电气控制技术论文.pdf

《电气控制技术论文.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电气控制技术论文.pdf（20页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、the industrial productionThe application of electrical control technology in-电气控制技术在工业上产中的应用电气控制技术在工业上产中的应用姓姓名：韩冲名：韩冲学学号：号：30921014403092101440班班级：机械级：机械 20942094授课教师：周力授课教师：周力2012 年 5 月目录前言.1摘要.2第一章 PLC 的简介1.1 PLC 的发展.31.2PLC 与电气控制相结合的优点.31.3 PLC 与电气控制的特例解析.4第二章 三相异步电动机基础2.1 三相异步电动机的结构.52.2 三相异步电动机

2、的工作原理.62.3 三相异步电动机的几个工作过程的分析.7第三章 PLC 基础3.1 PLC 的定义.103.2 PLC 与继电器控制的区别.103.3 PLC 的工作原理.103.4 PLC 的应用分类.11第四章 三相异步电动机的 PLC 控制4.1 三相异步电动机的正反转控制.124.2 两台电动机顺序起动联锁控制.134.3 三相异步电动机使用 PLC 控制优点.15结束语.16参考文献.17前言电气控制技术是一门多学科交叉的技术,是实现工业生产自动化的重要技术手段。随着科学技术的不断发展,特别是计算机和网络技术的应用,以及新型控制策略的出现,使电气控制系统从控制结构到控制理念均发生

3、了根本的变化。系统介绍先进科学技术的成果在工业生产中的应用以及电气控制系统的发展方向。电气控制技术是随着科学技术的不断发展、生产工艺不断提出新的要求而得到迅速发展的.从最早的手动控制发展到自动控制,从简单的控制设备发展到复杂的控制系统，从有接触的硬接线继电器控制系统发展到以计算机为中心的软件控制系统。现代电气控制技术综合应用了计算机、自动控制、电子技术、精密测量等许多先进的科学技术成果。本论文主要讲述 PLC 和三相异步电动机的综合应用。三相异步电动机的应用几乎涵盖了工农业生产和人类生活的各个领域,在这些应用领域中,三相异步电动机常常运行在恶劣的环境下,导致产生过流,短路,断相,绝故,对缘老化

4、等事故，应用于大型工业设备重要场合的高压电动机,大功率电动机来说,一旦发生故障所造成的损失无法估量。在生产过程中,科学研究和其它产业领域中,电气控制技术应用十分广泛,在机械设备的控制中,电气控制也比其它的控制方法使用的更为普遍。本系统的控制是采用 PLC 的编程语言-梯形语言,梯形语言是在可编程控制器中的应用最广的语言，因为它在继电器的基础上加进了许多功能，使用灵活的指令，使逻辑关系清晰直观，编程容易，可读性强，所实现的功能也大大超过传统的继电器控制电路，可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，它是专为在恶劣工业环境下应用而设计，它采用可编程序的存储器，用来在内部存储执行逻辑运算，顺序控制，

5、定时，计数和算术等操作的指令，并采用数字式，模拟式的输入和输出，控制各种的机械或生产过程。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。进入 20 世纪 80年代，由于计算机技术和微电子技术的迅猛发展，极大地推动了PLC 的发展，使得 PLC 的功能日益增强，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。由于PLC 综合了计算机和自动化技术，所以它发展日新月异，大大超过其出现时的技术水平，它不但可以很容易的完

6、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化控制。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，从而更广泛的运用于众多行业。摘要PLC 在三相异步电动机控制中的应用，与传统的继电器控制相比具有速度快，可靠性高，灵活性强，功能完善等优点。长期以来，PLC 始终处于自动化领域的主战场，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 2

7、个三相异步电动机的 PLC 控制电路，分别是三相异步电动机的正反转控制和两台电动机顺序起动联锁控制，与传统的继电器控制相比，具有控制速度快、可靠性高、灵活性强等优点，可作为高校学生学习PLC 的控制技术的参考，也可作为工业电机的自动控制电路。关 键 词PLC;三相异步电动机;AbstractPLC in the three-phase asynchronous machine controls application compareswith the traditional black white control,has the control speed to be quick,the ma

8、inbattlefield,has provided the very reliable control application for various automationcontrol device it can provide safe reliable and the quite perfect solution for theautomated control application,suits in the current industrial enterprise to theautomated need.This paper designs a three-phase asyn

9、chronous motor,2 of PLCcontrol circuit,which is of positive&negative three-phase asynchronous motorcontrol and two motor starting interlocks control,and the sequence of traditionalrelay control,control speed,high reliability and flexibility,as college studentslearning PLC control technology,but also

10、 can be used as reference for the automaticcontrol of industrial electrical circuit.KeywordsPLC;Three-phase asynchronous machine;第一章 PLC 的简介1.1 PLC 的发展在工业生产过程中，大量的开关量顺序的控制，需要它们按照一定的逻辑顺序条件进行一定的顺序动作，并按照相应的逻辑关系进行连锁保护动作的控制，以及大量离散量的数据的采集。传统上，这些工作是通过气动或者电气控制系统来加以实现的。在 1968 年美国通用汽车公司提取出取代继电气控制装置的要求，第二年，美国数

11、字公司研制出了基于集成电路和电子技术的控制装置，首次采用了程序化的手段应用于电气化的控制，这就是第一代可编程控制器，称为Programmable Controller(PC)。个人计算机（简称 PC）发展起来后，为了方便，也为了反映可编程控制器的功能特点，可编程控制器定名为Programmable LogicController（PLC）。上个世纪 80 年代至 90 年代中期是 PLC 发展最快的时期，年增长率一直保持在 30%-40%之间。在这个时期，PLC 在处理模拟量能力、人机接口能力和网络能力得到了大幅度的提高，PLC 逐渐进入了过程控制领域，在某些应用上取代了在过程控制领域处于统治

12、地位的 DCS 系统。PLC 具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰性能强、编程简单等特点。PLC 在工业自动化控制特别是顺序控制中的地位在现在乃至今后一段很长的时间内将是其他控制系统无法取代的。1.2 PLC 与电气控制相结合的优点PLC 的优点是外部接线简单，内部程序可变，在不改变接线的情况下，可以重新设计程序，而且相应的施工周期较短，内部软继电器是寄存器，没有触动，故障率低，寿命长，抗干扰能力强，执行时间短，应用指令多，可实现复杂的控制功能等等。传统继电器的不足之处是有触动系统，故而故障率高，平均修复时间长，寿命短，功耗大，如需改变系统功能将需重新的接线，工作量相对较大且容易

13、出错，执行时间长等等。然而 PLC 对于高压控制元件的控制却没有继电器等系统的优点，在许多工厂的电力系统中有许多的高压电力设备所需的控制系统只能通过大型的继电元件来实现动作，而对于要实现自动化程度较高的工厂生产线而言这种继电系统却没有 PLC 系统的结构简单，操作容易，方便快捷等优点，然而将这两种系统相结合却可以实现对工厂电气系统的控制，使之更科学，更简洁，更加具有高速的运行速度，让工厂的自动化成度更高。1.3PLC 与电气控制的特例解析在许多的工厂之中相信三相异步电动机的运用是必不可少的，对于电力系统相对严密的工厂而言容量小的电动机才允许直接启动，而容量大的电动机在直接启动时其启动电流是其额

14、定电流的 4 到 8 倍，所以一般都采用降压启动的方式，即启动时降低加在电动机定子绕组上的电压，启动后再恢复到额定电压下运行。由于电枢电流和电压成正比所以降低启动电压即可降低启动电流，不至于在启动瞬间造成由于电流大而产生过大的电压降，从而对电网电压造成影响。降压启动的方法有定子绕组串电阻（或阻抗）、星形-三角形（Y/）、自耦变压器和使用软启动器等，而最常用的方法就是 Y/降压启动和软启动器。在工厂中最常用的就是 Y/降压启动，下面介绍的就是 Y/降压启动的方法及原理。1.当负载对电动机启动力矩无严格要求又要限制电动机启动电流且电机满足380V/接线条件才能采用星三角启动方法；2.该方法是：在电

15、机启动时将电机接成星型接线,当电机启动成功后再将电机改接成三角型接线（通过双投开关迅速切换）；3.因电机启动电流与电源电压成正比,此时电网提供的启动电流只有全电压启动电流的 1/3，但启动力矩也只有全电压启动力矩的 1/3。星三角启动，属降压启动他是以牺牲功率为代价来换取降低启动电流来实现的。所以不能一概而以电机功率的大小来确定是否需采用星三角启动，还的看是什么样的负载，一般在需要启动时负载轻运行时负载重尚可采用星三角启动，一般情况下鼠笼型电机的启动电流是运行电流的 57 倍，而对电网的电压要求一般是正负 10%（我记忆中）为了不形成对电网电压过大的冲击所以要采用星三角启动，一般要求在鼠笼型电

16、机的功率超过变压器额定功率的 10%时就要采用星三角启动。只有鼠笼型电机才采用星三角启动。一家之言,姑且听之.本人在实际使用过程中,发现需星三角降压启动的电机从11KW开始就有需要的,如风机、在启动时 11KW 电流在 7-9 倍(100)A 左右,按正常配置的热继电器根本启动不了,（关风门也没用）热继电器配大了又起不了保护电机的作用，所以建议用降压启动。而在一些启动负荷较小的电机上，由于电机到达恒速时间短，启动时电流冲击影响较小，所以在 30KW 左右的电机，选用 1.5 倍额定电流的断路器直接启动，长期工作一点问题都没有。第二章第二章 三相异步电动机基础三相异步电动机基础2.12.1 三相

17、异步电动机的基本结构三相异步电动机的基本结构三相异步电动机由静止的定子和旋转的转子两个重要部分组成，定子和转子之间由气隙分开。图 1-1 为三相异步电动机结构示意图。(a)外形图；(b)内部结构图图 1-1 三相异步电动机结构示意图2.1.12.1.1 定子定子定子由定子铁心、定子绕组、机座和端盖等组成。机座的主要作用是用来支撑电机各部件，因此应有足够的机械强度和刚度，通常用铸铁制成。为了减少涡流和磁滞损耗，定子铁心用 0.5 mm 厚涂有绝缘漆的硅钢片叠成，铁心内圆周上有许多均匀分布的槽，槽内嵌放定子绕组，如图 1-2 所示。图 1-2 三相异步电动机的定子2.1.22.1.2 转子转子转子

18、由转子铁心、转子绕组、转轴和风扇等组成。转子铁心也用 0.5 mm 厚硅钢片冲成转子冲片叠成圆柱形，压装在转轴上。其外围表面冲有凹槽，用以安放转子绕组。按转子绕组形式不同，可分为绕线式和鼠笼式两种。2.22.2 三相异步电动机的工作原理三相异步电动机的工作原理图 1-3 为三相异步电动机工作原理示意图。为简单起见，图中用一对磁极来进行分析。三相定子绕组中通入交流电后，便在空间产生旋转磁场，在旋转磁场的作用下，转子将作切割磁力线的运动而在其两端产生感应电动势，感应电动势的方向可根据右手螺旋法则来判断。由于转子本身为一闭合电路，所以在转子绕组中将产生感应电流，称为转子电流，电流方向与电动势的方向一

19、致，即上面流出，下面流进。图 1-3三相异步电动机工作原理图转子电流在旋转磁场中受到电磁力的作用，其方向可由左手定则来判断，上面的转子导条受到向右的力的作用，下面的转子导条受到向左的力的作用。电磁力对转子的作用称为电磁转矩。在电磁转矩的作用下，转子就沿着顺时针方向转动起来，显然转子的转动方向与旋转磁场的转动方向一致。2.32.3 三相异步电动机的几个工作过程的分析三相异步电动机的几个工作过程的分析2.3.12.3.1 三相异步电动机的起动三相异步电动机的起动三相异步电动机接通电源，使电机的转子从静止状态到转子以一定速度稳定运行的过程称为电动机的起动过程。起动方法有直接起动和降压起动两种。1.直

20、接起动直接起动又称为全压起动，起动时，将电机的额定电压通过刀开关或接触器直接接到电动机的定子绕组上进行起动。直接起动最简单，不需附加的起动设备，起动时间短。只要电网容量允许，应尽量采用直接起动。但这种起动方法起动电流大，一般只允许小功率的三相异步电动机进行直接起动；对大功率的三相异步电动机，应采取降压起动，以限制起动电流。2.降压起动通过起动设备将电机的额定电压降低后加到电动机的定子绕组上，以限制电机的起动电流，待电机的转速上升到稳定值时，再使定子绕组承受全压，从而使电机在额定电压下稳定运行，这种起动方法称为降压起动。前面讲过，起动转矩与电源电压的平方成正比，所以当定子端电压下降时，起动转矩大

21、大减小。这说明降压起动适用于起动转矩要求不高的场合，如果电机必须采用降压起动，则应轻载或空载起动。常用的降压起动方法有下面三种。(1)Y-降压起动这种起动方法适用于电动机正常运行时接法为三角形的三相异步电动机。电机起动时，定子绕组接成星形，起动完毕后，电动机切换为三角形。图 1-4 Y-降压起动控制线路图 1-4 是一个 Y-降压起动控制线路，起动时，电源开关 QS 闭合，控制电路先使得 KM2 闭合，电机星形起动，定子绕组由于采用了星形结构，其每相绕阻上承受的电压比正常接法时下降了。当电机转速上升到稳定值时，控制电路再控制 KM1 闭合，于是定子绕组换成三角形接法，电机开始稳定运行。定子绕组

22、每相阻抗为|Z|，电源电压为 U1，则采用 连接直接起动时的线电流为采用 Y 连接降压起动时，每相绕组的线电流为则（1-5）由式（1-5）可以看出，采用 Y-降压起动时，起动电流比直接起动时下降了 1/3。电磁转矩与电源电压的平方成正比，由于电源电压下降了，所以起动转矩也减小了 1/3。以上分析表明，这种起动方法确实使电动机的起动电流减小了，但起动转矩也下降了，因此，这种起动方法是以牺牲起动转矩来减小起动电流的，只适用于允许轻载或空载起动的场合。(2)自耦变压器降压起动这种起动方法是指起动时，定子绕组接三相自耦变压器的低压输出端，起动完毕后，切掉自耦变压器并将定子绕组直接接上三相交流电源，使电

23、动机在额定电压下稳定运行。2.3.22.3.2 三相异步电动机的制动三相异步电动机的制动三相异步电动机脱离电源之后，由于惯性，电动机要经过一定的时间后才会慢慢停下来,但有些生产机械要求能迅速而准确地停车，那么就要求对电动机进行制动控制。电动机的制动方法可以分为两大类：机械制动和电气制动。机械制动一般利用电磁抱闸的方法来实现；电气制动一般有能耗制动、反接制动和回馈发电制动三种方法。1.能耗制动正常运行时，将 QS 闭合，电动机接三相交流电源起动运行。制动时，将 QS 断开，切断交流电源的连接，并将直流电源引入电机的 V、W 两相，在电机内部形成固定的磁场。电动机由于惯性仍然顺时针旋转，则转子绕阻

24、作切割磁力线的运动，依据右手螺旋法则，转子绕组中将产生感应电流。又根据左手定则可以判断，电动机的转子将受到一个与其运动方向相反的电磁力的作用，由于该力矩与运动方向相反，称为制动力矩，该力矩使得电动机很快停转。制动过程中，电动机的动能全部转化成电能消耗在转子回路中，会引起电机发热，所以一般需要在制动回路串联一个大电阻，以减小制动电流。这种制动方法的特点是制动平稳，冲击小，耗能小，但需要直流电源，且制动时间较长，一般多用于起重提升设备及机床等生产机械中。2.反接制动反接制动是指制动时，改变定子绕组任意两相的相序，使得电动机的旋转磁场换向，反向磁场与原来惯性旋转的转子之间相互作用，产生一个与转子转向

25、相反的电磁转矩，迫使电动机的转速迅速下降，当转速接近零时，切断电机的电源，如图 1-6 所示。显然反接制动比能耗制动所用的时间要短。(a)接线图；(b)原理图图 1-6 反接制动示意图正常运行时，接通 KM1，电动机加顺序电源 UVW 起动运行。需要制动时，接通 KM2，从图可以看出，电动机的定子绕组接逆序电源 VUW，该电源产生一个反向的旋转磁场，由于惯性，电动机仍然顺时针旋转，这时转子感应电流的方向按右手螺旋法则可以判断，再根据左手定则判断转子的受力 F。显然，转子会受到一个与其运动方向相反，而与新旋转磁场方向相同的制动力矩，使得电机的转速迅速降低。当转速接近零时，应切断反接电源，否则，电

26、动机会反方向起动。反接制动的优点是制动时间短，操作简单，但反接制动时，由于形成了反向磁场，所以使得转子的相对转速远大于同步转速，转差率大大增大，转子绕组中的感应电流很大，能耗也较大。为限制电流，一般在制动回路中串入大电阻。另外，反接制动时，制动转矩较大，会对生产机械造成一定的机械冲击，影响加工精度，通常用于一些频繁正反转且功率小于 10 kW 的小型生产机械中。3.回馈发电制动回馈发电制动是指电动机转向不变的情况下，由于某种原因，使得电动机的转速大于同步转速，比如在起重机械下放重物、电动机车下坡时，都会出现这种情况，这时重物拖动转子，转速大于同步转速，转子相对于旋转磁场改变运动方向，转子感应电

27、动势及转子电流也反向，于是转子受到制动力矩，使得重物匀速下降。此过程中电动机将势能转换为电能回馈给电网，所以称为回馈发电制动。第三章第三章 PLCPLC 基础基础3.1PLC3.1PLC 的定义的定义可编程逻辑控制器，一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算，顺序控制，定时，计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。3.2 PLC3.2 PLC 与继电器控制的区别与继电器控制的区别1.控制方式继电器的控制是采用硬件接线实现的，是利用继电器机械触点的串联或并联极延时继电器的滞

28、后动作等组合形成控制逻辑，只能完成既定的逻辑控制。PLC 采用存储逻辑，其控制逻辑是以程序方式存储在内存中，要改变控制逻辑，只需改变程序即可，称软接线。2.控制速度继电器控制逻辑是依靠触点的机械动作实现控制，工作频率低，毫秒级，机械触点有抖动现象。PLC 是由程序指令控制半导体电路来实现控制，速度快，微秒级，严格同步，无抖动。3.延时控制继电器控制系统是靠时间继电器的滞后动作实现延时控制，而时间继电器定时精度不高，受环境影响大，调整时间困难。PLC 用半导体集成电路作定时器，时钟脉冲由晶体振荡器产生，精度高，调整时间方便，不受环境影响。3.3 PLC3.3 PLC 的工作原理的工作原理当 PL

29、C 投入运行后，其工作过程一般分为三个阶段，即输入采样、用户程序执行和输出刷新三个阶段。完成上述三个阶段称作一个扫描周期。在整个运行期间，PLC 的 CPU 以一定的扫描速度重复执行上述三个阶段。(一)输入采样阶段在输入采样阶段，PLC 以扫描方式依次地读入所有输入状态和数据，并将它们存入 I/O 映象区中的相应得单元内。输入采样结束后，转入用户程序执行和输出刷新阶段。在这两个阶段中，即使输入状态和数据发生变化，I/O 映象区中的相应单元的状态和数据也不会改变。因此，如果输入是脉冲信号，则该脉冲信号的宽度必须大于一个扫描周期，才能保证在任何情况下，该输入均能被读入。(二)用户程序执行阶段在用户

30、程序执行阶段，PLC 总是按由上而下的顺序依次地扫描用户程序(梯形图)。在扫描每一条梯形图时，又总是先扫描梯形图左边的由各触点构成的控制线路，并按先左后右、先上后下的顺序对由触点构成的控制线路进行逻辑运算，然后根据逻辑运算的结果，刷新该逻辑线圈在系统 RAM 存储区中对应位的状态；或者刷新该输出线圈在I/O 映象区中对应位的状态；或者确定是否要执行该梯形图所规定的特殊功能指令。即，在用户程序执行过程中，只有输入点在 I/O 映象区内的状态和数据不会发生变化，而其他输出点和软设备在 I/O 映象区或系统 RAM 存储区内的状态和数据都有可能发生变化，而且排在上面的梯形图，其程序执行结果会对排在下

31、面的凡是用到这些线圈或数据的梯形图起作用；相反，排在下面的梯形图，其被刷新的逻辑线圈的状态或数据只能到下一个扫描周期才能对排在其上面的程序起作用。在程序执行的过程中如果使用立即 I/O 指令则可以直接存取 I/O 点。即使用 I/O 指令的话，输入过程影像寄存器的值不会被更新，程序直接从 I/O 模块取值，输出过程影像寄存器会被立即更新，这跟立即输入有些区别。(三)输出刷新阶段当扫描用户程序结束后，PLC 就进入输出刷新阶段。在此期间，CPU 按照 I/O 映象区内对应的状态和数据刷新所有的输出锁存电路，再经输出电路驱动相应的外设。这时，才是 PLC 的真正输出。3.4 PLC3.4 PLC

32、的应用分类的应用分类目前，PLC 在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业，使用情况大致可归纳为如下几类。1.开关量的逻辑控制这是 PLC 最基本、最广泛的应用领域，它取代传统的继电器电路，实现逻辑控制、顺序控制，既可用于单台设备的控制，也可用于多机群控及自动化流水线。如注塑机、印刷机、订书机械、组合机床、磨床、包装生产线、电镀流水线等。2.模拟量控制在工业生产过程当中，有许多连续变化的量，如温度、压力、流量、液位和速度等都是模拟量。为了使可编程控制器处理模拟量，必须实现模拟量（Analog）和数字量（Digital）之间的 A

33、/D 转换及 D/A 转换。PLC 厂家都生产配套的 A/D 和 D/A 转换模块，使可编程控制器用于模拟量控制。3.运动控制PLC 可以用于圆周运动或直线运动的控制。从控制机构配置来说，早期直接用于开关量 I/O 模块连接位置传感器和执行机构，现在一般使用专用的运动控制模块。如可驱动步进电机或伺服电机的单轴或多轴位置控制模块。世界上各主要 PLC 厂家的产品几乎都有运动控制功能，广泛用于各种机械、机床、机器人、电梯等场合。4.过程控制过程控制是指对温度、压力、流量等模拟量的闭环控制。作为工业控制计算机，PLC 能编制各种各样的控制算法程序，完成闭环控制。PID 调节是一般闭环控制系统中用得较

34、多的调节方法。大中型PLC 都有 PID 模块，目前许多小型 PLC 也具有此功能模块。PID 处理一般是运行专用的 PID 子程序。过程控制在冶金、化工、热处理、锅炉控制等场合有非常广泛的应用。5.数据处理现代 PLC 具有数学运算（含矩阵运算、函数运算、逻辑运算）、数据传送、数据转换、排序、查表、位操作等功能，可以完成数据的采集、分析及处理。这些数据可以与存储在存储器中的参考值比较，完成一定的控制操作，也可以利用通信功能传送到别的智能装置，或将它们打印制表。数据处理一般用于大型控制系统，如无人控制的柔性制造系统；也可用于过程控制系统，如造纸、冶金、食品工业中的一些大型控制系统。6.通信及联

35、网PLC 通信含 PLC 间的通信及 PLC 与其它智能设备间的通信。随着计算机控制的发展，工厂自动化网络发展得很快，各PLC 厂商都十分重视 PLC 的通信功能，纷纷推出各自的网络系统。新近生产的PLC 都具有通信接口，通信非常方便。第四章第四章 三相异步电动机的三相异步电动机的 PLCPLC 控制控制4.14.1 三相异步电机的正反转控制三相异步电机的正反转控制在生产过程中,往往要求电动机能够实现正反两个方向的转动,如起重机吊钩的上升与下降,机床工作台的前进与后退等等。由电动机原理可知，只要把电动机的三相电源进线中的任意两相对调，就可改变电动机的转向。因此正反转控制电路实质上是两个方向相反

36、的单相运行电路，为了避免误动作引起电源相间短路，必须在这两个相反方向的单向运行电路中加设必要的互锁。按照电动机可逆运行操作顺序的不同，就有了“正-停-反”和“正-反-停”两种控制电路图 3-1 正反转继电器控制图图 3-2 I/O 接线图图 3-3 梯形图指令程序地址指令数据0000LD00010001OR05000002AND-NOT00000003AND-NOT05010004OUT05000005LD00020006OR05010007AND-NOT00000008AND-NOT05000009OUT05010010END(01)PLC 控制的工作过程的分析：按下 SB2，输入继电器 0

37、001 动合触点闭合，输出继电器 0500 线圈接通并自锁，接触器 KM1 主触点，动合辅助触点闭合，电动机 M 通电正转。按下 SB1，输入继电器 0000 动断触点断开，输出继电器 0500 线圈失电，KM1主触点，动合辅助触点断开，电动机 M 断电停止正转按下 SB3,0002 动合触点闭合,0501 线圈接通并自锁,KM2 主触点,动合辅助触点闭合,电动机 M 通电反转4.24.2 两台电动机顺序起动联锁控制两台电动机顺序起动联锁控制在装有多台电动机的生产机械上，有时必须按一定的顺序起动电动机，才能满足工作的需要。例如某个设备要求:“必需首先起动甲电动机，然后才能起动乙电动机，当甲电动

38、机停止后，乙电动机自动停止”。这种要求可采用下面的控制线路来实现。图 3-4 顺序启动继电器控制图图 3-5 I/O 接线图图 3-6 梯形图指令程序地址指令数据0000LD00000001OR05000002AND-NOT00010003OUT05000004LD00020005OR05010006AND05000007AND-NOT00030008OUT05010009END(01)PLC 控制的工作过程的分析：按下 M1 的起动按钮 SB1,输入继电器 0000 动合触点闭合,输出继电器 0500线圈接通并自锁,接触器 KM1 得电吸合,电动机 M1 起动运转;同时连接在 0501 线圈

39、驱动电路的 0500 动合触点闭合,为起动电动机 M2 作准备。可见,只有电动机 M1先起动,电动机 M2 才能起动。这时如果按下 M2 的起动按钮 SB3,0002 动合触点闭合,0501 线圈接通并自锁,接触器 KM2 得电吸合,电动机 M2 起动运转。按下 M1 的停止按钮 SB2，0001 动断触点断开，使 0500 线圈失电，并且由于连接在 0501线圈驱动电路的 0500 动合触点的断开，使得 0501 线圈同时失电，两台电动机都停止运行。若只按下 M2 停止，按钮 SB4 时，0003 动断触点断开；使得 0501线圈失电，M2 停止运行，而 M1 仍运行。4.34.3三相异步电

40、动机使用三相异步电动机使用 PLCPLC 控制优点控制优点本文设计就对三相异步电动机的正反转控制，顺序起动等系统进行了设计，还有其它的像制动和调速控制在这里我就不再设计，主电路都是一样的，就控制电路有一点小差异，使用PLC 控制三相异步电动机有很多好处的：不易老化，设备简单，结构合理，便于控制价格便宜等，三相异步电动机要旋转起来的先决条件是具有一个旋转磁场，三相异步电动机的定子绕组就是要来产生旋转磁场的。我们知道，在相电源与相之间是相差 120 度的，三相异步电动机定子中的三个绕组在空间方位上也相差 120 度，这样，当在定子绕组中通入三相电源时，定子绕组就会产生一个旋转磁场。电流每变化一个周

41、期，旋转磁场在空间旋转一周，即旋转磁场的旋转速度与电流的变化时同步的。旋转磁场的转速为 n=60t/p 式中f 为电源效率，P 是磁场的磁极对数，n 的单位是：每分钟转数，根据此式我们知道，电动机的转速与磁极数和使用的电源频率有关，用 PLC 控制三相异步电动机也需要对电动机的属性和旋转方式有所了解，这样才能控制好三相异步电动机的方向和特性，不至于使用不当使电动机损坏，电动机的频率一定要符合要求。结束语结束语电气控制技术是以各类电动机为动力的传动装置与系统为对象，以实现生产过程自动化的一门多学科交叉控制技术，是工业生产中的一项重要技术手段。它其中分为软接线和硬接线控制系统。它们在工业生产中得到

42、了广泛的应用。本文主要简单的介绍了电气控制中三相异步电动机的基本知识与原理，以及在工业上的应用与发展。在文中例举了电机正反转等控制线路（硬接线与软接线），并简单的介绍了它们的工作原理与应用场合。从而说明电气控制的应用与前景。特别是当今 PLC 技术应用，给现在工业生产带来了空前的变化。随着科学技术的不断发展、生产工艺的不断改进，特别是计算机技术的应用，新型控制策略的出现，不断改变着电气控制技术的面貌。在控制方法上，从手动控制发展到自动控制；在控制功能上，从简单控制发展到智能化控制；在操作上，从笨重发展到信息化处理；在控制原理上，从单一的有触头硬接线继电器逻辑控制系统发展到以微处理器或微计算机为

43、中心的网络化自动控制系统。现代电气控制技术综合应用了计算机技术、微电子技术、检测技术、自动控制技术、智能技术、通信技术、网络技术等先进的科学技术成果。随着科学技术的发展，特别是个人计算机和通讯技术的发展，电子化、智能化、可通讯化成为自动化系统发展的主要趋势。我们要适应现代社会的发展的需要，必须学好高新科技，如 plc 等，来为自己未来的发展增加能量指数。通过这门课的学习，让我对电、电器、电气控制等有了充分的认识与理解，以及对现代机电液一体化发展方向有了深刻的认识。特别在 PLC 控制机械手的应用上有了较大的体现。把我们学的机械、液压控制、电气控制等都紧密的联系起来了。要把它从设计到制造出来，将

44、涉及到我们所学和未学的各个学科方面的知识。感到我们所学知识的浅薄啊！在学习过后，感到电气控制的学习与我们所学的液压控制、机械设计等课程，在学习思想上都大体相同。都是先对各学科基础元器件的学习，了解它们的原理与功用，从而通过组织设计成一个有特定功能的系统。如电气控制中过载保护有热继电器，而液压控制中过载保护也有溢流阀等。我相信在接下来的电工电子实习中将使我对电气控制这门有更深刻的了解。参考文献1 齐占庆、王振臣主编.电气控制技术.北京.机械工业出版社.20022 曾建唐主编.电工电子基础实践教程（下册）工程实践指导.北京.机械工业出版社.20083 黄友锐主编.电工技术.合肥.合肥工业大学出版社.20084 李仁主编.电器控制.北京.机械工业出版社.19975 周军主编.电器控制及 PLC.北京.机械工业出版社.20016 罗信才主编.可编程序控制器及其在工业上的应用.电子技术应用.1987（2）7 阮友德.电气控制与 PLC，北京：人民邮电出版社，2009 年.8 蔡新华.Plc 的运用，北京：航空航天大学出版社，2008 年.