓｉｇｎ ｍ ｅｔｈ ｏｄ，ｂｙ ｍ ｅａｎ ｓ ｏｆ ｈｏｌｄ ｉｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｓ ａｎ ｄ ａｉｄｅｄ ｒｅｌａｙｓ，ｔｈｅ ＰＬＣ ｌａｄｄｅｒ ｄｉａ— ｇ ｒ ａｍ ｗａｓ ｇｉｖｅｎ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈ ｅ ｐｒｏｇｒ ａｍ ｏｆ ＧＸ Ｄ ｅｖｅｌｏｐｅｒ－８．３４． Ｔｈｒｏｕｇｈ Ｍ ｉｔｓｕｂｉｓｈｉ ｓｏｆｔｗ ａｒｅ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ，ｒｅ— ｓｕｉｔｓ ｓｈｏｗ ｔＩｌａｔ ｔｈｉｓ ｐｒｏｇｒａｍ Ｃａｎ ｉｍｐｌｅｍ ｅｎｔ ｍ ｏｔｏｒ ｓｗｉｓｈｉｎｇ ｆｒｅｅｌｙ ｉｎ ａｎｙ ｓｔａｔｅ．ｔｈｅ ｐｒｏｇｒ ａｍ ｉｓ ｖｅｒｙ ｃｏｎｖｅｎ— ｉｅｎｔ ａ ｎ ｄ ｆｅａｓｉｂｌｅ ｂｙ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ，ｗｈｉｃｈ ｉｎｄｉｃａｔｅｓ ｔｈ ｅ ｐｒｏｇｒ ａｍ ｉｓ ａｖａｉｌａｂｌｅ． Ｃｏｍ ｐａｒｅｄ ｗｉｔｈ ｓｅｑｕｅｎｔｉａｉ ｃｏｎｔｒｏｌ ｐｒｏｇｒａ ｍ ，ｔ ｈ ｉｓ ｐｒｏｇｒ ａｍ ’Ｓ ｓｔｅｐ ｎｕｍｂｅｒ ｌｅｓｓ ２００％ ．Ｓｗｉｔｃｈ ｆｒｅｅ ｃｏｕｌｄ ｒｅｄｕｃｅ ｔｈ ｅ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｏｆ ｏｐｅｒａｔｉｎｇ ｓｔｏｐ ｂｕＲｏｎ，ｗｈ ｉ ｃｈ ｐｒｏｖｅｓ ｔｈ ｅ ｐｒａｃｔｉｃａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｔｈ ｅ ｐｒｏｇｒａｍ ． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔ ｐｒｏｖｉｄｅｓ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｆｏｒ ｔｈ ｅ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ａｐ— ｐｌｉｃａｔ ｉｏｎ ｏｆ ｍ ｏｔｏｒ． Ｋ ｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｍ ｏｔｏｒ；ＰＬＣ ；ｐｏｓｉｔｉｖｅ ａｎ ｄ ｎｅｇａｔｉｖｅ ｒｏｔａｔｉｏｎ ｃｏｎｔｒｏｌ；ｓｗｉｔｃｈ ｆｒｅｅｌｙ； ｏｐｔｉｍｉｚａｆｉｏｎ
Ｏｐｔｉｍａｌ Ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ Ｓｔｕｄｙ ｏｆ Ｐｏｓｉｔｉｖｅ ａｎｄ Ｎｅｇａｔｉｖｅ Ｒｏｔａｔｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｆ Ｍ ｏｔｏｒ ＹＵ Ｓｈｕ—ｈａｏ，ＣＨＥＮ Ｙｏｎｇ—ｘｉａｎｇ
（Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒ ｉｎｇ，Ｓｏｕｔｈｗｅｓｔ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｍｉａｎ— ｙａｎｇ Ｓｉｃｈｕａ ｎ ６２１０１０，Ｃｈｉｎａ）
对 于 电动机正 反转 控制 编程 方法 的选用 ，综合 考 虑以下编程 方法 ：逻 辑设 计 法 、转 换设 计 法 、时序设 计 法 、顺序设计 法 、经验设计 法等 。不 同的编程方法应 用 于不 同的场合 。逻辑设计 与顺 序设计一般 用于复 杂 的 控 制系统 ，如电梯 的控制 系统 ；转换设计一 般用于 生产 设 备 的升级 改造 ，如 电动机 降压启动控制 系统 ；时 序设 计 一般用 于有时 间先后 的控 制 系统 ，如交 通灯 的控 制 系统 ，而相 比其他方法 ，经验设计法 一般用于简单 的控 制 电路 ，借 助软件 编程 ，便 于调 试 与修改 ，按 照 自己 固 有 的设计 步骤 ，设计 出实用 、简 洁 的程 序 。因此 ，本设 计选用经 验设计法 ，并 通过顺序设计 法编程进行 对 比 ， 确定 出更 合理 的程 序设计 。
第 ２期 ２０１６年 ２月
组 合 机 床 与 自 动 化 加 工 技 术
Ｍ ｏｄｕｌａｒ Ｍ ａｃｈｉｎｅ Ｔｏｏｌ＆ Ａｕｔｏｍ ａｔｉｃ Ｍ ａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ
பைடு நூலகம்
文章编号 ：１００１—２２６５（２０１６）０２－００９５—０３
ＤＯＩ：１０．１３４６２／ｊ．ｃｎｋｉ．ｍｍｔａｍｔ．２０１６．０２．０２７