异步电动机的智能软启动PLC控制装置的设计开题报告

1、异步电动机的智能软启动plc控制装置的设计 开题报告湖南工程学院应用技术学院毕业设计（论文）开题报告学生姓名：专业：学号：设计（论文）题目：指 导教师：2011年3月12日开题报告填写要求1. 开题报告（含“文献综述”）作为毕业设计（论文）答辩委员会对 学生答辩资格审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指导下，由学生 在毕业设计（论文）工作前期内完成，经指导教师签署意见及所在专业审 查后生效。2. 开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写或按此电子文档标准格式 打印，禁止打印在其它纸上后剪贴，完成后应及时交给指导教师签署意见。3“文献综述”应按论文的格式成文，并直接书写（或打印）在本开 题报告第一栏

2、目内，学生写文献综述的参考文献应不少于15篇（不包括 辞典、手册），其中至少应包括1篇外文资料；对于重要的参考文献应附 原件复印件，作为附件装订在开题报告的最后。4.统一用a4纸，并装订单独成册，随毕业设计说明书等资料装 入文件袋中。毕业设计（论文）开题报告1.文献综述：结合毕业设计（论文）课题情况，每人撰写3000字左 右的文献综述，文后应列出所查阅的文献资料。文献综述一、引言随着我国工业化进程的不断加快，大功率异步电动机在工业生产中所 占的比重越来越大。能否成功的解决好大型电机的起动和调速问题直接关 系到电网稳定，电机的使用寿命及经济运行。异步电机起动时，过大的起 动电流将产生不良影响，主

3、耍有以下两方面：(1) 产牛较大的线路压降，使电网电压波动过大，影响并联在电网 的其它电机的正常运行。在保证生产机械所要求的起动转矩，又不影响其它用电设 备止常运行时，电机引起的电网压降，可达20%或更大；(2) 对那些惯性较大，起动时间比较长或起动频繁的电机来说，过 大的电流将使电机绕组绝缘过热而老化。因此，大容量电动机的起动电流必须加以 限制。目前国内大型电动机的起动方法主要有星一三角减压软起动、自耦 减压起动、延边三角形起动和晶闸管移相调压软起动及变频起动。前4种 方法投资较小，限制了电机起动冲击电流的最大值，但在起动过程中由于 状态切换时仍会产生较大的电流，使电机的起动电流曲线不平滑，

4、依然受 到冲击电流的影响，因此效果不理想；晶闸管软起动和变频起动虽然能使 电机平滑起动，但设备成本相对较高，对还处于发展阶段的我国企业来说, 如果大量使用，无疑增加了很大的负担。可编程序控制器(programmablecontroller)简称pc,为了与个人计算 机的pc(personalcomputer)相区另u，有时在pc中人为地增加了 l(logical)而写成plc。是近年来发展极为迅速、应用面极广的工业控制装置。它是 一种专为工业环境应用而设计的数字运行的电子系统，它采用可编程序的 存储用户指令，通过数字或者模拟的输入/输出，完成确定的逻辑、顺序、 定时、计数、运算和一些确定的功能

5、，来控制各种类型的机械或生产过程。 当今plc吸取了微电子技术和计算机技术的最新成果，以单机自动化到整条生产线的自动化乃至整个 工厂的生产自动化；从柔性制造系统、工业机器人到大型分散控制系统，plc均 承担着重要的角色。磁控式电机软起动装置是近年来开始在工业上逐渐被 认可的一种大型电机软起动装置。它投资较小，起动效果好。基本工作原 理是通过plc调节装置调节可调电抗的控制电压，使之电抗逐渐减小至零， 电机由起动状态平稳过渡到正常运行状态，再将可调电抗旁路后退出运行, 电机起动过程完成。二、可编程序控制器的主要特点1）可靠性高plc 的 mtbffmeantimebetweenfailures）

6、均故障间隔时间一般子40000a50000h以上，西门子、abb、松下等微小型plc可达10万h 以上，而且均有完善的自诊断功能，判断故障迅速，便于维护。2）模块化组合灵活可编程控制器是系列化产品，通常采用模块结构來完成不同的任务全合。i/o点数从88192点，有多种机型、多种功能模板可灵活组合， 结市形式也是多样的。3）功能强plc应用微电子技术和微计算机，简单型式都具有逻辑、定时、计数 h顺序控制功能。基本型式再加上模拟i/o、基本算术运算、通信能力等。 重杂型式除了具有基本型式的功能外，还具有扩展的计算能力、多级终端 机制智能工l/o,p工d调节、过程监视、网络通信能力、远程i/o、多处

7、理 器和碑速数据处理能力。4）编程方便plc适用针对工业控制的梯形图、功能块图、指令表和顺序功能表图 （sfc）编程，不需要太多的计算机编程知识。新的编程工作站配有综合的软 件工具包，并可在任何兼容的个人计算机上编程。5）适应工业环境plc的技术条件能在一般高温、振动、冲击和粉尘等恶劣环境下工作， 能在强电磁干扰环境下可靠工作。6）安装、维修简单与计算机系统相比，plc安装不需要特殊机房和严格的屏蔽。使用时只要各种器件连接无误, 系统便可正常工作。各个模件上带有运行和故障指示装置，便于查找故障, 大多数模件可以带电插拔，模件可更换，使用户可以在最短的时间内查出 故障并排除，最大限度地压缩故障停

8、机时间，使生产迅速恢复。一些plc外壳由可在不良工作环境下工作的合金组成，结构简单，上 面带有散热槽，在高温下，该外壳不像塑料制品那样变形，还可抗无线电 频率（rf高频）电磁干扰、防火等。刀运行速度快随着微处理器的应用，plc的运行速度增快，使它更符合处理高速度 复杂的控制任务。8）总价格低plc的重量、体积、功耗和硬件价格一直在降低，虽然软件价格占的 比重有所增加，但是各厂商为了竞争也相应地降低了价格。另外，采用plc 还可以大大缩短设计、编程和投产周期，使总价格进一步降低。三、可编程序控制器的最新发展趋势现代可编程序控制器的发展有两个主要趋势:英一是向体积更小、速度 更快、功能更强和价格更

9、低的微小型方面发展:其二是向大型网络化、高可 靠性、好的兼容性和多功能方面发展。1）大型网络化主要是朝dcs方向发展，使其具有dcs系统的一些功能。网络化和通 信能力强是plc发展的一个重要方面，向下可将多个plcj/o框架相连;向 上可与工业计算机、以太网、map网等相连构成整个工厂的自动化控制系 统。2）多功能随着自调整、步进电机控制、位置控制、伺服控制等模块的出现，使 plc控制领域更加宽广。3）高可靠性由于控制系统的可靠性日益受到人们的重视，一些公司已将口诊断技 术、冗余技术、容错技术广泛应用到现有产甜中，推出了高可靠性的冗余系统，并采用热备用或并行工作、多数表决的工作方式。例如西门子

10、公司 57400系列plc即使在恶劣、不稳定的工作环境下，坚固、全密封的模板 依然可正常工作，在操作运行过程屮模板还可热插拔。四、可编程序控制器的工作原理在继电器控制电路中，当某些梯级同时满足导通条件时，这些梯级中 的继电器线圈会同时通电，这是一种并行的工作方式。plc是采用循环扫 描的工作方式，在plc执行用户程序时，cpu对梯形图自上而下、自左向 右地逐次进行扫描，程序的执行是按语句排列的先后顺序进行的，是一种 串行的工作方式，不会出现多个线圈同时改变状态的情况，这样有利于避 免触点竞争和时序失配的问题。plc±电后首先进行初始化:1/0、内部辅助、特殊辅助、辅助记忆继电 器区域

11、清零;定时器预置;识别扩展单元。然后进入循环扫描工作过程，扫 描过程如图31所示。这个工作过程分为内部处理、外设端口服务、程序 输入处理、程序执行、程序输出几个阶段。全过程扫描一次所需的时间称 为扫描周期。内部处理阶段:cpu都要进行复位监视定吋器、硬件检查、用 户内存检查等操作。通信操作服务阶段:plc与一些智能模块通信，响应编 程器键入的命令，更新编程器的显示内容等。当plc处于停止(stop)状态 时只进行内部处理和外设端口服务操作等内容。在plc处于运行(run)状态 时从内部处理、外设端口服务、程序输入、程序执行、程序输出，一直循 环扫描工作。1) 输入处理阶段输入处理也叫输入采样。

12、在此阶段，plc以扫描方式读入所有输入端子的通断状态，并将读入的信息存入内存中所对应的映像寄存器，在此输 入映像寄存器被刷新，接着进入程序执行阶段。自此输入映像寄存器就与 外界隔离，即使输入信号发生变化其映像寄存器的内容也不发生变化，只 有在下一个扫描周期的输入处理阶段才能被读入信息，也就是说，各输入映像 寄存器的状态要保持一个扫描周期不变。2）程序执行阶段在程序执行阶段，根据梯形图程序先左后右、先上后下的扫描原则, plc逐句扫描执行用户程序，遇到跳转指令，则根据转移条件來决定程序 的走向。从用户程序涉及到输入输出状态时，plc从输入映像寄存器中读 出上一阶段采入的对应输入端子状态，从输出映

13、像寄存器中读出对应映像 寄存器的当前状态，根据用户程序进行逻辑运算，运算结果再存入有关器 件寄存器中。对每个器件而言，器件映像寄存器中所寄存的内容会随着程 序执行过程而变化。执行用户程序阶段的扫描时间是影响扫描周期时间长短的主要因素, 而且不是固定的，其原因主要取决于以下几方面因素:用户程序中所用语 句条数的多少。每条指令的执行时间不同。程序中有改变程序流向的 指令。3）输出刷新阶段程序执行完以后，将所有输出继电器的元件映像寄存器的状态传送到 相应的输出锁存电路中，通过隔离电路，驱动功率放大电路，使输出端子 向外界输出控制信号，形成plc的实际输出，驱动相应外设。五、可编程序控制器的应用领域在

14、发达的工业国家可编程序控制器已经广泛的应用在所有的工业部 门，随着英性能价格比的不断提高，应用范围不断的扩大，主要有以下几 个方面；(1) 开关量逻辑控制(2) 运动控制(3) 闭环过程控制(4) 数据处理(5) 通信连网六、总结通过查看各有关电动机软起动资料之后，我明白了异步电机起动在实 际应用中的重要作用与价值，了解了目前应用较多的plc软起动控制系统 的大致结构和原理，也了解到在生产成本上的降低也就更加衬托出plc软起动的优势所在。现在我对自己的设计有了深刻的了解，为之 后的设计打下了良好的基础。七、参考文献1、郭宗仁可编程序控制器及其通信网络技术人民邮电出版社，1999.2、温照方可编

15、程序控制器教程北京理工大学出版社,2002.3、廖常初可编程序控制器的编程方法与工程应用重庆大学出版社,2000.4、许实章电机学机械工业出版社,1996.5、文锋贾光辉自动控制理论中国电力出版社,2002.6、张国斌工业自动化的发展趋势与成功策略自动化博览,2001.7、温钢云黄道平计算机控制技术华南理工大学出版社,2001.8、史国生电气控制与可编程序控制器技术学工业出版社,2004.9、何巨兰电机与电气控制机械工业出版社,200310、贺玲芳等基于plc控制的全自动变频恒压供水系统.西安科技学 院学报,2000.11、杨凌云.pid调节器在恒压供水系统中的应用微机算计信息,1996.12

16、、杨长能可编程序控制器基础及应用重庆大学出版社，1999.13、皮壮行可编程序控制器的系统设计与应用实例北京机械工业出 版社,2000.14、何衍庆可编程序控制器原理及应用技巧北京化学工业出版社,199&15、汪志锋可编程序控制器原理与应用西安电子科技大学出版社,2004.16、李振安工厂电气控制技术重庆大学出版社j998.a.rm uno zj.a.iipo. on-linedead-timecompe nsatio ntech niq ueforopen-looppwm-vsidrviesj.ieeetranso npowerelectronics,vol14.no.41999.p

17、 p.683-689毕业设计（论文）开题报告2开题报告：一、课题的目的与意义;二、课题发展现状和前景展望；课题主要内容和要求；四、研究方法、步骤和措施开题报告一、课题的目的与意义本课题就是针对大中型异步电动机起动时的冲击电流问题及各类降 压起动的方式进行分析研究，设计出一种以plc为控制核心的软起动、保 护系统。该系统除了完成软起动功能以外，还应具有多种保护功能。如断 相、短路、过流、漏电闭锁等。智能控制技术的应用，给我们提出了很多要求。如电网的波动性，执 行机构的智能配套等，都要求越来越严格。作为重要驱动执行机构的电动 机来说，它的控制方式受到广大技术人员的高度重视。既耍为智能控制打 下良好

18、基础，又要降低电动机起动时对电网的冲击。所以，不得不在电动 机的起动设备上做工作。软起动器现已广泛用于冶金、钢铁、油田等各行各业，随着我国的经 济的快速发展，高层建筑、商贸大厦、娱乐中心的现代化建筑越來越多。 其空调和消防要求越来越高，而传统的降圧起动设备和调速设备由于固有 的弱点，己无法满足现代化建筑的需要，所以选择智能型电动机起动与调 速设备，将是必然的发展方向。二、课题发展现状和前景展望机械不能承受全压起动的冲击转矩；二是电动机起动时，其端电压不 能满足规范耍求；三是电动机起动时，影响其他负荷的正常运行。对于降压起动目前有两种方式，一种是降压起动，一种是软起动。他经过了三个发展阶段，一是起动器和自藕降压起动器，二是磁控 式软启动器，三是目前最先进最流行的电子软启动器。电子软启动器一般 都是采用16位单片机进行智能化控制，他既能保证电动机在负载耍求的 起动特性下平滑起动，又能降低对电网的冲击，同时，还能实现直接计算 机通讯控制，为自动化智能控制打下良好的基础。有人将冃前普遍流行的电动机软起动分为如下的高屮低三档：晶闸管 软起动、开关变压器软起动属于高档次，磁控式plc软起动属于中档，液 态软起动属于低档。从实际生产成木来看，这样的分档次是有一定依