異步電動機正反轉(zhuǎn)控制電路設(shè)計

1、課程設(shè)計報告書題 目：異步電動機正反轉(zhuǎn)控制電路設(shè)計學(xué) 院：信息與通信工程學(xué)院專 業(yè)： 自動化班 級： xxx姓 名：xxx學(xué) 號：xxx2013年 06月 28日摘要本次課程設(shè)計旨在對電動機的正、 反轉(zhuǎn)控制線路進行設(shè)計。 生產(chǎn)中許多機械 設(shè)備往往要求運動部件能向正反兩個方向運動， 如機床工作臺的前進與后退、 起 重機的上升與下降等， 這些生產(chǎn)機械要求電動機能實現(xiàn)正反轉(zhuǎn)控制。 改變通入電 動機定子繞組的三相電源相序， 及把接入電動機的三相電源進線中的任意兩根對 調(diào)，電動機即可反轉(zhuǎn)。關(guān)鍵詞：正反轉(zhuǎn)控制；改變?nèi)嚯娫聪嘈騛bstractThis course is designed to forwa

2、rd and inversion of control circuit of motor design. Production in many mechanical devices often require moving parts to positive and negative two direction, such as machine table of forward and backward, cranes rise and fall, these production machinery electric function realization and reversing co

3、ntrol. Access to change motor stator windings of three phase power phase sequence, and connected to the motor's three-phase power supply into line in any of the two switch, the motor can be reversed.Keywords: positive and negative turn control; Changet he three-phase power phase sequence15目錄第 1

4、章 緒 論 41.1 設(shè)計目的 41.2 設(shè)計要求 錯誤！未定義書簽。1.3 PLC 電動機正反轉(zhuǎn)控制中的應(yīng)用概況 錯誤！未定義書簽。1.4 設(shè)計意義 4第 2 章 設(shè)計原理 錯誤！未定義書簽。2.1 設(shè)計理論依據(jù) 錯. 誤！未定義書簽。2.1.1 PLC 控制三相異步電動機結(jié)構(gòu)原理框圖 錯誤！未定義書簽。2.1.2 電動機可逆運行的手動控制線路設(shè)計 錯誤！未定義書簽。2.1.3 電動機可逆運行的自動控制線路設(shè)計 6.第 3 章 設(shè)計方案 83.1 硬件設(shè)計 83.1.1 電動機 83.1.2 PLC 選型與地址分配 8.3.1.3 主電路 93.2 程序設(shè)計 1.0.第 4 章 系統(tǒng)調(diào)試 1

5、.3.第 5 章 實驗心得與總結(jié) 1.4.參考文獻 1.4.第 1 章 緒論1.1 設(shè)計目的 在實際生產(chǎn)中，往往要求控制線路能對電動機進行正、反轉(zhuǎn)控制。例如：常 通過電動機的正反轉(zhuǎn)，或工作臺的前進與后退， 或起重機起吊重物的上升與下放， 以及電梯的升降等，由此滿足生產(chǎn)加工的要求。1.2 設(shè)計要求本設(shè)計研究的主要內(nèi)容是三相異步電動機的正反轉(zhuǎn)控制線路的設(shè)計， 由三相 異步電動機轉(zhuǎn)動原理， 對主電路和控制電路進行設(shè)計， 以達到設(shè)計目的。 電氣控 制系統(tǒng)的實現(xiàn)，主要有繼電 - 接觸器控制和 PLC控制等方法。 PLC控制具有結(jié)構(gòu) 簡單、價格便宜、 抗干擾能力強等優(yōu)點， 廣泛應(yīng)用于各類生產(chǎn)設(shè)備的控制和生

6、產(chǎn) 過程的自動化控制1.3 PLC在電動機正反轉(zhuǎn)控制中的應(yīng)用概況本系統(tǒng)的控制是采用 PLC的編程語言梯形語言，長期以來， PLC始終處 于工業(yè)自動化控制領(lǐng)域的主戰(zhàn)場， 為各種各樣的自動化控制設(shè)備提供了非?？煽?的控制應(yīng)用。 它能夠為自動化控制應(yīng)用提供安全可靠和比較完善的解決方案， 適 合于當(dāng)前工業(yè)企業(yè)對自動化的需要。 進入 20世紀 80年代，由于計算機技術(shù)和 微電子技術(shù)的迅速發(fā)展，極大的推動了 PLC的發(fā)展，使的 PLC的功能日益增強。 遠程通信功能的實現(xiàn)更使 PLC 如虎添翼。目前，在先進國家中， PLC已成為工業(yè) 控制的標準設(shè)備，應(yīng)用面幾乎覆蓋了所有工業(yè)企業(yè)。 PLC 通過輸入/ 輸出（

7、 I/O ） 裝置發(fā)出控制信號和接受輸入信號。 由于 PLC綜合了計算機和自動化技術(shù)， 所以 它發(fā)展日新月異，大大超過其出現(xiàn)時的技術(shù)水平。 它不但可以很容易地完成邏輯、 順序、定時、計數(shù)、數(shù)字運算、數(shù)據(jù)處理等功能，而且可以通過輸入輸出接口建 立與各類生產(chǎn)機械數(shù)字量和模擬量的聯(lián)系， 從而實現(xiàn)生產(chǎn)過程的自動控制。 特別 是超大規(guī)模集成電路的迅速發(fā)展以及信息、 網(wǎng)絡(luò)時代的到來，擴展了 PLC的功能， 使它具有很強的聯(lián)網(wǎng)通訊能力，從而更廣泛地應(yīng)用于眾多行業(yè)。1.4 設(shè)計意義通過本課程設(shè)計加深對異步電動機的正反轉(zhuǎn)控制線路設(shè)計的原理理解， 加強 對電路的分析與設(shè)計，提高解決實際問題的能力和應(yīng)用水平。第 2

8、 章 設(shè)計原理由三相異步電動機轉(zhuǎn)動的原理可知，若要電動機可逆運行，只要將接于電 動機定子的三相電源線中的任意兩相對調(diào)即可。因為此時定子繞組的相序改變 了，旋轉(zhuǎn)磁場的方向就相應(yīng)的發(fā)生變化， 因而轉(zhuǎn)子中感應(yīng)電勢、 電流以及產(chǎn)生的 電磁轉(zhuǎn)矩都要改變方向，因而電動機的轉(zhuǎn)子就逆轉(zhuǎn)了。2.1 設(shè)計理論依據(jù)2.1.1 PLC 控制三相異步電動機結(jié)構(gòu)原理框圖 電動機是電力拖動控制系統(tǒng)的主要控制對象， 電動機的控制主要是實現(xiàn)電動 機的起動、停止、正反轉(zhuǎn)、調(diào)速和制動等運行方式的控制，并以此來實現(xiàn)生產(chǎn)過 程自動化，滿足生產(chǎn)工藝要求。電氣控制系統(tǒng)的實現(xiàn)，主要有繼電 - 接觸器控制和 PLC控制等方法。 PLC控 制具

9、有結(jié)構(gòu)簡單、 價格便宜、 抗干擾能力強等優(yōu)點， 廣泛應(yīng)用于各類生產(chǎn)設(shè)備的 控制和生產(chǎn)過程的自動化控制。 此次將利用 PLC對三相異步電動機實現(xiàn)其正反轉(zhuǎn) 控制，要求利用雙重聯(lián)鎖能夠順利的進行電機的正反轉(zhuǎn)變化。計算機三相異步電動機PLC 可編程控制器三相異步電動機驅(qū)動器2.1.2 電動機可逆運行的手動控制線路設(shè)計（1）線路設(shè)計思想電動機可逆運行控制線路， 實質(zhì)上是兩個方向相反的單向運行電路的組合。 為此，采用兩個接觸器分別給電動機定子送入 A、B、C相序和 C、B、A 相序的電 源，電動機就能實現(xiàn)可逆運行。 為了避免誤操作而引起的電源短路， 需在這兩個 方向相反的單向運行電路中加設(shè)必要的連鎖。（2

10、）典型線路電動機可逆運行控制線路（3）工作原理在該控制線路中， KM1 為正轉(zhuǎn)交流接觸器， KM2 為反轉(zhuǎn)交流接觸器， S3為 停止按鈕、 SB1 為正轉(zhuǎn)控制按鈕， SB2為反轉(zhuǎn)控制按鈕。 KM1、KM2 常閉觸點相 互閉鎖，當(dāng)按下 SB1 正轉(zhuǎn)按鈕時， KM1 得電，電機正轉(zhuǎn)； KM1 的常閉觸點斷開 反轉(zhuǎn)控制回路，此時當(dāng)按下反轉(zhuǎn)按鈕，電機運行方式不變；若要電機反轉(zhuǎn)，必須 按下 SB3停止按鈕，正轉(zhuǎn)交流接觸器失電，電機停止，然后再按下反轉(zhuǎn)按鈕，電 機反轉(zhuǎn)。若要電機正轉(zhuǎn)，也必須先停下來，再來改變運行方式。這樣的控制線路 的好處在于避免誤操作等引起的電源短路故障。2.1.3 電動機可逆運行的自動

11、控制線路設(shè)計（1）線路設(shè)計思想 自動控制的電動機可逆運行電路，可按行程控制原則來設(shè)計。實質(zhì)上是利 用行程開關(guān)來檢測機件往返運動位置， 自動發(fā)出控制信號進而控制電動機的正反 轉(zhuǎn)，使機件往復(fù)運動。（2）典型線路自動循環(huán)控制線路自動往復(fù)循環(huán)控制線路（3）工作原理按下起動按鈕 SB1，KM1得電，電動機正向起動運行，帶刀架向前運動，當(dāng) 刀架運行至 SQ2，撞塊壓下 SQ2，KM1斷電釋放，接觸器 KM2線圈得電吸合，電 動機反向起動運行，使刀架自動返回 。當(dāng)?shù)都芊祷氐轿恢?1 撞塊壓下 SQ1，KM2失電，刀架自動停止運動第 3 章 設(shè)計方案3.1 硬件設(shè)計3.1.1 電動機 三相異步電動機運行性能好

12、，并可節(jié)省各種材料?；\式轉(zhuǎn)子的異步電動機結(jié)構(gòu)簡單、運行可靠、重量輕、價格便宜，得到了廣泛的應(yīng)用，其主 要缺點是調(diào)速困難。三相異步電動機根據(jù)工作要求不同，主要進行降壓啟動、 正反轉(zhuǎn)、自動循環(huán)、制動、變速等不同控制，該設(shè)計要求把對電動機的上述控制 采用 PLC控制來實現(xiàn)， 使系統(tǒng)的性能更完善。 此次選擇的電動機為三相異步電動 機型號 YB160L-2，功率 18.5KW，額定電壓 380V，額定電流 35.5A，轉(zhuǎn)速 2930r/min ， 接法。3.1.2 PLC 選型與地址分配PLC產(chǎn)品的種類繁多。 PLC的型號不同 , 對應(yīng)著其結(jié)構(gòu)形式、性能、容量、指 令系統(tǒng)、編程方式、 價格等均各不相同

13、, 適用的場合也各有側(cè)重。 因此,合理選用 PLC,對于提高 PLC控制系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟指標有著重要意義。PLC的選擇主要應(yīng)從 PLC 的機型、容量、I/O 模塊、電源模塊、特殊功能模塊、 通信聯(lián)網(wǎng)能力等方面加以綜合考慮。 PLC機型選擇的基本原則是在滿足功能要求 及保證可靠、維護方便的前提下 , 力爭最佳的性能價格比。選擇時應(yīng)主要考慮到 合理的結(jié)構(gòu)型式 ,安裝方式的選擇 , 相應(yīng)的功能要求 ,響應(yīng)速度要求 , 系統(tǒng)可靠性 的要求,機型盡量統(tǒng)一等因素 .此次選擇西門子公司的 S7-200 系列PLC（CPU226。）I/O 分配表項目名稱地址作用輸入SB1I0.1正轉(zhuǎn)按鈕SB2I0.2反轉(zhuǎn)按鈕S

14、B3I0.0停止按鈕輸出KM1Q0.0正轉(zhuǎn)接觸器KM2Q0.1反轉(zhuǎn)接觸器圖 2-3PLC 連接圖3.1.3 主電路根據(jù)主電路 2-4 連接器件圖 2-4 異步電動機正反轉(zhuǎn)主電路3.2 程序設(shè)計軟件設(shè)計是 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計的核心， 通過 PLC的應(yīng)用軟件設(shè)計來實現(xiàn)系統(tǒng)的 各項控制功能，要設(shè)計好 PLC的應(yīng)用軟件，必須充分了解被控對象的生產(chǎn)工藝、 技術(shù)特性、控制要求等。PLC的應(yīng)用軟件設(shè)計是指根據(jù)控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)和工藝要求，使用相應(yīng)的編 程語言，編制用戶控制程序和形成相應(yīng)文件的過程。 主要內(nèi)容包括： 確定程序結(jié) 構(gòu)；定義輸入 輸出、中間標志、定時器、計數(shù)器和數(shù)據(jù)區(qū)等參數(shù)表；編制程序。三相異步電機

15、的正反轉(zhuǎn)控制梯型圖如圖 4-1圖4-1第 4 章 系統(tǒng)調(diào)試系統(tǒng)調(diào)試是系統(tǒng)在正式投入使用之前的必經(jīng)步驟。與繼電 - 接觸器控制系統(tǒng) 不同， PLC控制系統(tǒng)既有硬件部分的調(diào)試，還有軟件的調(diào)試。與繼電 -接觸器控 制系統(tǒng)相比， PLC系統(tǒng)的硬件調(diào)試要相對簡單，主要是 PLC程序的的調(diào)試。通過 調(diào)試找出問題的所在， 相應(yīng)的修改程序。 在編程過程中難免會有不足之處， 因此 通過調(diào)試，再修改程序可以更好實現(xiàn)相應(yīng)的功能。系統(tǒng)調(diào)試分幾種情況： 硬件調(diào)試：接通電源，檢查可編程序控制器能否正常工作，接頭是否接觸良好。 軟件調(diào)試： 按要求輸入梯形圖， 檢查后編譯通過， 在線工作后把程序?qū)懭肟删幊?序控制器的程序存儲區(qū)。運行調(diào)試： 在硬件調(diào)試和軟件調(diào)試正確的基礎(chǔ)上， 使 PLC進入運行狀態(tài)， 觀察運 行情況，看是否能夠?qū)崿F(xiàn)正反轉(zhuǎn)控制。根據(jù)以上調(diào)試情況，此電機控制系統(tǒng)設(shè)計符合控制要求。第 5