鼠笼式异步电动机启动制动

1、信息与电气工程学院课程设计说明书 （2010 /2011 学年第 二 学期）课程名称 ： 可编程序控制器课程设计 题 目 ： 鼠笼式异步电动机启动制动 控制系统设计专业班级 ：学生姓名 ：学 号：指导教师 ： 设计周数 ： 2周设计成绩 ：2011年 7月 8日目录一、 课程设计任务与要求 21.1课程设计目的 21.2 课程设计任务和技术要求 2二、方案设计与论证 3三鼠笼式电动机简介及电路设计 33.1、鼠笼式电动机简介及电路设计33.2、鼠笼式异步电动机控制平台43.3、实验PLC简介 53.4、I/O端口配置表5四、 程序设计 54.1、程序流程图 64.2、梯形图程序 74.3、语句

2、表 9五、注意事项13六、课程设计总结与心得13七、参考文献 14八、教师评语 151鼠笼式异步电动机起动制动控制系统设计一、 课程设计任务与要求1.1、课程设计的目的1、了解电机控制的步骤和要求。2、绘制电机控制系统的电路原理图，编制I/O地址分配表。3、编制PLC程序，并利用实验室设备进行调试，要求在现有设备上演示控制过程。4、撰写课程设计说明书，说明书要阐明各路输入输出信号的名称、作用、信号处理电路或驱动电路的设计，写明设计过程中的分析、计算、比较和选择，画出程序流程图，并附上源程序。1.2、课程设计的任务和技术要求（1）按下正向启动按钮，电机在星形连接下启动。（2）过三秒钟后，断开星形

3、连接接触器。电机正向运行。（3）经过消弧时间一秒钟后，接通三角形连接接触器，电机正向运行。（4）按下反向启动按钮，断开电机电源。（5）经过消弧时间一秒钟，电机恢复星形连接。同时接通反相序电源，电机进入反接制动以及反向启动。（6）过5秒钟后断开星形连接接触器（7）经过消弧时间一秒钟，接通三角形连接接触器，电机反向运行。（8）按下停车按钮，断开电机电源。（9）经过消弧时间一秒钟，电机恢复星形连接。同时接通反相序电源，电机进入反接制动状态。（10）零速检测电路输出信号为零后，断开电机电源，同时断开星形连接接触器。停止运行。（11）正反向接触器之间要有互锁，要考虑消弧时间。星/三角接触器之间要有互锁，

4、要考虑消弧时间。2二、方案设计与论证此次课程设计的题目是鼠笼式异步电动机的启动与制动。电机采用Y/起动和反接制动，本次设计通过用PLC程序控制相应继电器的动作，实现对电动机的控制；各个继电器的顺序控制通过对各个定时器的设置来顺序控制相应继电器的动作。正向启动，反向启动，停止都采用按钮来进行控制，相应的时序也都采用PLC内部定时器的控制。内部定时器都采用10ms为时基的TON定时器。三鼠笼式电动机简介及电路设计3.1、鼠笼式电动机简介及电路设计传统的鼠笼式异步电动机起、制动控制方式一般有四种，即定子回路串电阻起动，Y/起动，自耦变压器起动和延边三角形起动;制动方式有三种，反接制动，能耗制动和电容

5、制动，其中任何一种起，、制动控制方式的实现通常由继电器-接触器控制系统来完成。本设计采用Y/起动和反接制动方式。Y/起动是定子绕组接成三角形的笼形异步电动机在起动时为星形连接，来达到降压起动以限制起动电流的目的；当转速上升到一定值时，再将定子绕组恢复三角形连接，电动机进入全压正常运行状态，从而完成电机的起动。反接制动是利用改变三相异步电动机定子绕组上三相电源的相序，使定子产生反相旋转的磁场，从而产生制动力矩的方法。在反接制动时，转子与旋转磁场的相对转速接近转子转速的两倍，因此，制动电流大，制动力矩大，制动迅速。但为防止电机反相再起动，必须在反接制动到转子转速接近于零时，及时切除电机电源。在电路

6、图3-1中，当接触器ZC和接触器YC同时闭合时三相异步电动机定子绕组接成星形，电动机正向降压起动或反接制动状态。当接触器ZC和接触器SC同时闭合时，三相异步电动机定子绕组接成三角形，电动机进入正向全压正常运行。当接触器FC和接触器YC同时闭合时三相异步电动机定子绕组接成星形，电动机进入反向降压起动或反接制动状态。当接触器FC和接触器SC同时闭合时，三相异步电动机定子绕组接成三角形，电动机进入反向全压正常运行。但接触器ZC和接触器FC不能同时闭合；接触器YC和接触器SC不能同时闭合，在编写程序时应对其进行互锁。通过控制四个接触器ZC、FC、YC、SC的断开和闭合即可完成电机的Y/起动、正反向切换

7、和反接制动。在本设计中，通过PLC来控制接触器的闭合和断开进而完成Y/起动和反接制动。其电路图如图3-1所示。33.2、鼠笼式异步电动机控制平台DZH-1型PLC可编程序控制器模拟实验台采用开放台式结构，可根据实验需要设计增加新的实验板以增加新的实验，满足实验教学的需要。整个实验装置由实验台和PC机组成。实验台是由计算机、PLC主机、模拟量扩展模块、数字量输入/输出接口单元、模拟量输入/输出接口单元、实验单元电路板和24V电源组成。根据实验内容的需要可方便地实现不同实验线路。各实验单元电路板采用数字电路和模拟电路相结合可动态显示实验结果，使实验结果可非常直观的模拟实际的生产控制现场，数字量的输

8、入基本上可有各实验单元线路板自动产生输入信号来模拟现场的传感器产生的输入信号，使实验的条件更接近与生产实际。该实验装置是目前设计理念比较先进的可编程序控制器教学实验装置。在该实验台上用实验连接导线连接数字量输入/输出单元的有关部分可完成指令系统训练，用实验连接导线将数字量输入/输出单元或模拟量输入/输出单元与相关实验板有关部分连接，可完成程序设计训练。该机增加了模拟量指示调节单元板和模拟量输人输出实验板，实现了模拟量的输人和输出的PLC控制，从而使该实验装置功能更加齐全。该机的主要特点是可以选用任何一种型号PLC作为主机，通用性和灵活性很强。43.3、实验PLC简介本实验采用西门子S7-200

9、系列PLC,CPU226 本机集成24输入/16输出共40个数字量I/O 点。可连接7个扩展模块，最大扩展至248路数字量I/O 点或35路模拟量I/O 点。13K字节程序和数据存储空间。6个独立的30kHz高速计数器，2路独立的20kHz高速脉冲输出，具有PID控制器。2个RS485通讯/编程口，具有PPI通讯协议、MPI通讯协议和自由方式通讯能力。I/O端子排可很容易地整体拆卸。用于较高要求的控制系统，具有更多的输入/输出点，更强的模块扩展能力，更快的运行速度和功能更强的内部集成特殊功能。可完全适应于一些复杂的中小型控制系统。本实验编程采用STEP_7-Micro/WIN_V4_SP3软件

10、。STEP_7-Micro/WIN_V4_SP3编程软件可以对所有的CPU 221/222/224/224XP/226功能进行编程。同时也可以使用STEP 7-Micro/WIN16 V2.1软件包，但是它只支持对S7-21x同样具有的功能进行编程。 STEP 7-Micro/DOS不能对CPU 221/222/224/224XP/226编程。如果使用PG/PC的串口编程，则需要使用PC/PPI电缆。如果使用STEP 7-Micro/WIN32 V3.1编程软件，则也可以通过SIMATIC CP 5511或CP 5611编程。在这种情况下，通讯速率可高达187.5kbit/s。可以利用PC/P

11、PI 电缆和自由口通讯功能把 S7-200 CPU 连接到许多和RS-232标准兼容的设备。3.4、I/O端口配置表I/O端口配置表四、程序设计4.1、程序流程图 564.2、梯形图程序784.3、语句表LD 正向启动9O M0.0 AN 反向启动 AN M0.1 = M0.0 LD M0.0 AN M0.2 TON T33, 300 TON T34, 400 LD 反向启动 O M0.1 AN 正向启动 AN M0.0 = M0.1 LD M0.1 TON T35, 100 TON T36, 600 TON T97, 700 LD 停止 O M0.2 AN 反向启动 AN 正向启动 = M0

12、.210LD M0.2 TON T98, 100 LD T98A M0.2 AN M0.0A M0.1A 零速 LD M0.0 AN M0.1 AN M0.2OLDAN 反向接电 = 正向接电 LD M0.0 AN T33 AN M0.2 LD M0.1A T35 AN T36OLDLD M0.2A T9811A 零速OLDAN 三角接 = 星型接 LD M0.0A T34 LD M0.1A T97OLD AN M0.2 AN 星型接 = 三角接 LD M0.0 AN M0.1A M0.2A T98A 零速 LDN M0.0A M0.1A T35 AN M0.2OLD12AN 正向接电= 反向

13、接电五、注意事项1、 在接线时把实验台上的PLC电源开关关闭，防止电源短路。2、 因PLC内的EEPROM写入次数有限，调试中要认真修改，以减少下载次数。3、 不得删除计算机内的文件，不准拷入任何可运行的文件。4、 不得随意更动PLC和计算机的连接线。六、课程设计总结与心得和学别的学科一样，在学完PLC理论课程后我们做了课程设计，此次设计以分组的方式进行，每组有一个题目。我们做的是鼠笼式异步电动机启动制动控制系统设计。由于平时大家都是学理论，没有过实际开发设计的经验，拿到的时候都不知道怎么做。但通过各方面的查资料并学习。我们基本学会了PLC设计的步聚和基本方法。分组工作的方式给了我与同学合作的

14、机会，提高了与人合作的意识与能力。通过PLC课程设计，使我对鼠笼式异步电动机的启动制动有了进一步的认识，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，我们对知识的掌握都是理论上的，对一些细节不加重视，当我们把自己想出来的程序写到PLC中的时候，问题出现了，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。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

15、了分工与合作的方式，每个负责一定的部分，同时在一定的阶段共同讨论，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能够得到实现，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达能力。 通过此次课设，让我了解了plc梯形图、指令表、顺序功能图有了更好的了解，也让我了解了关于PLC设计原理。有很多设计理念来源于实际，从中找出最适合的设计方法。虽然课程设计是要独立完成，但是，彼此还是脱离不了集体的力量，遇到问题和同学互相讨论交流。多和同学讨论。我们在做课程设计的过程中要不停的讨论问题，这样，我们可以尽可能的统一思想，这样就不会使自己在做的过程中没有方向，讨论不仅是一些思想的问题，还可以深入的讨论一些技术上的问题，这样可以使自己的问题处理的快一些，少走弯路。多改 13变自己设计的方法，在设计的过程中最好要不停的改善自己解决问题的方法，这样可以方便自己解决问题在设计的过