plc绕线式异步电动机转子串电阻起动制动控制系统设计解析

1、何WZ離九會科信学院课程设计说明书（2014/2015学年第二学期）课程名称：可编程控制器课程设计题 目：线绕式异步电动机转了串电阻起动制动控制系统设计专业班级： 电气工程及其自动化班学生姓名：学 号：指导教师：设计周数：设计成绩：2015年6月26日1、课程设讣 |_| 的*32、课程设具体要求*有*有*有*有*有*33、课程设 m：文*33 1 fi 史 f |- |*33 11 S7200PLC|Bjy*33 12 力'案设 *宣*宣*宣*宣*宣*43 13 丿丿;'jj! | 糾 *53 ° 聊"彳牛卄*63 2 1 系统分析和设计*63 2 2 系

2、统调试*63 2 3 系统实施及程序*64、i 丨总绰;*1°5、参;南J,宣* 116、致谢* * 11一. 设计目的1、掌握s7200系列可编程控制器硬件电路的设汁方法。2、熟练使用s7200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讣思路和 梯形图的设计方法。3、掌握s7200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、通过课程设讣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异步电动机控制装宜设汁异步电动机控制装置的硬件组成：异步电动机控制装苣由绕线式异步电动

3、机、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I匕按钮后，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

4、，要考虑消弧时间。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，Q为在工业环境下应用而设汁。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、左时、汁数和算术运算等操作的指令，并通过数字式、 模拟式的输入和输岀，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，易于扩充英功能的原则设计,采用循环扫描的工作方式。3. 1. 2方案设计1 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个输岀点。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

5、，同时制动闸通电松闸。然后5段电阻 按照一泄时间间隔逐级切断，需要5个左时器来控制。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，接通左子回路宜流电源，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I/O地址分配(DPLC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 号时须留有一立的裕疑，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.I / 0地

6、址分配表模块号输入端子号输岀端子号地址说明功能介绍CPU224S110.0正向起动按钮启动电动机正转S210.1反向起动按钮启动电动机反转S310.2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R5KM1Q0.7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313原理图（硬件）接触器电气控制图QS上二KM0.3R3R2R1KM0.2KMO.

7、1（2）Plc控制输出输入接线图KM0.3KM0.5KM0.4KM0.3KM0.2KMO制动闸KM4 反转KM2 正转KM11L 0.0 0.0.20.3 2L 0.4 0.5 0.6 . 3L 0.71.01.1ON L1CPU 2241M0.000.20.30.4 0.5 0.6 0.7 2M 1.011.21.31.41.5 M L+DC24V停止按钮S3 反向启动按钮S2 正向启动按钮S-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，分別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

8、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个控制呈。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软件程序编制结朿且软件调试成功后，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卩正常无误。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系统程序梯形图:M0.0S )1M0.15)1T40Network 710.2PIM0.2U)1Network 8M0.2MO.ONetw

9、ork 9T44Q0.3)Network 10T43Network 11T42Q0.5TI_C)Network 12T41QQ6I I()Network 13T43Q0.7I IC)Network 14T45T47Q1.0I IId()Network 15M03Q0.2T I()Network 16T47M0.2T I 024：课程设计心得体会通过这次设计实践。我学会了 PLC的基本编程方法，对PLC的工作原理和使用方法也有了更 深刻的理解。在对理论的运用中，提高了我们的工程素质，在没有做实践设计以前，我们对知道的 掌握都是思想上的，对一些细节不加重视，当我们把自己想岀来的程序与到PLC中的时

10、候，问题 岀现了，不是不能运行，就是运行的结果和要求的结果不相符合.通过解决一个个在调试中出现的 问题，我们对PLC的理解得到加强，看到了实践与理论的差距。我们了解到了其实编一个所要求程序也不像刚开始所想象中的那么难，那么复杂，只要我们肯 用心用脑，肯去花功夫钻研就会一左会有收获，苴实在课程设计中运用的很多知识在课堂上老师都 已经很详细讲过，但我们就是缺少了那一份灵动，所以我学到了除了要有扎实的基本功外，有一点 点的变通的灵活性还是必要的。通过合作，我们的合作意识得到加强。合作能力得到提高。上大学后，很多同学都没有过深入的 交流，在设计的过程中，我们用了分工与合作的方式，每个人互责一左的部分，

11、同时在一泄的阶段 共同讨论，以解决分工中个人不能解决的问题，在交流中大家积极发言，和提出意见，同时我们还 向别的同学请教。在此过程中，每个人都想自己的方案得到实现，积极向同学说明自己的想法。能 过比较选出最好的方案。在这过程也提高了我们的表过能力。五.参考文献1. 柴瑞娟陈海霞编四门子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:高等教冇出社.19913. 邓则剑程良伦等编.电器与可编程控制器应用技术.机械工业岀版社.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.科学普及岀版社.19936. 杨七元等编.可编程序控制器（pc）编程应用和维修.北京:淸华大学出版社.19957. 耿文