交流电机的PLC控制

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1、题目：交流电机的PLC控制摘要PLC 在三相异步电动机控制中的应用，与传统的继电器控制相比，具有控 制速度快、可靠性高、灵活性强、功能完善等优点。长期以来，PLC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求。本文设计了三相异步电动机的PLC控制电路，主 要研究了三相异步电动机的点动、正反转以及延时的继电器控制，画出及其相应 的输入输出接线图，根据继电器控制电路图做出PLC控制梯形图，最后给出控制 指令。关键词：PLC；三相异步电动机；继电器Title: AC

2、 motor PLC controlAbstractPLC in the three-phase asynchronous motor control application, and the traditional relay control compared with the control, fast speed, high reliability, strong flexibility, improves the functions. Long-term since, PLC has always been in the field of industrial automation c

3、ontrol of the main battlefield, for various automation control equipment provides a very reliable control application. It can provide automatic control application to provide safe and reliable and relatively perfect solution, suitable for current industry business the need for automation. This paper

4、 introduces the design of the three-phase asynchronous motor PLC control circuit, the main research of the three-phase asynchronous motor to move, positive inversion and time delay relay control, draw and the corresponding input and output wiring diagram, according to the relay control circuit diagr

5、am made PLC ladder diagram of control, finally gives the control instruction.Key words: PLC three-phase asynchronous motor; relay;目录1.绪论 51.1设计背景 51.2设计内容 52硬件电路 62.1 PLC的选择62.11 PLC的定义62.1.2 PLC与继电器控制的区别6213 PLC的工作原理62.2 S7-200 的介绍72.2.1 S7-200 的概述72. 2. 2适用范围 82.2.3 S7-200 的 CPU 224 型号82.3三相异步电机82

6、.3.1三相异步电机的定义82. 3. 3三相异步电动机的工作原理 92.4继电器 102.4.1继电器定义102.4.2电符号和触点形式 102.5接触器 102.5.1接触器的定义102.5.3 基本结构 112. 6导线，按钮等器件 112. 6. 1导线112. 6. 2按钮112. 6. 3其它 113三相异步电机的PLC控制123.1三相异步电机的点动控制123.1.1三相异步电机的点动控制的线路图12312电机的PLC控制（点动控制）133.2 三相异步电机的连续正传控制13321 三相异步电机连续正转线路图143.22PLC控制三相异步电机的连续正转1533 三相异步电机的延时

7、正转控制163.3.1三相异步电机的延时正转控制接线图163.3.2 PLC控制三相异步电机的延时控制173.4电机的正反转控制183. 4. 1电机正反转接线图 183.4.2PLC 控制电机正反转19结束语 23谢词错误!未定义书签。参考文献 251.绪论1.1设计背景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

8、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 PLC 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。长期以来，PLC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 PLC的发展，使 的 PLC 的

9、功能日益增强。1.2 设计内容系统设计主要包括硬件和软件两大部分，依据控制系统的工作原理和技术性 能，将硬件和软件分开设计。硬件设计部分包括电路原理图、合理选择元器件、 绘制线路图，然后对硬件进行调试、测试，以达到设计要求。通迹LC的设计程 序来实现电机的正转点动,正转连续,正反转,延时控制任务,将电机与 PLC 想连 接,通过 PLC 的程序来控制电机动作, 与传统的继电器控制相比具有速度快，可 靠性高，灵活性强，功能完善等优点。我选则了西门子S7-200PLC，三相异步电 机等器件来完成本次设计。2硬件电路2.1 PLC的选择211 PLC的定义可编程逻辑控制器，一种数字运算操作的电子系统

10、，专为在工业环境应用而 设计的。它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算，顺 序控制，定时，计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入 / 输出控制各种类型的机械或生产过程。2.1.2 PLC与继电器控制的区别1. 控制方式 继电器的控制是采用硬件接线实现的，是利用继电器机械触 点的串联或并联极延时继电器的滞后动作等组合形成控制逻辑，只能完成既定的 逻辑控制。PLC采用存储逻辑，其控制逻辑是以程序方式存储在内存中，要改变 控制逻辑，只需改变程序即可，称软接线。2. 控制速度 继电器控制逻辑是依靠触点的机械动作实现控制，工作频率 低，毫秒级，机械触点有抖动现象。 P

11、LC 是由程序指令控制半导体电路来实现控 制，速度快，微秒级，严格同步，无抖动。3. 延时控制 继电器控制系统是靠时间继电器的滞后动作实现延时控制， 而时间继电器定时精度不高，受环境影响大，调整时间困难。 PLC 用半导体集 成电路作定时器，时钟脉冲由晶体振荡器产生，精度高，调整时间方便，不受环 境影响。213 PLC的工作原理当PLC投入运行后，其工作过程一般分为三个阶段，即输入采样、用户程序 执行和输出刷新三个阶段。完成上述三个阶段称作一个扫描周期。在整个运行期 间， PLC 的 CPU 以一定的扫描速度重复执行上述三个阶段。1输入采样阶段 在输入采样阶段，PLC以扫描方式依次地读入所有输

12、 入状态和数据，并将它们存入 I/O 映像区中的相应得单元内。输入采样结束后， 转入用户程序执行和输出刷新阶段。在这两个阶段中，即使输入状态和数据发生 变化， I/O 映象区中的相应单元的状态和数据也不会改变。因此，如果输入是脉 冲信号，则该脉冲信号的宽度必须大于一个扫描周期，才能保证在任何情况下， 该输入均能被读入。2用户程序执行阶段在用户程序执行阶段，PLC总是按由上而下的顺序依 次地扫描用户程序（梯形图）。在扫描每一条梯形图时，又总是先扫描梯形图左边 的由各触点构成的控制线路，并按先左后右、先上后下的顺序对由触点构成的控 制线路进行逻辑运算，然后根据逻辑运算的结果，刷新该逻辑线圈在系统

13、RAM 存储区中对应位的状态；或者刷新该输出线圈在I/O映像区中对应位的状态；或 者确定是否要执行该梯形图所规定的特殊功能指令。 即，在用户程序执行过程 中，只有输入点在I/O映像区内的状态和数据不会发生变化，而其他输出点和软 设备在I/O映像区或系统RAM存储区内的状态和数据都有可能发生变化，而且 排在上面的梯形图，其程序执行结果会对排在下面的凡是用到这些线圈或数据的 梯形图起作用；相反，排在下面的梯形图，其被刷新的逻辑线圈的状态或数据只 能到下一个扫描周期才能对排在其上面的程序起作用。在程序执行的过程中如果 使用立即I/O指令则可以直接存取I/O点。即使用I/O指令的话，输入过程影像 寄存

14、器的值不会被更新，程序直接从I/O模块取值，输出过程影像寄存器会被立 即更新，这跟立即输入有些区别。3 输出刷新阶段 当扫描用户程序结束后， PLC 就进入输出刷新阶段。在 此期间，CPU按照I/O映象区内对应的状态和数据刷新所有的输出锁存电路，再 经输出电路驱动相应的外设。这时，才是PLC的真正输出。2.2 S7-200的介绍2.2.1 S7-200 的概述S7-200是一种小型的可编程序控制器，适用于各行各业，各种场合中的检 测、监测及控制的自动化。S7-200系列的强大功能使其无论在独立运行中，或 相连成网络皆能实现复杂控制功能。因此S7-200系列具有极高的性能/价格比。图2-1 S7

15、-200硬件实物图2.2.2适用范围S7-200系列在集散自动化系统中充分发挥其强大功能。使用范围可覆盖从 替代继电器的简单控制到更复杂的自动化控制。应用领域极为广泛，覆盖所有与 自动检测，自动化控制有关的工业及民用领域，包括各种机床、机械、电力设施、 民用设施、环境保护设备等等。如：冲压机床，磨床，印刷机械，橡胶化工机械， 中央空调，电梯控制，运动系统。2. 2.3 S7-200 的 CPU 224 型号本次设的PLC采用了 S7-200系列的CPU 224型号的PLC。本机集成14输入 /10输出共24个数字量I/O点。可连接7个扩展模块，最大扩展至168路数字 量I/O点或35路模拟量I/O点。13K字节程序和数据存储空间。6个独立的30kHz 高速计数器，2路独立的20kHz高速脉冲输出，具有PID控制器。1个RS485通 讯/编程口，具有PPI通讯协议、MPI通讯协议和自由方式通讯能力。I/O端子排 可很容易地整体拆卸。是具有较强控制能力的控制器。2.3三相异步电机2.3.1三相异步电机的定义三相异步电机(Triple-phase asynchronous mo tor)是靠同时接入380V三相 交流电源(相位差120度)供电的一类电动机，由于三相异步电机的转子与定子 旋转磁场以相同的方向、不同的转速成旋转，存在转差率，所以叫