绕线式异步电动机转子串电阻起动制动控制系统设计

1、信息与电气工程学院课程设计说明书（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 ： 2周 设计成绩 ： 2009年 7月4日目       录1、课程设计目的*32、课程设计具体要求*33、课程设计正文*3 3.1硬件设计*33.1.1 S7200PLC简介*33.1.2 方案设计*33.1.3原理图*33.2 软件设计*43.2.1 系统分析和设计*63

2、.2.2 系统调试*63.2.3 系统实施及程序*64、课程设计总结*75、参考文献*106、致谢*11一.设计目的1、 掌握s7-200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计思路和梯形图的设计方法。3、 掌握s7-200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、 通过课程设计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.异步电动机控制装置设计异步电动机控制装置的硬件组成：异步电动机控制装置由绕线式异步电动机、

3、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止按钮后，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

4、间。三. 课程设计正文3.1硬件设计3.1.1 S7200PLC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、模拟式的输入和输出，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

5、阻按照一定时间间隔逐级切断，需要5个定时器来控制。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，接通定子回路直流电源，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IO地址分配PLC选型 在该电动机系统中，所用到的输入点数有3个，输出点数有9个，由于在选择PLC型号时须留有一定的裕量，经查资料可知CPU224输入点数为14个，输出点数有10个，故选择型号为PLC S7200系列中的CPU224。(2)IO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CP

6、U224S1I0.0正向起动按钮启动电动机正转S2I0.1反向起动按钮启动电动机反转S3I0.2停车按钮使电动机停车KM1Q0.0正向起动接触器控制电动机的正转KM2Q0.1反向起动接触器控制电动机的反转KM0.1Q0.2第一段电阻R1与电动机转子串接KM0.2Q0.3第二段电阻R2KM0.3Q0.4第三段电阻R3KM0.4Q0.5第四段电阻R4KM0.5Q0.6第五段电阻R5KM4Q0.7制动闸电源控制制动闸抱闸与松闸KM3Q1.0动力制动电源动力制动3.1.3原理图（硬件）接触器电气控制图KM1KM2KM3KM4R5R3R4R2R1KM0.5KM0.4KM0.3KM0.2KM0.1Y AM

7、3FRQSFU1FU2FU3L1L2L3KM1KM2KM3KM4R5R3R4R2R1KM0.5KM0.4KM0.3KM0.2KM0.1Y AM3FRQSFU1FU2FU3L1L2L31L 0.0 0.1 0.2 0.3 . 2L 0.4 0.5 0.6 . 3L 0.7 1.0 1.1 N L1 1M 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 2M 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 M L+CPU 224DC24V正向启动按钮S1反向启动按钮S2停止按钮S3正转KM1反转KM2制动闸KM4KM0.2KM0.3KM0.4KM0.5 KM0.3 KM0.3KM0

8、.1Plc控制输出输入接线图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个输出点，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软件程序编制结束且软件调试成功后，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，确保每个环节正常无误。然后进行整个控制过程的连贯运行。当一切测试正常后，再进行模拟故障告警

9、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 电机在转子串入所有五段电阻情况下启动，制动闸通电松闸分时段切除五段电阻延时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一秒接通定子回路直流电源延时两秒切除第一段电阻延时两秒切断动力制动电源和制动闸电源电动机停车，正向或反向启动系统源程序梯形图：M0.0T40四.课程设计总结。 通过这次设计使我对plc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。两周课程设计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，不能有丝毫马虎大意。做工程技术的研究工作更要

10、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.西门子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:高等教育出社.19913. 邓则名 程良伦等编.电器与可编程控制器应用技术.机械工业出版社.1997.14. 汪道辉主编.逻辑与可编程控制系统.北京: 机械工业出版.20015. 易传禄等编.可编程序控制器应用指南.科学普及出版社.19936. 杨士元等编.可编程序控制器(pc)编程应用和维修.北京:清华大学出版社.19957. 耿文学等编.微机可编程