PLC三相电热器控制系统课程设计

1、目 录第1章 三相异步电动机控制工艺分析11.1三相异步电动机控制过程描述11.2 三相异步电动机控制控制工艺分析1第2章 控制系统总体方案设计32.1 系统硬件组成32.2控制方法分析42.3 I/O分配4第3章 控制系统梯形图程序设计53.1 系统控制系统梯形图53.2 系统程序设计与分析6第4章 PLC监控系统软件设计74.1 PLC与上位监控软件通讯74.2 上位监控系统组态设计7第5章 结论与体会8参考文献9附 录10第1章 三相异步电动机控制工艺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

2、向可根据右手螺旋法那么来判断。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致，即上面流出，下面流进。如图1-1 图1-1 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，其方向可由左手定那么来判断，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。 1.2 三相异步电动机控制控制工艺分析 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

3、动方法有直接起动和降压起动两种。1.直接起动 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。 起动转矩与电源电压的平方成正比

4、，所以当定子端电压下降时，起动转矩大大减小。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，那么应轻载或空载起动。常用的降压起动方法有下面2种。1Y-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。 (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，使电动机在额定电压下稳定运行。 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

5、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。 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的单相运行电路，为了防止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。

6、第2章 控制系统总体方案设计2.1 系统硬件组成 PLC根本组成包括中央处理器CPU 、存储器、输入/输出接口缩写为I/O，包括输入接口、输出接口、扩展接口等、外部设备编程器及电源模块组成。PLC内部各组成单元之间通过电源总线、控制总线、地址总线和数据总线连接，外部那么根据实际控制对象配置相应设备与控制装置构成PLC控制系统。控制方法分析图2-1正反转继电器控制图 图2-2 顺序启动继电器控制图2.3 I/O分配图2-3 I/O接线图电器控制图图2-4 I/O接线图第3章 控制系统梯形图程序设计3.1 系统控制系统梯形图 控制系统梯形图以下图所示： 3-1系统控制梯形图3.2 系统程序设计与分

7、析 系统程序设计如下所示： 指令程序地址 指令 数据0000 LD00010001 OR 05000002 AND-NOT 00000003 AND-NOT 05010004 OUT 05000005 LD 00020006 OR05010007 AND-NOT 00000008 AND-NOT 05000009 OUT 05010010 END(01)PLC控制的工作过程的分析： 按下SB2，输入继电器0001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

8、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。 指令程序地址 指令 数据0000 LD 00000001 OR 05000002 AND-NOT 00010003 OUT 05000004 LD 00020005 OR 05010006 AND 05000007 AND-NOT 00030008 OUT 05010009 END(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

9、M1起动运转;同时连接在0501线圈驱动电路的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。假设只按下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。第4章 PLC监控系统软件设计4.1 PLC与上位监控软

10、件通讯上位机是指：人可以直接发出操控命令的计算机，一般是PC，屏幕上显示各种信号变化液压，水位，温度等。下位机是直接控制设备获取设备状况的计算机，一般是PLC/单位机之类的。上位机发出的命令首先给下位机，下位机再根据此命令解释成相应时序信号直接控制相应设备。下位机不时读取设备状态数据一般模拟量，转化成数字信号反响给上位机。简言之如此，真实情况千差万别不离其宗。上下危机都需要编程，都有专门的开发系统。在概念上，控制者和提供效劳这都是上位机，被控制者和被效劳者是下位机，也可以理解为主机和从机的关系，但上位机和下位机是可以转换的，两者如何通讯，一般取决于下位机。TCP/IP一般是支持的。但是下位机一

11、般具有更可靠的独有通讯协议，购置下位机时，会带一大堆手册光盘，告诉你如何使用特有协议通讯。里面会举大量例子。一般对编程人员而言一看也就那么回事，使用一些新的API罢了。多语言支持功能模块，一般同时支持数种高级语言为上位机编程。通常上位机和下位机同学可以采用不同的通讯协议，可以有RS232的串口通讯或者采用RS485串行通讯，党用计算机和PLC通讯的时候不但可以采用传统的D形式的串行通讯，还可以采用更适合工业控制的双线的PROFIBUS-DP通讯，采用封装好的程序开发工具就可以实现PLC和上位机的通讯。当然可以自己编写驱动类的接口协议控制上位机和下位机的通讯。4.2 上位监控系统组态设计在使用工

12、控软件中，我们经常提到组态一词，组态英文是“Configuration，其意义究竟是什么呢？简单的讲，组态就是用应用软件中提供的工具、方法，完成工程中莫伊具体任务的过程。与硬件声场相比照照，组态与组装类似。如要组装一台电脑，试想提供了各种那个型号的主板、机箱、电源、CPU、显示器、硬盘、光驱等，我们的工作就是用这些部件拼凑成自己需要的电脑。当然软件中的组态要比硬件的组装有更大的发挥空间，也因为它一般要比应将中的“部件更多，而且每个“部件都很灵活，因为软部件都有内部属性，通过改变属性可以改变其规格如大小、形状、颜色等。在组态概念出现之前，要实现某一任务，都是通过编写程序如使用BASIC,C,FO

13、RTRAN等来实现的。编写程序不但工作量大、周期长，而且容易犯错误，不能保证工期。组态软件的出现，解决了这个问题。对于过去需要几个月的工作，通过组态几天就可以完成。组态软件是有专业性的。一种组态软件只能适合某种领域的应用。组态的概念最早出现在工业计算机控制中。如DCS集散控制系统组态，PLC可编程控制器梯形图组态。人机界面生成软件就叫工控组态软件。其实在其他行业也有组态的概念，人们只是不这么叫而已。如AutoCAD，Photoshop，办公软件PowerPoint都存在相似的操作，即用软件提供的工具来形成自己的作品，并以数据万恶间保存作品，而不是执行程序。组态形成的数据只有其制造工具或其他专用

14、工具才能识别。但是不同之处在于，工业控制中形成的组态结果是用在使用监控的。组态工具的解释引擎，要根据这些组态结果实时运行。从外表上看，组态工具的运行程序就是执行自己特定的任务。第5章 结论与体会经过两周的课程设计，我亲身体会到做PLC程序设计的艰辛和努力，在设计过程中，我遇到了不少困难，也有许多从未遇到的难题，但是我坚持并努力的克服了，在寻求答案的过程中我学习到了更多知识，这都是我在这次课程设计中学习到的珍贵经验，相信在以后的学习生活中。我会继续运用好这种精神，让学习和工作变得更加有乐趣也更加积极向上的学习新知识。设计的过程本身就是收集知识寻找答案的过程，这个过程中可能有时一筹莫展，有时无从下

15、手，但是一旦找到了灵感，找到了方法，其实事情本来很简单，只是以前从来没想到而已，所以，字啊以后的学习和工作中，是这场是换一种方式，用崭新的思维重寻思考下，或许就有了更大的收获。参考文献1 张伟林.电气控制与PLC应用M.北京:人民邮电出版社,2006.2 周美兰.PLC电气控制与组态设计M.北京:科学出版社,2003.3 洪志育.例说PLCM.北京:人民邮电出版社,2006.4 吕卫阳.PLC工程应用实例分析M.北京:中国电力出版社,2007.5 连建华.PLC应用技术M.北京:国防工业出版社,2021.附 录0 LDI X0061 ANI X0002 OUT M53 AND X0054 OU

16、T M1025 AND M56 OUT M1017 LD X0018 OR Y0019 ANI X00610 AND X00011 OUT M103 12 LD M10313 ANI M514 ANI T215 OR M10116 OUT Y001 17 LD M10318 ANI Y00219 OUT T1 K5022 OUT M10023 LD T124 OR M225 AND M10326 OUT M227 LD M10328 AND M229 OUT M10430 LD Y00231 OR X00232 ANI M533 ANI M134 AND M10435 OR M10236 OUT Y00237 LD X00438 OR M139 AND M10440 OUT M10541 LD M10542 OUT T2 K10545 OUT M146 LD M347 AND M448 OR X00649 OUT M350 LDI M351 OR M452 ANI X00353 OUT M454 LD M355 AND M456 LDI M257 AND M10058 ORB59 OR M160