奥鹏远程教育长春学习中心可编程设计

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1、丈可编程控制器络教作业院题 目：三相异步电动机的Y起动PLC控制学习中心：奥鹏远程教育长春学习中心（直属）层次：高中起点专科专业：电力系统自动化技术年级：2012年 春季学号：201110095206学生姓名：内容摘要PLC 在三相异步电机控制中的应用，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 企业对自动化的需要。本文设计了三相异步电动机的 PLC 控制电路，该电路主要 以性能稳定

2、、简单实用为目的。以三相异步电动机“ Y-A ”起动为例，介绍了继电 交流接触控制电路图与梯形图的关系,基本指令的功能,进行 PLC 应用控制系统设 计的一般方法。关键词：控制电路图；梯形图；指令；功能目录内容摘要 I引 言 11 可编程序控制器（PLC） 21.1可编程序控制器PLC的产生21.2可编程序控制器的发展 21.3可编程序控制器PLC的主要性能指标31.4可编程序控制器PLC的分类41.5可编程序控制器的特点 51.6可编程序控制器的应用 62可编程序控制器PLC控制实验72.1 实验时控制电路图和梯形图一一对应的实验 72.1.1 I/O 点的分配和定义 82.1.2 PLC

3、控制接线图 92.1.3 梯段形 92.2 照明灯具的选择 102.2.1 使用安全 102.2.2 提高能效 102.2.3 功能性、装饰性、经济性 102.2.4 限制眩光提高能效 103 照度和照明方式选择 113.1 照度选择 113.2 照明方式选择 113.2.1 一般照明。 113.2.2 局部照明。 123.2.3 混合照明。 124 照度的计算 124.1 照度计算 124.2 逐点照度计算法 124.3 利用系数法 134.4 单位容量法 13参考文献 13引言长期以来，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

4、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，由于计算机技术和微电子技术的迅速发展，极大的推动了 PLC 的发展，使的 PLC的功能日益增强。如PLC可进行模拟量控制、位置控制和PID控制等，易于实 现柔性制造系统。远程通信功能的实现更使 PLC 如虎添翼。目前，在先进国家中， PLC已成为工业控制的标准设备，应用面几乎覆盖了所有工业企业。PLC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。 PLC 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PLC综合了计算机和自 动化技术，所以

5、它发展日新月异，大大超过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及信息、网络时代的到来， 扩展了 PLC 的功能，使它具有很强的联网通讯能力，从而更广泛地应用于众多行 业。下面以鼠笼型三相异步电动机“ Y-”换接起动为例，结合实验操作探讨继 电、交流接触器控制电路和梯形图关系,基本指令的功能， PLC 应用控制系统设计 的一般方法。1可编程序控制器（PLC）1.1可编程序控制器PLC的产生可编程控制器（Progr

6、ammable Controller ）是计算机家族中的一员，是为工业控制 应用而设计制造的。早期的可编程控制器称作可编程逻辑控制器 （Programmable Logic Controller）,简称PLC,它主要用来代替继电器实现逻辑控制。 随着技术的发展，这种装置的功能已经大大超过了逻辑控制的范围，因此，今天 这种装置称作可编程控制器, 简称 PC。 但是为了避免与个人计算机 （Personal Computer）的简称混淆，所以将可编程控制器简称PLC1.2可编程序控制器的发展（1）高性能、高速度、大容量发展为了提高PLC的处理能力，要求PLC具有更好的响应速度和更大的存储容量。 目前

7、，有的PLC的扫描速度可达0.1ms/k步左右。PLC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 PLC 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）向小型化和大型化两个方向发展小型PLC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PLC,最小配置的I/O点数为816点， 以适应单机及小型自动控制的需要。大型化是指大中型PLC向大容量、智能化和网络化发展，使之能与计算机组 成集成控制系统，对大规模、复杂系统进行综合性的自动控制。现已有I/O点数达 14336点的超大型PLC，其使用32位微

8、处理器，多CPU并行工作和大容量存储器， 功能强。（3）大力开发智能模块，加强联网与通信能力 为满足各种控制系统的要求，不断开发出许多功能模块，如高速计数模块、温度控制模块、远程I/O模块、通信和人机接口模块等。PLC的联网与通信有两类：PLC之间联网通信，各PLC生产厂家都有自 己的专有联网手段；PLC与计算机之间的联网通信。为了加强联网与和通信能力， PLC 生产厂家也在协商制订通用的通信标准，以构成更大的网络系统。（4）增强外部故障的检测与处理能力据统计资料表明：在PLC控制系统的故障中，CPU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

9、20%故障属于PLC的内部故障，它可通过PLC本身的软、硬件实现 检测、处理。而其余80%的故障属于PLC的外部故障。PLC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PLC系统结构不断发展的同时，PLC的编程语言也越来越丰富，功能也不 断提高。除了大多数PLC使用的梯形图、语句表语言外，为了适应各种控制要求， 出现了面向顺序控制的步进编程语言、面向过程控制的流程图语言、与计算机兼 容的高级语言（C语言等）等。多种编程语言并存、互补与发展是PLC进步的一一 种趋势。1.3可编程序控制器PLC的主要性能指标PLC 的主要性能指标有：（

10、 1 ）输入 /输出点数如前所述，输入输出点数是 PLC 组成控制系统时所能接入的输入输出信号的 最大数量，表示 PLC 组成系统时可能的最大规模。这时有个问题要注意，在总的 点数中，输入点与输出点总是按一定的比例设置的，往往是输入点数大于输出点 数，且输入与输出点数不能相互替代。（2）应用程序的存储容量应用程序的容量是存放用户程序的存储器的容量。通常用K字（kw）, K字节 （kb）或K位来表示，1K=1024。也有的PLC直接用所能存放的程序量表示。在一 些文献中称 PLC 中存放程序的地址单位为“步”，每一步占用两个字，一条基本指 令一般为一步。功能复杂的指令，特别是功能指令，往往有若干

11、步。因而用 “步” 来表示程序容量，往往以最简单的基本指令为单位，称为多少K基本指令（步）（ 3 ）扫描速度一般以执行1000条基本指令所需的时间来衡量。单位为毫秒/千步，也有以执 行一步指令时间计的，如微秒/步。一般逻辑指令与运算指令的平均执行时间有较 大的差别，因而大多场合，扫描速度往往需要标明是执行哪类程序。以下是扫描速度的参考值：由目前PLC采用的CPU的主频考虑，扫描速度比较慢 的为2.2ms/K逻辑运算程序，60ms/K数字运算程序；较快的为lms/K逻辑运算程 序，10ms/K数字运算程序；更快的能达到0.75/K逻辑运算程序。(4)编程语言及指令功能不同厂家的 PLC 编程语言

12、不同，相互不兼容。梯形图语言指令表语言较为常 见，近年来功能图语言的使用量有上升趋势。一台机器能同时使用的编程方法多， 则容易为更多的人使用。编程能力中还有一个内容是指令的功能。衡量指令能强 弱可看二个方面：一是指令条数多少，二是指令中有多少 综合怀指令。一条是综 合性指令一般就能完成一项专门操作。比如查表、排序及 PID 功能等，相当于一 个子程序。指令的功能越强，使用这些指令完成一定的控制目的就越容易。另外，可编程序控制器的可扩展性、可靠笥、易操作规程性及经济性等到性 能指标也较受用户的关注。1.4可编程序控制器PLC的分类PLC产品种类繁多，其规格和性能也各不相同。对PLC的分类可以根据

13、结构、 功能的差异等进行大致分类。按I/O点数分类：PLC按其I/O点数多少一般可分为以下4类：(1)微型PLC： I/O点数小于64点的PLC为超小型或微型PLC。(2) 小型PLC: I/O点数为256点以下，用户程序存储容量小于8KB的为小 型 PLC。(3) 中型PLC： I/O点数在5122048点之间的为中型PLC。大型PLC： I/O点数为2048点以上的为大型PLC。按结构分类 ：PLC按其结构可分为整体式、模块式及叠装式3种：(1) 整体式 PLC将 CPU、 I/O 单元、电源、通信等部件集成到一个机壳内的称为整体式 PLC。 整体式 PLC 由不同 I/O 点数的基本单元

14、(又称主机)和扩展单元组成。(2) 模块式 PLC模块式PLC是将PLC的每个工作单元都制成独立的模块，如 CPU模块、 I/O模块、电源模块(有的含在CPU模块中)以及各种功能模块。模块式PLC由母 板(或框架)以及各种模块组成。把这些模块按控制系统需要选取后，安插到母板上， 就构成了一个完整的 PLC 系统。(3)叠装式 PLC将整体式和模块式的特点结合起来，构成所谓叠装式PLC。叠装 式PLC将CPU模块、电源模块、通信模块和一定数量的I/O单元集成到一个机壳 内，如果集成的I/O模块不够使用，可以进行模块扩展。按功能分类根据PLC所具有的功能不同，可将PLC分为低档、中档、高档3类：(

15、1) 低档 PLC具有逻辑运算、定时、计数、移位以及自诊断、监控等基本功能，还可有少 量的模拟量I/O、算术运算、数据传送和比较、通信等功能。主要用于逻辑控制、 顺序控制或少量模拟量控制的单机控制系统。(2) 中档 PLC除具有低档PLC的功能外，还具有较强的模拟量I/O、算术运算、数据传送和 比较、数制转换、远程I/O、子程序、通信联网等功能。有些还可增设中断控制、 PID (比例、积分、微分控制)控制等功能，以适用于复杂控制系统。(3) 高档 PLC除具有中档PLC的功能外，还增加了带符号算术运算、矩阵运算、函数、表 格、 CRT 可编程控制器原理与应用显示、打印和更强的通信联网功能，可用于大 规模过程控制或构成分布式网络控制系统,实现工厂自动化。1.5 可编程序控制器的特点(1) 可靠性高，抗干扰能力强。由于采用大规模集成电路和微处理器，使系统器件数大大减少，并且在硬件 的设计和制造的过程中采取了一系列隔离和抗干扰措施，使它能适应恶劣的工作 环境，具有很高的可靠性。(2) 编程简单，容易掌握PLC 采用与继电器控制线路图非常接近的梯形图作为编程语言，它既有继电 器电路清晰直观的特点，又充分考虑