绕线式异步电动机转子串电阻起动制动控制系统设计解析机械制造汽车试验与故障诊断_机械制造-汽车技术.pdf

信息马电扎工程曇院 课程设计说明书（2008/2009 学年第二学期）课程名称：PLC设计 _ 题 目：绕线式异步电动机转子串电阻起动制 动控制系统设计 专业班级：自动化 0601 班 _ 学生姓名：韩丁丁 _ 学 号：060410112 _ 指导教师：黄尔烈安宪军王书强霍振宇 设计周数：型 _ 设计成绩：_ 2009 年 7 月 4 日系统设计专业班级自动化班学生姓名韩丁丁学号指导教师黄尔烈安宪军王书强霍振宇设计周数型设计成绩年月日课程设的课程设具体要求客宣客宣客宣客宣客宣课程设文史彳牛方案设计原理图羽彳牛订水系统分析和设系统调试系统程软件掌握可编程控制器软件程序的设汁思路和梯形图的设计方法掌握系列可编程控制器程序的应用系统的调试监控运行方法通过课程设讣使学生能熟练掌握数据的查询图书网络课程所获知识在工程设计工作中综合地加以应用使理由绕线式异步电动机段电阻制动闸等部件组成控制要求按下正向起动按钮电机在转子串入所有段电阻的情况下正相序接通主电源开始起动同时给制动闸通电松闸分别按秒的时间间隔切除第段电阻按下停车按钮电机转子串入所有电阻 1、2、3、课程设 i|*11 的*3 课程设 i|具体要求*客*宣*客*宣*客*宣*客*宣*客*宣*3 课程设文 *3 3 14 史彳牛|*3 3.1S7200PLCfuj*3 32 方案设计*3 3 1 3 原理图*3 3 2 羽彳牛订*水 4 3 2 1 系统分析和设*6 3 2 2 系统调试*6 3 2 3 系统实施及程序*6 4、不旱 总绅;*7 5、*0 6、致谢*11 系统设计专业班级自动化班学生姓名韩丁丁学号指导教师黄尔烈安宪军王书强霍振宇设计周数型设计成绩年月日课程设的课程设具体要求客宣客宣客宣客宣客宣课程设文史彳牛方案设计原理图羽彳牛订水系统分析和设系统调试系统程软件掌握可编程控制器软件程序的设汁思路和梯形图的设计方法掌握系列可编程控制器程序的应用系统的调试监控运行方法通过课程设讣使学生能熟练掌握数据的查询图书网络课程所获知识在工程设计工作中综合地加以应用使理由绕线式异步电动机段电阻制动闸等部件组成控制要求按下正向起动按钮电机在转子串入所有段电阻的情况下正相序接通主电源开始起动同时给制动闸通电松闸分别按秒的时间间隔切除第段电阻按下停车按钮电机转子串入所有电阻一.设计目的 1、掌握s7200系列可编程控制器硬件电路的设计方法。2、熟练使用s7-200系列可编程控制器的编程软件，掌握可编程控制器软件程序的设汁思路和 梯形图的设计方法。3、掌握s7200系列可编程控制器程序的应用系统的调试、监控、运行方法。4、通过课程设讣使学生能熟练掌握数据的查询（图书、网络），PLC课程所获知识在工程设计工 作中综合地加以应用，使理论知识和实践结合起来。二.设计要求 1异步电动机控制装宜设汁 异步电动机控制装置的硬件组成：异步电动机控制装宜由绕线式异步电动机、PLC、5段电阻、制动闸等部件组成。2.控制要求：1）按下正向起动按钮，电机在转子串入所有5段电阻的情况下正相序接通主电源开始起动。同时 给制动闸通电松闸 2）分别按照5.4.3.2.1秒的时间间隔切除第1-5段电阻。3）按下停车按钮，电机转子串入所有电阻，切断主电源。4）经过消弧时间1秒钟后，接通定子回路的直流电源，开始动力制动。5）动力制动2秒钟后，切除第一段电阻。6）再过2秒钟，切断动力制动电源，同时切断制动闸电源。7）按下反向起动按钮以及停I匕按钮后，控制过程与上述（1）（6）类似。8）正反向运转的切换必须经过停车按钮及停车过程。9）正反向接触器以及动力制动接触器之间要互锁，要考虑消弧时间。三.课程设计正文 3.1硬件设计 3.1.1 S7 200PLC 简介 PLC是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存储器,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、模拟式的输入和输岀，控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关设备，都应按易于与工业控 制系统形成一个整体，易于扩充其功能的原则设计，采用循环扫描的工作方式。3.1.2方案设计 系统设计专业班级自动化班学生姓名韩丁丁学号指导教师黄尔烈安宪军王书强霍振宇设计周数型设计成绩年月日课程设的课程设具体要求客宣客宣客宣客宣客宣课程设文史彳牛方案设计原理图羽彳牛订水系统分析和设系统调试系统程软件掌握可编程控制器软件程序的设汁思路和梯形图的设计方法掌握系列可编程控制器程序的应用系统的调试监控运行方法通过课程设讣使学生能熟练掌握数据的查询图书网络课程所获知识在工程设计工作中综合地加以应用使理由绕线式异步电动机段电阻制动闸等部件组成控制要求按下正向起动按钮电机在转子串入所有段电阻的情况下正相序接通主电源开始起动同时给制动闸通电松闸分别按秒的时间间隔切除第段电阻按下停车按钮电机转子串入所有电阻1概述 该系统有3个输入点，分别为正向启动、反向启动、停车按钮，9个输出点。按下正向或反向按钮,电机在转子串入所有5段电阻的情况下接通主电源，开始启动，同时制动闸通电松闸。然后5段电阻 按照一泄时间间隔逐级切断，需要5个左时器来控制。按下停车按钮，电机转子串入所有5段电阻，断开主电源。消弧1秒后，接通左子回路宜流电源，开始动力制动。制动2秒后，切除第一段电阻。再过2秒，切断动力制动电源和制动闸电源。时间段通过定时器来控制。正反向接触器以及动力制 动接触器之间有互锁。2.PLC 选型及 I/0 地址分配(l)PLC选型 在该电动机系统中，所用到的输入点数有3个，输岀点数有9个，由于在选择PLC 型号时须留有一定的裕虽:，经査资料可知CPU224输入点数为14个，输出点数有10个，故选择型号为 PLC S7 200系列中的CPU224。(2)I/0 地址分配表 模块号 输入端子号 输出端子号 地址 说明 功能介绍 CPU224 S1 10.0 正向起动按钮 启动电动机正转 S2 10.1 反向起动按钮 启动电动机反转 S3 10.2 停车按钮 使电动机停车 KM1 Q0.0 正向起动接触器 控制电动机的正转 KM2 Q0.1 反向起动接触器 控制电动机的反转 KMO.1 Q0.2 第一段电阻R1 与电动机转子串接 KMO.2 Q0.3 第二段电阻R2 KMO.3 Q0.4 第三段电阻R3 KM0.4 Q0.5 第四段电阻R4 KMO.5 Q0.6 第五段电阻R5 KM4 Q0.7 制动闸电源 控制制动闸抱闸与松闸 KM3 Q1.0 动力制动电源 动力制动 系统设计专业班级自动化班学生姓名韩丁丁学号指导教师黄尔烈安宪军王书强霍振宇设计周数型设计成绩年月日课程设的课程设具体要求客宣客宣客宣客宣客宣课程设文史彳牛方案设计原理图羽彳牛订水系统分析和设系统调试系统程软件掌握可编程控制器软件程序的设汁思路和梯形图的设计方法掌握系列可编程控制器程序的应用系统的调试监控运行方法通过课程设讣使学生能熟练掌握数据的查询图书网络课程所获知识在工程设计工作中综合地加以应用使理由绕线式异步电动机段电阻制动闸等部件组成控制要求按下正向起动按钮电机在转子串入所有段电阻的情况下正相序接通主电源开始起动同时给制动闸通电松闸分别按秒的时间间隔切除第段电阻按下停车按钮电机转子串入所有电阻3.1.3原理图(硬件)接触器电气控制图系统设计专业班级自动化班学生姓名韩丁丁学号指导教师黄尔烈安宪军王书强霍振宇设计周数型设计成绩年月日课程设的课程设具体要求客宣客宣客宣客宣客宣课程设文史彳牛方案设计原理图羽彳牛订水系统分析和设系统调试系统程软件掌握可编程控制器软件程序的设汁思路和梯形图的设计方法掌握系列可编程控制器程序的应用系统的调试监控运行方法通过课程设讣使学生能熟练掌握数据的查询图书网络课程所获知识在工程设计工作中综合地加以应用使理由绕线式异步电动机段电阻制动闸等部件组成控制要求按下正向起动按钮电机在转子串入所有段电阻的情况下正相序接通主电源开始起动同时给制动闸通电松闸分别按秒的时间间隔切除第段电阻按下停车按钮电机转子串入所有电阻 KM0.4 KM0.3 KM0.2 R4 R3 R2 KMO.1 系统设计专业班级自动化班学生姓名韩丁丁学号指导教师黄尔烈安宪军王书强霍振宇设计周数型设计成绩年月日课程设的课程设具体要求客宣客宣客宣客宣客宣课程设文史彳牛方案设计原理图羽彳牛订水系统分析和设系统调试系统程软件掌握可编程控制器软件程序的设汁思路和梯形图的设计方法掌握系列可编程控制器程序的应用系统的调试监控运行方法通过课程设讣使学生能熟练掌握数据的查询图书网络课程所获知识在工程设计工作中综合地加以应用使理由绕线式异步电动机段电阻制动闸等部件组成控制要求按下正向起动按钮电机在转子串入所有段电阻的情况下正相序接通主电源开始起动同时给制动闸通电松闸分别按秒的时间间隔切除第段电阻按下停车按钮电机转子串入所有电阻KM0.3 KM0.5 KM0.4 KM0.3 KMO 制动闸KM4 反转KM2 正转KM DC24V 停止按钮S3 反向启动Pic 控制输出输入接线图 1L 0.0 0 1 0.2 0.3 2L 0.4 0.5 0.6.3L 0.7 1.0 1.1。N L1 CPU 224 1M 0.0 00.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 2M 1.0 11.2 1.3 1.4 1.5 M L+3.2软件设计 3.2.1系统分析及设计 本课题是通过PLC来实现绕线式异步电动机转子串电阻启动制动控制系统设计。本系统有3个输入 点，分别为电动机正向启动按扭、反向启动按扭、停车按扭。9个输岀点，分别为正向启动、反向 启动、制动闸电源、动力制动电源以及控制转子电阻接通的5个控制量。通过PLC软件编程来实现电 动机正、反向转子串电阻降级启动以及停车制动控制。3.2.2系统调试 当PLC软件程序编制结朿且软件调试成功后，进行系统调试。按照正常的控制步骤分阶段将各个 控制步骤逐一进行测试，确保每个环肖正常无误。然后进行整个控制过程的连贯运行。当一切测试 系统设计专业班级自动化班学生姓名韩丁丁学号指导教师黄尔烈安宪军王书强霍振宇设计周数型设计成绩年月日课程设的课程设具体要求客宣客宣客宣客宣客宣课程设文史彳牛方案设计原理图羽彳牛订水系统分析和设系统调试系统程软件掌握可编程控制器软件程序的设汁思路和梯形图的设计方法掌握系列可编程控制器程序的应用系统的调试监控运行方法通过课程设讣使学生能熟练掌握数据的查询图书网络课程所获知识在工程设计工作中综合地加以应用使理由绕线式异步电动机段电阻制动闸等部件组成控制要求按下正向起动按钮电机在转子串入所有段电阻的情况下正相序接通主电源开始起动同时给制动闸通电松闸分别按秒的时间间隔切除第段电阻按下停车按钮电机转子串入所有电阻正常后，再进行模拟故障告警情况的调试。当所有测试均正常后，系统调试结束 3.2.3系统实施及程序 系统流程图 系统设计专业班级自动化班学生姓名韩丁丁学号指导教师黄尔烈安宪军王书强霍振宇设计周数型设计成绩年月日课程设的课程设具体要求客宣客宣客宣客宣客宣课程设文史彳牛方案设计原理图羽彳牛订水系统分析和设系统调试系统程软件掌握可编程控制器软件程序的设汁思路和梯形图的设计方法掌握系列可编程控制器程序的应用系统的调试监控运行方法通过课程设讣使学生能熟练掌握数据的查询图书网络课程所获知识在工程设计工作中综合地加以应用使理由绕线式异步电动机段电阻制动闸等部件组成控制要求按下正向起动按钮电机在转子串入所有段电阻的情况下正相序接通主电源开始起动同时给制动闸通电松闸分别按秒的时间间隔切除第段电阻按下停车按钮电机转子串入所有电阻 OOJN LOW 9 屮 c LOO Otl S LOW s oow c OOD 0H ZOW OOW row oow 系统设计专业班级自动化班学生姓名韩丁丁学号指导教师黄尔烈安宪军王书强霍振宇设计周数型设计成绩年月日课程设的课程设具体要求客宣客宣客宣客宣客宣课程设文史彳牛方案设计原理图羽彳牛订水系统分析和设系统调试系统程软件掌握可编程控制器软件程序的设汁思路和梯形图的设计方法掌握系列可编程控制器程序的应用系统的调试监控运行方法通过课程设讣使学生能熟练掌握数据的查询图书网络课程所获知识在工程设计工作中综合地加以应用使理由绕线式异步电动机段电阻制动闸等部件组成控制要求按下正向起动按钮电机在转子串入所有段电阻的情况下正相序接通主电源开始起动同时给制动闸通电松闸分别按秒的时间间隔切除第段电阻按下停车按钮电机转子串入所有电阻 Network 7 10.2 IM M0.2 1 Network 8 MO 2 MO.O Network 10 T43 Q0.4 Network 11 T42 Q0.5 Netwoik 12 T41 系统设计专业班级自动化班学生姓名韩丁丁学号指导教师黄尔烈安宪军王书强霍振宇设计周数型设计成绩年月日课程设的课程设具体要求客宣客宣客宣客宣客宣课程设文史彳牛方案设计原理图羽彳牛订水系统分析和设系统调试系统程软件掌握可编程控制器软件程序的设汁思路和梯形图的设计方法掌握系列可编程控制器程序的应用系统的调试监控运行方法通过课程设讣使学生能熟练掌握数据的查询图书网络课程所获知识在工程设计工作中综合地加以应用使理由绕线式异步电动机段电阻制动闸等部件组成控制要求按下正向起动按钮电机在转子串入所有段电阻的情况下正相序接通主电源开始起动同时给制动闸通电松闸分别按秒的时间间隔切除第段电阻按下停车按钮电机转子串入所有电阻Network 13 T40 Q0.7 I I()Network 14 T45 T47 Q1.0 I I-IdC)Network 15 M03 Q0.2 I I()Network 16 T47 M0.2 T I0 2 四.课程设计总结。通过这次设计使我对pic这一实用技术有了一个深入的了解，对它的认知度也提高了一个层次。两周课程设汁的过程也使我认识到要想成功做成一件事都要做任何事都需要一个坚持不懈的努力 过程。做学问要严谨，不能有丝亳马虎大意。做工程技术的研究工作更要有一颗严谨的心。我们做 学问还要有创新精神，创新是通过学习旧的知识从中有新的体会，新的发现，新的知识，从而不断 地战胜自己，超越自己。创新，是要我们学会将理论很好地联系实际，并不断地去开发自己的大脑,从为人类造福的意愿出发，做自己力所能及的，做别人却没想到的事。使之不断地战胜别人，超越 前人设计过程，不断地提升自己，这就在对我们提出了挑战，勇敢过，也战胜过了，胜利就离我们 不远了。五.参考文献 1.柴瑞娟 陈海霞编四门子PLC编程技术及工程应用.2.林小峰编.可编程序控制器及应用.北京:髙等教弃岀社.1991 3.邓则名程良彳仑等编.电器与可编程控制器应用技术.机械工业出版社.1997.1 4.汪道辉主编.逻辑与可编程控制系统.北京：机械工业岀版.2001 5.易传禄等编.可编程序控制器应用指南.科学普及岀版社.1993 6.杨七元等编.可编程序控制器(pc)编程应用和维修.北京:淸华大学出版社.1995 7.耿文学等编.微机可编程控制器原理.使用及应用实例(修订版).北京：电子工业出版社.1993 系统设计专业班级自动化班学生姓名韩丁丁学号指导教师黄尔烈安宪军王书强霍振宇设计周数型设计成绩年月日课程设的课程设具体要求客宣客宣客宣客宣客宣课程设文史彳牛方案设计原理图羽彳牛订水系统分析和设系统调试系统程软件掌握可编程控制器软件程序的设汁思路和梯形图的设计方法掌握系列可编程控制器程序的应用系统的调试监控运行方法通过课程设讣使学生能熟练掌握数据的查询图书网络课程所获知识在工程设计工作中综合地加以应用使理由绕线式异步电动机段电阻制动闸等部件组成控制要求按下正向起动按钮电机在转子串入所有段电阻的情况下正相序接通主电源开始起动同时给制动闸通电松闸分别按秒的时间间隔切除第段电阻按下停车按钮电机转子串入所有电阻A.致谢 在本论文完成之际，衷心感谢指导老师黄尔烈，王书强，安宪军，霍振宇在课题的选题、设计、论 文的撰写等各方而的悉心指导以及给予我各方的支持和技术上的帮助；最后还要感谢各位领导、老 师、同学们的热情相助。课程设计 评 语 课程设计 成 绩 指导教师（签字）年 月 日 系统设计专业班级自动化班学生姓名韩丁丁学号指导教师黄尔烈安宪军王书强霍振宇设计周数型设计成绩年月日课程设的课程设具体要求客宣客宣客宣客宣客宣课程设文史彳牛方案设计原理图羽彳牛订水系统分析和设系统调试系统程软件掌握可编程控制器软件程序的设汁思路和梯形图的设计方法掌握系列可编程控制器程序的应用系统的调试监控运行方法通过课程设讣使学生能熟练掌握数据的查询图书网络课程所获知识在工程设计工作中综合地加以应用使理由绕线式异步电动机段电阻制动闸等部件组成控制要求按下正向起动按钮电机在转子串入所有段电阻的情况下正相序接通主电源开始起动同时给制动闸通电松闸分别按秒的时间间隔切除第段电阻按下停车按钮电机转子串入所有电阻