PLC控制系统课程设计

2017—2018学年第（1）学期

《PLC控制系统》

课程设计

设计题目：xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx

学院：物理与电气工程学院

专业、班级：2012级自动化

设计时间： 2017年12月

目录

摘要............................................. 错误!未定义书签。

1.备选方案 (3)

2.控制要求 (3)

3.设计内容 (3)

3.1 型号选择 (3)

3.2三相异步电动机Y-△降压起动控制电路图 (4)

3.3 I\O分配表 (4)

3.4 PLC外部接线图 (5)

3.5 三相异步电动机Y-△降压起动控制梯形图 (7)

4.总结 (7)

参考文献 (9)

摘要

电动机直接起动时，起动冲击电流可达电机额定电流的４～７倍，这将对电网造成很大的冲击，直接影响电网中其它用电设备的正常工作，会影响电动机本身及其拖动设备的使用寿命。因此如何控制电机起动电流，具有重要的经济价值。本文探讨了三相异步电动机的几种降压起动方式，特别是通过PLC控制降压启动，是降压启动智能控制系统发展的必然趋势。

关键词：电动机,PLC,降压启动

1.控制要求

接触器KM,KMY、KM△的作用分别是控制电源、Y形起动、△运行。按

下起动按钮SB2后，电动机M先作Y起动，10s钟后自动转换为△运行。

②若任何情况下外部按下停止按钮SB1，都会导致电动机停止。

2.备选方案

三相异步电动机的串自耦变压器降压起动

自耦变压器又称启动补偿器。自耦变压器的初级和电源相接，次级与电动机相联。自耦变压器的次级一般有3个抽头可得到3种数值不等的电压。使用时可根据起动电流和起动转矩的要求灵活选择。电动机起动时，定子绕组得到的电压是自耦变压器的二次电压，一旦起动完毕，自耦变压器便被切除，电动机直接接至电源，即得到自耦变压器的一次电压，电动机进入全压运行。在自耦变压器降压起动过程中，起动电流与起动转矩的比值按变比平方倍降低。在获得同样起动转矩的情况下，采用自耦变压器降压起动从电网获取的电流，比采用电阻降压起动要小得多，对电网电流冲击小，功率损耗小，所以自耦变压器被称为起动补偿器。

与Y-△降压起动相比，串自偶变压器降压起动缺点是自耦变压器价格较贵，相对电阻结构复杂，体积庞大，且是按照非连续工作制设计制造的，不允许频繁操作，所以采用Y-△降压启动方案。

3.设计内容

3.1型号选择

选择台达公司生产的PLC，输入端有X000、X001，输出端有Y000、Y001、Y002共5个输入/输出点。

3.2三相异步电动机Y-△降压起动主电路图

图1 降压启动主电路图

三相异步电动机Y-△降压起动工作原理：按下起动按钮SB2，接触器KM、KMY通电吸合，KM、KMY主触头闭合使电动机M定子三相绕组接成Y形，并且使得电源与电机接通，电机作Y型启动，此时，PLC内部定时器KT通电吸合，定时10秒之后，交流接触器KMY主触头断开，使电动机M退出Y形接法；交流接触器KM△主触头闭合使电动机定子做△型连接，使电动机正常运行。

3.3 I\O分配表

序号名称输入点序号名称输出点

0 起动按钮SB2 X000 3 Y形起动KMY Y001

1 停止按钮SB1 X001 4 △运行KM△Y002

2 控制电源KM Y000

3.4 PLC外部接线图

图2 PLC外部接线图

按动启动按钮SB2，触发Y0线圈通电工作，并使得Y0常开触点闭合，驱动Y0线圈持续工作，也使得PLC内部定时器工作，开始计时，并且，在Y0常开触点变为常闭时，继电器KA1工作，并且Y1线圈工作，使得Y1常开触点转为常闭，驱动KA2继电器动作，这样，在两个继电器的作用下，主电路的交流接触器KM 和KMY交流接触器动作，使得电机做Y型启动，在内部定时器工作10秒钟之后，T1线圈工作使得T1常闭触点断开，从而使得Y1线圈停止工作，KA2辅助触点断电，使得KA2继电器断电复位，这样交流接触器KMY也恢复，这样电动机定子绕组脱离Y型接法，电机不在做Y型运转，再则，T1的常开触点转为常闭，使得Y2线圈开始工作，驱动继电器KA3主触点动作，驱动交流接触KM△工作，电机开始做△型运转。

启动停止按钮SB1，使得Y0线圈断电停止运行，T1计时器也停止运行，从而Y2也断电，KM、KM△交流接触器断电复位，电机断电，停止运行。

可编程序控制器（PLC）是以计算机技术为核心的通用自动控制装置，它的功能强，可靠性极高，编程简单，使用方便，体积小巧，它不仅能实现对开关量的逻辑控制，还具有数学运算、数据处理、运动控制、模拟量PID控制、通信联网等功能。近年来在工业生产中得到了广泛的应用，被誉为当代工业自动化的主要支柱之一。

PLC控制三相异步电动机Y-△降压起动的优点:

（1）在三相异步电动机Y-△降压起动控制中采用了PLC，用软件实现对三相异步电动机Y-△降压起动运行的自动控制，可靠性大大提高。

（2）控制系统结构简单，外部线路简化。

（3）PLC可实现各种复杂的控制系统，方便地增加或改变控制功能。

（4）PLC可进行故障自动检测，提高运行安全性，并便于检修。

（5）更改控制方案时不需改动硬件接线。

图3设计接线图

3.5三相异步电动机Y-△降压起动控制梯形图

图4程序梯形图

4.总结

通过此次课程设计。培养了我们综合运用所学的基础理论课、技术基础课、专业课的知识和实践技能去分析和解决实际工作中的一般工程技术问题的能力，使我建立了正确的设计思想，学会了如何把三年所学的理论知识运用到实践当中去。掌握了PLC控制系统的原理、并进一步巩固、扩大和深化了我所学的基本理