基于PLC的两台电动机顺序启动顺序停止控制设计样本.doc

目 录
摘 要 3
第一章 绪 论 4
第二章 课程设计原理及选用器材简介 5
2.1电动机顺序启动/停止控制电路 5
2.2 电动机选型 6
2.3两台电动机顺序控制PLC方案选取 7
2.4熔断器原理 8
2.5继电器 8
2.6常开常闭开关器选取 10
第三章 工作原理 12
3.1两台电动机顺序启动/停止控制电路如下： 12
3.2工作过程： 12
3.3 PLC控制两台电动机顺序启动/停止 13
第四章 软件仿真 15
基于GX-DEVELOPER和GX Simulator6-C仿真图 15
课程设计体会 17
参照文献 18

摘 要
本文简介了基于电力拖动2台电动机顺序启动停止设计方案。咱们运用其原理思路是：用两套异步电机M1和M2，顺序启动、停止控制电路是在一种设备启动之后另一种设备才干启动运营一种控制办法，惯用于主、辅设备之间控制，咱们使用了时间继电器，当按下SB1时，电动机M1会及时启动，而M2会延迟几秒启动。当按下SB2时。电动机M1会停止，而M2会延迟几秒钟停止。同步咱们还采用PLC进行控制。本设计两台电动机顺序启动/停止可以运用到生活各个方面这也充分体现了PLC在当今社会对生活重要之处。本设计在顺序控制基本上采用PLC对电动机控制通过合理选取和设计提高了电动机控制水平使电动机达到了较为抱负控制效果。 依照顺序功能图设计法联系到现实做出了本设计两台电动机顺序启动/停止控制PLC系统设计。

核心词：继电器、PLC控制

第一章 绪 论
与单相异步电动机相比，三相异步电动机运营性能好，并可节约各种材料。按转子构造不同，三相异步电动机可分为笼式和绕线式两种。笼式转子异步电动机构造简朴、运营可靠、重量轻、价格便宜，得到了广泛应用，其重要缺陷是调速困难。绕线式三相异步电动机转子和定子同样也设立了三相绕组并通过滑环、电刷与外部变阻器连接。调节变阻器电阻可以改进电动机起动性能和调节电动机转速。
在这种状况规定下，将电动机转动规律设计清晰显得尤为重要。电力拖动基本课程设计是电气工程及其自动化专业领域重要实践环节之一，重要以小型实用性电力拖动系统软、硬件设计为主。
本设计是依照顺序控制设计法对电动机进行顺序启动/停止控制。运用三菱FX2N编程软件进行绘图。

第二章 课程设计原理及选用器材简介
2.1电动机顺序启动/停止控制电路
下图为主电路：

图2.1 主电路
工作流程如下图：
开始
按下SB1
常开触点KM1得电闭合，KT1延时闭合，M1启动
10s后，KT1闭合，KM2得电闭合，M2启动
按下SB2
常闭KM3得电断开，M1停止，KT2延时
10s后，KT2断开，M2停止
结束

图2.2 工作流程图
2.2 电动机选型
电动机选用一方面要理解电动机机械负载特性依照机械负载类型和特性来选取电动机额定容量、额定转速、额定电压以及型式。 要为某毕生产机械选配一台电动机一方面要合理选取电动机功率。普通依照生产机械负载需要来选取电动机功率同步还要考虑负载工作制问题也就是说所选电动机应适应机械负载持续、短时或间断周期工作性质。功率选用时不能太大也不能太小。选小了保证不了电动机和生产机械正常工作选大了虽然能保证正常运营但是不经济电动机容量不能被充分运用并且电动机经常不能满载运营使得效率和功率因数不高。 另一方面依照电源电压条件规定所选用电动机额定电压与频率同供电电源电压与频率相符合。电动机转速一定要按生产机械铭牌上规定选取否则也许变化生产机械性能。此外电动机构造、防护、冷却和安装形式应适应使用环境条件规定并且要力求安装、调试、检修以便以保证电机能安全可靠运营。
2.3两台电动机顺序控制PLC方案选取
可编程序控制器实行控制其实质就是按一定算法进行输入输出变换并将这个变换与以物理实现。输入输出变换、物理实现可以说是PLC实行控制两个基本点同步物理实现也是PLC与普通微机相区别之处其需要考虑实际控制需要应能排除干扰信号适应于工业现场输出应放大到工业控制水平能为实际控制系统以便使用因此PLC采用了典型计算机构造重要是由微解决器CPU、存储器RAM/ROM、输入输出接口I/O电路、通信接口及电源构成。 顺序控制是为了满足生产需要而逐渐发展起来。FX2N型PLC是PLC发展成熟后小型控制器产品。之前PLC与简易控制器曾并存过一段时间日后由于技术提高和应用推动PLC品种逐渐增多、适应面更为广泛PLC获得了绝对优势。 三菱FX_2N系列可编程控制器是小型化高速度高性能产品是FX系列中最高档次超小型程序装置。除输入出1625点独立用途外还可以合用于在各种基本组件间连接模仿控制定位控制等特殊用途是一套可以满足多样化广泛需要PLC。
它具备如下特点：
1 系统配备既固定又灵活 在基本单元上连接扩展单元或扩展模块可进行16--256点灵活输入输出组合。
2 备有可自由选取丰富品种 7 可选用16/32/48/64/80/128点主机可以采用最小8点扩展模块进行扩展。可依照电源及输出形式自由选取。
3 令人放心高性能 程序容量:内置800步RAM可输入注释可使用存储盒最大可扩充至16k步。
4 编程简朴 本系统采用三菱FX2N系列PLC实现上下井口各种操作。上井口为FX_2N128MR下井口为FX_2N80MR车房为FX_2N48MR除紧停信号单独外各种操作及信号解决均由可编程控制器完毕。本设计FX2N型PLC指令丰富能满足本设计规定并且更为以便故采用了FX2N型PLC来简介本设计。
2.4熔断器原理
熔断器也被称为保险丝，是一种运用热效应原理工作电流保护电器，IEC127原则将它定义为"熔断体（fuse-link)"。它是一种安装在电路中，保证电路安全运营电器元件。熔断器其实就是一种短路保护器，广泛用于配电系统和控制系统，重要进行短路保护或严重过载保护。
熔断器（实物如图2.1）是依照电流超过规定值一段时间后，以其自身产生热量使熔体熔化，从而使电路断开；运用这种原理制成一种电流保护器。熔断器广泛应用于高低压配电系统和控制系统以及用电设备中，作为短路和过电流保护器，是应用最普遍保护器件之一。
熔断器是一种过电流保护器。熔断器重要由熔体和熔管以及外加填料等某些构成。使用时，将熔断器串联于被保护电路中，当被保护电路电流超过规定值，并通过一定期间后，由熔体自身产生热量熔断熔体，使电路断开，从而起到保护作用。

以金属导体作为熔体而分断电路电器，串联于电路中，当过载或短路电流通过熔体时，熔体自身将发热而熔断，从而对电力系统、各种电工设备以及家用电器都起到了一定保护作用。具备反时延特性，当过载电流小时，熔断时间长；过载电流大时，熔断时间短。因而，在一定过载电流范畴内至电流恢复正常，熔断器不会熔断，可以继续使用。熔断器重要由熔体、外壳和支座3 某些构成，其中熔体是控制熔断特性核心元件。
2.5继电器
电磁继电器（如图2.2）普通由铁芯、线圈、衔铁、触点簧片等构成。只要在线圈两端加上一定电压，线圈中就会流过一定电流，从而产生电磁效应，衔铁就会在电磁力吸引作用下克服返回弹簧拉力吸向铁芯，从而带动衔铁动触点与静触点（常开触点）吸合。当线圈断电后，电磁吸力也随之消失，衔铁就会在弹簧反作用力返回本来位置，使动触点与本来静触点（常闭触点）释放。这样吸合、释放，从而达到了在电路中导通、切断目。对于继电器“常开、常闭”触点，可以这样来区别：继电器线圈未通电时处在断开状态静触点，称为“常开触点”；处在接通状态静触点称为“常闭触点”。继电器普通有两股电路，为低压控制电路和高压工作电路。
时间继电器是一种运用电磁原理或机械原理实现延时控制控制电器。
它种类诸多，有空气阻尼型、电动型和电子型等。
在交流电路中常采用空气阻尼型时间继电器，它是运用空气通过小孔节流原理来获得延时动作。它由电磁系统、延时机构和触点三某些构成。
时间继电器可分为通电延时型和断电延时型两种类型。
空气阻尼型时间继电器延时范畴大（有0.4～60s和0.4～180s两种） ，它构造简朴，但精确度较低。
当线圈通电（电压规格有ac380v、ac220v或dc220v、dc24v等）时，衔铁及托板被铁心吸引而瞬时下移，使瞬时动作触点接通或断开。但是活塞杆和杠杆不能同步跟着衔铁一起下落，由于活塞杆上端连着气室中橡皮膜，当活塞杆在释放弹簧作用下开始向下运动时，橡皮膜随之向下凹，上面空气室空气变得稀薄而使活塞杆受到阻尼作用而缓慢下降。通过一定期间，活塞杆下降到一定位置，便通过杠杆推动延时触点动作，使动断触点断开，动合触点闭合。从线圈通电到延时触点完毕动作，这段时间就是继电器延时时间。延时时间长短可以用螺钉调节空气室进气孔大小来变化。
吸引线圈断电后，继电器依托恢复弹簧作用而复原。空气经出气孔被迅速排出。
重要作用：
继电器是具备隔离功能自动开关元件，广泛应用于遥控、遥测、通讯、自动控制、机电一体化及电力电子设备中，是最重要控制元件之一。

继电器普通均有能反映一定输入变量（如电流、电压、功率、阻抗、频率、温度、压力、速度、光等）感应机构（输入某些）；有能对被控电路实现“通”、“断”控制执行机构（输出某些）；在继电器输入某些和输出某些之间，尚有对输入量进行耦合隔离，功能解决和对输出某些进行驱动中间机构（驱动某些）。
作为控制元件，概括起来，继电器有如下几种作用：
1）扩大控制范畴：例如，多触点继电器控制信号达到某一定值时，可以按触点组不同形式，同步换接、开断、接通多路电路。
2）放大：例如，敏捷型继电器、中间继电器等，用一种很微小控制量，可以控制很大功率电路。
3）综合信号：例如，当各种控制信号按规定形式输入多绕组继电器时，通过比较综合，达到预定控制效果。
4）自动、遥控、监测：例如，自动装置上继电器与其她电器一起，可以构成程序控制线路，从而实现自动化运营。

2.6常开常闭开关器选取
按钮开关：一种短时接通或断开小电流电路电器，它不直接控制主电路通断，而在控制电路中发出手动“指令”去控制接触器、继电器等电器，再由它们去控制主电路，故称“主令电器”。按钮开关构造以及符号如图2.3
（1）按钮开关构造
按钮开关构造：由按钮帽、复位弹簧、固定触点、可动触点、外壳和支柱连杆等构成。
常开触头（动合触头）：是指原始状态时（电器未受外力或线圈未通电），固定触点与可动触点处在分开状态触头。
常开(动合)按钮开关，未按下时，触头是断开，按下时触头闭合接通；当松开后，按钮开关在复位弹簧作用下复位断开。在控制电路中，常开按钮惯用来启动电动机，也称启动按钮。
常闭(动断)按钮开关与常开按钮开关相反，末按下时，触头是闭合，按下时触头断开；当手松开后，按钮开关在复位弹簧作用下复位闭合。常闭按钮惯用于控制电动机停车，也称停车按钮。
复合按钮开关：将常开与常闭按钮开关组合为一体按钮开关，即具备常闭触头和常开触头。未按下时，常闭触头是闭合，常开触头是断开。按下按钮时，常闭触头一方面断开，常开触头后闭合；当松开后，按钮开关在复位弹簧作用下，一方面将常开触头断开，继而将常闭触头闭合。复合按钮用于联锁控制电路中。
（2）按钮开关安装和使用
1)将按钮安装在面板上时，应布置整洁，排列合理，可依照电动机启动先后顺序，从上到下或从左到右排列：
2)按钮安装固定应牢固，接线应可靠。应用红色按钮表达停止，绿色或黑色表达启动或通电，不要搞错。
3)由于按钮触头间距离较小，如有油污等容易发生短路故障，因而应保持触头清洁。
4)安装按钮按钮板和按钮盒必要是金属，并设法使它们与机床总接地母线相连接，对于悬挂式按钮必要设有专用接地线，不得借用金属管作为地线。
5)按钮用于高温场合时，易使塑料变形老化而导致松动，引起接线螺钉间相碰短路，可在接线螺钉处加套绝缘塑料管来防止短路。
6)带批示灯按钮因灯泡发热，长期使用易使塑料灯罩变形，应减少灯泡电压，延长使用寿命。
7)“停止”按钮必要是红色；“急停”按钮必要是红色蘑菇头式；“启动”按钮必要有防护挡圈，防护挡圈应高于按钮头，以防意外触动使电气设备误动作。

第三章 工作原理
3.1两台电动机顺序启动/停止控制电路如下：

图3.1控制电路

3.2工作过程：
1、合上开关QF使线路电源引入。
2、按设备控制按钮SB1，接触器KM1线圈得电吸合，主触点闭合辅助设备运营，并且KM1辅助常开触点闭合实现自锁。电机M1启动。
3、延时继电器KT1得电。10秒后常开触点KT1闭合，KM2线圈得电，常开触点KM2闭合。电动机M2启动
4、当按下SB2时，线圈KM3得电，常开触点KM3闭合。常闭触点KM3断开。电动机M1停止。线圈KT2得电。
5、10秒后，常闭触点KT2断开。电动机M2停止。
6、主电机过流保护由FR2热继电器来完毕。
7、辅助设备过流保护由FR3热继电器来完毕，但FR3动作后控制电路全断电，主、辅设备全停止运营。
通用定期器： 100ms通用定期器（T0～T199）共200点
10ms通用定期器（T200～T245）共46点
积算定期器 ：1ms积算定期器（T246～T249）共4点
100ms积算定期器（T250～T255）共6点
3.3 PLC控制两台电动机顺序启动/停止
I/O分派表与编程
输入
输出
输入继电器
输入元件
作用
输出继电器
输出元件
作用
X000
SB1
启动按钮
Y001
KM1
电动机M1运营用交流接触器
X001
SB2
停止按钮
Y002
KM2
电动机M2运营用交流接触器
硬件接线如下图：

X000 Y001

　 Y002

X001

COM COM
PLC
SB1
24V
SB2
FU
KM1
KM2
~

图3.3硬件接线图

梯形图如下图：

图3.3.1梯形图

第四章 软件仿真

基于GX-DEVELOPER和GX Simulator6-C仿真图
第一步：使X000为NO并OFF

图4.1
第二步：等待10秒

图4.2

第三步：使X001为NO并OFF

图4.3
第四步：等待10秒

图4.4

从仿真成果来看，PLC控制两台电动机顺序启动/停止是没有问题。并且采用延迟控制。间隔10秒。

课程设计体会

电力拖动作为咱们重要专业课之一，虽然在大三开学初我对这门课并没有什么兴趣，觉得那些程序枯燥乏味，但在这次课程设计后我发现自己在一点一滴努力中对电力拖动兴趣也在逐渐增长。    
        这次电力拖动课程设计咱们历时两个星期，在咱们班里算是比较晚完毕吧，但通过这两个星期实践和体验下来，咱们又怎么会去在乎那个先后问题呢。由于对我来说学到不但是那些知识，更多是团队和合伙。当前想来，也许学校安排课程设计有着它更深层意义吧，它不但仅让咱们综合那些理论知识来运用到设计和创新，还让咱们懂得了一种团队凝聚在一起时所能发挥出巨大潜能!    
        两个星期前咱们两个还在为究竟选那个课题而发生分歧，最后还是在教师耐心分析和指引下完毕了课题选定，但是随之而来问题却远比咱们想想要困难多。没想到这项看起来不需要多少技术工作却是非常需要耐心和精力在两个星期后今天我已明白课程设计对我来说意义，它不但仅是让咱们把所学理论知识与实践相结合起来，提高自己实际动手能力和独立思考能力，更重要是同窗间团结，虽然咱们这次花去时间比别人多，但我相信咱们得到也会更多!

参照文献
[1] 魏炳贵.《电力拖动基本》.机械工业出版社，.
[2] 陈伯时.《自动控制系统》.机械工业出版社，1981.
[3] 熊永前.《电机学》.华中科技大学出版社，.
[4] 杨长能.《电力拖动基本》.重庆大学出版社，1989.
[5] 熊幸明.《电气控制与PLC》.机械工业出版社，.
[6] 作者.《两台电动机顺序控制PLC系统》.网络