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1、1目录课题、摘要、关键词第一章 星/三角启动概述1.1 什么是星/三角启动.21.2 设计星/三角启动目的.21.3 设计星/三角启动系统意义.2第二章 星/三角启动设计方案2.1能耗制动原理及过程.2.2星/三角启动主电路.42.3外部接线图.52.4星形-三角形 I/O 分配表.62.5能耗制动的星形-三角形启动控制梯形图.2.6能耗制动的星形-三角形启动控制指令表2.7 控制要求2.8 动作过程分析.102.9调试说明.12设计小节.16参考文献.16致谢.162用三菱 PLC 改造星/三角启动电路 摘要摘要 ：本文介绍了利用三菱 FX2N-48MR-D 来改造继电器控制的直流能耗制动的
2、星/三角启动电路，介绍了由三菱 FX2N-48MR-D 控制的直流能耗制动的星/三角启动电路构成、设计要求、编程方法及 程序等。本文给出 PLC 控制系统的设计梯形图和控制程序，并通过实际教学的应用，更好学习 PLC。 关键字关键字 ： PLC 能耗制动 星/三角启动电路前言前言随着科学技术的猛速发展，自动控制技术在人类活动的各个领域中的应用越来越广泛，它的水平 已成为衡量一个国家生产和科学技术先进与否的一项重要标志。自动控制技术作为自动化的强有力的 手段，越来越多地与计算机技术、电子技术、信息技术结合起来，对促进我国的现代化建设起到越来 越重要的作用。目前，在一些自动化、智能化等机电设备中，
3、计算机技术与自动控制技术精密地结合， 进一步推动了现代工业的发展，可见计算机基础知识、计算机控制技术在其急电设备控制中的应用。所谓自动控制，就是在没有人直接参与的情况下，利用控制装置操纵被控对象，使其按照一定归 路的运动和变化。要实现对各种生产过程和生产设备的限制，常常需要使其中的某些物理量（如温度、 压力、位置、速度等）保持恒定，或者让它们按照一定的归路变化。要满足这种需要，就应该对生产 机械或设备进行及时地控制和调整，以抵消外界的干扰和影响。自动控制理论是自动技术、电子技术、计算机科学等许多学科相互渗透的产物。当前，工业发展 的一个明显而重要的趋势就是越来越广泛而深刻的引入自动控制。例如：
4、程序控制机床能够按照预定 设定的工艺程序自动的进刀切换，加工出预期的几何形状；焊接机器人可按工艺要求焊接流水线上的 各个机械部件；自动控制系统能够保持恒温等等。所有这些系统都有一个共同点，即它们都是一个或 一些被控制的物理量按照给定量的变化而变化，给定量可以是具体的物理量，如电压、位移、压力、 流量等，也可以是数字量。所以说，如何使被控量按照给定的变化归路而变化，这就是控制系统所要 解决的基本任务。目前绝大多数自动控制系统都是使用计算机来实现的，而计算机的广泛应用也大大促进了自动控 制技术的应用与发展，并且出现了许多新的自动控制理论，使得自动控制技术正向着深度和广度两个 发向发展。在广度方面，
5、已经深入到国民经济的各个领域，从工业过程控制、农夜生产、国防技术到 家用电器等都已广泛使用计算机来进行自动控制，控制对象也从单一对象的局部控制发展到对整个工 厂、整个企业等大规模复杂对象进行控制。在深度方面，则向着智能化方向发展，出现了自适应、自 学习等智能控制方法 第一章 星三角启动概述 1.1什么是星/三角启动星/三角启动是电动机启动时，定子绕组先连接成星形，接入三相交流电源，待转速接近额定转速时，将电动机的定子绕组连接成三角形，电动机进入正常运行状态。因此，星/三角形启动适合于在正常工作时三相定子绕组接成三角形的三角笼型异步电动机。而功率在 4KW 以上的三相笼型异步电动机的定子绕组在正
6、常工作时都接成三角形，对于这种三相笼型异步电动机就可以采用星/三角启动。 1.2设计星/三角启动的目的3星/三角形启动适合于在正常工作时三相定子绕组接成三角形的三角笼型异步电动机。而功率在 4KW 以上的三相笼型异步电动机的定子绕组在正常工作时都接成三角形，对于这种三相笼型异步电动机就可以采用星/三角启动。 1.3设计星/三角启动系统意义本设计是以广泛应用的三菱 FX2N-48MR-D 的 PLC 为材料，详细介绍其指令系统、编程方法和控制系统设计方法。从而让我们能更多了解 PLC 和更好的使用它。c 第二章 星/三角启动设计方案 2.1 能耗制动原理及过程 能耗制动的原理：在定子绕组中通以直
7、流电，从而产生一个固定不变的磁场。此时， 转子按旋转方向切割磁力线，从而产生一个制动力矩。由于此制动方法并不是象再生制 动那样，把制动时产生的能量回馈给电网，而是单靠电机把动能消耗掉，因此叫能耗制 动。又由于是在定子绕组中通以直流电来制动，因而能耗制动又叫直流注入制动。 耗制动的过程如下：当电机在外力作用下减速、反转时（包括被拖动） ，电机即以 发电状态运行，能量反馈回直流回路，使母线电压升高。当电流电压达到制动单元开 的状态时，制动单元的功率管导通，电流流过制动电阻。制动电阻消耗电能为热能， 电机的转速降低，母线电压也降低。母线电压降至制动单元要关断的值，制动单元的 功率管截止，制动电阻无电
8、流通过。采样母线电压值，制动单元重复 ON/OFF 过程，平 衡母线电压，使系统正常运行。2.2 星/三角启动主电路42.3外部接线图2.4 星形-三角形 I/O 分配表2.5 能耗制动的星形-三角形启动控制梯形图2.6 能耗制动的星形-三角形启动控制指令表电气原理分析：按下 SB2，KM1 线圈得电， KM1 常开闭合，同时 KM3 线圈得电，KT 开始定时，在定时期间，电动机作星型启动，定时 3 秒后。 KM3 线圈失电。同时 KT 常开 闭合。KM2 线圈得电，使电动机由星型转变为三角形启动。当按下 SB1 时，降压启动失电， KM4 线圈得电，KM4 常开闭合，U1 相线经过 2 极管
9、整流后变成直流电，由电动机的三相绕 组等效成电磁铁后电动机就会立即停止2.7 控制要求 将上图下框中的 SS、ST、FR 分别接主机的输入点 X0、X1、X2；将 KM1、KM2、KM3 分别接 主机的输入点 Y1、Y2、Y3；COM 与主机的 COM 端想连；本区的 COM1，COM2 端与主机的 COM1、COM2 相连。KM1、KM2、KM3 的动作用发光二极管来模拟。实验装置已将三个 CJ0-10 接触器的触点引出至面板上。学生可按图示的粗线，用专用实验连接导线连接。380V 电压已引至三相开关 SQ 的 U、V、W 端。A、B、C、X、Y、Z 与三相异步电动机5（400W）的相应六个
10、接线柱相连。将三相闸刀开关拨向“开”位置，三相 380V 电即引至 U/、V/、W/三端。注意：接通电源之前，将三相异步电动机的星/三角换接启动实验模块的开关置于“关”位置（开关往下扳）。因为一旦接通三相电，只要开关置于“开”位置（开关往上扳），这一实验模块中的 U、V、W端就已得电。所以，请在连好实验接线后，才将这一开关接通，请千万注意人身安全。2.8动作过程分析2.9调试说明 PLC 的控制系统的程序调试分为实验室调试和现场调试。 （一）实验室调试 2.9 1.程序检查运用 S7-200 的编程软件 STEP-7Micro /win 的编译按钮检查程序与组态是否匹配， 是否有重复输出，个种
11、参数值 1 是否超出范围及有无基本 语法错误。若有错误，该软件 会自动显示错误代码，以便能即使排除错误。 2.9.2.调试应用该软件的下载、运行、监控功能，检查 PLC 脱机时的运行情况，看是否满足程 序设计的逻辑要求，对程序做出初步的额调试检查。 实验室调试只需用到微机和 PLC，接线简单，适用于程序中各功能单元进行局部测试。2.9.3.现场调试PLC 控制装置在现场安装后进行联机调试。将程序控制系统同检测设备及相应机构 连接成系统，通过实际操作现场设备的 运行状态，并根据现场设备及工艺的要求对程序 进行调试修改，使之与现场更为紧密的结合在 一起，直到整个控制系统良好运行。现场调试要求我们不
12、但对程序逻辑十分清楚，还要熟悉所有被控设备的工作原理。 这部分工作量大，要求高，是统调试的关键。总结 经过近半个月的努力,到此为止,课程设计已基本完成。而且设计课题关系到的相关 材料范围较为广泛，这并给设计本身增加了工作量,提高了难度。但在过去的时间里，我 认真学习了：数字电路 、 电工电子技术 、 自动控制原理 PLC 等有关专 业课程。并借鉴上学期一周的电工电子课程设计实训基础,以及之前的各种课程设计,完 成了本次毕业设计也是在情理之中。当然,在进行过程中也碰到了一些困难，特别是在按 装调试的过程中遇到的一些问题,还不是那么容易解决,尽管理论研究可行,但用于实际电 路却效果不同,甚至越是着
13、急越是迷惘。后来还是从电路原理图的基本入手，经过分析、 查找、总结；再安装、再调试、再查找，一步步逐次分析，最终才把正确的理论思想附 诸实际的电路，完成了本次的课题设计。 在这次课程设计中，我学会了怎样通过查阅相关资料和一些文献来进行自己的设计， 加深了对一些常用元器件的认识，并提高了独立分析和解决实际问题的能力。另外，动 手能力也得到了很大的提高。但从中我也发现自己存在的一些不足，在安装、调试及故 障检修过程中碰到的一些问题表明：我并不能很好的熟练去使用我所学到的模电知识。 换言之，并没有把自己在学校所学过的理论知识附诸于实际问题中。在以后的学习、工 作中，我会加强对使用电路的设计和选用能力
14、。把所学到的理论运用于实践，并通过实 践，再加强对理论知识的掌握，不断地充实自己，争做一个合格的大学毕业生！在过去 的时间里，毕业设计期间佳老师对我们的关心.指导，大家有感于心。事实上这次设计对6我们的锻炼是多方面的，其中包括对设计过程的熟悉和各个方面的动手能力等等。不久 我们将走上工作岗位，这样的学习机会对我们来说已经不多了 ，我们非常重视。致谢经过一个月的紧张的忙碌和学习，本次毕业设计已接近尾声，作为一个专科生的毕 业由于设计经验的匮乏，难免会有许多考虑不周全的地方，有了老师的督促指导，以及 一起工作的同学们的支持使我一次又一次克服设计中带来的困难。 在这里首先要感谢我 的指导老师姜志平老师。老师平日里工作繁多，但在我做毕业设计的每个阶段，都帮我 耐心的讲解，设计方案的确定和修改，一遍又一遍地检查，整个过程中都给予了我细心 的指导。我的设计较为复杂烦琐，但是姜志平老师仍然细心的指导。 然后还要感谢大学三年来所有的老师，为我们打下电气自动化专业知识的基础；同时还要感谢所有的同学们，正是因为有了你们的支持和鼓励。此次毕业设计才会顺利完成。最后感谢我的母校明达职业技术学院。参考文献【1】孙振强 主编可编程控制器原理及应用教程 清华大学出版社2005【2】刘载文、李毫升、钟亚林 主编电梯控制技术北京电子工业出版社1996【3】陈小虎 主编 电工电子技术 高等教育出版社.2002
