两台电动机顺序控制的PLC系统.

1、i毕业论文（设计）20102010 - 20112011 学年度机电工程系 系 机电一体化专业班级_学号_课题名称两台电动机顺序控制的 PLC 系统学生姓名_指导教师_ii20010 年 12 月 2 日课题、摘要、关键词 -31.电动机的选择、维护及常见故障 - 31.1电动机的选型 -31.2电动机的维护 -41.3电动机常见故障 -42.PLC 特点-43.两台电动机顺序控制 PLC 方案的选择 - 64.两台电动机顺序控制的运行原理、 参考程序及梯形图指令表 - 74.1 两台电动机顺序控制的运行原理 - 74.2两台电动机顺序控制的电路图 - 74.3两台电动机顺序控制的梯形图 -7

2、4.4 两台电动机顺序控制的梯形图指令表程序 -84.5 两台电动机顺序控制的梯形图指令表 -94.6 两台电动机顺序控制的参考 -9小结 -10参考文献 -10致谢 -123两台电动机顺序控制的 PLC 系统作者：【摘要】 本设计是根据顺序控制设计法对电动机进行顺序循环控制。运用三菱FX2N 编程软件进行绘图，在第一章介绍了本设计的 PLC 方案的选择，也对 PLC 的基本结构做了文字解说和图示。在第二章，本设计进入正文集中介绍 了两台电动机顺序控制的工作原理，并坐出了参考指令和应对后面本设计涉及到的梯形图的指令表。本设计两台电 动机的顺序启动可以运用到生活的各个方面，这也充分体现了PLC

3、在当今社会对生活的重要之处。本设计在顺序控制的基础上采用 PLC 对电动机的控制，通过合理的选择和设计，提高了电动机的控制水平，使电动机达到了较为理 想的控制效果。根据顺序功能图的设计法，联系到现实做出了本设计两台电动机顺序控制的PLC 系统设计。本设计两台电动机相互协调运转，M1 运转 10S 停止 5S, M2 要求与 M1 相反，M1 停止 M2 运行，M1 运行 M2 停止，如此反复动作 3 次，M1 和 M2均停止。【关键词】顺序控制 FX2N 梯形图1.电动机的选择、维护及常见故障在工农业生产中，各种生产机械都广泛应用电动机来驱动，正确地选用与机械负载 配套的电动机，可以使电动机在

4、最经济、最合理的方式下运行，从而达到降低能耗、提 高效率的目的。1.1 电动机的选型电动机的选用，首先要了解电动机的机械负载特性，根据机械负载的类型和特性来 选择电动机的额定容量、额定转速、额定电压以及型式。要为某一生产机械选配一台电动机，首先要合理选择电动机的功率。通常根据生产 机械负载的需要来选择电动机的功率，同时，还要考虑负载的工作制问题，也就是说， 所选的电动机应适应机械负载的连续、 短时或间断周期工作性质。功率选用时不能太大， 也不能太小。选小了，保证不了电动机和生产机械的正常工作；选大了，虽然能保证正 常运行，但是不经济，电动机容量不能被充分利用，而且电动机经常不能满载运行，使 得

5、效率和功率因数不高。其次，根据电源电压条件，要求所选用的电动机的额定电压与频率同供电电源电压 与频率相符合。电动机的转速一定要按生产机械铭牌上的要求选择，否则可能改变生产 机械的性能。此外，电动机的结构、防护、冷却和安装形式，应适应使用环境条件的要求，并且要力求安装、调试、检修方便，以保证电机能安全可靠的运行。41.2 电动机的维护电动机启动前，首先应检查电动机的装配是否灵活，绕组绝缘电阻是否符合要求，转动部分有无卡阻， 还要检查电动机的启动和保护设备是否合乎要求， 比如电动机接地 装置是否完好，所选的低压断路器、接触器、熔断器配置是否正确等等。电动机启动时， 启动次数不能太多，否则电动机可能

6、过热烧坏。电动机运行中，要密切监视其电压、电流和温度，电动机运行电压应严格控制在变 化范围内，否则可能引起电机过热，同样，电流也不能过高或过低，因为电压一定时， 运行电流则反映了电动机所拖动负载的情况，机械负载过重，电动机长期过负荷运行， 电流会升高，使电动机严重过热，如果电机负载过轻，形成“大马拉小车”，电动机容量就不能够充分利用。在日常的维护中，还应密切监听电动机有无异常杂音或振动，检查螺丝是否脱落或 松动，要定期对电动机进行检修和保养，及时清除外部灰尘，定期更换润滑油。1.3 电动机常见故障电动机的常见故障主要有转子扫膛、振动，绕组匝间或层间短路，绕组接地，定子 绕组缺相运行，定子绕组首

7、尾反接，三相电流不平衡，铁芯硅钢片绝缘损坏等。电动机振动时会产生噪声和附加负荷，可能是传动装置不良造成，也可能是电动机 本身引起的，比如转子动平衡不好，转轴弯曲，安装不到位，紧固件松动等等。电动机缺相运行的原因主要是线路熔断器熔体熔断，开关接触器触点烧损接触不良 引起的。如果运行时间过长，将会烧坏电动机。电源三相电压不平衡或绕组匝间短路会引起三相电流不平衡，定子绕组首尾反接会 引起电机温度升高，绕组接地或短路都会造成电流过大，铁芯硅钢片绝缘损坏会引起电 动机过热等。总之，在实际运行中，要正确分析电机故障原因，加强巡视和维护，尽可 能地及时发现和消除电动机的故障，确保电动机的安全运行。2. PL

8、C 特点自 1969 年第一台 PLC（可编程序控制器）问世以来，经历了近 40 年的发展，PLC 的种类在不断地更新，应用领域也在不断地扩大。目前，PLC 的应用已经成为现代化设备的象征，并且 PLC 已经成为工业控制的主要手段和重要的基础控制设备之一。国际电工委员会（IEC）对 PLC 作了规定：“可编程序控制器是一种数字运算操作的 电5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。可编程序控制器及其有关设备都 应按易于与工业控制系统形

9、成一个整体、易于扩充其功能的原则设计。”这段话道出了PLC 的特点和应用领域。PLC 之所以被广泛使用，是和它的突出特点以及优越的性能分 不开的。归纳起来，PLC 主要具有以下特点。（1）可靠性高为了满足工业生产对控制设备安全性和可靠性的要求，PLC 采用了微电子技术，大量的开关动作由无触点的半导体电路来完成。PLC 选用的电子器件一般是工业级的，有的甚至是军用级的，平均无故障时间很长。例如，三菱 F 系列 PLC 平均无故障时间可以 达到30 万小时（约 34 年）。可以毫不夸张地说，到目前为止，没有任何一种工业控制 设备可以有PLC 这样高的可靠性。随着器件水平的提高，PLC 的可靠性还在

10、继续提高，尤其是近来开发出的多机冗余系统和表决系统更进一步提高了PLC 的可靠性。PLC 完善的自诊断功能，保证了 PLC 控制系统工作的安全性。由于 PLC 是用存储在其内部的程序 来实现控制的，其控制程序设计本身就从各个方面考虑了PLC 工作的可靠性、安全性和稳定性，这又进一步提高了可编程序控制器的可靠性。（2）环境适应性强PLC 具有良好的环境适应性，可应用于十分恶劣的工业现场。在电源瞬间断电的情 况下，仍可正常工作；具有很强的抗空间电磁干扰能力，可以抗峰值1000V,脉宽 10g的矩形波空间电磁干扰；具有良好的抗振能力和抗冲击能力。一般对环境温度要求不高， 在环境温度为-20C65C,

11、相对湿度为 35%- 85%的情况下可正常工作。（3）灵活通用在完成一个控制任务时，PLC 具有很高的灵活性。首先，PLC 产品已经系列化，结 构形式多种多样，在机型上有很大的选择余地；其次，同一机型的PLC 的硬件构成具有很大的灵活性，用户可以根据不同任务的要求，选择不同类型的输入和输出模块或特殊 功能模块组成不同硬件结构的控制装置；最后，PLC 是利用应用程序实现控制的，在应用程序编制上有较大的灵活性。在实现不同的控制任务时，PLC 具有良好的通用性，相同硬件构成的 PLC 用不同的软件可以完或不同的控制任务。在被控对象的控制逻辑需要改变时，利用 PLC 可以很方便地实现新的控制要求，这在

12、一般继电器控制中是很难做到 的。（4）使用方便、维护简单PLC 控制的输入模块、输出模块和特殊功能模块都具有即插即用功能，连接十分容 易。对于逻辑信号，输入和输出采用开关方式，不需要进行电平转换和驱动放大；对于 模拟信号，6输入和输出采用传感器、仪表和驱动设备的标准信号。各个输入和输出模块 与外部设备的连接十分简单。PLC 的用户界面十分友好，给使用者带来很大的方便。PLC 提供标准通信接口，可以方便地构成 PLC-PLC 网络或计算机-PLC 网络。PLC 应用程序的编制和调试非常方便。PLC 的基本编程语言有 3 种，其中梯形图语 言与继电器控制线路图相似，即使没有计算机基础的人也很容易掌

13、握。PLC 具有监控功能，利用编程器或监视器可以对 PLC 的运行状态和内部数据进行监 视或修改。PLC 控制系统的维护非常简单，利用 PLC 的诊断功能和监控功能，可以迅速 查找到故障点，对大多数故障都可以及时予以排除。当然，PLC 由于其工作方式是扫描方式，因此，扫描周期的长短决定了PLC 的工作速度。一般来说，PLC 的速度与单片机等计算机相比相对比较低，其计算能力一般都比 微机要差。PLC 的这些缺点随着科学技术的发展正在逐渐地被克服。3.两台电动机顺序控制 PLC 方案的选择可编程序控制器实施控制，其实质就是按一定算法进行输入输出变换，并将这个变 换与以物理实现。输入输出变换、物理实

14、现可以说是PLC 实施控制的两个基本点，同时物理实现也是 PLC 与普通微机相区别之处，其需要考虑实际控制的需要，应能排除 干扰信号适应于工业现场，输出应放大到工业控制的水平，能为实际控制系统方便使用， 所以 PLC采用了典型的计算机结构，主要是由微处理器（CPU）、存储器（RAM/ROM ）、 输入输出接口（ I/O）电路、通信接口及电源组成。顺序控制是为了满足生产需要而逐渐发展起来的。FX2N 型 PLC 是 PLC 发展成熟后的 小型控制器产品。之前，PLC 与简易控制器曾并存过一段时间，后来由于技术的提高和 应用的推动，PLC 的品种逐渐增多、适应面更为广泛，PLC 取得了绝对的优势。

15、三菱 FX_2N 系列可编程控制器是小型化，高速度，高性能的产品，是 FX 系列中最 高档次的超小型程序装置。除输入出 1625 点的独立用途外，还可以适用于在多个基本 组件间的连接，模拟控制，定位控制等特殊用途，是一套可以满足多样化广泛需要的 PLG 它具有如下特点：（1）系统配置既固定又灵活在基本单元上连接扩展单元或扩展模块，可进行16-256 点的灵活输入输出组合。（2）备有可自由选择，丰富的品种可选用 16/32/48/64/80/128 点的主机，可以采用最小 8 点的扩展模块进行扩展。 可根据电源及输出形式，自由选择。7（3）令人放心的高性能程序容量：内置 800 步 RAM 可输

16、入注释）可使用存储盒，最大可扩充至 16k 步。（4）编程简单本系统采用三菱的FX2N系列PLC实现上下井口的各种操作。 上井口为FX_2N128MJR 下井口为 FX_2N80MJR 车房为 FX_2N48M 除紧停信号单独外的各种操作及信号的处理均 由可编程控制器完成。本设计 FX2N 型 PLC 的指令丰富能满足本设计的要求，而且更为 方便，故采取了 FX2N 型 PLC 来介绍本设计。4.两台电动机顺序控制的运行原理、参考程序及梯形图指令表4.1 两台电动机顺序控制的运行原理（1 ）当按下 X0 即 SB1 时，电动机 M1 动作。（2 ）计时器 T1 通电，计数器 CO 计 1。（3

17、 ）延时 10S 后电动机 M2 动作，常闭开关 T1 断开，电动机 M1 停止运作。（4 ）计时器 T2 通电，延时 5S 后常闭开关 T2 断开，常开开关 T1 闭合，电动机 M2 停止动作，电动机 M1 动作。（5 ）反复动作，计数器 C0 计 3 时常闭开关 C0 断开，YO丫1 都断开。（6 ） C0 复位，停止动作。（7 ） X1 为停止按钮，按下 X1 时 M1 M2 都停止运转。4.2 两台电动机顺序控制的电路图84.3 两台电动机顺序控制的梯形图L. L-Jl_XIE _KN94.4 两台电动机顺序控制的外部接线图104.5 两台电动机顺序控制的梯形图指令表输入器件器件号功能

18、说明0XO开起1X1关闭输出器件器件号功能说明0Y0M1 电动机1Y1M2 电动机4.6 两台电动机顺序控制的参考程序LDXOOR M1OR T2LDI T1LDI X1OUT M1OUT T1 K100LDT1OR M2LDI T2LDI X1OUT M2OUT T2 K50LDX0OUT X0RSTC0LDT2OUT CO K3LD M1LD I CO11OUT YOLD M2LD I COOUT Y1END本设计所讲述的两台电动机的顺序控制可以在工业上得到广泛运用。在工业上可以作为流水线的程序，可以作为生产机器的电机控制系统。在日常生活中本设计还可以运 用在娱乐场的控制系统。PLC 在生活中的运用无处不在，它的地位在日益突出，本设计 只是讲述了一个极为简单的 PLC 系统。小结本设计是运用 PLC 中顺序控制的基本原理而设计的。可编程控制器内部有许多具有 不同功能的器件，实际上这些器件是由电子电路和存储器组成的。例如本设计运用到的 继电器 X是由输入电路和映像输入接点的存储器组成的；输出继电器丫是由