绕线式异步电动机转子串电阻起动制动控制系统设计

信息与电气工程学院

课程设计说明书（2010/2011学年第一学期）

课程名称：可编程控制器应用

题目：绕线式异步电动机转子串电阻起动制动控制系统设计

专业班级：电气07-1班

学生姓名：张万富

学号：070060113

指导教师：岑毅南、安宪军等

设计周数：两周

设计成绩：

2011 年1月14 日

目录

1、课程设计目的********************************************************2

2、课程设计具体要求****************************************************2

3、课程设计正文********************************************************2 3.1 PLC硬件设计************************************************2

3.1.1 S7—200PLC简介******************************************2

3.1.2 方案设计***********************************************3

3.1.3原理图**************************************************4 3.2 PLC软件设计************************************************5

3.2.1 系统分析和设计****************************************5

3.2.2 系统调试**********************************************5

3.2.3 系统实施及程序****************************************6 3.3 监控组态软件设计*******************************************9

3.3.1 监控界面**********************************************9

4、课程设计总结*************************************************11

5、参考文献*****************************************************12

一.设计目的

1、掌握s7---200系列可编程控制器硬件电路的设计方法。

2、熟练使用s7---200系列可编程控制器的编程软件，掌握可编程控制器软件程序的设计思路和梯

形图的设计方法。

3、掌握s7---200系列可编程控制器程序的应用系统的调试、监控、运行方法。

4、掌握组态软件的使用，实现上位机与下位机的通信，了解工业控制的实时监控。

4、通过课程设计使学生能熟练掌握数据的查询（图书、网络），PLC课程与监控组态课程所获知识

在工程设计工作中综合地加以应用，使理论知识和实践结合起来。

二.设计要求

1.异步电动机控制装置设计

异步电动机控制装置的硬件组成：异步电动机控制装置由绕线式异步电动机、PLC、5段电阻、制动闸等部件组成。

2. 异步电动机控制要求：

1）按下正向起动按钮,电机在转子串入所有5段电阻的情况下正相序接通主电源开始起动。同时给制动闸通电松闸。

2）分别按照5.4.3.2.1秒的时间间隔切除第1-5段电阻。

3）按下停车按钮，电机转子串入所有电阻，切断主电源。

4）经过消弧时间1秒钟后，接通定子回路的直流电源，开始动力制动。

5）动力制动2秒钟后，切除第一段电阻。

6）再过2秒钟，切断动力制动电源，同时切断制动闸电源。

7）按下反向起动按钮以及停止按钮后，控制过程与上述（1）—-（6）类似。

8）正反向运转的切换必须经过停车按钮及停车过程。

9）正反向接触器以及动力制动接触器之间要互锁，要考虑消弧时间。

3. 监控要求：

在完成可编程控制器为下位机的相关程序控制基础上，用组态软件编程实现上位机的控制及其相关监控界面。

三. 课程设计正文

3.1PLC硬件设计

3.1.1 S7—200PLC简介

PLC是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字式、模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关设备，都应按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩充其功能的原则设计,采用循环扫描的工作方式。

组态软件是完成数据采集与过程控制的专用软件，它以计算机为基本工具，为实施数据采集、过程监控、生产控制提供了基础平台和开发环境。

3.1.2 方案设计

⒈概述

该系统有3个输入点，分别为正向启动、反向启动、停车按钮，9个输出点，分别为正转，反转，控制第一段电阻切除接触器，控制第二段电阻切除接触器，控制第三段电阻切除接触器，控制第四段电阻切除接触器，控制第五段电阻切除接触器，制动闸电源接触器，直流制动电源接触器。按下正转或反转启动按钮，电机在转子串入所有5段电阻的情况下接通主电源，开始启动，同时制动闸通电松闸。然后5段电阻按照一定时间间隔逐级切断，需要5个延时接通定时器来控制。按下停车按钮，电机转子串入所有5段电阻，断开主电源。消弧1秒后，接通定子回路直流电源，需要一个延时接通定时器，再开始动力制动，制动2秒后，切除第一段电阻，再过2秒，切断动力制动电源和制动闸电源。时间段通过延时接通定时器来控制。正反向接触器以及动力制动接触器之间有互锁。

2.PLC选型及I／O地址分配

⑴PLC选型在该电动机系统中，所用到的输入点数有3个，输出点数有9个，由于在选择PLC型号时须留有一定的裕量，经查资料可知CPU224输入点数为14个，输出点数有10个，故选择型号为PLC S7—200系列中的CPU224。

(2)I／O地址分配表