基于PLC电机控制系统设计论文

毕业设计（论文）

课题：基于PLC电机控制系统设计

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摘要

可编程序控制器（PLC）是综合了计算机技术，自动化控制技术和通信技术的一种新型的、通用的自动控制装置。它具有功能强，可靠性高，操作灵活，编程简单一级适合于工业环境等一系列优点，在工业自动化，过程控制，机电一体化，传统产业技术改造等方面的应用越来越广泛，已成为现在工业控制的三大支柱之一。

PLC应用技术发展迅速，在工业控制的众多领域都得到广泛的应用；特别是在机车电气控制系统量运用。为此我通过课堂上所学，采用PLC对三相异步电动机进行控制。此举措不仅方便操作而且在电气系统运行可靠性有了显著提高。

关键词：PLC，电机控制，交流电机。

目录

摘要I

目录I

第一章绪论1

1.1计研究背景与意义1

1.2 PL C的发展趋势2

1.3 电机的发展趋势4

第二章三相异步电动机 5

2.1 三相异步电动机的基本结构6

2.2 三相异步电动机的工作原理7

2.2.1 转子的转动原理7

2.2.2 旋转磁场的产生8

2.2.3 三相异步电动机的基本原理8

第三章系统设计方案9

3.1 总体设计方案9

3.1.1 设计目的9

3.1.2 控制要求10

3..1.3 设计要求10

3.2 硬件设计10

3.2.1 硬件选型、参数10

3.2.2 P LC的选择11

3.2.3 P LC的介绍与特点12

3.3 软件设计16

3.3.1 控制系统的I/O点与地址分配16

3.3.2 系统工作流程框图17

第四章三相异步电动机正反转PL C控制18

4.1 三相异步电动机正反转PL C控制线路图18

4.2 三相异步电动机正反转PL C控制的程序21

总结21

致22

参考文献23

第一章绪论

1.1计研究背景与意义

可编程序控制器（P L C）是综合了计算机技术，自动化控制技术和通信技术的一种新型的、通用的自动控制装置。它具有功能强，可靠性高，操作灵活，编程简单一级适合于工业环境等一系列优点，在工业自动化，过程控制，机电一体化，传统产业技术改造等方面的应用越来越广泛，已成为现在工业控制的三大支柱之一。

三相异步电动机的应用几乎涵盖了农业生产和人类生活各

个领域，在这些应用领域中，三相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。

本系列的控制是采用PL C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，它是专为在恶劣工作环境下应用而设计。它采用可编程序的存储器，用来在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。本文设计了三相异步电动机的PL C控制电路，该电路主要以性能稳定、简单实用为目的。

1.2 PLC的发展趋势

长期以来，PL C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，由于计算机计数和微电子技术的迅速发展，极大的推动了PL C的发展，使的PL C的功能日益增强。PL C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。PL C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PL C综合了计算机和自动化技术，所以它发展日新月异，大大超出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与信息、网络时代的到来，扩大了PL C的功能，使其具有很强的的联网通讯能力，从而更广泛地应用于众多行业。

它的发展趋势主要向几个方面发展：

1．向高速度、大容量方向发展

为了提高PL C的处理能力，要求PL C具有更好的响应速度和更大的存储容量。目前，有的P LC的扫描速度可达0.1m s/k步左右。PL C的扫描速度已成为很重要的一个性能指标。

在存储容量方面，有的PL C最高可达几十兆字节。为了扩大存储容量，有的公司已使用了磁泡存储器或硬盘。

2．向超大型、超小型两个方向发展

当前中小型PL C比较多，为了适应市场的多种需要，今后PL C 要向多品种方向发展，特别是向超大型和超小型两个方向发展。现已有I/O点数达14336点的超大型PL C，其使用32位微处理器，多CP U并行工作和大容量存储器，功能强。

小型P L C由整体结构向小型模块化结构发展，使配置更加灵活，为了市场需要已开发了各种简易、经济的超小型微型PL C，最小配置的I/O点数为8～16点，以适应单机与小型自动控制的需要，如三菱公司α系列PL C。

3．P LC大力开发智能模块，加强联网通信能力

为数模块、温度控制模块、远程I/O模块、通信和人机接口模块等。这些带CP U和存储器的智能I/O模块，既扩展了PL C 功能，又使用灵活方便，扩大了PL C应用围。

加强PL C联网通信的能力，是PL C技术进步的潮流。PL C的联网通信有两类：一类是PL C之间联网通信，各P LC生产厂家都有自己的专有联网手段；另一类是P LC与计算机之间的联网通信，一般PL C都有专用通信模块与计算机通信。为了加强联网通信能力，PL C生产厂家之间也在协商制订通用的通信标准，以构成更大的网络系统，PL C已成为集散控制系统（DC S）不可缺少的重要组成部分。

4．增强外部故障的检测与处理能力

根据统计资料表明：在P LC控制系统的故障中，C PU占5%，I/O接口占15%，输入设备占45%，输出设备占30%，线路占5%。前二项共20%故障属于PL C的部故障，它可通过PL C本身的软、硬件实现检测、处理；而其余80%的故障属于PL C的外部故障。因此，P L C生产厂家都致力于研制、发展用于检测外部故障的专用智能模块，进一步提高系统的可靠性。

5．编程语言多样化

在P L C系统结构不断发展的同时，PL C的编程语言也越来越丰富，功能也不断提高。除了大多数PL C使用的梯形图语言外，