《单向运行能耗制动电气控制与PLC课程设计报告》由会员分享，可在线阅读，更多相关《单向运行能耗制动电气控制与PLC课程设计报告（25页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、成都学院（成都大学）课程设计报告 电气控制与PLC课程设计报告题 目 单向运行能耗制动 学 院 信息科学与工程学院 专 业 电气自动化技术 学生姓名 张毅 学 号 201420314223 年级 2014 级指导教师 黄建刚 职称 高级工程师 二0一六 年 六 月 三 日课程设计题目: 单向运行能耗制动设计 学生姓名: 张毅 设计报告成绩 （按4照优、良、中、及格、不及格评定）指导教师评语：指导教师（签名） 年 月 日说明：指导教师评分后，设计报告交院实验室保存。单向运行能耗制动摘要：能耗制动是电动机在脱离三相交流电源后，立即使其两相定子绕组加上一个直流电源，即通入直流电源，利用转子感应电流与
2、精致磁场的相互作用来达到制动目的的一种制动方法。该制动方法将电动机旋转的动能转换为电能，消耗在制动电阻上，故称为能耗制动。能耗制动可按时间原则又时间继电器来控制，也可按速度原则由速度继电器来控制。能耗制动的优点是制动准确、平稳且能量消耗较小，缺点是需要附加直流电源装置，制动效果不及反接制动明显。在本次课程设计中我负责的内容是按照要求绘图以及分析，并仿真，最后将两人成果整合并制作文件。关键词：能耗制动；速度原则； Unidirectional operation energy consumption brakingAbstract：Energy consumption braking motor
3、 from the three-phase AC power supply immediately, so that the two phase stator windings and a DC power supply, namely the DC power supply, the induced current in the rotor and delicate magnetic field interaction to achieve braking method for the purpose of brake. The rotation of the motor braking m
4、ethod and the kinetic energy is converted to electrical energy consumed by braking resistor, so called dynamic braking. The energy consumption braking can be controlled according to the time principle and time relay, and can be controlled by the speed relay. The advantages of energy consumption brak
5、ing is accurate, stable and less energy consumption, the disadvantage is that the need to add DC power supply device, the braking effect is not obvious.In the course design is I am responsible for the contents of the drawing and in accordance with the requirements analysis, simulation, and finally t
6、o integrate both results and make files. Key words: Energy consumption braking；Principle of speed. I目 录绪论11. 课程背景12. 选题的目的和意义13. 国内外研究现状24. 主要的研究内容2第1章 电气电路设计31.1 能耗制动原理31.1.1 主电路设计31.1.2 控制电路设计41.2 电路元件设计51.2.1 电动机51.2.2 接触器51.2.3 熔断器51.2.4 热继电器51.2.5 速度继电器61.3 元件清单6第2章 控制系统设计72.1 CPU模块的选择72.2 I/O分
7、配72.3 I/O接线图82.4 时序图82.5 顺序功能图92.6 梯形图9第3章 测试与仿真113.1 仿真113.1.1 导入梯形图113.1.2 测试123.2 问题的分析与解决12第4章 结论13致谢14参考文献15附录1 JR20系列热继电器的技术指标16附录2 CPU224的技术指标17附录3 Y系列电机常用型号对照表20II绪论 长期以来，能耗制动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。由于能耗制动综合了计算机和自动化技术，所以它发展日新月异
8、，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。1. 课程背景在20世纪6070年代，为了适应计算机、数字控制、机器人、大规模集成电路等高新技术的发展，美国通用汽车公司(GM)为适应汽车型号的不断翻新，提出了 “结合计算机灵活、通用、功能完备以及继电控制1简单、易懂、操作方便、为大家所熟悉”的优点，面向工业现场、面向控制过程、面向实际问题，即使是不熟悉计算机的人，经过简单训练也可直接编程的一种新型电子化的自动控制装置来代替传统继电-接触控制2的设想。
9、1969年，美国数字设备公司(DEC)率先研制出PDP-14可编程控制器，成功地用在GM公司的自动装配线上。1987年，国际电工委员会(IEC)对它定义如下： 一种数字运算操作的电子系统装置，专为在工业现场应用而设计。它采用可编程序的储存器，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，并通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。在早期，主要用于替代继电-接触的顺序控制，因此，又称为可编程逻辑控制器(Programmable logic controller PLC)。随着电子技术、计算技术的迅速发展，可编程控制器的功能已远远超出了顺序控制的范围
10、。被称为可编程控制器3(Programmable Controller PC)。为区别于个人计算机(Personal Computer PC)，故沿用PLC4 这个缩写。2. 选题的目的和意义本课程设计是PLC课程课堂教学的延伸和发展，是理论知识与工程实践之间的衔接。课程设计的主要目的是通过某一生产设备的电气控制装置的设计实践，了解一般电气控制系统设计过程、设计要求、应完成的工作内容和具体设计方法。通过设计也有助于复习、巩固以往所学的知识，达到灵活应用的目的。设计必须满足生产设备和生产工艺的要求，因此，设计之前必须了解设备的用途、结构、操作要求和工艺过程，在此过程中培养从事设计工作的整体观念。
11、课程设计应强调能力培养为主，在独立完成设计任务的同时，还要注意其他几方面能力的培养与提高，如独立工作能力与创造力；综合运用专业及基础知识的能力，解决实际工程技术问题的能力；查阅图书资料、产品手册和各种工具书的能力；工程绘图的能力；书写技术报告和编制技术资料的能力。在专业知识与研究方法方面为日后的毕业设计乃至毕业后的工作奠定良好的基础。3. 国内外研究现状PLC自问世以来，经过40多年的发展，在美、德、日等工业发达国家以成为重要的产业之一。世界总销售额不断上升、生产厂家不断涌现、品种不断翻新。产量产值大幅度上升而价格则不断下降。目前，世界上有200多个厂家生产PLC，较有名的：美国：AB通用电气
12、、莫迪康公司；日本：三菱、富士、欧姆龙、松下电工等；德国:西门子公司；法国：TE施耐德公司；韩国：三星、LG公司等5。我国PLC产品的研究和生产经历了三个阶段6:1) 顺序控制器（19731979）2) 以微处理器为主的工业控制器（19791985）3) 以微处理器为主的可编程序控制器（1985以后）。在对外康的政策的推动下，国外PLC产品大量进入我国市场，一部分随成套设备进口。随着不断学习与不断开拓的精神，现在，我国自主生产的PLC在国内的各行各业也有了极大的应用，技术含量也越来越高7。4. 主要的研究内容三相异步电动机的制动方法有很多种，本课程设计将重点说明用PLC来实现对三相异步电动机能
13、耗制动的控制的设计与仿真。分析能耗制动的工作原理。使用STEP7-MICRO/WIN对PLC编程，控制电动机能耗制动。完成对PLC的程序设计8以及仿真。第1章 电气电路设计随着现代信息科技的日益发展，人们对电力电子行业的需求也日益增多。如何在现有的经济及科学技术支持下不断满足人们对其的需求成为制约当今社会进步的一大问题。本文主要介绍了单向运行能耗控制电路，分析了能耗制动控制电路的相关问题，并着重了解和分析单向运行能耗控制电路并且按照速度原则由速度继电器来控制。1.1 能耗制动原理根据左手定则确定出转子电流和恒定磁场作用所产生的转矩方向与转子转速方向相反，故为制动转矩，此时电机把原来储存的动能或
14、重物的位能吸收后变成电能消耗在转子电路中。能耗制动就是将运行中的电动机9，从交流电源上切除并立即接通直流电源，在定子绕组接通直流电源时，直流电流会在定子内产生一个静止的直流磁场，转子因惯性在磁场内旋转，并在转子导体中产生感应电势有感应电流流过，并与恒定磁场相互作用消耗电动机转子惯性能量产生制动力矩，使电动机迅速减速，最后停止转动。1.1.1 主电路设计本次课程设计按速度原则实现可逆运行能耗制动控制电路10。通过速度继电器对速度的检测，从而控制电动机的运行。主电路电路图如1-1所示。停止时，电动机定子绕组脱离三相电源的同时，接触器KM2线圈通电，KM2主触点闭合，使桥式整流器VC能将交流电变为直
15、流电送入定子绕组，进行能耗制动，电动机转子转速迅速下降，当时间继电器KT的延时时间一到，电动机转速接近零，延时触点断开，使KM2和KS的线圈断电，电动机脱离直流电源，制动过程结束。图1-1 主电路1.1.2 控制电路设计图1-2 控制电路1.2 电路元件设计一个成功的系统都是由恰到好处的电路元件组成，选择合适的电路元件尤为重要，好的电路选择具有可靠的安全保证，还能在经济上具有一定的节省。1.2.1 电动机电动机应满足安全稳定，安装简单。选择Y系列电动机。具体参数见附录3.1.2.2 接触器接触器11 ( Contactor) 分直流接触器、交流接触器两大类选择依据是： 主触头数、辅助触头数目、额定电流、线圈控制电压的类型、等
