PLC課程設(shè)計(jì)-三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻啟動(dòng)

1、三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻啟動(dòng)目 錄摘要1關(guān)鍵詞11 關(guān)于PLC21.1概述21.2 PLC的系統(tǒng)組成22 S7-200簡(jiǎn)介 32.1 概述32.2 組成33 三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理和結(jié)構(gòu)組成33.1 工作原理33.2 結(jié)構(gòu)組成43.2.1 定子43.2.2 轉(zhuǎn)子43.2.3 氣隙43.3 異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)53.4 轉(zhuǎn)子串電阻啟動(dòng)的原理53.5 啟動(dòng)電阻的使用原則54 課程設(shè)計(jì)的目的55 主接線(xiàn)圖65.1三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻啟動(dòng)主接線(xiàn)圖65.2繞線(xiàn)式的作用以及優(yōu)缺點(diǎn)66 硬件系統(tǒng)的設(shè)置66.1 資源配置66.2 PLC接線(xiàn)圖77 主程序設(shè)置77.1 主程序梯形圖77.2 工作過(guò)程分析9

2、8模擬軟件上仿真動(dòng)作與實(shí)驗(yàn)面板上調(diào)試演示結(jié)果109課程設(shè)計(jì)總結(jié)11參考文獻(xiàn)12三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻啟動(dòng)指導(dǎo)教師 摘要：PLC在三相異步電機(jī)控制中的應(yīng)用，與傳統(tǒng)的繼電器控制相比，具有控制速度快、可靠性高、靈活性強(qiáng)、功能完善等優(yōu)點(diǎn)。長(zhǎng)期以來(lái)，PLC始終處于工業(yè)自動(dòng)化控制領(lǐng)域的主戰(zhàn)場(chǎng)，為各種各樣的自動(dòng)化控制設(shè)備提供了非?？煽康目刂茟?yīng)用。它能夠?yàn)樽詣?dòng)化控制應(yīng)用提供安全可靠和比較完善的解決方案，適合于當(dāng)前工業(yè)企業(yè)對(duì)自動(dòng)化的需要。本文設(shè)計(jì)了三相異步電動(dòng)機(jī)的PLC控制電路，該電路主要以性能穩(wěn)定、簡(jiǎn)單實(shí)用為目的。關(guān)鍵詞：PLC；編程語(yǔ)言；三相異步電機(jī)；繼電器Three-phase Asynchronous

3、 Motor Rotor String Resistance StartStudent majoring in Automation Liu Tong Tutor Zhou Jing LeiAbstract：PLC in three-phase asynchronous motor control application, compared with the traditional relay control, has control of speed, high reliability and flexibility, the perfect function etc. Long-term

4、since, PLC is always in the industrial automation control field, igge for various automatic control equipment provides a very reliable control applications. It can provide security for automation control application reliable and comparatively perfect solutions, suitable for the current industrial en

5、terprise of automation needs. This paper introduces the design of three-phase asynchronous motor, the PLC control circuit, this circuit mainly stable performance, simple and practical for the purpose. Key words: PLC；programming languages,；three-phase asynchronous motor,；relays1 關(guān)于PLC1

6、.1 概述20世紀(jì)70年代初出現(xiàn)了微處理器。人們很快將其引入可編程控制器，使PLC增加了運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送及處理等功能，完成了真正具有計(jì)算機(jī)特征的工業(yè)控制裝置。此時(shí)的PLC為微機(jī)技術(shù)和繼電器常規(guī)控制概念相結(jié)合的產(chǎn)物。個(gè)人計(jì)算機(jī)發(fā)展起來(lái)后，為了方便和反映可編程控制器的功能特點(diǎn)，可編程序控制器定名為Programmable Logic Controller（PLC）。20世紀(jì)70年代中末期，可編程控制器進(jìn)入實(shí)用化發(fā)展階段，計(jì)算機(jī)技術(shù)已全面引入可編程控制器中，使其功能發(fā)生了飛躍。更高的運(yùn)算速度、超小型體積、更可靠的工業(yè)抗干擾設(shè)計(jì)、模擬量運(yùn)算、PID功能及極高的性?xún)r(jià)比奠定了它在現(xiàn)代工業(yè)中的地位。20世紀(jì)8

7、0年代初，可編程控制器在先進(jìn)工業(yè)國(guó)家中已獲得廣泛應(yīng)用。世界上生產(chǎn)可編程控制器的國(guó)家日益增多，產(chǎn)量日益上升。這標(biāo)志著可編 程控制器已步入成熟階段。20世紀(jì)80年代至90年代中期，是PLC發(fā)展最快的時(shí)期，年增長(zhǎng)率一直保持為3040%。在這時(shí)期，PLC在處理模擬量能力、數(shù)字運(yùn)算能力、人機(jī)接口能力和網(wǎng)絡(luò)能力得到大幅度提高，PLC逐漸進(jìn)入過(guò)程控制領(lǐng)域，在某些應(yīng)用上取代了在過(guò)程控制領(lǐng)域處于統(tǒng)治地位的DCS系統(tǒng)。20世紀(jì)末期，可編程控制器的發(fā)展特點(diǎn)是更加適應(yīng)于現(xiàn)代工業(yè)的需要。這個(gè)時(shí)期發(fā)展了大型機(jī)和超小型機(jī)、誕生了各種各樣的特殊功能單元、生產(chǎn)了各種人機(jī)界面單元、通信單元，使應(yīng)用可編程控制器的工業(yè)控制設(shè)備的配套

8、更加容易。PLC是基于電子計(jì)算機(jī)，且適用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)工作的電控制器。它源于繼電控制裝置，但它不像繼電裝置那樣，通過(guò)電路的物理過(guò)程實(shí)現(xiàn)控制，而主要靠運(yùn)行存儲(chǔ)于PLC內(nèi)存中的程序，進(jìn)行入出信息變換實(shí)現(xiàn)控制。PLC基于電子計(jì)算機(jī)，但并不等同于普通計(jì)算機(jī)。普遍計(jì)算機(jī)進(jìn)行入出信息變換，多只考慮信息本身，信息的輸入輸出，只要人機(jī)界面好就可以了。而PLC則還要考慮信息入出的可靠性、實(shí)時(shí)性，以及信息的使用等問(wèn)題。特別要考慮怎么適應(yīng)于工業(yè)環(huán)境，如便于安裝，抗干擾等問(wèn)題?？删幊炭刂破魇且环N數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專(zhuān)為工業(yè)環(huán)境而設(shè)計(jì)。它采用了可編程序的儲(chǔ)存器，用來(lái)在其內(nèi)部?jī)?chǔ)存邏輯運(yùn)算、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令

9、并通過(guò)數(shù)字式和模擬式的輸入和輸出，控制各種類(lèi)型機(jī)械的生產(chǎn)過(guò)程；而有關(guān)的外圍設(shè)備，都應(yīng)按易于與工業(yè)系統(tǒng)連成一個(gè)整體，易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)。應(yīng)該強(qiáng)調(diào)的是，PLC機(jī)械式的順序控制器在“可編程”方面有著質(zhì)的區(qū)別。由于PLC引入了微處理機(jī)及半導(dǎo)體儲(chǔ)存器等新一代電子器件，并用規(guī)定的指令進(jìn)行編程，所以能靈活的修改程序即它是用軟件方式來(lái)實(shí)現(xiàn)“可編程”的目的。1.2 PLC的系統(tǒng)組成中央處理單元（CPU）：中央處理單元（CPU）一般由控制器、運(yùn)算器和寄存器組成，這些電路都集中成在一個(gè)芯片內(nèi)。CPU通過(guò)數(shù)據(jù)總線(xiàn)、地址總線(xiàn)和控制總線(xiàn)與儲(chǔ)存單元、輸入/輸出接口電路相連接。儲(chǔ)存器：PLC使用的儲(chǔ)存器類(lèi)型有三種：只讀

10、儲(chǔ)存器（ROM）、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（RAM）和可電擦除可編程的只讀儲(chǔ)存器（EEPROM）。輸入/輸出單元：輸入/輸出單元包含兩部分：一部分是與被控設(shè)備相連接的接口電路，另一部分是輸入和輸出的映像寄存器。電源部分：PLC一般使用220V的交流電源或24V的直流電源。擴(kuò)展接口：擴(kuò)展接口用于將擴(kuò)展單元或功能模塊與基本單元相連。通信接口：有些PLC配有一定的通信接口以完成人機(jī)對(duì)話(huà)。編程設(shè)備：現(xiàn)在的PLC廠(chǎng)家不再提供編程器轉(zhuǎn)而給用戶(hù)提供配置在PC上運(yùn)行的編程軟件。其他部件：需要時(shí)PLC可配有儲(chǔ)存器卡、電池卡等。2 S7-200簡(jiǎn)介2.1 概述S7-200 自成一體：別緊湊但是具有驚人的能力特別是有關(guān)它的實(shí)

11、時(shí)性能它速度快，功能強(qiáng)大的通訊方案，并且具有操作簡(jiǎn)便的硬件和軟件。但是還有更多特點(diǎn)： S7-200 PLC具有統(tǒng)一的模塊化設(shè)計(jì)目前不是很大，但是未來(lái)不可限量的定制解決方案。這一切都使得S7-200 PLC在一個(gè)緊湊的性能范圍內(nèi)為自動(dòng)化控制提供一個(gè)非常有效和經(jīng)濟(jì)的解決方案。2.2 組成基本單元：S7-200系列PLC中可提供4種不同的基本型號(hào)的8種CPU供選擇使用擴(kuò)展單元：S7-200系列PLC主要有6種擴(kuò)展單元，它本身沒(méi)有CPU，只能與基本單元相連接使用，用于擴(kuò)展I/O點(diǎn)數(shù).編程器：PLC在正式運(yùn)行時(shí)，不需要編程器。編程器主要用來(lái)進(jìn)行用戶(hù)程序的編制、存儲(chǔ)和管理等，并將用戶(hù)程序送入PLC中，在調(diào)

12、試過(guò)程中，進(jìn)行監(jiān)控和故障檢測(cè)。S7-200系列PLC可采用多種編程器，一般可分為簡(jiǎn)易型和智能型。簡(jiǎn)易型編程器是袖珍型的，簡(jiǎn)單實(shí)用，價(jià)格低廉，是一種很好的現(xiàn)場(chǎng)編程及監(jiān)測(cè)工具，但顯示功能較差，只能用指令表方式輸入，使用不夠方便。智能型編程器采用計(jì)算機(jī)進(jìn)行編程操作，將專(zhuān)用的編程軟件裝入計(jì)算機(jī)內(nèi)，可直接采用梯形圖語(yǔ)言編程，實(shí)現(xiàn)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)，非常直觀(guān)，且功能強(qiáng)大，S7-200系列PLC的專(zhuān)用編程軟件為STEP7-Micro/WIN。3 三相異步電機(jī)的工作原理和結(jié)構(gòu)組成 3.1  工作原理 三相對(duì)稱(chēng)繞組，接通三相對(duì)稱(chēng)電源，流過(guò)三相對(duì)稱(chēng)電流，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)（電生磁），切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)體，感

13、應(yīng)電勢(shì)和電流（磁變生電），載流導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受到電磁力的作用，形成電磁轉(zhuǎn)矩（電磁生力），使轉(zhuǎn)子朝著旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)的方向旋轉(zhuǎn)。 3.2  結(jié)構(gòu)組成 三相異步電動(dòng)機(jī)主要由定子、轉(zhuǎn)子、氣隙三部分組成。 3.2.1 定子 三相異步電動(dòng)機(jī)的定子由定子鐵心、定子繞組和機(jī)座三部分組成。 定子鐵心是異步電動(dòng)機(jī)主磁通磁路的一部分。為了使異步電動(dòng)機(jī)能產(chǎn)生較大的電磁轉(zhuǎn)矩，希望有一個(gè)較強(qiáng)的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，同時(shí)由于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)對(duì)定子鐵心以同步轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，定子鐵心中的磁通的大小與方向都是變化的，必須設(shè)法減少由旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)在定子鐵心中所引起的渦流損耗和磁滯損耗，因此，定子鐵心由導(dǎo)磁性能較好的0

14、.5mm厚且沖有一定槽形的硅鋼片疊壓而成。對(duì)于容量較大(10kW以上)的電動(dòng)機(jī)，在硅鋼片兩面涂以絕緣漆，作為片間絕緣之用。定子鐵心上的槽形通常有三種半閉口槽，半開(kāi)口槽及開(kāi)口槽。從提高電動(dòng)機(jī)的效率和功率因數(shù)來(lái)看，半閉口槽最好。 定子繞組是異步電機(jī)定子部分的電路，它也是由許多線(xiàn)圈按一定規(guī)律聯(lián)接面成。能分散嵌入半閉口槽的線(xiàn)圈由高強(qiáng)度漆包圓銅線(xiàn)或圓鋁線(xiàn)繞成，放入半開(kāi)口槽的成型線(xiàn)圈用高強(qiáng)度漆包扁沿線(xiàn)或扁銅線(xiàn)，或用玻璃絲包扁銅線(xiàn)繞成。開(kāi)口槽也放入成型線(xiàn)圈，其絕緣通常采用云母帶，線(xiàn)圈放入槽內(nèi)必須與槽壁之間隔有“槽絕緣”，以免電機(jī)在運(yùn)行時(shí)繞組對(duì)鐵心出現(xiàn)擊穿或短路故障。一般根據(jù)定子繞組在槽內(nèi)布置的情況

15、，有單層繞組及雙層繞組兩種基本型型。容量較大的異步電動(dòng)機(jī)都采用雙層繞組。雙層繞組在每槽內(nèi)的導(dǎo)線(xiàn)分上下兩層放置，上下層線(xiàn)圈邊之間需要用層間絕緣隔開(kāi)。小容量異步電動(dòng)機(jī)常采用單層繞組。槽內(nèi)定子繞組的導(dǎo)線(xiàn)用槽楔緊固。槽楔常用的材料是竹、膠布板或環(huán)氧玻璃布板等非磁性材料。 機(jī)座的作用主要是固定和支撐定子鐵心。中小型異步電動(dòng)機(jī)一般都采用鑄鐵機(jī)坐，并根據(jù)不同的冷卻方式而采用不同的機(jī)座型式。例如小型封閉式電動(dòng)機(jī)、電機(jī)中損耗變成的熱量全都要通過(guò)機(jī)座散出。為了加強(qiáng)散熱能力，在機(jī)座的外表面有很多均勻分布的散熱筋，以增大散熱面積。對(duì)于大中型異步電動(dòng)機(jī)，一般采用鋼板焊接的機(jī)座。 3.2.2 轉(zhuǎn)子 異

16、步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子由轉(zhuǎn)子鐵心、轉(zhuǎn)子繞組和轉(zhuǎn)軸組成。轉(zhuǎn)子鐵心也是電動(dòng)機(jī)主磁通磁路的一部分，一般也由0.5毫米厚沖槽的硅鋼片疊成，鐵心固定在轉(zhuǎn)軸或轉(zhuǎn)子支架上。整個(gè)轉(zhuǎn)子鐵心的外表面成圓柱形。轉(zhuǎn)子繞組分為籠型和繞線(xiàn)型兩種結(jié)構(gòu)，在以下文章中將分別說(shuō)明這兩種繞組結(jié)形式特點(diǎn)。3.2.3 氣隙 異步電動(dòng)機(jī)定、轉(zhuǎn)子之間的氣隙是很小的，中小型電機(jī)般為0.22mm。氣隙的大小與異步電動(dòng)機(jī)的性能關(guān)系極大。氣隙愈大，磁阻也愈大。磁阻大時(shí)，產(chǎn)生同樣大小的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)就需要較大的勵(lì)磁電流。勵(lì)磁電流是無(wú)功電流(與變壓器中的情況一樣)，該電流增大會(huì)使電機(jī)的功率因數(shù)變壞。然而，磁阻大可以減少氣隙磁場(chǎng)中的諧波含量，從而可減少附加損耗，且改

17、善起動(dòng)性能。氣隙過(guò)小，會(huì)使裝配困難和運(yùn)轉(zhuǎn)不安全。如何決定氣隙大小，應(yīng)權(quán)衡利弊，全面考慮。一般異步電動(dòng)機(jī)的氣隙以較小為宜。 異步電動(dòng)機(jī)主要分為籠型（又稱(chēng)為鼠籠型）和繞線(xiàn)型。雖然我們主要介紹繞線(xiàn)型異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻啟動(dòng)，但我們還是先了解一下鼠籠型電機(jī)啟動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)和局限，以方便和繞線(xiàn)形電動(dòng)機(jī)進(jìn)行性能比較。3.3 異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 繞線(xiàn)型繞組是一個(gè)對(duì)稱(chēng)三相繞組，這個(gè)對(duì)稱(chēng)三相繞組接成星形，并接到轉(zhuǎn)軸上三個(gè)集電環(huán)，再通過(guò)電刷使轉(zhuǎn)子繞組與外電路接通。這種轉(zhuǎn)子的特點(diǎn)是，通過(guò)集電環(huán)和電刷可在轉(zhuǎn)子回路中接入附加電阻或其它控制裝置，以便改善電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)性能或調(diào)速特性。為了減小電刷的磨損與摩擦損耗，中等

18、容量以上的異步電動(dòng)機(jī)還裝有一種提刷短路裝置。這種裝置當(dāng)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)以后而又不需要調(diào)節(jié)速度時(shí)，移動(dòng)其手柄，可使電刷提起，與集電環(huán)脫離接觸，同時(shí)使三只集電環(huán)彼此短接起來(lái)。3.4 轉(zhuǎn)子串電阻啟動(dòng)的原理 異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串三相對(duì)稱(chēng)電阻啟動(dòng)時(shí)，一般采用分級(jí)切除啟動(dòng)電阻的方法。這是因?yàn)殡S著轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的增高，轉(zhuǎn)子電流、電機(jī)轉(zhuǎn)矩將逐漸降低。為了充分利用電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，應(yīng)當(dāng)隨著轉(zhuǎn)速的增高，逐漸減少轉(zhuǎn)子回路電阻，使電動(dòng)機(jī)維持較高的啟動(dòng)電流和轉(zhuǎn)矩。由式（1）可以看出，若使轉(zhuǎn)子回路電阻2R與轉(zhuǎn)差率s成正比例減少，則電動(dòng)機(jī)在加速過(guò)程中可以獲得恒定的啟動(dòng)電流和啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩。 3.5 啟動(dòng)電阻的使用原則

19、0;目前國(guó)內(nèi)廣泛使用的啟動(dòng)電阻是金屬電阻，它是由一箱電阻片構(gòu)成的。電阻值的改變是靠開(kāi)關(guān)電器將金屬電阻一段段的短接來(lái)實(shí)現(xiàn)的，所以電阻值的變化不連續(xù)，有級(jí)。每短接一段，啟動(dòng)電流和啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩便突變一次。啟動(dòng)電阻分級(jí)數(shù)越少，則在啟動(dòng)過(guò)程中沒(méi)次短接電阻所引起的啟動(dòng)電流沖擊幅度就大，軸上轉(zhuǎn)矩的突變也大。從啟動(dòng)電流對(duì)供電電網(wǎng)的沖擊和機(jī)械的受力考慮，啟動(dòng)電阻的分級(jí)數(shù)目不能太少，一般為58級(jí)。對(duì)容量較大的電動(dòng)機(jī)，啟動(dòng)電阻分級(jí)要多些。 對(duì)于功率較小的電動(dòng)機(jī)可采用一般三相變阻器或油浸啟動(dòng)變阻器，對(duì)于功率較大的電動(dòng)機(jī)則采用小電阻。4 課程設(shè)計(jì)的目的掌握可編程控制器程序的應(yīng)用系統(tǒng)的調(diào)試、監(jiān)控、運(yùn)行方法。進(jìn)一步熟

20、悉常用設(shè)備、元器件的類(lèi)型和特征，并掌握合理運(yùn)用原則和使用方法。培養(yǎng)嚴(yán)肅認(rèn)真的工作作風(fēng)和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。借助課程設(shè)計(jì)中的對(duì)三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻啟動(dòng)PLC設(shè)計(jì)，提高和掌握可編程序控制器的各種實(shí)際應(yīng)用的能力。綜合運(yùn)用所學(xué)的理論知識(shí)獨(dú)立完成一個(gè)課題，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力,學(xué)會(huì)撰寫(xiě)課程設(shè)計(jì)總結(jié)報(bào)告。5 主接線(xiàn)圖5.1 三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻啟動(dòng)主接線(xiàn)圖圖5-1 三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻啟動(dòng)主接線(xiàn)圖5.2 繞線(xiàn)式的作用以及優(yōu)缺點(diǎn)三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子回路串接電阻，一方面可以減小起動(dòng)電流，另一方面可以增加最初起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，當(dāng)串入某一合適電阻時(shí)，還能使電動(dòng)機(jī)以它的最大轉(zhuǎn)矩T起動(dòng)。當(dāng)然，所串聯(lián)的電

21、阻超過(guò)一定數(shù)值后，最初起動(dòng)轉(zhuǎn)矩反而會(huì)減小。由于繞線(xiàn)異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子串聯(lián)合適的電阻，不但可以減少起動(dòng)電流，而且可以增大起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，因而，要求起動(dòng)的轉(zhuǎn)矩大或起動(dòng)頻繁的生產(chǎn)機(jī)械常用繞線(xiàn)型異步電動(dòng)機(jī)。 轉(zhuǎn)子回路串三相對(duì)稱(chēng)可變電阻起動(dòng)，這種方法既可限制起動(dòng)電流，又可增大起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，串接電阻值取得適當(dāng)，還可使起動(dòng)轉(zhuǎn)矩接近最大轉(zhuǎn)矩起動(dòng)，適當(dāng)增大串接電阻的功率，使起動(dòng)電阻兼作調(diào)速電阻，一物兩用，適用于要求起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，并有調(diào)速要求的負(fù)載。缺點(diǎn)：多級(jí)調(diào)速控制電路較復(fù)雜，電阻耗能大。6 硬件系統(tǒng)的設(shè)置6.1 資源配置采用PLC改造三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻啟動(dòng)繼電接觸器控制系統(tǒng)，PLC的輸入信號(hào)主要有2個(gè)：?jiǎn)?dòng)按鈕SB

22、1和停止按鈕SB2。輸出信號(hào)主要有4個(gè)：主接觸器控制三相繞線(xiàn)式電動(dòng)機(jī)M接通三相電源運(yùn)行，接觸器KM1用于控制第一組電阻Rl的切除，接觸器KM2用于控制第二組電阻R2的切除，接觸器KM3用于控制第三組電阻R3的切除。3個(gè)時(shí)間繼電器功能可以用PLC內(nèi)部定時(shí)器實(shí)現(xiàn)。根據(jù)控制要求，對(duì)PLC的輸入量、輸出量進(jìn)行分配情況如表6-1所示：表6-1 資源配置表輸入輸出輸入元件名稱(chēng)輸入地址輸出元件名稱(chēng)輸出地址SB1啟動(dòng)按鈕I0.0KM4接觸器Q0.0SB2停止按鈕I0.1KM1接觸器Q0.1FR熱繼電器I0.2KM2接觸器Q0.2KM3接觸器Q0.36.2 PLC接線(xiàn)圖圖6-1 PLC輸入輸出接線(xiàn)圖7 主程序設(shè)

23、計(jì)7.1 主程序梯形圖用PLC改造三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻啟動(dòng)繼電接觸器控制系統(tǒng)，根據(jù)原有的繼電接觸器電路圖來(lái)設(shè)計(jì)梯形圖是一條簡(jiǎn)便實(shí)用的辦法。原有的異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻啟動(dòng)控制電路經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期使用和考驗(yàn)，已經(jīng)證明能完成系統(tǒng)要求的各種功能。控制電路圖和PLC程序控制梯形圖有許多相似的地方，按照梯形圖語(yǔ)言設(shè)計(jì)規(guī)定和對(duì)應(yīng)關(guān)系可以將繼電接觸器電路圖方便地“翻譯”成梯形圖控制程序，用PLC的外部硬接線(xiàn)和梯形圖軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)繼電接觸器電路圖的控制功能。三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻啟動(dòng)控制PLC梯形圖使用的是內(nèi)部繼電器、定時(shí)器等，都是由軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)的，使用方便，修改靈活，是原繼電接觸器控制線(xiàn)路硬接線(xiàn)無(wú)法比擬的。根據(jù)流程圖

24、和順序功能圖編寫(xiě)梯形圖，如下：7.2 工作過(guò)程分析啟動(dòng)：按啟動(dòng)按鈕SB1，輸入繼電器：I0.1接通動(dòng)合觸點(diǎn)閉合，輸出繼電器Q0.0通，接觸器KM4線(xiàn)圈得電，主觸頭閉合接通三相電源，繞線(xiàn)式異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻(Rl+R2+R3)啟動(dòng)，同時(shí)定時(shí)器T1線(xiàn)圈得電，開(kāi)始延時(shí)，時(shí)間設(shè)定為3S。3s后，定時(shí)器T1常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，輸出繼電器。Q0.1接通，接觸器KM 1吸合，主觸頭閉合，切除第一組電阻Rl，電動(dòng)機(jī)串接(R2+R3)電阻繼承啟動(dòng)，同時(shí)定時(shí)器線(xiàn)圈T2得電，時(shí)間設(shè)定為1s。ls后，定時(shí)器T2常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，輸出繼電器Q0.2接通，接觸器KM2吸合，主觸頭閉合，切除第二組電阻R2，電動(dòng)機(jī)串接R3電阻繼承啟

25、動(dòng)，同時(shí)定時(shí)器線(xiàn)圈T3得電，時(shí)間設(shè)定為1 s。ls后，定時(shí)器T3常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，輸出繼電器Q0.3接通，接觸器KM3吸合，主觸頭閉合，切除第三組電阻R3，同Q0.3常閉觸頭斷開(kāi)，定時(shí)器線(xiàn)圈T1、T2、T3和輸出繼電器Y1、Y2失電。累計(jì)啟動(dòng)5s，三相繞線(xiàn)式異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子所串3組電阻全部切除，電動(dòng)機(jī)M結(jié)束啟動(dòng)狀態(tài)，進(jìn)入正常運(yùn)行狀態(tài)。停車(chē)：按停止按鈕SB2，輸出繼電器Q0.0失電，接觸器KM失電，主觸頭斷開(kāi)，電機(jī)作自由停車(chē)運(yùn)行。輸出繼電器線(xiàn)圈Q0.0失電，常開(kāi)觸點(diǎn)Q0.0復(fù)位，輸出繼電器Y003失電，常開(kāi)觸點(diǎn)Q0.3復(fù)位，3組電阻(R1+R2+R3)恢復(fù)與三相繞線(xiàn)式異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串接，為下次啟動(dòng)做好

26、準(zhǔn)備。過(guò)載保護(hù)：當(dāng)電動(dòng)機(jī)過(guò)載時(shí)，熱過(guò)載保護(hù)繼電器FR的動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開(kāi)，接觸器KM4、KM1、KM2、KM3均斷電，電動(dòng)機(jī)M也停車(chē)。把輸出繼電器Q0.1、Q0.2和Q0.3閉觸點(diǎn)與輸入繼電器I0.1常開(kāi)觸點(diǎn)串聯(lián)，如果輸出繼電器Q0.1、Q0.2和Q0.3線(xiàn)圈得電，接觸器KM4、KM2、KM3中任何一個(gè)觸頭沒(méi)有釋放恢復(fù)閉合時(shí)，按下啟動(dòng)按鈕SB1，輸出繼電器Q0.0和接觸器KM4線(xiàn)圈不能得電，KM4主觸頭不能閉合，電動(dòng)機(jī)M就不能接通電源直接啟動(dòng)，保證了三相繞線(xiàn)式電動(dòng)機(jī)只在轉(zhuǎn)子繞組中接入全部啟動(dòng)電阻(RI+R2+R3)的條件下才能啟動(dòng)。8 模擬軟件上仿真動(dòng)作與實(shí)驗(yàn)面板上調(diào)試演示結(jié)果先通過(guò)外部接線(xiàn)圖接好導(dǎo)線(xiàn)，把編號(hào)的程序輸進(jìn)聯(lián)機(jī)電腦中并與PLC機(jī)通訊，調(diào)試時(shí)先從各功能單元入手，設(shè)定輸入信號(hào)，觀(guān)察輸出信號(hào)的變化情況。各功能單元調(diào)試完成后，再調(diào)試全部程序，調(diào)試各部分的接口情況，直到滿(mǎn)意為止。從PLC只連接輸入設(shè)備、再連接輸出設(shè)備、再接上實(shí)際負(fù)載等逐步進(jìn)行調(diào)試。如不符合要求，則對(duì)硬件和程序作調(diào)整。通常只需修改部份程序即可。全部調(diào)試完畢后，交付試運(yùn)行。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間運(yùn)行，如果工作正常、